DESAIN VISUALISASI PLANETARY GEAR UNIT AUTOMATIC TRANSMISSION SYSTEM Feddy Wanditya Setiawan 1) dan Ikhsan Wahyudi 1)
1)
Program Studi Teknik Otomotif Politeknik Hasnur
Jl. Adhyaksa No. 7 - 8 Lantai 2 Kayu Tangi Permai Banjarmasin 70125 e-mail : [email protected])
ABSTRAK
Dilakukan pengolahan design visualization planetary gear unit dari bagian automatic transmission system. Visualization mengarah kepada penjelasan part secara keseluruhan termasuk sistem kerja yang terjadi di dalam sistem. Part yang tersusun dan proses kerja setiap part persatuan pada sistem menjadi lebih terlihat jelas dan detail untuk dipahami karena menggunakan rendering. Pengolahannya melalui pendataan photo-photo, proses design planetary gear unit, design visualization, rendering serta editing dan sampai diperoleh objek bergerak. Di masa mendatang penyatuan dengan data-data lain sangat dibutuhkan seperti photo detail automatic transmission, termasuk peningkatan perangkat lunak pendukung yang beragam demi penyempurnaan. Design visualization planetary gear unit bisa dipakai untuk pertimbangan bahan rujukan demi mempermudah analisa sistem kerja dari automatic transmission.
Kata Kunci : design visualization, planetary gear unit, automatic transmission system PENDAHULUAN
Beriringan dengan perkembangan teknologi industri otomotif selalu disesuaikan dengan kebutuhan manusia yang memiliki mobilitas tinggi saat ini. Alat transportasi yang aman, efisien dan nyaman bagi pemakainya diperkirakan akan terus bermunculan di masa-masa yang akan datang.
Agar bias mengikuti perkembangan pengetahuan teknologi tentunya perguruan tinggi perlu meningkatkan materi dan media pengajaran yang mengarah pada solusi kemudahan penyerapan pemahaman oleh mahasiswa seperti dengan menggunakan modern visualization. Visualization telah berkembang dan banyak dipakai untuk ilmu pengetahuan, rekayasa, visualization product design, pendidikan, multimedia interaktif, kedokteran dan lain-lain (Dostál, J, 2008).
Diantara materi ajar tersebut adalah tentang automatic transmission system, karena kendaraan saat ini sudah banyak yang menggunakannya karena memiliki keunggulan seperti menjadikan penggunaan bahan bakar kendaraan lebih ekonomis dan membantu mengurangi dampak krisis lingkungan (K. Chihara dan T. Satou, 2005).
Pelaksanaan pengajaran keseluruhan memerlukan kejelasan komponen apa saja yang ada pada automatic transmission system, agar mempermudah dalam mengetahui mekanisme kerja komponen dalam sistem tersebut. Mengingat terbatasnya waktu maka design visualization hanya difokuskan pada bagian sistem tertentu dari automatic transmission yaitu planetary gear unit. Ide dasar dari design visualization ini karena terbatasnya bahan rujukan mengenai automatic transmission system bila dibandingkan pembahasan manual transmission.
Visualization
Visualization adalah rekayasa gambar, diagram atau animation, untuk penampilan suatu informasi. Secara umum, visualization dalam bentuk gambar baik bersifat abstrak maupun nyata. Penggunaan dari grafika computer merupakan perkembangan penting dalam world visualization. Perkembangan world animation juga telah membantu banyak dalam visualization yang kompleks dan canggih.
Gambar 1. Visualization tabrakan mobil dengan analisa elemen hingga
Automatic transmission
Automatic transmition adalah transmisi yang perpindahan giginya terjadi secara otomatis berdasarkan beban mesin (besarnya penekanan pedal gas) dan kecepatan kendaraan.
Gambar 2. Potongan automatic transmission
Gear transmission
Ukuran gigi dinyatakan dengan jarak bagi lingkar, yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua gigi yang berdekatan (Martin. H George., 1985 dalam Feddy W.S, 2010 [4]).
Gambar 3. Layout gear transmission
Planetary gear unit
Planetary gear unit terdiri dari planetary gear set, clutch dan brake. Planetary gear unit berfungsi untuk merubah momen dan kecepatan,
memungkinkan gerakan
perlambatan, memungkinkan gigi mundur.
1. Planetary gear set: Umumnya digunakan oleh industri otomotif dan dirgantara. Memiliki daya tinggi desainnya dikombinasikan dengan sistem kinematik yang fleksibel dalam mencapai rasio kecepatan yang berbeda sehingga membuatnya sangat baik untuk melawan poros pada proses reduksi gear system (A. Kahraman et al., 2002 [1]). Part planetary gear set (ring gear, planetary gear, sun gear dan carrier).
Gambar 4. Planetary gear set 2. Motion of planetary gear.
Sun gear, ring gear, maupun pinion gear (carrier) atau gigi lain yang beraksi sebagai input dan output menyebabkan terjadinya percepatan, perlambatan dan gerakan mundur.
Gambar 5. Basic motion of planetary gear
Planetary gear set meliputi beberapa elemen yang bergesekan seperti; clutch, band brakes, dan one way clutch (Eid O. A. Abd Elmaksoud, et al., 2011 [3]).
Multiplate clutch
Multiplate clutch memberikan performa mesin yang lebih baik. Multiplate clutch banyak digunakan di mobil balap dan kendaraan berat di mana diperlukan transmisi torsi tinggi dan space yang terbatas (Ganesh Raut et. al, 2013[5]). 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.
Gambar 6. Clutch packs
U-Series transmission
Transmisi U-Series dimana 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 [9].
Gambar 7. Transmisi U-Series
One way clutch
One way clutch untuk sistem transmisi otomatis, diperlukan untuk mengurangi gesekan (drag torque). One way clutch mampu mengurangi gesekan 50% dan meningkatkan
kinerja 50% serta ketahanan abrasi tinggi, kemudian capaian gesekan rendah maka memiliki daya tahan dan kinerja tinggi (T. Ikeda N. Gouda, 2004[8]). One Way Clutch terdiri dari sebuah roller clutch atau sprang clutch. Kedua komponen one way clutch tersebut sama sama mengandalkan metal sprag antara dua jalur. 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.
Gambar 8. One-way clutches for transmission
Multiplate brake
Beberapa multiple plate brakes memiliki kemiripan dalam konstruksi dengan yang ada pada multiple clutch pack dan hanya berbeda dalam fungsinya saja (Manoj Kumar K.I.V, 2013[7]). 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). Multiplate brake hampir sama dengan multiplate clutch, yang fungsinya untuk mengunci atau menahan komponen yang berputar pada planetary gear set.
Gambar 9. Multiplate brake
HASIL DAN PEMBAHASAN
Design planetary gear unit
Design part input shaft, front and back sun gear
Gambar 10. Input shaft and sun gear position
Design part one way clutch F1, F2, brake B2, B3 dan piston B2, B3 dipaskan pada shaft yang terkoneksi di back planetary carrier.
Gambar 11. Setting one way clutch F1, F2, brake B2, B3 and piston B2, B3 Setting revolve brake B1 and piston
Gambar 12. Brake B1 and piston Design disc clutch C1, C2 and piston
Gambar 13. Disc clutch C1, C2 and piston
Input C1 koneksi dengan input shaft juga output C1 yang terkoneksi di front ring gear.
Gambar 14. C1 connection with input shaft and front ring gear
C2 connection with input shaft and output shaft.
Gambar 15. C2 connection with input shaft and output shaft
Sun gear shaft connection with output shaft clutch C2
Gambar 16. Sun gear shaft connection with output shaft clutch
Total cutting part
Gambar 17. Total cutting part (subtract) Total part name, rendering and next visualization
KESIMPULAN
Planetary gear unit merupakan bagian dari automatic transmission system. Visualization mengarah kepada penjelasan part secara total, juga sistem kerja yang terjadi didalam sistem. Part yang tersusun dan proses kerja setiap part persatuan pada sistem menjadi lebih terlihat jelas dan detail untuk dipahami karena menggunakan rendering. Pengolahannya melalui pendataan photo-photo, proses design planetary gear unit, design visualization, rendering serta editing dan sampai diperoleh objek bergerak. Di masa mendatang penyatuan dengan data-data lain sangat dibutuhkan seperti photo detail automatic transmission, termasuk peningkatan perangkat lunak pendukung yang beragam demi penyempurnaan. Diharapkan hasil langkah awal ini bisa terus dikembangkan agar lebih kompleks lagi.
DAFTAR PUSTAKA
A. Kahraman, A.A. Kharazi, and M. Umrani. (2003). A Deformable Body Dynamic Analysis Of Planetary Gears With Thin Rims. Journal of Sound and Vibration. Elsevier. (262) p.752–768.
Dostál, J. (2008). Education Technolgy and Senses in Learning (Učební Pomůcky A Zásada Názornosti). Olomouc, EU: Votobia. 40s. ISBN 978-80-7220-310-9. p. 1-37
Eid O. A. Abd Elmaksoud, E. M. Rabeih, N. A. Abdel-Halim, S. M. El Demerdash. (2011). Investigation of Self Excited Torsional Vibrations of Different Configurations of Automatic Transmission Systems during Engagement. Journal Engineering. Published Online (SciRP). (3). p. 1171-1181.
Feddy, W.S. (2010). Perancangan Alat Uji Perbandingan Transmisi sebagai Media Pengembangan Praktikum di Laboratorium Teknik Mesin. Prosiding SN-PMD FTUB. Malang. ISBN 978-602-97961-0-0. 1 (1) p. 1-6.
Ganesh Raut, Anil Manjare, P Bhaskar. (2013). Analysis of Multidisc Clutch Using FEA. International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT). 6 (1). p. 5-8. K. Chihara and T. Satou. (2005). Trends
Regarding Needle Roller Bearings For Automatic Transmission Planetary Gears. Koyo Engineering Journal English Edition No.168E. p.39-42.
Manoj Kumar K.I.V. (2013). Wet Clutch Modelling Techniques Design Optimization of Clutches in an Automatic Transmission. Master’s Thesis in the Automotive Engineering. Chalmers University Of Technology. Sweden. p. 1-43 T. Ikeda N. Gouda. (2004). Development
of Low Friction One-Way Clutches. Koyo Engineering Journal English Edition No.165E. p.45-48.
Automatic Transmission Diagnosis. Toyota Technical Training. Course 273. p. 1-34
