Fungsi dan Komponen Transmisi Manual

Prinsip Kerja Transmisi

Transmisi manual dan komponen-komponennya yang akan kita pelajari dalam artikel kali ini adalah yang dipakai pada kendaraan bermotor. Transmisi manual dan komponen-komponennya yaitu merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan.

Istilah lainya yaitu sistem yang berfungsi sebagai pengatur tingkat kecepatan dalam proses pemindahan tenaga dari sumber tenaga (mesin) ke roda kendaraan (penggunaan/pemakai tenaga).

Sistem pemindah tenaga ini secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara posisi dari transmisi manual dan komponennya, berada pada ujung depan sesudah unit kopling dari sistem pemindah tenaga dalam kendaraan.

Fungsi transmisi yaitu untuk mengatur perbedaan putaran antara putaran mesin (yang melalui unit kopling) dengan putaran poros yang keluar dari transmisi. Pengaturan dalam putaran ini dimaksudkan agar pada kendaraan mampu bergerak sesuai dengan beban dan kecepatan kendaraan. Posisi dari transmisi manual pada kendaraan secara skema bisa dilihat pada gambar 1 dibawah ini.

Rangkaian untuk pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (mesin) menuju kesisitem pemindah tenaga. Yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) yang kemudian diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui defrensial (Final Drive). Konsep kerja dari transmisi manual bisa dilihat pada gambar 2 dan 3 berikut.

Berdasarkan gambar 2 diatas, bisa dilihat perbedaan antara keduanya. Pada gambar pertama seseorang mendorong mobil yang berada ditanjakan secara langsung. Sementara pada gambar kedua memakai tongkat pengungkit. Melihat dari kondisi tersebut, yang manakah diantara keduanya yang lebih ringan?.

Jawabnya: tentu dia yang memakai pengungkit, karena pada posisi pertama gaya dorong secara langsung, sementara posisi kedua memakai transfer momen melalui tongkat. Semakin panjang lengan, maka tenaga yang akan dikeluarkan untuk mendorong kendaraan akan semakin ringan.

Konsep dasar di atas lalu dipakai dalam membuat desain transmisi, yang mana lengan pada pengungkit tersebut diterapkan pada diameter roda gigi. Sehingga transmisi kendaraan biasanya juga disebut dengan gear box atau kotak roda gigi, karena pada komponen utama transmisi adalah roda gigi. Konsep pemindahan tenaga melalui roda gigi, seperti yang terlihat pada gambar 3 berikut ini.

Pada kondisi yang seimbang persamaannya yaitu M x l = m x 4l artinya massa m yang hanya ¼ M bisa mengangkat M. Hal ini yang menunjukan bahwa dengan gaya yang kecil bisa mengangkat massa yang beratnya 4 kali lipat, karena memakai sistem lengan pengungkit.

Gambar 3 (b) diatas, menunjukkan bagaimana dua piringan dipakai sebagai lengan pengungkit. Kemudian dalam contoh tersebut massa yang digantungkan pada poros C akan mengangkat beban yang ada pada poros D. Rangkaian ini mungkin bisa dipakai untuk memahami konsep kerja transmisi, mesin dihubungkan ke poros C, dan yang ke roda dihubungkan ke D.

Jika diameter piringan B dibuat tiga kali piringan A, maka momen yang dihasilkan akan menjadi tiga kali lipat. Tetapi jika perbandingan giginya (rasio gigi) 2:1, maka roda gigi A berputar dua kali, sedangkan roda gigi B berputar 1 kali. Dan momen yang terjadi pada roda gigi A ½ dari roda gigi B, atau gaya angkatnya akan setengah dari beban yang sedang diangkat.

Jenis-jenis Roda gigi

Roda gigi / Gear adalah roda yang terbuat dari besi yang memiliki gerigi pada permukaannya. Bentuk gigi dibuat dengan sedemikian rupa sampai bisa bekerja secara berpasangan dan setiap pasangan ada sebuah roda gigi yang akan menggerakkan (driving gear) dan sebuah roda gigi yang digerakkan (driven gear).

Suatu kelompok atau kumpulan roda gigi dengan komponen lain yang membentuk suatu sistem transmisi dalam suatu kendaraan. Mereka berada dalam suatu wadah yang disebut transmission case, atau kadang juga disebut dengan gear box.

Ada beberapa jenis desain roda gigi yang dipakai pada transmisi:

Roda gigi jenis Spur – yaitu bentuk pada giginya lurus sejajar dengan poros, dipakai untuk roda gigi geser atau yang dapat digeser (Sliding mesh).
Roda gigi jenis Heliks – yaitu bentuk pada giginya miring terhadap poros, dipakai untuk roda gigi tetap atau yang tidak dapat digeser (Constant mesh dan synchro-mesh).
Roda gigi jenis Double Heliks– yaitu bentuk pada giginya dobel miring terhadap poros, dipakai pada roda gigi tetap atau yang tidak dapat digeser (Constant mesh dan synchro-mesh).
Roda gigi jenis Epicyclic – yaitu bentuk pada giginya lurus atau miring terhadap poros, dipakai untuk roda gigi yang tidak tetap kedudukan titik porosnya atau (Constant mesh).

Konsep kerja transmisi

Seperti yang sudah dijelaskan di atas tadi, transmisi pada kendaraan terdiri dari berbagai macam jenis / bentuk roda gigi, ada yang sistem tetap dan ada yang digeser (sliding mesh). Berikut ini akan dijelaskan konsep kerja dari masing-masing transmisi.

Transmisi dengan roda gigi geser

Roda gigi yang ada pada poros input yaitu berasal dari kopling dan dipasang mati. Sedangkan roda gigi yang terpasang pada poros output dipasang geser/sliding. Roda gigi yang dipakai untuk model ini tentunya jenis spur.

Perhatikan pada gambar 5 berikut ini.

Pada posisi Netral, untuk setiap transmisi memiliki posisi ini dimana putaran poros input tidak dipindahkan keporos output. Posisi ini dipakai waktu berhenti atau yang lainnya dimana sedang tidak membutuhkan tenaga mesin. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka pada kedua roda gigi yang ada diporos output (C & D) digeser agar tidak berhubungan dengan roda gigi dari poros input (A & B).

Dalam posisi gigi 1, dipakai untuk menggerakan kendaraan pertama kali. Pada kondisi ini membutuhkan momen yang besar dalam gerakan pelan. Maka dari itu, pada roda gigi pemutar (Driver) harus yang lebih kecil (A) memutar roda gigi yang lebih besar (D). Sehingga roda gigi yang berada pada poros output dihubungkan dengan roda gigi yang berada disebelah kiri,

Sementara yang berada disebelah kanan tidak berhubungan. Seperti yang terlihat pada gambar 6 berikut ini.

Posisi gigi 2, pada posisi ini tentu saja kendaraan sudah bergerak sehingga momennya tidak begitu besar jika dibandingkan dengan waktu posisi gigi 1. Komposisi roda gigi dalam posisi gigi kedua ini, roda gigi D digeser hingga tidak berhubungan dengan roda gigi A, dan roda gigi C digeser kekiri agar bisa berhubungan dengan roda gigi B. Dengan begitu, putaran poros input akan dipindahkan melalui roda gigi B dan C ke poros output.

Transmisi dengan roda gigi tetap

Pada sistem pemindahan kecepatan, dalam sistem ini tidak memindah roda gigi, tetapi dengan menambah satu perlengkapan kopling geser. Hubungan roda gigi C dan D terhadap poros output bebas yang bukan sliding seperti pada model sebelumnya.

Sedangkan yang terhubung sliding dengan poros output yaitu kopling gesernya. Dan untuk ilustrasi model ini bisa dilihat pada gambar 7 berikut ini.

Pada model transmisi roda gigi tetap ini memungkinkan memakai bentuk roda gigi selain model spur. Sehingga memungkinkan pemakaian roda gigi yang lebih kuat. Kopling geser bisa digeser kekanan atau kekiri. Jika kopling ada ditengah maka artinya transmisi dalam posisi netral.

Kemudian pada posisi ini walaupun roda gigi C dan D terus berputar bersama roda gigi A dan B, tetapi tidak ada pemindahan putaran keporos output. Hal tersebut karena baik pada roda gigi C maupun pada roda gigi D terpasang bebas terhadap poros output.

Pada posisi gigi 1, kopling geser akan digeser kekiri sampai berhubungan dengan roda gigi D.
Sehingga putaran poros input kemudian disalurkan melalui roda gigi A yang memutar roda gigi D dan membawa kopling geser yang sudah terhubung. Dan akhirnya poros output akan terbawa putaran melalui kopling geser. Pada posisi gigi 2, kopling digeser kekanan sampai berhubungan dengan roda gigi C.

Sehingga putaran pada poros input ini disalurkan melalui roda gigi B memutar roda gigi C dan membawa kopling geser yang sudah terhubung. Dan akhirnya poros output kemudian terbawa putaran melalui kopling geser.

Transmisi Synchromesh

Terdapat kerugian yang harus diatasi pada pemakaian sistem roda gigi geser seperti yang sudah dijelaskan di atas, yaitu:

Suara transmisi kasar waktu memindah kecepatan.
Pemindahan gigi yang keras atau sangat sulit, apalagi pada kecepatan yang tinggi, sehingga pemindahan gigi harus dilakukkan pada kecepatan yang rendah.

Hal semacam ini juga dialami pada sistem pengembangan yang memakai sistem Constantmesh. Walaupun pada sistem roda gigi tetap atau constantmesh ini sudah tidak memakai penggeseran roda gigi, tetapi pada sistem penyambungannya bisa saja mengalami permasalahan.

Penyambungan yang dipakai pada sistem Constantmesh mirip pada sistem sliding gear waktu memasukan kecepatan tertinggi yaitu antara roda gigi C dengan roda gigi D. Dengan kata lain, pada kendaraan yang transmisinya memakai sistem sliding gear atau Constantmesh akan terhambat khususnya pada saat proses akselerasi kendaraan.

Karena untuk setiap pemindahan kecepatan harus menunggu putaran turun terlebih dahulu. Permasalahan yang terjadi dalam proses pemindahan gigi tersebut, karena adanya perbedaan putaran kedua gigi yang akan disambungkan.

Hal ini bisa dijelaskan sebagai berikut:
Misalkan: pada gambar 7 jumlah gigi dari roda gigi yaitu: A=20 ; B=30 ; C=20 ; dan D=30. Pada waktu kendaraan belum berjalan, berarti putaran poros output dan kopling geser n₂ = 0 rpm. Sementara jika putaran poros input adalah n₁ = 1000 rpm, maka pada putaran roda gigi D n₃ bisa dihitung sebagai berikut: n₃ = (A x n₁)/D = (20 x 1000)/30 = 666 rpm.

Dalam putaran yang demikian tinggi yaitu 666 rpm, dan sementara kopling geser tidak berputar tentu tidak bisa dihubungkan. Karena itu biasanya pengemudi, memutus hubungan poros input dan mesin dengan menginjak pedal kopling.

Walaupun begitu, untuk putaran sebesar 666 rpm, disamping sulit atau tidak dihubungkan, jika bisa dihubungkan pun akan terjadi sebuah kejutan yang luar biasa. Kejutan ini bisa saja menyebabkan kerusakan pada komponen transmisi. Oleh sebab itu kemudian ditemukan sistem synchromesh. Dan sistem ini secara sederhana bisa dilihat pada gambar 8.

Roda gigi transmisi pada kondisi tetap, untuk memindahkan posisi kecepatan memakai perlengkapan synchromesh. Yang mana dengan bentuk konisnya akan menyamakan putaran, baru selanjutnya gigi sleeve disambungkan. Kemampuan menyesuaikan pada putaran antara dua roda gigi yang akan disambungkan ini yang tidak dipunyai oleh kedua sistem sebelumnya.

Sistem synchromesh ini yang selanjutnya dipakai pada transmisi manual hingga sekarang ini. Cara kerjanya yaitu ketika handel transmisi pada posisi netral, maka synchromesh akan berada ditengah, dan tidak dipengaruhi atau berpengaruh oleh kedua roda gigi yang terdapat disampingnya.

Pada waktu synchromesh digerakan kekiri atau kearah roda gigi (1), maka synchro hub (4) akan terdorong kekiri dan semakin kuat. Kemudian akan mengerem putaran melalui bentuk konisnya sampai putaran antara roda gigi (1) dengan synchro hub (4) sama. Selanjutnya sleeve (3) akan bergeser kekiri lebih lanjut sampai tersambung dengan gigi kecil (dog teeth) (2).

Pada posisi ini artinya proses penyambungan sudah selesai. Dengan cara diatas proses penyambungan roda gigi transmisi tidak perlu lagi menunggu turunnya putaran mesin. Dan proses tersebut sama ketika akan menghubungkan dengan roda gigi yang sebelah kanan (8), synchromesh digerakan kekanan kearah roda gigi (8).

Maka synchro hub (4) akan terdorong kekanan dan semakin kuat, Kemudian akan mengerem putaran melalui bentuk konisnya sampai putaran antara roda gigi (8) dengan synchro hub (4) sama. Selanjutnya sleeve (3) akan bergeser kekanan lebih lanjut sampai tersambung dengan gigi kecil (dog teeth) roda gigi (8).

Tabel Komponen-komponen utama pada sistem transmisi dan fungsi-fungsinya

No.	Komponen	Fungsi
1	Transmission input saft (Poros input transmisi)	Sebuah poros dioperasikan dengan kopling yang memutar gigi di dalam gear box
2	Transmission Gear (Gigi transmisi)	Untuk mengubah output gaya torsi yang meninggalkan transmisi
3	Synchroniser (Gigi penyesuai)	Komponen yang memungkinkan pemindahan gigi pada saat mesin bekerja / hidup
4	Shift fork (Garpu pemindah)	Batang untuk memindah gigi atau synchroniser pada porosnya sehingga memungkinkan gigi untuk dipasang/dipindah
5	Shift lingkage (Tuas penghubung)	Batang/tuas yang menghubungkan tuas persneling dengan garpu pemindah.
6	Gear shift lever (Tuaspemindah presnelling)	Tuas yang memungkinkan sopir memindah gigi transmisi.
7	Transmission case (Bak transmisi)	Sebagai dudukan bearing transmisi dan poros-poros serta sebagai wadah oli/minyak transmisi
8	Output shaft (Poros output)	Poros yang mentransfer torsi dari transmisi ke gigi terakhir
9	Bearing (Bantalan/laker)	Mengurangi gesekan antara permukaan benda yang berputar di dalam sistem transmisi
10	Extension housing (Pemanjangan rumah)	Melingkupi poros output transmisi dan menahan seal oli belakang. Juga menyokong poros output.

Rangkuman

1. Transmisi manual dan komponen-komponennya yaitu merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan. Kemudian sistem yang berfungsi mengatur tingkat kecepatan pada proses pemindahan tenaga dari sumber tenaga (mesin) ke roda kendaraan (pemakai atau penggunaan tenaga).

2. Sistem pemindah tenaga secara garis besar yaitu terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara pada posisi unit transmisi berada selangkah di belakang unit kopling. Hal ini agar ketika pemindahan kecepatan, hubungan dengan mesin bisa diputuskan terlebih dahulu.

3. Konsep dasar cara kerja transmisi yaitu memakai konsep perbandingan momen, melalui sejumlah roda gigi. Dengan memakai konsep tersebut bisa disesuaikan antara tenaga output mesin dengan besarnya beban yang akan ditahan / dimuat. Ketika beban berat seperti kendaraan akan bergerak, tanjakan dan sebagainya, harus memakai tingkat kecepatan yang rendah yang mempunyai momen lebih besar.

4. Ada beberapa macam roda gigi yang dipakai pada transmisi yaitu :

Roda gigi jenis Spur – bentuk giginya yaitu lurus sejajar dengan poros, dipakai untuk roda gigi geser atau yang dapat digeser (Sliding mesh).
Roda gigi heliks– bentuk giginya yaitu miring terhadap poros, dan Roda gigi jenis Double Helical – bentuk giginya yaitu dobel miring terhadap poros, dipakai untuk roda gigi tetap atau yang tidak dapat digeser (Constant mesh dan synchromesh).
Roda gigi jenis Epicyclic – bentuk giginya yaitu lurus atau miring terhadap poros, dipakai untuk roda gigi yang tidak tetap pada kedudukan titik porosnya (Constant mesh).

5. Ada tiga macam sistem pemindahan kecepatan pada unit transmisi, yaitu pertama dengan sistem menggeser roda gigi atau slidingmesh, kemudian sistem roda gigi tetap yang memakai kopling geser, dan sistem roda gigi tetap yang memakai synchromesh.

6. Komponen utama dari tramisi manual yaitu sebagai berikut :

Transmisi poros input, yaitu sebuah komponen yang akan menerima moment output dari unit kopling.
Transmisi roda gigi, fungsinya yaitu untuk mengubah input mesin menjadi output gaya torsi yang kemudian akan meninggalkan transmisi sesuai dengan kebutuhan dari kendaraan.
Synchroniser/synchro-mesh atau Gigi penyesuai, yaitu perlengkapan yang akan memungkinkan pemindahan kecepatan pada kondisi putaran yang tinggi.
Gear shift lever atau Tuas pemindah presnelling dan Shift fork atau Garpu pemindah adalah komponen yang berfungsi untuk mengoperasikan transmisi oleh pengemudi.
Output shaft atau Poros output fungsinya yaitu untuk menyalurkan tenaga atau moment yang sudah diolah melalui proses reduksi ke komponen sistem pemindah tenaga selanjutnya.

Belajar Elektronika