Porong Penggerak Roda

  

Jenis-Jenis Poros Penggerak Roda

a.            Poros Penggerak Roda Depan/ Axle Shaft

Axle shaft atau poros penggerak roda adalah merupakan poros pemutar roda-roda penggerak yang berfungsi meneruskan tenaga gerak dari differential ke roda-roda. Axle shaft pada kendaraan dibedakan menjadi dua yakni front axle shaft (poros penggerak roda depan) dan rear axle shaft (poros penggerak roda belakang). Pada kendaraan FF, front axle shaft sebagai driving axle shaft, sedangkan pada kendaraan tipe FR, rear axle shaft sebagai driving axle shaft. Pada kendaraan 4WD atau AWD, front axle shaft maupun rear axle shaft  sebagai driving axle shaft.

b.           Poros Penggerak Roda Belakang/ Rear Axle Shaft

Roda belakang umumnya menumpu beban lebih berat daripada roda depan, sehingga konstruksi poros penggerak rodanya juga relatif lebih kuat. Pemasangan poros akan dipengaruhi oleh tipe/ jenis suspensi yang digunakan. Secara umum tipe suspensi yang digunakan ada dua kelompok yaitu suspensi bebas (independent) dan suspensi kaku (rigid). Pada tipe suspensi independent, jenis axle shaft yang digunakan umumnya adalah tipe melayang (floating shaft type), dimana poros bebas dari menumpu beban dan bebas bergerak mengikuti pergerakan roda akibat suspensi kendaraan.

Pada suspensi rigid pada umumnya menggunakan tipe poros memikul dimana axle shaft diletakkan di dalam axle housing, yang dipasangkan berkaitan melalui bantalan.

Poros memikul terdiri dari 3 tipe, yaitu : full floating, three-quarter floating dan semi-floating. Nama tipe poros tersebut mencerminkan kebebasan poros untuk tidak menyangga beban kendaraan. Full floating berarti sepenuhnya poros tidak menyangga beban, three-quarter floating berati ¾ beban kendaraan tidak ditumpu oleh poros (poros menyangga ¼ beban) sedangkan semi floating berarti poros hanya menumpu ½ beban.

a. Tipe Full Floating
Pada tipe ini poros axle sepenuhnya tidak menyangga beban. Beban sepenuhnya ditumpu oleh axle housing dan axle shaft hanya menggerakkan roda.

Pada tipe ini bantalan-bantalan dipasangkan diantara haousing dan wheel hub, sedangkan roda dipasangkan pada hub. Beban kendaraan sepenuhnya ditumpu oleh axle housing, sedangkan poros roda tidak memikul beban, hanya berfungsi menggerakkan roda. Model ini sangat bagus untuk kendaraan berbeban berat.

Keuntungan :  Berat kendaraan seluruhnya dipikul oleh axle housing, sehingga axle housing tidak menjadi bengkok.  Gaya kesamping juga tidak diteruskan ke axle shaft.  Faktor keamanan lebih baik dan sanggup memikul beban berat. Kerugian :  Biayanya mahal.

b. Tipe three-quarter floating
Pada tipe three-quarter floating, hanya dipasangkan sebuah bantalan di antara axle housing dan wheel hub. Roda dipasangkan langsung pada poros roda. Hampir seluruh beban ditumpu oleh housing. Gaya lateral (lateral force) baru akan bekerja pada poros/ axle bila kendaraan membelok.

Gambar 4. Poros pemikul tipe three-quarter floatin

Pada tipe three-quarter floating, hanya dipasangkan sebuah bantalan di antara axle housing dan wheel hub. Roda dipasangkan langsung pada poros roda. Hampir seluruh beban ditumpu oleh housing. Gaya lateral (lateral force) baru akan bekerja pada poros/ axle bila kendaraan membelok.

Keuntungan :  Berat kendaraan tidak semuanya diteruskan ke axle shaft, sehingga axle shaft tidak bengkok.  Bila terjadi axle shaft patah masih ditahan oleh bantalan. Kerugian :  Akibat gaya kesamping tetap menimbulkan kebengkokan

c. Tipe Semi Floating
Tipe semi floating banyak dipakai pada kendaraan ringan. Hampir seluruh beban kendaraan dipikul oleh axle shaft, demikian juga gaya lateral (lateral force) pada saat kendaraan membelok.

Tipe semi floating banyak dipakai pada kendaraan ringan. Hampir seluruh beban kendaraan dipikul oleh axle shaft, demikian juga gaya lateral (lateral force) pada saat kendaraan membelok. Bantalan dipasangkan diantara axle housing dan axle shaft, sedangkan roda dipasangkan langsung pada axle shaft.

Keuntungan : Kontruksinya sederhana. Biayanya murah.

Kerugian : Axle shaft menjadi bengkok akibat berat kendaraan langsung dipikul oleh poros. Jika patah roda tidak ada yang menahan.

c.            Poros Penggerak Roda Depan/ Front Axle Shaft

Pada kendaraan FF front axle berfungsi sebagai penggerak. Konstruksi Front axle dapat dilihat pada gambar berikut :

 Poros penggerak roda adalah poros yang berfungsi sebagai pemindah tenaga dari differential ke roda-roda. Pada kendaraan tipe FF, poros penggerak harus memiliki 2 persyaratan, yaitu : harus mempunyai mekanisme yang menyerap perubahan panjang dari poros penggerak yang mengiringi gerakan roda naik dan turun; harus dapat memelihara operasi sudut yang sama ketika roda depan dikemudikan dan harus memutar roda saat membentuk kecepatan karena roda depan digunakan secara bersamaan untuk pengemudian dan pemindahan tenaga.

Komponen/ sistem yang digunakan untuk memenuhi persyaratan tersebut adalah universal joint tipe constant velocity joint (CV Joint)

Constant velocity joint adalah tipe universal joint yang memungkinkan untuk digunakan pada kendaraan FF, dimana poros mampu meneruskan tenaga sambil terjadi perubahan-perubahan sudut. Ada dua jenis CV joint, yaitu : birfield joint dan tripod joint.

Gambar 6. Konstruksi Birfield Joint

Konstruksi birfield joint adalah seperti gambar di atas. Inner race dipasang ke dalam outer race yang berbentuk mangkuk dengan menahan enam bola baja oleh suatu rangka.Tipe ini banyak digunakan karena konstruksinya yang sederhana dan kapasitas pemindahannya cukup besar. 

Keuntungan: Kontruksinya sederhana. Mampu membuat sudut belok lebih besar. Perawatan mudah. Bodi kendaraan lebih stabil bila dibandingkan axle rigid.

Kerugian : Tidak mampu menahan beban besar. Pada bagian inner housing maupun outer housing mudah aus. Harganya lebih mahal. Memerlukan perawatan rutin.

Gambar 20. Konstruksi Tripod Joint

 Sebuah tripod dengan  tiga buah trunnion shaft pada plane yang sama. Tiga buah roller dipasangakan pada trunnion ini dan ke masing-masing roller dipasangkan tiga tulip dengan celah paralel. Konstruksi ini juga sederhana dan umumnya dapat bergerak dalam arah axial.

1)           Prinsip Kerja CV Joint

Gambar 7.  Prinsip Kerja CV Joint

Lekukan khusus dibuat pada dudukan bola baja yang pada masing-masing arah memotong titik O dari titik pusat garis penggerak dan poros penggerak yang selalu dihubungkan pada pusat garis P dari masing-masing bola baja. Hasilnya putaran poros penggerak adalah selalu identik dengan poros yang digerakkan.

 2)            Panjang Poros Penggerak

Panjang poros penggerak kiri dan kanan dapat sama maupun berbeda tergantung lokasi mesin dan transaxle. Apabila poros penggerak panjangnya tidak sama, maka akan mudah terjadi getaran yang menimbulkan bunyi dan kurang nyaman. Hal itu diatasi dengan beberapa metode yang antara lain dengan penggunaan dynamic damper type, hollow shaft type dan intermidiate shaft

a)     Dynamic damper type

Tipe poros penggerak ini mempunyai dynamic damper yang dipasangkan pada bagian tengah poros yang panjang. Dynamic damper dipasangkan  pada poros penggerak melalui bantalan karet. Saat poros penggerak bergetar atau terpuntir maka damper yang diberikan cenderung ntuk berputar pada kecepatan konstan, sehingga bantalan karet menyerap getaran dan puntiran.

 Gambar 8.        Konstruksi Poros Penggerak dengan dynamic damper

b)     Hollow shaft type

Gambar 9. Konstruksi Poros Penggerak Tipe Berlubang

Gambar 10. Poros Penggerak Depan Hollow Shaft Type

c)      Intermediate shaft type

Poros penggerak tipe ini digunakan pada kendaraan yang perbedaan jarak dua poros penggeraknya besar.

Gambar 11.    Poros Penggerak Depan dengan Intermediate Shaft

Kendaraan yang perbedaan jarak dua poros penggeraknya besar, sistem kemudinya menjadi tidak stabil dan mudah memuntir. Pada saat akselerasi, bagian depan kendaraan akan terangkat dan sudut joint poros menjadi besar, sehingga momen yang ditimbulkan menyebabkan roda tidak stabil dan sulit untuk dikendalikan.

 Gambar 12.  Poros Penggerak Depan Tanpa Intermediate Shaft

Salah satu usaha untuk membuat roda stabil akibat perbedaan panjang poros, maka dipasangkan intermediate shaft sehingga poros penggerak kiri dan kanan menjadi sama panjang. Dengan metode ini sudut joint 1 dan 2 akan sama, sehingga momen yang disebabkan aksi dari roda depan diimbangi dan kendaraan menjadi stabil dan berjalan lurus.

Gambar 13.       Poros Penggerak Depan Dengan Intermediate Shaft

Cara kerja Axle Shaft tipe rigid.

Axle rigid disamping sebagai penerus putaran ke roda, seolah – olah merupakan lengan panjang seperti poros mati, sehingga pada saat kendaraan berjalan kedudukan bodi kendaraan seolah – olah mengikuti gerakan posisi axle. Keuntungan :

ü Kontruksi lebih kuat.

ü Cocok untuk kendaraan skala medium ke atas.

ü Sanggup menahan beban berat.

ü Momen yang dihasilkan besar.

Kerugian :

ü Suspensi kendaraan keras.

ü Pada saat kendaraan berjalan dimedan yang berat bodi kendaraan tidak stabil.

ü Sudut beloknya kecil.

2. Independent Axle Shaft.

Tipe ini sering digunakan pada kendaraan kecil dan umumnya jenis sedan, karena tipe ini disamping kontruksinya ringan juga mampu membuat sudut belok lebih besar.

Gambar 14 Konstruksi Independent Axle Shaft

a. Fungsi axle shaft pada tipe independent :

Sebagai penerus putaran ke roda.

Sebagai pendukung beban roda.

Sebagai penyetabil bodi kendaraan, karena dilengkapi CV joint.

b.Cara kerja axle shaft independent:

Dengan dilengkapi CV joint maka pada saat kendaraan melaju di jalan yang bergelombang maka posisi bodi kendaraan seakan – akan tidak terpengaruhi oleh keadaan jalan, karena dengan dilengkapi CV joint pada setiap gerakan, disamping dapat bergerak putar juga dapat bergerak memanjang, memendek dan membuat sudut.

v Constant Velocity Joint (CV Joint).

Fungsi : sebagai penyetabil posisi kendaraan terutama dijalan – jalan yang bergelombang.

v Komponen – komponen CV Joint.

keterangan :

1. Outer race.

2. Ball Cage.

3. Inner race.

4. Steel Ball.

v Cara kerja CV Joint.

a. Pada saat jalan lurus dan rata tenaga putar dari differential diteruskan oleh axle shaft melalui inner race housing steel ball intermediate axle shaft steel ball outer race housing roda.

b. Sedangkan pada saat belok atau jalan tidak rata tenaga putar dari differential diteruskan oleh inner race housing steel ball intermediate axle shaft steel ball outer race housing roda, dimana pada saat itu disamping sebagai penerus putaran dari intermediate shaft steel ball juga bergerak pada inner race, sehingga CV Joint mampu membuat sudut yang memungkinkan kedudukan kendaraan menjadi stabil.