DIFFERENTIAL

Differential adalah suatu komponen untuk meneruskan tenaga putar dari transmisi melalui propeller shaft yang selanjutnya akan membuat penyaluran tenaga lebih halus dari final gear keroda kiri dan kanan pada kondisi apapun. Saat kendaraan berjalan belok atau pada jalan yang buruk akan terjadi jarak tempuh yang beda antara roda kanan dan kiri. Jika kedua roda berputar pada kecepatan sama, roda dengan jarak tempuh lebih pendek akan slip.

Differential terdiri dari 2 bagian utama :

• Final gear : terdiri dari drive pinion dan ring gear, fungsinya untuk memperbesar moment dan merubah arah putaran sebesar 90o

• Differential gear : terdiri dari side pinion gear, fungsinya untuk membedakan putaran antara roda kiri dan kanan

Macam-macam Differensial

Jenis-jenis differential yang digunakan antara lain :

1. Standard Differential.2. No-SPIN Differential, digunakan pada wheel loader (optional), integrated tool carrier,

articulated truck, wheel tractor, soil compactor, landfill compactor dan backhoe loader dan merupakan pengganti standard differential.

Standard Differential

Komponen standard differential adalah :         Differential case         Pinion gear atau spider gear          Spider shaft         Side Gear

Differential Case

Differential case assembly merupakan tempat komponen-kompo nen dari differential group. Bevel ring gear di baut dengan case assembly. Case assembly akan memutarkan spider shaft dan pinion gear yang bersilangan dengan side gear untuk memutarkan final drive sun shaft.Pinion Gear

Pinion gear atau spider gear bergerak berrotasi dan berrevolusi mengikuti putaran spider shaft dan memindahkan tenaga dari differential case ke side gear dan kemudian ke sun shaft. Pinion gear akan berputar berrotasi (berputar pada sumbunya) hanya pada saat berbelok atau slip, sehingga putaran roda kiri dan kanan akan berbeda.Spider Shaft

       Spider shaft digerakkan oleh differential case dan sebagai tempat dudukan pinion gear.Side Gear

Side gear di-spline ke sun gear shaft. Pinion gear akan menggerakkan side gear sehingga sun gear shaft akan berputar.

Differential jenis ini tidak effisien pada saat machine slip. Untuk mengatasi hal ini (machine slip pada saat masuk lumpur) pada Off Highway Truck dan pada beberapa jenis Wheel Loader besar, maka dilengkapi dengan Traction Control System (TCS) (sebelumnya disebut Automatic Electronic Traction Aid atau AETA). Sistem ini akan bekerja secara otomatis pada saat machine mengalami slip.

No-SPIN Differential

Pada No-SPIN differential, spider shaft langsung terhubung dengan jaw clutch yang di-spline dengan side gear. Saat bergerak lurus, jaw clutch akan engage dan spider shaft tengah memutar axle dengan kecepatan yang sama.

Bila putaran salah satu roda melebihi putaran penggerak atau overrun, No-SPIN differential akan memutuskan hubungan dengan roda yang berputar lebih cepat tadi dengan cara memisah kan spider shaft dari jaw clutch. Roda yang berputar lebih cepat tadi akan bebas. Semua torsi dan kecepatan akan dikirimkan ke roda yang putarannya lebih lambat.

Prinsip dasar differential gear

Bila beban (w) yang sama diletakkan pada setiap rack, kemudian shackle ditarik ke atas maka kedua rack akan terangkat pada jarak yang sama sejauh shackle ditarik ke atas, selama tahanan pada kedua sisi pinion sama.

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

Pada saat jalan lurus

Pada saat jalan belok

Drive pinion memutarkan ring gear, ring gear memutarkan differential case, differential case menggerakkan pinion gear melalui pinion shaft dan pinion gear memutarkan side gear kiri dan kanan dengan rpm yang sama ( karena tahanan roda kiri dan kanan sama ), sehingga putaran roda kiri dan kanan sama.

Drive pinion memutarkan ring gear, ring gear memutarkan differential case, differential case menggerakkan pinion gear melalui pinion shaft dan pinion gear mengitari side gear yang bebannya berat sehingga menyebabkan putaran roda kiri dan kanan menjadi tidak sama.

AXLE SHAFT

Axle shaft Sebagai penumpu beban roda atau dudukan roda dan penerus putaran mesin ke roda.

Axle shaft diklasifikasikan menjadi 2

• Axle shaft rigid

• Axle shaft independent

AXLE SHAFT MODEL RIGIDFungsi :

Penerus putaran ke rodaPendukung beban roda Axle shaft tipe rigid sering

digunakan pada kendaraan berskala menengah ke atas dengan muatan yang besar, juga pada kendaraan yang dirancang untuk medan – medan berat karena mampu menahan beban yang berat

CARA KERJA AXLE SHAFT MODEL RIGID

Karena bentuknya yang kaku sehingga pada saat kendaraan berjalan posisi body kendaraan seolah – olah mengikuti gerakan posisi axle yang kaku

Keuntungan :Konstruksi lebih kuat.Cocok untuk kendaraan skala medium ke atasSanggup menahan beban beratMoment yang dihasilkan besar

Kerugian :Suspensi kerasPada saat kendaraan berjalan di jalan yang bergelombang kendaraan tidak stabilSudut beloknya kecil

AXLE SHAFT MODEL INDEPENDENT

Tipe ini sering digunakan pada kendaraan kecilKarena disamping konstruksinya ringan, juga mampu membuat sudut belok yang besar.

CARA KERJA AXLE SHAFT MODEL INDEPENDENT

Dengan dilengkapi CV joint maka pada saat kendaraan melaju dijalan yang bergelombang, posisi body kendaraan seakan – akan tidak terpengaruh oleh keadaan jalan CV joint disamping bisa bergerak putar juga bisa memanjang, memendek dan membuat sudut

AXLE SHAFTMenurut letaknya, axle shaft dibedakan menjadi 2 :Front axleRear axle

FRONT AXLE

Sebagai penerus putaran roda, juga sebagai tempat knuckle agar roda bisa dibelok - belokkan

AXLE SHAFTREAR AXLE

Sebagai penerus putaran dari side gear ke roda

REAR AXLE

Berdasarkan sistem penopangan axle shaft diklasifikasikan menjadi 3 yaitu :

Half Floating type ( setengah bebas memikul ) ¾ floating type (3/4 bebas memikul ) Full floating type ( bebas memikul )

HALF FLOATING TYPE( setengah bebas memikul )

Pada tipe ini bearing roda dipasang diantara axle houshing dan axle shaft

Roda langsung dipasangkan pada ujung poros

Keuntungan : Konstruksi sederhana Biaya produksi murah

Kerugian :Axle shaft menjadi bengkok akibat berat kendaraan langsung dipikul oleh porosJika patah roda tidak ada yang menahan

THREE QUARTER FLOATING ( 3/4 bebas memikul ) Bantalan dipasang antara axle

houshing dengan wheel hub dan axle shaft, secara tidak langsung axle shaft ikut memikul beban kendaraanKeuntungan :Berat kendaraan tidak semuanya diteruskan ke axle shaft sehingga axle shaft tidak bengkok.Bila terjadi axle shaft patah masih ditahan oleh bantalan

Kerugian :Akibat gaya adanya gaya ke samping tetap menimbulkan kebengkokan

FULL FLOATING ( bebas memikul ) Pada type ini wheel hub

terpasang kokoh pada axle shaft melalui dua buah bantalan dan axle shaft hanya berfungsi untuk menggerakkan roda .

Kerugian : Biaya produksi mahal

Keuntungan :Berat kendaraan seluruhnya dipikul oleh axle houshing, sehingga axle tidak terjadi bengkokGaya ke samping juga tidak diteruskan ke axle shaftFaktor keamanan lebih baik dan sanggup memikul beban berat.

Bearing

Bearing (Bantalan) adalah elemen mesin yang menumpu poros yang mempunyai beban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan mempunyai umur yang panjang. Bearing harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros Serta elemen mesin lainnya baekerja dengan baik. Jika Bearing tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem tidak dapat bekerja secara semestinya.

Terdapat 6 jenis bearing automotive equipment

Berikut macam-macam bearing yang patut diketahui;

Ball Bearing

Ball bearing merupakan bearing yang paling umum dan tak hanya digunakan untuk automotive equipment. Biasanya komponen ini digunakan pada mesin dan alat-alat rumah tangga.

Bearing ini punya kinerja sederhana tapi gerak putarnya efektif. Sehingga menjadi bearing yang paling banyak dipakai karena bisa mewakili baik beban putar (radial load) ataupun beban tekan dari samping (thrust load). Meski punya kemampuan bagus, tetapi usahakan untuk dipakai pada beban yang tidak terlalu berat.

Ball-Bearing

Roller Bearing

Ilustrasi paling mudah untuk perlengkapan automotive jenis bearing tipe roller ini adalah conveyor belt, dimana bearing di beri beban cukup berat.

Sesuai namanya, roller bearing berupa roller yang berbentuk silinder, dan kinerjanya adalah kontak antara bagian dalam (inner race) dan bagian luar (outer eace) bukan bertumpu pada satu titik seperti pada ball bearing, tapi segaris (sesuai lebar roller).

Karena titik tumpunya lebih lebar atau lebih dari satu titik, maka kekuatan tumpuan bebannya juga lebih besar. Roller bearing ini juga bervariasi termasuk Needle Bearing, yakni menggunakan silinder dengan diameter yang sangat kecil, karena itulah, disamakan dengan jarum (needle).

Roller-Bearing

Ball Thrust Bearing

Jenis bearing automotive equipment ini ini punya aplikasi khusus, tak umum seperti jenis sebelumnya. Jenis bearing ini hanya digunakan untuk aplikasi dengan putaran gerak rendah.

Tidak bisa dipakai untuk radial load, misalnya untuk benda yang biasanya menggunakan ball thurst bearing seperti meja makan model putar, kursi, lemari kecil dan sejenisnya.

Ball-Thrust-Bearing

Roller Thrust Bearing

Roller thurst bearing bisa menahan beban cukup berat, biasa dipakai di Gear Set kendaraan seperti transmisi atau Gear Box mobil, dimana butuh rumah dan rotating shaft. Gigi matahari yang dipakai ditransmisi mobil juga butuh bearing ini.

Roller-Thrust-Bearing

Tapered Roller Bearing

Komponen ini juga tak kalah penting untuk perlengkapan otomotif kendaraan khususnya mobil. Inilah jenis bearing automotive equipment yang biasa dipakai di tromol mobil, dimana roller bearingnya punya dua bagian yang saling bersebrangan arah. Dengan begitu, dua roller bearing ini bisa menahan beban (trust load) dari dua arah tersebut.

Tapered-Roller-Bearing

Magnetic Bearing

Sebagai jenis terakhir dalam ulasan ini, Magnetic Bearing juga punya peran yang boleh dibilang mumpuni, inilah bearing paling modern dengan daya kerja atau putaran tinggi. Biasanya bearing ini dipakai pada sistem dan perangkat tertentu seperti Flywheel.

Dengan bantuan magnetic bearing ini, maka flywheel bisa terapung di medan magnet. Beberapa tipe flywheel bisa berputar lebih dari 50 ribu rpm.

Bandingkan dengan Roller Bearing biasa atau Ball Bearing yang akan langsung meleleh dalam kecepatan ini. Karna magnetic bearing tidak punya moving part, maka kecepatan putarnya bisa sangat cepat.

Magnetic-Bearing

GREASE LUBRICANT (GEMUK PELUMAS)

Grease adalah merupakan jenis pelumas yang paling tua/ lama. Grease dari bahan dasar lemak hewan dipergunakan telah dipergunakan dari jaman Mesir kuno untuk melumasi bantalan poros mesin-mesin perang mereka. Sementara grease pertama kali terbuat dari lemak binatang, mampu digunakan untuk plumasan dengan kecepatan dan beban sedang, sementara untuk tehnology saat ini sudah tidak bisa diaplikasikan lagi.Beban yang tinggi, kecepatan tinggi dan temperature tinggi, dan beberapa persyaratan khusus lainnya harus dapat dipenuhi oleh grease modern.

Komposisi grease dan daya tahannya

Secara umum, grease modern terdiri dari thickener atau matrix dan base oil (mineral atau synthetic oil). Thickener atau matrix biasanya berupa “metalic soap” (seperti sodium, calcium atau lithium), clay (bentonite), atau synthetic material, dan perlakuan perawatan (service) grease tergantung pada type thickener yang digunakan.Pada aplikasinya, grease dapat diilustrasikan seperti busa/ spon. Material busa/spon dapat menyerap sejumlah cairan yang cukup banyak (dalam hal ini oli) yang kemudian akan dilepas keluar ketika busa mendapatkan tekanan dan akan diserap kembali ketika tekanan pada spon tidak ada lagi.Demikian halnya pada grease, thickener atau matrix pada grease akan menyerap oli dan melepaskannya untuk menciptakan daya pelumasan ketika grease terkena beban yang besar seperti misalanya kejadian pada sebuah bearing. Ketika beban berkurang, misalnya bearing berputar (dan sebelum bagian bearing berikutnya terkena beban), oli akan diserap kembali ke dalam thickener grease, siap untuk proses pelumasan berikutnya.Untuk meningkatkan beberapa kemampuan kusus dari grease, beberapa aditive telah ditambahkan. Untuk meningkatkan kapasitas daya tahab beban (loadcarrying capability), solid additive seperti PTFE (Polytetrafluoroethylene), molybdenum disulfide atau graphite (pada beberapa waktu terakhir ini) juga sering digunakan. Beberapa additive lain mungkin juga digunakan, tergantung kebutuhan yang diperlukan untuk beberapa variasi grease.Aditive “Tackiness” digunakan didalam grease untuk memperluas aplikasi grease, terutama untuk bagian dimana terdapat gaya centrifugal yang cukup besar. Additive anti oxidant digunakan pada grease untuk aplikasi industri dimana periode service lebih penjang.  Pelindung karat dan korosi sangant diperlukan sebagai sistem perlindungan tambahan .

Klasifikasi grease

Klasifikasi gerase dibedakan berdasarkan  type thickener dan tingkat kekentalannya

Klasifikasi berdasarkan thickener

 Grease diklasifikasikan berdasarkan pada type soap atau thickener yang digunakan pada saat proses pembuatan, karena unsur ini yang paling berpengaruh terhadap performance grease. Beberapa type grease secara umum yang sering digunakan adalah sebagai berikut :

Sodium Soap Base  - Grease dengan kandungan serat tinggi didesain untuk digunakan pada komponen dengan temperatur kerja yang tinggi seperti untuk bearing roda. Grease type ini sekarang tidak banyak lagi digunakan arena kemampuannya yang terbatas dan dayatahan terhadap air sangat buruk

Calcium Soap Base – Lebih lembut, dengan ketahanan terhadapa air yang cukup baik, akan tetapi daya tahan terhadap temperature sangat terbatas.  Grease ini juga sebagian besar sudah jarang ditemukan dan tidak diproduksi lagi, bebera juga telah diperbaiki kualitasnya.Lithium Soap Base - Lithium soap greases are secara umum disebut juga grease serbaguna atau multi-purpose greases. Dengan water resistance yang bagus, dapat juga digunakan seperti sodium grease. Mempunyai sifat penyimpanan aditive yang baik dan akan membentuk semacam “grease collar” pada bagian luar bearing untuk melundungi grease dari kotoran dan air.

Bentonite (Clay) Base – Greases dengan bentonite secara umum didesain sebagai grease tahan temperature tinggi dan biasa digunakan untuk bearing roda pada unit yang dilengkapi dengan disc brake.  Bahan dasar bentonite tidak memiliki “drop point” (indikator performance grease untuk maximum temperature grease) dan ini yang membuat grease ini lebih cocok untuk aplikasi tersebut.

 “Complex” Soap Base – Perkembangan tehnology pembuatan grease menghasilkan beberapa additive kimia tambahan yang kemudian disebut dengan “complex”grease. Grease type ini menggunakan convensional soaps dengan beberapa proses tambahan, dan  type secara umum disebut sebagai lithium complex. Type lain dari  complex grease termasuk calcium complex dan aluminium complex.Penambahan istilah complex menunjukkan bahan additive grease (grease properties) untuk memperbaiki karakteristik grease, ermasuk didalamnya daya tahan terhadap temperature

Calcium Complex – Greases dengan water resistance tang baik dan daya tahan terhadap temperature tinggi, akan tetapi tidak cocok untuk jalur pemompaan yang panjang.

Aluminium Complex – Grease serbaguna termasuk untuk industri baja dimana kapasitas dayatahan beban sangat tinggi, dikombinasikan dengan daya rekat yang tinggi, sehingga sangat cocok untuk aplikasi mesin industri dengan beban berat.

Lithium Complex - Grease ini hampir sama dengan conventional lithium greases dimana dapat digunakan untuk banyak aplikasi. Mempunyai daya tahan terhadap air yang sempurna, daya tahan terhadap temperature tinggi juga sangat baik, daya tahan beban baik, dapat dipompakan melalui lubang pelumasan, pipa kapiler dan mempunyai daya rekat yang baik sehingga tidak mudah meleleh.

Polyurea Base - Polyurea greases mempunyai daya tahan yang sangat baik terhadap oxidasi dan digunakan untuk aplikasi “long life” dan “fill-for-life”. Mempunyai daya tahan beban yang tinggi dan tahan temperature tinggi. Dan juga baik untuk putaran tinggi, pilihan yang tepat untuk ball bearing atau roller bearing dengan kecepatan yang sangat tinggi.