TEKNOLOGI CHASISKOPLING

Disusun Oleh:

Ahmad Choirul Huda (105524045)

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2012

KOPLING

A. FUNGSI DAN PERANAN KOPLING

Kopling berfungsi untuk menghubungkan dan melepaskan tenaga dari

mesin ke transmisi melalui kerja pedal selama perkaitan roda gigi. Putaran

mesin tidak dapat langsung dipindahkan ke roda-roda penggerak (drive wheel)

karena akan mengakibatkan kejutan pada kendaraan, dengan demikian gerak

awal kendaraan akan terasa kasar akibatnya dapat merusak unit-unit pemindah

tenaga lainnya. Oleh karena hal tersebut, diperlukan suatu proses yang halus

tanpa adanya kejutan yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara

dan penumpang. Disinilah kopling menjadi bagian yang penting, kopling

memindahkan tenaga secara perlahan dari mesin ke roda-roda penggerak

(drive wheel) sehingga gerak mula kendaraan dapat berlangsung dengan

lembut dan perpindahan roda-roda gigi transmisi dapat lembut sesuai dengan

kondisi jalannya kendaraan.

Kopling ditempatkan di antara mesin dan transmisi. Seperti telihat

pada gambar di bawah:

B. PERSYARATAN KOPLING

Kopling haruslah memiliki persyaratan khusus agar kerjanya dapat sesuai

dengan keinginan pengguna kendaraan, persyaratan kopling diantaranya

adalah:

1. Harus menghubungkan dan memutus putaran dari mesin ke transmisi

secara lembut.

2. Pada saat memutus dan menghubungkan putaran dan daya mesin dengan

trasmisi harus dapat memindahkan tenaga tanpa terjadi slip.

3. Harus dapat menghubungkan dan membebaskan putaran dan daya dari

mesin ke transmisi dengan sempurna dan cepat.

4. Mudah dipasang, mudah di perbaiki, mudah dibongkar

5. Dapat menerima gaya goncangan dan getaran

6. Tetap fit di shaft tanpa merusak shaft

7. Bisa menahan suhu lingkungan atau gesekan kopling(tahan terhadap panas

dan gesekan)

C. BAGIAN UTAMA KOPLING

1. Pelat kopling (clutch disc)

Fungsi dari pelat kopling (clutch disc) adalah meneruskan tenaga mesin

dari roda penerus (flywheel) ke plat tekan (pressure plate) dan selanjutnya

ke input shaft transmisi dengan lembut tanpa terjadi selip.

Pelat kopling (clutch disc) diperlukan untuk dapat memindahkan tenaga

dengan lembut tanpa terjadi slip. Pelat kopling dipasang pada alur-alur

input shaft dan terletak di antara roda penerus dan pelat penekan, pada

kedua permukaan pelatnya dipasang kanvas (facing) dengan cara di keling.

Pelat kopling dibuat sedemikian rupa agar pada saat tenaga harus

dibebaskan, kopling dapat bekerja dengan sempurna dan cepat. Pelat

kopling terdisi atas tiga bagian yaitu:

a) Kanvas (Facing )

Facing dipasangkan pada cushion plate dengan cara dikeling

sedangkan cushion plate tersebut bersatu dengan disc plate dengna

cara dikeling juga, sehingga putaran facing akan diteruskan ke cushion

plate lalu ke disc plate dan selanjutnya ke input shaft transmisi melalui

clutch hub.

b) Cushion plate

Cushion plate dirancang dengan bentuk bergelombang, tujuannya agar

pada saat pelat penekan menyentuh pelat kopling, penekannan dapat

dilakukan secara perlahan

c) Torsion Rubber

Torsion Rubber merupakan bagian yang berfungsi untuk meredam

getaran pada plat kopling, dilihat dari bahannya, torsion rubber terdiri

dari dua jenis, yaitu berupa pegas koil dan karet. Bentuk ini bekerja

untuk mengurangi kejutan pada saat tenaga dihubungkan.

2. Tutup Kopling (clutch cover)

Tutup Kopling (clutch cover) terpasang pada roda penerus (flywheel) oleh

beberapa baut dan berputar bersama dengan pelat kopling sesuai dengan

kecepatan mesin. Tutup kopling dibagi menjadi dua tipe, yaitu tipe pegas

koil dan tipe pegas membrane (diaphragm spring)

a) Tutup kopling dengan pegas koil (Coil Spring Type Clutch)

Tutup kopling terdiri dari pelat penekan yang dibuat dari baja tuang

(cushion) yang diratakan dengan halus dan berfungsi menekan plat

kopling terhadap roda penerus dengan adanya tekanan pegas-pegas

kopling. Kopling tipe ini dilengkapi dengan pegas koil/pegas spiral dan

tiga buah pressure lever.

Cara kerja:

Saat pedal ditekan

Release fork menekan release bearing, release bearing menekan

release lever sehingga release lever mengangkat pressure plate melalui

pivot pin melawan tekanan pressure spring dan menyebabkan plat

kopling terbebas (tidak lagi terjepit di antara flywheel dan pressure

plate) dan putaran mesin tidak dapat diteruskan ke input shaft

transmisi.

Saat pedal dilepas

Release fork tidak menekan release bearing, release bearing tidak

menekan release lever sehingga pressure spring menekan pressure

plate dan pressure plate menekan clutch disc ke flywheel. Sehingga

terjadi perpindahan tenaga sebagai berikut :

Mesin (flywheel) > clutch cover > pivot pin > release lever > pressure

plate > clutch dish > spline > input shaft transmisi.

b) Tutup kopling dengan pegas membran (Diaphragm Spring Type

Clutch)

Pada tipe ini, pegas membran berfungsi sebagai pressure lever. Bila

pedal ditekan release bearing akan mendorong ujung-ujung sirip pegas

membrane, plat penekan akan tertarik sehingga kopling menjadi beas.

Saat ini tipe ini lebih banyak digunakan.

Cara kerja:

Saat pedal ditekan

Release fork menekan release bearing, release bearing menekan

diapragma spring sehingga diapragma spring mengangkat pressure

plate melalui pivot ring menyebabkan plat kopling terbebas (tidak

lagi terjepit di antara flywheel dan pressure plate) dan putaran mesin

tidak dapat diteruskan ke input shaft transmisi.

Saat pedal dilepas

Release fork tidak menekan release bearing, release bearing tidak

menekan diapragma spring sehingga diapragma spring menekan

pressure plate dan pressure plate menekan clutch disc ke flywheel.

Sehingga terjadi perpindahan tenaga sebagai berikut :

Mesin (flywheel) > clutch cover > pivot ring > diapragma spring >

pressure plate > clutch dish > spline > input shaft transmisi.

3. Mekanisme Penggerak

Berdasarkan cara kerjanya terdapat dua tipe kopling, yaitu:

a. Tipe kopling mekanis (mechanical clutch)

Pengoperasian unit kopling sistem mekanik menggunakan

kabel baja yang menghubungkan pedal kopling dengan tuas pembebas

kopling. Saat pedal kopling diinjak, menarik kabel kopling yang

diteruskan dengan menggerakan tuas pembebas (release fork) ke arah

maju menekan pegas kopling, sehingga plat kopling bebas tidak

terjepit oleh plat tekan.

b. Tipe kopling hidraulis (hydraulic clutch)

Pengoperasian kopling sistem hidrolis ini memanfaatkan

tekanan hidrolis minyak. Pedal kopling berfungsi untuk menekan

minyak yang ada pada master silinder dan disalurkan kesilinder

kopling. Tekanan minyak mendorong tuas pembebas dan bantalan

tekan menekan pegas diafragma. Proses ini menyebabkan kopling

memutuskan hubungan mesin dengan sistem pemindah tenaga.

Bagian-bagian kopling hidrolis

Pada tipe ini diperlukan komponen-komponen yang lebih

banyak bila dibandingkan dengan system mekanis, tetapi mampu

memindahkan tenaga yang lebih besar, sehingga cocok untuk

kendaraan-kendaraan besar.

Pengoperasian kopling sistem hidrolis ini memanfaatkan

tekanan hidrolis minyak. Pedal kopling dalam hal ini berfungsi untuk

menekan minyak yang ada pada master silinder dan selanjutnya

disalurkan kesilinder kopling. Tekanan minyak selanjutnya mendorong

tuas pembebas dan bantalan tekan menekan pegas diafragma.

Proses ini menyebabkan kopling memutuskan hubungan antara

mesin dengan sistem pemindah tenaga. Posisi saat pedal kopling

dilepas, pedal akan dikembalikan keposisi semula oleh pegas

pengembali.

Sementara plunger master silinder akan kembali oleh pegas

plunger yang ada di dalam master silinder. Karena tekanan sudah tidak

ada, plunger dan tuas pembebas akan dikembalikan keposisi semula

oleh pegas pengembali dan pegas diafragma. Konstruksi master

silinder kopling hidrolis seperti terlihat pada gambar berikut ini :

a) Fungsi komponen utama pada unit kopling hidrolis adalah:

1) Komponen utama pada unit kopling hidrolik adalah : pump impeller,

turbin runner dan stator. Pump impeller merupakan mekanisme pompa

yang membangkitkan tenaga hidrolis pada fluida.

2) Turbin runner adalah mekanisme penangkap tenaga hidrolis fluida

yang dibangkitkan pump impeller. Stator adalah mekanisme pengatur

arah aliran fluida agar tidak terjadi aliran yang merugikan tetapi justru

aliran yang menguntungkan sehingga didapatkan peningkatan

momen/torsi.

b) Komponen pengoperasian kopling sistem hidrolis adalah sebagai berikut:

1) Master silinder kopling, berfungsi untuk merubah gerak mekanis dari

pedal kopling menjadi tekanan minyak hidrolis.

2) Pipa hidrolis berfungsi untuk menyalurkan tekanan hidrolis yang

dihasilkan dari master silinder kopling.

3) Silinder kopling berfungsi merubah tekanan hidrolis dari master

silinder menjadi gerak mekanis yang disalurkan ke push rod dan

diteruskan ke tuas pembebas kopling.

4) Boster kopling berfungsi untuk meringankan tenaga injakan pedal

kopling. Komponen ini hanya dipergunakan pada kendaraan berat.

Gambar: gerak bebas pada pedal kopling

D. JENIS-JENIS KOPLING

A. Kopling Gesek

Dinamakan kopling gesek karena untuk melakukan pemindahan daya

adalah dengan memanfaatkan gaya gesek yang terjadi pada bidang gesek.

Ditinjau dari bentuk bidang geseknya kopling dibedakan menjadi 2 yaitu :

a) Kopling piringan (disc clutch) Kopling piringan adalah unit kopling

dengan bidang gesek berbentuk piringan atau disc.

b) Kopling konis (cone clutch) Kopling konis adalah unit kopling dengan

bidang gesek berbentuk konis.

Ditinjau dari jumlah piringan/ plat yang digunakan kopling dibedakan

menjadi 2 yaitu :

a) Kopling plat tunggal Kopling plat tunggal adalah unit kopling dengan

jumlah piringan koplingnya hanya satu.

Gambar: Konstruksi unit kopling plat tunggal

b) Kopling plat ganda/ banyak, adalah unit kopling dengan jumlah

piringan lebih dari satu.

Gambar: Konstruksi unit kopling plat ganda

Gesekan antar bidang/ permukaan komponen tentu akan menimbulkan

panas, sehingga memerlukan media pendinginan.

Ditinjau dari lingkungan/media kerja,kopling dibedakan menjadi :

a) Kopling basah

Kopling basah adalah unit kopling dengan bidang gesek (piringan atau

disc) terendam cairan/ minyak. Aplikasi kopling basah umumnya pada

jenis atau tipe plat banyak, dimana kenyamanan berkendara yang

diutamakan dengan proses kerja kopling tahapannya panjang, sehingga

banyak terjadi gesekan/slip pada bidang gesek kopling dan perlu

pendinginan.

Gambar: Komponen kopling basah

Keterangan bagian-bagian utama kopling basah :

1. Pegas kopling 5. Poros output (dudukan plat gesek)

2. Plat penekan 6. Batang pembebas

3. Plat kopling 7. Roda gaya (dudukan plat kopling)

4. Plat gesek 8. Roda gaya dan gigi tingkat

Cara kerja

Posisi terhubung

Pegas koil menekan plat penekan, kemudian plat penekan menekan

plat kopling dan plat gesek, sehingga poros input dan output

terhubung.

Posisi terlepas

Tuas pembebas mendorong plat penekan, sehingga plat kopling dan

plat gesek bebas dari penekan, akibatnya Poros input dan output tidak

terhubung

b) Kopling kering

Kopling kering adalah unit kopling dengan bidang gesek (piringan atau

disc) tidak terendam cairan/ minyak (dan bahkan tidak boleh ada

cairan/minyak). Untuk mendapatkan penekanan yang kuat saat

bergesekan, sehingga saat meneruskan daya dan putaran tidak terjadi

slip maka dipasangkan pegas penekan.

1. Komponen-komponen Utama Kopling kering

Gambar: Komponen-komponen kopling kering

2. Prinsip kerja kopling kering

Gambar: Prinsip kerja kopling kering

Saat pedal kopling ditekan, hubungan antara mesin dengan sistem

penggerak (transmisi) terputus karena roda gila (flywheel)  dan

pelat/piringan kopling (clutch plate) tidak saling bersinggungan

sehingga tenaga yang dihasilkan oleh mesin tidak dapat diteruskan

ke komponen penggerak. Lalu, bila pedal kopling dilepas atau

tidak diinjak (difungsikan) maka hantaran putaran mesin akan

kembali menggerakkan transmisi.

3. Cara kerja kopling gesek

Kopling berfungsi untuk memindahkan tenaga secara halus dari

mesin ke transmisi melalui adanya gesekan antara plat kopling

dengan fly wheel dan plat penekan. Kekuatan gesekan diatur oleh

pegas penekan yang dikontrol oleh pengemudi melalui mekanisme

penggerak kopling. Jika pedal kopling ditekan penuh, tekanan

pedal tersebut akan diteruskan oleh mekanisme penggerak

sehingga akan mendorong plat penekan melawan tekanan pegas

penekan sehingga plat kopling tidak mendapat tekanan. Gesekan

antara plat kopling dengan fly wheel dan plat penekan tidak terjadi

sehingga putaran mesin tidak diteruskan. Jika pedal kopling

ditekan sebagian/ setengah, tekanan pedal tersebut akan diteruskan

oleh mekanisme penggerak sehingga akan mendorong plat penekan

melawan sebagain/ setengah tekanan pegas penekan sehingga

tekanan plat penekan ke fly wheel berkurang, sehingga plat kopling

akan slip. Gesekan antara plat kopling dengan fly wheel dan plat

penekan kecil sehingga putaran dan daya mesin diteruskan

sebagian. Apabila pedal dilepaskan maka gaya pegas akan kembali

mendorong dengan penuh plat penekan. Plat penekan menghimpit

plat kopling ke fly wheel dengan kuat sehingga terjadi gesekan

kuat dan berputar bersamaan. Dengan demikian putaran dan daya

mesin diteruskan sepenuhnya (100%) tanpa slip.

B. Kopling Magnet

Dinamakan kopling magnet karena untuk melakukan pemindahan daya

dengan memanfaatkan gaya magnet. Magnet yang digunakan adalah

magnet remanent yang dibangkitkan dengan mengalirkan arus listrik ke

dalam sebuah lilitan kawat pada sebuah inti besi. Listrik yang

dibangkitkan atau tersedia dikendaraan adalah listrik arus lemah sehingga

magnet yang dibangkitkan tidak cukup kuat untuk dijadikan sebagai

kopling pemindah daya utama. Kopling jenis ini kebanyakan hanya

digunakan sebagai kopling pada kompresor air conditioner (AC).

Gambar: konstruksi kopling magnet

C. Kopling Satu Arah (one way clutch/ free wheeling clutch/ over runing

clutch)

Kopling satu arah merupakan kopling otomatis yang memutus dan

menghubungkan poros penggerak (driving shaft) dan yang digerakkan

(driven shaft) tergantung pada perbandingan kecepatan putaran sudut dari

poros-poros tersebut. Jika kecepatan driving lebih tinggi dari driven,

kopling bekerja menghubungkan driving dan driven. Jika kecepatan

driving lebih rendah dari driven, kopling bekerja memutuskan driving dan

driven. Ada dua jenis one way clutch yakni sprag type dan roller type.

D. Kopling Hidrolik

Dinamakan kopling hidrolik karena untuk melakukan pemindahan daya

adalah dengan memanfaatkan tenaga hidrolis. Tenaga hidrolis didapat

dengan menempatkan cairan/ minyak pada suatu wadah/ mekanisme yang

diputar, sehingga cairan akan terlempar/ bersirkulasi oleh adanya gaya

sentrifugal akibat putaran sehingga fluida mempunyai tenaga hidrolis.

Fluida yang bertenaga inilah yang digunakan sebagai penerus/ pemindah

tenaga.

Gambar: Kopling Hidrolik

Komponen utama pada unit kopling hidrolik adalah : pump impeller,

turbin runner dan stator. Pump impeller merupakan mekanisme pompa

yang membangkitkan tenaga hidrolis pada fluida. Turbin runner adalah

mekanisme penangkap tenaga hidrolis fluida yang dibangkitkan pump

impeller. Stator adalah mekanisme pengatur arah aliran fluida agar tidak

terjadi aliran yang merugikan tetapi justru aliran yang menguntungkan

sehingga didapatkan peningkatan momen/ torsi.

E. MASTER SILINDER KOPLING

Cara Kerja:

Saat Pedal Kopling Di Tekan

Connecting rod bergerak ke kiiri karena tenaga dari conical spring dan

mengakibatkan reservoir tertutup oleh inlet valve. Chamber A terpisah dari

chamber B, tekanan hidraulis pada chamber A naik, kemudian tekanan

diteruskan ke pipa dan reservoir cylinder.

Saat Pedal Kopling Di Lepas

Piston akan kembali ke kanan oleh tekanan compression spring, connecting

rod tertarik oleh spring retainer melawan tekanan conical spring, sehingga

inlet valve terbuka dan chamber A berhubungan dengan chamber B.

F. SILINDER PEMBEBAS KOPLING

Silinder pembebas kopling berfungsi untuk mendorong release fork (meneruskan

tekanan hidraulis dari master silinder).

Terdiri dari :

1. Push Rod

2. Cylincer Cup

3. Cylinder Body

4. Conical Spring

5. Piston

Silinder pembebas kopling (release cylinder) dibagi atas dua tipe yaitu tipe yang

dapat disetel (adjustable type) dan tipe menyetel sendiri (self-adjusting type).

Tipe yang dapat disetel (adjustable type)

Minyak hidraulis dari master silinder menyebabkan piston pada release

cylinder mendorong batang penekan (pushrod) dan mendorong garpu

pembebas (clutch release fork). Silinder pembebas (release cylinder)

mempunyai saluran pembuangan udara (bleeder plug) untuk mengeluarkan

udara dari saluran hidraulis, dan pegas pembalik menjaga agar garpu

pembebas kopling dan batang penekan tetap bersentuhan satu sama lainnya.

Tipe menyetel sendiri (self-adjusting type)

Penyetelan kebebasan garpu pembebas kopling dilakukan dengan cara

merubah panjang batang penekan. Pada kendaraan modern, untuk

menghilangkan penyetelan gerak bebas maka digunakan silinder pembebas

tipe menyetel sendiri.

Pada silinder pembebas tipe menyetel sendiri tidak menggunakan pegas

pembalik garpu pembebas, sebagai gantinya maka pada silinder pembebas

dipasang pegas (conical spring) untuk menjaga agar garpu pembebas (release

fork) selalu bersentuhan dengan batang penekan.

A. Jenis – jenis kanvas kopling menurut bahannya

1. Kanvas Asbes

Kanvas asbes terbuat dari campuran asbes dan logam. Kanvas jenis

ini sering digunakan pada kendaraan penumpang atau barang.

Kanvas jenis asbes ini harus tahan terhadap panas, harus dapat

menyerap panas, dan harus tahan terhadap gesekan.

Gambar: Kanvas asbes

Pada permukaan kanvas jenis asbes terdapat alur yang berfungsi

sebagai penampung kotoran dan debu yang terdapat pada roda gila

dan plat penekan akibat dari gesekan, selain itu juga berfungsi

sebagai ventilator.

2. Kanvas keramik

Gambar: Kanvas keramik

Kanvas jenis ini terbuat dari campuran keramik dan logam, kanvas

jenis ini lebih tahan terhadap panas dan gesekan yang sangat tinggi,

oleh karena itu kanvas jenis ini hanya digunakan untuk kendaraan

berat.

B. Pegas Pada Kanvas Kopling

1. Pegas Radial

Gambar: Pegas radial

Pegas radial pada kanvas kopling ada dua jenis yaitu : pegas radial

jenis karet dan pegas radial jenis coil. Pegas radial terletak diantara

plat yang duduk pada poros dan plat pemegang kanvas. pegas ini

berfungsi untuk meredam kejutan dan getaran yang terjadi saat

kopling mulai terhubung sampai terhubung secara sempurna dan

lembut.

Oleh karena itu pegas radial kopling harus mampu menerima gaya

lingkaran dari putaran mesin, harus mampu memegas dengan baik,

selain itu pegas harus mempunyai daya elastisitas yang tinggi.

2. Pegas Aksial

Pegas aksial adalah pegas pada piringan kopling yang terlatak antara

kanvas kopling, yang berfungsi : Untuk meneruskan tekanan plat

penekan terhadap kedua plat secara perlahan-lahan sehingga plat

kopling dapat terhubung dengan lembut, serta memperkuat

cengkraman terhadap roda gila.

Gambar: Pegas aksial

Konstruksi pegas aksial : A = Plat bentuk E

B = Plat bentuk W

C. Pemasangan kanvas kopling

Pemasangan kanvas kopling pada piringan kopling ada dua cara, yaitu

dengan di Lem dan di Keling. Paku keling dan lem berfungsi untuk

merekatkan dan memegang kanvas kopling antara plat piringan dengan

pegas aksial, paku keling dan lem tersebut harus mampu menahan gaya

lingkaran dari putaran mesin.

Gambar: Kanvas dengan paku keeling (kiri) dan Kanvas dengan lem (kanan)