GARDAN / DIFFERENTIAL / FINAL DRIVE
Final drive/gardan pada kendaraan bermotor lebih dikenal dengan istilah differensial yang artinya berbeda. Hal ini berkaitan dengan salah satu fungsinya yaitu membedakan putaran roda kiri dan kanan saat kendaraan membelok.
Putaran mesin yang diterus-kan oleh poros propeller akan direduksi atau diperkecil sesuai tenaga yang diteruskan drive pinion gear ke ring gear, sebaliknya momen yang dihasilkan bertambah dan arah putaran dirubah sebesar 90° terhadap arah putaran asal.
Final drive terdiri dari 2 bagian besar yaitu final gear dan differential gear.
Final Gear/Final Reduction
Final gear terdiri dari drive pinion gear dan ring gear. Drive pinion gear selalu dibuat lebih kecil daripada ring gear, hal ini untuk memperkecil/mereduksi putaran agar diperoleh momen yang lebih besar, karena momen yang dihasilkan oleh transmisi belum cukup mampu untuk menggerakkan kendaraan.
Berdasarkan konstruksinya roda gigi final gear dibedakan menjadi beberapa model antara lain:
1) Model bevel gear.
- Bevel Gear
Pada konstruksi ini perkaitan drive pinion dengan ring gear berada di tengah-tengah garis pusat (garis tengah) ring gear.
2) Model hypoid bevel gear.
- Hipoid Bevel Gear
Konstruksi model ini perkaitan drive pinion dengan ring gear berada di bawah garis pusat ring gear, sehingga membentuk offset. Kedudukan poros propeller bisa diperendah tanpa mengurangi jarak minimum ke tanah. Dengan rendahnya kedudukan propeller maka letak transmisi bisa lebih rendah maka titik berat mobil juga lebih rendah sehingga faktor keamanan lebih terjamin.
Hypoid bevel gear mempunyai permukaan gigi dengan kecepatan menggelincir yang kuat, perbandingan persinggungan gigi besar dan bekerja sangat halus hanya saja diperlukan oli special yang memiliki oil film yang kuat dan pembuatannya lebih sukar, memerlukan ketelitian yang tinggi.
Pelumas yang sesuai untuk roda gigi jenis ini adalah GL-5 berdasarkan API service classification.
3) Model spiral bevel gear.
- Spiral Bevel Gear
Konstruksi model ini drive pinion berbentuk gigi spiral, perkaitannya dengan ring gear berada di tengah-tengah garis pusat ring gear. Putarannya halus namun proses pembuatannya memerlukan kepresisian/ketelitian yang tinggi.
4) Helical gear.
- Helical Gear
Pada model ini drive pinion selalu bersinggungan dengan ring gear pada lokasi yang sama tanpa ada celah antara kedua gigi tersebut. Oleh sebab itu bunyi dan getaran yang timbul sangat kecil.
Dari beberapa model di atas yang sering digunakan pada kendaraan penggerak roda depan adalah model helical gear, sedangkan pada penggerak roda belakang adalah model hypoid bevel gear.
Differential Gear
Bila kendaraan sedang membelok maka roda kanan dan kiri berputar harus dengan kecepatan berbeda, karena pada saat membelok jarak tempuh roda roda bagian luar lebih panjang dari pada bagian dalam.
Bila salah satu roda berada pada jalan datar dan yang lainnya pada jalan bergelombang seperti pada gambar, roda (A) pada permukaan jalan bergelom-bang dan roda (B) pada permukaan jalan datar maka roda (A) akan berputar lebih cepat dari pada roda (B).
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.
Cara kerja differential gear
Pada saat jalan lurus.
- Kerja Gardan Saat Lurus
Pada saat kendaraan jalan lurus pada jalan datar tahanan gelinding (rolling resistance) pada kedua roda penggerak (drive gear) relatif sama.
Bila tahanan kedua poros axle belakang sama (A dan B) , pinion tidak berputar sendiri tetapi ring gear, differential case dan poros pinion berputar bersama dalam satu unit. Dengan demikian pinion hanya berfungsi untuk menghubung-kan side gear bagian kiri dan kanan, sehingga menyebabkan kedua drive wheel berputar pada rpm yang sama.
Pada saat membelok.
Pada saat kendaraan membelok ke kiri tahanan roda kiri lebih besar dari pada roda kanan. Apabila differensial case berputar bersama ring gear maka pinion akan berputar pada porosnya dan juga pergerak mengelilingi side gear sebelah kiri, sehingga putaran side gear sebelah kanan bertambah, yang mana jumlah putaran side gear satunya adalah 2 kali putaran ring gear.
Hal ini dapat dikatakan bahwa putaran rata-rata kedua roda gigi adalah sebanding dengan putaran ring gear.
REFERENSI
Hubungan antara rpm drive wheel dan ring gear dapat diuraikan sebagai berikut :
Rpm ring gear = Rpm drive wheel kanan + Rpm drive wheel kiri
2
Satu roda pada permukaan jalan yang berlumpur.
Bila salah satu roda berada di Lumpur maka akan terjadi slip bila pedal akselerator diinjak. Hal ini disebabkan karena tahanan gesek yang sangat rendah dari permukaan Lumpur.
Keadaan ini akan menyulitkan untuk mengeluarkan roda dari Lumpur karena lebih banyak terjadi slip dari pada bergerak.
Rangkuman
Final drive terdiri dari 2 bagian besar yaitu:
- Final gear yang terdiri dari perkaitan antara drive pinion gear dengan ring gear, yang fungsinya untuk memperbesar momen putar dan merubah arah putaran sebesar 90°.
- Differential gear yang terdiri dari perkaitan antara roda gigi-roda gigi pinion gear dengan side gear, yang berfungsi untuk membedakan putaran roda kiri dan kanan saat kendaraan membelok.
Pelajari juga cara memelihara gardan / diferential
