Panduan Lengkap Diferensial Kendaraan: Fungsi, Manfaat, dan Pemecahan Masalah
Memiliki pengetahuan tentang diferensial dimulai dari kerja mesin otomotif hingga sistem transmisi. Nah, penjelasan singkatnya adalah produksi daya dari mesin ditransfer ke roda dengan bantuan sistem transmisi. Manfaat diferensial adalah membagi daya dari mesin, sehingga roda dapat bergerak dengan kecepatan yang berbeda.
Hari ini kita akan melihat definisi, fungsi, kerja, bagian, aplikasi, serta keuntungan dan kerugian sistem diferensial dalam mobil.
Baca: Prinsip kerja sistem transmisi manual dan otomatis
Apa itu Diferensial?
Diferensial adalah mekanisme yang mentransfer torsi mesin ke roda untuk tujuan membagi daya, memungkinkan roda bergerak dengan kecepatan yang bervariasi. Diferensial tidak berpengaruh saat kendaraan bergerak lurus. Efeknya terjadi saat kendaraan mencoba belok, menghasilkan roda bergerak dengan kecepatan yang berbeda.
Fungsi Diferensial dalam Kendaraan:
Diferensial memiliki tiga fungsi berikut di roda kendaraan:
- Untuk membantu daya mesin di roda
- Mentransfer daya ke roda saat berputar dengan kecepatan berbeda
- Berfungsi sebagai pengurang gigi akhir dalam kendaraan dengan memperlambat kecepatan rotasi transmisi pada akhirnya sebelum bergerak ke roda
- Fungsi lain dari diferensial adalah mengubah aliran daya dengan sudut 90 derajat
Bagian Utama Sistem Diferensial:
Berikut adalah bagian dari diferensial:
- Pinion Drive Gear: bagian diferensial mentransfer daya dari drive shaft (prop shaft) ke ring gear.
- Ring Gear: ring gear mentransfer daya ke diferensial case assembly.
- Spider Gears: komponen ini terletak di pusat diferensial.
- Diferensial Case Assembly: bagian ini menahan gigi dan menggerakkan poros.
- Rear Drive Axle: ini mentransfer torsi dari diferensial assembly ke roda penggerak.
Tipe Diferensial:
Berikut adalah tipe diferensial:
- Open Differential: open differential membagi torsi mesin menjadi dua output dan memungkinkan roda berputar dengan kecepatan berbeda. Ini sering ditemukan pada Sedan keluarga dan mobil ekonomis. Dalam kerjanya, saat satu ban kehilangan traksi, ban yang berseberangan juga akan kehilangan daya.
- Locking Differential: dalam tipe terkunci, roda yang terhubung berputar dengan kecepatan yang sama, yang membuat belok sangat sulit untuk kendaraan yang memiliki itu. Ini sering ditemukan pada jeep wranglers dan sebagian besar truk full-size.
- Limited-Slip Differential: tipe diferensial ini menggabungkan diferensial terbuka dan terkunci. Ini sering digunakan pada kendaraan olahraga seperti Nissan 370Z dan Mazda MX-5 Miata. Diferensial biasanya bertindak sebagai open differential tetapi akan terkunci secara otomatis saat slip terjadi. Dalam limited-slip differential, lock-up dicapai dengan salah satu dari tiga cara – Viscous fluid, Clutch park atau Complex gear train.
- Torque-Vectoring Differential: tipe diferensial ini menggunakan gear train tambahan. Ini menyesuaikan torsi yang diberikan ke setiap roda penggerak. Ini sering ditemukan pada BMW x5 M atau Lexus RC F. Memperlambat atau mempercepat rotasi mobil di sekitar sudut dapat menjadi lebih mudah.
Baca: Tipe diferensial dan fungsi mereka
Aplikasi Diferensial pada Kendaraan:
Dalam kendaraan, diferensial dirancang untuk mengemudi sepasang roda karena mereka diizinkan berputar dengan kecepatan yang berbeda. Kendaraan tanpa diferensial, seperti “kart” menemukan sulit untuk belok yang sesuai karena kedua roda penggerak dipaksa berputar dengan kecepatan yang sama. Dalam situasinya, poros diputar oleh mekanisme chain-drive sederhana. Saat belok dengan kendaraan seperti ini, roda dalam menempuh jarak yang lebih pendek daripada roda luar. Ini membuat diferensial sia-sia karena baik roda dalam berputar terlalu cepat atau roda luar berputar terlalu lambat. Namun, ini mengarah pada pengendalian yang sulit dan tidak dapat diprediksi, rusak ban dan jalan, serta tekanan pada rangka penggerak.
Aplikasi diferensial dalam mobil rear-wheel drive, propeller shaft membantu dalam keterikatan. Ini dicapai dengan hypoid gear (ring and pinion). Ring gear dipasang pada carrier dari rantai planet yang membentuk diferensial. Hypoid gear ini adalah bevel gear yang mengubah arah rotasi drive.
Prinsip Kerja Diferensial
Prinsip kerja diferensial dalam kendaraan cukup rumit untuk versi modern, tetapi menarik. Mari saya berikan contoh deskriptif; jika mobil belok ke kanan, gear utama mungkin membuat 10 rotasi penuh. Pada saat itu, roda kiri akan membuat lebih banyak rotasi karena membutuhkan perjalanan lebih jauh, dan roda kanan akan membuat lebih sedikit rotasi karena memiliki jarak yang lebih pendek untuk ditempuh. Sun gears yang mengemudi poros setengah poros berputar dengan kecepatan berbeda terkait ring gear (satu lebih cepat, satu lebih lambat). Ini berarti, 2 putaran penuh masing-masing (4 putaran penuh relatif satu sama lain), yang menyebabkan roda kiri membuat 12 rotasi dan roda kanan membuat 8 rotasi.
Rotasi ring gear adalah rotasi rata-rata dari side sun gears. Ini menyebabkan transmisi dalam gear mencegah ring gear berputar di dalam diferensial saat kendaraan mati.
Dalam kerja diferensial, input torsi diterapkan ke ring gear (biru), yang memutar seluruh carrier (biru). Carrier terhubung ke kedua sun gears hanya melalui planet gear (hijau). Torsi ditransmisikan ke sun gears melalui planet gear. Planet gear berputar di sekitar sumbu carrier yang mengemudi sun gears. Planet gear berputar tanpa memutar sumbunya sendiri, jika resistensi di kedua roda sama, yang memutar kedua roda dengan kecepatan yang sama. Namun, jika sun gear kiri (merah) mengalami resistensi, planet gear (hijau) berputar serta berputar. Memungkinkan sun gear kiri untuk melambat, dengan percepatan yang sama dari sun gear kanan (kuning).
Video di bawah ini menjelaskan cara kerja diferensial:
Keuntungan dan Kerugian Diferensial:
Keuntungan
Berikut adalah keuntungan diferensial:
- Membantu kendaraan belok dengan lebih halus dan stabil
- Mencegah aus berlebihan pada ban saat berbelok
- Meningkatkan traksi dan kendali kendaraan di berbagai permukaan jalan
- Memungkinkan perbedaan kecepatan roda saat mengemudi melalui lingkaran
Kerugian
Meskipun memiliki keuntungan besar, beberapa keterbatasan masih terjadi. Berikut adalah kerugian diferensial:
- Biaya produksi dan pemeliharaan yang relatif mahal
- Sistem yang lebih kompleks membutuhkan perawatan khusus
- Kerusakan pada diferensial dapat mengakibatkan kehilangan daya penggerak
Itu saja untuk artikel ini yang berisi definisi, tipe, prinsip kerja, fungsi, bagian, aplikasi diferensial. Saya harap Anda menikmati pembacaannya, jika ya silakan komentar, bagikan, dan rekomendasikan situs ini kepada siswa teknis lain. Terima kasih!
