elektro

TRANSMISI OTOMATIS KONTROL ELEKTRONIK

(Bagian-3. Torque Converter)

 

Oleh : Sudaryono, Spd

(Widyaiswara Muda – P4TK BOE Malang)

ABSTRAK

Seperti halnya mobil dengan transmisi manual, mobil dengan transmisi otomatis juga memerlukan metode/cara agar mesin tetap hidup saat roda dan gear transmisi dalam keadaan berhenti. Mobil dengan transmisi manual menggunakan kopling, yang sepenuhnya memutuskan hubungan mesin dari transmisi. Mobil dengan transmisi otomatis menggunakan torque converter. Torque converter adalah kopling jenis ATF yang memungkinkan mesin berputar secara bebas dari transmisi. Jika mesin melambat, seperti saat mobil akan berhenti di lampu lalu lintas, jumlah torsi yang melewati torque converter masih ada sedikit, sehingga mobil tetap memerlukan sedikit pengereman supaya tidak berjalan. Jika pedal gas diinjak saat mobil berhenti, maka tekanan untuk menginjak pedal rem juga harus lebih keras lagi agar mobil tidak berjalan. Hal ini terjadi karena pada saat pedal gas diinjak, kecepatan mesin bertambah, dan memompa lebih banyak ATF kedalam torque converter, yang menyebabkan semakin besar tenaga putar yang diberikan ke roda.

Sebagai kesimpulan, walaupun torque converter berfungsi sebagai pemutus putaran dari engine ke transmisi namun kenyataannya tidak bisa memutus seratus persen putaran engine karena masih ada tenaga atau putaran engine yang dipindahkan ke transmisi.

Kata kunci :  Torque Converter

KAJIAN

1.    Hubungan Torque Converter  dengan Oil Pump

Sebuah sistem transmisi otomatis pasti membutuhkan pompa hidrolis berjenis pompa roda gigi yang dipasang pada poros di tengah-tengah antara torsi konverter dan sistem roda gigi. Pompa ini berfungsi untuk membangkitkan tekanan pada oli hidrolis yang selanjutnya digunakan untuk komponen-komponen sistem yang lain. Sumber penggerak dan pembangkit tekanan dari pompa ini adalah torque converter, sehingga semakin cepat putaran mesin maka akan semakin cepat pula debit aliran oli hidrolis yang dialirkan. Sedangkan tekanan yang dibangkitkan, juga tergantung dari kondisi beban (medan jalan) yang dihadapi kendaraan. Jika medan yang dihadapi berat, maka tekanan oli hidrolis juga akan tinggi. Konsep ini yang nantinya digunakan pada saat pemilihan rasio roda gigi transmisi secara otomatis.

Gambar 1. Torque Converter dan Oil Pump

2.    Tiga elemen Torque Converter

Tiga element torque converter terdiri dari impeller ; turbin, dan stator. Impeller adalah bagian yang tak terpisahkan dari badan torque converter yang juga termasuk turbin dan stator. Turbin terletak di input shaft di transaxle. Stator dipasang tergabung dengan one-way clutch pada perpanjangan front pump housing. Perpanjangan ini disebut reaction shaft.

Gambar 2. Kontruksi Torque Converter

a.    Pump (Impeller)

Pump ini dipasang / dihubungkan dengan flywheel oleh drive case dan digerakkan langsung oleh engine. Jadi begitu engine berputar, maka pump pun akan ikut berputar, sehingga oli yang ada didalamnya akan terlempar karena gaya sentrifugal dan bentuk sudu dari pump itu sendiri.

Gambar 3. Impeller

b.    Turbine

Turbin adalah penggerak atau output, yang merupakan bagian dari converter. Bentuk turbin sama dengan impeller kecuali blade /kipas turbin melengkung dengan arah yang berlawanan dengan blade pada impeller. ATF dari impeller menghantam blade turbin sehingga turbin berputar dengan impeller, ini akan membelokan inputan shaft transaxle dengan arah yang sama dengan crankshaft.

Gambar 4. Turbine

c.    Stator

ATF melewati turbin dan kembali ke impeller dengan 3 set kipas yang disebut stator assembly. Stator ini menonjol pada shaft stationary pada pompa oli. One-way clutch membuat stator berputar searah dengan impeller. Clutch mengunci stator ke shaft untuk menimbulkan efek kelipatan torsi.

Gambar 5. Stator

3.    Gerakan Stator dalam Torque Converter

Ketika mobil dalam keadaan diam maka turbin juga dalam keadaan diam. Saat mesin mulai berputar, oli ATF masuk ke turbin dari impeller dengan tenaga yang besar, karena adanya perbedaan kecepatan antar keduanya. Kecenderungan efek pukulan balik terjadi, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Dengan kondisi ini oli ATF meninggalkan sudut trail dari baling baling turbin, dengan arah yang berlawanan. Jadi, ketika arahnya tidak berubah sebelum dia memasuki impeller, maka akan cenderung memperlambat impeller. Dalam kondisi stationary, oli ATF menghantam bagian depan baling baling stator dan berusaha untuk memutar stator berlawanan arah dengan putaran mesin. One-way clutch mengunci dan menahan stator diam. Pada saat tersebut, begitu oli ATF mengenai baling baling stator, dia berubah arah sebelum memasuki impeller. Sirkulasi dari impeller ke turbin ; turbin ke stator ; dan stator kembali ke impeller dapat menghasilkan kelipatan torsi yang maksimal dengan perbandingan kasar 2.17:1. Jika kecepatan mobil meningkat; kecepatan turbin mendekati kecepatan impeller dan perbandingan torsi menjadi 1:1. Pada titik ini oli ATF mulai menghantam balik baling-baling stator. Ini menyebabkan stator berjalan freewheeling atau over run. Akibatnya, stator mengeluarkan oli ATF sehingga dengan cara demikian tidak lagi oli ATF yg masuk dalam torque converter. Kemudian Konverter berfungsi sebagai kopling ATF.

Gambar 6. Gerakan Stator dalam torque converter

4.    Aliran ATF pada kopling.

Saat kecepatan turbin meningkat untuk menyesuaikan impeller atau kecepatan mesin, sebagian besar oli ATF telah membentuk pusaran dan aliran putaran tidak pada bagian luar dari keduanya. Pada saat ini masih terjadi putaran dan pusaran yg terjadi dalam torque converter, tapi dalam jumlah kecil. Saat itu, stator sedang overrunning dan konverter sedang mengkopling ATF. Aktifitas pada kondisi mati, menurun drastis pada kecepatan yang tinggi (mendekati 20 km/h (12mph) atau lebih) saat pengkoplingan sedang berlangsung . Ada 2 macam aliran di dalam torque converter yang tergantung pada kecepatan dan fase :

-       Vortex Flow (Kecepatan sirkulasi)

Aliran sirkulasi dalam baling baling yang disebabkan oleh gaya sentrifugal dari impeller.

-       Rotary Flow

Pelumas yang tertinggal dalam baling baling yang mengalir mengikuti arah putaran impeller.

Gambar 7. Jenis Aliran ATF padaTorque Converter

5.  Lock-Up Converters

Ide mengenai lock-up converter torsi tidaklah baru, telah diketahui beberapa tahun yang lalu. Keuntungan dari sistem lock-up adalah sebagai berikut :

1. Bahan bakar lebih ekonomis.

2. Suhu untuk transmisi lebih rendah selama beroperasi.

3. Kecepatan mesin berkurang selama beroperasi.

Fitur Lock up telah ditambahkan pada transaxle tipe-tipe yang baru, sehingga pada kenyataannya sopir tidak menyadari adanya lock-up.

6.     Kopling ATF dengan slip

Kopling ATF menghasilkan kondisi pengoperasian yang lebih halus, bebas hentakan dan transfer torsi, Tapi secara alami ATF dapat menyebabkan slip dalam operasinya. Kopling lock-up mengefisiensikan penggunaan bahan bakar dengan membatasi slip torque converter dalam direct gear diatas kecepatan yang telah ditentukan. Dengan converter konvensional pada direct drive, kedua impeller dan turbin berputar pada kecepatan yang hampir sama. Stator ada pada kondisi freewheeling dan tidak ada kelipatan torsi yang dihasilkan ataupun dibutuhkan. Jika kita bisa mengunci turbin dan impeller bersamaan, kita dapat mencapai kondisi zero slippage dalam direct drive.

7.     Piston mengunci Turbine ke Impeller

Piston penekan ditambahkan ke turbin, dan material untuk penggesek juga ditambahkan ke dalam rumah impeller. Sekarang, dengan memanfaatkan tekanan oli ATF, piston turbin dapat didorong melawan material penggesek impeller sehingga menghasilkan lock-up konverter secara total. [Kopling torque converter mempunyai gaya hampir 800 pound saat digunakan. Gaya ini lebih kecil dari pada kopling transmisi manual, sebab kopling lock-up digunakan hanya pada saat direct drive pada saat mobil berjalan. Ini beban yang jauh lebih kecil dari beban yang dibutuhkan untuk menjalankan transmisi manual dari kondisi berhenti. Gaya yang lebih besar tidak diperlukan untuk mengunci torque converter secara bersamaan saat mobil berjalan]. Hasilnya adalah 1:1 untuk koneksi mekanik mesin dan transmisi ditambah pengurangan akibat adanya slip semua ATF hidrolik pada direct drive.

8.     ATF (Automatic Transaxle Fluid)

Ketika baru, ATF (Automatic Transaxle Fluid) biasanya berwarna merah. Warna merah digunakan untuk membedakannya dari pelumas mesin dan antifreeze. Setelah dipakai beberapa lama, ATF transaxle mulai terlihat lebih gelap. Warnanya mungkin tampak coklat muda. Meskipun demikian warna tersebut bukanlah indikator dari kualitas ATF, sebab dia tidak permanen. Oleh karena itu, jangan menggunakan warna ATF sebagai parameter penggantian ATF transaxle. Tetapi, pemeriksaan lebih jauh dari transaxle otomatis diperlukan jika :

• ATF berwarna coklat tua atau hitam.

• ATF berbau terbakar.

Referensi :

Hyundai Motor Corporation, 2003. Basic Automatic Transaxle, Korea : Technical Servise Training Center

Team : Technical Education for Automotive Mastery, 1993.  Electronically Controlled Transmission.  Jakarta : Pt. Toyota Astra Motor.

 http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/menuutama/ototronik/1476-ect-3