Pemeliharaan Dan Pebaikan Diferential (Gardan) - Pak i Gusti Made Am

MODUL

PEMELIHARAAN DAN PEBAIKAN DIFERENTIAL (GARDAN)

BIDANG STUDI KEAHLIAN

: TEKNOLOGI DAN REKAYASA

PROGRAM STUDI KEAHLIAN : TEKNIK OTOMOTIF KOMPETENSI KEAHLIAN

: TEKNIK KENDARAAN RINGAN

SEKOLAH TEKNOLOGI MENENGAH NEGERI 2 SAMPIT 2012

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatka kehadirat Tuhan Yang Maha Esa dengan rahmat dan kesehatan yang diberikan-N ya, penulis dapat menyelesaikan modul yang berjudul “ Pemeliharaan dan Perbaikan Unit Final Drive (Gardan)” yang dibutuhkan sebagai penambah ilmu pengetahuan terutama dibidang teknik otomotif. Mudul ini dibuat berdasarkan tuntutan kurikulum spectrum 2008, pada program keahlian teknik kendaraan ringan. Dengan dibuatnya modul ini diharapkan dapat membantu siswa-siswi yang ingin mengetahui nama-nama komponen, bagaimana cara kerja, pemeliharaan Unit Final Drive (Gardan). Pembahasan pada modul ini meliputi jenis-jenis, prinsip kerja dan konstruksi dari Unit Final Drive ( Gardan) juga dilengkapi dengan jenis-jenis minyak pelumas dan spesifikasinya. Modul ini disusun untuk memenuhi kebutuhan literature sis wa dalam pembelajaran di luar sekolah (Praktek Industri). Mudul ini dibuat sangat sederhana dan dengan bahasa yang sederhana juga dilengkapi dengan gambar-gambar agar dapat membantu pembaca mempermudah untuk memahami isi modul. Penulis mengharapkan koreksi dan masukannya yang bersifat membangun kepada seluruh pembaca, agar kiranya mudul ini lebih baik.

Sampit, juli 2012

Penyusun

TUJUAN AKHIR PEMBELAJARAN Setelah mempejari seluruh materi pembelajaran dalam modul Pemeliharaan dan perbaikan Unit Final Drive, diharapkan peserta didik memiliki kemampuan sebagai berikut : 1. Dapat memahami jenis-jenis, prinsip kerja, dan konstruksi final drive dengan baik. 2. Dapat melepas, membongkar, merakit dan memasang kembali komponen-komponen final drive prosedur yang benar.

3. Dapat melakukan penyetelan dan pengujian final drive dengan prosedur yang benar. 4. Dapat mengganti komponen-komponen unit final drive yang rusak tanpa menyebabkan kerusakan komponen yang lain.

5. Dapat memelihara dan merawat unit final drive.

A. FINAL DRIVE (GARDAN) 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.

Pada konstruksi ini perkaitan drive pinion dengan ring gear berada di tengah-tengah garis pusat (garis tengah) ring gear.

2)

Model hypoid 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.

Konstruksi model ini drive pinion berbentuk gigi spiral, perkaitannya dengan ring gear berada di tengahtengah garis pusat ring gear. Putarannya halus namun proses pembuatannya memerlukan kepresisian/ketelitian yang tinggi.

4)

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 cara kerja 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 g igi rack yang mendapat beban lebih ber at 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 a. Pada saat jalan 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.

b. 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 g ear.

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 drive wheel kanan

+

Rpm drive wheel kiri

Rpm ring gear = 2

c.

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: 1) 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°. 2) 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.

B. MINYAK PELUMAS Tujuan Pembelajaran : Setelah mempelajari materi ini diharapkan siswa dapat :

1. Menjelaskan jenis-jenis minyak pelumas. 2. Menjelaskan fungsi minyak pelumas. 3. Menjelaskan klasifikasi/penggolongan minyak berdasarkan mutu dan kekentalannya

Minyak pelumas mempunyai fungsi yang sangat menentukan dalam menunjang pengamanan di sektor industri maupun transportasi. Hal ini dapat dimaklumi karena baik buruknya kualitas minyak pelumas atau benar tidaknya penggunaan minyak pelumas secara langsung akan mempengaruhi kemampuan opersi dan efisiensi suatu mesin, bahkan pada akhirnya akan menentukan umur (life time) mesin dan peralatan industri. Minyak pelumas terdiri dari berbagai jenis dan dalam penggunaannya harus dipilih disesuaikan dengan persyaratan mesin yang menggunakannya, karena masing-masing minyak pelumas mempunyai fungsi dan sifat-sifat tertentu untuk dapat memberikan fungsi pelumasan yang optimal. Pada industri otomotif, minyak pelumas dibedakan menjadi 2 kategori yaitu; 1. Minyak pelumas mesin. a. Minyak pelumas mesin bensin. Minyak pelumas mesin 4 tak.  Minyak pelumas mesin 2 tak.  b. Minyak pelumas mesin diesel.

2. Minyak pelumas roda gigi.

MINYAK PELUMAS MESIN 4 TAK Mutu minyak pelumas selalu mengalami perubahan dan berkembang menurut kebutuhannya. Banyak faktor yang telah mendoroang terjadinya perubahan mutu minyak pelumas antara lain perubahan disain dan konstruksi mesin serta kemajuan teknologi bahan kimia tambahan (additive) dalam memenuhi kebutuhan mesin. Dewasa ini adanya keinginan untuk memperpanjang masa penggantian minyak pelumas motor, kebijakan dalam penghematan energi dan peraturan-peraturan yang semakin ketat tentang pencemaran udara akibat gas buang kendaraan bermotor, juga memberikan kontribusi yang cukup besar terhadap perubahan mutu dan formulasi minyak pelumas.

Dengan demikian perkembangan mutu minyak pelumas motor sekarang ini

masih belum

mencapai titik puncaknya, walaupun selama ini telah dicapai kemajuan-kemajuan yang sangat besar. Bertolak dari kenyataan bahwa mutu minyak pelumas tidak dapat dinilai dengan cara melihat bentuk fisik ataupun merasakannya dengan panca indera, maka untuk dapat mengetahui dan memahami mutu minyak pelumas ini dirumuskan be rdasarkan “spesifikasi” yang dibenarkan oleh beberapa lembaga baik sipil maupun militer. Yang dimaksud dengan spesifikasi adalah suatu ketentuan/persyaratan/target yang harus dicapai oleh suatu minyak pelumas dalam uji kemampuan dengan menggunakan mesin penguji tertentu.

Contoh spesifikasi : Angkatan Perang Amerika : - MIL-L-2104C, MIL-L-2104D, MIL-L-46152B. Pihak Komersial

: - Caterpillar Series 3. - Ford M2C101A, M2C101B, - M2C153A, M2C153B. - GM 6041M, GM 6136M, GM 6048M.

API

: -SF, CD, CD/SF. Batas maksimum atau minimum dari per syaratan target ditentukan oleh pembuat spesifikasi. Tinggi rendahnya mutu minyak pelumas yang telah memenuhi salah satu spesifikasi tergantung

dari berat ringannya persyaratan pengujian. Perbedaan kwalitas masih belum jelas di sini. Inilah kelemahannya yang mana masih ada perbedaan kepentingan antara aspek komersial yang datang dari pihak pembuat mesin dan aspek non komersial yang datang dari pihak pemakainya misalnya militer ( USMIL). Masing-masing pihak mengembangkan spesifikasi sendiri sesuai dengan kepentingannya, sehingga dikenal ada spesifikasi militer dan ada pula spesifikasi komersial. Kedua spesifikasi ini belum mencerminkan penggolongan mutu minyak pelumas secara jelas.

Akhirnya API, ASTM dan SAE selaku lembaga peneliti yang netral mengembangkan suatu sistem penggolongan minyak pelumas yang lebih praktis dan dapat menghubungkan kedua kepentingan tersebut. Sistem ini dikenal dengan “API Engine Oil Performance and Engine Service Classification for Crankcase

Oil”. Lihat tabel berikut ;

Klas.

Uraian tugas kerja

API

Uraian kemampuan

Klasifikasi untuk mesin bensin.

SA

Untuk mesin bensin dan diesel dengan tugas

Minyak mineral murni (tanpa

umum.

aditif), kecuali anti foam dan pour point depresant. Tidak memerlukan pengujian.

SB

SC

Untuk mesin bensin dengan tugas ringan, tidak

Hanya

dianjurkan untuk mesin bensin modern.

oksidasi.

Untuk mesin bensin produksi tahun 1964-1967,

Menentukan minyak pelumas

 jenis penumpang dan

yang

truk yang beroperasi

Dirancang untuk mencegah pembentukan deposit

SD

temperatur

memenuhi

 jaminan

dengan jaminan pabrik.

pada

mengandung

rendah

maupun

tinggi,

pabrik

anti

persyaratan kendaraan

bermotor buatan 1964-1967. Memenuhi spesifikasi : Ford

mencegah keausan dan pengkaratan.

M2C 101 A, GM 6041 H.

Untuk mesin bensin produksi tahun 1968-1970,

Menentukan minyak pelumas

 jenis penumpang dan

yang

truk yang beroperasi

 jaminan

dengan jaminan pabrik. Dirancang

untuk

lebih

memenuhi

dapat

mencegah

pabrik

persyaratan kendaraan

bermotor buatan 1968-1970.

pembentukan deposit pada temperatur rendah

Memenuhi spesifikasi : Ford

maupun

M2C 101 B, GM 6041 M.

tinggi,

mencegah

keausan

dan

pengkaratan dibanding dengan minyak pelumas klasifikasi SC. Dapat dipakai untuk mesin yang menganjurkan klasifikasi SC.

SE

Untuk mesin bensin produksi tahun 1972, jenis

Menentukan minyak pelumas

penumpang dan

truk yang beroperasi dengan

untuk

lebih

dapat

mencegah

pembentukan deposit pada temperatur rendah maupun

tinggi,

memenuhi

untuk

 jaminan pabrik. Dirancang

yang

mencegah

keausan

dan

pengkaratan dibanding dengan minyak pelumas

persyaratan

kendaraan

buatan

tahun

bermotor 1972

dan

selanjutnya. Memenuhi spesifikasi : Ford M2C 101 C, GM 6136 M.

klasifikasi SD. Dapat dipakai untuk mesin yang menganjurkan klasifikasi SC dan SD. SF

Untuk mesin bensin produksi mulai tahun 1980

Menentukan minyak pelumas

baik kendaraan penumpang maupun truk yang

yang

beroperasi dengan prosedur perawatan sesuai

untuk

anjuran pabrik.

buatan

Dirancang untuk lebih meningkatkan ketahanan

memenuhi

persyaratan

kendaraan tahun

bermotor 1980

dan

selanjutnya.

oksidasi , keausan, pembentukan deposit dan

Memenuhi spesifikasi : Ford

pengkaratan dibanding dengan klasifikasi SC, SD

M2C 153 B, GM 6048 M.

dan SE. Dapat dipakai untuk mesin yang menganjurkan klasifikasi SC, SD dan SE. SG

Untuk mesin bensin produksi mulai tahun 1989

Untuk

mesin

bensin

buatan

baik kendaraan penumpang van maupun light truk

mulai

tahun

1989

dengan

yang beroperasi dengan prosedur perawatan

layanan jaminan pemeliharaan.

sesuai anjuran pabrik. Dirancang untuk lebih meningkatkan ketahanan oksidasi , keausan, pembentukan deposit dan pengkaratan dibanding dengan klasifikasi SC, SD, SE dan SF. Dapat dipakai untuk mesin yang menganjurkan klasifikasi SC, SD, SE dan SF.

Klasifikasi untuk mesin diesel.

CA

Untuk mesin diesel tugas ringan berbahan bakar

Memenuhi spesifikasi : MIL-L-

0,4 % w. Sulphur.

2104 A.

Untuk mesin diesel tugas ringan berbahan bakar

CB

MIL-L-2104 A, supplement 1

1,07 % w. Sulphur. Untuk mesin diesel yang dilengkapi dengan super

CC

MIL-L- 2104 B

charger. Dirancang untuk mengatasi pembentukan lumpur pada

temperatur

rendah

dan

mencegah

pengkaratan. CD

Untuk mesin diesel yang dilengkapi dengan super

MIL-L- 2104 C, caterpillar series

charger yang beroperasi pada kecepatan tinggi

3, MIL-L-45199

dengan output yang tinggi. Dirancang untuk mengatasi pembentukan deposit temperatur tinggi dan mencegah oksidasi, keausan dan pengkaratan. Untuk mesin diesel tugas berat dengan turbo

CF

charger atau super charger buatan tahun 1983 dan seterusnya

yang

beroperasi

pada

kecepatan

rendah-beban berat maupun kecepatan tinggi  – beban berat. Dapat

digunakan

untuk

mesin

diesel

yang

mensyaratkan klasifikasi CD dan sebelumnya.

Contoh : Mesran Super 20w-50. Mesran Super

:

Merk dagang.

20w-50

:

Kekentalan minyak dengan grade (multi grade).

ganda

Angka 20 diikuti huruf w (20w) menun-jukkan indek kekentalan pada -20°C. Angka 50 tanpa diikuti huruf w menunjukkan indek kekentalan pada 100°C. Klasifikasi API : SF

:

Mesin bensin.

Meditran S Series (SAE 30, 40 dan 50).

Meditran

:

Merk dagang.

SAE 30

:

Kekentalan single grade.

Klasifikasi API : CD

:

Mesin diesel.

MINYAK PELUMAS MESIN 2 TAK Minyak pelumas mesin bensin 2 tak mem punyai sistem pelumasan yang berbeda dengan mesin bensin 4 tak, tidak ada karter. Pelumasan silinder dilakukan oleh minyak pelumas yang dicampurkan pada bensinnya di dalam tangki atau diinjeksikan bersama pada waktu penyemprotan bensin. Oleh karena itu minyak pelumas mesin bensin 2 tak dikehendaki habis terbakar (tidak meninggalkan deposit/kotoran) setelah minyak pelumas tersebut melumasi silinder mesin. Minyak pelumas ini dibuat dengan menambahkan aditif dari jenis ashless (tidak mengandung abu) agar tidak meninggalkan deposit/kotoran dalam silinder sehingga tidak menyebabkan busi cepat kotor.

Contoh : Mesrania 2T Super, mesrania 2T Sport TC -A, mesrania 2T Outboard, mesrania 2T Self-mixing.

MINYAK PELUMAS RODA GIGI Kemampuan minyak pelumas roda gigi dan gardan kendaraan ditentukan berdasarkan API Service Clasification atau berdasarkan US Military Specification, sedangkan kekentalannya ditentukan berdasarkan SAE Viscosity Classification. API Classification, membagi kemampuan kerja minyak pelumas untuk kotak roda gigi dan gardan kendaraan sebagai berikut :

Klasifika

Keterangan

si

Penggunaan umum

Dimaksudkan untuk pelumasan spiral bevel, worm gear axle

GL-1

Transmisi pada traktor dan truk.

atau transmisi manual kendaraan dengan kondisi operasi ringan yang memerlukan pelumasan cukup dengan straight mineral oil. GL-2

GL-3

Dimaksudkan untuk kondisi operasi yang lebih berat dari API GL-1.

Transmisi gigi ulir dan

Dimaksudkan untuk kondisi operasi yang moderate baik

Transmisi manual

kecepatan maupun bebannya.

dan gardan dengan

roda gigi industri.

gigi spiral bevel.

GL-4

Dimaksudkan untuk pelumasan roda gigi hypoid dan lain

GL-5

Dimaksudkan terutama untuk pelumasan roda gigi jenis

Hypoid dengan tugas

hypoid

kondisi

kerja sedang atau

operasinya pada kecepatan tinggi dengan beban kejut atau

berat. Juga untuk

kecepatan tinggi dengan torque rendah atau kecepatan

transmisi manual.

Transmisi manual, kendaraan yang kondisi operasinya pada kecepatan tinggi spiral bevel dan dengan torque rendah atau kecepatan rendah dengan hypoid dengan tugas kerja sedang. torque tinggi.

atau

lain

peralatan

kendaraan

yang

rendah dengan torque tinggi.

Kekentalan minyak pelumas roda gigi digolongkan oleh SAE berdasarkan SAE J 306,81 sebagai berikut :

SAE Viscosity Number

75 W

Viscosity cSt.

100°C

min

max

4.1

-

7.0

-

80 W

Keterangan

SAE 75 w, 80 w, dan 85 w diperuntukkan daerah

85 W

11.0

-

90

13.5

24.0

140

24.0

41.0

250

41.0

-

dingin.

SAE 90, 140, 250 untuk daerah tropis.

Catatan : SAE : The Society of Automotive Engineers. API : American Petroleum Institute. Untuk pelumasan steering gear digunakan GL 4, untuk transmisi manual digunakan GL 4 atau GL 5, sedangkan untuk final drive digunakan GL 5.

RANGKUMAN Jenis minyak pelumas dibedakan dalam beberapa kategori: 1. Berdasarkan klasifikasi API (mutu/kwalitas) : a. Untuk mesin bensin : SA, SB, SC, SD, SE, SF dan seterusnya. Huruf depan S untuk mesin bensin, huruf belakang semakin ke belakang semakin baik kwalitasnya, karena merupakan penyempurnaan dari minyak pelumas sebelumnya. b. Untuk mesin diesel : CA, CB, CC, CD dan seterusnya. Huruf depan C untuk mesin diesel, huruf belakang semakin ke belakang semakin baik kwalitasnya, karena merupakan penyempurnaan dari minyak pelumas sebelumnya. 2. Berdasarkan viskositas (kekentalannya) : a. Single grade, contoh SAE 30, SAE 40 dan seterusnya. Semakin besar SAE nya semakin tinggi kekentalannya. b. Multi grade, contoh SAE 15w-40, SAE 20w-40, SAE 20w-50. 3. Berdasarkan penggunaannya : a. Minyak pelumas mesin.  Mesin bensin. o Minyak pelumas mesin 4 tak. o Minyak pelumas mesin 2 tak. Minyak pelumas mesin diesel.  b. Minyak pelumas roda gigi, contoh untuk roda gigi hypoid digunakan API service GL 5 dengan kekentalan SAE 90.

EVELUASI Jawabblah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan jelas dan singkat ! 1. 2. 3. 4. 5.

Sebutkan bagian-bagian dari unit final drive dan jelaskan fungsinya! Sebutkan nama-nama komponen unit final drive! Jelaskan fungsi final drive! Jelaskan cara kerja final drive! Jelaskan apa yang dimaksud dengan : a. pre load b. backlash c. run out 6. Jelaskan bagai mana cara penyetelan backlash! 7. Jelaskan fungsi minyak pelumas pada unit final drive (gardan)! 8. Sebutkan model-model (jenis-jenis) final gear ditinjau dari konstruksinya! 9. Jelaskan bagaimana membedakan pelumas untuk mesin bensin dengan mosin diesel ! 10. Jelaskan arti dari kode SAE 20W-40 11. Sebutkan jenis-jenis (Kode) minyak pelumas yang digunakan pada gardan tenpat anda Prakerin dan jelaskan arti kode pada minyak pelumas tersebut!