Differential atau Gardan

Differential atau Gardan

Differential atau sering dikenal dengan nama gardan adalah komponen pada mobil yang  berfungsi untuk meneruskan tenaga mesin ke poros roda . Sekedar untuk mengingatkan Anda , bahwa putaran roda semuanya berasal dari proses pembakaran yang terjadi dalam ruang bakar. Proses pembakaran inilah yang kemudian akan menggerakkan piston untuk bergerak naik turun . Lalu  gerak naik turun piston ini akan diteruskan untuk memutar poros engkol . Gerak putar poros engkol ini akan diteruskan untuk memutar roda gila / flywheel. Putaran roda gila akan diteruskan untuk memutar kopling kemudian diteruskan memutar transmisi ke as kopel lalu ke gardan . Gardan akan meneruskan putaran ini ke as roda dan as roda akan memutar roda, sehingga kendaraan dapat berjalan. Jadi dapat Anda ingat kembali urutan perpindahan tenaga dan putaran dari mesin sampai ke roda , sehingga kendaraan atau mobil dapat berjalan.

Fungsi Differential atau Gardan

• Merubah arah putaran mesin : Sebagaimana Anda ketahui bahwa posisi mesin pada mobil untuk truck atau khusunya mobil yang menggunakan as kopel, memiliki posisi mesin yang memanjang ke depan . Sehingga arah putaran dari roda gila jelas tidak searah dengan arah putaran roda. Maka gardan inilah yang membuat arah dari putaran mesin menjadi searah dengan arah putaran roda ( yaitu maju ke depan ) .
• Memperbesar momen : Momen adalah tenaga putaran dari sebuah benda yang berputar. Putaran poros engkol mempunyai tenaga atau momen . Tenaga dari suatu benda yang berputar dengan cepat adalah kecil , sedangkan tenaga dari benda yang berputar lambat adalah besar. Seperti kita ketahui bahwa selambat - lambatnya mesin berputar memiliki kecepatan minimal 600 rpm. Maksudnya adalah dalam satu menit poros engkol berputar 600 kali. Sedangkan pada kecepatan tinggii memiliki kecepatan hingga 12.000 rpm , berarti poros engkol berputar 12.000 kali dalam 1 menit. Agar tenaga dari poros engkol ini menjadi besar , maka kecepatan putaran dari poros engkol ini harus diperlambat. Di sisnlah gardan memperlambat kecepatan putaran dari poros engkol tersebut, sehingga tenaga putar atau momen menjadi besar dan mobil dapat bergerak atau berjalan.
• Membedakan putaran roda kiri dan kanan saat membelok : Pada saat mobil berbelok , putaran roda bagian dalam cenderung lebih lambat daripada putaran roda bagian luar. Hal ini dimaksudkan agar mobil dapat berbelok dengan baik dan tidak slip. Jika kedua roda antara yang kiri dan kanan selalu sama, maka mobil tak akan membelok. Di sinilah gardan membuat putaran roda kiri dan kanan tidak sama , sehingga mobil dapat membelok dengan baik.

   Jenis-jenis Differential

            Standard Differential

       

     Komponen standard differential adalah :

·     

     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.

      Limited Slip Differential

 

Limited slip differential dirancang untuk memungkinkan tenaga disalurkan dengan sama pada kedua roda sampai kondisi pijakan menyebabkan variasi cengkraman antara roda kiri dan kanan. Pada differential jenis ini terdapat dua multidisc clutch. Setiap clutch menghubungkan side gear dengan rotating housing. Kedua roda akan digerakkan dengan torsi dan kecepatan yang sama saat bergerak lurus bila kondisi pijakan kedua roda cukup bagus. Pada standard differential, bila machine di angkat dan salah satu roda di rem, roda lainnya akan berputar lebih cepat. Pada limited slip differential, clutch membuatnya lebih sulit terjadi karena faktor yang meningkat secara proporsional terhadap torsi input. Efek penguncian terjadi karena adanya gesekan internal pada gaya pemisahan dalam differential akan menekan clutch pack. Ini mengakibatkan torsi pada roda yang berputar cepat akan disalurkan ke roda dengan kondisi pijakan yang bagus.

Differential Lock

Differential lock umumnya digunakan pada motor grader. Differential jenis ini dapat diaktifkan dan dikunci menggunakan differential switch pada kabin operator. Bila operator mengingin kan machine bergerak lurus maka differential harus di kunci. Hal ini mengakibatkan semua torsi dipindahkan ke empat roda tandem pada semua kondisi pijakan. Untuk mengurangi radius belok machine dan untuk mengurangi keausan pada ban maka differential lock harus dimatikan.

Differential untuk motor grader memiliki clutch antara side gear kiri dan differential housing. Saat differential terkunci, solenoid akan mengalirkan oli ke belakang piston untuk meng-engage­ -kan clutch sehingga side gear kiri akan berputar dengan kecepatan yang sama dengan rotating housing. Pinion gear tidak akan berputar pada porosnya sebab spider shaft dan side gear berputar dengan kecepatan yang sama. Pinion gear akan menahan side gear satunya. Kedua axle shaft (kiri dan kanan) kemudian akan berputar dengan kecepatan yang sama dengan rotating housing. Bila differential switch di-off-kan, solenoid akan menutup aliran oli menuju clutch pack sehingga kedua side gear akan berputar bebas. Differential lock mendorong salah satu dari side gear agar ber putar bersama rotating housing. Ini mengakibatkan differential bekerja seperti solid axle dan memindahkan semua torsi ke kedua roda (kiri dan kanan). Hal ini menyebabkan kedua roda berputar dengan kecepatan yang sama, tanpa terpengaruh kondisi pijakan.

Cara Kerja Differential

Pada saat mobil berjalan lurus :

Pada saat mobil berjalan lurus keadaan kedua ban roda kiri dan kanan sama - samadalam kecepatan putaran yang sama.Dan juga beban yang ditanggung roda kiri danroda kanan adalah sama. Sehingga urutan perpindahan putaran dari as kopel akanditeruskan untuk memutar drive pinion . Drive pinion akan memutar ring gear , dan ringgear bersama - sama dengan differential case akan berputar. Dengan berputarnyadifferential case , maka pinion gear akan terbawa berputar bersama dengan differentialcase karena antara differential case dan pinion gear dihubungkan dengan pinion shaft.Karena beban antara roda kiri dan roda kanan adalah sama saat jalan lurus , makapinion gear akan membawa side gear kanan dan side gear kiri untuk berputar dalamsatu kesatuan. Jadi dalam keadaan jalan lurus sebenarnya pinion gear tidak berputar ,pinion gear hanaya membawa side gear untuk berputar bersama - sama dengandifferential case dalam kecepatan putaran yang sama. Bila differential case berputar satu kali , maka side gear juga berputar satu kali juga , demikian seterusnya dalamkeadaan lurus. Putaran side gear ini kemudian akan diteruskan untuk menggerakkan asroda dan kemudian menggerakkan roda.

Pada saat kendaraan membelok :

Pada saat mobil sedang membelok beban yang ditanggung pada roda bagian dalamadalah lebih besar daripada beban yang ditanggung roda bagian luar . Misalkan sebuahmobil sedang belok ke kiri, maka beban pada roda kiri akan lebih besar daripada bebanroda kanan. Dengan demikian urutan perpindahan tenaganya adalah sebagai berikut ;P:utaran dari as kopel akan diteruskan untuk memutar drive pinion . Drive pinion akanmemutar ring gear . Dengan berputarnya ring gear maka differential case akan terbawa juga untuk berputar. Karena beban roda kiri lebih besar dari roda kanan saat belok kekiri , maka side gear sebelah kiri akan memberi perlawanan terhadap pinion gear

Penyetelan

                                                                                    

1. Tinggi pinion
Untuk mendapatkan posisi gigi pinion yang tepat terhadap gigi roda korona.

2. Pre – load pinion
Agar keausan bantalan tidak menyebabkan kebebasan bantalan.

3. Celah bebas gigi roda korona ( Back Lash )
Roda korona dapat berputar dengan baik/halus dan tidak menimbulkan suara persentuhan gigi atau suara dengung.

4. Pre – load bantalan rumah diferensial ( Keseluruhan )
Agar keausan bantalan tidak menimbulkan kebebasan bantalan / gerak aksial roda korona.

5. Memeriksa Persinggungan gigi
Untuk menempatkan posisi permukaan kontak gigi pinion dan roda korona benar ( di tengah – tengah ) sehinggga suara halus dan keausan merata.