VIENIDMY Masuk Mulai latihan

Beranda › Materi › Perawatan Otomotif (Tokutei 2)

Sistem Pemindah Tenaga (AT, CVT, Diferensial)

Perawatan Otomotif (Tokutei 2) · 自動車整備分野(2号) · Disusun oleh Tokutei Pass berdasarkan materi resmi; tidak disalin kata per kata.

Struktur Torque Converter, Rasio Torsi, Clutch Point, dan Mekanisme Lock-Up

Torque converter tersusun atas 3 elemen: 'pump impeller' yang digerakkan oleh mesin, 'turbine runner' yang terhubung ke poros input transmisi, serta 'stator' yang ditumpu pada rumah transmisi melalui one-way clutch, untuk meneruskan dan melipatgandakan tenaga melalui fluida ATF di dalamnya.

'Rasio torsi (torque ratio)' adalah 'nilai torsi turbine runner dibagi dengan torsi pump impeller'; rasio torsi mencapai nilai 'maksimum (sekitar 2,0–2,5)' saat 'rasio kecepatan (e = kecepatan putar turbin ÷ kecepatan putar pompa) bernilai 0 (saat turbin berhenti / kondisi stall)'.

Seiring naiknya kecepatan putar turbine runner sehingga rasio kecepatan membesar, rasio torsi akan menurun; titik rasio kecepatan (sekitar 0,85) saat rasio torsi mencapai '1,0' disebut 'Clutch Point (titik kopling)'.

Area dengan rasio kecepatan lebih kecil dari clutch point adalah 'converter range (area konverter)' yang melakukan pelipatgandaan torsi; sedangkan area di atas clutch point dengan rasio kecepatan lebih besar adalah 'coupling range (area kopling fluida, rasio torsi 1,0)' di mana stator berputar bebas melalui one-way clutch.

Selain itu, 'mekanisme lock-up' menekan secara mekanis lock-up piston yang terpasang pada hub turbin ke front cover saat berkendara kecepatan tinggi untuk menghubungkan tenaga secara langsung (membuat selip fluida menjadi 0) demi menghemat bahan bakar, dan kejutan puntir saat terhubung diserap oleh 'damper spring'.

Struktur Torque Converter, Rasio Torsi, Clutch Point, dan Mekanisme Lock-Up

Poin penting


  • Rasio torsi = Torsi turbine runner ÷ Torsi pump impeller, mencapai maksimum saat rasio kecepatan bernilai '0' (pernyataan maksimum saat rasio kecepatan maksimum adalah salah).

  • Titik saat rasio torsi menjadi 1,0 adalah 'clutch point'; area dengan rasio kecepatan lebih besar darinya adalah 'coupling range', dan yang lebih kecil adalah 'converter range'.

  • Mekanisme lock-up menekan lock-up piston ke front cover untuk meneruskan tenaga secara langsung dan mekanis.

  • Contoh: Bila torsi pump impeller 150N・m dan torsi turbine runner 300N・m → Rasio torsi = 300 ÷ 150 = 2,0

  • Contoh: Bila kecepatan putar pompa 2.000min⁻¹ dan kecepatan putar turbin 1.600min⁻¹ → Rasio kecepatan = 1.600 ÷ 2.000 = 0,8
KosakataArti
pump impeller, turbine runner, stator
rasio torsi dan rasio kecepatan
clutch point (titik kopling)
converter range dan coupling range
lock-up piston dan damper spring

Roda Gigi Planet dan Elemen Gesek AT Kontrol Elektronik 4 Percepatan dengan Lock-Up

Mekanisme perpindahan gigi AT kontrol elektronik menggunakan 'unit roda gigi planet (planetary gear unit)' yang terdiri atas 'sun gear' di tengah, 'pinion gear (ditumpu oleh planetary carrier)' yang berotasi sambil mengelilingi sun gear, serta 'ring gear (internal gear)' di bagian luar.

'Kopling majemuk tipe basah (wet multi-plate clutch)' yang menghubungkan atau melepas elemen roda gigi menggunakan piston hidrolik untuk menekan drive plate dan driven plate yang disusun selang-seling, dengan 'dish plate (pelat cekung)' di dalamnya yang berfungsi meredam kejutan (syok) saat kopling terhubung.

Sementara itu, 'band brake (rem pita)' yang menahan elemen tromol berputar tersusun atas 'brake band' berlapis material gesek di sisi dalamnya yang melingkari diameter luar tromol dan dikencangkan oleh 'servo piston' bertenaga hidrolik untuk menghentikan putaran.

'One-way clutch (tipe sprag atau tipe roller)' adalah elemen mekanis yang hanya mengunci putaran ke satu arah dan berputar bebas ke arah sebaliknya, berperan memperhalus perpindahan gigi tanpa perlu penyesuaian waktu tumpang-tindih tekanan hidrolik yang rumit.

Berdasarkan sinyal sensor kecepatan kendaraan dan bukaan throttle, AT-ECU mengontrol shift solenoid valve dan linear solenoid valve di dalam valve body untuk menghasilkan tingkat gigi dan line pressure (tekanan hidrolik dasar) yang optimal.

Poin penting


  • 'Dish plate' pada kopling majemuk tipe basah berfungsi meredam kejutan saat kopling terhubung dan membantu pengembalian saat dilepas.

  • Band brake tersusun atas 'brake band' dan 'servo piston' yang digerakkan tekanan hidrolik untuk menjepit sisi luar tromol.

  • One-way clutch tipe sprag hanya mengunci satu arah putaran dan digunakan untuk mengurangi kejutan perpindahan gigi.
KosakataArti
planetary gear (sun, pinion, dan ring gear)
wet multi-plate clutch dan dish plate
band brake dan servo piston
one-way clutch tipe sprag

Struktur dan Kerja Pemindahan Tenaga CVT Tipe Sabuk Baja (Steel-Belt CVT)

'CVT tipe sabuk baja (steel-belt CVT)' mengubah lebar alur 'primary pulley' di sisi input dan 'secondary pulley' di sisi output secara kontinu dengan tekanan hidrolik, sehingga mengubah radius kontak sabuk baja yang melingkar di antara kedua puli untuk mengubah rasio transmisi tanpa tingkat (stepless).

Sabuk baja (steel belt) memiliki struktur di mana ratusan 'steel element (keping logam)' disusun berderet pada dua buah 'steel band (cincin berlapis)' kiri dan kanan yang terbuat dari tumpukan pelat baja tipis.

Pemindahan tenaga dari primary pulley ke secondary pulley oleh sabuk baja ini dilakukan bukan dengan menarik sabuk, melainkan melalui 'aksi dorong (kompresi) dari elemen-elemen baja' (pernyataan aksi tarik adalah salah).

Mengenai pembagian peran kontrol hidrolik: tekanan hidrolik pada 'primary pulley' mengubah lebar alur untuk mengontrol 'rasio puli (rasio gigi)', sedangkan tekanan hidrolik pada 'secondary pulley' mengontrol 'tegangan sabuk (gaya jepit)' agar sabuk tidak selip.

Pada sisi 'High' dengan rasio gigi terkecil, lebar alur primary pulley menjadi 'sempit (radius kontak besar)' dan lebar alur secondary pulley menjadi 'lebar (radius kontak kecil)' (pada sisi Low berlaku sebaliknya).

Struktur dan Kerja Pemindahan Tenaga CVT Tipe Sabuk Baja (Steel-Belt CVT)

Poin penting


  • Pemindahan tenaga pada CVT tipe sabuk baja dilakukan melalui 'aksi dorong (kompresi) elemen' dari sabuk baja.

  • Tekanan hidrolik 'primary pulley' mengontrol 'rasio puli (rasio transmisi)', sedangkan tekanan hidrolik 'secondary pulley' mengontrol 'tegangan sabuk (gaya jepit)'.

  • Pada sisi High (kecepatan tinggi), lebar alur primary pulley menjadi 'sempit (radius besar)', dan pada sisi Low (kecepatan rendah) menjadi 'lebar (radius kecil)'.
KosakataArti
sabuk baja (elemen dan steel band)
aksi dorong elemen (pushing action)
primary pulley dan secondary pulley
rasio puli (rasio transmisi) dan tegangan sabuk

Diferensial dan Limited Slip Differential (LSD Tipe Viscous Coupling & Helical Gear)

Diferensial (gardan) adalah perangkat yang menyerap perbedaan kecepatan putar antara roda penggerak kiri dan kanan saat berbelok; jumlah kecepatan putar side gear kiri dan kanan selalu sama dengan '2 kali kecepatan putar ring gear (diff case)'.

Namun pada diferensial standar, bila salah satu roda berputar selip di lumpur atau jalan membeku, gaya gerak tidak lagi tersalur ke roda sebelahnya yang menapak, sehingga digunakan 'LSD (Limited Slip Differential)' yang membatasi gerak diferensial.

'LSD tipe viscous coupling' yang peka terhadap perbedaan putaran memiliki struktur berisi 'minyak silikon viskositas tinggi' yang disegel di antara inner plate dan outer plate yang disusun selang-seling dengan celah sangat sempit.

Pada tipe viscous coupling, 'semakin besar perbedaan kecepatan putar antara roda penggerak kiri dan kanan, semakin besar pula torsi viskos (gaya pembatas diferensial) yang dihasilkan oleh tahanan geser minyak silikon', sehingga menyalurkan torsi dari sisi putaran tinggi ke sisi putaran rendah.

Di sisi lain, 'LSD tipe helical gear' yang peka terhadap torsi menghasilkan gaya pembatas diferensial dengan memanfaatkan 'tahanan gesek antara ujung gigi (tooth tip) planetary pinion gear dan dinding dalam diff case' serta tahanan gesek arah aksial (thrust) akibat perkaitan roda gigi miring.

Poin penting


  • Jumlah kecepatan putar roda penggerak kiri dan kanan = Kecepatan putar ring gear × 2 (jika satu roda berhenti, roda lainnya berputar 2 kali kecepatan ring gear).

  • LSD tipe viscous coupling berisi minyak silikon viskositas tinggi, dan menghasilkan torsi viskos yang semakin besar saat perbedaan kecepatan putar semakin 'besar'.

  • LSD tipe helical gear membatasi diferensial melalui 'gesekan antara ujung gigi pinion dan dinding dalam case' serta gesekan thrust.

  • Contoh: Bila kecepatan putar ring gear 500min⁻¹ dan roda penggerak kanan 400min⁻¹, maka kecepatan putar roda penggerak kiri → 500 × 2 − 400 = 600min⁻¹
KosakataArti
diferensial (ring gear, pinion gear, dan side gear)
Limited Slip Differential (LSD)
tipe viscous coupling (minyak silikon viskositas tinggi)
LSD tipe helical gear

Kopling, Propeller Shaft, Constant Velocity Joint, dan Mekanisme 4WD

'Kopling tipe pegas diafragma (diaphragm spring clutch)' yang banyak digunakan pada kopling gesek memiliki karakteristik pegas yang lebih rata dibandingkan tipe pegas koil, sehingga memiliki ciri 'gaya tekan pressure plate hampir tidak menurun meskipun facing pelat kopling aus'.

Selain itu, tipe pegas diafragma mengalami sedikit penurunan gaya tekan akibat gaya sentrifugal pada putaran tinggi dan injakan pedalnya ringan; namun pada mekanisme linkage mekanis, saat pelat kopling aus maka 'gerak bebas (free play) pedal kopling menjadi semakin kecil' sehingga perlu diperiksa dan disetel.

'Hooke's joint (Cardan joint)' pada propeller shaft mobil FR menimbulkan fluktuasi kecepatan putar dan torsi 2 kali setiap 1 putaran jika memiliki sudut pasang, sehingga dua buah joint dipasang dengan sudut yang sama untuk saling meniadakan fluktuasi tersebut.

Sementara itu, drive shaft mobil FF menggunakan 'Constant Velocity Joint (CVJ / sambungan kecepatan konstan)' yang tidak menimbulkan fluktuasi putaran meskipun sudutnya besar; di sisi roda (luar) digunakan 'tipe Birfield (Rzeppa)', dan di sisi diferensial (dalam) digunakan 'tipe Tripod' atau 'tipe Double Offset' yang dapat memanjang-memendek arah aksial.

Pada mobil Full-time 4WD, untuk menyerap perbedaan kecepatan putar antara roda depan dan belakang saat berbelok guna mencegah 'fenomena tight-corner braking (gejala mengerem sendiri saat belok patah)', dipasang 'center differential' atau kopling kontrol elektronik di antara roda depan dan belakang.

Poin penting


  • Pada kopling tipe pegas diafragma, gaya tekan hampir tidak berubah meskipun pelat aus, dan saat aus gerak bebas pedal menjadi 'lebih kecil'.

  • Constant velocity joint pada drive shaft menggunakan 'tipe Birfield' di sisi luar dan 'tipe Tripod' yang dapat bergeser aksial di sisi dalam.

  • Center differential pada Full-time 4WD menyerap perbedaan putaran roda depan-belakang untuk mencegah 'fenomena tight-corner braking'.
KosakataArti
kopling tipe pegas diafragma (diaphragm spring clutch)
Hooke's joint dan Constant Velocity Joint (CVJ)
tipe Birfield dan tipe Tripod
fenomena tight-corner braking

Poin yang Sering Keluar di Ujian dan Cara Mengingatnya

Pada ujian teori tingkat 2 (2号) bidang pemindah tenaga, soal selalu muncul setiap tahun dari 4 tema: Torque Converter, AT Kontrol Elektronik, CVT Sabuk Baja, dan LSD.

Untuk torque converter, hafalkan 4 poin utama: 'Rasio torsi = Turbin ÷ Pompa', 'Pada rasio kecepatan 0 (turbin berhenti) rasio torsi maksimum', 'Rasio torsi 1,0 = Clutch point', 'Di bawah titik itu = Converter range, di atasnya = Coupling range'.

Untuk AT dan CVT, poin paling sering keluar adalah: 'Dish plate kopling majemuk = meredam kejutan penyambungan', 'CVT sabuk baja = meneruskan tenaga dengan aksi dorong elemen (tarikan adalah salah)', 'Hidrolik primary = rasio gigi, hidrolik secondary = tegangan sabuk'.

Untuk LSD, pahami: 'Tipe viscous = berisi minyak silikon viskositas tinggi, semakin besar beda kecepatan putar semakin besar torsi viskosnya', 'Tipe helical = memanfaatkan gesekan ujung gigi dengan dinding dalam case dan gesekan thrust'.

Poin penting


  • Torque converter: Rasio torsi = Turbin ÷ Pompa; rasio torsi maksimum pada rasio kecepatan 0; melewati clutch point (rasio torsi 1,0) adalah coupling range.

  • Elemen gesek AT: Dish plate meredam kejutan penyambungan; lock-up piston menekan front cover.

  • CVT sabuk baja: meneruskan tenaga dengan 'aksi dorong elemen'; primary mengatur rasio gigi dan secondary mengatur tegangan sabuk.

  • LSD tipe viscous: menggunakan minyak silikon viskositas tinggi; semakin 'besar' perbedaan kecepatan putar, semakin besar torsi viskos yang dihasilkan.
KosakataArti
rasio torsi dan clutch point
dish plate (pelat peredam kejut kopling)
aksi dorong elemen sabuk baja
LSD tipe viscous coupling

Pemindah Daya (AT, CVT, Diferensial)

Latihan soal bab ini di aplikasi

Referensi resmi

💬

Zalo