Beberapa orang berkata, "Diferensial hanya membuat roda kiri dan kanan berputar sendiri-tidak ada yang rumit dalam hal ini." Meskipun kedengarannya sederhana, hal ini sebenarnya melewatkan poin penting.
Masalah mendasar yang dipecahkan oleh diferensial bukan sekadar membiarkan roda "berputar sesuai keinginannya"; sebaliknya, hal ini memungkinkan kendaraan untuk menyalurkan tenaga sekaligus memungkinkan roda penggerak kiri dan kanan berputar pada kecepatan yang berbeda selama berbelok. Memahami perbedaan ini adalah langkah pertama untuk memahami cara kerja diferensial.
01. Tanpa adanya differential, belokan menjadi masalah besar
Pertimbangkan-skenario kehidupan nyata: dua orang berjalan-berdampingan-berbelok. Orang yang berada di luar harus mengambil langkah yang lebih panjang dan cepat, sedangkan orang yang berada di dalam harus mengambil langkah yang lebih kecil. Prinsip yang sama berlaku pada mobil yang berbelok di tikungan-roda luar bergerak dalam busur yang lebih besar, dan roda dalam bergerak dalam busur yang lebih kecil, sehingga memerlukan kecepatan putaran yang berbeda.
Analisis Struktur dan Prinsip Diferensial _ Pacific Auto Network
Di sinilah kendaraan awal dengan{0}}roda penggerak gandar padat mengalami masalah. Dengan roda kiri dan kanan dikunci oleh poros yang kaku, keduanya dipaksa berputar dengan kecepatan yang sama. Ini bekerja dengan baik saat berkendara lurus, namun di tikungan-di mana roda sebenarnya perlu berputar dengan kecepatan berbeda-memaksa roda untuk tetap sinkron menyebabkan roda saling bertabrakan.
Anda dapat memvisualisasikannya sebagai dua orang yang berlari di tikungan dengan kaki diikat menjadi satu: orang yang berada di luar ingin melaju lebih cepat, sedangkan orang yang berada di dalam ingin melaju lebih lambat, sehingga menghasilkan gerakan yang canggung dan tidak terkoordinasi bagi keduanya.
Oleh karena itu, fungsi utama diferensial adalah untuk memenuhi kebutuhan penting roda penggerak kiri dan kanan untuk berputar pada kecepatan berbeda selama berbelok; stabilitas penanganan hanyalah salah satu manfaat praktis yang dihasilkan dari hal ini. Dalam percakapan selanjutnya mengenai mobil, jika seseorang mendeskripsikan diferensial hanya sebagai "komponen performa", Anda dapat bertanya: "Tanpa itu, bagaimana roda penggerak kiri dan kanan dapat menangani jarak berbeda yang harus mereka tempuh saat berbelok?"
02. Perbedaan jenis-gigi: status berbeda untuk mengemudi di jalur-lurus dan berbelok
Perbedaan jenis-gigi yang terdapat pada mobil modern mungkin terlihat lebih rumit dari yang Anda bayangkan, namun konsep dasarnya tetap sama: tenaga harus terus disalurkan, namun roda di kedua sisi harus dapat menyesuaikan kecepatan putarannya berdasarkan jarak yang berbeda yang ditempuh.
Ini terdiri dari komponen-komponen seperti rumah diferensial, roda gigi planetary (atau roda gigi laba-laba), poros roda gigi planetary, dan roda gigi samping (atau roda gigi gandar). Saat berkendara pada jalur lurus, jarak roda kiri dan kanan kurang lebih sama. Mekanisme internal diferensial bertindak sebagai unit yang tersinkronisasi: roda gigi planet berputar bersama rumahan tetapi tidak berputar pada sumbunya sendiri, menjaga kedua roda berputar pada kecepatan yang sama.
Situasi berubah saat berbelok. Roda luar perlu berputar lebih cepat, sedangkan roda dalam perlu berputar lebih lambat. Pada titik ini, roda gigi planet mulai berputar pada sumbunya selain berputar, yang secara efektif "mengakomodasi" perbedaan kecepatan ini. Penyesuaian kecepatan ini terjadi secara otomatis, tidak memerlukan masukan dari pengemudi.
Ingat rumus ini: Kecepatan roda kiri + Kecepatan roda kanan=2 × Kecepatan housing diferensial. Saat berbelok, jumlah percepatan satu sisi sama persis dengan jumlah kecepatan sisi lainnya; jumlah totalnya tetap konstan.
03. Diferensial terbuka: Bagus untuk berbelok, tetapi menjadi penghalang saat tergelincir
Pada titik ini, banyak orang mungkin secara alami menyimpulkan bahwa karena diferensial memungkinkan roda kiri dan kanan berputar pada kecepatan yang berbeda, maka diferensial tersebut harus efektif dalam semua kondisi berkendara.
Di situlah letak permasalahannya. Meskipun diferensial terbuka beroperasi dengan lancar selama belokan standar, perbedaan tersebut dapat menunjukkan kekurangan yang signifikan pada-permukaan dengan traksi rendah-seperti jalan basah, es, atau berlumpur.
Diagram struktur sasis otomotif lengkap – Pacific Auto Encyclopedia
Prinsip dasar dari diferensial terbuka adalah bahwa daya mengalir ke arah sisi yang paling mudah untuk dikendarai. Dengan kata lain, sisi dengan hambatan paling kecil memperoleh kecepatan putaran tertinggi.
Ini berfungsi dengan baik di jalan normal, namun situasinya berubah jika salah satu roda menabrak es atau kehilangan kontak dengan tanah (menggantung di udara). Roda yang tergelincir menghadapi sedikit hambatan, sehingga semua tenaga mengalir ke sisi itu; roda yang berputar di udara melaju dengan cepat, sedangkan roda dengan traksi sebenarnya tidak menerima tenaga.
Ini seperti berdiri dengan satu kaki di tanah kering dan kaki lainnya di atas es: kaki di atas es mengayun-ayun dengan liar, namun tubuh Anda tidak dapat menghasilkan daya ungkit atau momentum ke depan yang efektif.
Oleh karena itu, gagasan bahwa "memiliki diferensial berarti Anda tidak perlu khawatir tergelincir" adalah salah. Diferensial terbuka unggul dalam mengatur perbedaan kecepatan saat berbelok
s, namun mereka kesulitan mengatasi hilangnya tenaga yang terjadi saat satu roda kehilangan traksi. 04. Limited-Slip Differential (LSD): Mengatasi Putaran Roda
Diferensial-Slip Terbatas-umumnya dikenal sebagai LSD-didefinisikan dengan kata "slip terbatas".
Tidak menghilangkan perbedaan kecepatan putaran antara roda kiri dan kanan; sebaliknya, ketika roda cenderung berputar bebas, hal ini akan membatasi selip yang tidak produktif ini, sehingga memastikan traksi kendaraan yang lebih baik.
Ambil contoh LSD gaya paket kopling umum-sebagai contoh: kopling ini menggabungkan satu set pelat gesekan antara roda gigi samping dan rumah diferensial. Saat menikung normal, fungsinya seperti diferensial terbuka, memungkinkan adanya perbedaan kecepatan antar roda. Namun, ketika salah satu roda mulai selip, mekanisme kopling di sisi yang memiliki traksi akan diaktifkan (dikompresi), sehingga tenaga dapat ditransfer ke sana daripada terbuang seluruhnya pada roda yang berputar.
Ingat saja ini: diferensial standar menangani tikungan, sedangkan diferensial{0}}slip terbatas mengurangi putaran roda.
Lain kali Anda melihat lembar spesifikasi kendaraan, jangan bingung antara "diferensial" standar dengan "diferensial{0}}slip terbatas"-anggap yang pertama memungkinkan kaki kiri dan kanan Anda melangkah seirama dengan lengkungan, sedangkan yang kedua bertindak seperti penstabil yang mencegah Anda membuang seluruh energi untuk bergerak ketika tanah licin.
Dua Pilihan: Analisis Singkat Sistem AWD Buick Envision
05. Bagaimana dengan Kunci Diferensial? Ia Melakukan Hal Yang Berlawanan
Ada konsep lain yang sering menimbulkan kebingungan: kunci diferensial.
Fungsi kunci diferensial adalah kebalikan dari diferensial standar: mengunci mekanisme diferensial, mencegah perbedaan kecepatan putaran antar roda.
Kapan digunakan? Untuk-pemulihan di luar jalan. Jika roda benar-benar lepas dari tanah atau berputar tanpa daya, kunci diferensial akan memaksa kedua roda berputar pada kecepatan yang sama, mengarahkan tenaga ke sisi yang memiliki traksi.
Ringkasnya: diferensial standar memungkinkan perbedaan kecepatan (untuk menikung), diferensial-slip terbatas membatasi perbedaan kecepatan yang berlebihan (untuk menangani putaran roda), dan kunci diferensial sepenuhnya menghilangkan perbedaan kecepatan (untuk melepaskan diri).
Jika Anda hanya menggunakan kendaraan untuk perjalanan sehari-hari di jalan beraspal, memahami cara kerja diferensial sangat berguna agar Anda tidak khawatir dengan anggapan bahwa "perbedaan kecepatan menunjukkan adanya kerusakan"-pada kenyataannya, wajar saja jika roda kiri dan kanan berputar dengan kecepatan berbeda saat berbelok. Jika Anda sering menghadapi jalan licin atau berlumpur, ada baiknya Anda memperjelas perbedaan antara diferensial terbuka dan sistem-selip terbatas. Lain kali Anda mengunjungi dealer, perhatikan baik-baik apakah penjual mengatakan bahwa kendaraan tersebut memiliki "diferensial" atau "diferensial selip terbatas"-diferensial selip terbatas-yang pertama tidak memberi tahu Anda banyak hal, sedangkan yang kedua menunjukkan kinerja aktual kendaraan di permukaan licin.
