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 siswa 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 ReductionFinal 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 tengah-tengah 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 gigi rack yang mendapat beban lebih berat 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 gear.

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 berdasarkan “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 persyaratan 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 (US-MIL).

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. API

Uraian tugas kerja Uraian kemampuan

Klasifikasi untuk mesin bensin.

SA Untuk mesin bensin dan diesel dengan tugas umum.

Minyak mineral murni (tanpa aditif), kecuali anti foam dan pour point depresant.

Tidak memerlukan pengujian.

SB Untuk mesin bensin dengan tugas ringan, tidak dianjurkan untuk mesin bensin modern.

Hanya mengandung anti oksidasi.

SC Untuk mesin bensin produksi tahun 1964-1967, jenis penumpang dan truk yang beroperasi dengan jaminan pabrik.

Dirancang untuk mencegah pembentukan deposit pada temperatur rendah maupun tinggi, mencegah keausan dan pengkaratan.

Menentukan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan jaminan pabrik kendaraan bermotor buatan 1964-1967.

Memenuhi spesifikasi : Ford M2C 101 A, GM 6041 H.

SD Untuk mesin bensin produksi tahun 1968-1970, jenis penumpang dan truk yang beroperasi dengan jaminan pabrik.

Dirancang untuk lebih dapat mencegah pembentukan deposit pada temperatur rendah maupun tinggi, mencegah keausan dan pengkaratan dibanding dengan minyak pelumas klasifikasi SC.

Dapat dipakai untuk mesin yang menganjurkan klasifikasi SC.

Menentukan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan jaminan pabrik kendaraan bermotor buatan 1968-1970.

Memenuhi spesifikasi : Ford M2C 101 B, GM 6041 M.

SE Untuk mesin bensin produksi tahun 1972, jenis penumpang dan truk yang beroperasi dengan jaminan pabrik.

Menentukan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan untuk kendaraan bermotor

Dirancang untuk lebih dapat mencegah pembentukan deposit pada temperatur rendah maupun tinggi, mencegah keausan dan pengkaratan dibanding dengan minyak pelumas klasifikasi SD.

Dapat dipakai untuk mesin yang menganjurkan klasifikasi SC dan SD.

buatan tahun 1972 dan selanjutnya.

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

SF Untuk mesin bensin produksi mulai tahun 1980 baik kendaraan penumpang maupun truk yang beroperasi dengan prosedur perawatan sesuai anjuran pabrik.

Dirancang untuk lebih meningkatkan ketahanan oksidasi , keausan, pembentukan deposit dan pengkaratan dibanding dengan klasifikasi SC, SD dan SE.

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

Menentukan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan untuk kendaraan bermotor buatan tahun 1980 dan selanjutnya.

Memenuhi spesifikasi : Ford M2C 153 B, GM 6048 M.

SG Untuk mesin bensin produksi mulai tahun 1989 baik kendaraan penumpang van maupun light truk yang beroperasi dengan prosedur perawatan 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.

Untuk mesin bensin buatan mulai tahun 1989 dengan layanan jaminan pemeliharaan.

Klasifikasi untuk mesin diesel.

CA Untuk mesin diesel tugas ringan berbahan bakar 0,4 % w. Sulphur.

Memenuhi spesifikasi : MIL-L-2104 A.

CB Untuk mesin diesel tugas ringan berbahan bakar MIL-L-2104 A, supplement 1

1,07 % w. Sulphur.

CC Untuk mesin diesel yang dilengkapi dengan super charger.

Dirancang untuk mengatasi pembentukan lumpur pada temperatur rendah dan mencegah pengkaratan.

MIL-L- 2104 B

CD Untuk mesin diesel yang dilengkapi dengan super charger yang beroperasi pada kecepatan tinggi dengan output yang tinggi.

Dirancang untuk mengatasi pembentukan deposit temperatur tinggi dan mencegah oksidasi, keausan dan pengkaratan.

MIL-L- 2104 C, caterpillar series 3, MIL-L-45199

CF Untuk mesin diesel tugas berat dengan turbo 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 ganda (multi grade).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 mempunyai 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 :

Klasifikasi

Keterangan Penggunaan umum

GL-1 Dimaksudkan untuk pelumasan spiral bevel, worm gear axle

atau transmisi manual kendaraan dengan kondisi operasi

ringan yang memerlukan pelumasan cukup dengan straight

mineral oil.

Transmisi pada traktor dan truk.

GL-2 Dimaksudkan untuk kondisi operasi yang lebih berat dari API GL-1.

Transmisi gigi ulir dan roda gigi industri.

GL-3 Dimaksudkan untuk kondisi operasi yang moderate baik kecepatan maupun bebannya.

Transmisi manual dan gardan dengan gigi spiral bevel.

GL-4 Dimaksudkan untuk pelumasan roda gigi hypoid dan lain kendaraan yang kondisi operasinya pada kecepatan tinggi dengan torque rendah atau kecepatan rendah dengan torque tinggi.

Transmisi manual, spiral bevel dan hypoid dengan tugas kerja sedang.

GL-5 Dimaksudkan terutama untuk pelumasan roda gigi jenis hypoid atau lain peralatan kendaraan yang kondisi operasinya pada kecepatan tinggi dengan beban kejut atau kecepatan tinggi dengan torque rendah atau kecepatan rendah dengan torque tinggi.

Hypoid dengan tugas kerja sedang atau berat. Juga untuk transmisi manual.

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

SAE Viscosity Number

Viscosity cSt. min

100°C max

Keterangan

75 W80 W

85 W

90

4.1

7.0

11.0

-

-

-

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

dingin.

140

250

13.5

24.0

41.0

24.0

41.0

-

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. Sebutkan bagian-bagian dari unit final drive dan jelaskan fungsinya!2. Sebutkan nama-nama komponen unit final drive!3. Jelaskan fungsi final drive!4. Jelaskan cara kerja final drive!5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :

a. pre loadb. backlashc. 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-4011.Sebutkan jenis-jenis (Kode) minyak pelumas yang digunakan pada gardan

tenpat anda Prakerin dan jelaskan arti kode pada minyak pelumas tersebut!