PT. Prasasta Apta Tara
Prasasta Learning Centre
Manual Book
Final Drive
DOCUMENT NO.
This document is the property of PT PRASASTA APTA TARA. Making copies is prohibited without
authorized permission from Research & Development Division. Only authorized copies can be
used as working references.
Catatan Revisi Uraian Singkat Revisi Dipersiapkan Diperiksa Disetujui
Rev. Tanggal
Oleh Oleh Oleh
Final Drive
DAFTAR ISI
TOPIK 1 .................................................................................................................................................................................4
ADJUSTMENT AXLE HUB .......................................................................................................................................................4
1.0 PENDAHULUAN............................................................................................................................................................4
TOPIK 2 .................................................................................................................................................................................7
DIFFERENTIAL STANDAR .......................................................................................................................................................8
2.0 PENGANTAR.................................................................................................................................................................8
2.1 BEVEL GEAR DAN PINION GEARING ...........................................................................................................................11
2.2 PENGOPERASIAN DIFFERENTIAL STANDAR................................................................................................................14
TOPIK 3 ...............................................................................................................................................................................16
DIFFERENTIAL NON - STANDAR ...........................................................................................................................................16
4.0 LIMITED SLIP DIFFERENTIAL .......................................................................................................................................16
4.1 LOCKING DAN CONTROLLED TRACTION DIFFERENTIAL .............................................................................................28
TOPIK 4 ...............................................................................................................................................................................34
DOUBLE REDUCTION AXLE ..................................................................................................................................................34
5.0 PENGANTAR...............................................................................................................................................................34
TOPIK 5 ...............................................................................................................................................................................39
TANDEM DRIVE AXLE ..........................................................................................................................................................39
6.0 POWER DIVIDER PENYEIMBANG TORQUE .................................................................................................................39
6.1 LUBRICATION .............................................................................................................................................................43
6.2 POWER DIVIDER LOCKOUT.........................................................................................................................................43
TOPIC 6 ...............................................................................................................................................................................45
MULTI-WHEEL DRIVE ..........................................................................................................................................................45
TOPIK 7 ...............................................................................................................................................................................54
PERAWATAN DRIVE AXLE...................................................................................................................................................54
7.0 LUBRICATION .............................................................................................................................................................54
7.1 PENGAWASAN LUBRICATION ....................................................................................................................................55
7.2 KONDISI YANG DISARANKAN UNTUK PENGGANTIAN LUBRICATION BERDASARKAN HASIL ANALISA........................56
TOPIK 8 ...............................................................................................................................................................................58
FINAL DRIVE........................................................................................................................................................................58
8.0 TUJUAN ......................................................................................................................................................................58
8.1 SINGLE REDUCTION PLANETARY FINAL DRIVE ...........................................................................................................58
8.2 DOUBLE REDUCTION FINAL DRIVE .............................................................................................................................61
8.3 FINAL DRIVE DENGAN SINGLE DAN DOUBLE REDUCTION GEAR ................................................................................62
Page 3
Final Drive
TOPIK 1
ADJUSTMENT AXLE HUB
1.0 PENDAHULUAN
Axle shaft biasanya terdiri dari dua jenis: axle mati, dimana wheel berputar pada axle stationary, dan
live axle (axle hidup), dimana baik wheel serta axle sama-sama berputar. Wheel depan dari kendaraan
ber-steering wheel belakang berada pada axle mati, sementara wheel belakangnya berada pada live
axle (axle hidup).
Ada tiga jenis live axle (axle hidup) yang dipergunakan dengan rigid rear-axle, yaitu:
Semi-floating
Three-quarter floating
Fully floating/Floating penuh
Axle Semi-floating
Gambar 1
Axle semi-floating (Gambar 1) banyak dipergunakan dalam mobil-mobil yang beredar serta kendaraan
niaga ringan. Ujung wheel dari Axle shaft ditunjang oleh single bearing pada Housing axle. Axle shaft
tidak hanya menyalurkan torque (torsi) steering, namun juga harus melawan bending (pembengkokan)
yang disebabkan oleh pergerakan forward (maju) kendaraan serta dorongan ke samping selama
berputar. Axle shaft juga menanggung berat kendaraan, sehingga berada dalam pressure (tekanan)
tinggi.
Page 4
Final Drive
Axle Three-quarter floating/Tiga perempat
Gambar 2 – Three-quarter floating/Tiga perempat
Pada axle tiga perempat (Gambar 2), bearing yang menunjang ujung luar Axle shaft terpasang pada
bagian luar Housing axle dan pada wheel hub, sehingga hanya mampu menunjang sebagian kecil berat
kendaraan.
Namun, Axle shaftnya tetap harus mampu menahan bending (pembengkokan) karena adanya
pergerakan forward (maju) kendaraan dan dorongan ke samping. Axle shaft ini juga menyalurkan torque
(torsi). Karena Axle shaft tidak menanggung banyak berat kendaraan, maka pressure (tekanan) yang
disandangnya relatif lebih kecil.
Axle full-floating/floating penuh
Gambar 3 – Mesin Pengolah tanah
Axle floating penuh (Gambar 3) dipergunakan dalam beberapa kendaraan niaga kecil dan dalam semua
truk besar. Pada jenis ini, dua tapered roller bearing dipergunakan pada ujung sisi luar dari Housing
axle. Bearing terpasang pada Housing dan pada wheel hub, sehingga hubnya langsung terpasang pada
Housing dan tidak terpengaruh oleh Axle shaft.
Page 5
Final Drive
Berat kendaraan, gaya yang ditimbulkan oleh pergerakan forward (maju) dan semua dorongan ke
samping disalurkan dari wheel langsung menuju Housing axle melalui tapered roller bearing. Axle shaft
terbebas dari semua gaya dan hanya berfungsi untuk menyalurkan torque (torsi).
Pada axle jenis ini, Axle shaft dapat dilepaskan tanpa perlu medongkrak kendaraan dan melepas
wheelnya.
Axle tanpa Drive/Non-Drive axle
Gambar 4
Ada dua jenis axle tanpa drive atau biasa disebut dengan axle mati, yaitu:
1. Axle steering
2. Axle trailer
Axle steering biasanya dipergunakan pada bagian depan hampir semua truk besar.
Jenis axle steering yang paling banyak ditemukan biasanya disebut sebagai I-beam assembly karena
dibuat dalam bentuk yang menyerupai huruf “I” (lihat Gambar 4). Peredam kejut depan langsung
terpasang pada dudukan mesin datar pada ujung I-beam. Mekanisme steering terhubung pada steering
lever, knuckle steering, dan kingpin. Axle steering I-beam terbuat dari steel (baja).
Gambar 5
Axle trailer dipergunakan untuk menunjang trailer dan menjadi cara untuk memasang sistem suspensi
trailer dan dasar komponen pengereman. Axle trailer dibuat dengan kapasitas untuk satu axlenya
berkisar antara 17.000 sampai 30.000 pound (6.345 – 11.200 kg). Axle ini tersedia dalam bentuk shaft
bulat atau persegi, dengan bentuk straight/lurus (straight ahead) dan drop centre (tengah turun), dan
dengan cam, wedge, atau brake Disc yang tersedia dalam berbagai ukuran (lihat Gambar 5).
Kebanyakan brake spider di-las ke axle beam agar pemasangan brake lebih kuat.
Page 6
Final Drive
Ada juga traktor yang menggunakan axle mati belakang. Axle-axle ini memberi tambahan daya angkut.
Jika dipasangkan pada axle steering, maka disebut sebagai pusher axle atau axle pendorong;
sedangkan jika dipasangkan pada bagian belakang live axle (axle hidup), maka disebut sebagai tag
axle atau axle tambahan.
Axle mati biasanya dipasang pada suspensi angkat. Axle mati ini menjaga axle tidak menyentuh
permukaan jalan ketika kendaraan berjalan dalam keadaan kosong atau pulang, dan menurunkannya
ketika ada load (beban) yang diangkut. Axle mati ini juga dipergunakan sebagai suspensi udara axle
ketiga pada truk berat ketika terdapat pengaruh load (beban) rendah diatas axle (low over-axle weight).
TOPIK 2
Page 7
Final Drive
DIFFERENTIAL STANDAR
2.0 PENGANTAR
Gambar 6 – Differential
Tujuan dari suatu differential adalah untuk menyalurkan torque (torsi) ke setiap wheel steering dari
steering serta memungkinkan setiap wheel steering tersebut berputar pada kecepatan yang
dibutuhkannya. Differential ini disatukan sebagai bagian dari final drive dan memungkinkan setiap wheel
steering bergerak secara independent sehinga masing-masingnya dapat berputar pada kecepatan yang
berbeda, namun tetap menerima torque (torsi) dari final drive.
Differential ini tidak hanya memungkinkan adanya dua wheel steering berputar pada kecepatan yang
berbeda,namun juga menyeimbangkan torque (torsi) diantara keduanya.
Topik ini menjelaskan mengapa differential dipergunakan dalam rangkaian tenaga, mengidentifikasi
berbagai komponen differential, dan menjelaskan komponen dan pengoperasian dasar differential.
Differential standar
Gambar 7
Dapat dilihat pada Gambar 7, bahwa untuk menyalurkan tenaga ke wheel, arah aliran torque (torsi)
harus diputar 900.
Untuk dapat melakukan ini, maka dibutuhkan differential. Differential merupakan keharusan untuk
kendaraan beroda yang dipergunakan baik dalam aplikasi on road maupun off road.
Bevel gear dan Pinion
Gambar 8
Gambar 8 menunjukkan seperangkat Bevel gear dan pinion. Bevel gear dan pinion ini mengubah arah
keluaran tenaga 90 derajat, dan mengubah rasio gearnya pula. Pinion ini akan bergerak lebih cepat
dibandingkan Bevel gear, sehingga, torque (torsi) yang menuju ke shaft, yang dikendalikan oleh Bevel
gear, akan meningkat.
Page 8
Final Drive
Jika hal ini diterapkan dalam mesin, maka setiap wheel akan berputar pada kecepatan yang sama
ketika kendaraan berjalan.
Prinsip sederhana ini diterapkan juga dalam beberapa motor tipe awal. Pada kondisi dimana perputaran
tidak terlalu tinggi dan tidak terlalu sering, maka dampak menggunakan single Bevel gear dan pinion
tidak akan terlalu terasa.
Dalam mesin-mesin lainnya, seperti off highway truck, differential dipergunakan untuk memperkecil
wear(keausan) wheel, dan menurunkan tingkat pressure (tekanan) pada rangkaian steering.
Perputaran
Pada Gambar 9 terlihat bahwa differential belakang sedang
berputar seperti huruf U. wheel depan merupakan mesin
steering-nya. Wheel depan tidak ditampilkan dalam gambar ini.
Dalam situasi seperti ini, maka sisi bagian dalam wheel bergerak
dalam radius 3,05 meter (10 kaki) dan sisi bagian luar wheel
berputar dalam jarak 6,1 meter (20 kaki).
Gambar 9 – Radius Putar
Gambar 10 menunjukkan jarak tambahan yang harus ditempuh
sisi bagian luar wheel agar dapat melakukan putaran atau
belokan ini. Jarak yang ditempuh sisi bagian dalam wheel
adalah 9,6 meter (31,5 kaki) dan jarak tempuh sisi bagian luar
wheelnya adalah 19,2 meter (63 kaki).
Gambar 10 – Jarak yang ditempuh dalam satu putaran
Solid Axle
Jika belakang menggunakan Bevel gear dan pinion, maka
antara kedua wheel tersebut terdiri dari satu bagian.
Wheel belakan selalu bergerak pada kecepatan yang
sama, berusaha bergerak yang sama dan berusaha
menempuh jarak yang sama.
Gambar 11 - Axle Solid/Solid Axle
Ketika wheel depan memaksa mesin melakukan putaran atau belokan, maka wheel belakang akan
menolaknya. Sehingga wheel depan harus memaksa wheel belakang untuk ikut berbelok atau berputar.
Sebagai akibatnya, maka ban depan dan belakang akan mengalami wear(keausan) yang parah.
Pressure (tekanan) lainnya mungkin tidak akan tampak, sampai ada satu komponen, misalnya,
mengalami kerusakan.
Page 9
Final Drive
Separate Axle/Axle terpisah
Gambar 12 – Separate Axle/Axle terpisah
Untuk meningkatkan daya operasi mesin dalam berputar, potonglah rear axle tepat ditengah (Gambar
12). Dalam hal ini, kendaraan hanya akan berjalan dengan satu wheel, dan wheel lainnya akan berbelok
dengan bebas.
Meskipun cara ini akan membuat kita lebih mudah berputar, namun kendaraan akan cenderung menarik
ke satu sisi dalam gerakan stright ahead (lurus) ke depan, sehingga ban yang ditarik akan aus dengan
cepat.
Dengan adanya differential maka putaran atau belokan ini dapat dilakukan dengan mudah tanpa harus
mengauskan ban dan menambah pressure (tekanan) pada drive line. Dengan kata lain, differential
memungkinkan satu wheel untuk berputar pada kecepatan yang berbeda dari wheel lainnya ketika
kendaraan tengah berbelok.
Komponen differential standar
Gambar 13
Gambar 13 menunjukkan diagram potongan dari differential standar. Komponen-komponennya adalah:
Bevel gear dan pinion
Differential Housing
Side gear atau output gear
Axle shaft
Spider gear.
Berbagai komponen ini ditunjukkan pada Gambar 10 dan tujuan komponen-komponen tersebut adalah
sebagai berikut:
Page 10
Final Drive
Bevel gear dan pinion – juga dikenal sebagai crown wheel dan pinion dalam industri otomotif. Dua jenis
gear ini saling mesh (bertautan) satu sama lain dan merupakan penggerak utama differential. Kedua
komponen ini juga mengubah arah drive 90 derajat dan memberikan rasio pengurangan kecepatan,
sehingga torque (torsi) dalam differential dapat meningkat.
Gambar 14
Dalam differential kendaraan berat, pinion-nya ditunjang dengan taper roller bearing yang terpasang
saling memunggungi. Semua taper roller bearing ini dapat disesuaikan dengan menggunakan shim
diantara Housing retainer dan Housing differential utamanya.
2.1 BEVEL GEAR DAN PINION GEARING
Ada berbagai jenis gear dan cara yang dipakai dalam differential carrier untuk truk angkutan berat. Jenis
gear yang paling banyak ditemukan diantaranya:
Hyphoid gearing
Amboid gearing
Spiral Bevel gearing
Spur Bevel gearing
Underslung worm drive gearing
Overhead worm drive gearing.
Jenis gear yang paling banyak dipergunakan adalah Hyphoid, amboid, dan spiral Bevel gearing. Dari
ketiganya, jenis yang paling lazim dipergunakan adalah Hyphoid, yang kebanyakan dipergunakan pada
forward (maju) dari tandem. Jenis amboid gear banyak dipakai dalam axle belakang dari axle tandem.
Gambar 15 – Rangkaian spur gear Bevel gear
Bevel gear banyak dipergunakan dalam differential belakang, dimana gear ini berpotongan pada sudut
yang tepat untuk mengalihkan tenaga dari driveline menuju tengah shaft. Teeth (gerigi)nya dapat
dipotong straight ahead (lurus), seperti spur gear.
Hyphoid gearing
Page 11
Final Drive
Gambar 16 – Jenis final drive Hyphoid yang banyak dipergunakan
Seperti juga Bevel gear, maka Hyphoid gear berpotongan pada sudut yang tepat ketika dijalin (Gambar
16). Hyphoid gear menggunakan prinsip spiral Bevel gear yang dimodifikasi dengan beberapa teeth
(gerigi) gear untuk menyerap tenaga dorongan agar gear dapat berputar secara senyap. Rancangan ini
dimaksudkan agar sumbu dari gear tidak berpotongan dengan sumbu dari Bevel gear. Sebagai
tambahan, maka teeth (gerigi) dari drive gear dan Bevel gear dipotong secara spiral. Karena bentuk
lengkung teeth (gerigi) gear, maka terjadi pergerakan menggeser yang halus antara kedua gear
tersebut.
Sumbu gear dipasang dibawah center point (titik tengah) sumbu Bevel gear, sehingga memungkinkan
drive shaft dipasang pada posisi yang lebih rendah. Karena hal ini, maka Hyphoid gear carrier memiliki
torque (torsi) yang lebih besar dibandingkan dengan susunan spiral gear bevel. Gear Hyphoid biasanya
memiliki diameter yang lebih besar dan teeth (gerigi) gear yang lebih besar pula dibandingkan dengan
konstruksi spiral Bevel gear. Hyphoid gear memeiliki bidang persinggungan teeth (gerigi) yang lebih
lebar dan memiliki jumlah teeth (gerigi) lebih dalam persinggungan yang lebih lama dengan teeth
(gerigi) Bevel gear. Hyphoid gear mendorong ke depan pada sisi convex dari teeth (gerigi) Bevel gear.
Karakteristik rancangan ini menjadikannya lebih kuat dan dapat berjalan dengan lebih senyap.
Hyphoid gear membutuhkan Lubrication gear ber-pressure (tekanan) yang ekstrim, atau Lubrication EP
karena tingginya tingkat pergerakan geser antara teeth (gerigi) gear. Penyesuaian reaksi yang tepat dan
persinggungan permukaan teeth (gerigi) sangat penting bagi usia pakai gear.
Gearing Amboid
Gambar 17
Gear amboid (Gambar 17) EPIC sama dengan gear jenis haphoid, kecuali sumbu dari drive
pinionyang terletak diatas garis tengah Bevel gear. Ini mengharuskan drive shaft dipasang pada posisi
yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan hypoid gearing. Amboid gear membuat drive bergerak
forward (maju) pad sisi lengkung teeth (gerigi) Bevel gear. Susunan gear ini biasanya dipergunakan
pada axle belakang dari susunan axle tandem.
Page 12
Final Drive
Spiral Bevel gearing
Gambar 18 – Jenis spiral bevel final drive
Susunan spiral Bevel gear (Gambar 18) memiliki drive pinion gear yang menjalin dengan begel gear
pada sumbu titik pusat Bevel gear. Gear jenis ini memberikan kekuatan dan pengoperasian yang
senyap. Karakteristik ini didapat oleh adanya persinggungan gigi yang saling overlap; misalnya,
sebelum satu gigi lepas dari persinggungannya dengan permukaan, maka ada teeth (gerigi) lain yang
turut bersinggungan dengan permukaan.
Housing differential – Housing differential berputar pada bagian dalam Housing differential utama dan
ditunjang oleh dua taper roller bearing. Housing differential ini dilekatkan pada Bevel gear dengan
beberapa baut bundar yang mengelilinginya, sehingga dapat berputar dengan kecepatan yang sama
dengan kecepatan Bevel gear. Housing differential ini terdiri dari dua bagian yang disambungkan
bersama dan menjadi Housing bagi komponen differential (Spider gear dan spider).
Side gear – Kadang-kadang disebut juga sebagai output gear dan menyalurkan torque (torsi) menuju
axle. Ada dua jenis side gear dalam rangkaian differential, yang diletakkan pada bagian dalam Housing
differential namun tidak terhubung dengan Housing. Side gear ini diletakkan pada bagian dalam untuk
memperkuat, namun side gear dapat berputar pada kecepatan yang berbeda dengan Housing
differential. Biasanya terdapat thrust Disc steel (baja) padat yang dipasangkan diantara side gear dan
Housing differential untuk menyerap load (beban) dorongan.
Axle shaft – Dua Axle shaft diletakkan pada bagian luar dan menyalurkan torque (torsi) drive menuju ke
wheel.
Gambar 19 – Foto potongan dari rangkaian differential secara lengkap
Gambar 20 – Menunjukkan spider dan gear
Spider gear dan spider – Spider gear (Gambar 20 dan Gambar 19) berputar mengelilingi spider dan
memberi gerakan bagi differential. Spider gear saling terkait dengan side gear. Spider gear terkunci ke
dalam Housing differential, sehingga berputar pada Housing differential dan Bevel gear. Biasanya
dipasang spherical thrust washer pada bagian belakang Spider gear karena ketika Spider gear berada
di bawah pressure (tekanan), akan tercipta gaya keluar yang cenderung mendorong gear keluar dari
kondisi saling berhubungan tersebut.
Page 13
Final Drive
PENGOPERASIAN DIFFERENTIAL STANDAR
3.0 Gambar 21 – Pengoperasian dalam jalur stright ahead (lurus)
Dalam pengoperasian jalur stright ahead (lurus), maka tercipta hambatan yang seimbang pada
semua wheel, sehingga differential Spider gear tidak akan berputar, dan keseluruhan berat akan
berputar dan mendorong kedua side gear pada kecepatan yang sama. Torque (torsi) ke kedua belah
wheel akan seimbang.
Gambar 22 – Jalannya pengoperasian ketika cornering (membelok)
Ketika sebuah kendaraan akan berbelok, maka sisi bagian dalam wheel akan lebih berusaha menolak
pembelokan itu dibandingkan dengan sisi bagian luar wheel. Steering wheel bagian dalam dipaksa
untuk bekerja sama seperti steering wheel bagian luar, namun dalam jarak yang lebih pendek. Maka
gaya melawan wheel bagian dalam menyebabkan terjadinya perbedaan torque (torsi) pada sisi gear.
Ketika salah satu sumbu bergerak melambat, maka gear differential spider akan bergerak pada sisi gear
yang lebih lambat pula.
Pergerakan dari differential spider akan menyebabkan sisi gear lain bergerak lebih cepat. Kedua sumbu
berputar pada kecepatan yang berbeda, oleh karena itu bagian dalam wheel dapat bergerak lebih
lambat dan menempuh jarak yang lebih pendek, sementara bagian luar wheel akan bergerak lebih
cepat untuk menempuh jarak yang lebih jauh. Jadi, turunnya kecepatan pada satu sisi akan dialihkan
pada percepatan wheel di sisi lain. Keseluruhan tersebut bergerak sebagai satu sistem, side gear tetap
berputar pada kecepatan yang berbeda dan kecepatan berbeda pula bila dibandingkan dengan
kecepatan Bevel gearnya.
Wheel Slip
Dalam kondisi normal, dengan permukaan yang rata, maka torque (torsi) dari bevel gear dibagi rata di
antara kendali wheel (driving wheel) yang ada., di atas permukaan jalan yang tidak rata dan berlumpur,
berpasir atau bersalju, mungkin saja sebuah wheel memiliki traksi yang lebih dibanding wheel lainnya,
sehingga terjadi perputaran mengambang karena tidak menyentuh permukaan (spin). Ini akan
menyulitkan orang dalam mengemudikannya, atau bahkan menyebabkan kendaraan tidak dapat
bergerak sama sekali.
Page 14
Final Drive
Jika kendaraan tidak mau bergerak sama sekali, karena salah satu wheelnya memiliki traksi sementara
wheel lainnya tidak mendapatkannya, maka semua drive akan dialihkan melalui differential menuju
wheel yang bebas, yaitu wheel yang berputar mengambang tidak menyentuh permukaan. Salah satu
gear akan menjadi stationary, sisi gear lainnya (bersamaan dengan shaft sumbu dan wheelnya) akan
berputar dua kali lebih cepat dari kecepatan normal.
Differential case akan membuat Spider gear berputar, menyebabkan Spider gear berjalan mengitari sisi
stationary gear dan berputar pada saat yang bersamaan. Agar bisa berjalan seperti hal tersebut, maka
Spider gear akan mendorong side gear dari wheel sehingga bebas berputar dua kali kecepatan
normalnya. Ketika gear berjalan dengan cara ini, maka gear tersebut disebut berjalan secara planetary.
Penerapan
Wheel dan kendaraan model Articulated Truck yang lebih memiliki differential pada wheel depan dan
belakang. Model Articulated Truck yang lebih besar memiliki differential ketiga pada pusat sumbunya.
Beberapa mesin-mesin lainnya, seperti Off-Highway truck, hanya memiliki differential belakang.
Gambar 23
Semua mesin yang tampak pada Gambar 23 diatas memiliki differential. Wheel dan Backhoe memiliki
differential di sumbu depan dan belakang.
Page 15
Final Drive
TOPIK 3
DIFFERENTIAL NON - STANDAR
Istilah differential non-standar disini mengacu pada differential yang dirancang untuk mengurangi variasi
kecepatan diantara dua kendali wheel. Ada tiga metode yang berbeda untuk melakukan hal ini, yaitu:
Limited slip differential
Locked differential
No slip differential
4.0 LIMITED SLIP DIFFERENTIAL
Gambar 24 – Limited slip Differential
Limited slip differential dirancang untuk dapat memberikan tenaga yang seimbang bagi kedua wheel
dalam mengatasi kondisi tanah yang dapat menyebabkan perbedaan traksi antara wheel kiri dan kanan.
Limited slip differential ini memiliki beberapa Disc clutch dan setiap clutchnya terhubung ke side gear
dari Housing yang berputar.
Gambar 25 – Disc dan pelat
Disc ini dilekatkan pada side gear. Pelat-pelatnya dihubungkan ke Housing yang berputar. Slot-slot
pada pelat tersebut sesuai dengan tarikan pada ring pressure (tekanan).
Ada sedujut jarak yang harus diberikan dalam assemble Limited slip differential ini untuk memastikan
clutch berjalan semestinya. Kedua wheel digerakkan dengan torque (torsi) dan kecepatan yang
seimbang; jika terdapat traksi yang baik di bawah wheel-wheel tersebut.
Page 16
Final Drive
Jika salah satu kendali wheel tidak memiliki traksi yang sesuai (seperti ketika berada dalam lumpur),
maka wheel tidak akan menimbulkan hambatan bagi torque (torsi) final drive. Wheel lainnya akan
memberi hambatan maksimal pada torque (torsi) final drive, menyebabkan Spider gear berputar cepat
pada pinnya. Wheel yang tidak terkena traksi tersebut akan berputar dua kali kecepatan normalnya dan
roda dengan traksi akan tetap diam. Kecepatan putaran yang berlebihan pada wheel ini akan
menyebabkan side gear menjauhi Spider gear dan menyebabkan clutch pada sisi tersebut aktif
separuhnya saja. Untuk mengatasi masalah ini, maka Limited slip differential dirancang untuk dapat
membatasi perbedaan kecepatan putaran antara kendali wheel yang ada.
Limited slip differential – Pengoperasian stright ahead (lurus)
Gambar 26 – Pengoperasian stright ahead (lurus) – traksi bagus
Ketika traksi yang berada di bawah wheel seimbang atau sama (Gambar 26), maka hambatan atas
gerakan pada tiap sumbu dan side gear juga akan sama besar. Differential pinion gear tidak akan
berputar pada sumbunya dan differential akan berputar sebagai satu kesatuan unit. Distribusi torque
(torsi) pada kedua sumbu sama besar.
Limited slip Differential – Beda kecepatan sumbu
Gambar 27
Jika terjadi perbedaan kecepatan antara sumbu-sumbu yang ada, maka gaya pemisahana akan
menyebabkan pemampatan pada clutch pack. Hal ini berdampak pada lock (pengunci)an wheel yang
bergerak lebih cepat dan mengalihkan torque (torsi) ke wheel yang lebih lambat.
Page 17
Final Drive
Torque (torsi) pengereman setara engan torque (torsi) input, sehingga dampak lock (pengunci)an
menyesuaikan dengan sendirinya sesuai dengan berbagai torque (torsi) mesin dan perbedaan torque
(torsi) untuk perbedaan transmisi kecepatan.
Limited slip Differential dengan Clutch berbentuk Cone (Cone Clutch)
Gambar 28 – Bagian-bagian dari Limited slip differential dengan empat pinion
Bagian-bagian dari Limited slip differential dengan clutch cone adalah seperti yang tergambar dalam
Gambar 28. Cone (5) pada bagian belakang side gear pas dengan permukaan yang berbentuk corong
pada differential case tersebut.
Cone tersebut, serta side gear, terpasang pada shaft sumbu.
Spring/spring (12) mendorong side gear untuk saling terpisah dan menahan cone dalam gesekan kecil
dengan differential case. Gesekan ini membuat cone meningkat ketika ada load (beban) pada
differential pinion dan side gear. Load (beban) pada teeth (gerigi) gear cenderung untuk mendorong
gear saling menjauhi satu sama lain dan mendorong side gear ke arah yang berlawanan dengan cone.
Hal ini menekan cone lebih keras terhadap differential case untuk menjaga jalannya differential secara
normal. Ini akan menurunkan terjadinya wheel slip.
Differential dengan Viscous Coupling
Gambar 29
Page 18
Final Drive
Gambar 29 menunjukkan rancangan sederhana dari differential dengan Viscous Coupling antara
differential case dan side gear kirin. Viscous Coupling terdiri dari beberapa plat steel (baja) tipis, dengan
plat pengganti yang terpasang pada differential case dan hub side gear. Di sini terdapat celah antara
kecil antar tiap platnya. Coupling ini disegel dan mengandung Lubrication silikon.
Cara operasinya adalah sebagai berikut:
1. Jika tidak terjadi pengoperasian differential, maka differential case dan side gear akan berputar
dengan kecepatan yang sama, sehinga tidak ada pergerakan antar pelat. Semua bagian akan
berputar bersamaan dan Coupling tidak berjalan.
2. Ketika terjadi sedikit gerakan differential, maka akan terjadi pergerakan pula pada pelat, namun
pelat tersebut akan berputar pada Lubrication tanpa mengoperasikan Coupling.
3. Ketika terjadi pergerakan pada differential, maka akan terjadi perbedaan kecepatan antara
differential case dan side gear. Pelat akan berputar sesuai dengan kondisi masing-masingnya.
4. Ketika pelat berputar, maka pelat tersebut akan „memotong‟ Lubrication silikon. Ini menimbulkan
panas dan juga pressure (tekanan) pada Coupling turut meningkat. Lubrication silikon terkena
pengaruh oleh panas dan pressure (tekanan), dan kekentalannya meningkat dengan tajam.
Lubrication yang kental cenderung lebih sulit dipotong oleh pelat dan sehingga Couplingnya akan
mengunci.
5. Ketika Coupling mengunci, maka Housing diferential dan side gear akan terhubung oleh Lubrication
silikon tersebut dan sehingga pergerakan differential bisa dicegah.
Dalam kondisi normal, maka plate clutch tidak akan bersinggungan secara langsung satu sama lain,
namun memiliki celah atau lubang untuk meningkatkan efek potong mereka atas Lubrication silikon.
Kekentalan Lubrication silikon akan meningkat (mengental) jika panas dan dipengaruhi oleh pressure
(tekanan). Ini berlawanan dengan kondisi Lubrication mesin yang justru menjadi encer dalam kondisi
panas & tertekan.
Penerapan Limited slip Differential
Beberapa kendaraan memiliki Limited slip differential. Ini mencegah wheel berputar pada permukaan
yang lembek serta memberi kestabilan direksional bagi mesin. Dibawah kondisi pengoperasian normal,
pergerakan differential terjadi seperti dalam differential konvensional. Dalam kondisi tidak normal, maka
pergerakan differential akan turun atau dihambat sehingga wheel tidak berputar.
Limited slip differential yang dipergunakan dalam Wheel Loader
Gambar 30
Page 19
Final Drive
Limited slip differential yang sedikit berbeda rancangannya juga tersedia untuk Wheel Loader yang
berukuran sedang, beberapa jenis Wheel Loader besar dan Articulated Truck (Gambar 30). Limited slip
differential ini merupakan pengganti Limited slip differential standar. Rancangan ini banyak dipakai jika
ruang yang ada memungkinkan. Load ring memberi gaya pemisah tambahan ketika terjadi perbedaan
kecepatan diantara sumbu-sumbunya. Jika ada traksi yang bagus pada kedua wheelnya, maka kedua
sumbu akan terdorong pada kecepatan dan torque (torsi) yang seimbang. Jika harus berbelok, maka
gaya dari wheel-wheel akan cukup untuk mengatasi clutch pack.
Two Piece Spider
Gambar 31 – Two piece spider
Two piece spider (Gambar 31) dipergunakan dalam Limited slip differential untuk wheel loader
berukuran sedang, beberapa wheel loader besar dan articulated truck. Setiap shaft spider memiliki dua
differential pinion gear. Shaft Two piece spider berpotongan pada celah di tengah shaft spider.
Perhatikan bahwa ujung tiap shaft spider berbentuk kotak.
Shaft spider tidak secara langsung dikendalikan oleh Housing differential. Ujung kotak shaft spider
tersebut cocok masuk dalam blok pada dua presure ring.
Pressure ring dan side gear
Gambar 32 – Pressure ring dan side gear
Gambar 32 menunjukkan sebuah pressure ring dan sebuah side gear. Side gear ini bisa masuk tepat
pada pressure ring. Empat tonjolan pada pressure ring ini sesuai denga slot pada Housing differential.
Tonjolan ini membuat pressure ring berputar bersamaan dengan Housing differential. Slot pada Housing
differential cukup panjang untuk dapat menampung pressure ring agar bergerak pada sumbunya.
Persinggungan dengan permukaan clutch pack dapat dilihat diatas.
Shaft spider terpasang pada celah berbentuk wedge pada pressure ring. Satu celah berbentuk wedge
tersebut dapat dilihat pada dasar pressure ring. Pressure ring mengendalikan spider shaft. Karena
bentuk wedge tersebut, maka shaft spider selalu cenderung untuk naik ke wedge tersebut.
Jika terjadi perbedaan kecepatan pada kedua axle, maka teeth (gerigi) gear yang memisahkan
kekuatan yang muncul akan beroperasi pada pressure ring. Sebagai tambahan, teeth (gerigi) gear yang
memisahkan kekuatan tersebut akan selalu mencoba memutar shaft spider. Ujung kotak shaft spider
dalam celah berbentuk wedge ini akan menahan perputaran. Hal ini akan meningkatkan gaya pada
sumbu pada pressure ring. Gaya aksial pada pressure ring menyebabkan pressure ring menerapkan
clutch pack.
Page 20
Final Drive
Disc dan pelat
Gambar 33 – Disc dan Pelat
Gaya aksial pada pressure ring menyebabkan pressure ring menerapkan clutch pack.
Shaft spider dan differential bevel pinion
Shaft spider tidak secara langsung tersambung dengan Housing yang
berputar (gambar 34).
Gambar 34 – Shaft spider dan Differential bevel pinion
Three Piece Spider
Spider yang tampak pada Gambar 35 dipergunakan dalam Limited slip
differential untuk wheel loader yang berukuran kecil, integrated tool
carrier kecil dan Backhoe loader. Spider ini terdiri dari tiga shaft. Shaft
yang panjang tersambung dengan dua differential pinion gear pada
ujungnya. Masing-masing shaft yang pendek tersambung dengan satu
differential pinion gear.
Gambar 35 – Three piece spider
Connector
Ujung dari tiga shaft ni bertemu pada sebuah connector (Gambar 36).
Ada celah internal karena jenis koneksi ini dipergunakan untuk
menggantikan koneksi langsung, dan memungkinkan teeth (gerigi)
gear yang memisahkan daya dapat dirasakan.
Gambar 36 – Connector
Page 21
Final Drive
Setiap shaft spider dimasukkan dalam connector melalui Housing yang berputar dan differential pinion
gear (Gambar 37). Terdapat tiga paku yang dipakai untuk mengencangkan shaft ke Housing yang
berputar tersebut
Gambar 37 – Pemasangan spider
Side gear
Satu side gear berada tepat diatas connector dan differential
pinion gear (Gambar 38). Sedangkan yang satunya lagi
berada di atas, namun tidak menyentuh, connector dan
differential pinion gear. Differential pinion gear ini terjalin
denga side gear.
Sisi side gear, merupakan permukaan persinggungan
dengan clutch pack. Ketika terjadi perbedaan kecepatan,
maka teeth (gerigi) gear yang memisahkan daya akan
mendorong side gear dalam sumbunya menuju clutch pack.
Daya aksial memampatkan clutch pack.
Disc dan pelat Gambar 38 – Side gear
Disc terpasang pada side gear. Pelat terhubung dengan
Housing yang berputar (Gambar 39). Jumlah torque (torsi) yang
dipergunakan untuk memampatkan clutch pack ini disebut
sebagai torque (torsi) pengereman. Torque (torsi) pengereman
ini tergantung pada load (beban) yang ada dan setara dengan
jumlah torque (torsi) masuknya.
Ketika clutch dipergunakan pada axle yang lebih cepat, maka
total masukan torque (torsi)nya akan meningkat. Keseluruhan
torque (torsi) diatas torque (torsi) pengereman akan disalurkan
ke wheel yang lebih lambat. Sehingga, Limited slip differential
menjadi pemisah torque (torsi) ketika clutch dipergunakan.
Gambar 39 – Disc dan pelat
Page 22
Shim Final Drive
Shim dipergunakan jika kita membutuhkan jarak antara tertentu
(Gambar 40).
Gambar 40 – Shim
No-spin differential
Gambar 41 – No spin differential
Pada No-spin differential (Gambar 41), spidernya langung terhubung ke jaw clutch yang terpasang pada
side gear. Dalam pengoperasian straight ahead (lurus), maka jaw clutch tersebut akan terhubung dan
center spider mengendalikan axle pada kecepatan yang sama.
Jika terdapat satu wheel melebihi kecepatan yang ditentukan atau overrun, maka No-spin differential
akan memutuskan hubungan drive pada wheel yang lebih cepat dengan cara memisahkan spider dari
jaw clutch.
No-spin differential biasa ditemukan pada wheel loader, integrated tool carrier, articulated truck, wheel
tractor, soil compactor, landfill compactor dan backhoe loader dan merupakan pengganti langsung bagi
differential standar. No-spin differential ini dibuat agar pas dengan case yang sama.
Gambar 42 – Disengagement (pemutusan hubungan) drive pada axle yang overrun
Page 23
Final Drive
No-spin differential akan memisahkan tenaga yang tersedia secara seimbang diantara kedua axle atau
akan memutuskan sambungan ke wheel yang lebih cepat dan mengirimkan tenaga tersebut ke wheel
yang lebih lambat (gambar 42).
Side gear dan Jaw clutch
Gambar 43 – Side gear dan Jaw clutch
Spider memiliki teeth (gerigi) yang sesuai dengan jaw clutch yang terpasang pada side gear. Side gear
ini terpasang pada axle. Ketika terhubung dan terputus hubungan, jaw clutch bergerak menyamping dan
bergesar pada sambungan side gear.
Pada Gambar 43, bagian di kiri bawah merupakan retainer (penahan) spring untuk spring yang terlihat.
Spring tersebut mendorong baik jaw clutch maupun spider. Pada saat yang sama, spring juga
mendorong side gear menjauhi Housing differential.
Spring menjaga agar jaw clutch dan spider terhubung kecuali ketika ada wheel yang bergerak lebih
cepat daripada kecepatan yang ditentukan.
Spider dan centre cam
Gambar 44 – Spider dan Centre cam
Spider dalam suatu No-spin differential bukan merupakan pin yang menahan empat differential pinion
gear. Pada Gambar 44, spidernya merupakan baigan terluar. Empat silinder yang ada pada sudut yang
tepat satu sama lain dapat masuk seperti spider tradisional masuk dalam Housing differential. Spider
berputar dengan Housing differential. Teeth (gerigi) persegi pada rangkaian spider terjalin dengan teeth
(gerigi) luar pada jaw clutch.
Spider key adalah bagian teeth (gerigi) panjang yang tampak diatas.
Centre cam memiliki celah untuk spider key. Ketika spider berubah arah (karena mesin berubah arah),
sisi yang lain dari celah ini mereasakan gaya dari spider key.
Ketika ada sebuah wheel yang bergerak lebih cepat daripada kecepatan yang ditentukan, maka jaw
clutch akan memutuskanya jika wheel dan spider berputar pada arah yang sama.
Page 24
Final Drive
Holdout ring dan centre cam
Gambar 45 – Holdout ring dan centre cam
Holdout ring (Gambar 45) menjaga agar jaw clutch tidak terhubung lagi ke spider sampai kecepatan
dari wheel yang terputus hubungannya sesuai dengan kecepatan spider. Jika spider dan jaw clutch
terhubung, maka teeth (gerigi) dari Holdout ring akan terhubung dengan celah pada centre cam.
Holdout ring dikendalikan dengan centre cam.
Bagian atas dari Holdout ring sesuai dengan bagian dalam sesuai dengan ceruk anular diantara dua
lapisan teeth (gerigi) jaw clutch. Satu-satunya jenis koneksi antara Holdout ring dan jaw clutch adalah
friksi.
Ketika jaw clutch terputus hubungan, maka friksi menarik Holdout ring untuk mengikuti jaw clutch. Jika
ini terjadi, maka teeth (gerigi) pada Holdout ring akan terputus dari ceruk pada centre cam. Friksi antara
Holdout ring dan ceruk jaw clutch turut membawa houldout ring tetap berputar sampai spider key
tersambung dengan notch pada Holdout ring.
Spider key menahan Holdout ring pada posisinya seperti yang terlihat pada Gambar 45. Teeth (gerigi)
Holdout ring berdiri pada bagian atas teeth (gerigi) centre cam dan berputar bersama dengan spider.
Bagian atas Holdout ring masuk ke dalam ceruk jaw clutch.
Ketika jaw clutch mengalami overrun dalam arah putaran yang berlawanan dengan jarum jam, maka
ujung Holdout ring ke bagian kanan dari spider key bersinggungan dengan spider key dan menahan
Holdout ring pada posisi ini. Putaran searah jarum jam secara perlahan akan membuat teeth (gerigi)
Holdout ring terjalin dengan centre cam. Holdout ring dikendalikan oleh centre cam.
Holdout ring
Gambar 46 – Holdout ring
Gambar 46 diatas menunjukkan Holdout ring pada kedua komponnen.
Pada bagian kiri, Holdout ring telah ditempatkan dalam ceruk jaw clutch. Teeth (gerigi) pada Holdout
ring sesuai dengan teeth (gerigi) dalam jaw clutch. Pada bagian kanan, Holdout ring tambahan telah
ditempatkan dalam centre cam untuk menunjukkan Holdout ring ketika teeth (gerigi) telah terjadi dengan
centre cam.
Page 25
Final Drive
Spider, jaw clutch, dan Holdout ring
Gambar 47 – spider, jaw clutch, dan Holdout ring
Centre cam berada di tengah spider dan Holdout ring berada pada jaw clutch (Gambar 47).
Ketika wheel berjalan stright ahead (lurus) ke depan di permukaan tanah dengan traksi bagus, maka
bagian luar teeth (gerigi) spider terjalin dengan bagian luar teeth (gerigi) jaw clutch. Teeth (gerigi) pada
center cam terjalin dengan Holdout ring dan teeth (gerigi) dalam jaw clutch.
Teeth (gerigi) luar Terhubung
Gambar 48 –teeth (gerigi) luar terhubung
Ketika spider terdorong ke atas, maka teeth (gerigi) pada spier bergerak masuk ke slot sampai
bersinggungan dengan teeth (gerigi) luar jaw clutch (Gambar 48). Spider mendorong jaw clutch ketika
teeth (gerigi) luarnya terjalin. Komponennya tetap daripada spidernya, maka teeth (gerigi) jaw clutch
bergerak naik masuk ke dalam slot. Ini akan memutus berada pada posisi ini sampai salah satu jaw
clutch mulai bergerak lebih cepat dibandingkan spidernya.
Ketika salah satu jaw clutch mulai bergerak lebih cepat hubungan clutch.
Disengagement (pemutusan hubungan)
Gambar 49 – Disengagement (pemutusan hubungan)
Ketika teeth (gerigi) bagian luar jaw clutch bergerak naik masuk ke dalam slot, maka teeth (gerigi)
bagian dalamnya memutuskan hubungan denga centre cam (Gambar 49). Permukaan teeth (gerigi)
bagian dalam jaw clutch dirancang sedemikian rupa sehingga jika ada gaya yang menyebabkan jaw
clutch makin cepat akan menyebabkan bagian dalam teeth (gerigi) jaw clutch naik ke atas teeth (gerigi)
Page 26
Final Drive
centre cam. Ketika jaw clutch naik, maka Holdout ring keluar dari ceruk pada centre cam. Pada Gambar
49 diatas, teeth (gerigi) telah terpisah antara centre cam dan bagian depan jaw clutch.
Satu jaw clutch terputus hubungan
Gambar 51 – satu jaw clutch terputus hubungan
Ketika jaw clutch terputus hubungan (Gambar 50), maka jaw clutch akan reverse (mundur) kembali
pada rekatan side gear. Holdout ring mempertahankan jarak antara jaw clutch dan spider.
Ketika terputus, maka wheel kana melambat sampai pada kecepatan yang sama dengan wheel yang
tersambung, daya hamatan tanah pada wheel yang bebas akan mengeluarkan sedikit torque (torsi)
negatif pada wheel yang bebas tersebut. Jaw clutch yang terputus akan melambat sesuai dengan
spider.
Friksi antara jaw clutch dan Holdout ring menarik Holdout ring kembali ke dalam posisi sehingga teeth
(gerigi) dari Holdout ring terjalin dengan centre cam.
Spring akan mendorong jaw clutch dan menjaga jaw clutch tetap tersambung dengan spider.
Spider key dan centre cam
Gambar 51 – spider key dan centre cam
Centre cam ditahan pada tempatnya oleh sebuah snap ring. Centre cam dapat menyalakan snap ring,
namun pergerakannya dibatasi oleh spider key dan celah pada centre cam (Gambar 51).
Celah ini penting karena differential dapat diarahkan ke kedua arah.
Disengagement (pemutusan hubungan) Holdout ring
Gambar 52 – Disengagement (pemutusan hubungan) Holdout ring
Ketika spider berputar sesuai arah tanda panah (Gambar 52), maka bagian luar teeth (gerigi) spider
terdorong ke tepi kiri slot pada dasar jaw clutch. Ini menjadikan jaw clutch pada arah yang sama dengan
spider.
Page 27
Final Drive
Teeth (gerigi) centrecam terjalin dengan teeth (gerigi) bagian dalam jaw clutch. Centre cam bergerak
bersama jaw clutch ketika jaw clutch bergerak ke ujung slot. Centre cam dapat bergerak karena snap
ring menahan centre cam pada spider. Celah pada cam ring membatasi jumlah gerakan yang dapat
dilakukan. Pergerakan berhenti ketika notch bersinggungan dengan spider key.
Pada Gambar 52, spider key menyentuh ujung kanan celah pada cam ring. Karena susunan teeth
(gerigi) pada teeth (gerigi) bagian dalam tergantung pada arah spider, maka profil dari teeth (gerigi)
bagian dalam menyebabkan disengagement (pemutusan hubungan) jika jaw clutch berputar pada arah
yang sama dengan spider dan pada kecepatan yang lebih tinggi.
4.1 LOCKING DAN CONTROLLED TRACTION DIFFERENTIAL
Locking differential dipergunakan untuk menimpa pengoperasian differential dalam kondisi jika hal ini
tidak diperlukan. Ketika differential terkunci, kedua axle akan dikendalikan pada kecepatan yang sama,
tanpa mempertimbangkan kondisi wheel, dan torque (torsi) maksimum akan dikenakan pada kedua
wheel.
Controlled traction differential juga dapat diaktifkafkan oleh operator, namun, pengoperasian differential
akan terjadi jika valve torque (torsi) lebih kecil.
Gambar 53 – Heavy-duty controlled traction differential
Sebuah controlled traction differential (Gambar 53) dirancang untuk melakukan pengoperasian
differential secara normal jika kondisi jalan tidak rata atau licin. Controlled traction differential
melakukannya engan clutch pack yang terdiri dari Disc dan pelat differential tertentu yang tampak pada
gambar dibawah ini.
Gambar 54 – Tampilan terpisah heavy-duty controlled traction differential
Seperti yang tampak pada Gambar 54, clutch pack terdiri dari 21 pelat friksi. (Rancangan Limited slip
differential lain mungkin memiliki jumlah pelat yang berbeda). Sepuluh daripadanya terpasang pada
driver dan sebelas sisanya memiliki dua tang yang masing-masingnya masuk ke dalam slot pada gear
support case. Coil spring menjaga pelat clutch tetap keras tertekan. Clutch geser dikendalikan oleh shift
fork yang dikendalikan oleh valve udara di kabin.
Page 28
Final Drive
Sepanjang valve udara tetap pada posisinya, maka akan differential akan berjalan secara normal.
Namun, ketika driver menjalankan switch traction control, maka shift fork akan menggeser clutch maji
sehingga masuk ke dalam driver dan mengaktifkan sambungan internal dalam driver dan sambungan
pada ujung side gear. Ini akan mengclutch side gear ke gear support case dan Bevel gear melalui clutch
pack. Ketika clutch plate diaktifkan, maka differential akan tetap terkunci dan kedua Axle shaft akan
berputar pada kecepatan yang sama. Ini akan mencegah slah satu wheel berputar lebih cepat
dibanding wheel lainnya.
Clutch pack ini dirancang agar slip ketika nilai torque (torsi) yang telah ditentukan tercapai. Ini
memungkinkan truk untuk dapat berbelok secara normal. Torque (torsi) yang tinggi yan tercipta karena
wheel pada bagian terluar berbelok berputar lebih cepat dibanding differential menyebabkan pelat
dalam clutch pack slip, sehingga side gear meningkatkan kecepatan dan pinion akan bergerak mengitari
side gear seperti dalam kondisi pengoperasian normal.
Controlled traction differential tersedia dengan driver-controlled shift unit (seperti yang dijelaskan), dan
dengan driver permanen yang memungkinkan pengoperasian Limited slip secara full-time. Jika axle
dilengkapi dengan controlled traction differential permanen, maka regular driver digantikan dengan
driver yang dirancang untuk dapat aktif bersamaan dengan side gear setiap saat.
Motor grader locking differential
Gambar 55 – Locking differential
Gambar 55 merupakan differential dari motor grader. Differential dapat dikunci atau dibuka kuncinya
dengan switch differential pada cab-nya.
Operator harus mengunci differential pada saat Motor Grader dijalankan dalam jalur stright ahead
(lurus). Ini akan menyalurkan semua torque (torsi) ke empat wheel tandem dibawah semua kondisi
traksi. Lock (pengunci) differential dapat dibuka untuk menurunkan radius putar dan wear (keausan)
wheel.
Differential untuk Motor Grader memiliki clutch yang dioperasikan dengan pressure (tekanan)
Lubrication antara gear kanan dan Housing differential. Ketika differential terkunci, maka solenoid akan
membuat Lubrication mengalir di belakang piston clutch untuk mengaktifkan clutch. Clutch akan
diaktifkan dan gear sebelah kiri akan berputar sesuai kecepatan Housing yang berputar. Differential
pinion gear tidak akan berputar pada sumbunya karena spider dan side gear berputar pada kecepatan
yang sama. Differential pinion gear akan menahan gear pada sisi yang lainnya. Kedua Axle shaft akan
berputar pada kecepatan yang sama dengan Housing yang berputar.
Ketika lock (pengunci) differential terbuka, maka solenoid akan memblokir aliran Lubrication ke clutch
pack dan kedua sisi teeth (gerigi) dapat berputar dengan bebas.
Penguncuan differential memaksa salah satu sisi teeth (gerigi) untuk berputar dengan Housing
differential. Ini menyebabkan differential bertindak seperti axle solid dan menyalurkan semua torque
(torsi) ke kedua wheel, menyebabkan kedua wheel berputar pada kecepatan yang sama tanpa
mempertimbangkan traksinya.
Komponen-komponen dan Pengoperasiannya
Page 29
Final Drive
Gambar 56 – Contoh yang lazim dari differential dan Bevel gear
Differential dipakai untuk mengalihkan tenaga dari shaft output transmisi ke final drive. Kemudian final
drive menyalurkan tenaga tersebut ke wheel-wheel. Differential memungkinkan wheel belakang
berputar dengan kecepatan yang berbeda dengan wheel depannya. Ketika kendaraan berputar, maka
differential memungkinkan bagian dalam wheel berputar dengan kecepatan yang lebih rendah
dibandingkan dengan bagian luar wheel. Differential dapat dikunci atau dibuka oleh operator. Kunci
pengendali differential berada di konsol pengendali yang ada di kabin.
Output flange dari transmisi ini memutar bevel pinion shaft (15). Bevel pinion shaft (15) memutar Bevel
gear (10), yang akan terpasang pada Housing differential (2). Differential memiliki spider shaft (9) untuk
beberapa pinionnya. Differential memiliki dua side gear: side gear kiri (4) dan side gear kanan (11).
Koneksi antara empat pinion (6) dan dua side gear berada pada sudut yang tepat melalui jalinan gear.
Side gear kiri (4) dan side gear kanan (11) terhubung ke shaft oleh shaft yang terhubung ke final drive.
Ketika mesin bergerak stright ahead (lurus) ke depan dan differential berada pada posisi TIDAK
TERKUNCI (UNLOCK), maka jumlah traksi yang sama dikenakan pada wheel-wheel pada tiap sisinya.
Jumla torque (torsi) yang sama yang dikirim ke setiap shaft ke final drive menghentikan pinion (6),
sehingga pinion tidak dapat memutar spider shaft (9). Ini berdampak sama seperti ketika kedua tandem
drive dikendalikan oleh shaft yang sama. Ketika mesin berbelok, gaya yang berbeda dikenakan pada
sisi yang berlawanan dengan differential. Hal ini akan memutar pinion (6). Perputaran pinion (6)
membuat bagian dalam wheel berputar pada kecepatan yang lebih lambat dibandingkan dengan bagian
luar wheel. Ini akan menggerakkan mesin melalui belokan dengan kecepatan penuh.
Gambar 57 – Tampilan steering column pada bagian dalam kabin (16 = differential lock control
switch)
Page 30
Final Drive
Differential dapat dikunci dengan mengubah differential control switch (1) pada posisi LOCKED
(Terkunci). Switch ini terletak pada bagian konsol pengendali di kabin kendaraan. Memindahkan switch
(16) pada posisi LOCKED (Terkunci) akan melepaskan pressure (tekanan) Lubrication di belakang
pison. Ini membuat dua output shaft berputar dalam kecepatan yang berbeda. 6
Housing differential berjalan pada tapered roller bearing. Spider gear berputar diatas bushing dari
perungu. Spider gear, gear sebelah kiri dan sebelah kanan berputar berlawanan dengan thrust washer.
Thrust washer membuat ujung thrust menjauh dari Housing differential.
Lubrication differential berasal dari Lubrication yang terlempar pada bagian dalam Housing Bevel gear.
Permukaan datar pada tiap shaft dari spider shaft membuat Lubrication mengalor ke Spider gear dan
thrust washer.
Valve lock (pengunci) differential
Gambar 58 – Valve lock (pengunci) differential
17. Bukaan saluran masuk 18. Bukaan ke penampung 19. Bukaan ke clutch
Differential lock control switch mengendalikan solenoid yang diaktifkan dengan valve hidraulis yang
berada pada differential carrier. Ketika switch berada pada posisi LOCK, tidak ada aliran masuk ke
solenoid coil dan solenoid tidak akan mendapatkan tenaga. Valve tetap terbuka karena adanya daya
spring. Lubrication dari valve buang transmisi mengalir melalui selang ke bukaan saluran masuk (17).
Saluran internal valve solenoid bertindak sebagai lubang.
Lubrication mengalir melalui bukaan saluran masuk (17) dan keluar melalui bukaan (19) menuju
differential lock clutch (Gambar 58). Lubrication mengalir menuju differential melalui rangkaian
differential cage. Kemudian, Lubrication akan mengalir ke lubang dalam Housing differential. Lubrication
mendorong piston menjauhi pelat dan Disc clutch yang menyebabkan gear pada bagian kiri berputar
dengan Bevel gear. Spider gear tidak mengaktifkan spider shat. Spider gear mengaktifkan gear sisi
kanan dan kiri.
Jika traksi di bawah wheel tandem berbega, maka kecepatan wheel-wheel akan sama. Ketika control
switch berada pada posisi UNLOCKED, maka aliran ke solenoid coil dan solenoid akan mendapatkan
energi. Solenoid yang mendapatkan energi tersebut menggerakkan valve spool. Lubrication dalam
differential mengalir melalui bukaan (19), dan mengalir ke penampung Lubrication. Ketika traksi berbeda
pada tiap wheel tandem, maka Spider gear, gear sisi kiri dan gear sisi kanan dapat berbelok dengan
bebas. Differential lock control switch dapat diaktifkan dalam berbagai kecepatan.
Jaw clutch Locking differential
Beberapa lock (pengunci) differential menggunakan jaw clutch. Operator mengaktikan jaw clutch ketika
ada wheel yang mengalami slip dengan menggunakan pedal atau switch untuk mengunci differential.
Operator menentukan kapan lock (pengunci)an differential dilakukan. Operator harus menurunkan
kecepatan mesin dan tidak memutar wheel ketika mengaktikan lock (pengunci) differential. Pengaktifan
jaw clutch pada kecepatan tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada differential. Operator tidak boleh
berbelok ketika jaw clutch tengah diaktifkan.
Page 31
Final Drive
Kadang-kadang, operator akan mendengar jaw clutch saling berbenturan. Jika ini terjadi, operator harus
menurunkan kecepatan mesin agar jaw clutch dapat diaktifkan. Jaw clutch menghubungkan satu gear
dengan gear lainnya ke Housing differential. Differential pinion gear tidak akan berputar pada sumbunya
karena spider dan gear sebelah kiri berputar pada kecepatan yang sama. Differential pinion gear akan
menahan sisi gear yang lain. Kedua Axle shaft akan berputar pada kecepatan yang sama dengan
perputaran Housing. Ketika differential tidak terkunci, maka spring akan memisahkan jaw clutch dam
kedua sisi gear dapat berbelok dengan bebas.
Backhoe loader
Gambar 59
Pada backhoe loader, jaw clutch diaktifkan dengan menekan pedal kaki (gambar 59). Pergerakan ini
dialirkan melalui penghubung mekanis dan hasilnya terjadi torque (torsi) tetap pada lever lock
(pengunci). Lever lock (pengunci) ini menyebabkan garpu mendorong clutch ke sisi gear menuju
adapter pada Housing differential. Ketika kedua belah jaw clutch terdorong bersamaan, satu side gear
akan terkunci pada Housing differential.
Setelah aktif sepenuhnya, maka pedal lock (pengunci) differential harus dilepaskan. Tenaga yang
disalurkan dari satu wheel ke wheel lain akan menghasilkan gaya menyamping. Gaya menyamping ini
menahan jaw clutch tetap aktif. Jika tenaga makin tersebar merata, maka gaya menyamping ini akan
turun dengan sendirinya. Jaw clutch akan terputus secara otomatis karena turunnya gaya menyamping
ini.
Berbagai komponen dan cara pengoperasiannya
PERINGATAN:
Untuk mencegah kerusakan differential, jangan aktifkan lock (pengunci) differential pada kecepatan
tinggi. Pada daerah dengan hambatan tinggi, mungkin perlu untuk cornering (membelok)kan kendaraan
sedikit untuk sedikit membantu dalam melepas kunci differential. Menurunkan rpm mesin juga dapat
membantu.
Selama pengoperasian di daerah dengan tanah gembur, kadang-kadang terjadi slip ban. Kendaraan
bisa saja berjalan sangat lambat, atau bahkan tidak berjalan sama sekali. Differential menyalurkan
tenaga ke wheel yang berputar, sementara wheel yang lain mungkin berada pada lapisan tanah yang
keras. Dengan lock (pengunci) differential, kita bisa meningkatkan traksi karena lock (pengunci)
differential memungkinkan wheel yang berada di tanah yang keras membangkitkan tenaga. Kendaraan
dapat menarik diri dari daerah dengan lapisan tanah gembur dengan adanya traksi tambahan ini.
Gambar 60
Page 32
Final Drive
Lock (pengunci) differential diaktifkan dengan menekan pedal lock (pengunci) differential (1).
Gambar 61 – pedan lock (pengunci) differential (1) terhubung dengan lever lock (pengunci) (5)
oleh rod (2), spring (3), dan rod (4). Dengan menekan pedal lock (pengunci) differential (1), maka
terjadi torque (torsi) tetap pada lever lock (pengunci) (5).
Gambar 62 – Berbagai komponen lock (pengunci) differential (5) lever lock (pengunci); (6) garpu;
(7) Differential case; (8) Adapter; (9) Spring; (10) Coupling; (11) gear sebelah kanan.
Kekuatan yang dihasilkan spring (9) menahan teeth (gerigi) adapter (8) dalam jalinan dengan teeth
(gerigi) differential case (7). Kekuatan spring (9) ini juga menahan clutch (10) lepas dari adapter (8).
Clutch (10) terpaut pada gear sebelah kanan (11). Garpu (6) menempel pada lever lock (pengunci) (5)
dan bersinggungan dengan clutch (10). Torque (torsi) kontan pada lever lock (pengunci) (5)
menyebabkan garpu (6) mendorong ke clutch (10). Clutch (10) mengatasi kekuatan spring dan teeth
(gerigi) pada clutch (10) terjalin dengan teeth (gerigi) adapter (8). Ini memungkinkan tenaga dialihkan
dari differential ke wheel sebelah kanan. Jika diaktifkan secara penuh, maka pedal lock (pengunci)
differential harus dilepaskan. Tenaga yang disalurkan dari satu wheel ke wheel lainnya menghasilkan
tenaga menyamping. Tenaga menyamping dari clutch (10) dan adapter (8) ini akan menjaga clutch (10)
dan adapter (8) tetap terjalin. Ketika tenaga makin tersalur seimbang, maka spring (9) akan mengatasi
turunnya tenaga menyamping. Ini menyebabkan lock (pengunci) differential terputus secara otomatis.
Page 33
Final Drive
TOPIK 4
DOUBLE REDUCTION AXLE
5.0 PENGANTAR
Kendaraan on/off road dan berbagai jenis truk lainnya yang harus mengangkut load (beban) yang
sangat berat kadang-kagang dilengkapi dengn double reduction axle. Double reduction axle ini
menggunakan dua rangkaian gear agar dapat menghasilkan gear reduction yang lebih besar dan torque
(torsi) yang lebih tinggi. rancangan ini sangat bermanfaat bagi kendaraan angkutan berat, seperti truk
sampah, pengaduk semen, dan berbagai kendaraan pengangkut berat lainnya.
Jenis Gear Hyphoid dan helical
Gambar 63 – Tampilan potongan Hyphoid double reduction differential carrier
Double reduction axle yang tampak diatas (Gambar 63) menggunakan heavy-duty spiral bevel atau
Hyphoid pinion dan kombinasi Bevel gear utnuk reduksi awalnya. Reduksi kedua dicapai dengan
adanya helical spur pinion lebar dan gear set. Drive pinion dan Bevel gear bergungsi seperti dalam
single reduction axle. Namun, differential case tidak bautkan pada Bevel gear. Sebaliknya, spur pinion
dikunci dan dikenalikan oleh Bevel gear. Spur pinion secara tetap terjalin dengan helical spur gear
tempat differential case dibautkan.
Aliran tenaga melalui pinion (diarahkan) melalui Bevel gear. Ini akan memutar spur pinion kecil. Spur
pinion terjalin dengan spur pinion besar dan ini berputar pada kecepatan yang terendah untuk
mencapai reduksi kedua. Unit differential ditemptkan pada tengah spur gear yang besar jika kendaraan
harus berbelok.
Two-speed double-reduction drive axles
Gambar 64 – Rancangan dasar double reduction drive axle dua percepatan
Page 34
Final Drive
Double reduction axle drive axle dengan dua percepatan biasanya merupakan jenis helical spur. Seperti
yang terlihat pada Gambar 64, in sangat serupa dengan rancangan helical-spur double reduction drive
axle dengan satu percepatan, kecuali dengan adanya dua helical spur gear. Bagian crown wheel
menyatu dengan shaftnya yang merupakan tempat pemasangan dua gear helical kecil yang dapat
bergerak bebas dengan jumlah teeth (gerigi) yang berbeda. Shaft ini paralel, namun tidak sejarar,
dengan Axle shaft. Diantara kedua gear kecil itu terdapat clutch sleeve yang mengunci gear ke shaft
dan untuk mengaktifkan range tinggi atau rendah. Dua helical spur gear terjalin dengan dua gear kecil
dan gear besarnya terjalin dengan differential carrier.
Gambar 65 – Tenaga mengalir melalui spur-gear double-reduction drive axle dengan dua
percepatan pada range tinggi.
Gambar 66 – Tenaga mengalir melalui spur-gear double-reduction drive axle dengan dua
percepatan pada range rendah.
Aliran tenaga untuk range tinggi terlihat pada Gambar 65, sedangkan untuk range rendah, dapat dilihat
pada Gambar 66.
Page 35
Final Drive
Sistem shift dengan dua percepatan
Sistem drive axle shift dengan dua percepatan dapat dioperasikan secara elektrik, dengan sistem
pemampatan udara maupun dengan vacuum. Tujuannya adalah agar operator dapet mengubah range
dari axle steering. Sistem shift dengan pemampatan udara.
Gambar 67 – Drive axle dengan sistem pemampatan udara dengan dua percepatan
Seperti yang terlihat pada Gambar 67, sistem shift dengan pemampatan udara terdiri dari valve shifter
udara, valve pelepas cepat, dan unit axle shift. Kendaraan yang tidak memiliki brake darurat otomatis
memiliki valve solenoid yang dijalankan secara elektrik, yang menggunakan seluruh sistem ketika
sistem listrik dimatikan. Kendaraan yang memiliki speedometer (speedo) yang dikendalikan oleh
transmisi dipasangi speedo drive adaptor.
Gambar 68 – Unit axle shift dengan sistem pemampatan udara
Ketika operator menggerakan valve air shifter ke posisi range tinggi, maka udara yang dimampatkan
mengalir melalui valve pelepas cepat menuju ke unit axle shift. Unit axle shift (Gambar 68)
mengerakkan level actuating dalam Housing axle dan mengubah drive axle ke range tinggi. Jika
operator menggerakkan valve air shifter ke posisi range rendah, maka udara yang dimampatkan akan
mengalir melalui valve pelepas cepat dan spring pemampat dalam unit axle shift akan merubah drive
axle ke range rendah.
Page 36
Final Drive
Sistem shift elektrik
Gambar 69 – Sistem shift drive axle elektrik dengan dua percepatan
Seperti yang terlihat pada Gambar 69, sistem shift drive axle eletrik terdiri atas sebuah switch
pengendali dan unit axle shift.
Gambar 70 – Unit axle shift elektrik
Unit axle shift (Gambar 70) terdiri atas motor elektrik, switch pernubah otomatis, sekrup perakit, spring
torque (torsi) dan level serta level actuating. Kendaraan yang memiliki speedometer (speedo) yang
dikenalikan oleh transmisi dipasangi dengan adaptor speedo drive.
Gambar 71 – Unit axle shift range tinggi elektrik
Page 37
Final Drive
Ketika operator menggerakkan tombol pengendali ke posisi range tinggi, maka motor elektrik memutar
drive screw searah jarum jam, menggerakkan spring yang memutar lever ke bawah (Gambar 71)
meningkatkan tegangan pada spring torque (torsi). Drive nut pada drive screw memutus sirkuit elektrik
pada switch pengubah otomatis, menghentikan motor elektrik di akhir langkahnya. Ketika load (beban)
pada mekanisme range tinggi-rendah telah diturunkan, maka spring torque (torsi) akan menyebabkan
range tinggi diaktifkan.
Gambar 72 – Unit axle shift elektrik range rendah
Ketika operator menggerakkan knob pengendali ke posisi range rendah, maka motor listrik akan
memutar drive screw berlawanan dengan jarum jam. Ini menggerakkan spring winding lever ke atas
(gambar 72) meningkatkan tegangan pada torque (torsi) spring pada arah yang berlawanan. Drive nut
pada drive screw memutus sirkuit elektrik pada switch changeover otomatis, yang akan menghentikan
motor elektrik di akhir pergerakannya. Jika load (beban) pada mekanisme highlow range diangkat di
dalam drive axle, maka torque (torsi) spring akan menyebabkan range rendah terhubung.
Page 38
Final Drive
TOPIK 5
TANDEM DRIVE AXLE
Gambar 73
Banyak truk heavy-duty yang dilengkapi dengan dua axle pengendali. Truk-truk dengan axle tandem ini
membutuhkan susunan gear khusus agar dapat mengalirkan tenaga, baik forward (maju) maupun
reverse (mundur), axle pengendali belakang. Penyusunan gear ini harus memungkinkan adanya
perbedaan kecepatan diantara kedua axle tersebut.
Seperti yang terlihat pada Gambar 73, differential interaxle (atau Power divider) digunakan untuk
menghubungkan dua drive axle unit tandem-drive, baik yang satu percepatan ataupun yang percepatan
ganda. Axle ini bisa daja single-reduction ataupun double-reduction gearing. Power divider bisa
“penyeimbang” atau “proporsional”. Torque (torsi) yang menyeimbangkan Power divider dirancang
untuk menerima torque (torsi) dari driveline dan membaginya secara seimbang diantara kedua axle.
Torque (torsi) yang yang membagi Power divider dirancang untuk menerima torque (torsi) dari drive line
dan menyebarkannya ke dua axle kendali dengan rasio yang sama dengan kebutuhan traksi pada
kedua axle tersebut.
6.0 POWER DIVIDER PENYEIMBANG TORQUE
Torque (torsi) penyeimbang Power divider (atau interaxle differential) dirancang untuk menerima torque
(torsi) dari driveline dan membaginya secara seimbang untuk kedua axle kendali. Differentialnya
menyeimbangkan variasi kecepatan axle dengan cara yang sama dengan cara kerja differential axle
kendali tersebut di antara kedua kendali wheel. Ini mencegah terjadinya pertentangan driveline
sekiranya kecepatan putaran input ke axle kendali berbeda-beda antara satu dengan yang lain, karena
adanya perbedaan ukuran wheel atau faktor lain. Power divider merupakan titik pembagian tengah
torque (torsi) ke kedua axle kendali dan juga termasuk piranti kendali dengan pemampatan udara atau
lock (pengunci) elektrik yang dijalankan oleh operator. Ketika lock (pengunci)an dilakukan, maka secara
mekanis torque (torsi) ini akan mencegah aktivitas differential Power divider untuk taksi yang lebih baik
jika kondisi tanah sangat buruh.
Power divider dipasangkan pada input shaft axle tandem depan dan beroperasi sebagai differential
konvensional antara axle depan dan belakang, sementara differential pada tiap axle memberikan
aktifitas differential untuk tiap pasang kendali wheel.
Page 39
Final Drive
Gambar 74 – Rancangan differential inter-axle (pwer divider)
Rancangan salah satu jenis Power divider penyeimbang-torque (torsi) dapat dilihat pada Gambar 74,
sementara aliran tenaga melalui drive unit (dengan lockout tidak tersambung) tampak pada Gambar
75.
Gambar 75 – Pembagian torque (torsi) dengan lockout tidak terhubung (inter-axle differential
tengah beroperasi)
Dengan lockout tidak tersambung, maka torque (torsi) dari driveline disalurkan ke interaxle differential
input shaft dan interaxle differential carrier, melalui interaxle differential side gear. Side gear ke depan
menyalurkan torque (torsi) ke pinion axle dan crown wheel depan, sementara side gear belakang
menyalurkan torque (torsi) ke axle pinion dan crown wheel belakang.
Page 40
Final Drive
Gambar 76 – Pendistribusian torque (torsi) dengan lockout terhubung (inter-axle differential
tidak beroperasi)
Mekanisme lockout terpasang dalam Power divider untuk memungkinkan pengemudi kendaraan
mengunci inter-axle differential dan memberi traksi maksimum pada kondisi jalan yang rusak parah.
Dalam pengoperasiannya, silinder udara (yang dikendalikan oleh valve yang terpasang di kabin)
menggeser cliding clutch. Untuk mengunci aktivitas inter-axle differential, maka input shaft dan
differential berputar sebagai satu rangkaian. Aktivitas ini memberi drive positif bagi kedua axle.
Dengan lockout terpasang, maka torque (torsi) didistribusikan ke kedua axle tanpa ada aktivitas
differential. Axle pinion forward (maju) dan Bevel gear dikendalikan dengan helical-side gear. Axle
pinion reverse (mundur)nya dikendalikan dari output shaft side gear dan inter-axle driveline.
Catatan:
Kondisi permukaan jalan yang berbeda-beda dapat mempengaruhi ketidakseimbangan pembagian
torque (torsi) diantara kedua rangkaian axle.
Torque proportioning Power divider
Ghambar 77 – Rancangan proportioning Power divider
Page 41
Final Drive
Gambar 78 – Rancangan dasar proportioning Power divider
Power divider pembagi torque (torsi) (torque proportioning Power divider) (Gambar77) dirancang untuk
dapat menerima torque (torsi) dari driveline dan menyebarkannya ke kedua axle steering dengan rasio
yang sama dengan kebutuhan transi pada kedua axle tersebut. Power divider ini mampu membagi
torque (torsi) secara tidak sama besar, sehingga, dalam kondisi jalan yang licin, torque (torsi) dapat
secara otomatis diarahkan ke axle kendali dengan kebutuhan traksi yang besar.
Rancangan ini menggunakan differential cam dan Plunger, bukan menggunakan differential standar
biasa. Input shaftnya berupa shaft bulat yang mendukung dua puluh empat Plunger jarak dekat dalam
dua baris. Plunger ini bebas bergerak sesuai panjangnya dan ditempatkan diantara cuping Inner cam
unit dan cuping out cam unit. Outer cam unit memiliki satu baris cuping dengan jarak antara tertentu,
sementara Inner cam unit memiliki dua baris cuping cam. Outer cam ini terpasang seperti pemasangan
pinion front tandem drive axle. Inner cam unit terpasang pada shaft yang berjalan melalui pinion
berongga. Shaft “bolong” ini terhubung ke pinion rear tandem trive axle (Gambar 78).
Dalam kondisi normal, maka sema Plunger akan bersinggungan dengan kedua cam setiap saat ,
memastikan bahwa cam beserta cage dan Plungernya berputar sebagai satu kesatuan. Aktivitas ini
menyalurkan torque (torsi) secara seimbang ke kedua axle kendali.
Ketika terjadi perbedaan kecepatan antara cage dan cam unit, maka Plunger akan bergerak sesuai
panjangnya ketika cuping cam bersinggungan dengannya. Setiap Plunger naik ke crest cuping cam,
bergerak sesuai panjangnya dan mendorong cuping ke cam lain untuk berputar dalam arah yang
berlawanan. Ini akan berdampak sama seperti differential standar.
Jika terjadi perbedaan kecepatan diantara kedua axle kendali namun semua wheel memiliki traksi
penuh (tidak terjadi wheel spin), maka satu unit cam akan berputar lebih cepat dari cage-nya,
sementara cam lainnya akan tertinggal di belakang. Aktivitas differential dalam input shaft cate akan
memungkinkan cam berjalan lebih cepat untuk bergerak forward (maju) mendahului Plunger, sehingga
memndorongnya bergerak sesuai panjangnya ketika melaluio cuping dari cam unit yang berputar. Ujung
Plunger lainnya akan mendorong menjauhi permukaan yang cuping yan turun pada cam unit yang
bergerak melambat, mendorongnya untuk berputar dengan kecepatan yang lebih lambat dibandingkan
input cage-nya. Jumlah satu unit cam yang lebih lambat akan sebanding dengan jumlah cam yang lebih
cepat. Ini merupakan aktivitas differential yang nyata.
Rancangan torque proportioning Power divider ini tidak akan melebihi 75 persen dari total torque (torsi)
yang ada yang akan disalurkan ke axle kendali. Sehingga, meskipun jika ada satu kendali wheel yang
mengalami spin, maka axle kendali lainnya akan menerima 25 persen dari torque (torsi) yang ada.
Ketika lockout diaktifkan, maka input shaft cage akan terkunci pada Outer cam unit oleh sliding clutch.
Ini mencegah terjadinya overrun Inner cam unit atas cage dan aktivitas differential tidak akan terjadi.
Page 42
Final Drive
6.1 LUBRICATION
Kebanyakan single reduction axle mendapatkan Lubrication dari splash (percikan) Lubrication ketika
komponen differential berputar. Baffer dan reservoir (penampung) dirancang dalam differential carrier
untuk dapat menahan dan mengarahkan Lubrication ke titik friksi kritis.
Gambar 79 – sistem Lubrication pump
Axle kendali yang memiliki interaxle differential membutuhkan Lubrication positif berpressure (tekanan)
sepanjang waktu. Seperti yang terlihat pada gambar 79, satu rancangan menggunakan jenis Lubrication
pump positif displacement-gear yang dikendalikan oleh interaxle differential input shaft. Lubrication
didapat melalui filter screen dan pressure (tekanan) diberikan pada interaxle differential side gear serta
bushing-nya. Komponen-komponen lainnya mendapatkan Lubrication dengan adanya semprotan dari
pompa dan splash (percikan).
Sistem Lubrication pump ini memiliki magnetic strainer screen agar tetap terjaga kebersihannya.
Magnet ini akan menangkap partikel kecil dan saringannya mencegah partikel kotoran berukuran besar
agar tidak masuk ke dalam sistem.
6.2 POWER DIVIDER LOCKOUT
Lockout yang dikendalikan oleh operator secara mekanis akan mencegah aktivitas Power divider dan
memberi traksi maksimal ketika kondisi jalan tidak menguntungkan. Ketika mekanisme lockout
diaktifkan oleh operator, maka sliding clutch menghubungkan interaxle differential input shaft ke
interaxle side gear axle depan. Ini mencegah terjadinya aktivitas differential dan kedua axle
dikendalikan secara positif. Ketika lockout diputuskan, maka sliding clutch akan kembali tertarik ke
posisinya.
Lockout terdiri dari sliding clutch yang terpasang pada interaxle input shaft, shift fork, push rod and
pengendali sistem. Shift fork ini dapat dijalankan dengan shift silinder udara berpressure (tekanan),
vacuum shift silinder, atau solenoid elektrik. Salah satu lockout udara berpressure (tekanan) yang lazim
dipakai adalah rancangan “standar” atau “udara balikan”.
Page 43
Final Drive
Standard Compressed-air lockout
Gambar 80 – Cara kerja standard compressed air interaxle differential lockout
Seperti yang tampak pada Gambar 80, udara berpressure (tekanan) dikenakan pada ujung atas lockout
piston shift. Ini memampatkan spring dan shift fork mengaktifkan sliding clutch. Ketika terputus, udara
yang dimampatkan dilepaskan dan spring memutuskan hubungan dengan sliding clutch. Udara
berpressure (tekanan) hanya berjalan ketika clutch sedang aktif.
Reverse compressed-air lockout
Gambar 81 – Cara pengoperasian “reverse air” compressed air interaxle differential lockout unit
Udara berpressure (tekanan) dikenakan pada bagian bawah lockout shift piston (Gambar 81). Ini
memampatkan spring dan shift fork memutuskan hubungan dengan sliding clutch. Ketika terjadi
hubungan, maka udara berpressure (tekanan) dilepaskan dan spring terhubung dengan sliding clutch.
Udara berpressure (tekanan) hanya dikenakan ketika clutch sedang aktif.
Page 44
Final Drive
TOPIC 6
MULTI-WHEEL DRIVE
Gambar 82
Dalam kondisi tertentu, kendaraan berat yang diperlengkapi dengan multi-wheel drive memiliki
keunggulan yang sangat besar dibandingkan dengan kendaraan yang hanya memiliki axle kendali
belakang saja. Istilah “Multi-wheel drive” digunakan untuk menyebut kendaraan yang diperlengkapi
dengan axle kendali depan dan belakang.
Jika kendaran memiliki satu axle kendali depan dan satu axle kendali belakang, tetapi tidak memiliki
axle lainnya, maka kendaraan tersebut merupakan kendaraan kendali empat wheel dan dikenal dengan
nama 4x4 atau sering ditulis dengan 4WD. Jika kendaraan memiliki axle kendali depan dan dua axle
kendali belakang tanpa ada axle lain, maka kendaraan tersebut adalah kendaraan kendali enam wheel
atau dikenal dengan nama 6x6 dan sering disebut dengan istilah 6WD. Jika kendaraan memiliki dua
axle depan dan dua axle belakang tanpa axle lain, maka kendaraan tersebut kendaraan kendali
delapan wheel atau sering disebut dengan 8x8 atau sering dikenal dengan istilah 8WD.
Kendaraan Multi-wheel drive memiliki transmisi yang sama dengan yang terpasang pada kendaraan
kendali wheel belakang, namun memiliki tambahan yaitu Transfer case (atau drop box). Transfer case
ini merupakan gearbox lain yang mungkin bisa menyatu dengan transmisi utama, (terpasang di
belakang), baik manual ataupun otomatis, atau bisa juga transmisi yang terpisah dari transmisi utama.
Transmisi ini dipergunakan utnuk menyalurkan torque (torsi) ke axle kendali depan ketika
4WD/6WD/8WD diaktifkan oleh operator, atau dalam setiap kesempatan dalam sistem multi-drive tetap.
Dalam beberapa kasus, Transfer case ini kadang-kadang juga dianggap sebagai “third differential”.
Kelebihan
Kendaraan berat yang hanya memiliki axle belakang bisa saja bermasalah dengan traksinya dan
kemampuan manuvernya dalam berbagai situasi yang berbeda. Hal ini dapat terjadi di lokasi
pembangunan dan konstruksi, jalan yang kondisinya buruk, terutama di daerah yang sangat landai dan
licin, serta di daerah berlumpur, bersalju, atau es, atau bahkan di jalan yang bagus sekalippun. Dengan
memberi torque (torsi) steering ke wheel depan serta wheel belakang, maka kendaraan multi-wheel
drive akan lebih dapat memberi torque (torsi) bagi mesin yang dapat disalurkanke permukaan jalanan
tanpa takut akan meningkatnya resiko terjadi wheel spin.
Jika suatu kendaraan berat dilengkapi dengan part-time multi-wheel drive, maka axle kendali axle
depannya dapat diaktifkan jika operator menganggapnya diperlukan. Namun, sayangnya ini biasanya
tidak dilakukan sampai kendaraan benar-benar kehilangan traksi yang pada akhirnya justru akan makan
waktu atau bahkan membahayakan jiwa.
Jika sebuah kendaraan dilengkapi dengan full-time atau constant multi-wheel drive, maka axle kendali
depannya aktif secara tetap dan operator tidak perlu memutuskan kapan (dan jika) axle depan harus
diaktifkan. Sebagai tambahan, Transfer case dari suatu kendaraan dengan constant multi-wheel drive
biasanya dilengkapi dengan peralatan proportioning (dalam bentuk differential) agar torque (torsi) dapat
dikirimkan ke setiap axle kendali dalam rasio yang sama sesuai kebutuhan traksi dari tiap axlenya.
Page 45
Final Drive
Kendaraan jenis 6x6 biasanya dilengkapi dengan constant all-wheel drive seperti yang terlihat pada
Gambar 82.
Transfer case
Kegunaan mendasar dari Transfer case adalah untuk menerima torque (torsi) dari transmisi utama
kendaraan dan kemudian membagi dan menyalurkan torque (torsi) tersebut ke axle kendali di bagian
depan kendaraan dan axle kendali di bagian belakang. Transfer case bisa saja menyatu dengan
transmisi utama, baik yang manual maupun otomatis, atau juga terpisah dari transmisi utamanya.
Ada tiga dasar rancangan Transfer case; single-range part time, dual-range part-time, dan full-time
proportioning.
Rancangan model Single-range part-time
Gambar 83
Jenis single-range, part-time Transfer case terdiri dari empat shaft paralel dalam sebuah Housing
(Gambar 83). Jenis Transfer case ini hanya memiliki dua posisi pengoperasian: drive ke axle depan
aktif atau tidak aktif. Jenis Transfer case ini juga kadang-kadang disebut sebagai single-speed Transfer
case (Transfer case percepatan tunggal).
Transfer case input shaft secara permanen terhubung ke output shaft gearbox utama, output shaft
Transfer case yang telah ditempelkan tersebut tehubung secara permanen ke driveline menuju axle
kendali belakang, Transfer case front output shaft terhubung secara permanen dengan driveline ke axle
kendali depan, sementara Transfer case idler shaft-nya menunjang idler gear. Input shaftnya menyatu
dengan Transfer case input gear, idler gear biasanya dipergunakan untuk menempatkan driveline
depan dan belakang dibawah centreline main gearbox dan mesin, sementara output shaft-nya menyatu
dengan Transfer case output gear. Ketiga gear tersebut secara permanen terjalin, sementara output
shaftnya terpasang dengan sliding clutch sleeve yang telah ditempelkan untuk menyambung atau
memutus hubungan output shaft ke axle kendali depan. Rancangan ini kadang-kadang juga disebut
sebagai output shaft “satu garis/satu jalur/inline”.
Kendali ke axle depan dihubungkan operator dengan cara menggerakkan sliding clutch sleeve (yang
melekat pada output shaft belakang) agar terjalin dengan output shaft depan yang terpasang. Ini akan
mengunci Transfer case outputs shaft belakang ke output shaft depan. Ketika sliding sleeve ini melepas
jalinan, output shaft depan dan driveline bebas memutari output shaft belakang.
Page 46
Final Drive
Gambar 84
Seperti yang terlihat pada Gambar 84, jenis lain dari single-range, part-time Transfer case hanya
memiliki tiga shaft paralel. Input shaft secara permanen terhubung ke main gearbox output shaft dan
begitu juga rear output shaft untuk Transfer case. Shaft ini secara permanen terhubung ke driveline ke
axle kendali belakang; Transfer case front output shaft secara permanen terhubung ke driveline ke axle
kendali depan; sementara Transfer case idler shaft-nya menunjang idler gear.
Input shaft-nya menyatu dengan sTransfer case input gear serta Transfer case output shaft; idler gear
dipergunakan untuk memposisikan front driveline agar berada dibawah centreline gearbox utama dan
rangkaian mesin; sementara front output shaft terpasang pada shaft dan bebas bergeser di sepanjang
shaft. Gear ini bergerak di sepanjang output shaft belakang untuk menghubungkan atau memutus
hubungan idler gear ke output shaft depan. Rancangan ini kadang-kadang disebut juga sebagai
memiliki output shaft “bertingkat”.
Rancangan Dual-range part-time
Gambar 85
Transfer case kendaraan berat sering kali dirancang sedemikian rupa sehingga terdapat dua range:
range tinggi yang biasanya berupa sebuah direct drive ratio, dan range rendah yang biasanya berupa
underdrive ratio. Seperti yang terlihat pada Gambar 85, satu jenis dual-range, part-time Transfer case
terdiri dari empat shaft paralel. Transfer case jenis ini memiliki empat posisi pengoperasian:
1. Range rendah dengan kendali semua wheel.
2. Range tinggi dengan kendali semua wheel.
Page 47
Final Drive
3. Netral dengan tanpa kendali wheel.
4. Range tinggi dengan hanya kendali wheel belakang saja.
Jenis transfer case ini kadang-kadang juga disebut sebagai transfer case dua percepatan.
Transfer case input shaft terhubung secara permanen ke gearbox output shaft utama; transfer case rear
output shaft terhubung secara permanen ke driveline ke axle kendali belakang ; transfer case front
output shaft terhubung secara permanen ke driveline ke axle kendali depan; sementara idler shaft
mendukung twin idler gear. Transfer case input gear range tingi dan rendah bebar berjalan pada input
shaft; idler gear dipergunakan untuk menempatkan driveline depan dan belakang dibawah centreline
gearbox utama dan rangkaian mesin; sementara output shaft menyatu dengan transfer case output
gear.Output shaft depan terpasang dengan sliding clutch sleeve untuk menghubungkan atau
memutuskan hubungan driveline ke axle kendali depan.
Gambar 86
Seperti yang terlihat pada Gambar 86, kendali axle depan range rendah diaktifkan oleh operator dengan
cara menggerakkan input shaft range tinggi-rendah gear sliding clutch ke posisi range rendah,
kemudian menggerakkan sliding clutch sleeve (yang terpasang pada front output shaft) ke jalinan
dengan rear driveline shaft. Ini akan menempatkan transfer case pada range rendah dan mengunci
transfer case rear output shaft ke driveline depan.
Ketika sliding sleeve dipindahkan dari jalinan, maka driveline depan bebas berputar. Piranti interlock
akan mencegah low range ini dipilih kecuali kendali empat-wheel juga diaktifkan. Ini mencetah
terjadinya load (beban) torque (torsi) yang berlebihan dari range rendah yang diterapkan hanya pada
axle kendali belakang sana yang dapat mengakibatkan kerusakan.
Page 48
Final Drive
Gambar 87
Gambar 87 memperlihatkan jenis lain „dual range‟, part-time transfer case yang juga memiliki empat
shaft paralel. Input shaft-nya secara permanen terhubung ke main gearbox output shaft, namun juga
sejalur dengan rear output shaft. Rear output shaft terhubung secara permanen ke driveline ke axle
kendali belakang; transfer case front output shaft terhubung secara permanen ke driveline ke axle
kendali depan; sementara transfer case idler shaft mendukung twin idler gear. Input shaft menyatu
dengan transfer case input gear; idler gear dipergunakan untuk menempatkan driveline depan di bawah
centreline gearbox utama dan rangkaian mesin; sementara front output shaft terhubung ke front
driveline. Front output shaft high range gear tidak terpasang pada shaft, namun bebas bergerak pada
shaftnya. Front output shaftnya memiliki sliding low range gear untuk menghubungkan atau
memutuskan hubungan high range output gear (atau low idler gear) ke front output shaft.
Gambar 88
Seperti yang terlihat pada Gambar 88, kendali ke axle depan dalam range rendah dihubungkan oleh
operator dengan cara menggerakkan rear output shaft gear ke jalinan dengan low range idler gear,
kemudian menggerakkan front output shaft low range gear ke jalinan dengan low range idler gear. Ini
akan menempatkan transfer case pada range rendah kendali empat-wheel. Piranti interlock mencegah
range rendah agar tidak terpilih kecuali kendali empat-wheel sedang diaktifkan. Ini akan mencegah load
Page 49
Final Drive
(beban) torque (torsi) yang berlebihan karena range rendah diberikan hanya pada axle kendali belakang
saja yang dapat menyebabkan kerusakan.
Beberapa versi output transfer case bertingkat tidak memakai idler shaft dengan gear. Sebagai gantinya
dipergunakan rantai torque (torsi) tinggi bagi kendali front output shaft. Kebanyakan transfer case
kendaraan berat dirancang untuk memiliki pilihan output lainnya. Ini biasanya serupa dengan input shaft
seperti pada transfer case tipe satu jalur,namun juga dapat berupa fitting yang memungkinkan adanya
tambahan PTO standar. Ini dapat digunakan untuk mendorong peralatan tambahan seperti katrol atau
pompa. Kelebihan utama dari transfer case PTO adalah kecepatanya dapat diubah-ubah dan bisa
dibalikkan karena aliran tenaga ke PM dapat menggunakan sembarang rasio gear pada transmisi
utamanya.
Full-time proportioning design
Kendaraan berat dengan full-time multi-wheel drive biasanya dipasangi dengan transfer case yang
memiliki proportioning differential (biasanya disebut sebagai differential ketiga) agar dapat menyalurkan
torque (torsi) ke setiap axle kendali dalam rasio yang sama dengan kebutuhan traksi di tiap axlenya.
Meskipun transfer box akan membagi torque (torsi) dan kecepatan secara seimbang diantara axle
kendali, perbedaan perputaran (langkah) wheel akan menimbulkan “pertentangan” diantara wheel-
wheel tersebut. Jika hal ini terjadi, maka satu-satunya cara agar wheel tersebut menempuh jarak yang
seimbang adalah dengan membuat salah satu wheel tersebut melakukan spin. Pada tanah yang
lembek, hal ini tidak akan menjadi masalah, namun ketik kendaraan dipasangi dengan constant multi-
wheel drive, operator tidak selalu dapat memilih hal ini.
Gambar 89
Proportioning differential (Gambar 89) dirancang untuk mencegah terjadinya matinya transmisi yang
dapat terjadi ketika kendaraan berat yang dipasangi dengan multi-wheel drive dikendalikan pada
permukaan yang keras. Namun, ketika differential ketiga dipasang dan satu wheel kehilangan traksi,
maka kendaraan akan berhenti, karena differential akan menyalurkan semua torque (torsi) yang ada ke
wheel dengan traksi terkecil.
Untuk memecahkan masalah ini, maka transfer case kendaraan berat yang dilengkapi dengan
differential ketiga biasanya dilengkapi pula dengan lock (pengunci) differential untuk mencegah aktivitas
differential. Namun, ketika lock (pengunci) differential diaktifkan, kendaraan sekarang memiliki
karakteristik yang sama dengan kendaraan part-time multi-wheel drive dengan axle depan aktif.
Gambar 89 menunjukkan transfer case kendaraan berat engan differential ketiga dan lock (pengunci)
differential.
Page 50
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Final Drives Manual Book
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search