BAB II LANDASAN TEORI 2.1 MOTOR MATIC Motor matic adalah suatu kendaraan yang nyaman saat dikendaraain dengan hanya menarik gas motor langsung bisa berjalan. Yang pada dasarnya kinerja motor matic berbeda dari motor manual, teknologi matic ini pada dasarnya banyak yang digemari oleh kaum muda khususnya pria wanita dan tua muda. Transmisi pada motor matic ini adalah tanapa perpindahan roda gigi jadi menggunakan pulley dan v-belt dengan istilah CVT yang berfungsi adalah suatu system pengantar tenaga secara otomatis dengan bantuan gaya sentrifugal gaya dorong yang disebabkan oleh putaran mesin pada kendraan motor matic. Motor matic ini memiliki tempat transmisi terdiri sendiri yaitu CVT box pada CVT box ini memiliki beberapa komponen yaitu pilley primer dan pulley secondary yang artinya pully depan dan pulley belakang, yang artinya pada saat mesin motor hidup pulley depan bergerak akibat hubungan langsung dengan kruk as. Lain halnya dengan pulley belakang yang berhubungan langsung dengan roda belakang atau yang menggerakan roda belakang akibat hubungan antara pros roda dan poros pada pulley belakang. 6
Gambar 2.1 Motor Matic Yamaha Mio Soul (Sumber S : Dokumen Pribadi) 2.2 PENGERTIAN CVT Sistem CVT (Continously Variable Transmission), adalah sistem otomatik yang dipasang pada beberapa tipe sepeda motor yang sedang berkembang saat ini. Sistem ini menghasilkan perbandingan reduksi secara otomatis sesuai dengan putaran mesin, sehingga ga pengendara terbebas dari keharusan memindahkan gigi sehingga lebih nyaman dan santai. Sistem CVT banyak kita jumpai pada motor matic lainnya seperti Yamaha mio, Honda vario, Suzuki spin, dan lainnya. Mekanisme V-belt tersimpan dalam ruangan yang dilengkapi dengan system pendingin untuk mengurangi panas yang timbul karena gesekan sehingga bisa tahan lebih lama. System aliran pendingin V-belt ini di buat sedemikian rupa sehingga terbatas dari kotoran atau debu dan air, lubang pemasukan udara pendingin terpasang lebih tinggi dari as roda untuk menghindari masuknya air saat sepeda motor berjalan didaerah banjir. Kelebihan utama system CVT dapat memberikan perubahan kecepatan dan perubahan torsi dari mesin ke roda belakang secara otomatis dengan perbandingan ratio yang sangat tepat tanpa harus memindahkan gigi, seperti pada motor transmisi 7
konvetional. Dengan sendirinya tidak terjadi hentakan yang biasa timbul pada pemindahan gigi pada mesin-mesin konventional, perubahan kecepatan sangat lembut dengan kemampuan mendaki yang sangat baik. System CVT terdiri dari pulley primary dan pulley secondary yang dihubungkan dengan V-belt. Dan bisa mendongkrang performa mesin secara keseluruhan karena dengan rasio tak terbatas maka akan selalu pada rasio gigi yang tidak terbatas, maka akan lebih terasa nyaman untuk cruising sehingga bisa lebih irit dan mengurangi gas buang. Bayangkan kalau sedang keluar kota dan dijalan dengan kecepatan konstan akan lebih irit, it, selain itu mengoperasikan mudah perawatannya relative murah. Yang perlu diperhatikan kondisi sabuk V-belt harus selalu diperiksa setiap 20 000 km. Tergantung cara pemakaian dan kondisi medan jalan V-belt yang sudah retak-retak atau memanjang maka sebaiknya diganti dengan yang baru. Kerugian transmisi CVT ini kurang responsive kalau mau di pakai secara aggressive, sive, karena akan berkesan lambat dan kalau di gas terlalu cepat maka kemungkinan menimulkan selip lebih tinggi dari pada otomatis biasa. Sedangkan dalam konsumsi bahan bakarnya yang ketimbang lebih boros dibandingkan dengan motor manual, karena tidak menggunakan rantai dalam penyalur tenaga ke roda sehingga besar beban pada motor matik terbatas dibandingkan dengan transmisi manual. 8
Gambar 2.2 CVT (Sumber :http://haka2884.blogspot.com/2013/11/materi-smk-tsm-transmisi-otomatis-cvt.html ) 2.3 MEKANISME CVT Rangkaian rute tenaga pada system transmisi otomatis dimulai dari putaran mesin crankshaft seperti pada sepeda motor lainnya, untuk memutarkan poros engkol menggunakan dua cara, yaitu menggunakan elektrik starter di gunakan motor listrik bertenaga batere terlebih dahulu menghidupkan starter wheel, selanjutnya memutarkan crankshaft pada kick starter, sebelum putaran sampai pada crankshaft, tenaga tekanan dari kick crank terlebih dahulu melewati kopling (One Way Clucth) Gambar 2.3 Mekanisme CVT (Sumber : http://pertamax.mywapblog.com/sistem-cvt-pada-motor-matic.xhtml) 9
2.4 CARA KERJA CVT Sistem cara kerja CVT sepeda motor matic dimulai dari putaran stasioner hingga putaran tinggi. Sistem cara kerja CVT sepeda motor matic diuraikan sebagai berikut: 1. Putaran Stasioner Pada putaran stasioner (langsam), jika mesin berputar pada putaran rendah, daya putar dari poros engkol diteruskan ke pulley primary v-belt pulley secondary dan kopling sentrifugal. Dikarenakan tenaga putar belum mencukupi, maka kopling sentrifugal belum mengembang. Disebabkan gaya tarik per pada kopling masih lebih kuat dari gaya sentrifugal, sehingga kopling centrifugal tidak menyentuh rumah kopling dan roda belakng tidak akan berputar. Gambar 2.4 Putaran Stasioner (Sumber S : Dokumen Pribadi) 2. Saat Mulai Berjalan Pada saat putaran mesin bertambah kurang lebih 3000 rpm, maka gaya sentrifugal bertambah kuat dibandingkan dengan tarikan per sehingga mengakibatkan sepatu kopling mulai menyentuh rumah kopling dan mulai terjadi tenaga gesek. Dalam kondisi ini v-belt dibagian pulley primary pada posisi diameter dalam atau kecil dan dibagian pulley secondary pada posisi luar atau besar sehingga menghasilkan 10
perbandingan putaran atau torsi yang besar menyebabkan roda belakang mudah berputar. Kopling sentrifugal menyentuh rumah kopling. Kopling sentrifugal mulai mengembang dari putaran 2550 ke 2950 rpm. Kopling terkopel penuh pada putaran 4700 ke 5300 rpm. Gambar 2.5 Saat Mulai Berjalan (Sumber S : Dokumen Pribadi) 3. Putaran Menengah Pada saat putaran bertambah, pemberat pada pulley primary mulai bergerak keluar karena gaya sentrifugal dan menekan primary sliding sheave atau piringan pulley yang dapat bergeser sistem fixed sheave atau piringan pulley yang diam dan menekan v-belt kelingkaran karan luar dari pulley primary sehingga menjadikan diameter pulley primary membesar dan menarik pulley secondary ke diameter yang lebih kecil. Ini dimungkinkan karena panjang v-belt nya tetap. Akhirnya diameter pulley primary membesar dan diameter pulley secondary mengecil sehingga diameter pulley menjadi sama besar dan pada akhirnya putaran dan kecepatan juga berubah dan bertambah cepat. 11
Gambar 2.6 Putaran Menengah (Sumber : Dokumen Pribadi) 4. Putaran tinggi Putaran mesin lebih tinggi lagi di bandingkan putaran menengah maka gaya keluar pusat dari pemberat semakin bertambah. Sehingga semakin menekan v-belt kebagian sisi luar dari pulley primary diameter membesar dan diameter pulley secondary semakin mengecil. Selanjutnya akan menghasilkan perbandingan putaran yang semakin tinggi. Jika pulley secondary semakin melebar, mak diameter v-belt pada pulley semakin kecil, sehingga ga menhasilkan perbandingan putaran yang semakin meningkat. Gambar 2.7 Putaran Tinggi (Sumber : Dokumen Pribadi) 12
2.4.1 SISTEM PENDINGINAN RUANG CVT a. Pendingin v-belt. Suhu dalam rumah v-belt sangat panas ada pun panas yang ditimbulkan disebabkan oleh: Panas v-belt itu sendiri adanya koefisien gesek / sliding pada bagian pulley, koefisien gesek dari kopling centrifugal, panas karena mesin, dan lain-lain. Untuk itu pendinginan mutlak harus diberikan, sehingga diperlikan kipas pendingin dan sirkulasi udara yang baik untuk mengurangi panas yang timbul. Panas yang timbul secara berlebihan akan merusakan v-belt dan mempengarui umur dari v-belt itu sendiri. Begitu juga kebersihan udara pendingin tidak kalah pentingnya oleh karena itu dilengkapi dengan saringan udara untuk menyaring debu dan kotoran lain. b. Pelumasan Tipe Basah dan Tipe Kering Untuk bagian sliding penggerak system v-belt terdiri dari banyak bagian yang bergeser untuk itu sangat penting dilindungi dari keausan dan juga agar dapat memberikan perbandingan ratio yang sesuai, sehingga system pelumasan sangat penting. Untuk pelumasan basah pada bagian-bagian secondary,as,bearing dan untuk pelumasan kering pada bagian pemberat dan sliding bos. 2.4.2 KOMPONEN YANG TERDAPAT DIDALAM CVT Di dalam CVT ada 4 komponen utama yaitu: 1. Pulley Primary Bagian pulley primary pada bagian poros engkol terdapat collar yang dikopel menyatu dengan fixed sheave yaitu bagian pulley yang diam dan cam. Adapun sliding 13
sheave piringan pulley yang dapat bergeser terdapat pada bagian collar. Untuk menarik dan menjepit v-belt terdapat rangkaian slidrt section. Piringan pulley yang dapat bergeser sliding sheave menakan v-belt keluar memalui pemberat roller karena gaya centrifugal dan menakan sliding sheave sehingga bentuk pulley akan menyempit mengakibatkan diameter dalam pulley akan membesar. Di primery sheave sendiri ada beberapa komponen pendukung yaitu: Gambar 2.8 Pulley Primary (Sumber : https://axelworkshop.files.wordpress.com/2014/06/wpid-img_20130310_080625.jpg) fixed sheave Adalah bagian dari primary sheave yang tidak bergerak dan berfungsi sebagai penahan v-belt. Fixed sheave berbentuk piringan yang bagian sisinya dibentuk menyerupai kipas, dan bertujuan adalah untuk membantu proses pendinginan pada ruang CVT. 14
Gambar 2.9 Fixed Sheave (Sumber S : Dokumen Pribadi) Sliding Sheavee Adalah bagian yang bergerak kekiri dan kekanan yang berfungsi mendorong v-belt. Sliding sheave bekerja dengan menyesuaikan kecepatan mesin. Semakin tinggi putaran mesin, sliding sheave akan menekan v-belt kearah diameter pulley yang lebih besar. Gambar 2.10 Sliding Sheave (Sumber : Dokumen Pribadi) 15
Collar Fungsinya adalah poros yang menghubungkan crankshafe dengan fixed sheave, sliding sheave, dan cam. Gambar 2.11 Collar (Sumber S : Dokumen Pribadi) CAM Adalah piringan tempat duduk slider, seperti halnya dengan fixed sheave. Cam juga terletak pada collar yang terkopel dengan pooros engkol. Gambar 2.12 Cam (Sumber : Dokumen Pribadi) 16
Slider Adalah komponen yang berfungsi menggerakan weight atau roller untuk mendorong sliding sheave. Pada putaran yang tinggi, slider akan mendorong weight ke bagian atas sliding sheave, sehingga sliding sheave bergerak menekan v-belt. Gambar 2.13 Slider (Sumber : Dokumen Pribadi) Roller Roller yang berfungsi sebagai pendorong sliding sheave. Roller adalah bagian umum dalam tuning skuter matik. Secara umum, roller berpengaruh terhadap akselerasi. Gambar 2.14 Roller (Sumber : Dokumen Pribadi) 17
2. V-belt Fungsinya sendiri adalah sebagai penghubung antara sliding sheave dan secondary sheave yaitu meneruskan putaran mesin dari sliding sheave.biasanya v- belt ini memiliki gerigi-gerigi yang di rancang agar v-belt tidak terlalu panas akibat gesekan terus menerus. Gambar 2.15 V-belt (Sumber S : Dokumen Pribadi) 3. Secondary sheave Terdiri dari piringan diam fixed sheave berlokasi pada as primary drive gear melalui bearing dan kopling centrifugal terkopel pada bos dibagian fixed sheave. Piringan pulley yang dapat bergeser atau sliding sheave menakan v-belt ke piringan yang diam fixed sheave melalui tekanan per. Rumah kopling terkopel menjadi satu dengan as drive gear. Pada saat putaran langsam kopling centrifugal terlepas dari rumah kopling sehingga putran mesin tidak diteruskan ke roda belakang. 18
Didalam secondary sheave juga terdapat beberapa komponen penting yaitu: Gambar 2.16 Secondary Sheave (Sumber : https://axelworkshop.files.wordpress.com/2014/06/wpid-img_20130310_080351.jpg) Sliding Sheave Adalah bagian yang bergerak kekiri dan kekanan yang berfungsi mendorong v-belt. Sliding sheave bekerja menyesuaikan kecepatan mesin. Semakin tinggi putaran mesin, sliding sheave akan menakan v-belt kearah diameter pulley yang lebih besar. 19
Gambar 2.17 Sliding Sheave (Sumber : Dokumen Pribadi) Fixed Sheave Adalah bagian dari primary sheave yang tidak bergerak berfungsi sebagai penahan v-belt. Fixed sheave berbentuk piringan. Gambar 2.18 Fixed Sheave (Sumber : Dokumen Pribadi) Pegas CVT Berfungsi sebagai pendorong sliding sheave 20
Torque Cam Gambar 2.19 Pegas CVT (Sumber S : Dokumen Pribadi) Cam penambah torsi/torsi cam dapat disebut dengan nama sensor torque perangkat ini dapat membuat sliding sheave / piringan yang dapat bergeser secara otomatis bekerja jika torsi gaya putar yang besar diperlukan, misalnya pada kondisi mendaki atau penambahan kecepatan. Gambar 2.20 Torque Cam (Sumber : Dokumen Pribadi) 21
Clutch Housing Biasanya disebut rumah kopling fungsinya adalah penerus putaran dari v-belt ke poros roda Gambar 2.21 Clutch Housing (Sumber S : Dokumen Pribadi) Sepatu Kopling Fungsinya adalah sebagai penghubung putaran ke poros roda belakang system kerjanya model sentrifugal yaitu bekerja sesuai putaran tinggi rendah dengan gaya sentrifugal. Gambar 2.22 Sepatu Kopling (Sumber : Dokumen Pribadi) 22
4. Gear Reduksi Untuk menghasilkan total perbandingan putaran yang ideal antara poros engkol dan roda belakang diperlukan gear reduksi dengan dua kali reduksi. Tipe pertama roda gigi miring/helical gear untuk mengurangi noise, adapun untuk gear main axle dan gear drive axle dengan tipe roda gigi lurus/spur gear. Untuk gear reduksi ini menggunakan pelumas yang ada didalam gear box yang terpisah dengan rumah v-belt dan rumah rem. Gambar 2.23 Gear Reduksi (Sumber S : Dokumen Pribadi) 2.5 ROLLER CVT Roller CVT prinsip kerjanya pada dasarnya mirip sekali dengan gearset yang terdapat pada motor bersistem menggunakan rantai. Nah kalau pada motor matic ini adalah menggunakan V-belt sebagai penerus tenaga dari kruk as hingga kebagian roda belakang. Fungsi roller CVT pada motor matic ini adalah untuk memberikan tekanan keluar pada variator atau yang berada didalam pulley sliding shave sehingga variator dapat 23
membuka dan memberikan sebuah perubahan lingkar diameter lebih besar terhadap V- belt drive sehingga motor dapat bergerak atau berjalan.. Kinerja variator ini sangat ditentukan oleh adanya roller CVT, baik bentuk apapun, bahan roller, dan terpenting adalah berat dari sebuah roller tersebut. Bentuk roller yang baik adalah berbentuk bunder dan sempurna untuk mempermudah pergerakan variator, bahan yang baik untuk roller CVT adalah Teflon karena sifat Teflon tersebut yang licin keras dan tahan panas. Batasan masalah pada Roller CVT sebagai berikut : 1. Yang harus di perhatikan saat penggantian roller adalah yang harus lebih berat harus memperhatikan torsi pada motor tersebut, sebab jika mengganti roller dengan yang lebih berat bukan berarti akan lebih responsive, karena roller akan terlempar lebih cepat sehingga pada saat akselerasi perbandingan rasio antara pulley primer dan pulley sekunder terlalu besar sehingga akan membebani mesin. 2. Jika roller rusak atau aus maka harus diganti secepatnya, karena klo tidak diganti maka penekan pada dinding dalam pulley primer kurang maksimal. 3. Kerusakan atau keausan pada roller di sebabkan karena pada saat penekan pada dinding pulley terjadi gesekan yang sangat responsive antara roller dengan dinding di dalam pulley primer, sehingga lama kelamaan terjadi keausan pada roller CVT. Jenis jenis roller CVT Jenis jenis roller CVT pada kendaraan matic masing masing mempunyai ukuran berat yaitu: 24
Tabel 2.1 Ukuran berat Roller Jenis motor Yamaha NO Jenis Motor Yamaha Ukuran Berat Roller 1 Mio GT 9,5 gram 2 Soul GT 9,5 gram 3 Mio j 9,5 gram 4 Mio Fino 10 gram 5 Xeon RC 9,5 gram 6 Mio Soul 10,5 gram 7 Mio Sporty 10,5 gram 8 Xeon 10 gram 9 Nouvo 11 gram Berdasarkan jenis roller cvt dibagi menjadi dua tipe yaitu tipe standar pabrikan dan tipe racing, jenis-jenis ini mempunyai performa yang berbeda, antara lain: a) Tipe standar Tipe standar adalah roller yang di buat oleh pabrik motor matic itu sendiri yang dirancang ng sesuain kireteria motor setandar pabrik motor tersebut Gambar 2.24 Roller (Sumber : Dokumen Pribadi) 2.6 Performa mesin Performa adalah proses yang dilakukan dan hasil yang dicapai oleh suatu mesin, untuk menghasilkan sebuah tenaga atau power yang maksimal. Untuk tercapainya 25
performa mesin yang maksimal dan stabil diharuskan mencapai beberapa bagian tertentu, bagian-bagian tertentu diantaranya adalah: 2.6.1 Daya Daya mesin adalah kemampuan mesin untuk melakukan kerja yang dinyatakan dalam satuan Nm/s, Watt, ataupun HP. Pada motor bakar daya yang berguna adalah daya poros, dikarenakan poros tersebut menggerakan beban. Daya poros dibangkitkan oleh daya indikator, yang merupakan daya gas pembakaran yang menggerakan torak selanjutnya menggerakan semua mekanisme, sebagian an daya indikator dibutuhkan untuk mengatasi gesekan mekanik, seperti pada torak dan dinding silinder dan gesekan antara poros dan bantalan. Daya output motor adalah rata-rata kerja yang dilakukan dalam satu waktu (Toyota New Step 1:1-7). Daya motor diperoleh dari pembakaran bahan bakar di dalam silinder yang menghasilkan tekanan untuk mendorong torak sehingga menghasilkan daya putar pada poros engkol. Daya motor dapat dibedakan menjadi dua, yaitu daya indikator dan daya efektif. ektif. a. Daya Indikator Daya indikator adalah daya yang dihasilkan oleh silinder. Dengan kata lain daya indikator adalah daya teoritis yang belum dipengaruhi faktor gesekan di dalam silinder motor, pada mototr 2 tak satu kali siklus kerja diselesaikan selama satu putaran poros engkol. Berarti kerja mekanis dari satu putaran adalah: 26
Ni =Pi.A.L Keterangan : Pi = Tekanan rata-rata yang di indikasikan a = Luas lingkaran torak = = 0,785 L = Panjang langkah torak Daya yang dihasilkan motor selama n putaran adalah: Ni=...... Dimana: Ni = Daya Indikator Pi = Tekanan rata-rata yang diindikasikan (dalam Kgf/cm2) D = Diameter silinder L = Langkah torak Z = Jumlah Silinder n = Putaran mesin setiap menit a = Jumlah langkah kerja 27
1/60 Untuk mengubah 1menit = 60 detik 1/100 Untuk mengubah 1 meter = 100cm 1 HP 0.7457 KW 1 PS 0.7355 KW (Kilo Watt) b. Daya Efektif Daya efektf atau disebut juga daya poros adalah daya indikator dikurangi dengan kerugian-kerugian gesekan. Daya poros inilah yang berguna untuk menggerakkan poros engkol. Apabila poros engkol berputar lebih cepat maka kecepatan torak pun bertambah sehingga ga menghasilkan daya yang lebih tinggi. Sehingga semakin tinggi putaran mesin maka daya efektif yang dihasilkan akan semakin naik. Daya mesin sebenarnya dapat dihitung dengan menghitung daya poros dan torsi yang dihasilkan oleh poros tersebut. Untuk menghitung daya poros digunakan dynamometer yang dihubungkan dengan poros output mesin, sehingga dari alat tersebut terbaca berapa torsinya. Sedangkan untuk mengetahui besarnya putaran poros mesin (rpm) digunakan tachometer. Setelah diketahui besarnya torsi dan putaran mesin dari pengukuran ini kemudian dimasukkan kedalam rumus: = Keterangan: 5252 = konstanta (pendekatan) hasil dari konversi satuan dari satuan. rotational menjadi satuan british yaitu HP dan Lb.Ft 28
N T n = Daya (Hp) = Torsi (lbs.ft) = rpm (Putaran mesin Per menit) 29