BAB III

ISI

LIMITED SLIP DIFFERENTIAL

TUJUAN DAN PRINSIP KERJA

Diferensial konvensional mempunyai karakteristik yaitu memindahkan tenaga mesin

ke roda kanan dan kiri sama besar, sehingga kendaraan bergerak lurus ke depan.

Ketika kendaraan membelok, roda penggerak sebelah luar berputar lebih cepat dari

roda sebelah dalam karena mempunyai tahanan lebih rendah. Differential membuat roda

penggerak sebelah luar (roda yang tahanan yang lebih rendah) berputar lebih cepat dari roda

sebelah dalam, dengan demikian kendaraan dapat membelok dengan lembut.

Bagaimanpun, jika salah satu roda slip di dalam lumpur atau pada permukaan yang

licin dan kehilangan traksi, mengakibatkan roda penggerak lainnya kehilangan tenaga,

sehingga kendaraan tidak dapat bergerak.

Kerugian lainnya dari differential konvensional adalah ketika kendaraan berjalan

pada jalan yang tidak rata dan salah satu roda terangkat dari jalan, roda akan berputar dengan

cepat. Ketika roda kembali berhubungan dengan jalan, menghasilkan goncangan yang pantas

dipertimbangkan, yang mengakibatkan kendaraan oleng. Limited slip differential adalah

differential konvensional yang ditambahkan dengan friction clutch melalui axle shaft yang

dihubungkan dengan differential case.

Ada beberapa tipe limited slip differential yang digunakan dan dilengkapi dengan

power lock differential (friction clutch type) yang memliliki efisiensi mekanis yang tinggi

dan secara meluas digunakan pada industri kendaraan luar negeri.

Pada differential tipe ini, power drive (tenaga penggerak) dipindahkan ke roda kanan

dan kiri sama besar dengan cara konvensional, tetapi jika ada perbedaan antara kecepatan

putaran dari roda-roda penggerak, tenaga diteruskan dari roda penggerak yang

6

kecepatannya lebih tinggi ke roda yang kecepatannya lebih rendah melalui friction clutch.

Sebagai hasilnya, tenaga yang lebih besar dipindah- kan ke roda penggerak yang

kecepatannya lebih rendah, akibatnya tenaga pada roda penggerak lainnya berkurang.

Memutarnya roda penggerak dieliminasi dengan mengubah distribusi dari tenaga

mesin ke roda-roda penggerak. Oleh karena itu berhubungan dengan pengaturan ini, jika

salah satu dari roda penggerak slip dan sementara traksi hilang, roda penggerak yang lain

mempunyai tenaga penggerak yang lebih sehingga kendaraan dapat bergerak.

KONSTRUKSI DAN FUNGSI

Gambar di samping adalah gambar potongan dari sebuah

limited slip differential.

Perbedaan limited slip differential (LSD) dengan

differential konvensional adalah penggunaan sepasang

friction clutch untuk menghubungkan axle shaft dengan

differential case. Clutch diperlihatkan pada gambar

adalah tipe multi- plate yang terdiri dari friction plate dan

friction disc yang dipasang diantara differential case dan

side gear ring. Posisi side gear ring di belakang side

gear dan dihubungkan dengan axle shaft oleh spline.

Friction disc berhubungan dengan side gear ring melalui spline.

Friction plate mempunyai empat (4) tonjolan dan dipasang pada alur-alur differential case.

Seperti diperlihatkan pada gambar, pinion shaft mempunyai bagian berbentuk "V" pada

ujung yang tajam berhadapan satu sama lainnya. Bagian yang berbentuk "V" dipasang pada

alur differential case. Differential case adalah dapat dipisah dalam dua bagian kanan dan kiri

dan alur "V" memotong pada permukaan pasangan case.

7

1. FRICTION CLUTCH PRESSURE

Friction disc ditahan dengan kuat hanya

melawan friction plate ketika torsi mesin dipindahkan

ke unit differential. Torsi mesin dipindahkan ke

differential case melalui: pinion shaft pinion gear side

gear ring friction disc dan friction plate.

2. PEMINDAHAN TENAGA

Jika roda penggerak kanan dan kiri berputar

pada kecepatan yang berbeda, roda yang kecepatannya

lebih rendah cenderung untuk menerima tenaga gerak

lebih dari yang lain. Ini dijelaskan dalam bagian

berikut dengan referensi yang dibuat pada gambar di

samping.

Cara kerja limited slip differential dimana

tenaga gerak sama-sama didistribusikan ke axle shaft kanan dan kiri melalui pinion gear

dan side gear, seperti pada kasus differential conventional, bahkan ketika roda penggerak

kanan dan kiri berputar pada kecepatan yang berbeda, seperti yang ditunjukkan dengan

garis tebal dengan panah pada gambar di samping.

Disamping distribusi tenaga gerak yang sama ke axle, ada perbedaan kecepatan

putaran antara axle shaft kanan dan axle kiri dan differential case. Diasumsikan bila axle

shaft kanan berputar lebih cepat dari axle shaft kiri, maka differential case berputar pada

kecepatan di antara keduanya. Dikemukakan bahwa di antara bagian-bagian friction clutch

suatu saat slip karena berputar di bawah tekanan (under pressure) dari tenaga gerak untuk

dipindahkan ke axle shaft yang kecepatan putarnya lebih rendah.

Dalam gambar di atas, terlihat torsi dipindahkan dari axle shaft kanan ke axle shaft

kiri melalui differential case. Friction clutch kiri dan kanan didesain konstruksinya sama

dan bekerja menekan sehingga besarnya torsi yang sama dapat dipindahkan. Ini berarti

bahwa tenaga gerak dipindahkan dari axle shaft kanan ke axle shaft kiri melalui differential

case seperti yang ditandai dengan garis putus- putus pada gambar.

8

Demikianlah, tenaga gerak (drive power) sama-sama didistribusikan ke axle shaft

kanan dan kiri akan menjadi tidak seimbang berkaitan dengan timbal balik aliran tenaga

antar shaft yang menimbulkan terjadinya pemindahan tenaga berat sebelah terhdap axle shaft

yang beroperasi pada kecepatan yang lebih rendah dengan tenaga gerak yang besar.

3. PROPORSI DRIVE POWER DIDISTRIBUSIKAN KE RODA KANAN DAN KIRI

Seperti yang telah dijelaskan dalam sub paragraf, drive power dipindahkan ke roda

kanan dan kiri menjadi tidak seimbang apabila differential unit bekerja. Seperti telah dibahas

sebelumnya, adanya alur bentuk "V" pada differential case, yang ditekan melawan pinion

shaft untuk menghasilkan penekanan clutch yang sebanding dengan tenaga gerak yang

dipindahkan ke differential case, dimaksudkan untuk mempertahankan tenaga gerak yang

dipindahkan ke roda penggerak kanan dan kiri sama.

Berikut penjelasan fungsi friction clutch dalam urutan operasinya.

a) Pemindahan tenaga gerak clutch karena slip adalah berbanding lurus dengan tekanan

pada clutch.

b) Seperti yang dijelaskan sebelumnya, tekanan clutch secara teori sebanding dengan

tenaga gerak yang dipindahkan ke differential case.

c) Tenaga gerak yang diteruskan oleh clutch adalah sebanding dengan yang

dipindahkan ke differential case.

Proporsi tenaga yang diteruskan ke clutch sehubungan dengan tenaga yang

dipindahkan ke differential case berbeda-beda sesuai dengan desain dari differential unit.

Sebagai contoh, jika desain differential unit sebesar 25 % dari tenaga yang dipindahkan ke

differential case dan diteruskan ke clutch sebelah kanan dan kiri, secara berturut-turut, axle

shaft kanan yang ditunjukkan pada gambar mendapat tenaga 25 %, dan 75 % tenaga

dipindahkan ke axle shaft kiri, menghasilkan drive power ratio : 3 : 1. Drive power ratio

yang didesain untuk differential biasanya berkisar 2.5 : 1 ~ 5.0 : 1.

9

4. AKSI SLIP LIMITING

Axle shaft kanan dan kiri dihubungkan melalui friction clutch sehingga jika salah

satu dari roda penggerak cenderung untuk slip clutch bekerja untuk mereduksi tenaga traksi

yang digunakan pada roda untuk mengeliminasi kecenderungan slip seperti halnya untuk

menjaga roda yang lain tetap bertenaga, dengan demikian kendaraan bisa maju.

5. AKSI DIFFERENTIAL UNIT UNTUK MENCEGAH BELAKANG

KENDARAAN SKIDDING PADA JALAN JELEK

Pada kendaraan yang dilengkapi dengan differential konvensional, salah satu dari

roda penggerak cenderung untuk slip ketika kendaraan berjalan pada jalan licin atau

daerah berpasir dan bagaimanapun kendaraan kehilangan daerah inertia yang dihasilkan

oleh roda yang slip ditambah dengan tenaga gerak untuk sementara waktu menghasilkan

tenaga traksi yang besar dalam putaran, mengakibatkan bagian belakang kendaraan ngepot

(skid), atau lebih buruk menyebabkan kendaraan untuk sementara waktu lepas kontrol.

Kondisi serupa terjadi, ketika kendaraan berjalan pada permukaan yang tidak rata

yang menyebabkan roda-roda penggerak bouncing. Limited slip differential didesain untuk

menghilangkan kecenderungan serupa.

PERHATIAN YANG PERLU DIAMATI KETIKA MENANGANI KENDARAAN

YANG DILENGKAPI DENGAN LIMITED SLIP DIFFERENTIAL (LSD)

Jangan sekali-kali memutar roda penggerak dengan tenaga mesin hanya dengan satu

roda penggerak diangkat dengan dongkrak. Karena tahanan putar (rolling resistance) dari

roda yang terangkat relatif kecil, tekanan yang dibebankan ke friction clutch pada

differential unit tidak mungkin besar cukup untuk membuat roda yang berlandasan dengan

traksi yang sangat kuat. Bagaimanapun, mungkin differential unit dapat disuplai dengan

tenaga yang besar berkaitan dengan tidak seimbangnya putaran roda atau goncangan yang

menghasilkan tenaga yang dipindahkan ke roda melalui fungsi clutch pada differential unit.

Karena non-slip differential menggunakan friction clutch menjadi satu kesatuan, maka harus

menggunakan gear oil non-slip differential (Oli LSD) dan hindari penggunaan hypoid gear

oil yang biasa digunakan pada differential conventional.

10