Torsi Konverter dan Cara Kerjanya
Torsi Konverter (Torque Converter) yakni suatu komponen pemindah tenaga (power train) yang bekerjanya secara hidrolis. Prinsip kerja dari torsi konverter yakni mengganti tenaga mekanis dari engine menjadi energi kinetis (oil flow) dan merubahnya lagi menjadi tenaga mekanis pada shaft output-nya.
Fungsi Torsi Konverter
Fungsi torsi konverter yakni selaku berikut:
• Sebagai kopling otomatis (automatic clutch) untuk meneruskan engine torque ke input transmisi.
• Meningkatkan (multiflies) torque yang dibangkitkan oleh engine.
• Meredam getaran puntir (torsional vibration) dari engine dan drive train.
• Meratakan (smoothes) putaran engine.
Jika kopling fluida cuma terdiri atas pompa impeler (pump impeller) yang dihubungkan dengan mesin dan turbine runner yang dihubungkan dengan input transmisi, pada torsi konverter terdapat penambahan komponen yang dipasangkan diantara pump impeller dan turbine runner yang disebut dengan stator. Untuk memaksimalkan kerja stator maka pada poros stator dipasangkan OWC (one way clutch) yang berfungsi untuk menghalangi putaran balik stator yang sanggup menghalangi pedoman fluida untuk menggerakkan turbine runner.
Prinsip Kerja Torsi Konverter
Pada dasarnya, kopling fluida dan torsi konverter memiliki prinsip kerja yang sama. Jika dua kipas angin ditempatkan saling berhadapan satu sama lain, dan salah satu kipas angin dinyalakan, angin yang ditimbulkan akan menggerakkan sirip kipas angin satunya (kipas angin yang tidak dinyalakan) dan alhasil keduanya berputar.
Sirip kipas angin yang berputar pertama kali akan berputar secara sedikit demi sedikit lebih singkat hingga pada alhasil kedua kipas angin berputar dengan kecepatan yang sama.
Komponen Torsi Konverter
1. Pompa Impeler (Pump Impeller)
Pompa impeler disatukan dengan converter case dan converter case dihubungkan ke poros engkol lewat drive plate, hal ini memiliki arti pompa impeler akan berputar dikala poros engkol berputar. Pompa impeler berfungsi untuk melemparkan Automatic Transmission Fluid (ATF) ke turbine runner mudah-mudahan turbine runner ikut berputar. Pompa impeler berisikan vane dan guide ring. Guide ring berfungsi untuk menampilkan celah yang memperlancar pedoman minyak.
2. Turbine Runner
Turbine runner dihubungkan dengan overdrive input shaft transmisi, hal ini memiliki arti turbine runner berfungsi untuk menerima lemparan fluida dari pompa impeler dan menggerakkan input shaft transmisi. Turbine runner berisikan vane dan guide ring. Arah vane pada turbine runner bertentangan dengan vane pump impeller.
Turbine runner dihubungkan dengan input shaft transmisi dan berputar bareng dikala kendaraan berlangsung dan shift selector ditempatkan ke “D”, “2” “L” atau “R”. Namun turbine runner tidak akan berputar pada dikala kendaraan berhenti dengan selector masih berada di salah satu di antara keempat posisi tersebut. Ia akan berputar bebas bareng pump impeller pada posisi “N” dan “P”.
3. Stator
Stator ditempatkan di tengah-tengah antara pump impeller dan turbine runner. Dipasang pada poros stator yang diikatkan pada transmission case lewat one-way clutch. Stator berfungsi untuk mengarahkan fluida dari turbine runner mudah-mudahan menabrak pecahan belakang vane pump impeller, sehingga menampilkan suplemen tenaga pada pump impeller.
One-way clutch memungkinkan stator cuma berputar searah dengan poros engkol. Oleh lantaran itu, stator akan berputar atau terkunci tergantung dari arah dorongan minyak pada vane stator.
Pemindahan Tenaga Pada Torsi Konverter
Seperti prinsip yang sudah diterangkan di atas, di mana terdapat dua buah kipas angin, satunya dicolokkan ke listrik kemudian dinyalakan, dan satunya berada di hadapan kipas yang dicolokkan ke listrik tersebut. Jika kipas yang kita colokkan ke listrik kita hidupkan, maka kipas yang ada di hadapannya itu ikut berputar. Dalam problem menyerupai itu, pump impeller bertindak selaku kipas yang dicolokkan ke listrik, sementara turbine runner bertindak selaku kipas yang ada di hadapannya.
Jika pump impeller diputar oleh crankshaft, ATF yang ada didalamnya akan ikut berputar bareng dengan arah yang serupa pula. Semakin cepat putaran pump impeller, makin besar gaya sentrifugal yang berakibat ATF akan terpental keluar dari pump impeller. ATF yang terpental tersebut akan membentur vane pada turbine runner dan turbine runner tersebut akan berputar searah dengan pump impeller. Pada dikala ATF mengenai pecahan dalam permukaan turbine runner, maka ATF tersebut akan diarahkan kembali ke pump impeller.
Pembesaran (Pelipatgandaan) Momen
Masih sama dengan prinsip kipas angin yang saling berhadapan tersebut, tetapi kini ditambahkanlah air duct di belakang kipas.
Dengan ditambahkannya air duct ini maka pedoman yang mengalir ke kipas B akan dialirkan kembali menuju kipas A sehingga putaran kipas A makin cepat. Dalam torsi konverter, stator berperan selaku air duct tersebut.
Pada torsi konverter, pedoman ATF yang mengalir dari pump impeller ke turbine runner dan melalui stator vane dan kembali ke pump impeller ialah proses pembesaran momennya. Dengan kata lain, pump impeller diputarkan oleh mesin dan juga dibantu oleh kembalinya ATF dari turbine runner yang lewat stator vane selaku air duct sehingga putaran pump impeller makin cepat dan meperbesar momen yang ada padanya.
Fungsi one-way clutch pada stator.
1. Bila vortex flow besar
Arah ATF yang mengalir dari turbine runner ke stator tergantung perbedaan kecepatan putar pump impeller dengan turbine runner. Jika perbedaannya besar, maka ATF yang mengalir dari turbine runner akan mengenai pecahan permukaan depan dari stator vane, sehingga stator condong berputar bertentangan dengan pump impeller. Namun, pada dikala ini one-way clutch melakukan pekerjaan dengan cara menahan stator mudah-mudahan tidak berputar bertentangan dengan pump impeller. Dengan kondisi menyerupai itu, pedoman yang menuju ke pump impeller lagi justru akan menolong putaran pump impeller itu menjadi lebh cepat.
2. Bila vortex flow kecil
Bila kecepatan putar turbine runner nyaris menyamai pump impeller, maka kecepatan ATF yang berputar dengan turbine runner pada arah yang serupa akan makin bertambah. Hal ini berakibat pedoman ATF tersebut sama menyerupai arah putaran pump impeller, sehingga ATF mengenai pecahan depan permukaan stator vane. Pada posisi ini, one-way clutch tidak akan mengunci stator, lantaran stator kini berputar searah dengan pump impeller.
Vortex flow: pedoman ATF yang dipompakan oleh impeller dikala ia mengalirkan ATF ke turbine runner lalu ke stator dan kembali kepadanya. Aliran makin berdampak kalau perbandingan kecepatan putar antara pump impeller dan turbine runner semakin besar. Contohnya pada dikala kendaraan di-start dari sebelumnya dalam kondisi diam.
Rotary flow: pedoman ATF di dalam torsi konverter searah dengan putaran torsi konverter juga. Aliran ini besar kalau perbedaan putaran turbine runner dengan pump impeller kecil. Contohnya dikala kendaraan dibawa dengan kecepatan konstan. Aliran makin kecil seimbang dengan perbedaan kecepatan putar pump impeller dengan turbine runner.
Torque Ratio dan Transmission Efficiency
1. Torque Ratio
Pelipatgandaan momen oleh torsi konverter akan terjadi seimbang dengan makin tingginya vortex flow. Kerja torsi konverter terbagi dalam dua pecahan yakni converter range di mana dikala itu terjadi pelipatgandaan momen dan coupling range yang pada dikala itu tidak terjadi pelipatgandaan momen. Clutch point yakni garis batas dari kedua pecahan itu.
Stall point yakni kalau mesin hidup akan tetapi turbine runner tidak berputar. Stall point terjadi dikala stator turbine runner tidak bergerak atau dikala speed ratio (e) nol. Pada posisi ini, momen yang dihasilkan oleh pump impeller paling besar. Sedangkan clutch point yakni garis pembagi antara converter range dan coupling range. Artinya kalau speed ratio meraih tingkat tertentu, maka vortex flow meraih maksimal, jadi torque ratio mendekati 1:1. Hal ini akan menciptakan torque converter bekerja selaku kopling fluida pada clutch point untuk menghalangi torque ratio menurun di bawah 1.
Stall point yakni kalau mesin hidup akan tetapi turbine runner tidak berputar. Stall point terjadi dikala stator turbine runner tidak bergerak atau dikala speed ratio (e) nol. Pada posisi ini, momen yang dihasilkan oleh pump impeller paling besar. Sedangkan clutch point yakni garis pembagi antara converter range dan coupling range. Artinya kalau speed ratio meraih tingkat tertentu, maka vortex flow meraih maksimal, jadi torque ratio mendekati 1:1. Hal ini akan menciptakan torque converter bekerja selaku kopling fluida pada clutch point untuk menghalangi torque ratio menurun di bawah 1.
2. Transmission Efficiency
Maksud dari Transmission Efficiency ini yakni menampilkan keefektifan torsi konverter dalam menyalurkan energi yang diberikan pump impeller ke turbine runner.
Pada stall point, pompa impeller berputar, tetapi turbine runner berhenti. Efisiensi transmisi nol lantaran turbine tidak berputar. Seiring speed ratio bertambah dan turbine runner mulai berputar, efisiensi meningkat tajam hingga mendekati clutch point. Setelah meraih titik efisiensi maksimum itu perlahan efisiensinya kembali turun lantaran ATF ada yang mengalir (mengenai) ke pecahan belakang permukaan stator vane. Pada clutch point, di mana sebagian besar minyak dari turbine membentur permukaan pecahan belakang stator vane mulai berputar menghalangi penurunan efisiensi transmisi lebih jauh dan torque converter mulai berfungsi selaku kopling fluida. Momen dipindahkan pada perbandingan mendekati 1 : 1 dalam kopling fluida, efisiensi transmisi pada coupling range meningkat berbanding lurus dengan speed ratio. Akibat kerugian panas pada ATF, maka efisiensi yang ada pada torsi konverter tidak sanggup meraih 100 % dan lazimnya tidak lebih dari 95 %.
LOCK-UP CLUTCH MECHANISM
Tidak berhubungan
Pada dikala kendaraan berlangsung dengan kecepatan yang relatif rendah, ATF yang bertekanan mengalir ke pecahan depan one-way clutch. Akibatnya, tekanan pada pecahan depan maupun belakang lock-up clutch menjadi sama, sehingga lock-up clutch tidak berafiliasi dengan front cover.
Saat berhubungan
Pada dikala kendaraan berlangsung dengan kecepatan sedang hingga tinggi (50 km/jam ke atas), ATF yang bertekanan akan mengalir ke pecahan belakang lock-up clutch yang memicu lock-up clutch depresi ke arah converter case. Hal ini berakibat lock-up clutch dan front cover akan berputar bersama,
Sirkulasi oli (ATF) pada torsi konverter
Karter / Bak Oli - Pompa Oli - Valve Body - Pump Impeller - Turbine Runner - Stator - Oil Cooler - Karter / Bak Oli
STALL / Posisi Diam : Oli mengalir spiral mengelilingi Converter dengan pedoman vortex yang cepat.
Ketika turbin pada posisi diam, Oli memasuki pusat converter menuju impeller dan terlempar ke segi luar converter karena gaya sentrifugal. Oli menabrak bilah turbin yang melengkung dan oleh alasannya yakni turbin membisu maka oli kembali ke sentra converter dengan pedoman bertentangan arah perputaran mesin. Oli menekan stator yang terkunci oleh kopling searah (one-way clutch). Bilah lengkung dari stator mengarahkan oli kembali ke segi belakang impeller untuk menolong putaran mesin. Aliran ini menciptakan pelipatan tenaga puntir (torsi/torque), di mana pelipatan optimal terjadi dikala posisi membisu (stall).
Akselerasi : Aliran Oli bergerak spiral mengelilingi Converter.
Begitu turbin mulai bergerak, kekuatan pedoman oli dari turbin ke stator mulai menurun lantaran turbin mulai terimbas oleh gaya sentrifugal dikala pedoman oli menuju stator. Pelipatan tenaga puntir (torsi/torque) tertinggi dikala stall (kira-kira 2.2:1) dan menurun seiring putaran turbin meningkat. Ketika putaran turbin melambat relatif terhadap impeller disebabkan baik oleh kenaikan beban mesin atau oleh kenaikan rpm mesin, maka pelipatan tenaga puntir (torsi/torque) makin meningkat.
Coupling Point : Oli bergerak pada converter dalam pedoman melingkar (rotary).
Coupling Point tercapai di saat putaran turbin meraih sekitar 90% dari kecepatan impeller. Pada titik ini, tekanan oli dari turbin belum memadai untuk mengunci stator pada one-way clutch (kopling searah) sehingga stator berputar bahu-membahu dengan impeller dan turbin. Impeller dan turbin melemparkan oli ke pecahan luar converter disebabkan gaya sentrifugal sehingga oli memutar converter dalam pedoman melingkar (rotary flow).
Lock-up
Lock-up converter digunakan pada ECT (Electronically Controlled Transmission) untuk menurunkan konsumsi BBM di saat cruising. ECT memiliki konstruksi serupa dengan konvensional kecuali Lock-up clutch yang terhubung ke turbin lewat pegas damper yang menyerap getaran putaran (torsional vibration) dari mesin di saat kopling mengunci (engage).
Lock-up Release
Pada posisi Release (lepas Lock-up), tekanan torsi konverter dari Valve Body diarahkan antara Lock-Up Clutch dan Housing untuk menahan kopling menjauh dari Housing. Oli berikutnya mengalir mengitari Plat sehingga terjadi operasi torsi konverter secara konvensional.
Lock-up Applied
Ketika PCM/TCM/TCU (Transmission Control Module/Unit) mewakilkan solenoid untuk menutup ventilasi pada Valve Body yang menuju torsi konverter, dan melakukan tekanan lock-up untuk menahan plat kopling terhadap housing. Pada kondisi ini putaran 1:1 tercapai dan tidak ada pelipatan tenaga puntir (torque) sanggup terjadi.
