Macam-macam Sistem Pemindah Tenaga
Kendaraan dapat berjalan/ bergerak karena ada system yang memindahkan tenaga/ momen/ putaran dari mesin ke roda-roda. Axle shaft atau poros penggerak roda merupakan poros pemutar roda yang dihubungkan dengan gardan (differensial).
Kendaraan ditinjau dari sistem pemindah tenaganya dikelompokkan menjadi beberapa tipe yaitu :
Kendaraan ditinjau dari sistem pemindah tenaganya dikelompokkan menjadi beberapa tipe yaitu :
1. Front Engine Rear Drive (FR)
Kendaraan dengan mesin di depan dan menggerakkan roda belakang dinamakan tipe Front Engine Rear Drive (FR). Komponen-komponen system pemindah tenaga meliputi : kopling (clutch), transmisi (transmission), drive shaft/ propeller shaft, differential, rear axle dan roda (wheel).
Kendaraan dengan mesin di depan dan menggerakkan roda belakang dinamakan tipe Front Engine Rear Drive (FR). Komponen-komponen system pemindah tenaga meliputi : kopling (clutch), transmisi (transmission), drive shaft/ propeller shaft, differential, rear axle dan roda (wheel).
Gambar 1. Kendaraan mesin depan penggerak roda belakang (FR)
2. Front Engine Front Drive (FF)
Kendaraan dengan mesin di depan dan menggerakkan roda depan dinamakan tipe Front Engine Front Drive (FF). Komponen-komponen sistem pemindah tenaga meliputi : kopling (clutch), transmisi (transmission), differential, front axle dan roda (wheel).
Kendaraan dengan mesin di depan dan menggerakkan roda depan dinamakan tipe Front Engine Front Drive (FF). Komponen-komponen sistem pemindah tenaga meliputi : kopling (clutch), transmisi (transmission), differential, front axle dan roda (wheel).
Gambar 2. Kendaraan mesin depan penggerak roda depan (FF)
3. Rear Engine Rear Drive (RR)
Kendaraan dengan mesin di belakang dan menggerakkan roda belakang dinamakan tipe Rear Engine Rear Drive (RR). Pemindah tenaga kendaraan tipe ini sama dengan tipe Front Engine Front Drive (FF). Komponen-komponen sistem pemindah tenaga meliputi: kopling (clutch), transmisi (transmissions), differential, rear axle dan roda (wheel)
Kendaraan dengan mesin di belakang dan menggerakkan roda belakang dinamakan tipe Rear Engine Rear Drive (RR). Pemindah tenaga kendaraan tipe ini sama dengan tipe Front Engine Front Drive (FF). Komponen-komponen sistem pemindah tenaga meliputi: kopling (clutch), transmisi (transmissions), differential, rear axle dan roda (wheel)
4. Four Wheel Drive (FWD)
Kendaraan dengan mesin menggerakkan roda depan dan roda belakang dinamakan tipe Four Wheel Drive atau All Wheel Drive (FWD atau 4WD atau AWD). Komponen -komponen sistem pemindah tenaga meliputi : kopling(clutch), transmisi (transmission), transfer, dan terbagi menjadi dua. Pertama ke front drive shaft (front propeller shaft), front differential, front axle dan roda depan (front wheel), sedangkan yang kedua ke rear drive shaft, rear differential, rear axle dan roda belakang (rear wheel)
Kendaraan dengan mesin menggerakkan roda depan dan roda belakang dinamakan tipe Four Wheel Drive atau All Wheel Drive (FWD atau 4WD atau AWD). Komponen -komponen sistem pemindah tenaga meliputi : kopling(clutch), transmisi (transmission), transfer, dan terbagi menjadi dua. Pertama ke front drive shaft (front propeller shaft), front differential, front axle dan roda depan (front wheel), sedangkan yang kedua ke rear drive shaft, rear differential, rear axle dan roda belakang (rear wheel)
Gambar 3. Kendaraan mesin depan penggerak roda depan dan belakang (4WD)
Propeller Shaft
Pada kendaraan tipe FR (front engine rear drive) dan FWD/AWD (four wheel drive), untuk memindahkan tenaga mesin dari transmisi ke differential, diperlukan propeller shaft atau sering juga disebut sebagai drive shaft. Panjang pendeknya propeller shaft tergantung dari panjang kendaraan. Pada kendaraan yang panjang, propeller dibagi menjadi beberapa bagian untuk menjamin supaya tetap dapat bekerja dengan baik. Suspensi kendaraan mengakibatkan posisi differential selalu berubah-ubah terhadap transmisi, sehingga propeller harus dapat menyesuaikan perubahan sudut dan perubahan jarak, agar tetap mampu meneruskan putaran dengan lancar. Mekanisme atau komponen tersebut adalah universal joint atau sering disebut U-joint.
Gambar 4. Bentuk-bentuk propeller shaft
Propeller shaft pada umumnya terbuat dari pipa besi, karena profil pipa lebih tahan terhadap puntiran. Dimensi poros propeller akan menentukan beban putaran yang
diijinkan, yang dirumuskan sebagai berikut :
Dimana :
n : putaran yang diijinkan (rpm)
D : diameter luar (cm)
d : diameter dalam (cm)
L : panjang (cm)
3) Universal joint
Kondisi jalan mempengaruhi kerja suspensi dan berakibat pada posisi differential selalu berubah-ubah terhadap transmisi. Universal joint dipakai untuk mengatasi
kondisi tersebut agar poros selalu dapat berputar dengan lancar, sehingga universal joint harus mempunyai syarat :
- dapat mengurangi resiko kerusakan propeller saat poros
- bergerak naik/ turun, tidak berisik atau berputar dengan lembut, konstruksinya sederhana dan tidak mudah rusak.
Dilihat dari konstruksinya, universal joint dibagi dalam beberapa jenis, yaitu :
a) Hook Joint
Gambar 5. Konstruksi Hook Joint
Pada umumnya poros propeller menggunakan konstruksi tipe ini, karena selain konstruksinya yang sederhana tipe ini juga berfungsi secara akurat dan konstan. Konstruksi hook joint adalah seperti gb. 5 di atas. Ada dua tipe hook joint yaitu shell bearing cup type dan solid bearing cup type. Pada tipe shell bearing cup universal joint tidak bisa dibongkar sedangkan pada tipe solid bearing cup bisa dibongkar. Ilustrasi konstruksi kedua tipe universal joint tersebut dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 6. Konstruksi hook joint tipe shell bearing cup
Gambar 7. Konstruksi hook joint tipe solid bearing cup
b) Flexible Joint
Gambar 8. Konstruksi Flexible Joint
Konstruksi dari universal joint model flexible joint dapat dilihat pada gambar 7 di atas. Model ini mempunyai keuntungan tidak mudah aus, tidak berisik dan tidak
memerlukan minyak/ grease.
c) Trunion Joint
Model ini berusaha menggabungkan tipe hook joint dan slip joint, namun hasilnya masih dibawah slip joint sendiri, sehingga jarang digunakan. Konstruksinya dapat
dilihat pada gambar 8 di bawah ini.
Gambar 9. Konstruksi Trunion Joint
d) Uniform Velocity Joint
Model ini dapat membuat kecepatan sudut yang lebih baik, sehingga dapat mengurangi getaran dan suara bising. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar 10 di bawah ini.
Gambar 10. Konstruksi Uniform Velocity Joint
e) Slip Joint
Bagian ujung propeller yang dihubungkan dengan poros out-put transmisi terdapat alur-alur untuk pemasangan slip joint. Hal ini memungkinkan panjangnya propeller
shaft sesuai dengan jarak output transmisi dengan differential. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar 11 di bawah ini.
Gambar 11. Konstruksi Slip Joint
4) Center Bearing
Merupakan unit yang dipasang pada ujung propeller shaft depan (intermediate shaft) dan menempel pada body melalui bracket. Center bearing berfungsi sebagai tumpuan antara pada poros propeller yang panjang (3-joint type) untuk mengurangi kemungkinan poros propeller melengkung/ bengkok, untuk meredam bunyi dan getaran pada saat propeller shaft bekerja.
Gambar 12. Konstruksi Center Bearing
Jenis Poros Penggerak Roda (Axle Shaft)
1. Poros Penggerak Roda Belakang
Roda belakang umumnya menumpu beban lebih berat dari pada roda depan, sehingga konstruksi poros penggerak rodanya relatif lebih kuat. Pemasangan poros akan dipengaruhi oleh jenis suspensi yang digunakan. Jenis suspensi yang digunakan ada dua kelompok yaitu suspensi independent dan suspensi rigid.
Gambar 13. Konstruksi Poros Melayang
Pada tipe suspensi independent, jenis axle shaft yang digunakan umumnya adalah tipe melayang (floating shaft type), dimana poros bebas dari menumpu beban dan bebas
bergerak mengikuti pergerakan roda akibat suspensi kendaraan.
Gambar 14. Poros pemikul tipe three-quarter floating
Pada suspensi rigid umumnya menggunakan tipe poros memikul dimana axle shaft diletakkan di dalam axle housing, yang dipasangkan berkaitan melalui bantalan.
Gambar 15. Konstruksi Poros Pemikul
Poros pemikul terdiri dari 3 tipe, yaitu :
a. Tipe Full Floating
Gambar 16. Poros pemikul tipe full floating
Pada tipe ini poros axle sepenuhnya tidak menyangga beban. Beban sepenuhnya ditumpu oleh axle housing dan axle shaft hanya menggerakkan roda.
b. Tipe three-quarter floating
Pada tipe three-quarter floating, hanya dipasangkan sebuah bantalan di antara axle housing dan wheel hub. Roda dipasangkan langsung pada poros roda. Hampir seluruh beban ditumpu oleh housing. Gaya lateral (lateral force) baru akan bekerja pada poros/ axle bila kendaraan membelok.
Gambar 17. Poros pemikul Tipe three-quarter floating
c. Tipe Semi Floating
Tipe semi floating banyak dipakai pada kendaraan ringan. Hampir seluruh beban kendaraan dipikul oleh axle shaft, demikian juga gaya lateral (lateral force) pada saat kendaraan membelok.
Gambar 18. Poros pemikul tipe Semi floating
2. Poros Penggerak Roda Depan
Poros penggerak roda depan harus memiliki 2 persyaratan, yaitu :
Gambar 19. Konstruksi Poros penggerak roda depan
a. Mempunyai mekanisme yang menyerap perubahan panjang dari poros penggerak yang mengiringi gerakan roda naik dan turun
b. Dapat memelihara operasi sudut yang sama ketika roda depan dikemudikan dan harus memutar roda saat membentuk kecepatan karena roda depan digunakan secara bersamaan untuk pengemudian dan pemindahan tenaga.
Panjang Poros Penggerak
Panjang poros penggerak kiri dan kanan dapat sama maupun berbeda tergantung lokasi mesin dan transaxle. Apabila poros penggerak panjangnya tidak sama, maka akan mudah terjadi getaran yang menimbulkan bunyi dan kurang nyaman. Hal itu diatasi dengan beberapa metode yang antara lain :
· Dynamic damper type
Dynamic damper dipasangkan pada poros penggerak melalui bantalan karet. Saat poros penggerak bergetar atau terpuntir maka damper yang diberikan cenderung untuk berputar pada kecepatan konstan, sehingga bantalan karet menyerap getaran dan puntiran.
Gambar 20. Dynamic Damper
· Hollow shaft type
Gambar 21. Hollow shaft
Gambar 22. Poros Penggerak Depan Tanpa Intermediate Shaft
Tipe ini digunakan pada kendaraan yang perbedaan jarak dua poros penggeraknya besar, sistem kemudinya menjadi tidak stabil dan mudah memuntir. Saat akselerasi, bagian depan kendaraan terangkat, sudut joint poros menjadi besar sehingga momen yang ditimbulkan menyebabkan roda tidak stabil dan sulit untuk dikendalikan.
Pemeriksaan, service dan perbaikan poros penggerak roda
Pemeriksaan dilakukan untuk mengetahui adanya kerusakan dan penyebab kerusakan pada axle shaft. Pemeriksaan sebaiknya dilakukan secara berkala dan rutin untuk mencegah kerusakan yang lebih banyak.
