POWER TRAIN

POWER TRAIN
I. Dasar-Dasar Power Train
I.1. Definisi
Power train merupakan suatu sistem yang meneruskan tenaga atau
power dari engine sampai ke penggerak akhir atau final drive.
I.2. Komponen Utama Power Train
Pada dasarnya komponen utama dalam rangkaian power train terdiri dari:
• Flywheel clutch / torque converter
• Direct drive / powershift transmission
• Differential / bevel gear
• Final drive
Pada beberapa tipe power train yang menggunakan sistem penggerak
ganda (4 wheel drives), setelah transmission dipasang transfer gear.
I.2.1. Penghubung antara engine dengan transmission
Ada dua macam penghubung antara engine dan transmission pada
Caterpillar machine yaitu:
• Flywheel clutch
• Torque converter
I.2.1.1. Flywheel Clutch
Flywheel clutch merupakan komponen yang menghubungkan engine
dengan transmission secara mekanikal. Hubungan tersebut dapat disambung
atau diputus sesuai kebutuhan operator.
7
I.2.1.2.Torque Converter
Torque converter merupakan komponen yang menghubungkan engine
dengan transmission secara hydraulic. Jadi tidak ada hubungan mekanikal
langsung antara engine dengan transmission.
Torque converter ada beberapa macam, antara lain:
• Torque converter, digunakan pada sebagian besar power shift machine,
contohnya wheel loader tipe kecil, track type tractor (D3 – D5) dan yang
lainnya.
• Torque divider, digunakan pada machine track type tractor (D6 - D11).
• Variable capacity torque converter (VCTC), digunakan pada machine
wheel loader tipe besar contohnya 988 - 992.
• Torque converter dengan lock up, digunakan pada machine off high way
truck, articulated dump truck dan yang lainnya.
• Gabungan antara impeller clutch dengan lock up, digunakan pada
machine wheel loader tipe besar antara lain 980, 992, 994 dan yang lainnya.
I.2.2. Transmission
Transmission berfungsi untuk:
• Mengubah arah
• Mengubah kecepatan
• Mengubah daya atau torque
Caterpillar mempunyai tiga jenis transmission yaitu:
• Direct Drive Transmission
• Power Shift Transmission
• Hydrostatic Transmission
1.2.2.1. Direct Drive Transmission
Direct drive transmission adalah transmission yang menggunakan
flywheel clutch sebagai media penghubung dan pemutus antara engine dengan
8
transmission. Clutch ini dioperasikan secara manual. Flywheel clutch berguna
pada saat awal machine akan bergerak dan pada saat perpindahan gigi (gear
shifting).
Transmission ini dipergunakan pada machine Caterpillar yang aplikasinya
di medan kerja yang relatif rata, tidak terlalu sering mengubah kecepatan
ataupun arah dan beban kerja yang relatif ringan. Contohnya pada traktor
pertanian, motor grader dan sebagainya.
I.2.2.2. Power Shift Transmission
Power shift transmission adalah transmission yang menggunakan clutch
fluida dimana perpindahan giginya langsung tanpa harus memutuskan
hubungan antara engine dengan transmission (on the go shifting). Hal ini
mempermudah pada saat pengoperasiannya.
Aplikasi dari sistem transmission ini adalah untuk machine yang sering
berubah kecepatan dan arah maju mundurnya serta beban kerja yang relatif
berubah-ubah dan berat.
Dari cara perpindahan giginya transmission ada dua macam yaitu:
• Power shift transmission (manual gear shifting)
• Automatic transmission (automatic shifting)
Adapun jenis dari powershift transmission adalah sebagai berikut:
• Planetary gear set: pengaturan kecepatan dan arah kerja dengan cara
meng-engaged-kan disc dan plate sehingga salah satu dari komponen
planetary gear set meneruskan tenaga ke ke output shaft dari transmission.
Bagian-bagian dari planetary gear set adalah sun gear, planet gear beserta
carrier dan ring gear.
• Counter shaft: menggunakan constant mesh seperti pada direct drive tetapi
pada jenis ini menggunakan clutch pack. Transmission jenis ini biasanya
digunakan pada machine backhoe loader.
9
Untuk meng-engaged-kan clutch dipakai transmission control valve, jenisnya
antara lain:
• Konvensional control valve
• Electric control valve dengan on / off solenoid
• Individual clutch modulation (ICM)
• Electronic clutch pressure control (ECPC)
I.2.2.3. Hydrostatic Transmission
Hydrostatic Transmission menggunakan sistem hydraulic pada
transmisinya yang berfungsi untuk mengatur kecepatan dan arahnya. System
ini menggunakan pompa hydraulic dan motor sebagai aktuatornya. Cara
kerjanya yaitu tenaga dari engine langsung menggerakkan pompa hydraulic
dan selanjutnya melalui rangkaian hydraulic lainnya menggerakkan motor untuk
mengkonversi menjadi energi mekanikal.
Transmission ini digunakan pada track type tractor kecil, track type
loader dan hydraulic excavator yang pergerakkan / perpindahan operasi
machine relatif kecil.
I.2.3. Transfer Gear
Transfer gear dipakai sebagai penerus tenaga ke differential bagian
depan dan belakang pada machine wheel loader.
I.2.4. Differential/Bevel Gear
Komponen ini berfungsi untuk menghantarkan tenaga dari transmission
ke final drive kiri dan kanan. Differential digunakan pada machine yang
menggunakan roda, sedangkan bevel gear dipasang pada machine yang
menggunakan track seperti track type tractor.
Jenis differential antara lain:
• Konvensional differential (standard differential)
10
• Nospin differential
• Limited slip differential
• Differential lock
I.2.5. Final Drive
Final drive adalah komponen dari power train sebagai penggerak akhir
yaitu menuju roda atau track. Fungsinya adalah melipatgandakan torque yang
paling akhir.
I.3. Komponen Power Train Pada Wheel Loader
Gb. 1.1 Komponen Power Train pada Wheel Loader
Yang termasuk komponen power train dari wheel loader adalah:
• Torque Converter • Rear Final Drive
• Transmission • Front Drive Shaft
• Output Transfer Gear • Front Differential
• Rear Drive Shaft • Front Final Drive
11
• Rear Differential
I.4. Komponen Power Train Pada Track Type Tractor
Gb. 1.2 Komponen Power Train dari Tack Tpe Tractor
Yang termasuk komponen dari power train dari track type tractor adalah:
1. Torque Divider 4. Drive Shaft
2. Transmission 5. Bevel Gear
3. Final Drive
I.5. Planetary Gear Set
Pada alat berat Caterpillar, planetary gear set digunakan pada berbagai
sistem, contohnya torque divider, planetary transmission, final drive dan lain–
lain. Dinamakan planetary gear set karena operasinya menyerupai sistem tata
surya. Berikut adalah gambar komponen-komponen planetary gear set.
1
4 3
5
2
12
Gb. 1.3 Planetary Gear Set
Komponen pada planetary gear set adalah:
1. Planet gear disebut juga planetary gear, pinion atau idler gear. Selain
berputar pada porosnya, planet gear juga berputar mengelilingi sun gear.
2. Carrier
3. Ring gear
4. Sun gear disebut juga centered gear.
Agar planetary gear dapat bekerja syaratnya yaitu:
• Diberi input putaran
• Salah satu komponen harus ditahan (ring gear, carrier atau sun gear).
Sebagai contoh, jika sun gear digerakkan dan ring gear ditahan maka
gear-gear pada carrier akan dipaksa untuk bergerak sepanjang ring gear
dengan arah yang sama seperti sun gear dan carrier akan berotasi dengan
kecepatan yang lebih rendah.
Keuntungan planetary gear set dibanding dengan external tooth gear:
• Lebih praktis karena tidak memerlukan ruang yang besar
• Lebih halus dalam memindahkan power.
• Beban dari masing-masing gears seimbang
• Pemilihan rasio gears yang sangat besar.
13
Sebagai contoh, planetary gear digunakan pada planetary transmission dan
planetary final drive.