TRANSMISSION MANUAL CONTROL VALVE

Sistem ini disebut manual karena operator secara langsung menggerakkan directional spool dan speed spool melalui mekanisme cable & linkage. Directional dan speed spool terletak didalam control valve.

Pada sistim terdapat dua nilai tekanan clutch, yaitu speed clutch pressure (P1) dan directional clutch pressure (P2). Kedua nilai tekanan ini selalu memiliki nilai selisih yang konstan. Didalam manual control valve terintegrasi komponen pengatur tekanan oli untuk suplai torque converter, nilai tekanan suplai torque converter disebut (P3).

POWER TRAIN HYDRAULIC SYSTEM

Power Train Hydraulic System
Gambar 91 – Power Train Hydraulic System

Power train hydraulic system mensuplai dan mengatur oli menuju hydraulic clutch dan melumasi serta mendinginkan komponen-komponen transmission.

Pada power train hydraulic system terdapat transmission control valve untuk mengatur proses engage-nya clutch.

Oli untuk power train hydraulic system didapatkan dari pompa transmission yang mengalir melalui filter menuju transmission control valve.

Pada sebagian transmission control valve, sisa oli dari control valve akan dialirkan ke torque converter kemudian menuju transmission oil cooler untuk didinginkan.

Gambar diatas adalah sistim hidrolik yang umum digunakan pada machine dengan tipe kontrol manual dengan fitur 3 kecepatan maju dan 3 kecepatan mundur (3F/3R). Sistem pada machine lain bisa sangat berbeda.

Identifikasi Komponen

Torque Converter Inlet Ratio Valve

Berfungsi membatasi tekanan maksimum oli yang akan memasuki torque converter. Inlet ratio valve bekerja dengan memanfaatkan prinsip perbandingan antara tekanan suplai oli dari pompa yang bekerja pada luas penampang bagian dalam valve terhadap tekanan oli yang menuju torque converter yang bekerja pada luas penampang kiri bagian luar valve.

Modulation Relief Valve Dan Load Piston

Kedua komponen ini berfungsi untuk memodulasi tekanan, yaitu menaikkan tekanan oli secara bertahap sampai didapat tekanan maksimal engagement clucth. Pada saat tekanan maksimal telah dicapai, modulation relief valve akan bekerja mencegah kenaikan tekanan didalam sistem.

Pada saat operasi load piston secara terus menerus bergerak menambah ketegangan spring sampai pada posisi finalnya. Semakin tinggi ketegangan spring maka semakin tinggi pula tekanan oli didalam clutch. Pada posisi maksimal maka akan didapatkan nilai tekanan P1 maximum clutch engagement.

Sedangkan modulation relief valve akan terus membuka dan menutup memberikan keseimbangan antara nilai tekanan suplai dengan nilai ketegangan spring yang diatur oleh load piston. Bila tekanan suplai lebih besar dari pada nilai ketegangan load piston spring, relief valve terbuka.

Initial atau primary pressure adalah tekanan oli pada saat proses modulasi dimulai. Pada saat ini, clutch sudah terisi oli akan tetapi load piston belum bergerak mendorong spring dan modulation relief valve. Bila nilai initial pressure berubah (lebih rendah atau lebih tinggi dibandingkan spesifikasinya) maka maximum pressure juga akan ikut berubah.

Bila maximum pressure berubah, maka yang harus distel adalah initial pressure-nya. Penyetelan dilakukan dengan cara menambah atau mengurangi shim yang terdapat pada load piston.

Screened Orifice

Orifice ini berfungsi sebagai pengatur debit aliran oli menuju bagian belakang load piston. Screen orifice memungkinkan terjadi perbedaan tekanan antara clutch/sistim dengan bagian belakang load piston. Perbedaan tekanan yang terjadi hanya sesaat ini menyebabkan load piston bergerak menambah ketegangan spring.

Screen orifice menentukan lamanya proses modulasi tekanan clutch. Permasalahan pada komponen ini akan menyebabkan kondisi harsh shifting atau slow respon saat operator memindahkan gigi percepatan atau arah machine.

Differential Valve

Berfungsi untuk membedakan tekanan oli antara speed clutch dan directional clutch, lebih detail fungsi

Differential valve memiliki fungsi :

  • Membedakan tekanan oli P1 (speed clutch pressure) dengan P2 (directional clutch pressure) sebesar 55 psi
  • Menahan aliran oli menuju P2 pada saat transmission pada posisi neutral
  • Membuang oli dari belakang load piston (ruangan sebelah kanan load piston) pada saat perpindahan gigi
  • Sebagai pengaman apabila engine dihidupkan dan posisi transmission tidak dalam posisi neutral, maka machine tetap tidak akan dapat bergerak.

Speed Selector & Directional Selector Spool

Kedua komponen ini berfungsi mengarahkan aliran oli.. Speed selector mengarahkan oli menuju speed clutch (P1). Sedangkan Directional Selector Spool berfungsi mengatur arah aliran oli menuju directional clutch (P2).

SISTEM OPERASI

Neutral

Manual Transmission Control Valve 3f/3r On Engine Off
Gambar 2 – Manual Transmission Control Valve 3f/3r On Engine Off

Speed dan directional selector spool dihubungkan dengan transmission control lever yang berada pada ruangan operator menggunakan kabel atau tuas. Posisi kedua selector spool ini akan menentukan clutch mana yang terhubung dengan saluran suplai oli dari pompa dan juga clutch mana yang akan terhubung dengan tangki.

Gambar diatas menunjukkan kontrol transmisi manual 3F/3R saat dalam kondisi netral dan engine mati.

Transmission Control Valve On Neutral Engine Running
Gambar 3 – Transmission Control Valve On Neutral Engine Running

Pada saat transmission pada posisi neutral maka clutch #3 akan engage.

Oli dari pompa mengalir menuju modulating relief valve dan directional selector spool.

Pada modulating relief valve oli masuk ke orifice sebelah kanan mengisi ruangan disebelah kanan ball check, kemudian mengalir menuju torque converter.

Oli juga masuk melalui orifice sebelah kiri pada modulating relief valve mengisi slug chamber.

Oli yang menuju directional selector spool kemudian mengalir ke dua arah yaitu :

  1. Menuju inlet ratio valve dan mengisi slug chamber pada inlet ratio valve, menyebabkan inlet ratio valve bergerak ke kiri menutup saluran buangan oli.
    Oli juga mengalir menuju dan mengisi ruangan sebelah kiri differential valve serta mengalir menuju bagian belakang load piston melewati screened orifice.
    Pada saat neutral oli tidak akan dapat mengisi directional clutch karena tekanan oli tidak akan mampu mendorong differential valve lebih jauh karena begitu differential valve bergeser sedikit saja ke kanan akan membuka saluran ke drain (mengalir keatas melalui speed selector spool)
  2. Oli juga mengalir melewati directional selector spool menuju dan melewati speed selector spool dan kemudian mengisi clutch #3.

Proses Modulasi

Setelah clutch terisi oli tekanannya akan terus naik. Kenaikkan tekanan oli juga terjadi didalam slug chamber pada modulating relief valve yang akan mendorong modulating relief valve ke kanan melawan gaya load piston spring. Modulation relief valve terbuka sehingga oli dari pompa mengalir menuju kedalam torque converter.

Pada saat yang bersamaan, tekanan oli pada clutch akan berbeda dengan tekanan oli dibelakang load piston. Ini dikarenakan ada nya screened orifice.

Pada saat tekanan oli dibelakang load piston meningkat, load piston akan bergerak ke kiri mendorong spring dan modulating relief valve sehingga saluran dari pompa menuju torque converter menutup.

Karena saluran menuju torque converter menutup maka tekanan pada clutch akan naik lagi dan modulating relief valve akan bergerak ke kanan membuka saluran menuju torque converter. sementara itu load piston tidak dapat bergerak ke kanan karena dibelakangnya terdapat oli. Karenanya, spring akan tertekan yang menyebabkan tekanan spring-nya menjadi naik.

Tekanan oli pada load piston, beberapa saat kemudian, akan naik lagi dan akan menggerakkan load piston, spring dan modulating relief valve ke kiri, menutup saluran menuju torque converter.

Proses tersebut terjadi berulang-ulang dan tekanan oli akan naik secara perlahan sampai tekanan pada clutch mencapai tekanan maksimumnya.

Tekanan maksimum dibatasi oleh orifice D, dimana pada saat load piston mencapai orifice ini tekanan oli tidak akan dapat naik lagi karena olinya terbuang ke drain.

IN GEAR

Transmission Control Valve On First Speed Forward Position
Gambar 4 – Transmission Control Valve On First Speed Forward Position

Gambar diatas menunjukkan transmission control valve pada posisi 1st forward speed (maju kecepatan satu).

Speed selector spool bergeser ke kanan sehingga membuka saluran oli dari clutch #3 menuju drain dan juga membuka saluran oli dari pompa menuju clutch #5.

Gerakkan speed selector spool juga mengakibatkan tertutupnya saluran oli dari sebelah kiri differential valve menuju drain sehingga differential valve dapat bergerak penuh ke kanan.

Saat tekanan oli di ruangan sebelah kiri differential valve tersebut melebihi tekanan spring pada differential valve (nilainya biasanya sebesar 55 psi), maka differential valve akan bergerak ke kanan sehingga oli dapat mengalir menuju directional clutch.

Maka, kini clutch #2 dan #5 terisi oli sehingga transmission ber gerak pada kecepatan 1 maju.

NEUTRAL POSITION ON DIRECTIONAL SPOOL

Transmisison Control Valve D8R, Netral
Gambar 5 – Transmisison Control Valve D8R, Netral

Gambar diatas menunjukkan varian lain dari transmission control valve yang digunakan pada Track Type Tractor D8R.

Pada transmission control valve diatas posisi neutral terdapat pada directional selector spool, bukan pada speed selector spool seperti pada pembahasan sebelumnya.

Cara kerja masing-masing komponennya adalah sama dengan transmission control valve jenis sebelumnya.

NEUTRALIZER VALVE

Neutralizer Valve
Gambar Neutralizer Valve

Transmission control valve diatas adalah versi yang biasanya di­gunakan pada Wheel Loader. Pada control valve ini dilengkapi dengan neutralizer valve yang berfungsi untuk mengeluarkan oli dari ruangan disebelah kiri differential valve.

Pada saat neutralizer valve mendapatkan sinyal oli, spool pada neutralizer valve akan bergerak kebawah sehingga membuka saluran oli dari ruangan sebelah kiri differential valve menuju tangki. Akibatnya, differential valve bergerak ke kiri dan mengeluarkan oli dari directional clutch ke drain melewati ujung kanan differential valve.

Karena oli dari directional clutch di buang maka hanya speed clutch saja yang engage sehingga transmission menjadi neutral walaupun transmission control lever berada pada posisi gigi tertentu.

Neutralizer diaktifkan dengan cara menginjak pedal sebelah kiri pada ruang operator. Saat pedal diinjak, oli mengalir menuju neutralizer valve dan mendorong spool pada neutralizer valve kebawah.

CLUTCH ENGAGEMENT

Normal Clutch Engagement

Grafik Clutch Engagement
Grafik Clutch Engagement

Gambar diatas memperlihatkan grafik clutch engagement.

Saat perpindahan gigi terjadi, tekanan P1 dan P2 akan turun karena sebagian olinya dibuang ketangki dan sebagian lagi mengisi clutch yang baru.

Tekanan P1 dan P2 pada clutch yang baru akan naik secara bertahap mulai dari initial pressure sampai maximum pressure.

Selama kenaikkan tekanan dari initial pressure ke complete clutch engagement, akan terjadi slip pada speed dan directional clutch.

Tekanan P1 selalu berbeda dengan P2 dengan nilai perbedaan yang tetap. Hal ini diatur oleh differential valve.

Shift Modulation Problem

Grafik Pengaruh Initial Pressure
Grafik Pengaruh Initial Pressure

Gambar diatas memperlihatkan grafik pengaruh initial pressure terhadap proses perpindahan gigi.

Garis berwarna merah menunjukkan nilai initial pressure yang normal sehingga proses perpindahan gigi menjadi halus.

Apabila initial pressure terlalu rendah (garis berwarna hijau) maka proses clutch engagement akan lambat sehingga plate dan disc akan slip lebih lama. Hal ini akan menyebabkan keausan lebih tinggi pada plate dan disc. Maximum pressure juga akan rendah, akibatnya clutch juga akan slip pada saat beban berat.

Initial pressure yang terlalu tinggi akan menyebabkan proses clutch engagement yang terlalu cepat sehingga proses perpin­dahan gigi menjadi kasar (garis berwarna biru). Bila initial pressure tinggi maka maximum pressure juga akan ikut tinggi.

Proses modulasi yang lambat dapat pula diakibatkan oleh tersumbatnya screened orifice. Namun, maximum pressure akan sesuai dengan spesifikasinya (garis berwarna kuning).

Leave a Reply

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

%d bloggers like this: