A. PRINSIP
PEMINDAHAN TENAGA
Sepeda
motor dituntut bisa dioperasikan atau dijalankan pada berbagai kondisi jalan.
Namun demikian, mesin yang berfungsi sebagai penggerak utama pada sepeda motor
tidak bisa melakukan dengan baik apa yang menjadi kebutuhan atau tuntutan
kondisi jalan tersebut. Misalnya, pada saat jalanan mendaki, sepeda motor
membutuhkan momen puntir (torsi) yang besar namun kecepatan atau laju sepeda
motor yang dibutuhkan rendah. Pada saat ini walaupun putaran mesin tinggi
karena katup trotel atau katup gas dibuka penuh namun putaran mesin tersebut
harus dirubah menjadi kecepatan atau laju sepeda motor yang rendah. Sedangkan
pada saat sepeda motor berjalan pada jalan yang rata, kecepatan diperlukan tapi
tidak diperlukan torsi yang besar. Berdasarkan penjelasan di atas, sepeda motor
harus dilengkapi dengan suatu sistem yang mampu menjembatani antara output
mesin (daya dan torsi mesin) dengan tuntutan kondisi jalan. Sistem ini
dinamakan dengan sistem pemindahan tenaga. Prinsip kerja mesin dan pemindahan
tenaga pada sepeda motor adalah sebagai berikut:
Ketika poros engkol (crankshaft) diputar oleh pedal kick
starter atau dengan motor starter, piston bergerak naik turun (TMA dan TMB).
Pada saat piston bergerak ke bawah, terjadi kevakuman di dalam silinder atau
crankcase. Kevakuman tersebut selanjutnya menarik (menghisap) campuran bahan
bakar dan udara melalui karburator (bagi sistem bahan bakar konvensional).
Sedangkan bagi sistem bahan bakar tipe injeksi (tanpa karburator), proses
pencampuran terjadi dalam saluran masuk sebelum katup masuk setelah terjadi
penyemprotan bahan bakar oleh injektor.
Ketika piston bergerak ke atas (TMA) campuran bahan bakar
dan udara di dalam silinder dikompresi. Kemudian campuran dinyalakan oleh busi
dan terbakar dengan cepat (peledakan). Gas hasil pembakaran tersebut melakukan
expansi (pengembangan) dan mendorong piston ke bawah (TMB). Tenaga ini
diteruskan melalui connecting rod (batang piston), lalu memutar crankshaft.
menekan piston naik untuk mendorong gas hasil pembakaran. Selanjutnya piston
melakukan langkah yang sama. Gerak piston naik turun yang berulang-ulang diubah
menjadi gerak putar yang halus. Tenaga putar dari crankshaft ini akan
dipindahkan ke roda belakang melalui roda gigi reduksi, kopling, gear box
(transmisi), sprocket penggerak, rantai dan roda sprocket. Gigi reduksi
berfungsi untuk mengurangi putaran mesin agar terjadi penambahan tenaga.
B. KOMPONEN
SISTEM PEMINDAH TENAGA
1.
Kopling (Clutch)
Kopling
berfungsi meneruskan dan memutuskan putaran dari poros engkol ke transmisi
(perseneling) ketika mulai atau pada saat mesin akan berhenti atau memindahkan
gigi. Umumnya kopling yang digunakan pada sepeda motor adalah adalah kopling
tipe basah dengan plat ganda, artinya kopling dan komponen kopling lainnya
terendam dalam minyak pelumas dan terdiri atas beberapa plat kopling. Tipe
kopling yang digunakan pada sepeda motor menurut cara kerjanya ada dua jenis
yaitu kopling mekanis dan kopling otomatis. Cara melayani kedua jenis kopling
ini sewaktu membebaskan (memutuskan) putaran poros engkol sangat berbeda.
a.
Kopling Mekanis (Manual Clutch)
Kopling
mekanis adalah kopling yang cara kerjanya diatur oleh handel kopling, dimana
pembebasan dilakukan dengan cara menarik handel kopling pada batang kemudi.
Kedudukan kopling ada yang terdapat pada crankshaft (poros engkol/kruk as)
(misalnya: Honda S90Z, Vespa, Bajaj dan lain-lain) dan ada yang berkedudukan
pada as primer (input/main shaft) (misalnya: Honda CB 100 dan CB 125, Yamaha,
Suzuki dan Kawasaki). Sistem kopling mekanis terdiri atas bagian-bagian berikut
yaitu a) mekanisme handel terdiri atas: handel, tali kopling (kabel kopling),
tuas (batang) dan pen pendorong. b) Mekanisme kopling terdiri atas (gambar
7.2): gigi primer kopling (driven gear), rumah (clutch housing), plat gesek
(friction plate) plat kopling (plain plate), per (coil spring), pengikat
(baut), kopling tengah (centre clutch), plat tutup atau plat penekan (pressure
plate), klep penjamin dan batang penekan/pembebas (release rod).
Rumah
kopling (clutch housing) ditempatkan pada poros utama (main shaft) yaitu poros
yang menggerakkan semua roda gigi transmisi. Tetapi rumah kopling ini bebas
terhadap poros utama, artinya bila rumah kopling berputar poros utama tidak ikut
berputar. Pada bagian luar rumah kopling terdapat roda gigi (diven gear) yang
berhubungan dengan roda gigi pada poros engkol sehingga bila poros engkol
berputar maka rumah kopling juga ikut berputar.
Agar putaran rumah kopling
dapat sampai pada poros utama maka pada poros utama dipasang hub kopling
(clutch sleeve hub). Untuk menyatukan rumah kopling deng hub kopling digunakan
dua tipe pelat, yaitu pelat tekan (clutch driven plate/plain plate) dan pelat
gesek (clutch drive plate/friction plate). Pelat gesek dapat bebas bergerak
terhadap hub kopling, tetapi tidak bebas terhadap rumah kopling. Sedangkan
pelat tekan dapat bebas bergerak terhadap rumah kopling, tetapi tidak bebas
pada hub kopling.
Cara kerja kopling mekanis adalah sebagai berikut:
Bila handel kopling pada batang kemudi bebas (tidak
ditarik) maka pelat tekan dan pelat gesek dijepit oleh piring penekan (clutch
pressure plate) dengan bantuan pegas kopling sehingga tenaga putar dari poros
engkol sampai pada roda belakang. Sedangkan bila handel kopling pada batang
kemudi ditarik maka kawat kopling akan menarik alat pembebas kopling. Alat
pembebas kopling ini akan menekan batang tekan (pushrod) atau release rod yang
ditempatkan di dalam poros utama. Pushrod akan mendorong piring penekan ke arah
berlawanan dengan arah gaya pegas kopling. Akibatnya pelat gesek dan pelat
tekan akan saling merenggang dan putaran rumah kopling tidak diteruskan pada
poros utama, atau hanya memutarkan rumah kopling dan pelat geseknya saja.
Ilustrasi aliran tenaga (putaran)
dari mesin ke transmisi adalah seperti terlihat pada gambar 7.3, 7.4 dan 7.5
berikut ini. Gambar 7.3 mengilustrasikan saat handel kopling ditekan sehingga
kopling saat ini tidak meneruskan putaran dari mesin ke transmisi. Pada gambar
7.4 mengilustrasikan saat handel kopling mulai dilepas sehingga saat ini
plat–plat pada kopling mulai berhubungan antara satu dengan yang lainnya
sehingga putaran dari mesin (chranshaft) mulai diteruskan ke transmisi.
Sedangkan pada gambar 7.5 mengilustrasikan saat handel kopling dilepas penuh
sehingga putaran dari mesin diteruskan dengan sempurna ke transmisi karena
antara plat kopling dan plat gesek pada kopling sudah saling berhubungan.
Pada tipe kopling mekanik terdapat dua cara untuk
membebaskan kopling (putaran mesin tidak diteruskan ke transmisi), yaitu secara
manual dan hidrolik. Metode pembebasan kopling secara manual adalah dengan
menggunakan kabel kopling yang ditarik oleh handel kopling.
Terdapat tiga tipe untuk pembebasan kopling secara
manual, yaitu:
1) Tipe
dengan mendorong dari arah luar (outer push type)
Pada tipe ini, jika
handel kopling ditarik, plat penekan (pressure plate) akan ditekan ke dalam
dari arah sebelah luar.
Dengan tertekannya
plat penekan tersebut, plat kopling akan merenggang dari plat penekan, sehingga
kopling akan bebas dan putaran mesin tidak diteruskan ke transmisi.
2) Tipe
dengan mendorong ke arah dalam (inner push type)
Pada tipe ini, jika
handel kopling ditarik, plat penekan (pressure plate) akan ditekan ke luar dari
arah sebelah dalam.
3) Tipe
rack and pinion
Pada tipe ini, dimungkinkan
kopling dapat dihubungkan dandilepas secara langsung. Konstruksinya sederhana
namun mempunyai daya tahan yang tinggi sehingga cocok untuk sepeda motor
bermesin putaran tinggi
Sedangkan metode pembebasan
kopling tipe mekanik dengan menggunakan sistem hidrolik adalah dengan mengganti
fungsi kabel kopling oleh cairan hidrolik. Cara kerjanya hampir sama dengan
sistem rem yang menggunakan cairan/fluida hidrolik. Jika handel kopling/tangkai
kopling ditarik, batang pendorong (pushrod) pada master cylinder mendorong
cairan hidrolik yang berada pada slang. Kemudian cairan hidrolik tersebut
menekan piston yang terdapat pada silinder pembebas (release cylinder).
Akibatnya piston
bergerak keluar dan mendorong pushrod yang terdapat pada bagian dalam poros
utama transmisi. Pergerakan pushrod pada poros utama transmisi tersebut akan
menyebabkan plat penekan pada kopling tertekan sehingga kopling akan terbebas
dan putaran mesin tidak diteruskan ke transmisi.
Metode pembebasan
kopling tipe mekanik dengan menggunakan sistem hidrolik mempunyai keuntungan,
antara lain; lembut dan ringan dalam membebaskan dan menghubungkan pergerakan
kopling, bebas penyetelan dan perawatan terkecuali pemeriksaan berkala/rutin
pada sistem hidrolik seperti ketinggian cairan hidrolik, dan penggantian cairan
dan perapat (seal) hidrolik. Dengan pergerakan yang ringan tersebut, maka tipe
ini bisa menggunakan pegas kopling (clutch spring) yang lebih kuat dibanding
kopling tipe mekanik yang menggunakan kabel kopling. Pegas kopling yang lebih
kuat akan menyebabkan daya tekan/cengkram plat penekan menjadi lebih kuat juga
saat kopling tersebut terhubung, sehingga proses penyambungan putaran mesin ke
transmisi akan lebih baik.
b.
Kopling Otomatis (Automatic Clutch)
Kopling
otomatis adalah kopling yang cara kerjanya diatur oleh tinggi atau rendahnya
putaran mesin itu sendiri, dimana pembebasan dilakukan secara otomatis, pada
saat putaran rendah. Kedudukan kopling berada pada poros engkol/kruk as dan ada
juga yang berkedudukan pada as primer persnelling/poros utama transmisi
(main/input shaft transmisi) seperti halnya kopling mekanis.
Mekanisme
atau peralatan kopling otomatis tidak berbeda dengan peralatan yang terdapat
pada kopling mekanis, hanya tidak ada perlengkapan handel sebagai gantinya
terdapat alat khusus yang bekerja secar otomatis pula seperti: a) otomatis
kopling; terdapat pada kopling tengah (untuk kopling yang berkedudukan pada
crankshaft), b) Bola baja keseimbangan gaya berat (roller weight); berguna
untuk menekan palat dasar waktu digas, c) per kopling yang lemah; berguna untuk
menetralkan (menolkan) kopling waktu mesin hidup langsam/idle, dan 4) pegas
pengembali (return spring); berguna untuk mengembalikan cepat dari posisi masuk
kenetral bila mesin hidup dari putaran tinggi menjadi rendah. Kopling otomatis
terdiri atas dua unit kopling yaitu kopling pertama dan kopling kedua. Kopling
pertama ditempatkan pada poros engkol. Komponennya terdiri atas pasangan sepatu
(kanvas) kopling, pemberat sentrifugal, pegas pengembali dan rumah kopling.
Cara
kerjanya adalah sebagai berikut:
Pada putaran
stasioner/langsam (putaran rendah), putaran poros engkol tidak diteruskan ke
gigi pertama penggerak (primary drive gear) maupun ke gigi pertama yang
digerakkan (primary driven gear). Ini tejadi karena rumah kopling bebas (tidak
berputar) terhadap kanvas, pemberat, dan pegas pengembali yang terpasang pada
poros engkol.
Pada
saat putaran mesin rendah (stasioner), gaya sentrifugal dan kanvas kopling,
pemberat menjadi kecil sehingga sepatu kopling terlepas dari rumah kopling dan
tertarik ke arah poros engkol, akibatnya rumah kopling yang berkaitan dengan
gigi pertama penggerak menjadi bebas terhadap poros engkol. Saat putaran mesin
bertambah, gaya sentrifugal semakin besar sehingga mendorong kanvas kopling
mencapai rumah kopling di mana gayanya lebih besar dari gaya tarik pengembali.
Rumah kopling ikut berputar dan meneruskan ke tenaga gigi pertama yang
digerakkan.
Sedangkan
kopling kedua ditempatkan bersama primary driven gear pada poros center
(countershaft) dan berhubungan langsung dengan mekanisme pemindah gigi
transmisi/persnelling. Pada saat gigi persnelling dipindahkan oleh pedal
pemindah gigi, kopling kedua dibebaskan oleh pergerakan poros pemindah gigi
(gear shifting shaft).
c.
Tipe-tipe kopling
Selain
dibedakan menurut cara kerjanya, tipe kopling juga bisa dibedakan sebagai
berikut:
1) Berdasarkan
Konstruksi Kopling:
a) Kopling
tipe piringan
Kopling tipe piringan
(disc) terdiri dari berbagai plat gesek (friction plate) sebagai plat penggerak
untuk menggerakkan kopling. Plat gesek dan plat yang digerakkan (plain plate)
pada tipe kopling manual digerakkan oleh per/pegas, baik jenis pegas keong
(coil spring) seperti terlihat pada gambar 7.2 maupun pegas diapragma
(diapraghm spring).
Selain kopling
piringan yang digerakkan secara manual di atas, kopling piringan juga bisa
digerakkan secara otomatis berdasarkan gerakan sentripugal. Konstruksi kopling
piringan dengan gerakan sentripugal seperti terlihat pada gambar 7.10 bagian B
pada bab sebelumnya.
b) Kopling
sepatu sentrifugal
Kopling sepatu
sentripugal (the shoe-type centrifugal clucth) terdiri dari susunan sepatu atau
kanvas kopling yang akan bergerak ke arah luar karena gerakan sentripugal saat
kopling berputar. Kopling tipe ini akan meneruskan putaran dari mesin ke
transmisi setelah gerakan sepatunya ke arah luar berhubungan dengan rumah
kopling (drum) sampai rumah kopling tersebut ikut berputar. Kontsruksi kopling
sepatu dengan gerakan sentripugal seperti terlihat pada gambar 7.10 bagian A
pada pembahasan sebelumnya.
c) Kopling
" V “ Belt
Kopling "V“ belt
merupakan kopling yang terdiri dari sabuk (belt) yang berbentuk "V“ dan
puli (pulley). Kopling akan bekerja meneruskan putaran karena adanya gerakan
tenaga sentripugal yang menjepit sabuk ”V“ tersebut.
2) Berdasarkan
Kondisi Kerja kopling
a) Wet
clutch (kopling basah)
Kopling basah
merupakan salah satu tipe yang ditinjau berdasarkan kondisi kerja kopling,
yaitu merendam bagian dalam kopling yang terdapat dalam crank case (bak poros
engkol) dengan minyak pelumas/oli. Pelumas berfungsi sebagai pendingin untuk
mencegah kopling terbakar.
Fungsi lainnya adalah
untuk melumasi bushing (bos) dan bearing (bantalan) yang terdapat pada rumah
kopling dan melumasi kanvas dan gigi yang terdapat pada plat kopling.
Bahan-bahan yang
bergesekan pada kopling basah dirancang khusus agar dapat bekerja dalam
rendaman oli dan bisa membuat kerja kopling sangat lembut. Oleh karena itu,
kopling basah banyak digunakan pada sepeda motor.
b) Dry
clutch (kopling kering)
Kopling kering
digunakan untuk mengatasi kelemahan kopling basah. Gesekan yang dihasilkan pada
kopling basah tidak sebanyak kopling kering, sehingga memerlukan jumlah plat
kopling yang lebih banyak. Disebut kopling kering karena penempatan kopling
berada di luar ruang oli dan selalu terbuka dengan udara luar untuk menyalurkan
panas yang dihasilkan saat kopling bekerja.
Namun demikian,
penggunaan kopling kering umumnya terbatas untuk sepeda motor balap saja.
Alasan utamanya adalah pada sepeda motor balap dibutuhkan respon kopling yang
baik dan cepat walau kerja kopling yang dihasilkan tidak selembut kopling
basah. Selain itu, dengan kopling kering, tentunya akan mengurangi berat sepeda
motor.
3) Berdasarkan
tipe plat kopling (plate clutch )
a) Single
or double plate type (plat kopling tunggal atau ganda
Plat kopling tunggal
atau ganda digunakan pada sepeda motor yang poros engkol-nya (crankshaft)
sejajar dengan rangka (rumah transmisi/persnelling) dan kopling tersebut
dibautkan pada ujung rangka tersebut. Kopling mempunyai rumah tersendiri yang
berada diantara mesin dan transmisi. Diameter kopling dibuat besar agar
menghasilkan luas permuakaan gesek yang besar karena hanya terdiri dari satu
atau dua buah plat kopling.
b) Multi-plate
type (tipe plat kopling banyak)
Kopling plat banyak
adalah suatu kopling yang terdiri dari plat gesek (friction plate) dan plat
yang digerakkan (plain plate) lebih dari satu pasang. Biasanya plat gesek
berjumlah 7, 8 atau 9 buah. Sedangkan plain plate selalu kurang satu dari
jumlah plat gesek karena penempatan plain plate selalu diapit diantara plat
gesek.
Pada umumnya sepeda
motor yang mempunyai mesin dengan posisi poros engkol melintang menggunakan
kopling tipe plat banyak. Alasannya adalah kopling dapat dibuat dengan diameter
yang kecil. Kopling plat banyak juga sedikit lebih ringan dibanding kopling
plat tunggal, namun masih bisa memberikan kekuatan dan luas permukaan gesek
yang lebih besar. Kopling plat banyak yang digunakan pada sepeda motor modern
pada umumnya kopling plat banyak tipe basah (wet multi-plate type). Konstruksi
kopling plat banyak seperti terlihat pada gambar 7.2 dan gambar 7.11 pada
pembahasan sebelumnya.
4) Berdasarkan
posisi kopling
a) Hubungan
langsung
Maksud dari hubungan
langsung adalah pemasangan kopling langsung pada ujung poros engkol
(crankshaft) sehingga putaran kopling akan sama dengan putaran mesin. Sepeda
motor yang posisi kopling-nya menggunakan tipe hubungan langsung harus
dirancang sedemikian rupa agar daya tahan dan kerja kopling bisa tetap presisi
dan baik.
b) Tipe
reduksi
Maksud dari tipe
reduksi adalah pemasangan kopling berada pada ujung poros utama atau poros
masuk transmisi (input shaft). Jumlah gigi kopling yang dipasang pada ujung
poros utama transmisi lebih banyak dibanding jumlah gigi penggerak pada ujung
poros engkol. Dengan demikian putaran kopling akan lebih lambat dibanding
putaran mesin. Hal ini bisa membuat kopling lebih tahan lama. Konstruksi posisi
kopling tipe reduksi seperti terlihat pada gambar 7.1 pada pembahasan awal bab
ini.
- Transmisi (Gear box)
Prinsip dasar transmisi adalah bagaimana bisa digunakan
untuk merubah kecepatan putaran suatu poros menjadi kecepatan yang diinginkan
untuk tujuan tertentu. Gigi transmisi berfungsi untuk mengatur tingkat
kecepatan dan momen (tenaga putaran) mesin sesuai dengan kondisi yang dialami
sepeda motor. Transmisi pada sepeda motor terbagi menjadi;
a) Transmisi
manual, dan
b) Transmisi
otomatis.
Komponen utama dari gigi transmisi pada sepeda motor
terdiri dari susunan gigi-gigi yang berpasangan yang berbentuk dan menghasilkan
perbandingan gigi-gigi tersebut terpasang. Salah satu pasangan gigi tersebut
berada pada poros utama (main shaft/input shaft) dan pasangan gigi lainnya
berada pada poros luar (output shaft/ counter shaft). Jumlah gigi kecepatan
yang terpasang pada transmisi tergantung kepada model dan kegunaan sepeda motor
yang bersangkutan. Kalau kita memasukkan gigi atau mengunci gigi, kita harus
menginjak pedal pemindahnya. Tipe transmisi yang umum digunakan pada sepeda
motor adalah tipe constant mesh, yaitu untuk dapat bekerjanya transmisi harus
menghubungkan gigi-giginya yang berpasangan. Untuk menghubungkan gigi-gigi
tersebut digunakan garu pemilih gigi/garpu persnelling (gearchange lever).
- Transmisi Manual
Cara kerja transmisi manual
adalah sebagai berikut:
Pada saat pedal/tuas pemindah gigi ditekan (nomor 5
gambar 7.16), poros pemindah (21) gigi berputar. Bersamaan dengan itu lengan
pemutar shift drum (6) akan mengait dan mendorong shift drum (10) hingga dapat
berputar. Pada shift drum dipasang garpu pemilih gigi (11,12 dan 13) yang
diberi pin (pasak). Pasak ini akan mengunci garpu pemilih pada bagian ulir
cacing. Agar shift drum dapat berhenti berputar pada titik yang dikendaki, maka
pada bagian lainnya (dekat dengan pemutar shift drum), dipasang sebuah roda
yang dilengkapi dengan pegas (16) dan bintang penghenti putaran shift drum (6).
Penghentian putaran shift drum ini berbeda untuk setiap jenis sepeda motor,
tetapi prinsipnya sama.
Garpu pemilih gigi dihubungkan dengan gigi geser (sliding
gear).
Gigi geser ini akan bergerak ke kanan atau ke kiri
mengikuti gerak garpu pemilih gigi. Setiap pergerakannya berarti mengunci gigi
kecepatan yang dikehendaki dengan bagian poros tempat gigi itu berada.
Gigi geser, baik yang berada pada poros utama (main
shaft) maupun yang berada pada poros pembalik (counter shaft/output shaft), tidak
dapat berputar bebas pada porosnya (lihat no 4 dan 5gambar 7.16). Lain halnya
dengan gigi kecepatan (1, 2, 3, 4, dan seterusnya), gigi-gigi ini dapat bebas
berputar pada masingmasing porosnya. Jadi yang dimaksud gigi masuk adalah
mengunci gigi kecepatan dengan poros tempat gigi itu berada, dan sebagai alat
penguncinya adalah gigi geser.
- Transmisi Otomatis
Transmisi otomatis umumnya digunakan pada sepeda motor
jenis scooter (skuter). Transmisi yang digunakan yaitu transmisi otomatis
"V“ belt atau yang dikenal dengan CVT (Constantly Variable Transmission). CVT merupakan
transmisi otomatis yang menggunakan sabuk untuk memperoleh perbandingan gigi
yang bervariasi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar