Sistem pemindah tenaga juga dapat
disebut sistem pemindah daya (power train), merupakan sebuah mekanisme yang
memindahkan tenaga dari mesin ke roda. Sistem pemindah tenaga menurut letak
mesinnya dapat dibedakan menjadi empat macam yaitu (Suratman, 2001) :
1. Mesin
depan penggerak belakang (front engine
rear drive).
2. Mesin
depan penggerak depan (front engine front drive).
3. Mesin
belakang penggerak belakang (rear engine rear drive).
4. Mesin
depan penggerak empat roda (four wheel drive).
Sistem pemindah tenaga yang terdapat
dalam mesin terbagi menjadi beberapa bagian yaitu :
1. Kopling
Kopling terletak diantara mesin dan
transmisi. Berfungsi menghubungkan dan melepas putaran dari mesin yang menuju
transmisi. Selain itu kopling juga digunakan
untuk memperhalus perpindahan roda gigi transmisi (Toyota Astra Motor,
1995).
Dari uraian di atas untuk memaksimalkan
fungsi kopling, maka kopling harus dapat memenuhi persyaratan sebagai berikut :
a. Kopling
harus dapat menghubungkan mesin dengan transmisi secara lembut.
b. Kopling
harus dapat membebaskan hubungan dari transmisi dengan sempurna dan cepat.
c. Pada
saat menghubungkan ke transmisi, kopling harus dapat memindahkan tenaga tanpa
terjadi slip.
2. Transmisi
Berfungsi sebagai pengatur
besar-kecilnya output tenaga mesin
sesuai dengan kondisi perjalanan. Transmisi digunakan untuk mengubah tenaga
mesin menjadi momen sesuai dengan kondisi perjalanan ataupun saat kendaraan
harus berjalan mundur.
Terdapat dua jenis transmisi yang
digunakan pada kendaraan yaitu transmisi manual dan transmisi otomatis.
Transmisi manual mengatur besar kecilnya tenaga yang keluar menuju roda
menggunakan roda gigi transmisi. Sedangkan transmisi otomatis dalam pemindahan
tenaga salah satunya menggunakan torque
converter, planetary gear, dan hydraulic
control unit (Toyota Astra Motor, 1995).
3. Propeller shaft
Propeller
shaft pada kendaraan penggerak belakang berfungsi menyalurkan
output tenaga dari transmisi menuju differential. Propeller shaft dibuat
dari baja yang memiliki ketahanan terhadap daya bengkok maupun puntiran.
Propeller shaft ada dua tipe yaitu (Toyota Astra Motor, 1995):
a. 2-joint type propeller shaft,
propeller yang hanya menggunakan u-joint pada kedua ujung propeller.
b. 3-joint type propeller shaft,
propeller yang menggunakan u-joint pada kedua ujung propeller dan terdapat center bearing di tengah propeller.
Univesal
joint atau u-joint digunakan
untuk meredam perubahan sudut untuk memperhalus perpindahan tenaga dari
transmisi ke differential. U-joint terdapat dua tipe :
a. U-joint
tipe solid bearing cup
b. U-joint
tipe shell bearing cup
4. Differential
Differential
berfungsi
memindahkan dan membagi tenaga ke roda ketika berjalan lurus maupun ketika
berbelok. Differential terbagi
menjadi dua bagian yaitu final gear
dan differential gear yang berfungsi
sebagai berikut (Toyota Astra Motor, 1995) :
a. Final gear, berfungsi memperbesar momen yang
masuk dalam differential. Final gear terdiri dari drive pinion dan ring gear.
Final gear ini mempunyai dua tipe
yaitu :
1) Tipe
hypoid bevel gear, yang memiliki
persinggunan roda gigi yang besar dan bekerja sangat halus. Tipe ini biasa
digunakan untuk kendaraan penggerak roda belakang.
2) Tipe
helical gear, pada tipe ini antara ring gear dan drive pinion selalu bersinggungan pada lokasi yang sama. Helical gear dapat memindahkan momen
dengan sangat lembut serta getaran dan bunyi yang dihasilkan sangat halus. Tipe
ini biasa digunakan pada kendaraan penggerak roda depan.
b. Differential gear,
berfungsi untuk menghasilkan kecepatan putaran roda yang berbeda saat kendaraan
berganti arah. Differential gear
terdiri dari differential pinion dan side gear yang berkaitan dengan axle.
Differential
tediri dari dua macam yaitu konvensional
differential dan limited-slip
differential. Perbedaan yang
terdapat pada jenis differential dapat diketahui dari konstruksi dan komponen
yang digunakan pada differential.
Komponen yang terdapat dalam differential konvensional terdiri dari drive pinion, ring gear, differential case,
differential pinion, differential pinion shaft, dan side gear.
Limited-slip
differential merupakan jenis differential yang berfungsi untuk mengurangi kerugian tenaga pada
roda akibat terjadinya wheel-spin. Limited-slip differential mempunyai dua
macam karekteristik yaitu Limited-slip
differential sensitif dengan torsi dan
Limited-slip differential sensitif dengan kecepatan. Berdasarkan mekanismenya Limited-slip
differential terbagi
menjadi tiga tipe, Limited-slip
differential tipe Viscous, Limited-slip
differential tipe
Clutch dan Limited-slip differential
tipe Gearing/full mechanical disebut juga torsen differential (Ilhamandhi, 2010).
a. Limited-slip differential
tipe viscous
Limited-slip
differential tipe ini
nyaman apabila dipergunakan untuk harian, karena menggunakan fluida/oli. Limited-slip differential ini saat salah satu roda mendapat kelebihan torsi (traksi pada
roda kecil), oli akan mengental dan menimbulkan efek mengunci pada roda
tersebut sehingga tenaga disalurkan ke roda lainnya. Kelemahan dari Limited-slip differential
tipe viscous terletak pada kemampuan untuk menahan slip yang tidak terlalu baik,
dan dapat dimungkinkan terjadi wheel-spin.
b. Limited-slip differential
tipe clutch
Limited-slip
differential tipe ini bereaksi terhadap
torsi dari propeller shaft. Semakin
cepat perputarannya, maka semakin keras penekanan kopling (clutch) pada differential.
Kemampuan Limited-slip
differential tipe clutch untuk menahan slip cukup
baik, karena ketika melakukan oversteer,
sistem ini bekerja pada torsi dan kecepatan. Dan untuk drifting, Limited-slip
differential yang direkomendasikan adalah
jenis ini karena kemampuannya untuk men-sense
torsi dan kecepatan. Kelemahannya Limited-slip
differential tipe ini terletak
pada perawatannya akibat kopling yang akan cepat aus.
c. Limited-slip differential tipe gearing (torsen differential)
Limited-slip
differential tipe ini sangat kuat
untuk menahan slip dan bebas perawatan. Limited-slip
differential tipe ini sangat
bergantung pada torsi, bukan kecepatan tiap as roda. Keunggulan Limited-slip differential tipe gearing yang
tidak dimiliki oleh Limited-slip
differential tipe
clutch adalah bisa dipakai
untuk mengatur torsi antara as roda depan dan as roda belakang pada mobil-mobil
4WD.
Limited-slip
differential tipe
gear merupakan perpaduan dua fungsi utama differential, yang dimaksudkan supaya differential dapat bekerja secara optimal. Berupa penghantaran
tenaga dari engine menuju ke kedua axle, dan perbedaan putaran dari kedua axle saat terjadi perbedaan traksi.
Perpaduan ini memungkinkan peningkatan jumlah torsi yang dapat disampaikan oleh
axle dalam semua kondisi traksi,
tanpa terlalu membatasi diferensiasi. Diferensiasi diperlukan untuk
mengakomodasi kecepatan rotasi yang berbeda antara axle kendaraan saat berbelok dan perbedaan putaran antar roda.
Karakteristik
yang terdapat dalam torsen diferensial lebih
dibandingkan dengan karakteristik penyaluran tenaga yang terdapat pada differensial konvensional. Axle penggerak pada differential
konfensional terkait dengan bevel gear set yang dirancang untuk
membagi torsi sama antar axle
penggerak (Rochester, 1988). Pengaturan ini tidak akan mendukung perbedaan
torsi antar axle penggerak, dan
sebagai akibatnya hambatan diferensiasi yang dihasilkan sangat kecil.
Sebagai
contoh, bila salah satu roda kehilangan traksi, penyaluran torsi pada axle yang satunya tidak maksimal
sehingga terjadi wheel-spin pada roda
yang mendapat traksi lebih kecil. Ini adalah masalah yang sering terjadi pada differential konvensional. Maka dari itu
torsen differential digunakan untuk
meminimalisir terjadinya kelebihan torsi pada axle yang mendapat traksi lebih kecil, dan menyalurkan torsi pada axle yang mendapat traksi lebih besar
sesuai dengan pengaturan invex gear.
Limited-slip
differential tipe gear
dapat membagi torsi keluaran yang berbeda antar roda karena memiliki susunan
dan komponen yang berbeda dengan differential
konvensional. Limited-slip differential tipe
gear tersusun dari komponen-komponen
berupa ring gear, flanged body, side
gear, pinion, dan cover yang
tersusun seperti gambar di bawah ini.
Gambar
1. Bagian-bagian torsen differential (Rochester,
1999)
Limited-slip
differential tipe gear
bekerja seperti differential pada
umumnya tetapi dapat mengunci jika torsi ketidakseimbangan terjadi, rasio torsi
maksimum ketidakseimbangan yang ditetapkan oleh Torque Bias Ratio (TBR). Ketika Torsen mempunyai perbandingan TBR
3:1, berarti bahwa satu sisi differential
mendapat torsi sampai 75% sementara sisi lain hanya mendapat torsi 25% dari
torsi diterapkan. Saat kondisi percepatan traksi tidak sama, axle yang mendapat traksi lebih besar
akan mendapat torsi yang lebih besar sehingga tidak akan terjadi wheel-spin.
Ketika
perbedaan traksi melebihi TBR, sisi axle
yang lebih lambat akan menerima torsi dari sisi axle yang lebih cepat dikalikan dengan TBR, torsi tambahan yang
tersisa disalurkan menuju axle yang
lebih cepat dari sisi differential (Wikipedia,
2010). Pada gambar di bawah ini diperlihatkan kerja torsen differential saat kedua axle
mendapat traksi yang sama dan saat kedua axle
mendapat traksi yang berbeda.
Gambar 2. Cara
kerja torsen differential (Rochester,
1999)
5. Poros
penggerak roda
Poros penggerak roda berfungsi untuk meneruskan putaran
dan tenaga dari differential menuju
ke roda. Poros penggerak
roda disamping meneruskan
tenaga, juga berfungsi untuk memikul beban kendaraan. Terdapat dua jenis utama
poros penggerak roda yaitu poros memikul dan poros melayang (Toyota Astra
Motor, 1995).
a.
Poros
tipe memikul yaitu tipe full floating,
tipe semi- floating, dan tipe ¾ floating.
1)
Tipe
full floating
Konstruksi poros roda tipe ini berupa bearing teretak diantara axle housing
dan wheel hub. Karena beban
keseluruhan kendaraan dipikul oleh axle
housing pada tipe ini, maka axle
hanya diperlukan untuk memutarkan roda. Poros penggerak tipe full floating ini biasa digunakan pada
kendaraan berat, karena poros roda tidak mendapat beban yang berlebihan.
2)
Tipe
semi floating
Poros penggerak tipe ini bearing terpasang antara axle housing dan poros axle dan roda terpasang langsung pada
poros. Poros dibutuhkan untuk menyangga seluruh berat kendaraan dan juga beban
kendaraan saat berbelok. Poros penggerak tipe ini konstruksinya sederhana
sehingga banyak digunakan pada kendaraan penumpang.
3)
Tipe
¾ floating
Pada tipe ini antara axle housing dan wheel hub dipasang menyatu dan roda terpasang langsung pada poros. Sebagian
besar berat kendaraan ditahan oleh housing
kecuali saat belok terdapat beban pada poros axle.
b. Poros tipe melayang yaitu constant velocity joint (cv joint)
Constant
velocity joint atau sering disebut CV joint merupakan poros yang digunakan
untuk mentransfer daya dari differential
menuju roda yang dapat dibelokan dengan sudut yang fleksibel dengan kecepatan konstan (Wikipedia, 2010). CV joint dibutuhkan untuk mengarahkan roda saat
suspensi bergerak ke atas dan ke bawah. CV Joint biasa diaplikasikan pada kendaraan dengan
penggerak roda depan (front wheel drive),
4 wheel drive, dan penggerak roda
belakang (rear wheel drive) dengan
suspensi independent.
Ada dua jenis CV Joint yang umum
digunakan pada kendaraan, yaitu (Toyota Astra Motor, 1995) :
a. CV
Joint jenis birfield
CV
Joint yang terdapat pada gambar di bawah ini merupakan CV Joint jenis birfield. CV
Joint jenis ini komponen utama yang digunakan adalah roller ball berjumlah enam, cage
sebagai pembatas pergeseran roller ball,
dan inner
race sebagai tempat roller ball berputar. Susunan komponen
yang terdapat pada CV Joint di
perlihatkan pada gambar di bawah ini.
Gambar 3. CV Joint jenis birfield
b. CV
Joint jenis tripod
CV joint yang terdapat pada gambar
di bawah ini merupakan CV Joint jenis
Tripod. CV Joint jenis ini mempunyai
komponen utama berupa roller groove sebagai
rumah roller, snap ring sebagai pengunci roller,
roller sebagai pemutar dan penentu
belokan, dan spider untuk tempat roller
berputar. Susunan komponen CV Joint jenis Tripod diperjelas dengan
gambar yang terdapat di bawah ini.
