Cara kerja differensial

Pada saat mobil berjalan lurus :

Pada saat mobil berjalan lurus keadaan kedua ban roda kiri dan kanan sama - sama dalam kecepatan putaran yang sama.Dan juga beban yang ditanggung roda kiri dan roda kanan adalah sama. Sehingga urutan perpindahan putaran dari as kopel  akan diteruskan untuk memutar drive pinion . Drive pinion akan memutar ring gear , dan ring gear bersama - sama dengan differential case akan berputar. Dengan berputarnya differential case , maka pinion gear akan terbawa berputar bersama dengan differential case karena antara differential case dan pinion gear dihubungkan dengan pinion shaft. Karena beban antara roda kiri dan roda kanan adalah sama saat jalan lurus , maka pinion gear akan membawa side gear kanan dan side gear kiri untuk berputar dalam satu kesatuan. Jadi dalam keadaan jalan lurus sebenarnya pinion gear tidak berputar , pinion gear hanaya membawa side gear untuk berputar bersama - sama dengan differential case dalam kecepatan putaran yang sama. Bila differential case berputar satu kali , maka side gear juga berputar satu kali juga , demikian seterusnya dalam keadaan lurus. Putaran side gear ini kemudian akan diteruskan untuk menggerakkan as roda dan kemudian menggerakkan roda.

Pada saat kendaraan belok kanan

Drive pinion memutarkan ring gear, ring gear memutarkan differential case, differential case menggerakan pinion gear melalui pinion shaft dan pinion gear memutarkan side gear kiri mengitari side gear kanan karena tahanan roda kanan lebih besar sehingga menyebabkan putaran roda kiri lebih besar dari roda kanan.

Pada saat kendaraan belok kiri

Drive pinion memutarkan ring gear, ring gear memutarkan differential case, differential case menggerakan pinion gear melalui pinion shaft dan pinion gear memutarkan side gear kanan mengitari side gear kiri karena tahanan roda kiri lebih besar, sehingga menyebabkan putaran roda kanan lebih besar dari roda kiri.

Pada saat kendaraan berada dilumpur

Bila salah satu roda berada di Lumpur maka akan terjadi slip bila pedal akselerator diinjak. Hal ini disebabkan karena tahanan gesek yang sangat rendah dari permukaan Lumpur.

Keadaan ini akan menyulitkan untuk mengeluarkan roda dari Lumpur karena lebih banyak terjadi slip dari pada bergerak.

 

Komponen final drive

Komponen final drive dan fungsinya
 

Final Drive

Final drive/gardan terdiri dari drive pinion geaar dan ring gear. drive pinion gear dibuat lebih kecil dri ring gear, karena untuk mereduksi putaran agar diperoleh momen putar yang lebih besar, dan fungsi dari drive pinion sendiri adalah untuk memberi putaran awal yang diderikan oleh poros propeler yang nantinya akan diteruskan oleh ring gear putarannya.
ring gear (gigi matahari) itu sendiri akan meriduksi putaran yang diberikan oleh pinion gear yang nantinya akan memutar side gear (roda gigi samping)yang akan mengubah gerak putar menjadi gerak lurus pada sistem final drive. 

Fungsi dari side gear adalah :
•    Sebagai gigi perantara.
•    Akan memungkinkan putaran tidak sama saat berbelok.                                  •    Menyamakan putaran saat berjalan lurus.
Cincin dan roda gigi pinion adalah seperangkat cocok. Mereka dibelitkan (menyatu dan berputar bersama-sama dengan senyawa abrasive pada gigi) di pabrik. Kemudian satu gigi pada gigi masing-masing ditandai untuk menunjukkan keterlibatan gigi yang benar. Lapping menghasilkan operasi lebih tenang dan menjamin kehidupan gigi lagi.

Final drive
Propeller shaft atau poros propeller (pada kendaraan FR dan kendaraan 4WD) berfungsi untuk memindahkan atau meneruskan tenaga dari transmisi ke difrential. Transmisi umumnya terpasang pada chassis frame, sedangkan differential dan sumbu belakang atau rear axle disangga oleh suspensi sejajar dengan roda belakang. Oleh sebap itu posisi diferential terhadap transmisi selalu berubah ubah pada saat kendaraan berjalan, sesuai dengan permukaan jalan dan ukuran beban,
Propeller shaft dibuat sedemikian rupa agar dapat memindahkan tenaga dari transmisi ke difrensial dengan lembut tanpa dipengaruhi kondisi permukaan jalan dan ukuran beban kendaraan. Untuk tujuan ini universal joint dipasang pada setiap ujung propeller  shaft, fungsinya untuk menyerap perubahan sudut dari suspensi. Selain itu sleeve yoke bersatu untuk menyerap perubahan anatara transmisi dan diferential.

Didalam poros propeller ada komponen utama yang bernama universal joint yang memiliki fungsi untuk meredam perubahan sudut dan untuk melembutkan perpindahan tenaga. Ada juga slip yoke yang berfungsi untuk menghubungkan poros keluaran transmisi ke sambungan universal (universal joint) depan.
 
1) Differential terdiri dari 2 bagian besar yaitu:
* Final gear yang terdiri dari perkaitan antara drive pinion gear dengan ring gear, yang fungsinya untuk memperbesar momen putar dan merubah arah putaran sebesar 90°.
* Differential gear yang terdiri dari perkaitan antara roda gigi-roda gigi pinion gear dengan side gear, yang berfungsi untuk membedakan putaran roda kiri dan kanan saat kendaraan membelok.
2) Fungsi differential.
* Membedakan putaran roda kiri dan kanan pada saat kendaraan membelok.
* Mereduksi putaran untuk menghasilkan momen yang besar.
* Merubah arah putaran sebesar 90º terhadap putaran asal.
3) Cara kerja Differential!
Pada saat jalan lurus.
Selama kendaraan berjalan lurus, poros roda-roda belakang akan diputar oleh drive pinion melalui ring gear differential case, roda-roda gigi differential pinion Shaft, roda-roda gigi differential pinion,gigi side gear tidak berputar , tetap terbawa kedalam putaran ring gear. dengan demikian putaran pada roda kiri dan kanan sama.

Pada saat membelok.
Pada saat kendaraan membelok ke kiri tahanan roda kiri lebih besar dari pada roda kanan. Apabila differensial case berputar bersama ring gear maka pinion akan berputar pada porosnya dan juga pergerak mengelilingi side gear sebelah kiri, sehingga putaran side gear sebelah kanan bertambah, yang mana jumlah putaran side gear satunya adalah 2 kali putaran ring gear. Hal ini dapat dikatakan bahwa putaran rata-rata kedua roda gigi adalah sebanding dengan putaran ring gear.

4) Yang dimaksud dengan :
Backlash adalah kekocakan atau kerenggangan atau jarak bebas perkaitan antara 2 roda gigi.

· Pada differensial, backlash diukur atau diperiksa pada pada perkaitan antara ring gear dengan drive pinion gear, antara side gear dengan pinion gear.
Pre load atau beban mula, yaitu beban awal yang ditanggung oleh unit penggerak sebelum menggerakkan unit atau komponen lain.
· Pada differensial pre load/beban mula diukur atau diperiksa 2 kali yaitu pre load awal dan pre load akhir atau pre load total.
· Pre load awal pada saat drive pinion gear telah terpasang pada differential carrier sedangkan pre load akhir pada saat semua komponen telah terpasang pada differential carrier.
Run out atau keolengan yaitu besarnya simpangan pada saat komponen diputar.
· Pada differensial run out diukur atau diperiksa pada flens penyambung dan pada ring gear.

1. Propeller Shaft 

Biasanya propeller shaft dibuat dari tabung pipa baja yang memiliki ketahanan terhadap gaya puntiran atau bengkok. Bandul pengimbang atau balance weight dipasang pada bagian luar pipa dengan tujuan untuk keseimbangan pada waktu berputar. Dengan keseimbangan ini diharapkan poros propeller dapat berputar tanpa menghasilkan getaran yang besar atau dengan kata lain dengan lembut. Pada umumnya propeller shaft terdiri dari satu pipa yang mempunyai dua penghubung yang terpasang pada kedua ujung berbentuk universal joint.

Fungsi Poros Propeller

Poros propeller memiliki 2 (dua) fungsi utama:

1. Untuk memindahkan putaran dengan lembut dari transmisi ke differential. 

2. Untuk meneruskan dan menyalurkan tenaga ke differential pada saat bergerak naik dan turun dengan lembut, sehingga memberikan kenyamanan dalam berkendara.

2.  Differensial

    

3. KERJA SISTEM POROS PENGGERAK RODA

 

A. Konstruksi dan kerja sistem poros penggerak roda

Putaran mesin dari fly wheel roda penerus diteruskan ke transmisi melalui kopling. Agar putaran dari mesin sampai ke roda diperlukan berbagai alat, yaitu poros propeller, differential, dan poros roda (axle shaft). Poros penggerak roda termasuk komponen dari power train system (sistem pemindah tenga).

Agar komponen-komponen di bawah tetap dapat bekerja baik, minimal 10.000 km sekali harus dilakukan pengecekan, penyervisan, pmeriksaan, dan perbaikan. Hal tersebut untuk menjamin agar komponen-komponen/spare part tetap awet dan jauh dari keausan.

1. Poros Propeller (propeller shaft)

Poros propeller sering dinamakan dengan as kopel. Fungsinya untuk meneruskan putaran mesin dari transmisi ke differential (gardan). Ada bermacam-macam bentuk konstruksi dari propeller.

Pada kendaraan tipe front engine rear drive, mesin,kopling, dan transmisi terletak dibagian depan. Sedangka rear axle dan rear wheel yang dibantu oleh suspension terletak di bagian belakang. Untuk memindahkan tenaga mesin ini ke sistem penggerak roda belakang, maka digunakan propeller shaft transmisi dengan differential.

Karena kondisi jalan yang berada, maka letak dari rear axle shaft terhadap transmisi selalu berubah-ubah. Oleh karena itu, propeller shaft harus dibuat sedemikian rupa. Sehingga dapat mengatasi segala perubahan tersebut. Seperti perubahan panjang pendek maupun harus berputar secara lancar walaupun terjadi sudut propeller shaft. Oleh karena itu, propeller shaft biasa terbuat dari steel tube yang tahan terhadap puntiran. Untuk menghindarkan getaran (vibrasi) yang berlebih-lebiha biasanya dipasang balance weight pada propeller shaft.

Pada umumnya, propeller shaft terdiri dari satu batang ( ball joint ). Untuk propeller shaft yang panjang digunakan 2 batang dengan 3 joint, hal ini dimaksudkan untuk mencegah timbulnya vibrasi yang besar, propeller shaft mudah melentur dan jalannya kenaraan tidak nyaman. Sehingga pada umumnya, apabila propeller shaft terlampau panjang, dibagi menjadi 2 atau 3 bagian dengan 3 atau 4 joint.

Propeller shaft dibuat sedmikian rupa agar dapat memindahkan tenaga dari transmisi ke deferential dengan lembut tanpa dipengaruhi akibat adanya perubahan-perubahan tadi. Utnuk tujuan ini, universal joint dipasang pada setiap ujung propeller shaft, fungsinya untuk menyerap perubahan sudut dari suspensi.

Selain itu, sleeve yoke bersatu untuk menyerap perubahan antara transmisi dan differential.

a. Universial joint (Sambungan Universal)

Universal joint harus dapat mengatasi segala kondisi pada waktu propeller shaft berputar dari kemungkinan patah dan sebagainya, hubungan dengan transmisi harus tetap. Eh karena itu, universal joint harus mempunyai syarat-syarat sebagai berikut.

1. Dapat menghindari kerusakan pada saat propeller shaft bergerak naik turun.

2. Tidak berisik dan harus dapat berputar dengan lembut.

3. Konstruksinya harus sederhana dan tidak mudah rusak.

Dilihat dari konstruksinya, maka universal joint dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu hook joint, slip joint, trunion joint, fleksible joint, dan uniform velocity joint.

1. Hook joint

Konstruksi sederhana dari hook joint yang bekerja konstan. Hook joint tersebut menggunakan 2 buah yoke, salah satu yoke digabungkan dengan propeller shaft, sedangkan spider dan bearing. Untuk mencegah keausan, maka bagian spider yang berhubunga dengan roller bearing dibuat lebih keras. Untuk mengurangi gesekan yang terjadi bentuk bearing menggunakan model roller bearing yang ditutup dengan cup. Supaya bearingnya tdak terlepas pada waktu propeller shaft berputar dengan kecepatan tinggi, maka snap ring atau lock plate dipasangkan pada yoke.

2. Slip joint

Panjang propeller shaft dapat berubah-ubah disebabkan adanya perubahan posisi antara transmisi dan poros-poros belakang. Bagian ujng proprller yang dihubungkan dengan poros output transmisi terhadap alur-alur untuk pemasangan slip joint, hal ini memungkinkan panjangnya propeller shaft sesuai dengan jarak output shaft dengan defferential.

3. Trunion joint

Trunion joint adalah kombinasi antara hook joint dengan slip joint. Ddalam bodi terdapat alur sebagai tempat masuknya propeller shaft dan ujung pin dipasangkan ball. Model ini sekarang jarang digunakan karena dalam memindahkan daya /tenaga masih kurang baik dibandingkan dengan model slip joint sendiri.

4. Flexible joint

Flexible joint terdiri dari coupling, rubber coupling, dan sleeve yoke yang dihubungkan atau diikat oleh baut. Model ini mempunyai keuntungan tidak mudah rusak, tidak berisik, dan tidak memerlukan minyak/grease. Tetapi apabila sudut Anaya drive shaft dan driven shaft melebihi 7-10°, maka akan timbul juga vibrasi. Untuk menghindari hal ini, maka dipasngka center ring ball pada ujungnya.

5. Uniform velocity joint

Joint ini dapat membuat kecepatan sudut yang lebih baik sehingga dapat mengurangi vibrasi dan suara bising, akan tetapi hargana relative lebih mahal. Tipe ini digunakan pada kendaraan yang menngunakan system pemindaha daya tipe from engine front drive (FFI), missal pada TOYOTA COROLLA FF dan starlet.

 

Sumber.

http://duniaotomotifdanmodifikasimobil.blogspot.com/2013/05/kerja-sistem-poros-penggerak-roda.html