Konsep Dasar, Fungsi dan Cara Kerja Unit Kopling

Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling - Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan saya bahas adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor khususnya untuk kendaraan ringan, yaitu sepeda motor dan mobil penumpang. Kopling dan komponen pengoperasiannya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi memindahkan tenaga dari sumber tenaga dari (mesin) ke roda kendaraan.

Pemindahan tenaga dari mesin ke-sistem penggerak pada kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan dan hentakan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada komponen komponen mesin. Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari

• Unit kopling
• Transmisi
• Propeller Shaft
• Diferential
• Poros dan roda kendaraan. 

Sementara Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada suatu kendaraan. Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit kopling memutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen dari mesin ke transmisi. Dengan adanya kopling, maka saat diperlukan tenaga gerak, maka tidak perlu harus mematikan sumber gerak (mesin). Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini.

Gambar 1 Letak Kopling

Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan ketransmisi ke propeller shaft dan ke roda melalui differensial (Final Drive). Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu kopling dengan menggunakan gigi, menggunakan gesekan, dan menggunakan tekanan hidrolis.

Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahan tenaga melalui gesekan antara bagian penggerak (drive) dengan yang akan digerakan (driven). Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendaraan ringan, seperti sepeda motor, dan mobil mobil kecil serta mobil mobil penumpang.

Kopling hidrolis banyak dipergunakan pada kendaraan dengan transmisi otomatis. Proses kerjanya memanfaat-kan tekanan hidrolis, dan pemindahan dari satu kopling kekopling yang lainnya, dilakukan dengan mengatur aliran hidrolisnya.

Cara Kerja Unit Kopling Gesek
Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang banyak digunakan dapat dijelaskan melalui gambar 3 dan 4.

Saat Piringan pemutar (Drive Disc) tidak berhubungan
dengan piringan yang diputar (Driven disk)

Berdasarkan skema rangkaian tersebut, kini terlihat fungsi utama kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari mesin ke transmisi. Proses perpindahan tenaga, poros engkol (crank shaft) memutar drive disc dalam kopling. Selama piringan/disc yang lain (driven disc) tidak berhubungan dengan drive disc, maka tidak ada tenaga/torsi/gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah daya (lebih spesifiknya transmisi). Atau bisa juga disebut kopling dalam kondisi bebas.

Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive disc akan memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input transmisi. Sebagai hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer melalui kopling ke komponen pemindah daya yang lainnya hingga ke roda penggerak. Saat kedua disc bersinggungan, dan saling berputar bersama dapat diilustrasikan dalam gambar di bawah ini.

Cara Kerja Kopling Saat Berhubungan

Kopling Gesek Plat Tunggal

saya akan membahas tentang salah satu jenis kopling gesek yakni kopling gesek jenis plat tunggal. Kita kenal terlebih dahulu tentang apa itu kopling gesek dan fungsinya berikut ini : 
Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahan tenaga melalui gesekan antara bagian penggerak (drive) dengan yang akan digerakan (driven). Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendaraan ringan, seperti sepeda motor, dan mobil mobil kecil serta mobil mobil penumpang. 
Fungsi utama kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari mesin ke transmisi melalui kerja pedal selama perkaitan roda gigi.
  

Persyaratan Kopling

a. Harus dapat menghubungkan putaran mesin dengan transmisi dengan lembut

b. Pada saat menghubungkan ke transmisi harus dapat memindahkan tenaga tanpa terjadi slip.

c. Harus dapat membebaskan hubungan dari transmisi dengan sempurna dan cepat

Komponen komponen kopling gesek plat tunggal

Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara bersamaan membentuk rangkaian kopling/kopling set (clutch assembly). Seperti terlihat pada gambar 5 berikut ini. Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut :

Komponen Utama Kopling Gesek Plat Tunggal

(1) Plat Kopling (juga dikenal sebagai piringan kopling, friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling). Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling yang dikunci dengan paku keling. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar 6 berikut ini :

Gambar Plat Kopling

Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan, yaitu : 

(a). Tahan terhadap panas. 

Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan. 

(b).Dapat menyerap panas dan membersihkan diri. 

Gesekan akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang debu yang terjadi. 

(c). Tahan terhadap gesekan. 

Kanvas kopling direncanakan untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan. 

(d).Dapat mencengkeram dengan baik. 

Plat kopling terdiri atas tiga bagian yaitu :

• Facing Facing dipasangkan pada cushion plate dengan cara dikeling sedangkan cushion plate tersebut bersatu dengan disc plate dengan cara dikeling juga, sehingga putaran facing akan diteruskan ke cushion plate lalu ke disc plate dan selanjutnya ke input shaft transmisi melalui clutch hub.
• Cushion plate. Cushion plate dirancang dengan bentuk bergelombang, tujuannya adalah agar pada saat plat penekan menyentuh plat kopling, penekanan dapat dilakukan dengan perlahan-lahan.
• Torsion Rubber (Torsion Dumper). Torsion rubber atau Torsion Dumper merupakan bagian yang berfungsi untuk meredam getaran pada plat kopling, dilihat dari bahannya, torsion rubber terdiri dari dua jenis, yaitu; berupa pegas koil dan karet.

(2). Tutup Kopling
Tutup kopling (clutch cover) terpasang pada roda penerus (flywheel) oleh beberapa baut dan berputar bersama dengan pelat kopling sesuai dengan kecepatan mesin. Tutup kopling dibagi menjadi dua tipe, yaitu tipe pegas koil dan tipe pegas membran (diaphragm spring).
1) Tutup Kopling dengan Pegas Koil (Coil Spring Type Clutch)
Cluth cover terdiri dari plat penekan yang dibuat dari baja tuang (cushion) yang diratakan dengan halus dan berfungsi untuk menekan plat kopling terhadap roda penerus dengan adanya tekanan pegas-pegas kopling. Kopling tipe ini dilengkapi dengan pegas koil/pegas spiral dan tiga buah pressure lever. Tipe pegas koil banyak digunakan pada kendaraan niaga berat.

Tutup Kopling Tipe Pegas Koil

2) Tutup Kopling dengan Pegas Membran (Diaphragm Spring Type Clutch) Pegas pada tutup kopling tipe ini adalah pegas membran (diaphragm spring) yang sekaligus berfungsi sebagai pressure lever. Bila pedal ditekan release bearing mendorong ujung-ujung sirip pegas membran, plat penekan akan tertarik sehingga kopling menjadi bebas. Saat ini tutup kopling tipe pegas membran (diaphragma spring) lebih banyak digunakan.

Tutup Kopling Tipe Pegas Diapragma

Dilihat dari karakteristik dan konstruksinya, tipe pegas diapragma mempunyai beberapa keuntungan diantaranya :

•  Untuk membebaskan kopling tidak diperlukan tenaga penekanan yang berlebihan (kopling ringan).
• Meskipun terjadi keausan pada plat kopling, tekanan pada plat penekan tidak berubah, sehingga kemungkinan slip sangat kecil.
• Tekanan pada plat penekan lebih merata. 
• Mempunyai jumlah bagian-bagian yang lebih sedikit.
• Pada kecepatan tinggi, tegangan pada tipe pegas koil akan menurun, dengan adanya efek gaya sentrifugal, sedangkan pada tipe pegas membran tidak.

Mekanisme Penggerak Kopling

1) kopling mekanis

Kopling mekanis (mechanical clutch) terdiri dari bagian-bagian seperti gambar di bawah ini. Pada tipe ini tenaga penginjakan pada pedal untuk membebaskan kopling diteruskan ke release fork melalui kabel pembebas (release cable). Kelebihan dari mekanisme penggerak kopling jenis mekanis adalah murah, mudah perawatannya, kontruksinya sederhana dan lain sebagainya. Sementara itu kekurangannya, kehilangan akibat gesekan relatif lebih besar dibandingkan dengan yang hidraulis, apabila jarang digunakan dan sudah berumur lama sering macet dan juga seret.

Mekanisme penggerak tipe mekanis

2) Tipe kopling hidrolis

Pada kopling tipe ini, pergerakan pedal kopling diubah oleh master silinder menjadi tekanan hidraulis kemudian diteruskan ke garpu pembebas kopling (clutch release fork) melalui silinder pembebas (release cylinder). Pada kopling tipe ini diperlukan komponen-komponen yang lebih banyak bila dibandingkan dengan sistem mekanis, tetapi mampu memindahkan tenaga yang lebih besar, sehingga cocok untuk kendaraan-kendaraan besar. Biasanya sebuah rancangan akan mempunyai kelebihan dan kekurangan, demikian juga dengan sistem kopling hidraulis ini, untuk itu dapat dijelaskan tentang kelebihan dan kekurangan sistem kopling hidraulis yaitu :

Mekanisme penggerak Tipe Hidraulis

Kelebihannya :

• Kehilangan tenaga akibat gesekan lebih kecil, sehingga penekanan pedal kopling lebih ringan.
• Pemindahan tenaga pedal kopling lebih cepat sehingga kerja kopling lebih baik
• Penempatan pedal kopling dan master silinder mudah ditempatkan sesuai dengan keadaan.

Kekurangannya :

• Konstruksinya lebih rumit
• Kerja kopling akan terganggu atau tidak akan baik apabila terjadi kebocoran atau terdapat udara pada sistem kopling.

Read : Kopling Gesek Plat Tunggal

a) Master silinder kopling

Master silinder kopling atau clutch master cylinder terdiri dari reservoir, piston cylinder cup, katup dan lain-lain, tekanan hidraulis dihasilkan oleh gerakan piston. Batang penekan kopling (cluth pushrod) tertarik kearah pegas pembalik pedal (pedal return spring). Pada beberapa kendaraan niaga menggunakan master silinder dengan tambahan booster.

Master Silinder Kopling

Master silinder berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik, menekan pedal kopling menyebabkan push rod bergerak terhadap piston untuk menutup return port, minyak terhisap dari reservoir. Saat pedal dilepaskan menyebabkan pegas balik mendorong piston kembali ke posisi semula, return port terbuka dan minyak kembali lagi ke reservoir.

b) Silinder pembebas kopling
Silinder pembebas kopling (release cylinder) dibagi atas dua tipe; tipe yang bisa disetel (adjustable type) dan tipe menyetel sendiri (self-adjusting type). 

Tipe yang bisa disetel (adjustable type) Minyak hidraulis dari master silinder menyebabkan piston pada release cylinder mendorong pushrod dan mendorong garpu pembebas (clutch release fork).  Silinder pembebas mempunyai saluran pembuang udara (bleeder plug) untuk mengeluarkan udara dari saluran hidraulis, dan pegas pembalik menjaga agar garpu pembebas kopling dan batang penekan tetap bersentuhan satu sama lainnya. Konstruksi silinder pembebas (release cylinder.)

Tipe menyetel sendiri (self-adjusting type).
Penyetelan kebebasan garpu pembebas kopling dilakukan dengan cara merubah panjang batang penekan. Pada kendaraan Modern, untuk menghilangkan penyetelan gerak bebas maka digunakan silinder pembebas tipe menyetel sendiri. Pada silinder pembebas tipe menyetel sendiri tidak menggunakan pegas pembalik garpu pembebas, sebagai gantinya maka pada silinder pembebas dipasang pegas (conical spring) untuk menjaga agar garpu pembebas (release fork) selalu bersentuhan dengan batang penekan
.