Differential

DIFFERENTIAL

1.Uraian

Komponen otomotif yang dikenal pada differential terdiri dari dua bagian yaitu : final gear dan differential gear dan mempunyai fungsi sebagai berikut :

Final reduction

Putaran poros engkol setelah dirubah oleh transmisi selanjutnya diperkecil  oleh final gear untuk memperoleh momen yang besar.

Differentiation

a.  Differential depan dan belakang

Susunan roda gigi differential dibuat untuk menghasilkan kecepatan putaran roda sebelah dalam berbeda dengan kecepatan putaran roda sebelah luar pada saat kendaraan berganti arah (belok, dan lain-lain seperti pada gambar) sehingga roda-roda tidak akan slip.

Limited-Slip Differential  (LSD)

Bila kendaraan berada di jalan berlumpur atau membelok tajam salah satu rodanya cenderung slip karena sulit untuk memindahkan momen gerak. LSD dapat membuat fungsi differential menjadi normal sehingga sejumlah momen gerak dapat diteruskan ke roda dengan pencengkeraman jalan yang lebih baik.

b. Differential tengah (full time 4WD)-

Differential tengah (center differential) memindahkan tenaga dari transmisi  ke penggerak roda depan (front drive wheel) dan penggerak roda belakang (rear drive wheel) dengan keadaan sama , dan meredam setiap perbedaan kecepatan antara penggerak roda depan dan belakang selama membelok.

Perubahan arah tenaga gerak (front engine, rear drive model).

Final gear merubah arah dari perpindahan tenaga gerak ke posisi tegak lurus atau mendekati tegak ke propeller shaft sebelum dipindahkan ke roda-roda penggerak.

 2. Final Gears

Final gear differential terdiri dari drive pinion dan ring geat. Tipe helical gear dipasan g pada kendaraan penggerak roda depan dan tipe hypod bevel gear pada kendaraan penggerak roda belakang.

HYPOD BEVEL GEAR

Drive pinion terpasang offset dengan garis tengah ring gear seperti diperlihatkan pada gambar di abwah. Perbandingan persinggungan roda-roda giginya besar dan bekerjanya sangat halus. Selama roda-roda gigi berkaitan satui sama lainnya , tipe hypod bevel gear harus dilumasi dengan oli hypod gear yang memiliki oli film yang kuat.

Penting

Hypod bevel gear mempunyai permukaan gigi dan kecepatan menggelincir yang kuat. Tingkat oll hypod gear GL-5 (API-Service Clasification ) yang dapat digunakan. Tipe ini mempunyai viskositas yang cukup untuk membentuk lapisan minyak (oll-film) pada permukaan metal untuk mencegah terjadinay kontak langsung antara vmetal.

HELICAR GEAR

Tidak seperti hypod gear untuk menghasilkan puntiran , gigi helical drive p[inion selalu bersinggungan dengan gigi ring gear pada lokasi yang sama tanpa ada celah antara kedua gigi tersebut. Oleh sebab itu bunyi dan getaran yang timbul sangat kecil, dan momen dapat dipindahkan dengan lembut.

1.    RODA GIGI DIFFERENTIAL;

DIPERLUKAN UNTUK UNIT RODA GIGI DIFFERENTIAL

Roda kanan dan kiri tidak selalu berputar pada kecepatan yang sama disebabkan keadaan jalan, terutama pada saat membelok. Untuk tujuan ini diperlukan bagian khusus yang dapat memutarkan roda-roda pada kecepatan yang berbeda.

Perbandingan antara jarak tempuh roda bagian dalam (A) dengan jarak tempuh roda bagian luar (B) pada saat membelok sejauh busur seperti pada gambar, roda bagian luar (B) digambarkan dengan arah panah dimana radiusnya adalah jarak 0-B, sementara roda bagian dalam (A) digambarkan dengan arah panah dimana radiusnya adalah jarak 0-A.

Oleh sebab itu jarak tempuh roda bagian luar lebih panjang dari roda bagian dalam, dengan demikian roda bagian luar bergerak lebih cepat dan berputar lebih cepat daripada roda bagian dalam.

Bila salah satu roda berada pada jalan datar dan yang satu lagi pada jalan kasar seperti diperlihatkan pada gambar, roda (A) pada perukaan kasar sudah tentu akan berputar lebih cepat dari roda lainnya (B) pada permukaan datar (hal ini tidak akan terjadi bila kedua roda berpijak pada jalan yang sama)

Lebih lanjut, roda-roda jarang berputar pada putaran yang sama di jalan umum, sebab kedua roda berhubungan dengan permukaan jalan yang berbeda. Sebab lain adanya perbedaan putaran roda kanan dan kiri adalah karena ada perbedaan tekanan angin dan keausan ban.

Bila roda-roda bergerak pada rpm yang sama, maka salah satu akan slip. Ban akan cepat aus dan cenderung berakibat pada kemampuan pengendara. Untuk mengatasi hal ini diperlukan differential dengan tujuan agar dapat membedakan rpm untuk menghasilkan momen yang sebanding.

PRINSIP DASAR UNIT RODA GIGI DIFFERENTIAL

Prinsip dasar unit roda gigi differential dapat dipahami dengan menggunakan peralatan yang terdiri dari pinion gear dan dua rack seperti diperlihatkan pada gambar (a) .Kedua rack dapat menggelincir dengan bebas pada arah vertical sejauh gide (berat rack dan tahanan gelincir terangkat secara bersamaan). Pinion gear diletakkan diantara dua rack, pinion dihubungkan ke shackle.

Bila beban (W) yang sama diletakkan pada setiap rack kemudian shackle ditarik ke atas maka kedua rack akan terangkat pada jarak yang sama sejauh shackle ditarik ke atas , selama tahanan yang terdapat pada kedua sisi pinion sama, hal ini akan mencegah agar pinion tidak berputar.

Tetapi bila beban yang lebih besar diletakkan pada rack sebelah kiri dan shackle ditarik ke atas seperti pada gambar (b)  , pinion akan berputar sepanjang gerigi rack yang mendapat beban lebih berat disebabkan adanya perbedaan tahanan yang diberikan pada pinion. Dan ini mengakibatkan rack yang mendapat lebih kecil akan terangkat. Jarak rack yang etrangkat sebanding dengan jumlah putaran pinion . Dengan kata lain bahwa rack mendapat tahanan lebih besar tidak begerak sementara rack yang tahanannya lebih kecil akan bergerak.

Prinsip gerakkan rack dan pinion, digunakan pada perencanaan roda-roda gigi differential.

KONSTRUKSI DASAR UNIT RODA GIGI DIFFERENTIAL

Putaran poros engkol yang diteruskan oleh propeller shaft diperkecil sesuai tenaga yang diteruskan drive pinion ke ring gear.

Sebaliknya momen bertambah dan arah transmisi berubah tegak lurus terhadap arah asalnya.

Seperti diperlihatkan pada gambar di bawah, dua (atau empat pada beberapa kendaraan ) differential pinion dan duan roda gigi sisi ( side gear )  terletak di dalam rumah Differentiasl yang menjadi satu dengan ring gear.

Bila rumah differential berputar, pinion differential yang terikat pada rumah differential melalui poros pinion differential ikur t berputar menyebabkan side gear berputar.

Side gear dihubungkan ke poros belakang (rear axle shaft) dan memindahkan  tenaga ke roda.

FUNGSI DASAR UNIT RODA

1. Jalan Lurus

Tahanan gelinding (rolling resistence) pada kedua roda penggerak (drive gear) hamper sama pada saat kendaraan bergerak lurus pada jalan datar. Oleh sebab itu, kedua side gear berputar sebanding dengan putaran pinion differential dan semua komponen berputar dalam satu unit.

Bial tekanan kedua poros axle belakang sama (A dan B) seperti diperlihatkan gambar dibawah, pinion differential tidak berputar sendiri tetapi berputar bersama dengan ring gear, rumah differential, dan poros pinion (pinion shaft). Dengan demikian pinion  differential hanya berfungsi untuk menghubungkan side gear bagian kiri dan kanan. Dengan demikian kedua side gear berputar merupakan satu unit dengan putaran pinion differential menyebabkan kedua drive wheel berputar pada rpm yang sama.

2. Membelok

Pada saat kendaraan membelok (turning), jarak tempuh roda bagian dalam lebih kecil (busurnya lebih pendek) dari pada roda bagian luarnya. Bila disbanding dengan kendaraan pada saat berjalan lurus.

Pada saat side gear bagian kiri ditahan seperti pada gambar di bawah, tiap pinion differential berputar mengelilingi shaftnya masing-masing dan juga bergerak mengelilingi axle belakang. Akibatnya putaran side gear bagian kanan bertambah.

Dengan kata lain, pada saat pinion differential berputar mengelilingi salah satu side gear dan bergerak bersama-sama dengan yang lainnya (tergantung pada tahanan yang diberikan pada roda), jumlah putaran side gear satunya adalah dua kali dari putaqran  ring gear.

Hal ini dapat dikatakan bahwa putaran rata-rata roda gigi kedua adalah sebanding dengan putaran ring gear.

REFFERENSI

Hubungan antara rpm drive dan ring gear dapat diuraikan sebagai berikut:

Rpm ring gear = (rpm drive wheel kanan)+(rpm drive wheel kiri)

                                                                 2

3. Satu Roda Pada Permukaan Jalan Yang Berlumpur

Bila salah satu roda berada dilumpur maka  akan terjadi slipp bila pedal accelator ditekan. Hal ini disebabkan karena tahanan gesek yang sangat rendah dari permukaan lumpur .

Ini akan menyulitkan untuk mengeluarkan roda dari Lumpur, karena lebih banyak terjadi slip (putaran dua kali lebih banyak daripada ring gear) daripada bergerak.