Planetary gear unit

Planetary gear unit dipakai untuk menaikan dan menurunkan momen mesin, menaikan dan menurunkan kecepatan kendaraan, di pakai untuk memundurkan kendaraan dan dipakai untuk bergerak maju. Pada dasarnya planetary gear unit dipakai mesin untuk menghasilkan tenaga dan menggerakan kendaraan dengan beban yang berat dengan tenaga yang ringan.

Hubungan antara kecepatan dan momen mesin dapat di jelaskan sebagai berikut:

saat kendaraan berhenti dan mau berjalan dibutuhkan momen yang besar, dan pada posisi ini dibutuhkan gigi yang rendah untuk menggerakan kendaraan. Akan tetapi pada kecepatan yang tinggi maka akan dibutuhkan gigi yang tinggi dan momen yang kecil untuk menjaga laju kendaraan.

Berikut ini adalah bagian-bagian dari planetary gear unit:

Gambar 5. Planetary gear unit

Planetary gear memiliki tiga tipe gigi cincin, gigi pinion, sun gear dan planetary carrier.

Planetary carrier dihubungkan dengan poros tengah tiap gigi pinion dan membuat gigi pinion berputar. Gigi-gigi pada planetary carrier berhubungan satu sama lainnya.

Gigi pinion mempunyai prinsip kerja menyerupai planet yang berputar di sekeliling matahari. Oleh karena itu, disebut planetary carrier. Biasanya, planetary carrier dikombinasikan dalam unit planetary carrier.

input pada planetary carrier, output, dan elemen tetap, memungkinkan untuk deselerasi, mundur, hubungan langsung dan akselerasi.

Komponen FungsiO/D clutch . Menghubungkan/memutuskan putaran O/D carrier dan O/D sun gear.O/D Brake . Menahan supaya O/D sun gear tidak berputar.O/D one way clutch

. Menghubungkan O/D carrier dan O/D sun gear ketika diputar mesin.

Forward Clutch . Menghubungkan / memutuskan  input shaft dengan intermediate shaft.

Direct Clutch . Menghubungkan / memutuskan input shaft dengan front dan rear sun . gear.

2nd Coast Brake . Menahan / mengunci front  dan rear sun gear supaya tidak berputar.2nd  Brake . Menahan one way clutch 1 supaya front dan rear sun gear berputar

. berlawanan arah jarum jam.Reverse Brake . Menahan putaran front planetary carrier.One way clutch 1 . Menahan front dan rear sun gear supaya tidak berputar berlawanan

jarum . jam ketika 2nd brake bekerja.

One way clutch 1 . Menahan supaya front planetary carrier berputar berlawanan jarum jam.

Gambar 6. One way clutch

Gambar 7. Potongan planetary gear dan clutch

Cara Kerja Planetary Gear Set

Sun gear, Ring gear, maupun pinion gear (carrier) atau gigi lain yang beraksi sebagai input dan out put menyebabkan terjadinya percepatan, perlambatan dan gerakan mundur.

a. Reduction

Bila ring gear berputar searah jarum jam, pinion gear akan berputar mengelilingi sun gear sambil berputar searah putaran jarum jam. Hal ini menyebabkan putaran carrier menjadi berkurang sesuai dengan banyaknya gigi ring gear dan sun gear.

b. Overdrive

Bila carrier berputar searah jarum jam, pinion gear akan berputar mengelilingi sun gear sambil berputar searah jarum jam. Hal ini menyebabkan putaran ring gear menjadi lebih cepat sesuai dengan jumlah gigi ring gear dan sun gear.

c. Reverse

Bila sun gear berputar searah jarum jam, pinion gear yang terikat pada carrier akan berputar berlawanan dengan arah jarum jam dan mengakibatkan ring gear juga berputar berlawanan dengan arah jarum jam. Pada saat ini putaran ring gear menjadi berkurang sesuai dengan jumlah gigi sun gear dan ring gear.

Tabel Kerja Planetary Gear Set

Perbedaan kecepatan dan arah putaran dari ketiga gear tersebut bisa dihasilkan dengan menahan salah satu komponen gear dari planetary gear set pada posisi tertentu, sehingga menyediakan momen dan putaran pada gear yang bekerja. Ketika ring gear atau sun gear ditahan pada posisi tertentu, dan salah satu dari dua gear merupakan input, arah putaran gear output selalu sama dengan arah putaran input gear. Berikut ini merupakan tabel yang mendeskripsikan gear mana yang ditahan, gear mana yang menghasilkan momen atau putaran dan gear mana pula yang berputar berlawanan arah dalam keadaan tertentu.

Perangkat Penahan Planetary Gear Set

Terdapat tiga perangkat penahan yang digunakan untuk menahan planetary gear set. Masing-masing perangkat penahan tersebut memiliki spesifikasi yang berbeda. Ketiga perangkat penahan planetary gear set tersebut ialah multiplate clutches/brake, brake band dan one way clutches.

Multiplate Clutches - Mehanan dua komponen planetary yang berputar.

Roller atau Sprang One Way Clutches - Menahan komponen planetary didalam satu putaran dan putaran bebas pada kondisi lain.

Multiplate brake dan brake band - Menahan komponen-komponen planetary pada transmission case.

Dari ketiga komponen penahan tersebut, Multiplate brake dan brake band adalah yang paling sering digunakan. Masing-masing dari Multiplate brake dan brake band tersebut mempunyai kapasitas dan spesifikasi yang beragam, Multiple brake dapat dirubah dengan mudah dengan mengurangi atau menambahkan lebih banyak friction discs. Sedangkan brake band memiliki ruang yang lebih sempit dalam rumah transmisi dan memiliki permukaan besar untuk menghasilkan tenaga yang kuat menahan. Berbeda dengan one-way clutch, one-way clutch memiliki

ukuran yang lebih kecil sehingga mudah untuk melepas dan menahan dengan cepat. One-way clutch memiliki respon yang bagus untuk pemindahan kecepatan pada transmisi (upsfhit dan downshift).

Multiplate Clutch

Multiplate Clutch menghubungkan dua komponen yang berputar pada planetary gear set. Planetary gear unit jenis simpson menggunakan dua multiplate clutch, forward clutch (c1) dan direct clutch (c2) masing-masing clutch drum terpasang pada diameter bagian dalam untuk mengkaitkan plat baja dan memindahkan momen putar dari mesin.

Drum juga menyediakan jalan untuk clutch piston. Friction disc merupakan plat baja yang memiliki material gesek. Friction disc selalu berada diantara dua plat baja, diameter bagian dalam friction disc terpasang persis pada ulir clutch hub. Plat-plat baja terpasang persis pada diameter terluar clutch drum atau transmission case. Clutch drum dan transmission case menyediakan permukaan yang halus untuk mengkaitkan komponen yang akan berhubungan dengan friction disc. Plat baja dapat dipasang pada celah clutch pack yang lain.

a. Cara Kerja Multiplate Clutch

Seal terpasang pada bagian dalam dan luar piston yang menutup cairan yang terpasang pada piston. Relief ball valve terpasang dalam body piston untuk melepas cairan hidraulis saat clutch dilepaskan. Ketika drum berputar, ada masih ada fluida yang tertinggal di belakang piston dan gaya sentrifugal menyebabkan fluida mengalir ke diameter luar drum sehingga menimbulkan tekanan. Tekanan tersebut tidak secara penuh mengunci clutch dengan demikian mengurangi celah antara discs dan metal plate, menaikkan panas dan pemuaian.

Relief ball dirancang untuk memungkinkan fluida keluar ketika tekanan dilepaskan. Ketika tekanan turun, gaya sentrifugal menyebabkan ball keluar dari dudukan valve, yang memungkinkan fluida untuk keluar sehingga piston tetap berada pada dudukannya, menyediakan celah yang tepat antara disc dan steel plate.

U-Series Transmission Counter Centrifugal Force

Transmisi U-Series pertama kali diperkenalkan pada mobil celica dan echo tahun 2000, tekanan pada gaya sentrifugal fluida berguna untuk membatalkan efek dari gaya sentrifugal pada piston ketika tekanan dilepaskan dalam clutch. Fluida yang digunakan untuk pelumasan terjebak diantara clutch spring retainer dan clutch piston. Ketika clutch drum berputar, fluida sedang membatalkan tekananan dalam ruang tekan fluida yang terbangun dalam ruang tekan drum sehingga membatalkan tekanan yang muncul.

One Way Clutch

One Way Clutch merupakan perangkat penahan yang tidak memerlukan seal atau tekanan hiraulis untuk bekerja. Kedua-nya terdiri dari sebuah roller clutch atau sprang clutch. Kedua komponen one way clutch tersebut sama sama mengandalkan metal sprag antara dua jalur. Dua one way clutch digunakan pada transmisi yang menggunakan planetary gear set jenis simpson. No. 1 one way clutch (F1) digunakan pada gear kedua , No.2 one way (F2) clutch digunakan pada gear pertama.

No. 1 one way clutch (F1) bekerja dengan second brake (B2) untuk mencegah sun gear berputar berlawanan arah jarum jam. No. 2 one way clutch (F2) mencegah planetary carrier belakang dari putaran yang berputar berlawanan arah.

Brake

Terdapat dua tipe brake, wet multiplate brake dan brake tipe band. Multiplate brake digunakan pada over drive brake (B0), coast brake (B1), second brake (B2) dan brake maju dan brake mundur (B3).

a. Multiplate brake

Multiplate brake hampir sama dengan multiplate clutch, yang fungsinya untuk mengunci atau menahan komponen yang berputar pada planetary gear set. Tekanan hidraulis menggerakkan piston dan return spring untuk mengembalikan piston ke posisi rest dalam clutch drum saat tekanan di lepas. Friction discs merupakan plat baja yang bagian geseknya dipasang menjadi satu. Selalu terletak antara kedua plat baja. Friction disc pada diameter bagian dalam terpasang persis pada spline di clutch hub, hampir sama dengan multiplate clutch.

b. Brake band

Fungsi brake tipe band sama seperti halnya dengan multiplate brake dan terletak di sekeliling bagian luar direct clutch drum. Ujung brake band ini dikaitkan pada transmission case dengan sebuah pin. Ujung lain bersentuhan dengan brake piston rod yang di kendalikan oleh tekanan hidraulis dan tegangan pegas.

1. Cara Kerja Brake Tipe Band

Pada brake tipe brake band, brake band menjepit brake drum yang berhubungan dengan anggota planetary gear set sehingga mencegah anggota untuk berputar. Ketika piston dalam silinder diberi tekanan hidrolik, piston bergerak ke kiri menekan pegas bagian luar (outer spring). Sedangkan, pegas bagian dalam (inner spring) memindahkan tekanan hidrolis ke batang piston (piston rod) dan menekan salah satu brake band, sehingga mengurangi pertautan band.

Ketika pegas bagian dalam menekan, piston berhubungan langsung dengan piston rod dan terjadi gaya gesek yang tinggi diantara brake band dan brake drum. Karena ujung lain brake band tetap pada casing transmisi dan diameter band menjadi kecil, brake band mengunci brake drum dengan keras, menyebabkan brake band dan susunan planetary gear menjadi diam pada transmission case. Ketika fluida bertekanan dibuang dari silinder, piston dan piston rod didorong kembali oleh pegas sehingga brake band terbebas dari brake drum.