VIENIDMY Masuk Mulai latihan

Beranda › Materi › Perawatan Otomotif

Sistem Pemindah Tenaga (Drivetrain)

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

Susunan Sistem Pemindah Tenaga (Mobil FR dan FF) serta Perhitungan Rasio Gigi

Sistem pemindah tenaga (drivetrain) berfungsi mengubah kecepatan dan memperbesar torsi putar yang dihasilkan mesin sesuai kondisi pengendaraan, lalu meneruskannya ke roda penggerak.

Pada mobil FR (mesin di depan, penggerak roda belakang), tenaga diteruskan dengan urutan: Mesin → Kopling (Clutch) → Transmisi → Propeller shaft (poros kopel) → Final gear (Differential / gardan) → Axle shaft (Drive shaft) → Roda belakang.

Sebaliknya, pada mobil FF (mesin di depan, penggerak roda depan), transmisi dan final gear (differential) digabungkan menjadi satu unit yang disebut transaxle.

Karena drive shaft kiri dan kanan langsung memutar roda depan dari transaxle, mobil FF tidak memiliki propeller shaft.

Ketika dua roda gigi (gear) saling berkaitan, rasio gigi (gear ratio / perbandingan transmisi) dihitung dengan rumus: Rasio gigi = Jumlah gigi roda gigi yang digerakkan (driven gear) ÷ Jumlah gigi roda gigi penggerak (drive gear). Saat roda gigi kecil memutar roda gigi besar, kecepatan putar turun menjadi 1 ÷ rasio gigi, sedangkan torsi meningkat sebesar rasio gigi kali lipat.

Selanjutnya, hasil kali antara rasio gigi transmisi dan rasio reduksi final gear disebut rasio reduksi total (Total gear ratio = Rasio transmisi × Rasio final gear). Saat mulai berjalan atau menanjak, dipilih rasio gigi besar seperti gigi 1 untuk memperoleh gayagerak yang besar.

Susunan Sistem Pemindah Tenaga (Mobil FR dan FF) serta Perhitungan Rasio Gigi

Poin penting


  • Mobil FR memakai propeller shaft untuk meneruskan tenaga ke roda belakang, sedangkan mobil FF menggerakkan roda depan langsung dari transaxle melalui drive shaft tanpa propeller shaft

  • Rasio gigi (gear ratio) = Jumlah gigi yang digerakkan (driven) ÷ Jumlah gigi penggerak (drive); saat direduksi, putaran turun dan torsi naik sebanding rasio gigi

  • Rasio reduksi total = Rasio gigi transmisi × Rasio reduksi final gear

  • Contoh: Jika roda gigi penggerak memiliki 15 gigi dan roda gigi yang digerakkan memiliki 45 gigi, maka rasio gigi = 45 ÷ 15 = 3,0; kecepatan putar menjadi 1/3 dan torsi menjadi 3 kali lipat

  • Contoh: Jika rasio gigi transmisi adalah 2,5 dan rasio reduksi final gear adalah 4,0, maka rasio reduksi total = 2,5 × 4,0 = 10,0
KosakataArti
Poros propeler / poros kopel (propeller shaft)
Poros penggerak roda (drive shaft)
Transaxle (gabungan transmisi dan gardan)
Rasio gigi / perbandingan gigi (gear ratio)

Struktur dan Kerja Kopling (Clutch) serta Gerak Bebas Pedal

Kopling (clutch) dipasang di antara mesin dan transmisi untuk menghubungkan dan memutuskan tenaga. Kopling berfungsi meneruskan tenaga secara halus melalui gesekan saat mulai berjalan serta memutus tenaga secara pasti saat perpindahan gigi atau berhenti.

Pada mobil transmisi manual (MT), banyak digunakan kopling plat tunggal kering tipe pegas diafragma (diaphragm spring). Kedua sisi plat kopling (clutch disc) dilapisi kanvas kopling (facing) yang ditekan kuat di antara flywheel dan pressure plate untuk meneruskan tenaga.

Di bagian tengah plat kopling dipasang pegas kejut (torsion spring / coil spring) untuk meredam kejutan putaran saat kopling terhubung serta menyerap fluktuasi putaran mesin.

Pada mekanisme penggerak kopling hidrolik, saat pedal diinjak, tekanan minyak dari master silinder kopling diteruskan ke release cylinder untuk mendorong bagian tengah diaphragm spring melalui release fork dan release bearing guna memutus aliran tenaga.

Pedal kopling memerlukan gerak bebas (free play), yaitu jarak langkah pedal saat ditekan ringan dengan jari hingga mulai terasa ada tahanan.

Apabila plat kopling (kanvas/facing) aus, pressure plate bergerak mendekati flywheel sehingga gerak bebas pedal kopling akan berkurang (mengecil). Jika gerak bebas menjadi nol maka kopling akan selip, sebaliknya jika gerak bebas terlalu besar maka kopling tidak bebas sempurna (susah masuk gigi dan timbul bunyi).

Struktur dan Kerja Kopling (Clutch) serta Gerak Bebas Pedal

Poin penting


  • Torsion spring pada clutch disc menyerap kejutan saat kopling terhubung dan meredam fluktuasi putaran mesin

  • Saat plat kopling (facing) mengalami keausan, gerak bebas (free play) pedal kopling akan berkurang / mengecil (perhatikan: bukan bertambah)

  • Gerak bebas pedal kopling yang terlalu kecil (nol) menyebabkan kopling selip, sedangkan gerak bebas terlalu besar menyebabkan kopling tidak bebas sempurna
KosakataArti
Pegas diafragma (diaphragm spring)
Plat kopling (clutch disc)
Pegas peredam kejut (torsion spring)
Bantalan pembebas (release bearing)

Struktur dan Fungsi Transmisi (MT, AT, dan CVT)

Transmisi manual (MT) dilengkapi mekanisme synchromesh yang menyamakan (sinkronisasi) kecepatan putar roda gigi yang akan berkaitan melalui gesekan bidang kerucut pada synchronizer ring saat perpindahan gigi.

Dengan demikian suara gesekan gigi dapat dicegah dan perpindahan gigi menjadi ringan serta halus. Selain itu terdapat mekanisme interlock untuk mencegah dua gigi masuk secara bersamaan.

Torque converter pada transmisi otomatis (AT) adalah sejenis kopling fluida yang meneruskan tenaga melalui minyak ATF. Komponen ini terdiri dari 3 elemen: pump impeller yang diputar mesin, turbine runner yang terhubung ke poros output, dan stator yang ditumpu one-way clutch di antaranya.

Stator mengubah arah aliran ATF yang kembali dari turbine runner untuk membantu memutar pump impeller sehingga memperbesar torsi. Selain itu, saat melaju pada kecepatan tinggi, mekanisme lock-up menghubungkan sisi input dan output secara mekanis untuk menghilangkan rugi selip fluida dan menghemat bahan bakar.

Bagian roda gigi transmisi AT menggunakan planetary gear (roda gigi planetar/epicyclic), sedangkan CVT (transmisi variabel kontinu) mengubah lebar alur primary pulley dan secondary pulley dengan tekanan hidrolik untuk mengubah diameter lilitan sabuk baja (steel belt) secara kontinu tanpa hentakan.

Poin penting


  • Mekanisme synchromesh pada MT menyamakan putaran gigi melalui gesekan synchronizer ring agar perpindahan gigi halus tanpa bunyi

  • Torque converter terdiri dari pump impeller (input), turbine runner (output), dan stator (penguat torsi), serta mekanisme lock-up untuk mencegah rugi selip fluida

  • CVT mengubah lebar alur 2 puli untuk mengubah jari-jari lilitan sabuk baja atau rantai secara bertahap tanpa tingkat gigi
KosakataArti
Mekanisme synchromesh
Torque converter
Roda gigi planet (planetary gear)
Mekanisme lock-up

Propeller Shaft dan Drive Shaft (Universal Joint)

Propeller shaft pada mobil FR dan 4WD menghubungkan transmisi yang terikat pada bodi dengan differential (final gear) yang terus bergerak naik-turun mengikuti permukaan jalan.

Oleh sebab itu, propeller shaft dilengkapi universal joint (sambungan universal) untuk menyesuaikan perubahan sudut sambungan, serta sleeve yoke (bagian spline/alur) untuk menyerap perubahan panjang arah aksial.

Hooke joint (sambungan salib) yang dipakai pada propeller shaft jika hanya 1 buah akan menimbulkan fluktuasi kecepatan putar setiap putaran saat poros membentuk sudut. Karena itu dipasang 2 buah Hooke joint di kedua ujung poros untuk saling meniadakan fluktuasi kecepatan tersebut.

Sebaliknya, pada drive shaft yang memutar roda depan mobil FF atau roda penggerak bersuspensi independen, digunakan constant velocity joint (CVJ / sambungan kecepatan konstan) yang meneruskan tenaga secara halus tanpa fluktuasi putaran meskipun roda dibelokkan pada sudut besar.

Pada sisi roda (wheel side) drive shaft digunakan CV joint tipe Birfield (Rzeppa) yang mampu bekerja pada sudut kemudi besar, sedangkan pada sisi differential digunakan CV joint tipe Tripod atau Double-offset yang selain berubah sudut juga dapat memanjang-memendek arah aksial.

Bagian sambungan CV joint dilindungi oleh karet penutup debu (drive shaft boot) yang diisi gemuk (grease) di dalamnya.

Propeller Shaft dan Drive Shaft (Universal Joint)

Poin penting


  • Sleeve yoke (spline) pada propeller shaft menyerap perubahan panjang arah aksial akibat gerakan naik-turun suspensi

  • Hooke joint (tipe salib) menimbulkan fluktuasi putaran saat bersudut sehingga dikombinasikan 2 buah atau lebih untuk menghasilkan putaran konstan

  • Drive shaft mobil FF memakai sambungan kecepatan konstan (CVJ: tipe Birfield di sisi roda dan tipe Tripod yang bisa bergeser aksial di sisi gardan)
KosakataArti
Sambungan universal (universal joint)
Sleeve yoke (sambungan geser alur)
Hooke joint (sambungan salib)
Sambungan kecepatan konstan (CVJ)

Final Gear (Gigi Reduksi Akhir) dan Differential (Gardan)

Final gear (reduksi akhir) menurunkan kecepatan putar untuk terakhir kalinya sekaligus memperbesar torsi penggerak melalui perkaitan drive pinion dan ring gear. Pada mobil FR, digunakan hypoid gear atau spiral bevel gear untuk mengubah arah aliran tenaga sebesar 90° (tegak lurus) ke poros roda kiri dan kanan.

Hypoid gear adalah roda gigi kerucut di mana garis sumbu drive pinion dibuat lebih rendah (offset) dari garis tengah ring gear. Hal ini memungkinkan posisi propeller shaft dan lantai kabin lebih rendah serta suara halus, namun karena kecepatan gesek permukaan gigi tinggi, wajib menggunakan oli gardan tekanan ekstrem (hypoid gear oil).

Saat mobil berbelok di tikungan, roda bagian luar menempuh jarak lebih jauh daripada roda bagian dalam sehingga timbul perbedaan kecepatan putar antara roda penggerak kiri dan kanan. Alat yang secara otomatis menyerap selisih putaran ini agar ban tidak selip dan mobil berbelok mulus disebut differential (gardan).

Differential terdiri dari differential case yang berputar menyatu dengan ring gear, differential pinion yang ditumpu pinion shaft di dalamnya, serta side gear kiri dan kanan yang terhubung ke poros roda. Saat berjalan lurus, differential pinion tidak berputar pada porosnya (tidak berotasi) melainkan ikut berevolusi bersama differential case, sehingga side gear kiri dan kanan berputar dengan kecepatan sama.

Poin penting


  • Final gear mobil FR menggunakan hypoid gear untuk melakukan reduksi akhir sekaligus mengubah arah putaran sebesar 90°

  • Differential (gardan) secara otomatis menyerap perbedaan kecepatan putar roda penggerak kiri dan kanan (roda luar > roda dalam) saat berbelok

  • Saat berjalan lurus, tahanan kedua roda sama sehingga differential pinion tidak berotasi pada porosnya dan kedua side gear berputar dengan kecepatan sama
KosakataArti
Final gear (gigi reduksi akhir)
Roda gigi hipoid (hypoid gear)
Differential (gardan)
Differential pinion dan side gear

Karakteristik Putaran Differential dan LSD (Limited Slip Differential)

Pada differential berlaku hubungan penting: Putaran side gear kiri + Putaran side gear kanan = Putaran ring gear (differential case) × 2. Artinya, sebesar apa pun putaran salah satu roda berkurang, putaran roda di sisi lainnya akan bertambah dengan jumlah yang sama.

Sebagai contoh, ketika ring gear berputar 100 rpm, saat jalan lurus roda kiri berputar 100 rpm dan roda kanan 100 rpm.

Jika saat berbelok roda dalam turun menjadi 80 rpm, maka roda luar berputar 200 - 80 = 120 rpm. Selain itu, jika mobil didongkrak lalu salah satu roda ditahan diam (0 rpm), maka roda di sisi seberangnya akan berputar 2 kali lipat putaran ring gear yaitu 200 rpm.

Karena sifat ini, pada differential standar, jika salah satu roda penggerak masuk ke lumpur atau es lalu selip (berputar kosong), hanya roda yang selip itu saja yang berputar cepat sedangkan roda satunya yang menapak jalan ikut kehilangan tenaga sehingga mobil tidak bisa keluar.

Untuk mencegah hal tersebut, pada mobil sport atau kendaraan medan berat digunakan LSD (Limited Slip Differential) yang membatasi kerja diferensial saat timbul selisih putaran besar, sehingga tetap menyalurkan tenaga penggerak ke roda yang tidak selip.

Poin penting


  • Rata-rata putaran side gear (roda penggerak) kiri dan kanan selalu sama dengan putaran ring gear (Kiri + Kanan = Ring gear × 2)

  • Jika satu roda selip di lumpur, roda lainnya ikut kehilangan tenaga; karena itu digunakan LSD (Limited Slip Differential) untuk membatasi kerja diferensial

  • Contoh: Ketika ring gear berputar 150 rpm dan salah satu roda berhenti (0 rpm), maka roda sisi lainnya akan berputar 2 kali lipat yaitu 300 rpm

  • Contoh: Ketika ring gear berputar 100 rpm dan saat berbelok roda bagian dalam berputar 70 rpm, maka roda bagian luar berputar (100 × 2) - 70 = 130 rpm
KosakataArti
Kerja diferensial (differential action)
Putaran kosong / selip (wheel spin)
LSD (Limited Slip Differential)

Pemeriksaan dan Hal Penting dalam Perawatan Sistem Pemindah Tenaga

Dalam pemeriksaan harian dan berkala kopling, pastikan jumlah minyak pada reservoir tank kopling berada di antara batas MAX dan MIN, periksa gerak bebas (free play) pedal kopling, celah pedal terhadap lantai saat diinjak penuh, serta pastikan perpindahan gigi berjalan mulus tanpa bunyi aneh saat mesin hidup.

Pada pemeriksaan oli transmisi manual (MT) dan oli gardan (differential), posisikan kendaraan rata, buka baut pengisi (filler plug), dan pastikan permukaan oli berada di dekat tepi bawah lubang pengisi serta tidak ada kebocoran oli di sekitar baut pembuangan (drain plug) maupun oil seal.

Volume minyak transmisi otomatis (ATF) berubah terhadap suhu. Karena itu panaskan mesin hingga suhu kerja dan biarkan berputar stasioner (idling), gerakkan tuas transmisi melewati seluruh posisi lalu kembalikan ke P (atau N), dan periksa apakah permukaan oli berada di rentang HOT pada dipstick.

Selain itu, pada drive shaft mobil FF dan 4WD, wajib periksa secara visual karet pelindung (drive shaft boot) pada CV joint dari sobekan, retakan, atau kebocoran gemuk. Jika berkendara dengan boot yang sobek, air dan pasir akan masuk membuat joint aus dan menimbulkan bunyi kasar saat berbelok.

Poin penting


  • Pemeriksaan kopling meliputi gerak bebas pedal, celah dengan lantai saat diinjak penuh, dan jumlah minyak di tangki cadangan

  • Pemeriksaan jumlah ATF mobil AT dilakukan setelah mesin dipanaskan dan berputar idling, dengan menggerakkan tuas ke semua posisi lalu diukur pada posisi P (atau N)

  • Jika drive shaft boot sobek hingga gemuk keluar, air dan pasir akan masuk ke CV joint dan menyebabkan bunyi abnormal serta kerusakan saat berbelok
KosakataArti
ATF (Automatic Transmission Fluid)
Baut pengisi (filler plug) dan baut penguras (drain plug)
Karet pelindung poros penggerak (drive shaft boot)

Poin yang Sering Keluar dalam Ujian dan Cara Mengingat

Jebakan yang paling sering keluar pada kopling adalah: Bagaimana perubahan gerak bebas pedal kopling ketika plat kopling aus?

Berkebalikan dengan keausan kampas rem, saat plat kopling (clutch disc) aus maka pressure plate bergeser mendekati flywheel sehingga gerak bebas pedal kopling berkurang (mengecil). Jika gerak bebas habis terjadi selip kopling, sedangkan jika terlalu besar kopling tidak bebas sempurna.

Untuk transmisi, hafalkan satu paket: Mekanisme synchromesh MT = menyamakan putaran gigi dengan gesekan untuk mencegah bunyi gigi; Torque converter AT = 3 elemen Pump impeller (input), Turbine runner (output), dan Stator (penguat torsi); Lock-up = hubungan langsung untuk menghilangkan selip fluida dan hemat BBM.

Untuk membedakan poros dan sambungan: Mobil FR memiliki propeller shaft (Hooke joint + sleeve yoke geser), sedangkan mobil FF tidak memiliki propeller shaft melainkan memakai drive shaft (CV joint) untuk memutar roda depan.

Untuk differential dan rasio gigi, kuasai 3 aturan: Rasio gigi = Jumlah gigi yang digerakkan ÷ Jumlah gigi penggerak; Saat jalan lurus diff pinion tidak berotasi; Jika satu roda ditahan diam maka roda seberangnya berputar 2 kali lipat.

Poin penting


  • Plat kopling aus membuat gerak bebas pedal berkurang / Gerak bebas terlalu kecil = selip, terlalu besar = tidak bebas sempurna

  • Synchromesh = sinkronisasi putaran / Stator torque converter = penguat torsi / Lock-up = hubungan langsung pencegah rugi selip

  • Mobil FF tidak memiliki propeller shaft dan menggerakkan roda depan dengan drive shaft ber-CV joint

  • Differential menyerap selisih putaran roda kiri-kanan saat belok; saat jalan lurus diff pinion tidak berotasi pada porosnya

  • Rasio gigi = Gigi yang digerakkan ÷ Gigi penggerak / Rasio reduksi total = Rasio transmisi × Rasio final gear
KosakataArti
Gerak bebas pedal (free play)
Kopling tidak bebas sempurna (poor disengagement)
Rotasi (berputar pada porosnya) dan Revolusi

Referensi resmi

💬

Zalo