Kopling berfungsi untuk menghubungkan – melepaskan sebuah benda yang berputar secara mekanis dengan benda lainnya. Pada otomotif kopling digunakan sebagai alat transfer dan kontrol momentum atau torsi dari mesin ke gigi transmisi penggerak roda. Yang kita kenal saat ini aplikasi kopling baik pada mobil ataupun motor menggunakan kopling otomatis dan manual.
Prinsip kerja kopling adalah memberikan hambatan pada putaran yang dihasilkan mesin dengan menggunakan media yang akan menghasilkan koefisien gesek (friction coefficient). Pada hukum gerak fisika, sebuah benda akan menurun kelajuannya apabila mendapat hambatan berupa gaya melawan kelajuannya, dalam hal ini gesekan. Pada dasarnya sebuah benda yang bergerak akan mendapat hambatan gesek dari udara namun hambatan alami ini memiliki koefisien yang sangat kecil dan tidak bisa dikendalikan kapan bisa menghentikan benda tersebut atau menghasilkan gaya yang sesuai dengan keinginan, berdasar konsep inilah kopling dipakai untuk menghasilkan kendali atas putaran mesin.
Prinsip-prinsip dasar gesekan (friction)
Friksi dapat diukur pada dua permukaan yang saling bersentuhan dengan hasil yang disebut koefisien gesek
Nilai koefisien gesek yang rendah berarti menunjukkan bahwa dua permukaan bisa bergerak lebih bebas satu sama lainnya
Nilai koefisien gesek yang tinggi berarti menunjukkan bahwa dua permukaan lebih sulit bergerak satu sama lainnya
Dari penjelasan tersebut bisa diketahui bahwa semakin halus permukaan benda maka semakin kecil gesekan yang ditimbulkan, serta gaya gesek menghasilkan arah berlawanan arah dengan pergerakan benda tersebut, misalnya saat mendorong sebuah meja ke arah kanan maka gaya gesek bergerak ke arah kiri.
Jenis Friksi
Friksi Statik
Friksi statik dihasilkan oleh dua benda yang saling bergesekan namun tidak memiliki gerak relatif satu sama lainnya, seperti meja dalam keadaan diam dengan lantai.
Friksi Kinetik
Friksi kinetik terjadi ketika dua buah benda bergerak relatif satu sama lainnya, seperti gesekan pemain ski (papan ski) pada permukaan es.
Kami akan membahas penerapan kopling manual pada kendaraan otomotif. Kopling set terdiri dari beberapa bagian yang bisa diuraikan dengan fungsi masing-masing guna menyalurkan besaran torsi yang sesuai sehingga memudahkan kelajuan dan pemilihan gear yang sesuai untuk efisiensi daya dan gaya.
Clutch Disc/ Plat Kopling
Berupa cakram terbuat dari bahan asbestos atau keramik yang bergesekan langsung dengan flywheel, memiliki bagian yang disebut torsional spring. Asbestos digunakan untuk kapasitas mesin kecil dan menengah sedangkan keramik pada mesin besar seperti truk dan bus.
Pressure Plate
Disebut juga matahari, atau dekrup. Berupa piringan difragma berfungsi menyalurkan tekanan dari fork ke plat kopling, terintegrasi dengan housing atau rumah kopling.
Release Bearing (Throw-Out bearing)
Terhubung dengan fork yang akan bergerak menekan – melepas pressure plate
Fork/ Tuas Kopling
Tuas kopling yang mentransfer gaya dari tekanan pedal oleh kaki pada mobil atau oleh tangan pada motor.
Cara Kerja
Ketika pedal kopling ditekan, gaya akan disalurkan dengan bantuan sistem hidrolik yang dihasilkan oleh master cylinder, fork atau tuas akan menggeser release bearing menjauh dari input gear dan menekan diafragma yang bersifat pegas dan menyesuaikan nilai putarannya dengan putaran yang dihasilkan dari flywheel kemudian diteruskan menuju plat kopling yang akan menempel dengan flywheel. Ketika plat kopling menekan flywheel maka gerak bebas flywheel akan berkurang karena teredam oleh gaya yang ditimbulkan oleh plat kopling dan memperkecil torsi dan putaran sehingga input shaft yang menghubungkan gear bergerak selaras mengikuti perubahan gear, pegas atau torsional spring yang ada pada plat akan meredam getaran yang ditimbulkan oleh torsi yang dihasilkan pada input shaft.
Dengan diredamnya momentum yang disalurkan oleh input shaft kini pengemudi bisa memindahkan tuas menuju kesesuaian gear denngan bantuan syncro mesh yang terhubung dengan tuas perseneling tanpa menghasilkan getaran dan momentum yang berlebihan dan mengurangi resiko kerusakan akibat gesekan antargear yang berlebihan, sedangkan gear transmisi masih bisa bergerak relatif bebas oleh sisa momentum sebelum pedal kopling ditekan. Keselarasan yang dihasilkan kopling diperlukan untuk menjaga stabilitas momentum yang dihasilkan dan laju kendaraan tidak tersendat-sendat. Selain itu berguna untuk mengurangi kerusakan akibat gesekan pada putaran tinggi.
Difragma berfungsi untuk mengurangi gaya balik yang ditimbulkan oleh gesekan antara flywheel dengan plat kopling, di mana bagian fleksibel akan menyerapa gaya balik tersebut
Master cylinder berfungsi sebagai pembantu dengan memperbesar gaya (force assisst) sehingga ketika kita menekan pedal tidak harus mengeluarkan gaya sebesar yang dibutuhkan untuk mengimbangi besarnya torsi putaran mesin dibantu oleh kerja slave cylinder (cylinder bawah). Bekerja secara hidrolik berdasar hukum Pascal seperti pada penggunaan tuas dan dongkrak. saat kaki menekan pedal kopling gaya yang ditimbulkan akan mendorong piston menekan fluida (oli) menuju fork. Selain pada kopling master cylinder juga digunakan pada sistem pengereman.
CM = Clockwise Moment / Momentum searah putaran jam
ACM = Anti-Clockwise Moment/ Momentum berlawanan putaran jam
Indikasi Kerusakan
Plat Kopling
Karena plat kopling merukan media utama peredam momentum, maka memiliki masa pakai dan merupakan salah satu bagian yang tidak bisa diprediksi umurnya karean tergantung akan cara pengemudi menekan pedal, gerak bebas pedal (free play), kualitas bahan, kondisi lalu lintas dan jalan. Ciri-cirinya adalah terjadi slip saat transmisi dipindahkan, plat kopling terbakar atau berbau akibat gesekan. Biasakan menekan pedal kopling samapai habis dan lepas perlahan sesuaikan tekanan pedal gas jangan terlalu rendah atau tinggi. Jangan biasakan menginjak setengah atau menggantung pedal kopling, apabila kondisi lalu lintas padat sebaiknya posisikan transmisi ke netral injak pedal rem atau pasang rem tangan, baru melaju lagi dengan jarak memungkinkan.
Difragma
Akibat kualitas plat kopling yang tidak standard (pantekan), free play pedal yang tidak cukup akan merusak diafragma. Kerusakan diafragma dapat dirasakan ketika pedal memberikan reaksi saat diinjak/ ditekan yaitu bergetar akibat gaya balik yang dihasilkan tidak dapat diredam oleh diafragma. Untuk mengeceknya perhatikan fleksibel diafragma biasanya ada bagian yang sudah aus atau termakan bahkan bengkok.
Master Cylinder
Penggunaan oli yang tidak sesuai, kerusakan pada cylinder housing, atau cara menginjak pedal yang tidak sesuai akan merusak master cylinder, gejalanya pedal menjadi lebih berat dari biasanya saat ditekan.
Ada dua jenis kopling yang digunakan pada kendaraan yaitu kopling kering yang diterapkan untuk mobil dan kopling basah pada motor. kopling basah berada dalam bagian mesin terendam oleh oli mesin sekaligus sehingga lebih rentan slip akibat tabrakan antara putaran kopling dengan aliran oli, untuk menyiasatinya dan memperkecil getaran maka kopling motor biasanya terdiri dari beberapa plat kopling sesuai jumlah gera transmisi.