Diferential dan Propeller

CARA MEMBONGKAR DAN MERAKIT POROS PROPELLER DAN DIFFERENTIAL

 

 

 

POROS PROPELLER

          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.

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.

 

  

PELEPASAN POROS PROPELLER

1. LEPAS POROS PROPELLER DARI DIFFERENTIAL

    (a) Buatlah tanda pada kedua flens     

    (b) Lepas empat baut dan mur

  

2. LEPAS  POROS PROPELLER DARI TRANSMISI

    (a) Tarik yoke dari trasmisi

    (b) Masukkan SST ke dalam transmisi untuk mencegah kebocoran oli

 

PEMASANGAN POROS PROPELLER

1. MASUKKAN YOKE PADA TRANSMISI

    (a) Lepas SST dari transmisi

    (b) Masukkan yoke poros pada transmisi

 2. PASANG POROS PROPELLER PADA DIFFERENTIAL

    (a) Tepatkan tanda pada flens dan pasangkan poros propeller dengan empat baut, ring pegas dan    

          mur

    (b) Kencangkan baut dan mur

 

 

DIFFERENTIAL 

      Differential atau sering dikenal dengan nama gardan adalah komponen pada mobil yang  berfungsi untuk meneruskan tenaga mesin ke poros roda . Sekedar untuk mengingatkan Anda , bahwa putaran roda semuanya berasal dari proses pembakaran yang terjadi dalam ruang bakar. Proses pembakaran inilah yang kemudian akan menggerakkan piston untuk bergerak naik turun . Lalu  gerak naik turun piston ini akan diteruskan untuk memutar poros engkol . Gerak putar poros engkol ini akan diteruskan untuk memutar roda gila / flywheel. Putaran roda gila akan diteruskan untuk memutar kopling kemudian diteruskan memutar transmisi ke as kopel lalu ke gardan . Gardan akan meneruskan putaran ini ke as roda dan as roda akan memutar roda, sehingga kendaraan dapat berjalan. Jadi dapat Anda ingat kembali urutan perpindahan tenaga dan putaran dari mesin sampai ke roda , sehingga kendaraan atau mobil dapat berjalan.

Fungsi gardan pada mobil adalah :

• Merubah arah putaran mesin : Arah putaran dari roda gila jelas tidak searah dengan arah putaran roda. Maka gardan inilah yang membuat arah dari putaran mesin menjadi searah dengan arah putaran roda ( yaitu maju ke depan ) .
• Memperbesar momen : Selambat - lambatnya mesin berputar memiliki kecepatan minimal 600 rpm. Sedangkan pada kecepatan tinggii memiliki kecepatan hingga 12.000 rpm , berarti poros engkol berputar 12.000 kali dalam 1 menit. Agar tenaga dari poros engkol ini menjadi besar , maka kecepatan putaran dari poros engkol ini harus diperlambat. Di sisnlah gardan memperlambat kecepatan putaran dari poros engkol tersebut, sehingga tenaga putar atau momen menjadi besar dan mobil dapat bergerak atau berjalan.

• Membedakan putaran roda kiri dan kanan saat membelok : Pada saat mobil berbelok , putaran roda bagian dalam cenderung lebih lambat daripada putaran roda bagian luar. Hal ini dimaksudkan agar mobil dapat berbelok dengan baik dan tidak slip. Jika kedua roda antara yang kiri dan kanan selalu sama, maka mobil tak akan membelok. Di sinilah gardan membuat putaran roda kiri dan kanan tidak sama , sehingga mobil dapat membelok dengan baik.

   

MEMBONGKAR DIFFERENTIAL

1. MELEPAS COMPANION FLANGE

    (a) Gunakan palu dan pahat, kendorkan bagian yang ditakik pada mur

    (b) Gunakan SST untuk menahan flange kemudian lepaskan murnya

    (c) Gunakan SST, lepaskan companion flange

  

2. MELEPAS OIL SEAL DAN OIL SLINGER

    (a) Gunakan SST, lepaskan seal dari rumahnya

    (b) Lepaskan oil slinger

3. MELEPAS BANTALAN DEPAN DAN BANTALAN SPACER

    (a) Gunakan SST, lepaskan bantalan depan dari drive pinion

    (b) Lepaskan bantalan spacer

4. MELEPAS RING GEAR DAN DIFFERENTIAL CASE

    (a) Beri tanda pada tutup bantalan dan differential carrier

    (b) Lepas dua baut pengunci penyetel (adjusting nut lock)

    (c) Lepas kedua tutup bantalan dan dua buah mur penyetel

    (d) Lepas bantalan outer race

    (e) Lepas differential case dari carrier

 

5. MELEPAS BANTALAN BELAKANG DRIVE PINION

    (a) Untuk menarik keluar bantalan belakang dari drive pinion, gunakan mesin pressdan SST

  

6. MENGGANTI OUTER RACE BANTALAN DRIVER PINION BAGIAN DEPAN DAN             BELAKANG

   (a) Gunakan palu dan batang yang lunak untuk mengeluarkan outer race

   (b) Dengan menggunakan mesin press dan SST, masukkan drive outer race yang baru

   

7. MELEPAS BANTALAN SISI DARI DIFFERENTIAL CASE

   (a) Gunakan SST, tariklah bantalan sisi dari differential case

   (b) Tempatkan bagian yang runcing dari SST ke celah yang ada pada differential case

8. MELEPAS RING GEAR 

    (a) Lepas beberapa set baut dan pelat pengunci ring gear

    (b) Berilah tanda lurus pada ring gear dan differential case

    (c) Gunakan palu plastik atau kuningan, pukul bagian atas ring gear untuk memisahkannya dari

          differential case

9. MEMBONGKAR DIFFERENTIAL CASE

    (a) gunakan palu dan pin untuk mengeluarkan batang pin. Lepas pinion shaft, dua pinion gear, dua 

          side gear dan thrush washer

 

MERAKIT DIFFERENTIAL

1. MERAKIT DIFFERENTIAL CASE

    (a) Pasang thrust washer yang sesuai dengan side gear

    (b) Pasang side gear, pinion gear, pinion thrust washer dan pinion shaft dalam differential case.

          luruskan lubang pinion shaft dengan lubang dalam differential case

    (c) Periksa backlash side gear

 

 2. MEMASANG RING GEAR PADA DIFFERENTIAL CASE

     (a) Bersihkan permukaan differential case yang berhubungan dengan ring gear 

     (b) Panaskan ring gear dalam bak oli

     (c) Bersihkan permukaan ring gear yang berkaitan dengan cairan pembersih

     (d) Kemudian segera tempatkan ring gear pada differential case dan luruskan tanda pada ring gear

           dan differential case

     (e) Lapisi baut - baut ring gear dengan oli roda gigi

     (f) Sementara pasangkan pelat pengunci dan baut - bautnya

     (g) Setelah ring gear dinginnya turun mencukupi, keraskan baut - baut secara merata sedikit demi

           sedikit

     (h) Gunakan palu dan pahat, bengkokan pelat pengunci

3. MEMASANG SIDE BEARING

    (a) Dengan menggunakan mesin press dan SST, press side bearing dengan differemtial case

 

 4. MEMERIKSA RUNOUT RING GEAR

     (a) Pasang differential case pada differential carrier dan keraskan mur penyetel ke arah dimana 

           gerak bebas bantalannya tidak ada

     (b) Periksa keolengan (runout) ring gear

 

5. MEMASANG BANTALAN BELAKANG DRIVE PINION

    (a) Pasang cincin pada drive pinion dengan ujung yang tirus menghadap ke pinion gear

    (b) Gunakan mesin press SST, pasang cincin yang lama dan bantalan yang baru pada drive pinion

 

6. PENYETELAN SEMENTARA BABAN MULA DRIVE PINION

    (a) Pasang komponen-komponen drive pinion dan bearing depan

    (b) pasang companion flange dengan menggunakan SST

    (c) Setelah preload drive pinion dengan mengeraskan mur companion flange. Gunakan SST untuk

          menahan flange saat mur dikeraskan

    (d) Dengan menggunakan kunci momen 

     

sumber: Buku Praktek Toyota Service Training, 

Final drive terdiri dari 2 bagian besar yaitu final gear dan differential gear.

Final Gear/Final Reduction

Final gear terdiri dari drive pinion gear dan ring gear. Drive pinion gear selalu dibuat lebih kecil daripada ring gear, hal ini untuk memperkecil/mereduksi putaran agar diperoleh momen yang lebih besar, karena momen yang dihasilkan oleh transmisi belum cukup mampu untuk menggerakkan kendaraan.

Berdasarkan konstruksinya roda gigi final gear dibedakan menjadi beberapa model antara lain:

1)     Model bevel gear.

Bevel Gear

Pada konstruksi ini perkaitan drive pinion dengan ring gear berada di tengah-tengah garis pusat (garis tengah) ring gear.

2)     Model hypoid bevel gear.

Hipoid Bevel Gear

Konstruksi model ini perkaitan drive pinion dengan ring gear berada di bawah garis pusat ring gear, sehingga membentuk offset. Kedudukan poros propeller bisa diperendah tanpa mengurangi jarak minimum ke tanah. Dengan rendahnya kedudukan propeller maka letak transmisi bisa lebih rendah maka titik berat mobil juga lebih rendah sehingga faktor keamanan lebih terjamin.

Hypoid bevel gear mempunyai permukaan gigi dengan kecepatan menggelincir yang kuat, perbandingan persinggungan gigi besar dan bekerja sangat halus hanya saja diperlukan oli special yang memiliki oil film yang kuat dan pembuatannya lebih sukar, memerlukan ketelitian yang tinggi.

Pelumas yang sesuai untuk roda gigi jenis ini adalah GL-5 berdasarkan API service classification.

3)     Model spiral bevel gear.

Spiral Bevel Gear

Konstruksi model ini drive pinion berbentuk gigi spiral, perkaitannya dengan ring gear berada di tengah-tengah garis pusat ring gear. Putarannya halus namun proses pembuatannya memerlukan kepresisian/ketelitian yang tinggi.

4)     Helical gear.

Helical Gear

Pada model ini drive pinion selalu bersinggungan dengan ring gear pada lokasi yang sama tanpa ada celah antara kedua gigi tersebut. Oleh sebab itu bunyi dan getaran yang timbul sangat kecil.

Dari beberapa model di atas yang sering digunakan pada kendaraan penggerak roda depan adalah model helical gear, sedangkan pada penggerak roda belakang adalah model hypoid bevel gear.

Differential Gear

Bila kendaraan sedang membelok maka roda kanan dan kiri berputar harus dengan kecepatan berbeda, karena pada saat membelok jarak tempuh  roda roda bagian luar lebih panjang dari pada bagian dalam.

Bila salah satu roda berada pada jalan datar dan yang lainnya pada jalan bergelombang seperti pada gambar, roda (A) pada permukaan jalan bergelom-bang dan roda (B) pada permukaan jalan datar maka roda (A) akan berputar lebih cepat dari pada roda (B).

 Prinsip dasar differential gear

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 pada kedua sisi pinion sama.

Bila beban yang lebih besar diletakkan pada rack sebelah kiri dan shackle ditarik ke atas seperti pada gambar (b), pinion akan berputar sepanjang gigi rack yang mendapat beban lebih berat disebabkan adanya perbedaan tahanan yang diberikan pada pinion dan ini mengakibatkan rack yang mendapat beban lebih kecil akan terangkat. Jarak rack yang terangkat sebanding dengan jumlah putaran pinion.

Cara kerja differential gear

Pada saat jalan lurus.

Kerja Gardan Saat Lurus

Pada saat kendaraan jalan lurus pada jalan datar tahanan gelinding (rolling resistance) pada kedua roda penggerak (drive gear) relatif sama.

Bila tahanan kedua poros axle belakang sama (A dan B) , pinion tidak berputar sendiri tetapi ring gear, differential case dan poros pinion  berputar bersama dalam satu unit. Dengan demikian pinion hanya berfungsi untuk menghubung-kan side gear bagian kiri dan kanan, sehingga menyebabkan kedua drive wheel berputar pada rpm yang 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.

            
REFERENSI

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

Rpm ring gear = Rpm drive wheel kanan +  Rpm drive wheel kiri

2

Satu roda pada permukaan jalan yang berlumpur.

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.

Rangkuman

Final drive terdiri dari 2 bagian besar yaitu:

1. 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°.

1. 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.

Drive shaft

.Gambar Driveshaft.

             Driveshaft  adalah Sebuah poros penggerak, poros penggerak, poros baling-baling, atau Cardan poros adalah komponen mekanis untuk transmisi torsi dan rotasi, biasanya digunakan untuk menghubungkan komponen lain dari drive train yang tidak dapat dihubungkan langsung karena jarak atau kebutuhan untuk memungkinkan relatif gerakan antara mereka.

             Drive shaft adalah pembawa torsi : mereka tunduk pada torsi dan tegangan geser , setara dengan perbedaan antara input dan torsi beban. Oleh karena itu mereka harus cukup kuat untuk menanggung stres, sementara menghindari berat badan terlalu banyak tambahan seperti yang pada gilirannya akan meningkatkan mereka inersia .

             Drive shaft sering menggabungkan satu atau lebih sambungan universal atau rahang kopling , dan kadang-kadang bersama splined atau bersama prismatik untuk memungkinkan variasi dalam keselarasan dan jarak antara mengemudi dan komponen driven.

Sistem Penggerak/Pemindah Tenaga

  

Pada umumnya kerja sistem penggerak adalah menyalurkan tenagadari mesin   ke roda . Pendistribusian tenaga ini  membuat kendaran berjalan maju atau mundur.

Secara umum  sistem pemindah tenaganya dikelompokkan ada empat jenis/tipe  sistem pemindahan tenaga  putaran  mesin ke roda, yaitu :

1.     Front Engine Rear Drive (FR)

Sistem ini komponen mesin berada di depan dan menggerakkan roda bagian belakang.

Secara umum komponen-komponen sistem pemindah tenaga meliputi : kopling (clutch), transmisi (transmission), drive shaft/ propeller shaft, differential, rear axledan roda(wheel)

a)     Kopling (clutch)

Menghubung dan memutus putaran / tenaga motor ke transmisi

b)     Transmisi (transmission)

Mengatur perbandingan putaran motor dengan poros penggerak aksel sehingga menghasilkan momen puntir yang diinginkan

c)      Poros Penggerak (drive shaft/propeler Shaft) 

Meneruskan putaran/tenaga dari transmisi ke penggerak aksel dengan sudut yang bervariasi

d)     Penggerak Aksel/Gardan(differensial)

Penggerak sudut, untuk memindahkan arah putaran poros penggerak kearah poros aksel. Differensial, untuk menyeimbangkan putaran kedua roda pada saat belok

e)     Poros Aksel (Axle shaft)

Meneruskan putaran dari penggerak aksel ke roda. Axle shaft (poros penggerak roda) adalah  poros pemutar roda yg dihubungkan dengan gardan (differensial).

f)       Roda

Agar kendaraan kendarandapat berjalan maju atau mundur

Kelebihan sistem penggerak roda belakang 

a.      Lay out mesin lebih rapi karena mesin dan menghemat ruang mesin.

b.      Kemampuan daya dorong lebih kuat.

c.      Sistem  mampu memberikan traksi baik saat kendaraan dimuati beban berat.

d.      Posisi mesin di depan diyakini mampu melindungi pengemudi dan penumpang saat terjadi benturan dari depan.

e.      Karakter yang dihasilkan  cenderung lebih halus dibanding penggerak depan.

f.       Cenderung lebih mudah  dalam bermanuver di tempat parkir yang sempit karena sistem kemudi tak terhambat oleh as roda .

g.      Parts penggeraknya lebih tahan lama karena hanya dipergunakan untuk menyalurkan tenaga.

h.     Sitem kemudi menjadi lebih ringan dan tidak seliar penggerak depan.

Kelemahan

a.      Akselerasi tidak sebaik mesin berpenggerak roda depan.

b.      Buritan penggerak roda belakang cenderung membuang bila throttle

c.      Efisiensi mesin sistem ini lebih sulit didapat. Bilaperforma tenaga mesin pas-pasan, kerugian gesekan kian melemahkan performa mobil secara keseluruhan.

d.      Bobot kendaraan yang terpusat di belakang membuat gejalaoversteer  mudah terjadi.

2.     Front Engine Front Drive (FF)

Sistem ini komponen mesin berada di depan dan menggerakkan roda bagian depan juga. Komponen-komponen sistem pemindah tenaga meliputi : kopling (clutch), transmisi (transmission/transaxle), differential, front axle dan roda (wheel).

a.  Clutch (Kopling)

Komponen ini mempunyai fungsi untuk meneruskan dan melepaskan daya dari mesin ketika gir berpindah dalam kondisi berjalan atau berhenti.

a.    Transaxle 
Transmisi  dan differential yang menjadi satu, bagian ini digunakan pada kendaraan penggerakroda  depan.

b.    Differential
Komponen ini mempunyai tiga fungsi yaitu merubah arah dari daya bergerak, mengurangi daya dari propeller shaft, dan membedakan putaran untuk roda  ketika membelok.

c.    Drive Shaft

Komponen yang berfungsi meneruskan daya yang terbagi ke setiap roda dari differential.

d.    Propeller Shaft

Suatu mekanisme penghubung yang meneruskan daya dari transmisi ke differential(kendaraan mesin di depan dengan penggerak roda belakang).

  

Keunggulan sistem penggerak roda depan

a.      Proses penyaluran tenaga lebih efisien, sehingga akselerasi (sprint) menjadi lebih baik dan lebih gesit. Kebanyakan digunakan untuk mobil perkotaan yang menuntut manuver lincah dan hemat bahan bakar.

b.      Sistem Front Wheel Drive. Darigear boks tenaga disalurkan lewat drive shaft (as roda). Karena as penggerak lebih pendek, potensi kehilangan tenaga saat mesin berjalan lebih sedikit.

c.      Efisiensi ini berpengaruh pada kabin yang lebih lega.

d.      Gerak roda depan kebanyakan diadopsi oleh mesin dengan kapasitas kecil.

e.      Lebih stabil dalam memainkanthrottle gas

Kelemahan 

a.      Penataan (layout) mesin lebih rumit dan membutuhkan ruang lebih banyak.

b.      Beban mobil terkonsentrasi di bagian depan, menyebabkan tidak nyaman ketika melakukan perjalanan jauh.

c.      Sistem  handlingnya terasaundersteer  karena roda depan mempunyai dua tugas berat  yaitu sebagai penggerak dan sebagai kemudi. Sehingga keausan ban juga lebih cepat.

d.      Dibutuhkan  rangkaian suspense depan yang lebih kompleks, membuat part lebih keras bekerja sehingga perlu penggantian secara berkala yang lebih banyak

e.      Kerja komponen-komponen mesin lebih keras, karena disamping befungsi sebagai penggerak juga sebagai penentu arah.

f.       Perawatan komponen mesin dan roda lebih rumit dan lebih mahal.

g.      Tidak sekuat sistem penggerak roda belakang saat di jalan tanjakan.

h.     Bobot kendaraan yang tertumpu di roda depan saat pengereman.

i.       Untuk  manuver untuk parkir terasa lebih sulit ketika  roda depan dituntut harus belok patah karena keterbatasan pada as roda.

3.     Rear Engine Rear Drive (RR)

Dalam sistem ini mesin mobil ditempatkan di belakang dan juga menggerakkan roda belakang. Pemindah tenaga kendaraan prinsipnya sama dengan tipe FF, yaitu : kopling (clutch), transmisi (transmissions), differential, rear axledan roda (wheel) 

Keuntungan

Pada jalan lumpur traksi baik

Kerugian 

Kenyamanan kurang pada jalan aspal, jika tidak cukup beban pada aksel depan

4.     Four Wheel Drive (FWD)

Kendaraan dengan mesin menggerakkan roda depan dan roda belakang dinamakan tipe Four Wheel Drive atau All Wheel Drive(FWD atau 4WD atau AWD). Komponen-komponen sistem pemindah tenaga meliputi : kopling(clutch), transmisi (transmission), transfer, dan terbagi menjadi dua.

Pertama ke front drive shaft (frontpropeller shaft), front differential, front axle dan roda depan (front wheel), kedua ke rear drive shaft, rear differential, rear axledan roda belakang (rear wheel).

Keuntungan

Traksi sangat baik

Kerugian

a.      Harga lebih mahal dan berat

b.      Pada sistem penggerak empat roda dapat dibedakan

1)  Penggerak empat roda selektif

a.  Dapat menggunakan aksel belakang pada jalan baik

b.  Aksel depan dapat dihubungkan pada jalan jelek

2)  Penggerak empat roda permanen

a.  Memerlukan penyeimbang antara kedua poros penggerak ( Mis :Diferensial, Kopling Vi 

LAPORAN OBSERVASI :

Melepas dan Membongkar

Differential