DIFFERENSIAL


Diferensial adalah Salah satu Final Drive yang menghubungkan dan meneruskan tenaga dan putaran dari transmisi ke roda.


Komponen otomotif yang dikenal dengan nama differensial itu terdiri dari dua bagian, yaitu:
1. Penggerak aksel (final gear) dan differensial gear dan mempunyai fungsi sebagai berikut:
    a. Penggerak aksel (final gear)
        Putaran mesin (poros engkol) yang diteruskan ke transmisi fan setelah diubah oleh transmisi                selanjutnya diperkecil oleh penggerak aksel supaya memperoleh momen yang besar
     b. Differensial
         1) Differensial depan dan belakang
         Susunan roda gigi differensial dibuat untuk menghasilkan kecepatan putaran roda sebelah dalam berbeda dengan kecepatan putaran roda sebelah luar pada kendaraan saat berbelok, sehingga roda kiri dan kanan tidak akan slip (seperti pada gambar 1 dibawah





Differensial belakang dan depan
Model front engine rear drive


Model front engine front drive





1.   Penggerak aksel (final gear)
Penggerak aksel terdiri dari drive pinion (gigi pinion) dan ring gear (gigi korona).
      Tipe penggerak aksel ada yang disebut dengan helical gear dipasang pada kendaraan penggerak          roda depan, dan hypoid bevel gear dipasang pada kendaraan penggerak roda belakang
      a. Hypoid bevel gear
Roda gigi pinion terpasang offset dengan garis tengah gigi korona (seperti pada gambar 4) Perbandingan persinggungan roda-roda giginya besar dan bekerjanya sangat halus ini adalah keuntungan penggerak aksel tipe hypoid Bevel Gear.
Dan selama roda-roda gigi saling berkaitan satu sama lainnya, tipe hypoid bevel gear harus dilumasi dengan oli yang memiliki oil film yang kuat.





     b. Helical Gear
Pada helical gear untuk menghasilkan puntiran, gigi helical gear gigi pinion selalu bersinggungan dengan gigi korona pada lokasi yang sama tanpa ada celah antara gigi pinion dan gigi korona. Oleh sebab itu bunyi dan getaran yang timbul sangat kecil dan momen dapat dipindahkan dengan lembut, ini adalah keuntungan dari jenis helical gear
Di bawah ini diperlihatkan gambar penggerak aksel tipe helical gear.






2.    Roda gigi differensial
Saat mobil berjalan, roda kiri dan kanan tidak selalu berputar pada kecepatan yang sama disebabkan kondisi jalan yang dilewati terutama pada saat membelok. Untuk tujuan ini diperlukan bagian khusus yang dapat memutarkan roda-roda pada kecepatan yang berbeda.
Pada saat mobil berjalan membelok, perbandingan antara jarak tempuh roda bagian dalam (A) dengan jarak tempuh roda bagian luar (B) sejauh busur seperti pada gambar b, roda bagian dalam (A) digambarkan dengan arah panah dimana radiusnya adalah jarak 0 – A, sedangkan roda bagian luar (B) digambarkan dengan arah panah dimana radiusnya adalah jarak 0 – B.
Oleh karena itu jarak tempuh roda bagian luar lebih panjang daripada jarak tempuh roda bagian dalam. Dengan demikian roda bagian luar akan bergerak lebih cepat dan berputar lebih cepat daripada roda bagian dalam.



Dan apabila salah satu roda berada pada jalan datar dan rata sedangkan yang satunya lagi berada pada jalan kasar seperti diperlihatkan pada gambar 7, yaitu roda (A) berada pada permukaan jalan yang kasar dan bergelombang sudah tentu akan berputar lebih cepat dari roda (B) yang berada pada permukaan jalan yang rata dan datar.
Hal semacam ini tidak akan terjadi bila kedua roda berpijak pada jalan yang sama.
Pada saat mobil berjalan di jalan umum, roda-roda jarang berputar pada putaran yang sama, sebab kedua roda kiri dan kanan berhubungan dengan permukaan jalan yang berbeda. Sebab lain adanya perbedaan putaran roda kiri dan kanan adalah karena perbedaan tekanan angin dan keausan ban.


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




Prinsip dasar Unit roda gigi differensial

Prinsip dasar unit roda gigi differensial dapat dipahami dengan menggunakan peralatan yang terdiri dari pinion gear dan dua rack seperti diperlihatkan gambar 8 kedua rack dapat menggelincir dengan bebas pada arah vertikal sejauh guide (berat rack dan tahanan gelincir terangkat secara bersamaan). Pinion gear diletakkan diantara dua rack, pinion dihubungkan ke lengan / tuas dan dapat digerakkan oleh tuas (T).




Bila beban (W) yang sama diletakkan pada setiap rack kemudian tuas (T) ditarik ke atas, maka kedua rack akan terangkat pada jarak yang sama sejauh tuas (T) ditarik ke atas, selama tahanan gelincir yang terdapat pada kedua sisi pinion sama, hal ini akan mencegah agar pinion tidak berputar
Tetapi bila beban yang diletakkan pada rack tidak sama, beban yang lebih besar diletakkan pada rack sebelah kiri dan tuas (T) ditarik ke atas seperti pada gambar (9), maka 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.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa rack yang mendapat tahanan lebih besar tidak akan bergerak, sedangkan rack yang mendapat tahanan lebih kecil akan bergerak.
Prinsip gerakkan rack dan pinion ini digunakan pada perencanaan roda-roda gigi differensial.




Konstruksi dasar unit roda gigi differensial

Jika mesin hidup poros engkol akan berputar, dan putaran poros engkol yang diteruskan ke propeler shaft dan oleh propeler shaft putarannya diperkecil sesuai dengan tenaga yang diteruskan gigi pinion (drive pinion) ke gigi korona (ring gear).
Sebaliknya momen bertambah dan arah putaran transmisi berubah tegak lurus terhadap arah asal putarannya.

Gb. Konstruksi Dasar Unit Differensial


Seperti diperlihatkan pada gambar diatas, dua atau empat pada beberapa kendaraan differensial pinion (roda gigi satelit) dan dua roda gigi sisi (side gear) terletak di dalam rumah differensial yang menjadi satu dengan ring gear.
Bila rumah differensial berputar, roda gigi satelit yang terikat pada rumah differensial melalui poros roda gigi satelit ikut berputar menyebabkan roda gigi samping berputar.
Roda gigi samping dihubungkan ke poros belakang (rear axle shaft) dan memindahkan tenaga ke roda.





Fungsi Dasar Unit Roda Gigi
1.    Jalan lurus
Pada jalan datar dan kendaraan berjalan lurus, tahanan gelinding (rolling resistance) pada kedua roda penggerak (drive gear) hampir sama. Oleh karena itu kedua roda gigi samping (side gear) berputar sebanding dengan putaran gigi satelit dan semua komponen berputar dalam satu unit.
Bila tekanan

Gb. Gaya putar pada aksel kiri & kanan sama

Bila tekanan dan putaran kedua poros aksel belakang sama (A&B) seperti gambar diatas, roda gigi satelit tidak berputar sendiri tetapi berputar bersama roda gigi samping, rumah differensial, dan poros gigi satelit. Dengan demikian roda gigi satelit hanya berfungsi untuk menghubungkan roda gigi samping bagian kiri dan kanan. Dengan demikian roda gigi samping berputar merupakan satu unit dengan putaran roda gigi satelit menyebabkan kedua roda berputar pada rpm yang sama.



2.    Jalan belok
Pada saat kendaraan membelok, jarak tempuh roda bagian dalam lebih kecil (busurnya lebih pendek) daripada roda bagian luar. Bila dibanding dengan kendaraan pada saat jalan lurus.
Pada saat roda gigi samping bagian kiri ditekan seperti gambar 13 & 14 di bawah, tiap roda gigi satelit berputar mengelilingi porosnya masing-masing dan juga bergerak mengelilingi aksel belakang.
Akibatnya putaran roda gigi samping bagian kanan bertambah.
                                             Gb. Gaya putar aksel kiri dan kanan yang berbeda


Dengan kata lain, pada saat roda gigi satelit berputar mengelilingi salah satu roda gigi samping dan bergerak bersama-sama dengan yang lainnya (tergantung pada tahanan yang diberikan pada roda), jumlah putaran roda gigi samping satunya adalah dua kali dari putaran roda gigi korona.
Hal ini dapat dikatakan bahwa putaran rata-rata kedua roda gigi samping adalah sebanding dengan putaran roda gigi korona.



Untuk itu hubungan antara rpm roda penggerak dengan roda gigi korona dapat diuraikan sbb:
         Rpm ring gear = Rpm roda penggerak kanan + Rpm roda penggerak kiri
                                                                                2


Apabila salah satu roda berada pada permukaan jalan yang berlumpur, maka akan terjadi slip bila pedal gas 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/roda gigi korona) daripada bergerak.

Berikut adalah Cara Kerja Differential

  KUIS