ELECTRONIC CLUTCH SELECTION

Transmission control valve jenis ini memiliki struktur komponen yang sama dengan yang terdapat pada manual transmission control valve. Perbedaanya terletak pada cara menggerakkan speed selector spool dan directional selector spool-nya.

Penggerakkan selector spool dilakukan dengan cara mengalirkan oli ke salah satu dari dua ujung selector spool. Aliran oli ini diatur oleh on/off solenoid. Kerja on/off solenoid diatur oleh electronic control module (ECM). ECM menerima input dari berbagai sensor elektronik untuk menentukan clutch mana yang akan diaktifkan.

Electronic Clutch Selection In Neutral
Electronic Clutch Selection In Neutral

Pada sistim ini ECM Power Train memindahkan gigi  transmisi dengan cara mengaktifkan solenoid valves yang terletak didalam transmission control valve group diatas transmission.

Dua buah solenoid valves digunakan untuk mengendalikan perubahan arah machine, mundur (1) atau maju (2), dan tiga buah solenoid valve digunakan untuk mengontrol perubahan kecepatan, gigi satu (5), gigi dua (4), dan gigi tiga (3).

Solenoid valve ini berjenis two-position, three-way. Posisi normal solenoid valve adalah terbuka terhadap jalur drain. Saat diaktifkan, solenoid valve spool bergerak untuk mengarahkan oli bertekanan menuju kesalah satu ujung dari transmission control valve spool. Kemudian transmission control valve spool mengarahkan oli menuju clutch yang diinginkan.

Solenoids diaktifkan dengan tegangan maksimal 12VDC. Power train ECM akan mengaktifkan solenoids dengan tegangan 12VDC selama satu detik, kemudian tegangan terbut diturunkan dan dijaga pada nilai + 8.25 VDC. Walaupun tegangan diturunkan namun nilai tekanan oli cukup untuk menjaga posisi clutch. Hal ini juga berfungsi untuk memperpanjang masa pakai solenoid.

Saat terjadi shift, priority valve mencegah tekanan oli di lockup clutch dan impeller clutch turun. Dari priority valve, oli mengalir ke lockup clutch solenoid dan impeller clutch solenoid. Saat priority valve membuka, oli mengalir ke transmission control valve.

IDENTIFIKASI KOMPONEN

Transmission Hydraulic Control Valve
Transmission Hydraulic Control Valve

Modulating relief valve: Membatasi tekanan maksimal didalam clutch.
First & third speed selection spool: Mengarahkan aliran oli menuju clutch No. 5 dan No. 3.
Load piston: Bekerja bersama modulation relief valve untuk mengontrol laju kenaikan tekanan didalam clutch.
Second speed selector spool: Mengarahkan aliran oli menuju clutch No. 4.
Pressure differential valve: Mendahulukan speed clutch terhadap directional clutch.
Directional selection spool: Mengarahkan oli menuju FORWARD dan REVERSE clutch.
Converter inlet ratio valve: Membatasi tekanan menuju torque converter.
Passage to Clutch No. 1: Saluran menuju lubang untuk mengaktifkan clutch No.1 (Reverse).
Passage to Clutch No. 2: Saluran menuju lubang untuk mengaktifkan clutch No.2 (Forward).
Passage to Clutch No. 3: Saluran menuju lubang untuk mengaktifkan clutch No.3 (3rdspeed)
Passage to Clutch No. 4: Saluran menuju lubang untuk mengaktifkan clutch No.4 (2ndspeed)
Passage to Clutch No. 5: Saluran menuju lubang untuk mengaktifkan clutch No.5 (1stspeed).

SISTEM OPERASI

NEUTRAL

Power Train Hydraulic System Saat Netral
Power Train Hydraulic System Saat Netral

Gambar diatas adalah transmission hydraulic system yang digunakan pada Wheel Loader 992G. Sebagai tambahan, 992G menggunakan torque converter jenis impeller clutch dan lockup clutch. Skema di atas, engine hidup dan transmisi kondisi NETRAL.

Saat operator menggerakan directional switch ke posisi NETRAL, Power Train ECM meng-energizes clutch solenoid No. 3 dan impeller clutch solenoid. Power Train ECM juga men-de-energizes lockup clutch solenoid.

Aliran dari pompa power train dikirim ke transmission filter menuju priority valve, impeller clutch solenoid valve, dan lockup clutch solenoid valve. Priority valve menjaga tekanan oli minimum ke impeller clutch solenoid valve dan lockup clutch solenoid valve saat transmission shifts.

Saat tekanan pompa power train naik di atas setingan priority valve, priority valve membuka dan mengalirkan oli ke manifold untuk clutch solenoid valves No. 2 dan 3, juga ke manifold untuk clutch solenoid valves No. 1, 5, 4, dan saluran inlet untuk selector dan pressure control valves.

Clutch solenoid valve manifolds mengarahkan oli menuju transmission speed dan directional selector spools.

Saat clutch solenoid No. 3 di ENERGIZED, clutch solenoid valve No. 3 mengirimkan oil ke ujung selector spool untuk speed clutch No. 3 dan 5. Tekanan oli dapat melawan kekuatan selector valve spring dan menggerakan spool ke bawah. Oli dari saluran inlet mengalir melalui orifice, lewat selector spool untuk speed clutches No. 3 dan 5, dan ke speed clutch No. 3.

Saat directional solenoids No. 1 dan 2 di DE-ENERGIZED, oli tertutup oleh directional solenoid valves. Directional clutch selector spool spring menengahkan valve. Oli yang mengalir dari differential valve ke directional clutches tertutup.

Setelah kebutuhan oli pada selector dan pressure control valve terpenuhi, sisa oli pompa power train mengalir ke torque converter. Aliran dari pompa power train dikirimkan ke torque converter filter. Oli mengalir dari filter dan bergabung dengan oli dari selector dan pressure control valve. Gabungan oli tadi mengalir ke torque converter. Aliran terus menuju ke torque converter kemudian ke torque converter outlet relief valve. Torque converter outlet relief valve menjaga tekanan di dalam torque converter. Dari outlet relief valve, terus mengalir melalui cooler ke transmission lubrication circuit.

Saat transmisi NETRAL, Power Train ECM memberi tekanan pada impeller clutch untuk merespon engine speed. Saat engine speed kurang dari 1100 rpm, tekanan impeller clutch dijaga

pada tekanan 550 ± 207 kPa (80 ± 30 psi). Saat engine rpm naik dari 1100 ke 1300 rpm, Power Train ECM menaikan tekanan impeller clutch dari 550 ± 207 kPa (80 ± 30 psi) ke 2580 ± 207 kPa (375 ± 30 psi) selama satu detik. Power Train ECM kemudian menurunkan tekanan impeller clutch ke 2274 ± 207 kPa (330 ± 30 psi). Tekanan impeller clutch akan tetap pada 2274 ± 207 kPa (330 ± 30 psi) untuk engine speeds diatas 1300 rpm. Torque converter housing dan impeller berputar pada engine speed.

Saat engine rpm turun dari 1300 ke 1100 rpm, Power Train ECM menurunkan tekanan impeller clutch dari 2274 ± 207 kPa (330 ± 30 psi) ke 550 ± 207 kPa (80 ± 30 psi).

Tekanan impeller clutch akan menetap pada tekanan 550 ± 207 kPa (80 ± 30 psi) untuk engine speeds di bawah 1100 rpm. Tekanan rendah membolehkan impeller clutch tetap terisi tanpa engage.

Torque converter housing berputar dengan engine pada saat torque converter impeller hanya engage sebagian tanpa mentranfer torsi. Saat transmisi NETRAL, Power Train ECM men-de-energizes optional lockup clutch solenoid. Saat lockup clutch solenoid de-energized, lockup clutch solenoid valve menutup. Valve yang menutup aliran dari pompa ke lockup clutch dan mengijinkan oli lockup clutch menuju ke tanki. Lockup clutch akan releases dan memutus turbine dari rotating housing. Tidak ada tenaga yang ditranfer dari housing ke turbine.

CATATAN: Tekanan impeller clutch diturunkan karena tekanan ke impeller clutch akan turun setelah detik pertama (1/60 menit) pada proses engage untuk memperpanjang umur seals dan pistons pada impeller clutch. Hal ini dapat dibuktikan dengan menghubungkan pressure gauge ke impeller clutch pressure tap dan mengamati gauge saat directional shift. Caterpillar Electronic Technician (ET) juga bisa digunakan untuk mengamati impeller clutch pressure dan arus impeller clutch solenoid valve saat directional shift.

SPEED 1 MAJU

Power Train Hydraulic System 992G posisi First Speed Forward
Power Train Hydraulic System 992G posisi First Speed Forward

Pada saat transmission lever switch digerakkan ke posisi first speed forward, ECM akan mengirimkan arus menuju solenoid #2 dan #5, sehingga solenoid-solenoid ini akan membuka aliran oli dari pompa menuju masing-masing selector spool. ECM juga men DE-ENERGIZED impeller clutch solenoid dan lockup clutch solenoid.

Oli dari solenoid #2 akan mengalir menuju ujung bagian atas directional selector spool sehingga selector spool ini bergerak ke bawah. Gerakan spool ini akan membuka aliran oli dari pompa menuju clutch #2.

Saat solenoid No. 2 di ENERGIZED, clutch solenoid valve No. 2 mengalirkan oli ke kebagian atas directional selector spool untuk clutch speed No. 1 dan 2. Tekanan oli pilot mengalahkan gaya dorong spring dan menggerakkan spool bergerak turun dari posisi center. Oli dari inlet passage mengalir dari pressure differential valve, melewati directional clutch selector spool, lalu masuk kedalam speed clutch No. 2.

Saat solenoid No. 5 di ENERGIZED, clutch solenoid valve No. 5 mengalirkan oli ke kebagian bawah directional selector spool untuk clutch speed No. 3 dan 5. Tekanan oli pilot mengalahkan gaya dorong spring dan menggerakkan spool bergerak naik dari posisi center. Oli dari inlet passage mengalir melalui orifice, melewati selector spool untuk speed clutches No. 3 & 5, lalu masuk kedalam speed clutch No. 5.

Saat impeller clutch solenoid de-energizes, impeller clutch solenoid valve sepenuhnya terbuka. Oli dari power train pump mengalir melalui valve dan menaikkan tekanan didalam impeller clutch. Impeller clutch mengunci impeller bersama dengan rotating housing. Torque converter housing dihubungkan dengan engine flywheel. Impeller dan torque converter housing berputar bersama-sama dengan engine flywheel.

PERPINDAHAN KECEPATAN DARI 1 MAJU KE 2 MAJU

Posisi Second Speed Forward
Posisi Second Speed Forward

Saat operator melakukan perpindahan kecepatan dari FIRST SPEED FORWARD menjadi SECOND SPEED FORWARD, clutch solenoid No. 5 di DE-ENERGIZE, sedangkan clutch solenoid No. 4 di ENERGIZED oleh ECM. ECM juga akan terus menon aktifkan impeller clutch solenoid dan lockup clutch solenoid.

Saat dinon-aktifkan clutch solenoid valve No. 5 menutup aliran oli pilot dan membuang oli yang berada diujung selector spool untuk speed clutches No. 3 & 5 menuju drain. Saat diaktifkan, clutch solenoid valve No. 4 mengirimkan oli pilot kebagian ujung selector spool untuk speed clutch No. 4. Tekanan oli pilot oil mengalahkan gaya dorong spring sehingga spool bergerak dari posisi center.

Oli dari inlet passage mengalir melalui orifice, melewati selector spool untuk speed clutches No. 3 & 5, melalui selector spool untuk speed clutches No. 4, dan akhirnya masuk kedalam speed clutch No. 4.

Clutch No. 4 yang kosong menyebabkan tekanan P1 dan P2 berkurang sampai kurang dari 375 kPa (55 psi). Penurunan tekanan PI memungkinkan spring mendorong differential valve keatas. Saat differential valve bergerak keatas, differential valve membuka saluran oli didalam differential valve spring chamber dan load piston cavity sehingga berhubungan dengan drain.

Kemudian transmission control valve mengulangi siklus pengisian dan modulasi. Saat perpindahan kecepatan, ECM mempertahankan tekanan maksimum didalam impeller clutch. Transmission directional clutch yang akan menanggung beban setelah perpindahan kecepatan sudah terjadi.

KECEPATAN 2 MUNDUR

Posisi Second Speed Reverse
Posisi Second Speed Reverse

Saat operator melakukan perpindahan kecepatan dari FIRST SPEED FORWARD menjadi SECOND SPEED REVERSE, clutch solenoid No. 2 dan 5 di DE-ENERGIZE, sedangkan clutch solenoid No1 dan. 4 di ENERGIZED oleh ECM. ECM juga meng-aktifkan impeller clutch solenoid dan menon-aktifkan lockup clutch solenoid.

Saat dinon-aktifkan clutch solenoid valve No. 2 menutup aliran oli pilot dan membuang oli yang berada diujung selector spool menuju drain. Gaya dorong dari selector valve spring mengembalikan spool kembali kepada posisi semula yaitu di center. Saat selector spool bergerak, oli didalam clutch No 2 mengalir menuju drain.

Saat diaktifkan clutch solenoid valve No. 1 menutup aliran oli pilot dan membuang oli yang berada diujung selector spool untuk direction clutches No. 1 & 2 menuju drain. Tekanan oli pilot oil mengalahkan gaya dorong spring sehingga spool bergerak dari posisi center. Oli untuk directional clutch mengalir dari pressure differential valve, melewati directional clutch selector spool, lalu masuk kedalam REVERSE directional clutch (No. 1).

Saat dinon-aktifkan clutch solenoid valve No. 5 menutup aliran oli pilot dan membuang oli yang berada diujung selector spool untuk speed clutches No. 3 & 5 menuju drain. Tekanan oli pilot oil mengalahkan gaya dorong spring sehingga spool bergerak dari posisi center dan memungkinkan oli didalam clutch No 5 mengalir menuju drain.

Saat diaktifkan clutch solenoid valve No. 4, clutch solenoid valve No 4 mengalirkan oli pilot menuju ke salah satu speed clutch selector spool untuk speed clutch No 4. Tekanan oli pilot oil mengalahkan gaya dorong spring sehingga spool bergerak dari posisi center. Oli dari inlet passage mengalir melalui orifice, melewati selector spool untuk speed clutches No. 3 dan 5, melewati selector spool untuk speed clutches No. 4, lalu masuk kedalam speed clutch No. 4.

Clutch No 1 dan No. 4 yang kosong menyebabkan tekanan P1 dan P2 berkurang sampai kurang dari 375 kPa (55 psi). Penurunan tekanan P1 memungkinkan spring mendorong differential valve keatas. Saat differential valve bergerak keatas, differential valve membuka saluran oli didalam differential valve spring chamber dan load piston cavity sehingga berhubungan dengan drain.

Kemudian transmission control valve mengulangi siklus pengisian dan modulasi.

Saat perubahan arah terjadi, ECM mengurangi tekanan didalam impeller clutch sehingga memungkinkan impeller clutch dalam kondisi slip. ECM memantau output speed sensor torque converter dan transmisi untuk menentukan kapan transmission clutch harus engaged. Saat transmission clutch engaged, ECM akan menaikkan tekanan didalam impeller clutch didalam torque converter. Torque converter akan menanggung beban setelah perubahan arah sudah terjadi.

KECEPATAN 2 MUNDUR – DIRECT DRIVE

Posisi Second Speed Reverse-Direct Drive
Posisi Second Speed Reverse-Direct Drive

Saat machine beroperasi pada mode TORQUE CONVERTER DRIVE, lima kondisi harus terpenuhi sebelum ECM mengaktifkan lockup clutch solenoid dan mengubah mode kerja torque converter menjadi DIRECT DRIVE.

  1. Lockup clutch enable switch berada pada posisi ON
  2. Torque converter output speed diatas 1375 ± 50 rpm.
  3. Machine telah berada pada salah satu kecepatan dan arah selama lebih dari dua detik.
  4. Brake pedal tidak diinjak
  5. Lockup clutch telah dilepas oleh ECM setidaknya selama empat detik.

Saat lockup clutch solenoid diaktifkan, lockup clutch solenoid valve terbuka. Oli dari power train pump melewati lockup clutch solenoid valve dan mengisi lockup clutch. Sehingga lockup clutch engage dan menghubungkan turbine dengan rotating housing.

Saat DIRECT DRIVE, baik impeller clutch dan lockup clutch dalam kondisi engage. Torque converter rotating housing, impeller, dan turbine berputar sebagai kesatuan unit. Stator yang terpasang pada freewheel assembly, digerakkan oleh aliran oli didalam housing sehingga berputar dengan kecepatan yang hampir sama.

SISTIM KELISTRIKAN POWER TRAIN

Power Train Electrical System 992G
Power Train Electrical System 992G

Diagram diatas adalah sistim kelistrikan transmission pada Wheel Loader 992G.

Komponen-komponen yang terdapat pada kotak sebelah kiri adalah komponen-komponen input. Sedangkan pada kotak kanan adalah komponen-komponen output.

Komponen-komponen input akan mengirimkan sinyal ke ECM (Electronic Control Module). Pada ECM data-data ini diolah untuk menentukan komponen output mana yang akan diaktifkan oleh ECM.

Sebagai contoh, bila operator menginginkan first speed forward dengan menggerakkan STIC (Steering and Transmission Integrated Control) maka STIC akan mengirimkan sinyal ke ECM mengenai posisi transmission yang diminta operator. ECM kemudian, berdasarkan informasi dari STIC, mengirimkan arus ke solenoid #2 dan solenoid #5.

ECM juga mengaktifkan starter relay saat menghidupkan engine dan mengaktifkan back-up alarm saat operator memilih posisi gigi mundur. Saat diperlukan ECM mengaktifkan impeller clutch control valve solenoid, lockup clutch control valve solenoid, dan reduced rimpull indicator lamp.

CAT Data Link menghubungkan power train ECM dengan engine ECM dan implement ECM. Data link juga menghubungkan ECM dengan Vital Information Display System (VIDS) atau optional Vital Information Management System (VIMS) dan Caterpillar Electronic Technician (ET).

INPUT

Kompnen input untuk ECM adalah:

STIC: Steering & Transmission Integrated Control, mengkombinasikan kendali sistim steering dan kendali transmission dalam satu alat.

Key start switch: Menyediakan signal untuk ECM saat operator ingin menghidupkan engine. Directional switch pada STIC harus dalam posisi NEUTRAL sebelum ECM memperbolehkan menghidupkan engine.

Reduced rimpull on/off switch: Saat dalam posisi ON menyebabkan power train ECM menjadikan posisi reduced rimpull selector switch sebagai referensi untuk menentukan tingkat rimpull torque yang tersedia (melalui impeller clutch).

Reduced rimpull selection switch: Saat diaktifkan oleh reduced rimpull on/off switch, switch jenis rotary ini menentukan maximum rimpull torque yang tersedia pada roda.

Ride control on/off switch: Saat dalam posisi AUTO, menyebabkan fitur ride control menjadi aktif saat kondisi-kondisi tertentu terpenuhi.

Parking brake limit switch: Saat dalam posisi ON, memberikan signal bagi ECM yang menandakan bahwa operator telah mengaktifkan parking brake.

Quick-shift switch: Saat dalam posisi ON, menyebabkan fitur quick-shift aktif terjadi perubahan arah dan kecepatan FORWARD FIRST menjadi REVERSE.

Lockup clutch enable switch: Saat dalam posisi ON, menyebabkan fitur lockup clutch aktif, jika dilengkapi, saat kondisi operasi machine tercapai.

Steering and transmission lockout switch: Saat dalam posisi LOCK, menyebabkan ECM memindahkan posisi kecepatan transmisi menjadi NEUTRAL.

Torque converter pedal position sensor: Memberi signal mengenai posisi dari torque converter pedal kepada ECM. ECM menggunakan informasi posisi untuk dapat memvariasikan torsi menuju komponen-komponen drive train melalui impeller clutch. Nilai pengurangan torsi yang aktual ditentukan oleh kombinasi berbagai signal input yang berbeda.

Torque converter speed sensor: Menyediakan signal bagi ECM untuk menentukan kecepatan output dan arah putar dari torque converter.

Transmission speed sensor: Menyediakan signal bagi ECM untuk menentukan kecepatan putar dari transmisi.

Park brake pressure switch: Switch ini memantau tekanan hidrolik dari parking brake dan ECM dapat mengetahui saat tekanan diberikan pada parking brake.

OUTPUT

Komponen output yang menerima signal dari ECM adalah:

Starter relay: ECM mengaktifkan starter relay saat kondisi – kondisi untuk menghidupkan engine telah terpenuhi.

Reduced rimpull indicator lamp: ECM menyalakan lampu indikator reduced rimpull saat kondisi operasi machine tertentu telah terpenuhi dan ECM mengaktifkan fitur reduced rimpull.

Clutch solenoids: Solenoid mengatur aliran oli pilot menuju speed & directional control spool.

Ride control solenoid: ECM mengaktifkan soleniod untuk fitur ride control (optional pada 992G) saat kondisi operasi machine tertentu telah terpenuhi.

Impeller clutch solenoid: ECM mengaktifkan impeller clutch solenoid dengan tingkat arus listrik yang berbeda untuk mengontrol tekanan hidrolik pada impeller clutch.

Lockup clutch solenoid: ECM mengaktifkan lockup clutch solenoid untuk meng-ENGAGE-kan lockup clutch (optional pada 992G) saat kondisi operasi machine yang tepat telah tercapai.

Back-up alarm: ECM mengaktifkan back-up alarm saat operator memilih arah mundur dengan tuas kontrol STIC.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

%d bloggers like this: