Subyek:
- Informasi Umum
- Reduksi tunggal dan ganda
- Gearbox dalam arah memanjang atau melintang
- Roda gigi dan roda gigi
- Mengoperasikan gearbox
- Menyinkronkan perangkat
- Bongkar gearbox
- Jaring Konstan
- Jaring Geser
- Rasio roda gigi
Informasi Umum:
Tujuan dari gearbox adalah untuk menyesuaikan kecepatan mesin dan torsi serta tenaga mesin yang tersedia untuk kondisi berkendara yang berbeda. Hal ini mungkin terjadi saat melakukan akselerasi atau perlambatan, mengangkut beban berat, berkendara naik turun lereng, serta perubahan udara dan hambatan gelinding yang mungkin terjadi saat berkendara. Perpindahan ke gigi yang lebih baik dalam kondisi yang berbeda ini dalam banyak kasus akan menghasilkan konsumsi bahan bakar yang lebih baik serta torsi dan tenaga yang lebih besar.
Pada gigi rendah (misalnya kedua) torsi mesin tersedia lebih besar dibandingkan pada gigi lebih tinggi (misalnya keempat). Hal ini karena poros engkol mesin menghasilkan lebih banyak putaran pada gigi kedua dan putaran lebih cepat saat berakselerasi dibandingkan dengan gigi lebih tinggi. Oleh karena itu, sebaiknya jangan mengemudi dengan gigi terlalu tinggi saat berkendara dengan beban berat, seperti karavan. Tentu saja tidak di pegunungan.
Letaknya di antara mesin dan gearbox tautan yang dilengkapi dengan cakram kopling, kelompok tekanan dan bantalan pelepas. Dengan menekan pedal kopling, pelat penekan dioperasikan melalui kabel. Dengan kopling hidrolik, fluida dipindahkan dari satu silinder ke silinder lainnya melalui dua silinder kopling.
Di bawah ini adalah diagram blok bagaimana penggerak dari mesin ke roda dicapai dengan penggerak roda depan, roda belakang, dan empat roda. Untuk informasi lebih lanjut tentang ini, lihat halaman bentuk penggerak.
Reduksi tunggal dan ganda:
Gearbox manual dibagi menjadi dua kelompok, yaitu reduksi tunggal dan ganda. Reduksi adalah kata lain dari transmisi. Jadi sebenarnya artinya transmisi “tunggal dan ganda”. Apa yang dimaksud dengan itu ditunjukkan di bawah ini.
Pengurangan Tunggal
Roda gigi poros masukan dan keluaran terhubung langsung satu sama lain.
A: Poros masukan (poros penggerak, dari mesin)
B: Poros keluaran (poros utama)
Pengurangan Ganda
Gigi pertama diaktifkan; tenaga penggerak pada gigi satu bergerak dari A ke B dan dari C ke D.
Sebuah gaya ditempatkan pada gigi A melalui poros input. Roda gigi ini berhubungan langsung dengan roda gigi B, D, dan E. Karena roda gigi pertama diaktifkan, sinkronisasi telah memasangkan poros keluaran ke roda gigi D (lihat panah biru). Dari gigi B, tenaga penggerak meninggalkan gearbox melalui poros keluaran. Poros keluaran menggerakkan diferensial, yang dapat ditempatkan di gearbox (pada mobil berpenggerak roda depan) atau diferensial dapat dipasang di tempat lain, misalnya pada mobil berpenggerak roda belakang. Lebih lanjut mengenai hal ini dijelaskan nanti di halaman ini.
A: Roda gigi poros masukan (poros penggerak, dari mesin)
B, C & E: Roda gigi poros sekunder
D & F: Roda gigi poros keluaran (poros utama)
Gigi kedua aktif. Perangkat sinkronisasi diputuskan dari gigi D dan digabungkan ke gigi F (lihat panah biru). Pada saat itu, gigi D berputar, namun tidak dikopel dengan poros keluaran. Gearnya F, jadi tenaga penggeraknya sekarang berpindah dari A ke B dan dari E ke F.
Karena roda gigi C dan E mempunyai dimensi yang berbeda, maka rasio roda gigi pun berubah. Artinya putaran mesin mengalami penurunan setelah dilakukan kopling pada kecepatan kendaraan yang sama.
Gearbox dalam arah memanjang atau melintang:
Gambar tersebut menunjukkan diagram mobil penggerak roda belakang. Blok mesin ditempatkan secara longitudinal (memanjang) dan gearbox dilengkapi dengan reduksi ganda. Gigi terakhir (diferensial) terletak di poros belakang dan menggerakkan roda belakang. Ini adalah jenis penggerak yang banyak digunakan oleh BMW.
Gambar ini menunjukkan diagram mobil berpenggerak roda depan. Blok mesin ditempatkan secara melintang (melebar) dan gearbox dilengkapi dengan reduksi tunggal.
Gaya penggerak masuk ke poros masukan (poros penggerak) dan disalurkan ke poros keluaran melalui roda gigi yang diaktifkan. Diferensial terintegrasi ke dalam rumah gearbox. Jenis penggerak ini digunakan antara lain pada Volkswagen Golf dan Ford Focus (dan tentu saja banyak merek lainnya!)
Gambar tersebut menunjukkan diagram mobil berpenggerak roda depan. Baik blok mesin maupun girboks ditempatkan memanjang. Blok mesin terletak di depan as roda depan dan girboks di belakang as roda belakang. Diferensial dipasang pada poros penggerak. Sistem ini antara lain digunakan pada VW Passat lama, Skoda Superb, dan Audi A4. Model-model baru sekarang memiliki blok mesin melintang (yaitu situasi di bawah).
Roda gigi dan roda gigi:
Rasio roda gigi yang berbeda dapat dicapai dengan ukuran roda gigi yang berbeda. Kami menyebut rasio transmisi ini sebagai roda gigi. Misal, jika sebuah roda gigi besar digerakkan oleh roda gigi kecil, maka roda gigi kecil tersebut dapat berputar sebanyak 3 kali, sedangkan roda gigi besar hanya berputar satu kali saja. Rasio transmisinya adalah 1:1. Penundaan dan peningkatan daya menjadi 3x lebih besar. Jika roda gigi kecil mempunyai 3 gigi, maka roda gigi besar mempunyai 20 gigi.
Di bawah ini Anda dapat melihat berbagai gigi yang dapat digeser. Anda dapat melihat bahwa dengan setiap gigi, gigi kanan pada poros atas (poros primer) menjadi semakin kecil pada gigi 2 dan 3. Roda gigi di sisi kanan poros sekunder semakin besar. Hal ini terus meningkatkan rasio gigi, yang merupakan tujuan akhir untuk berpindah ke gigi lain.
Gigi pertama:
Tenaga penggerak memasuki poros penggerak di sebelah kiri pada tanda panah. Tenaga penggerak disalurkan langsung ke roda gigi poros sekunder. Sumbu sekunder adalah sumbu bawah. Roda gigi terkecil pada poros sekunder digabungkan dengan roda gigi kedua dari belakang pada poros keluaran. Poros keluaran berputar jauh lebih lambat dibandingkan poros masukan karena dimensi roda gigi. Hal ini menyebabkan penundaan terbesar. Gigi pertama memiliki perlambatan paling besar, sehingga Anda bisa berakselerasi dari posisi diam dengan peningkatan torsi yang besar.
Gigi kedua:
Roda gigi di sebelah kiri tetap aktif. Tenaga penggerak mengalir melalui gigi ketiga pada poros sekunder ke gigi ketiga pada poros keluaran. Poros keluaran masih berputar lebih lambat dibandingkan poros masukan. Jadi masih ada penundaan. Perlambatan kini lebih kecil dibandingkan dengan gigi satu, sehingga pada putaran mesin yang sama kecepatan kendaraan dapat dicapai lebih tinggi dibandingkan dengan gigi satu.
Gigi ketiga:
Tenaga penggerak melewati gigi kedua poros sekunder dan gigi kedua poros keluaran. Poros keluaran masih berputar lebih lambat dibandingkan poros masukan. Perlambatan kini lebih kecil lagi dibandingkan dengan gigi kedua, sehingga kini kecepatan kendaraan lebih tinggi dapat dicapai pada putaran mesin yang sama dibandingkan dengan gigi kedua.
Gigi keempat:
Ini disebut harga langsung. Tenaga penggerak berpindah dari poros masukan langsung ke poros keluaran. Oleh karena itu, torsi mesin disalurkan 1 banding 1 ke roda. Faktanya, gearbox tidak berfungsi saat ini.
Dengan girboks lima percepatan, gigi keempat selalu berpenggerak langsung. Namun, dengan girboks 6 percepatan, gigi kelima berpenggerak langsung.
Gigi kelima:
Pada gigi kelima, kedua sproket belakang dihubungkan menjadi satu. Roda gigi terbesar pada poros sekunder digandengkan ke roda gigi terkecil pada poros keluaran. Ini disebut 'overdrive'. Poros keluaran kini berputar lebih cepat dibandingkan poros masukan.
Gigi 1, 2 dan 3 adalah perlambatan; poros masukan berputar lebih cepat dari poros keluaran. Pada gigi keempat, poros masukan berputar secepat poros keluaran (prise-direct). Oleh karena itu, gigi ke 5 ini merupakan percepatan yang sebenarnya, karena pada gigi ini poros keluaran merupakan satu-satunya roda gigi yang berputar lebih cepat dibandingkan dengan poros masukan. Saat berkendara di jalan raya, putaran mesin akan berkurang. Saat Anda perlu berakselerasi, sering kali Anda harus beralih kembali ke gigi yang lebih rendah.
Pencapaian:
Saat memilih mundur, roda gigi tambahan ditempatkan di antara roda gigi poros sekunder dan poros keluaran. Biasanya, bila gigi bawah berputar berlawanan arah jarum jam, gigi atas yang dipasang berlawanan dengan itu akan berputar searah jarum jam. Jika Anda menempatkan gigi lain di sebelah gigi belok kanan, gigi tersebut akan berputar lagi berlawanan arah jarum jam. Hal ini sebenarnya juga dilakukan di gearbox. Poros masukan hanya bergerak dengan cara normal, dan roda gigi tambahan akan menyebabkan poros keluaran berputar ke arah yang berlawanan.
Kesimpulan:
Telah dijelaskan di atas bahwa dengan memasangkan roda gigi dengan ukuran berbeda, rasio transmisi (yaitu akselerasi) yang berbeda akan tercipta dan cara kerja drivetrain. Di bawah ini adalah penjelasan cara kerja mengaktifkan dan melepas roda gigi saat tuas dioperasikan.
Pengoperasian kotak roda gigi:
Saat tuas persneling dipindahkan di bagian dalam, kabel atau batang (tergantung jenis girboks/mekanisme) yang menuju ke girboks ikut digerakkan.
Pada gambar di bawah terlihat batang balladeura dapat bergerak maju mundur. Ruang ini ditandai dengan warna merah jambu. Poros balladeur mengontrol garpu perpindahan gigi. Garpu pemindah menekan cincin sinkronisasi ke sproket dengan bantuan cincin pemindah. Saat berpindah ke gigi berikutnya, poros balladeur bergerak mundur, menempatkan garpu pemindah pada posisi netral. Dengan mengganti gigi, garpu pemindah gigi yang sama digerakkan ke arah yang berlawanan oleh poros balladeur untuk menghubungkan gigi lainnya (misalnya dari gigi ketiga ke gigi keempat) atau poros balladeur yang berbeda digunakan untuk menggerakkan garpu pemindah lainnya.
Ada beberapa poros balladeur di gearbox. Setiap poros balladeur dapat mengaktifkan atau melepaskan dua roda gigi. Pengoperasian berbagai poros balladeur dilakukan dengan menggerakkan tuas persneling ke kiri dan ke kanan. Gambar di bawah menunjukkan pola roda gigi H.
Saat pengemudi ingin memasukkan gigi satu, ia akan memindahkan tuas persneling terlebih dahulu dari tengah (N untuk 'netral') ke kiri. Poros pemindah akan menghubungkan gigi poros balladeur pada gigi pertama dan kedua.
Dengan menggerakkan tuas ke atas (ke gigi satu), poros balladeur digerakkan ke belakang (ke kanan atas pada gambar). Garpu pemindah menghubungkan sproket gigi pertama ke poros.
Untuk berpindah ke gigi dua, tuas harus diturunkan (ke netral). Garpu pemindah memutus hubungan antara poros dan roda gigi. Dengan menggerakkan tuas lebih jauh ke bawah, garpu pemindah yang sama akan menghubungkan gigi lainnya ke poros; gigi kedua sekarang aktif. Oleh karena itu, poros balladeura ini menggeser garpu perpindahan antara gigi satu dan dua.
Untuk berpindah ke gigi ketiga, sproket gigi kedua harus dilepas terlebih dahulu dari porosnya. Untuk melakukan ini, tuas harus digerakkan kembali ke atas terlebih dahulu (ke posisi netral). Tuas kemudian harus dipindahkan ke tengah pola H. Dengan menggerakkan tuas dari kiri ke tengah, poros balladeura gigi ketiga dan keempat diaktifkan. Mendorong tuas ke depan dan ke belakang akan menyebabkan garpu pemindah gigi ketiga dan keempat digerakkan maju atau mundur untuk mengaktifkan gigi tersebut.
Saat berpindah ke gigi lima, tuas didorong sepenuhnya ke kanan. Poros balladeura gigi kelima dan mundur terhubung. Untuk memilih gigi kelima, poros balladeur didorong ke depan agar garpu pemindah dapat menghubungkan sproket ke poros.
Gambar menunjukkan mekanisme peralihan. Mekanisme yang dioperasikan dengan kabel ini digunakan pada mobil dengan blok mesin melintang. Karena tuas 1 dan 2 digerakkan oleh gerakan mendorong atau menarik kabel, maka garpu pemindah digerakkan melalui apa yang disebut menara pemindah.
Perangkat sinkronisasi:
Jika tidak ada perangkat sinkronisasi yang digunakan, roda gigi tidak akan menyatu atau berderit karena perbedaan kecepatan. Cincin synchromesh digunakan untuk memastikan kopling roda gigi mulus. Cincin sinkronisasi memastikan kecepatan poros dan roda gigi sama saat dihidupkan. Semua gigi (1 hingga 5 atau 6) disinkronkan, seringkali kecuali gigi mundur. Anda juga akan memperhatikan hal ini karena gigi terkadang berderit saat Anda menggunakan gigi mundur. Terkadang gigi mundur disinkronkan.
Roda gigi yang tidak bergerak berputar bebas mengelilingi poros keluaran. Oleh karena itu, mengaktifkan roda gigi berarti memasangkan roda gigi yang berputar bebas ke poros keluaran. Ketika sebuah roda gigi diaktifkan, kecepatan poros keluaran harus sesuai dengan kecepatan roda gigi yang akan diaktifkan. Cincin synchromesh dihubungkan ke poros keluaran melalui alur pasak dan oleh karena itu berputar pada kecepatan yang sama dengan poros keluaran ini. Roda gigi yang perlu digerakkan mempunyai kecepatan yang berbeda dengan poros keluaran, oleh karena itu kecepatannya juga berbeda dengan synchromesh. Karena garpu pemindah gigi bergerak, maka diperlukan synchromesh dan bagian kerucut dari cincin synchromesh akan ditekan pada permukaan kerucut bagian dalam roda gigi. Bagian kerucut dari kedua bagian ditekan satu sama lain, menyamakan gesekan antara permukaan kerucut. Bila tidak ada lagi perbedaan kecepatan antara kedua gigi, selongsong pemindah dapat didorong masuk sehingga gigi saling bergesekan dan gigi dapat diaktifkan tanpa berderit. Perangkat sinkronisasi berfungsi tidak hanya saat mengaktifkan persneling, tetapi juga saat mengganti persneling dan menurunkan gigi.
Sangat buruk jika cincin synchromesh berpindah dengan sangat cepat, sehingga menekan tuas dengan sangat keras hingga berpindah gigi. Synchromesh kemudian tidak akan punya waktu untuk melakukan sinkronisasi. Oleh karena itu, yang terbaik adalah menekan tuas secara perlahan melawan hambatan saat memindahkan gigi dan hanya menekan hingga tuas hampir otomatis berpindah ke gigi.
Cincin synchromesh adalah bagian aus. Gesekan terjadi selama perpindahan, sehingga bagian tersebut akan aus seiring waktu. Dengan penggunaan normal, cincin synchromesh dapat bertahan seumur hidup mobil, tetapi jika penggunaan yang tidak tepat atau perpindahan gigi yang sporty, cincin synchromesh akan aus sebelum waktunya. Jarak (3) antara ring synchromesh dan roda gigi pada gambar di bawah akan menjadi lebih kecil. Hal ini karena cincin synchromesh aus pada antarmuka saat menyentuh sproket. Bagian ini ditandai dengan jarak 1.
Ketika gearbox telah dibongkar, cincin synchromesh dapat diperiksa apakah ada keausan. Jarak antara cincin synchromesh dan sproket dapat diukur dengan alat pengukur antena. Roda gigi tidak boleh diaktifkan. Ketika cincin synchromesh habis, jarak antara cincin synchromesh dan roda gigi menjadi lebih kecil.
Pabrikan mobil atau girboks menjelaskan dalam dokumentasi bengkel berapa batas keausan cincin synchromesh. Jika nilai terukur kurang dari nilai keausan maksimum dalam dokumentasi bengkel, maka harus diganti.
Membongkar gearbox:
Bagian ini menjelaskan bagaimana gearbox dapat dibongkar. Hal ini dapat memberikan gambaran yang bagus tentang seperti apa sebenarnya bagian dalam girboks dan bagaimana bagian-bagian di dalam girboks dapat diganti. Ini berlaku untuk girboks mobil berpenggerak roda belakang yang mesinnya ditempatkan secara membujur.
Sejumlah baut dapat dilepas di bagian belakang girboks yang ditunjukkan. Bagian belakangnya kemudian bisa digeser. Tentu saja, oli girboks harus dikuras terlebih dahulu sebelum ada bagian yang dibongkar.
Interior dengan as dan roda gigi menempel di bagian belakang. Interior lengkap keluar dari rumah girboks saat dibongkar.
Bantalan poros sekunder dapat dilihat di bagian dalam (di sisi kanan lubang yang dilalui poros primer saat dipasang).
Lima lubang terlihat di sisi kiri lubang poros penggerak. Kelima lubang ini berisi keempat ujung poros balladeur.
Gambar menunjukkan poros penggerak, roda gigi dan poros balladeur dengan garpu pemindah. Saat perpindahan gigi, poros balladeur yang bersangkutan berputar dan bergerak, sehingga garpu pemindah gigi mengoperasikan cincin sinkronisasi roda gigi untuk mengaktifkan roda gigi.
Setelah pin atau sekrup yang menghubungkan garpu pemindah ke poros balladeur dilepas, poros balladeur dapat digeser keluar. Hal ini menyebabkan garpu persneling menjadi kendor. Garpu pemindah gigi dapat dilepas dari asnya.
Gambar di bawah menunjukkan seperti apa bentuk roda gigi. Jika roda gigi atau cincin synchromesh perlu diganti, poros harus dilepas dari sisi lain rumah kotak roda gigi. Roda gigi dan sinkronisasi harus ditekan dari porosnya. Bagian-bagian baru kemudian harus ditekan kembali ke poros.
Untuk memeriksa apakah cincin synchromesh masih dalam keadaan baik, jarak antara sproket dan cincin synchromesh harus diukur. Jika jaraknya lebih besar dari nilai maksimum yang ditentukan oleh pabrikan, cincin synchromesh akan aus. Cincin synchromesh perlu diganti. Cara pengukuran harus dilakukan dijelaskan di bagian “perangkat sinkronisasi” di halaman ini.
Jaring Konstan:
Dengan gearbox Constant Mesh, roda gigi 'terus-menerus' disatukan. Roda gigi dipasang pada poros keluaran dan dihubungkan satu sama lain menggunakan selongsong pemindah dan kopling anjing. Penjelasan diatas selalu membahas mengenai gearbox Constant Mesh.
Pada gambar di bawah, shift sleeve kanan bergeser ke kanan untuk mengaktifkan gigi satu dan ke kiri untuk mengaktifkan gigi kedua.
Jaring Geser:
Ini adalah kata bahasa Inggris untuk 'sliding' dan 'interlocking'. Dengan transmisi jenis ini, perpindahan gigi dilakukan untuk memilih gigi tertentu. Ini masih digunakan sampai sekarang pada gigi mundur, tetapi tidak pernah lagi digunakan pada gearbox modern, jadi kita tidak akan membahasnya terlalu jauh. Giginya lurus dengan ujung miring. Dengan girboks jenis ini Anda akan selalu mendengar bunyi berderit saat perpindahan gigi karena tentunya tidak sinkron.
Rasio Roda Gigi:
Rasio roda gigi di gearbox harus dihitung dan dibangun secara akurat. Gambar di bawah menunjukkan kecepatan kendaraan pada sumbu X dan gaya pada roda pada sumbu Y. Terlihat gigi 1 mempunyai tenaga yang besar pada roda, namun berhenti pada kecepatan kendaraan rendah. Setiap gigi setelah itu memiliki tenaga yang lebih kecil pada roda dan rentang kecepatan yang lebih tinggi.
Klik di sini untuk membuka halaman Rasio Roda Gigi, dimana semua rasio transmisi dihitung melalui deret geometri dan deret geometri terkoreksi (deret Jante) dengan faktor K.
Kecepatan maksimum kendaraan kemudian juga dapat dihitung untuk setiap transmisi.
