KONTROL TORQUE CONVERTER TIPE LOCK-UP CLUTCH

Seperti sudah dibahas sebelumnya lock-up clutch torque converter mengalami dua mode operasi, yaitu: converter drive dan direct drive

Saat converter drive, torque converter akan melipat gandakan torsi menuju transmission. Sedangkan pada kecepatan machine yang lebih tinggi, lockup clutch akan aktif sehingga terjadi kondisi direct drive. Perubahan kondisi lock-up clutch torque converter, On atau Off, sepenuhnya diatur oleh transmission/chassis ECM yang disesuaikan dengan operasi kerja machine secara otomatis. Dalam modul ini akan dibahas sistim kontrol lock up clutch pada Off Highway Truck dan Wheel Loader ukuran besar.

ACTIVATION PARAMETER

Pada Off High Way Truck

Converter drive terjadi pada saat transmisi dalam posisi neutral, reverse, dan saat transmisi berada pada speed 1st dengan syarat kecepatan machine rendah, saat laju machine bertambah tinggi torque converter akan berubah mode operasi menjadi direct drive

Antara kecepatan 2nd sampai kecepatan tertinggi semuanya dalam kondisi direct drive, namun saat proses perpindahan gigi, torque converter akan berada dalam posisi converter drive selama beberapa saat agar perpindahan kecepatan terjadi lebih lembut.

Pada Wheel Loader Ukuran Besar

Pada large wheel loader 994F, beberapa kondisi harus terpenuhi sebelum power train ECM mengaktifkan lockup clutch solenoid sehingga machine dapat beroperasi dengan mode direct drive,

Gambar 1 – Lockup Clutch Enable Switch
  1. Lockup clutch enable switch pada posisi ON.
    Switch ini memungkinkan operator dapat memilih mode kerja torque converter, yaitu selalu converter drive atau direct drive saat parameter atau kondisi operasi machine lainnya tepenuhi. Saat lock-up clutch enable switch dalam posisi ON, Power Train electronic control module (ECM) akan menyebabkan lockup clutch engage.
  2. Transmisi dalam gigi dua atau tiga.
    Lock-up clutch tidak akan engage apabila transmisi dalam posisi gigi percepatan 1st dan mundur.
  3. Torque converter output speed diatas 1375 ± 50 rpm.
    Informasi kecepatan dan arah putar torque converter diperlukan oleh ECM untuk mengaktifkan lock-up clutch solenoid.
  4. Transmisi telah berada pada kecepatan dan arah yang diinginkan selama lebih dari dua detik.
  5. Brake pedal dan impeller clutch pedal tidak ditekan.
  6. Lockup clutch telah di release oleh Power Train ECM setidaknya selama empat detik.

Waktu yang diperlukan oleh sistem dari mulai lock-up clutch release sampai kembali engage setidaknya menunggu selama empat detik.

Modulasi Lockup Clutch

Pengaturan mekanisme lockup clutch pada OHT dan Wheel Loader besar dilakukan oleh solenoid. Solenoid diaktifkan oleh transmission Electronic Control Module (ECM).

Solenoid mengarahkan oli bertekanan tinggi kebagian belakang lockup clutch piston, piston bergerak dan menekan plate dan disc sehingga terhubung satu dengan yang lainnya. Laju kenaikan tekanan oli dibagian belakang piston harus diatur sedemikian rupa sehingga perpindahan tenaga lebih efektif dan efisien.

Bila kenaikan tekanan terlalu cepat akan menyebabkan komponen –komponen menjadi bertambah stress karena beban kejut, sedangkan bila kenaikan tekanan terlalu lama akan menyebabkan keausan yang tidak perlu pada clutch dan dics. Proses ini disebut modulasi.

Kontrol modulasi tekanan pada OHT dilakukan oleh komponen lockup clutch valve dengan sebuah solenoid berjenis On/Off. Sedangkan pada Wheel loader besar dilakukan oleh lock-up clutch solenoid valve yang berjenis proportional dimana besar atau kecilnya pembukaan valve disesuaikan dengan besaran signal listrik dari ECM .

LOCKUP CLUTCH VALVE PADA OFF HIGH WAY TRUCK

CONVERTER DRIVE

Gambar 2 – Torque Converter Lockup Clutch Valve (Converter Drive)

Pada gambar diatas terlihat torque converter lockup clutch valve saat CONVERTER DRIVE atau NEUTRAL. Suplai oli dari parking brake release pump digunakan untuk mengaktifkan lockup clutch dan memiliki dua fungsi:

Tekanan suplai diturunkan untuk dikirimkan sebagai tekanan pilot ke solenoid valve.

Saat solenoid energize, tekanan dari pompa juga akan diturunkan oleh modulation reduction valve untuk mendapatkan tekanan yang sesuai untuk lockup clutch.

Pertama, tekanan suplai dari pump diturunkan untuk menyediakan tekanan pilot bagi lockup solenoid. Spool pada pressure reducing valve adalah normaly open sehingga suplai oli dari pump segera mengalir menuju lock-up solenoid.

Melalui lubang orifice dan melewati check valve pada pressure reduction valve spool, suplai oli juga mengalir masuk kedalam slug chamber. Check valve akan menahan pergerakkan spool dan mengurangi kemungkinan pergerakan yang kasar akibat naiknya tekanan secara tiba-tiba.

Slug mengurangi efektif area dimana oli dapat mendorong. Dengan mengurangi efektif area menjadi lebih kecil, maka spring dengan ukuran yang lebih kecil dan lebih sensitif dapat digunakan.

Pressure reducing valve akan tertutup apabila nilai tekanan pilot sudah tercapai. Hal ini terjadi pada saat tekanan oli didalam slug chamber mendorong slug arah kekanan dan spool akan bergerak ke kiri melawan spring. Tekanan pilot akan sama dengan gaya spring diujung kiri spool. Kekuatan spring dapat distel dengan menggunakan shim. Tekanan pilot adalah 1725 ± 70 kpa (250 ± 10 psi).

Saat lockup clutch solenoid diaktifkan (energize), dengan cara diberi arus listrik, oleh transmission/Chassis ECM, suplai oli pilot dari pump akan mengalir menuju lockup clutch valve untuk memulai proses modulasi tekanan didalam torque converter lockup.

Lockup clutch valve kemudian memasok oli untuk meng-ENGAGE lockup clutch didalam torque converter. Lock-up solenoid berjenis on/off

DIRECT DRIVE

Gambar 3 – Torque Converter Lockup Clutch Valve (Direct Drive)

Saat lockup solenoid diaktifkan oleh ECM, oli pilot mengalir menuju shuttle valve dan mendorong valve kearah kanan sehingga menutup saluran drain dan membuka check valve. Oli kemudian mengalir dan mendorong bagian atas selector piston. Selector piston bergerak kebawah sehingga menyebabkan saluran menuju drain tertutup, dan juga menekan load piston sehingga load piston spring akan mulai terkompres. Pada saat ini proses modulasi tekanan didalam lockup clutch dimulai.

Setelah clutch terisi oli, tetapi load piston masih menempel pada selector piston (belum bergerak), lockup clutch pressure berada pada nilai terendah. Nilai ini disebut “primary pressure” yang besarnya sekitar 1030 ± 35 kPa (150 ± 5 psi).

Pada saat selector piston bergerak ke bawah, load piston juga bergerak kebawah dan menekan load piston spring. Lalu load piston spring  mendorong modulation reduction valve spool melawan gaya dari return spring. Pergerakkan awal ini membuka supply passage dari pump dan mengalirkan oli menuju clutch.

Bila clutch sudah terisi, oli akan membuka ball check valve dan mengisi slug chamber pada bagian bawah reduction valve spool. Pada saat yang bersamaan, oli mengalir menuju load piston orifice dan mengisi chamber (ruangan) antara ujung load piston dan selector piston. Saat pengisian clutch, tekanan dalam ruangan ini tidak cukup besar untuk menggerakkan load piston didalam selector piston. Setelah clutch terisi, load piston orifice membantu mengatur proses modulasi.

Modulasi tekanan terjadi karena pergerakan load piston secara terus menerus akan menambah ketegangan spring secara bertahap. Seiring dengan pergerakkan load piston ke bawah, tekanan lockup clutch akan naik secara bertahap sampai load piston berhenti. Saat load piston berhenti bergerak, tekanan tertinggi pada lock-up clutch akan tercapai. Kenaikan tekanan secara bertahap ini, yang tergantung pada seberapa cepat load piston bergerak, disebut “modulation”.

Kecepatan pergerakkan load piston tergantung seberapa cepat oli mengisi ruangan antara selector piston dan load piston. Load piston orifice mengatur aliran oli menuju load piston chamber dan akan menentukan waktu modulation. Pada akhir modulasi, load piston telah bergerak jauh kebawah sampai menyentuh stopper dan clutch pressure berada pada maximum setting. Tekanan maximumnya antara 310 – 340 psi pada kecepatan engine 1300 rpm (lihat spesifikasi per machine).

Karena ini merupakan modulation reduction valve, maka maximum pressure setting pada clutch lebih rendah dari transmission charge pressure. Pada akhir proses modulasi tekanan pada slug chamber mendorong reduction valve sedikit keatas untuk menghambat aliran oli menuju clutch. Ini merupakan “metering position” dari reduction valve spool.

Primary pressure dapat distel dengan menambahkan atau mengurangi shim pada load piston. Tekanan tertinggi pada lockup clutch tidak dapat distel. Jika primary pressure tidak sesuai namun nilai maximum pressure lockup clutch sesuai, maka load piston harus diperiksa untuk memastikan apakah komponen ini dapat bergerak dengan bebas pada selector piston. Jika load piston dapat bergerak bebas, load piston spring harus diganti. Pastikan untuk me-reset lockup clutch primary pressure bila load piston spring-nya diganti

Primary pressure dapat distel dengan menggunakan shim yang terdapat pada load piston. Pada saat pengetesan load piston plug harus dibuka.

LOCKUP CLUTCH PROPORTIONAL SOLENOID PADA LARGE W L

LOCKUP CLUTCH SOLENOID VALVE

Solenoid yang digunakan pada lockup clutch berjenis proportional dan diaktifkan oleh ECM dengan mengirimkan signal listrik berjenis PWM (pulse width modulation). Power Train ECM memvariasikan jumlah arus listrik untuk dapat mengontrol jumlah oli yang mengalir melalui lockup clutch valve menuju lockup clutch. Semakin besar arus listrik yang dikirim oleh Power Train ECM maka makin besar pula tekanan didalam lockup clutch.

Power Train ECM menerima signal input dari torque converter output speed sensor. Sensor dipasang dibagian depan torque converter housing diatas output shaft. Signal yang dihasilkan sensor digital adalah PWM. ECM membutuhkan informasi dari sensor ini untuk mementukan kecepatan dan arah dari torque converter output.

Terlihat pada gambar diatas adalah bagian lockup clutch solenoid valve. Pada saat lockup clutch solenoid energized, solenoid menggerakan pin melawan ball. Ball menutup aliran oli dari pompa melalui orifice dari drain. Tekanan oli akan naik pada sisi ujung kiri dari valve spool dan menggerakan valve spool ke kanan melawan spring. Valve spool menutup saluran antara lockup clutch dengan drain dan membuka saluran antara lockup clutch dengan pompa. Oli dari pompa mengalir melalui valve spool ke lockup clutch.

Note:Saat Power Train ECM menaikan arus listrik pada lockup clutch solenoid menyebabkan tekanan didalam impeller clutch bertambah.

CONVERTER DRIVE

Apabila salah satu dari enam parameter diatas tidak tercapai, mode operasi torque converter akan tetap berada pada converter drive. Akan terjadi pelipat gandaan torsi pada torque converter sehingga kebutuhan transfer tenaga yang besar dapat terpenuhi.

Gambar 4 – lockup Clutch Solenoid Valve, De-energized

Saat lockup clutch solenoid de-energized, tenaga yang menahan pin untuk melawan ball hilang. Oli dari pompa mengalir melalui orifice lewat ball menuju drain. Spring menggerakan valve spool ke kiri.

Valve spool membuka saluran antara lockup clutch dengan drain dan menutup saluran antara lockup clutch degan pompa. Aliran dari pompa yang ke lockup clutch ditutup. Oli yang ada didalam lockup clutch mengalir melewati valve spool menuju drain.

Saat transmisi NETRAL, Power Train ECM menon-aktifkan (de energize) optional lockup clutch solenoid. Saat lockup clutch solenoid de-energized, lockup clutch solenoid valve menutup. Valve menutup aliran suplai pompa ke lockup clutch dan mengijinkan oli didalam lockup clutch mengalir menuju tanki. Lockup clutch akan release dan memutus turbine dari rotating housing. Tidak ada tenaga yang ditranfer dari housing ke turbine.

DIRECT DRIVE

Gambar 5 – lockup Clutch Solenoid Valve, Energized

Pada saat operator mengaktifkan Lockup clutch enable switch dan parameter-parameter aktifasi lockup clutch lainnya tercapai, ECM akan mengaktifkan solenoid lockup sehingga lockup clutch solenoid valve membuka. Selanjutnya oli dari pump suplai mengalir melewati lockup clutch solenoid valve dan mengisi lockup clutch. Lockup clutch engage dan menghubungkan turbine dengan rotating housing.

Saat DIRECT DRIVE, baik impeller clutch dan lockup clutch engage. Torque converter rotating housing, impeller, dan turbine berputar seperti satu bagian. Stator, yang terletak di freewheel assembly, diputar oleh tenaga oli didalam housing dan akan berputar bebas kurang lebih dengan rpm yang sama

Leave a Reply

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

%d bloggers like this: