Mechanical Engineering Library: MEKANISME KONTRUKSI CVT (CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION)

1.1. Continuously Variable Transmission

Continuously Variable Transmission (CVT) adalah sistem transmisi yang menggunakan dua buah pulley seperti pulley “V”, yaitu: pulley penggerak (driver pulley) dan pulley yang digerakkan (driven pulley). Pada kedua pulley terdapat satu sisi yang permanen atau tidak dapat bergerak, sedangkan untuk sisi yang lain dari pulley dapat bergerak secara aksial. Dengan bergeraknya pulley secara aksial akan diperoleh perubahan rasio yang tidak terputus atau secara kontinyu. Untuk memperoleh kecepatan rendah (low drive), didapatkan dengan memperkecil diameter pulley penggerak dan memperbesar diameter pulley yang digerakkan. Sedangkan untuk memperoleh kecepatan tinggi (over drive), diperoleh dengan memperbesar diameter pulley penggerak dan memperkecil diameter pulley yang digerakkan.

Gambar 1. Mekanisme kontruksi umum CVT

Dalam penggunaanya sistem CVT ini lebih unggul daripada Transmisi Manual karena tidak perlu untuk mengganti gigi dalam penggunaannya sehingga pada saat bergerak dan berhenti jauh lebih halus. Halus dalam pergerakkan karena pada sistem ini tidak terjadi kehilangan gaya saat pemindahan gigi, dan mempunyai akselerasi sangat cepat. Akan tetapi transmisi otomatis memiliki keterlambatan saat perpindahan kecepatan, walaupun tidak kehilangan gaya dorong bagi kendaraan.

1.1.1 Komponen-komponen CVT

Komponen CVT merupakan rangkaian system transmisi yang bekerja saling berkaitan, terdapat dua bagian utama komponen CVT, yaitu primary sheave dan secondary sheave.

1.1.1.1 Primary sheave

Disebut juga pulley primer, yaitu komponen CVT yang menyatu dengan crankshaft. Primary sheave bekerja akibat adanya putaran dari mesin melalui crankshaft. Ketika putaran mesin meningkat, weight (pemberat) akan tertekan keatas oleh silinder yang terletak pada pada cam. Akibatnya gaya sentrifugal, pemberat akan menekan sliding sheave, sehinggacelah kedua pulley menyempit. Hal ini mengakibatkan perubahan diameter timing belt. Primary sheave tersusun dari beberapa komponen berikut:

1. Fixed Sheave

Fixed sheave adalah bagian dari primary sheave yang tidak bergerak, berfungsi sebagai penahan timing belt.Fixed sheave terbentuk piringan yang bentuk sisinya menyerupai kipas tujuannya adalah untuk membantu proses pendinginan pada ruangan CVT.

Gambar 2. Fixed Sheave

2. Sliding Sheave

Sliding sheave adalah bagian yang bergerak kekiri dan kekanan yang berfungsi mendorong timing belt. Sliding sheave bekerja dengan menyesuaikan kecepatan mesin. Semakin tinggi putaran mesin, sliding sheave akan menekan timing belt kea rah diameter pulley yang lebih besar.

Gambar 3. Sliding Sheave

3. Slider

Slider adalah komponen yang menggerakkan weight (pemberat) untuk mendorong sliding sheave. Pada putaran yang tinggi, slider akan mendorong weight kebagian atas sliding sheave, sehingga sliding sheave bergerak menekan timing belt.

Gambar 4. Slider

4. Cam

Cam adalah piringan tempat dudukan slider, seperti halnya fixed sheave. Cam juga terletak pada coolar yang terkopel dengan poros engkol.

Gambar 5. Cam

5. Coolar

Coolar adalh poros yang menghubungkan crankshaft dengan fixedsheave dan cam.

Gambar 6. Coolar

6. Weight

Disebut juda drum (pemberat) atau roller yang berfungsi sebagai pendorong sliding sheave. Weight bekerja akibat adanya putaran yang tinggi dan adanya gaya sentrifugal , sehingga slider mendorong weight dan menekan sliding sheave. Roller adalah bagian paling umum dalam tuning skuter matic. Secara umum roller berpengaruh terhadap akselerasi.Roller pada skuter matic berjumlah 6 buah dan terletak didalam pulley atau sering disebut rumah roller.

Gambar 7. Roller

2.1.1.2 Secondary Sheave

Disebut juga pulley sekunder, bekerja dengan meneruskan putaran mesin dari primary sheave yang dihubungkan oleh timing belt ke bagian gigi reduksi (roda belakang). Pada situasi normal, pegas yang melekat pada porosakan meneekan sliding sheave, sehingga diameter belt membesar. Namun, pada saat putaran tinggi, timing belt menekan sliding sheaveyang ditahan oleh pegas, sehingga diameter belt mengecil. Berikut ini komponen yang menyusun secondary sheave, yaitu sebagai berikut:

1. Clutch Housing

Clutch Housing disebut juga rumah kopling, berfungsi meneruskan putaran ke primary drive gear shaft (poros roda belakang)

Gambar 8. Clutch Housing

2. Clutch Carrier

Clutch carrier disebut juga sepatu kopling yang berfungsi meneruskan dan memutuskan putaran ke primary drive gear shaft (poros roda belakang), sesuai dengan tinggi rendahnya putaran. Putaran yang tinggi akan menyebabkan sepatu kopling terlempar dan menempel pada rumah kopling (gaya sentrifugal).

Gambar 9. Clutch Carrier

3. Sliding Sheave

Sama seperti primary sheave, sliding sheave pada secondary sheave berbentuk piringan, yang bergerak atau bergeser menekan timing belt.

Gambar 10. Sliding sheave

4. Fixed Sheave

Fixed sheave adalah piringan yang berfungsi menahan belt.

Gambar 11. Fixed Sheave

5. Spring

Merupakan pegas yang berfungsi mendorong sliding sheave.

Gambar 12. Spring

6. Torque Cam

Torque cam adalah sejenis pasak yang berfungsi menambah torsi (gaya putar). Torque cam bekerja secara otomatis dengan menekan sliding sheave saat gaya putar diperlukan, misalnya saat kondisi jalan mendaki/beban berat atau penambahan percepatan/akselerasi.

Gambar 13. Torque Cam

1.2. Roda Gigi

Roda Gigi atau sering disebut gear merupakan elemen mesin yang dapat mentransmisikan daya yang lebih besar, putaran yang lebih tinggi dan tepat bila dibandingkan dengan Belt atau Rantai. Dalam proses pembuatannya, pemasangannya dan perawatannya memelukan ketelitian yang lebih tinggi. Sebagai contoh sistem transmisi Roda Gigi dalam engine di bawah ini.

Gambar 14. Sistem transmisi Roda Gigi dalam engine

Roda Gigi dapat diklasifikasikan menurut : letak poros, arah putaran dan bentuk jalur gigi. Berdasarkan letak porosnya, Roda Gigi mempunyai poros sejajar, poros berpotongan dan poros bersilangan. Berdasarkan bentuk alur giginya, Roda Gigi dikelompokan menjadi : Roda Gigi lurus, Roda Gigi miring, Roda Gigi kerucut, Roda Gigi cacing, dan sebagainya. Secara lengkap dapat terlihat pada Tabel 2.1 Klasisikasi Roda Gigi ( lampiran 1 ).

Roda Gigi dengan poros sejajar adalah Roda Gigi yang giginya berjajar pada dua bidang silinder. Kedua bidang tersebut bersinggungan, keduanya menggelinding dengan sumbu tetap sejajar. Roga gigi lurus (a) merupakan Roda Gigi yang paling sederhana dengan jalur gigi yang sejajar poros.

Roda Gigi miring (b) mempunyai jalur gigi yang berbentuk ulir pada silinder jarak bagi. Pada Roda Gigi miring ini jumlah pasangan gigi yang saling kontak serentak lebih besar bila dibandingkan dengan Roda Gigi lurus, sehingga pemindahan daya dan putaran dapat berlangsung lebih halus. Sifat ini sangat baik untuk mentransmisikan daya besar dengan kecepatan tinggi. Namun Roda Gigi miring memerlukan bantalan aksial karena jalur gigi yang berbentuk miring tersebut menimbulkan gaya yang sejajar poros.

Roda Gigi miring ganda (c) mempunyai alur berbentuk V, menghasilkan gaya aksial yang saling meniadakan. Roda Gigi ini mempunyai : perbandingan reduksi, kecepatan keliling dan daya yang lebih besar.

Roda Gigi-dalam (internal gear) (d) dipakai jika diperlukan alat trasmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar. Batang gigi (e) dipeRoda Gigiunakan untuk merubah putar menjadi lurus atau sebaliknya.

Gambar 15. Macam-macam Roda Gigi

Roda Gigi kerucut lurus (f) mempunyai bentuk alur gigi yang lurus, sering dipergunakan dan cukup mudah pembuatannya. Roda Gigi ini cukup berisik karena mempunyai bidang kontak yang kecil. Konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung porosnya. Roda Gigi kerucut spiral (g) mempunyai bidang kontak yang lebih besar, dapat meneruskan putaran dan beban yang lebih besar. Sudut poros kedua Roda Gigi ini biasanya 90^o. Poros yang bersilangan dapat menggunakan Roda Gigi miring silang (i), Roda Gigi cacing ( j dan k), Roda Gigi hipoid (i), dan lain-lain. Roda Gigi cacing meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang besar. Roda Gigi cacing yang umum dipakai adalah Roda Gigi cacing silindris (j) mempunyai cacing berbentuk silinder. Tetapi untuk beban yang besar sebaiknya memakai cacing globoid atau cacing selubung ganda (k). Roda Gigi hipoid mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, pemindahan daya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding, Roda Gigi ini dipakai pada Roda Gigi deferensial otomotif.

1.2.1. Roda Gigi Lurus (Straight Spur Gear )

Roda Gigi lurus dipakai untuk mentransmisikan daya dan putaran pada dua poros yang paralel. Ukuran yang kecil disebut pinion sedang ukuran yang besar disebut gear. Dalam banyak pemakaian pinion merupakan penggerak, sedangkan gear merupakan Roda Gigi yang digerakkan. Pasangan Roda Gigi yang giginya terletak dibagian luar roda (rim) disebut External Gear, sedangkan pasangan Roda Gigi yang salah satunya mempunyai gigi yang berada di dalam roda disebut Internal Gear.