KOPLING DAN TRANSAXLE

 

KOPLING

 

Kopling berada di antara mesin dan transaxle manual (transmisi manual). Bertugas menghubungkan dan memutuskan hubungan tenaga mesin yang dilakukan oleh pedal kopling.

Dalam kerjanya, kopling ini memindahkan tenaga mesin secara bertahap ke sistem pemindah tenaga, sehingga kendaraan dapat dijalankan dengan lembut, dan memindah posisi roda gigi transmisi dengan halus sesuai dengan kondisi pengendaraan.

 

 

 

 

1.	Persyaratan kopling

 

 

(1)	Harus dapat menghubungkan transmisi dan mesin dengan lembut.
(2)	Ketika terhubung dengan transmisi, harus dapat memindahkan seluruh tenaga tanpa selip.
(3)	Harus dapat memutuskan hubungan transmisi secara cepat dan tepat.

 

Garis Besar Kopling

Kopling terdiri dari bagian yang bekerja memindahkan tenaga secara mekanis, dan  bagian lainnya menggunakan tekanan hidraulik untuk memindahkan tenaga.

 

PETUNJUK:
Kopling tipe Kabel
Ada juga kopling tipe kabel yang menghubungkan pedal kopling dan tuas pembebas (release fork) dengan kabel.

 

Pedal Kopling

1.	Ringkasan
Pedal kopling menghasilkan tekanan hidraulik dari master cylinder dengan kekuatan dari tekanan pedal.  Tekanan hidraulik digunakan oleh release cylinder yang akhirnya kopling dapat menghubungkan dan memutuskan tenaga mesin.
2.	Free play pedal kopling
Free play pedal kopling adalah jarak bebas saat pedal kopling mulai ditekan hingga release bearing mulai menekan diaphragm spring. Ketika disc clutch aus, free play akan berkurang. Jika keausan  disc clutch terus berlanjut, hingga tidak ada lagi free play, maka akan mengakibatkan kopling selip. Karena itu, sangat penting untuk menyetel panjang push rod pada release cylinder agar free play  pedal kopling terpelihara dengan  tetap. Saat ini banyak dipakai release cylinder yang dapat melakukan penyetelan sendiri, sehingga free play pedal kopling tidak dapat diatur melalui baut stopper pedal, tetapi free play  pedal disesuaikan dengan mengatur panjang push rod

 

Pedal Kopling Tipe Turn-over

Pedal-pedal kopling tipe turn-over adalah pedal kopling yang menggunakan gaya pegas untuk mengurangi gaya pengoperasian.

Ketika pedal ditekan dan berada pada posisi tertentu, arah gaya operasi pegas berubah dan ditambahkan dengan kekuatan penekanan.

Pegas dipasang di antara pedal kopling dan pedal penunjang dan gaya bekerja pada pegas untuk menjaga perpanjangannya secara konstan.

Ada berbagai macam tipe pedal kopling model turn-over dengan konstruksi-konstruksi yang berbeda.

 

TFT (Toyota Free-Tronic)

TFT (Toyota Free-Tronic) tidak memiliki pedal kopling dan terdiri dari bagian-bagian di dalam diafragma di bagian kiri sebagai tambahan dari konstruksi kopling konvensional.

Ketika perseneling dioperasikan, ECU TFT akan mengontrol actuator hidraulik  berdasarkan sinyal dari sensor dan switch untuk mengirimkan tekanan hidraulik ke release cylinder untuk mengoperasikan kopling secara langsung .

Karena dilengkapi dengan kontrol pelindung, TFT akan mengingatkan pengemudi dengan buzzer dan lampu indikator untuk mencegah terjadinya kesalahan penggunaan kopling.

 

Master Cylinder Kopling

1.	Konstruksi dan Fungsi
Dalam master cylinder kopling, tekanan hidrolik dihasilkan dari gerakan piston. Push rod ditarik secara konstan ke arah pedal kopling oleh pegas pengembali. Fungsi master cylinder kopling dijelaskan di bawah ini.
(1)			Ketika Pedal Kopling Ditekan
Piston didorong ke kiri oleh push rod ketika pedal kopling ditekan. Fluida kopling yang terdapat di dalam master cylinder mengalir melalui inlet valve menuju reservoir, dan pada saat yang sama juga mengalir menuju release cylinder. Ketika piston bergerak ke kiri lebih jauh, connecting rod terpisah dari pegas penahan, dan pegas kerucut pada inlet valve menutup saluran fluida yang menuju reservoir, sehingga menghasilkan tekanan hidraulik pada ruang A. Selanjutnya, tekanan hidraulik itu diteruskan menuju piston pada release cylinder.
(2)		Ketika Pedal Kopling Dilepas
Ketika pedal kopling dilepas, piston terdorong  kembali ke kanan oleh pegas tekan, sehingga tekanan hidraulik menurun. Setelah piston kembali pada posisi semula, connecting rod  ditarik ke kanan oleh pegas tekan. Lantas, inlet valve membuka saluran yang menuju ke reservoir guna menghubungkan ruang A dan B.

PETUNJUK SERVIS:
Jika terdapat udara di dalam saluran fluida, udara ini akan dimampatkan sehingga jumlah tekanan fluidanya tidak dapat terpenuhi. Kejadian ini akan menyebabkan kerja kopling tidak nyamanan atau gigi-gigi transmisi tidak dapat dipindahkan.

Release Cylinder Kopling

Release cylinder kopling menggerakkan piston karena adanya tekanan hidraulik yang berasal dari master cylinder. Gerakan piston ini kemudian menggerakkan release fork  melalui push rod yang terdapat pada release cylinder.

 

 

1.	Release Cylinder model Self-Adjusting
Gaya pegas kerucut (conical spring) yang terdapat di dalam release cylinder menekan push rod secara konstan pada release fork hingga dapat menjaga free play pedal kopling secara tetap.

REFERENSI:
Adjustable Release Cylinder 
Ketika posisi ujung pegas diafragma telah berubah akibat keausan disc clutch, maka perlu dilakukan penyetelan free play pada push rod-nya.

Release Bearing

Release bearing kopling menyerap perbedaan putaran antara release fork (yang tidak berputar) dengan pegas diafragma (yang berputar) untuk memindahkan gerakan release fork ke pegas diafragma.

 

Release Bearing model Self-centering

Dalam transaxles untuk kendaraan FF (baca: mesin di depan penggerak roda depan), posisi crankshaft dan poros input sedikit bergeser. Hal ini menghasilkan bunyi yang disebabkan oleh gesekan antara pegas diafragma dan release bearing.

Untuk mencegah bunyi ini, dibutuhkan mekanisme yang  memungkinkan penyesuaian garis tengah antara diafragma dan release bearing secara otomatis.

 

Clutch Cover

Peran utama clutch cover adalah untuk menghubungkan dan memutuskan hubungan dengan tenaga mesin. Clutch cover  ini harus seimbang ketika berputar, dan dapat memancarkan panas secara efisien ketika kopling sedang digunakan. Clutch cover memiliki pegas untuk menekan pressure plate pada disc clutch. Pegas-pegas ini dapat berupa pegas koil atau pegas diafragma. Saat ini, kopling lebih banyak menggunakan pegas diafragma.

 

1.	Kopling tipe Pegas Diafragma

Pegas diafragma terbuat dari pegas baja.  Pegas diafragma ini ditopang atau diletakkan secara melintang pada cover clutch.  Terdapat dua buah  pivot ring yang masing-masing diletakkan di setiap sisi pegas diafragma sebagai sumbu ketika pegas diafragma bekerja.

Selain itu, juga terdapat pegas pengembali (retracting spring) yang  digunakan untuk menghubungkan pegas diafragma ke disc clutch.

Cover clutch model terbaru umumnya mengadopsi tipe DST (Diaphragm Spring Turn-over). Pada tipe ini, bagian ujung clutch cover-nya dibalikkan untuk menahan pegas diafragma pada posisi yang benar secara langsung.

Pengikatnya dihubungkan dalam arah chordal (tangential) untuk meneruskan tenaga putar.

2.	Karakteristik Pegas Diafragma

Grafik di sebelah kiri menunjukkan gerakan dari pressure plate di sepanjang sumbu horisontal dan pressure plate di sepanjang sumbu vertikal. Garis tebal menunjukkan karakteristik pegas diafragma, dan garis putus-putus menunjukkan karakteristik dari pegas koil.

(1)	Kondisi normal (Ketika clutch disc masih baru)

Ketika pressure plate (P0) diberi tekanan yang sama, untuk kedua tipe: pegas ulir dan pegas diafragma, masing-masing tekanan menjadi  P2 dan P'2 saat pedal kopling diberi tekanan penuh.
Ini berarti bahwa untuk tipe pegas diafragma, gaya yang diperlukan untuk menekan pedal kopling lebih kecil daripada tipe pegas ulir yang ditunjukkan dengan  "a".

(2)	Ketika keausan permukaan clutch disc melewati batas yang diijinkan.

Tekanan yang diberikan pada pressure plate dari kopling tipe pegas ulir menurun menjadi P'1.
Sebaliknya, tekanan yang diberikan pada pressure plate pada kopling tipe pegas diafragma adalah P1, dan sama dengan P0.
Jadi, kemampuan pemindahan daya pada kopling tipe pegas diafragma tidak menurun sampai batas keausan clutch disc.
Sebaliknya, tekanan yang diberikan pada pressure plate dari kopling tipe pegas ulir turun menjadi  P'1.
Hasilnya, kemampuan pemindahan tenaganya akan  menurun, menyebabkan kopling selip.

 

Clutch Disc

Clutch disc bersinggungan dengan permukaan gesek pressure plate dan fly wheel dan berangsur-angsur memindahkan tenaga gerak dengan lembut.  Clutch disc juga akan meredam efek kejut yang dihasilkan oleh gerakan kopling.

 

 

1.	Karet Torsi (Torsion rubber)
Karet torsi (torsion rubber) terpasang menyatu di dalam hub kopling yang digunakan untuk meredam efek rotasi gerakan kopling. Caranya dengan sedikit bergerak ke arah gerakan putarnya..
2.	Cushion plate
Cushion plate menumpu diantara facings kopling. Ketika kopling digunakan tiba-tiba, pengaruhnya diserap oleh bagian yang melengkung untuk menyerap guncangan sewaktu pemindahan gigi perseneling dan memungkinkan pemindahan tenaga dengan lembut.

PETUNJUK SERVIS :
Bila karet torsi (torsion rubber) aus dan cushion plate pecah, akan menyebabkan guncangan dan bunyi yang berlebihan  ketika kopling itu digunakan.

 

 

TRANSAXLE

 

Garis Besar Transaxle Manual

Transaxle manual adalah perangkat yang digunakan untuk meningkatkan dan menurunkan putaran mesin. Berkat transmisi inilah tenaga mesin dapat dirubah menjadi tenaga putar sesuai dengan kebutuhan untuk diteruskan ke roda penggerak. 

Disebut "Drive Train" karena  di dalam transaxle manual itu terdapat diferensial.

 

1.	Peran transaxle

 

 

(1)	Untuk memutus-hubungkan tenaga gerak dari mesin dengan menggunakan handle  perseneling.
(2)	Untuk meningkatkan momen puntir ketika mobil dikendarai pada jalan menanjak.
(3)	Untuk mengatur putaran roda saat pengendaraan pada kecepatan tinggi.
(4)	Untuk mengatur putaran roda ketika berjalan mundur   Perlunya Pemindahan Gigi Diagram di sebelah kiri memperlihatkan kurva performa pengendaraan, menunjukkan hubungan antara gaya (force) gerak dan kecepatan kendaraan pada gigi 1 hingga gigi 6.     1. Kurva performa pengendaraan Secara ideal, gaya gerak mesin harus berubah secara terus-menerus seperti kurva A pada  diagram. Akan tetapi, gaya gerak aktual transaxle berubah secara tidak kontinu, seperti gigi 1 sampai 6.  Karena itu gaya gerak mesin ditransmisikan secara efektif ketika daerah yang menyempit dalam grafik dijaga sedekat mungkin dengan garis kurva ideal. Dapat diduga bahwa garis itu akan mendekati garis kurva ideal A jika jumlah perpindahan perseneling meningkat.  Tetapi, desain transaxle menjadi rumit atau akan menyebabkan pengemudi sulit mengoperasikannya. Karena alasan ini, jumlah gigi percepatan transmisi biasanya 4 atau 6 tingkat percepatan. Umumnya, perseneling dengan 5 tingkat percepatan lebih sering digunakan.            Mulai berjalan Ketika kendaraan dijalankan pertama kali, membutuhkan pasokan tenaga yang lebih besar. Oleh karena itu, digunakan gigi 1, agar memungkinkan penggunaan gaya gerak mesin terbesar.     Berjalan Setelah mulai bergerak, gigi 2 dan gigi 3 digunakan untuk meningkatkan kecepatan kendaraan. Kedua gigi ini dipakai karena adanya batas atas kecepatan gigi 1, selain kali ini tidak terlalu banyak membutuhkan gaya gerak mesin.     Berjalan dengan kecepatan tinggi Untuk mengemudi dengan kecepatan tinggi, gigi 4, 5 dan 6 digunakan untuk menambah kecepatan kendaraan lebih lanjut. Menggunakan gigi dengan gaya gerak mesin lebih kecil dan merendahkan putaran mesin dapat menghemat konsumsi bahan bakar.   Mundur Ketika gigi mundur dipergunakan, gigi mundur bebas ditambahkan, gigi mundur bekerja sebaliknya, dan kendaraan berjalan mundur.   Mekanisme Pengoperasian 1. Tipe remote control Pada tipe ini, tuas pemindah giginya dihubungkan dengan transaxle melalui kabel, atau penghubung , dan sejenisnya. Tipe ini digunakan pada kendaraan FF. Karaketeristiknya,  getaran dan noisinya lebih kecil dan desain handle persenelingnya lebih leluasa.  2. Tipe kontrol langsung (direct control) Pada tipe ini tuas pemindah giginya dipasang secara langsung pada transmisi. Jenis ini digunakan pada kendaraan-kendaraan FR agar pengoperasian perseneling dapat dilakukan lebih cepat dan mudah digunakan. Aliran Pemindahan Tenaga Transaxle manual  berada di sebelah ujung kiri atau kanan yang dipasang secara melintang terhadap mesin yang terpasang pada kendaraan FF. Sedang untuk kendaraan FR, transmisi manual terletak pada bagian ujung mesin yang terpasang secara membujur.   Cara kerja transaxle manual   Netral     Tenaga gerak mesin tidak dialirkan dari poros input ke poros output, sehingga tidak diteruskan pada diferensial.     Gigi 1   Roda gigi pada poros output saling berhubungan dengan putaran roda gigi 1 dari poros input, sehingga menghasilkan tenaga untuk memutar diferensial melalui roda gigi pinion.   Gigi 3   Roda gigi pada poros output saling berhubungan dengan putaran roda gigi 3 dari poros input, sehingga menghasilkan tenaga untuk memutar diferensial melalui roda gigi pinion. Mundur   Roda gigi idler  mundur saling berhubungan dengan roda gigi mundur poros input Poros output yang berhubungan dengan roda gigi mundur memindahkan tenaga putar rotasi mundur pada diferensial melalui  roda gigi penggerak (pinion).     Mekanisme Synchromesh 1. Deskripsi Mekanisme synchromesh digunakan untuk mencegah "bunyi perseneling" dan menghaluskan perpindahan gigi. Mekanisme ini disebut "synchromesh" karena dua gigi yang kecepatan putarnya berbeda disinkronisasikan dengan gaya gesek selama perpindahan gigi. Transaxles dengan mekanisme synchromesh mempunyai kelebihan sebagai berikut.      (1) Pengemudi tidak perlu lagi melakukan "kopling ganda" (menekan pedal kopling dua kali) setiap memindahkan gigi perseneling.  (2) Ketika perpindahan gigi, tenaga dapat dipindahkan dengan penundaan yang lebih sedikit.  (3) Perpindahan gigi dapat dilakukan dengan lebih halus tanpa merusak perseneling. 2. Tipe kunci mekanisme synchromesh    (1)   Konstruksi     <1> Setiap roda gigi maju yang terdapat pada poros input selalu bersinggungan dengan masing-masing roda gigi yang sesuai pada poros output. Semua roda gigi maju ini berputar setiap saat, bahkan setelah pemakaian kopling karena roda gigi tersebut tidak terpasang secara tetap pada poros input dan berputar tanpa beban (idle).   <2> Clutch hub yang bertautan dengan poros melalui alur (splines) bagian dalam clutch hub. Sedang, hub sleeve yang bertautan dengan alur luar di sekeliling clutch hub dapat bergerak ke arah aksial.   <3> Clutch hub memiliki tiga alur pada arah aksial dan shifting keys dimasukkan  ke dalam alur-alur tersebut. Shifting keys didorong ke hub sleeve secara terus menerus oleh pegas pengunci.     <4> Ketika tuas perseneling berada pada posisi netral, tonjolan luar (protrusion) dari setiap shifting keys memasuki slot dalam hub sleeve dengan tepat.   <5>  Synchronizer ring ditempatkan di antara clutch hub dan kones speed gear dan didorong pada salah satu kones itu. Terdapat alur alur kecil pada seluruh permukaan kerucut pada bagian dalam synchronizer ring  untuk meningkatkan gesekan.  Selain itu, synchronizer ring  juga memiliki tiga alur untuk masuknya shifting keys.     3. Mekanisme synchromesh tipe triple-/double-cone Untuk meningkatkan kapasitas synchromesh, beberapa model terbaru telah menerapkan mekanisme synchromesh  tipe triple-/double cone terutama untuk gigi 2 dan gigi 3.   (1) Mekanisme synchromesh tipe triple-cone Mekanisme synchromesh tipe triple cone terdiri dari  synchromesh ring bagian luar, tengah, dan dalam.  Ketika shifting key menekan ring luar, maka ring luar dan tengah akan membentuk kones  tunggal, lalu ring tengah dan ring dalam menjadi satu ring. Selanjutnya, ring dalam dan gear and gear piece menjadi bagian kerucut tunggal, sehingga menghasilkan gesekan pada semua bagian kerucut.   Dengan demikian, kemampuan untuk menyerap perbedaan kecepatan putaran di antara gigi-gigi sangat besar, sehingga proses sinkronisasi benar-benar lancar.     (2) Mekanisme synchromesh tipe double-cone Mekanisme synchromesh tipe double-cone pada dasarnya sama dengan tipe triple-cone, hanya bedanya, tidak ada sinkronisasi antara cincin dalam dan gear and gear piece.     4. Tipe synchromesh tanpa kunci     Mekanisme synchromesh tanpa shifting key memiliki pegas pengunci yang bertugas sebagai pengganti shifting key. Pada beberapa model, mekanisme ini biasanya dipergunakan untuk transaxle posisi  gigi 5.     1) Kunci <1> Hub sleeve   Ada tiga alur tonjolan di dalam hub sleeve  untuk mendorong pegas pengunci selama sinkronisasi.   <2> Clutch hub   Tiga notches ditempatkan di sekitar clutch hub untuk menjaga synchronizer ring dan pegas pengunci.       <3> Pegas pengunci   Pegas kunci memiliki 4 cakar. Salah satunya untuk mengamankan pegas pengunci itu sendiri, sementara yang lainnya memegang shifting keys.   <4> Synchronizer ring   Ada alur-alur di mana cakar pegas pengunci masuk pada 3 tempat sepanjang keliling ring. Sebagian alur itu dipotong naik (chamfered).   5. Kebalikan mekanisme synchromesh Synchronizer ring untuk perseneling maju mengurangi kecepatan rotasi poros input sebelum gigi mundur dipergunakan. Dalam cara ini, gigi idler mundur (reverse idler gear) dan poros input  gigi mundur dihubungkan dengan mulus. Pada beberapa model-model terbaru, umumnya telah menggunakan mekanisme synchromesh untuk gigi mundur.   6.   Kebalikan mekanisme pre-balk Ketika perseneling dipindahkan ke gigi mundur, tuas  perseneling bagian dalam (shift inner lever) No. 3 berhubungan dengan pin poros shift fork  No. 1 dan menggerakkan poros shift fork No. 1 pada jarak A dari "gigi 2". Ini mengakibatkan synchronizer ring perseneling gigi 2 bekerja untuk mengurangi kecepatan putar poros input. Ketika tuas perseneling bagian dalam No. 3  terpisah dari pin poros shift fork No. 1, proses pemindahan gigi mundur selesai.