Prinsip Kerja Transmisi Manual

Manual_transmission_F_02_11_2010-390x302

Gambar 1- Gearbox Transmisi Manual (www.bmwblog.com)

Ketika kita mengendarai mobil, kita sering mendengar istilah pindah gigi atau gigi-1, gigi-2 dan sebagainya. Namun sebenarnya apa itu dan bagaimana cara kerjanya. Berikut ini akan kita bahas dengan ruang lingkup dalam transmisi manual. Transmisi manual atau sering disebutgearbox sederhana telah diaplikasikan pada kendaraan berdekade-dekade yang lalu. Bahkan saat ini transmisi ini merupakan transmisi yang  paling populer. Mengapa transmisi dibutuhkan? Daya dari mesin disalurkan melalui transmisi terlebih dahulu sebelum mencapai roda penggerak. Fungsi dasar dari transmisi adalah mengatur kecepatan dan torsi yang cocok untuk roda penggerak pada beberapa kondisi berkendara.  Secara umum transmisi berdasarkan cara kerjanya dibedakan menjadi dua yaitu manual transmission (transmisi manual) dan automatic transmission (transmisi otomatis). Secara singkat perbedaannya terletak cara pemindahan transmisi (pindah gigi). Pada transmisi manual memindahkan transimisi atau gigi dilakukan oleh pengemudi secara manual melalui perseneling. Sementara untuk transmisi otomatis, pengemudi tidak perlu repot-repot memindah transmisi menggunakan perseneling karena perpindahan transmisi sudah diprogram secara otomatis pada mobil.

repairpal.com

Gambar 2- Aliran Daya pada Mobil (repairpal.com)

Sebagai contoh, jika kita sedang berada pada kondisi jalan menanjak, maka diperlukan torsi yang lebih besar untuk menahan beban yang ada. Torsi didapatkan dengan cara mereduksi kecepatan putar melalui sebuah transmisi sehingga didapat torsi yang lebih besar pada daya yang sama. Dan begitu pula sebaliknya jika dibutuhkan torsi yang rendah maka kecepatan akan ditingkatkan.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 3- Kebutuhan Torsi Kondisi Menanjak dan Menurun (www.learnengineering.org)

PRINSIP KERJA TRANSMISI MANUAL

Transimisi manual bekerja pada prinsip yang sederhana dengan menggunakan rasio roda gigi. Sebuah perbedaan output kecepatan dapat dilakukan dengan mengubah rasio roda gigi pada sistem transmisinya. Rasio kecepatan dapat di-representasikan pada persamaan berikut:

http://www.learnengineering.org/

Gambar 4- Prinsip Dasar Rasio Gear (www.learnengineering.org)

Dimana:             N = kecepatan putar (rpm)

                                T = jumlah gigi

MACAM_MACAM TRANSMISI MANUAL

Berdasarkan cara pemindahan gigi maka transmisi manual dibedakan menjadi 3 yaitu :
1. Tipe Sliding mesh
2. Tipe Constant mesh
3. Tipe Sincromesh

TRANSMISI SLIDING MESH

Sliding mesh merupakan jenis awal transmisi manual dan paling mudah untuk dimengerti. Transmisi jenis ini, karena memang memiliki banyak kekurangan dalam cara kerjanya. Diantaranya adalah karena mengeluarkan suara yang kasar saat perpindahan gigi, perpindahan gigi membutuhkan waktu yang cukup lama, hanya dapat menggunakan salah satu dari roda gigi.

Mekanisme dasar pada transmisi sliding mesh ditunjukkan pada gambar-5. Dimana poros input (input shaft) dan poros output (output shaft) dihubungkan melalui sebuah counter shaft.  Hanya dengan menggeser (sliding) gear pada poros output , maka akan menghasilkan rasio gear yang berbeda . Arah dari alur daya direpresentasikan sebagai garis putus-putus merah pada gambar-5.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 5- Transmisi Sliding Mesh (www.learnengineering.org)

Tranmisi sliding mesh cocok untuk mengatur kecepatan putar, namun terdapat sebuah kelemahan pada sistem ini. Transmisi ini cukup rumit untuk menggeser dari satu gear dan mengubungkannya ke gear yang lain. Sebuah teknologi yang disebut double clutching digunakan untuk memperhalus perpindahan roda gigi, tetapi pengemudi butuh kemampuan yang baik untuk menggunakan double clutching secara efektif.

syahrulsalam29.host56.com

Gambar 6- Kombinasi Gigi-gigi pada Transmisi Sliding Mesh (syahrulsalam29.host56.com)

Transmisi  Constant Mesh

Transmisi tipe constant mesh adalah jenis transmisi manual yang cara kerja dalam pemindahan giginya memerlukan bantuan kopling geser agar terjadi perpindahan tenaga dari poros input ke poros out put. Transmisi jenis constant mesh antara roda gigi input dan out put nya selalu berkaitan, tetapi roda gigi output tidak satu poros dengan poros output transmisi. Tenaga akan diteruskan ke poros output melalui mekanisme kopling geser. Transmisi jenis ini memungkinkan untuk menggunakan roda gigi lebih dari satu jenis

bejopardede.blogspot.com

Gambar 7- Transmisi Constant Mesh (bejopardede.blogspot.com)

TRANSMISI SYNCHROMESH  

Merupakan transmisi yang sering digunakan pada kendaraan. Sebuah transmisi synchromesh secara permanen dapat menyelesaikan masalah yang ada pada transmisi sliding mesh. Di sini roda gigi selalu dalam rangkaian, namun dengan sebuah perbedaan besar dimana gear output terhubung dengan poros secara longgar. Terdapat celah (clearance) kecil antara gear output dengan poros. Jika kita hanya menghubungkan satu roda gigi dengan poros pada suatu waktu, maka poros akan memiliki kecepatan putar yang terhubung dengan roda gigi.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 8- Transmisi Synchromesh (www.learnengineering.org)

Terdapat beberapa komponen penyusun transmisi syncromesh diantaranya adalah hypothetical connector , hub sleeve, synchronizer cone-teeth, dan synchronizer ring. Berikut ini penjelasan terkait fungsi dan cara kerja komponen transmisi syncromesh.

HYPOTHETICAL CONNECTOR

Pertama kita gunakan hypothetical connector untuk mengilustrasikan bagaimana perbedaan rasio gear bekerja dalam transmisi synchromesh. Dengan bantuan dari hypothetical connector, perbedaan rasio gear di-ilustrasikan oleh gambar-9. Hal ini menarik untuk dicatat bahwa pada 4th gear poros input dan output secara langung terhubung satu sama lain. Hal ini berarti poros output dan input memiliki kecepatan yang sama pada 4th gear. Seni dalam mengunci gear yang longgar dengan poros secara efektif dan secara halus terletak pada jantung transmisi manual.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 9- 1st dan 4th Gear dengan Hypothetical Connector (www.learnengineering.org)

SYNCHRONIZER CONE-TEETH

Komponen inilah yang berfungsi untuk menyamakan putaran gigi percepatan dan hub sleeve dengan cara melakukan pengereman terhadap gigi percepatan saat hub sleeve digeserkan (dihubungkan) oleh garpu pemindah .Poros utama memiliki sebuah susunan synchronizer cone-teeth yang diilustrasikan pada gambar-9

http://www.learnengineering.org/

Gambar 10-Susunan Synchronizer Cone-Teeth dari Transmisi Synchromesh  (www.learnengineering.org)

HUB  SLEEVE

hub sleeve merupakan komponen yang berfungsi untuk menghubungkan gigi-gigi percepatan dengan clutch hub melalui synchromesh. Sebuah hub diletakkan permanen pada poros. Sebuah sleeve yang bebas untuk bergeser melebihi hub juga digunakan pada sistem ini. Jika sleeve telah terhubung dengan gigi pada synchronizer cone, maka gear dan poros akan bergerak bersama. Namun selama gearbox beroperasi, poros dan gear akan berputar dengan kecepatan yang berbeda.

s

Gambar 11-Kondisi Sleeve dan Synchronizer Teeth saat Terhubung (www.learnengineering.orgl)

SYNCHRONIZER RING

Sebuah synchronizer ring membantu untuk menyesuaikan kecepatan gear yang terhubung dengan poros. synchronizer ring mampu berputar sepanjang hub, namun dalam kondisi bebas untuk bergeser secara axial. Sebelum menggerakkan sleeve, clutch pedal ditekan terlebih dahulu. Dengan cara ini, aliran daya menuju gear dalam kondisi diskontinu.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 12-Posisi Synchronizer cone (www.learnengineering.org)

Ketika menggerakkan sleeve, sleeve akan menekan synchronizer ring melawan cone. Kecepatan gear akan menjadi sama dengan poros disebabkan oleh gaya gesekan yang besar antara  synchronizer ring dan cone. Pada saat ini, sleeve dapat tergeser lebih jauh dan akan terkunci dengan gear. Jadi, gear terkunci dengan poros dengan cara yang halus dan efisien.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 13-Pergerakkan Sleeve dan Synchronizer Teeth (www.learnengineering.org)

PERBEDAAN RASIO GEAR

Kita telah membahas terkait teknologi 2nd gear pada bagian sebelumnya. Begitupun untuk rasio gear yang lainnya, secara singkat dilakukan dengan cara yang sama. Untuk lebih detailnya lihat penjelasan berikut:

Under Drive – 1st, 2nd and 3rd

Under Drive merupakan kondisi dimana gear input lebih kecil daripada gear output sehingga putaran pada poros output lebih rendah daripada poros input. Untuk transmisi manual kita sedang membahas 1st , 2nd dan 3rd gear dalam kondisi under drive. Berikut konfigurasi yang dapat menggambarkan pergerakan sleeve yang dibutuhkan pada 1st dan 3rd gear

http://www.learnengineering.org/

Gambar 14- 1st dan 3rd Gear pada Transmisi Manual (www.learnengineering.org)

Direct Drive

Dapat dilihat dari namanya ‘Direct Drive’, merupakan kondisi dimana poros output dan input bergerak dengan kecepatan yang sama. Untuk tujuan ini, poros output dan input secara langsung dikopel menggunakan mekanisme synchronizer cone-sleeve dimana hub dalam keadaan fix dengan poros output. ketika sleeve telah terhubung dengan synchronizer teeth dari poros input, maka keduanya akan terkopel secara bersama-sama. Selama direct drive, sleeve berada pada posisi 3rd gear dan bergerak menuju sisi kiri.

Over Drive

Over Drive merupakan kondisi dimana gear input lebih besar daripada gear output sehingga putaran pada poros output lebih tinggi daripada poros input. 5th gear digunakan untuk menggerakkan poros output dengan kecepatan lebih tinggi daripada poros input. Hal ini tidak seperti pasangan gear yang lain. Pada 5th gear, gear yang berada pada poros output lebih kecil daripada gear pada counter shaft. Hal ini yang membuatnya dikatakan dalam kondisi overdrive.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 15- Susunan 5th Gear pada Transmisi Manual (www.learnengineering.org)

Dapat dikatakan bahwa terdapat perbedaan besar dalam konfigurasi 5th gear, output gear dibuat permanen pada poros dan dibuat terhubung sedikit longgar pada counter shaft. sebagai hasilnya, mekanisme synchroizer ring – sleeve disusun pada counter shaft. Tujuan utama dari susunan ini untuk mengakomodasi mekanisme reverse gear.

Pergerakan sleeve diatur oleh sebuah shift stick. Dapat juga dilihat mekanisme yang digunakan untuk mengatur sleeve menggunakan shift stick. Dengan menggunakan mekanisme ini, tidak lebih dari satu sleeve yang akan terhubung dengan gear output. Perlu diperhatikan, dengan menghubungkan 2 sleeve pada suatu waktu akan membuat keadaan impossible turning.

Reverse Gear

Reverse gear merupakan kondisi dimana mobil digerakkan mundur. Reverse gear menggunakan tiga susunan gear seperti gambar berikut dimana pada gambar konfigurasinya memiliki idle gear.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 16- Susunan Reverse Gear (www.learnengineering.org)

Penambahan satu atau lebih gear akan membuat poros output bergerak dengan arah yang berlawanan. Untuk menghubungkan reverse gear, idle gear didorong dan dihubungkan pada kedua gear yang lainnya, sehingga kebutuhan putaran pada poros output dengan arah berlawanan (reverse direction) dapat tercapai. Dapat dicatat bahwa untuk reverse gear tidak memiliki mekanisme synchronizer ring. Hal ini berarti, putaran gearbox telah berhenti sepenuhnya sebelum menggunakan reverse gear.

http://www.learnengineering.org/

Gambar 17-Pergerakkan Idle Gear (www.learnengineering.org)

Kita juga dapat mencatat bahwa dalam kondisi reverse gear, kendaraan akan bergerak dalam kecepatan yang sangat rendah. Hal ini dapat terlihat bahwa susunan rasio gearnya memiliki 2 tahap reduksi kecepatan. Ini akan menghasilkan kecepatan rendah dan torsi yang tinggi. Secara umum untuk reverse gear memiliki rasio 4 : 1 (kecepatan input : kecepatan output)

Jika artikel ini bermanfaat buat Anda, mohon untuk di Share because “Sharing is Caring”

Referensi:

  1. www.learnengineering.org
  2. www.5speeds.com
  3. 144.162.92.233
  4. www.ehow.com

COMMENTS

Loading Facebook Comments ...