BAB III

KAJIAN TEORI

A. SISTEM KOPLING

Kopling merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah

kendaraan. Kopling (clutch) terletak di antara mesin dan transmisi, dan

berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan putaran mesin ke transmisi.

Pemindahan tenaga dari mesin ke sistem penggerak pada kendaraan,

tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan, yang

menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di

samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada

bagian mesin.

Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling,

transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi unit

kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling

depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan. Sesuai dengan fungsinya,

yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit kopling memutus dan

menghubungkan aliran daya/gerak/momen dari mesin ke sistem pemindah

tenaga. Dengan adanya kopling, maka saat tidak diperlukan tenaga gerak,

maka tidak perlu harus mematikan sumber gerak (mesin).

Gbr. Konstuksi letak unit kopling (clutch) pada kendaraan

11

Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine)

kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan

ke transmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui differensial

(Final Drive).

Syarat-syarat yang harus dimiliki oleh kopling adalah :

1) Harus dapat menghubungan putaran mesin ke transmisi dengan lembut.

Kenyamanan berkendara menuntut terjadinya pemutusan dan

penghubungan tenaga mesin berlangsung dengan lembut. Lembut

berarti terjadinya proses pemutusan dan penghubungan adalah secara

bertahap.

2) Harus dapat memindahkan tenaga mesin ke transmisi tanpa slip.

Jika kopling sudah menghubung penuh maka antara fly wheel dan

plat koping tidak boleh terjadi slip sehingga daya dan putaran mesin

terpindahkan 100%.

3) Harus dapat memutuskan hubungan dengan sempurna dan cepat.

Pada saat kita operasinalkan, kopling harus dapat memutuskan

daya dan putaran dengan sempurna, yaitu daya dan putaran harus betul-

betul tidak diteruskan, sedangkan pada saat kopling tidak

dioperasionalkan, kopling harus menghubungkan daya dan putaran

100%. Kerja kopling dalam memutus dan menghubungkan daya dan

putaran tersebut harus cepat atau tidak banyak membutuhkan waktu.

B. JENIS KOPLING

1. Kopling Gesek

a. Definisi kopling gesek

Dinamakan kopling gesek karena untuk melakukan pemindahan

daya adalah dengan memanfaatkan gaya gesek yang terjadi pada bidang

gesek. Ditinjau dari bentuk bidang geseknya kopling dibedakan menjadi 2

yaitu :

1). Kopling piringan (disc clutch)

12

Kopling piringan adalah unit kopling dengan bidang gesek berbentuk

piringan atau disc.

2). Kopling konis (cone clutch)

Kopling konis adalah unit kopling dengan bidang gesek berbentuk

konis.

Ditinjau dari jumlah piringan/ plat yang digunakan kopling dibedakan

menjadi 2 yaitu :

1). Kopling plat tunggal

Kopling plat tunggal adalah unit kopling dengan jumlah piringan

koplingnya hanya satu.

Gbr. Konstruksi unit kopling plat tunggal

2). Kopling plat ganda/banyak

Kopling plat banyak adalah unit kopling dengan jumlah piringan lebih

dari satu.

13

Gbr. Konstruksi unit kopling plat ganda

Gbr. Konstruksi unit kopling plat banyak

Gbr. Plat kopling pada unit kopling plat banyak

Ditinjau dari mekanisme penggeraknya, kopling dapat dibedakan menjadi:

1). Kopling Mekanis (Mechanical Clutch)

Kopling mekanis adalah kopling yang mekanisme kerjanya

menggunakan kabel kopling. Pada jenis ini perpindahan tekanan pedal

kopling diteruskan ke rumah kopling secara langsung melalui kabel

kopling. Kopling mekanis terdiri dari bagian-bagian seperti pada

gambar dibawah ini:

14

Mechanical clutch terdiri dari:

1. Clutch pedal

2. Clutch release lever

3. Clutch release cable

4. Release fork

5. Clutch cover

1.C

2). Kopling Hidraulis (Hydraulic Clutch)

Kopling hidrolis adalah kopling yang mekanisme kerjanya

menggunakan tekanan hidrolis untuk menngerakkan kopling. Pada tipe

ini, gerakan pedal kopling dirubah menjadi tenaga hidraulis oleh

master cylinder yang kemudian diteruskan ke release fork melalui

release cylinder.

Tipe ini terdiri dari :

1. Clutch pedal

2. Master Cylinder

3. Flexible hose

4. Release cylinder

5. Release fork

6. Clutch cover

15

a). Master Cylinder

Master Cylinder kopling berfungsi untuk menghasilkan

tekanan hidraulis. Komponen-komponen master Cylinder

terdiri dari :

Gbr. Master Cylinder Kopling

Keterangan:

1. Reservoir tank.

2. Piston.

3. Push rod.

4. Inlet valve.

5. Conical spring.

6. Connecting rod.

7. Compression spring.

8. Spring retainer.

Cara kerja Master Cylinder:

Saat pedal kopling ditekan

Connecting rod bergerak ke kiri karena tenaga dari

cinical spring dan mengakibatkan reservoir tertutup

oleh inlet valve.Chamber A terpisah dari chamber B,

tekanan hidraulis pada chamber A naik, kemudian

tekanan diteruskan ke pipa dan reservoir cylinder.

16

.

Gbr. Kerja Master Cylinder saat ditekan

Saat pedal kopling dilepas

Piston akan kembali ke kanan oleh tekanan

compression spring, connecting rod tertarik oleh spring

retainer melawan tekanan conical spring, sehingga inlet

valve terbuka dan chamber A berhubungan dengan

chamber B.

Gbr. Kerja master cylinder saat dilepas

17

b). Cylinder Pembebas Kopling

Silinder pembebas kopling berfungsi untuk mendorong release

fork (meneruskan tekanan hidraulis dari master silinder).

Gbr. Cylinder pembebas kopling

Keterangan:

1. Push rod

2. Cylinder cup

3. Cylinder body

4. Conical spring

5. Piston

Gesekan antar bidang/ permukaan komponen tentu akan menimbulkan

panas, sehingga memerlukan media pendinginan. Ditinjau dari

lingkungan/media kerja, kopling dibedakan menjadi :

1). Kopling basah

Kopling basah adalah unit kopling dengan bidang gesek (piringan

atau disc) terendam cairan/ minyak. Aplikasi kopling basah

umumnya pada jenis atau tipe plat banyak, dimana kenyamanan

berkendara yang diutamakan dengan proses kerja kopling

18

tahapannya panjang, sehingga banyak terjadi gesekan/slip pada

bidang gesek kopling dan perlu pendinginan.

2). Kopling kering

Kopling kering adalah unit kopling dengan bidang gesek (piringan

atau disc) tidak terendam cairan/ minyak (dan bahkan tidak boleh

ada cairan/ minyak).

Untuk mendapatkan penekanan yang kuat saat bergesekan, sehingga saat

meneruskan daya dan putaran tidak terjadi slip maka dipasangkan pegas

penekan. Ditinjau dari pegas penekannya, kopling dibedakan menjadi :

1). Kopling pegas spiral

Adalah unit kopling dengan pegas penekannya berbentuk spiral.

Dalam pemakaiannya dikendaraan kopling dengan pegas coil

memiliki kelebihan : penekanannya kuat dan kerjanya cepat/

spontan. Sedangkan kekurangannya : penekanan kopling berat,

tekanan pada plat penekan kurang merata, jika kampas kopling aus

maka daya tekan berkurang, terpengaruh oleh gaya sentrifugal pada

kecepatan tinggi dan komponennya lebih banyak, sehingga

kebanyakan kopling pegas spiral ini digunakan pada kendaraan

menengah dan berat yang mengutamakan kekuatan dan bekerja

pada putaran lambat.

Gbr. Kopling gesek dengan pegas spiral

19

(2).Kopling pegas diafragma

Adalah unit kopling dengan pegas penekannya berbentuk

diaphragma. Penggunaan pegas diaphragma mengatasi kekurangan

dari pegas spiral. Namun pegas diaphragma mempunyai

kekurangan : kontruksinya tidak sekuat pegas spiral dan kurang

responsive (kerjanya lebih lambat), sehingga kebanyakan kopling

pegas diaphragm ini digunakan pada kendaraan ringan yang

mengutamakan kenyamanan.

Gbr. Kopling gesek pegas diaphragma

b. Konstruksi kopling gesek

Gbr. Kopling gesek tipe plat tunggal

20

Facing (kampas kopling)

Paku keling/ rivet

Disc plate (Plat kopling )

Clutch Hub

Torsion spring dumper

Komponen utama dari kopling tunggal plat gesek ini adalah sebagai berikut:

1). Plat Kopling (Disc clutch)

Gbr. Plat kopling

Plat kopling adalah komponen unit kopling yang berfungsi

menerima dan meneruskan tenaga mesin dari roda penerus dan plat

penekan ke input shaft transmisi. Bagian-bagian plat kopling

terlihat pada gambar. Plat kopling dipasangkan pada alur-alur input

shaft transmisi. Bagian plat kopling yang beralur dan berhubungan

dengan input shaft transmisi dinamakan clutch hub. Kampas

kopling (facing) dipasangkan pada plat kopling untuk

memperbesar gesekan. Kampas kopling dipasangkan pada cushion

plate dengan dikeling. Cushion plate dipasangkan pada plat

kopling juga dengan dikeling. Hentakan saat kopling mulai

meneruskan putaran dan pada saat akselerasi dan deselerasi

diredam oleh torsion dumper. Terdapat dua jenis torsion dumper

yakni torsion rubber dumper dan torsion spring dumper.

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

21

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 direncana-kan untuk bergesekan, maka perlu

dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan.

d) Dapat mencengkeram dengan baik.

Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam

bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga

disebut dengan pegas radial. Konstruksinya seperti gambar di

bawah ini.

Gbr. Pegas Radial Plat Kopling

Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan saat

kopling terhubung sehingga diperoleh proses penyambungan yang

halus, dan juga getaran atau kejutan selama

menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegas radial harus

mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat kopling

memiliki elastisitas yang baik. Namun demikian karena

penggunaan yang terus menerus, maka pegas radial dapat

mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet,

kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah.

22

Sedangkan yang pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang

bebasnya, yang biasanya ditunjukan dengan ter-jadinya

kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara.

Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi dengan

pegas aksial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar berikut

ini.

Gbr. Pegas Aksial Plat Kopling

Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, dan

bentuknya ada dua macam. Gambar A pegas aksial berbentuk E

dan Gambar B pegas aksial berbentuk W.

Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkan senntuhan

yang halus saat plat kopling mulai terjepit oleh plat tekan pada fly

wheel. Dengan kata lain terjadi proses menggesek terlebih dahulu

sebelum terjepit kuat oleh plat tekan pada fly wheel.

2). Rumah kopling, plat penekan dan pegas penekan

Gbr. Rumah kopling tipe boss drive

23

Clutch cover unit terdiri dari plat penekan, pegas penekan, tuas

penekan dan rumah kopling. Ditinjau dari konstruksinya clutch

cover dibedakan menjadi tiga yakni: boss drive type clutch cover,

radial strap type clutch cover dan corded strap drive tipe clutch

cover. Pada tipe boss drive plat penekan dipasangkan pada rumah

kopling dengan boss sehingga konstruksinya kuat, namun

perpindahan tenaga tidak bisa lembut. Tipe radial strap type clutch

cover dan corded strap drive tipe clutch cover. Pada tipe boss drive

plat penekan dihubungkan ke rumah kopling oleh strap (plat baja)

dalam arah radial dari boss. Tipe corded strap drive plat penekan

ditahan oleh tiga buah plat pada rumah kopling sehingga daya

elastisitas plat tersebut memungkinkan perpindahan tenaga terjadi

dengan lembut.

Gbr. Rumah kopling tipe radial strap drive dan chorded strap

3). Clutch release atau throwout bearing

Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi

untuk memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate

Lever dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit

dengan pressure plate Lever untuk pegas coil. Sedangkan yang

memakai pegas difragma langsung keujung pegas.

24

Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada

gambar berikut ini.

Gbr. macam-macam bantalan tekan kopling

Gambar 1 adalah bantalan tekan yang mampu menerima

beban aksial dan menyudut. Gambar 2 bantalan tekan yang hanya

mampu menerima beban aksial. Keduanya memerlukan pelumasan,

bila pelumasnya habis maka keduanya akan mengalami kerusakan.

Sedangkan gambar 3 adalah bantalan tekan yang terbuat dari

karbon yang tidak memerlukan pelumasan.

4). Throwout lever/Clutch Fork/plate Lever/Release Fork

Berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembebas kopling.

Konstruksi di bawah ini berarti plat tekan bersama rumahnya

dipasang menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat kopling

dipasang diantara fly wheel dengan pelat tekan, dan bagian

tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan sistem

sliding.

Gbr. Release Fork

25

c. Cara kerja kopling gesek

Kopling berfungsi untuk memindahkan tenaga secara halus

dari mesin ke transmisi melalui adanya gesekan antara plat kopling

dengan fly wheel dan plat penekan. Kekuatan gesekan diatur oleh

pegas penekan yang dikontrol oleh pengemudi melalui mekanisme

penggerak kopling.

Jika pedal kopling ditekan penuh, tekanan pedal tersebut akan

diteruskan oleh mekanisme penggerak sehingga akan mendorong plat

penekan melawan tekanan pegas penekan sehingga plat kopling tidak

mendapat tekanan. Gesekan antara plat kopling dengan fly wheel dan

plat penekan tidak terjadi sehingga putaran mesin tidak diteruskan.

Jika pedal kopling ditekan sebagian/ setengah, tekanan pedal tersebut

akan diteruskan oleh mekanisme penggerak sehingga akan mendorong

plat penekan melawan sebagain/ setengah tekanan pegas penekan

sehingga tekanan plat penekan ke fly wheel berkurang, sehingga plat

kopling akan slip. Gesekan antara plat kopling dengan fly wheel dan

plat penekan kecil sehingga putaran dan daya mesin diteruskan

sebagian.

Apabila pedal dilepaskan maka gaya pegas akan kembali

mendorong dengan penuh plat penekan. Plat penekan menghimpit plat

kopling ke fly wheel dengan kuat sehingga terjadi gesekan kuat dan

berputar bersamaan. Dengan demikian putaran dan daya mesin

diteruskan sepenuhnya (100%) tanpa slip.

Gbr. Cara kerja kopling

26

2. Kopling Magnet

Dinamakan kopling magnet karena untuk melakukan pemindahan

daya dengan memanfaatkan gaya magnet. Magnet yang digunakan adalah

magnet remanent yang dibangkitkan dengan mengalirkan arus listrik ke

dalam sebuah lilitan kawat pada sebuah inti besi. Listrik yang

dibangkitkan atau tersedia dikendaraan adalah listrik arus lemah sehingga

magnet yang dibangkitkan tidak cukup kuat untuk dijadikan sebagai

kopling pemindah daya utama. Kopling jenis ini kebanyakan hanya

digunakan sebagai kopling pada kompresor air conditioner (AC).

Gbr. Konstuksi unit kopling magnet

3. Kopling Satu Arah (one way clutch/ free wheeling clutch/ over running

clutch)

Kopling satu arah merupakan kopling otomatis yang memutus dan

menghubungkan poros penggerak (driving shaft) dan yang digerakkan

(driven shaft) tergantung pada perbandingan kecepatan putaran sudut dari

poros-poros tersebut. Jika kecepatan driving lebih tinggi dari driven,

kopling bekerja menghubungkan driving dan driven. Jika kecepatan

driving lebih rendah dari driven, kopling bekerja memutuskan driving dan

driven. Ada dua jenis one way clutch yakni sprag type dan roller type.

27

Gbr. Kopling satu arah tipe sprag dan tipe roller

4. Kopling Hidolik

Dinamakan kopling hidrolik karena untuk melakukan pemindahan

daya adalah dengan memanfaatkan tenaga hidrolis. Tenaga hidrolis

didapat dengan menempatkan cairan/ minyak pada suatu wadah/

mekanisme yang diputar, sehingga cairan akan terlempar/ bersirkulasi oleh

adanya gaya sentrifugal akibat putaran sehingga fluida mempunyai tenaga

hidrolis. Fluida yang bertenaga inilah yang digunakan sebagai penerus/

pemindah tenaga.

Gbr. Konstuksi unit kopling fluida

Komponen utama pada unit kopling hidrolik adalah : pump impeller,

turbin runner dan stator. Pump impeller merupakan mekanisme pompa

yang membangkitkan tenaga hidrolis pada fluida. Turbin runner adalah

mekanisme penangkap tenaga hidrolis fluida yang dibangkitkan pump

impeller. Stator adalah mekanisme pengatur arah aliran fluida agar tidak

28

terjadi aliran yang merugikan tetapi justru aliran yang menguntungkan

sehingga didapatkan peningkatan momen/ torsi.

29