Sistim Axel

AXLE

FRONT AXLE

Front axle berfungsi untuk mendukung beban pada roda depan dan untuk steering  kendaraan. Secara garis besar  front axle dibagi  dua, yaitu :

Ø  Rigid axle suspensi

Tipe ini digunakan pada truk dan bis untuk membawa beban besar, dimana ketika salah satu roda naik karena kondisi permukaan jalan maka body atau frame dari unit akan miring tetapi hanya dapat untuk kemiringan dengan sudut kecil. Keuntungan tipe ini mudah dalam perawatannya karena strukturnya sederhana.

Ø  Independent axle suspensi

Dipakai untuk mobil penumpang, beberapa off-road heavy-duty dump truk serta truk kecil dan sedang. Tipe ini lebih memberikan kenyamanan pada operator atau penumpangnya dan akan mengurangi efek dari jalan yang bergelombang karena ketika salah satu roda naik akibat kondisi permukaan jalan maka unit tidak akan miring.

              

Perbandingan rigid dan independent axle Suspension

Berdasarkan bentuknya front axle dibagi menjadi :

Ø  tipe Elliot

Ø  tipe Reverse Elliot

Ø  tipe Merman

Ø  tipe Lemoine

Tipe reverse elliot paling luas digunakan, tipe elliot digunakan untuk beberapa kendaraan, sedangkan untuk tipe merman dan lemoine hampir tidak pernah dipakai lagi.

Bentuk  front axle berdasarkan ujungnya

Contoh hubungan front axle dan knuckle

Struktur front axle

Struktur front axle

Axle beam biasanya mempunyai penampang melintang bentuk I. Agar pusat gravitasi rendah maka struktur axle beam bagian tengahnya lebih rendah sehingga komponen dari spring seat dan bagian tengah unit lebih rendah dari bagian tengah roda. Axle beam yang terbuat dengan bentuk bulat pipa juga digunakan untuk beberapa kendaraan.

Knuckle terpasang pada masing-masing ujung axle beam dengan kingpin, dan dapat berputar pada kingpin. Steering arm terpasang tetap pada knuckle. Kedua ujung dari knuckle dihubungkan dengan menggunakan tie-rod arm dan tie-rod. Hub dengan dua tapered roller bearing terpasang pada komponen komponen spindle dari knuckle. Roda dan brake drum terpasang tetap pada flange dari hub dengan hub bolt.

Thrust bearing disisipkan antara bagian tengah axle beam dengan knuckle sehingga kendaraan dapat dikemudikan dengan mudah ketika mendapat beban yang besar. Clearance dengan thrust bearing dapat diadjust dengan shim. Komponen dari sistem brake terpasang pada flange dari knuckle.

Steering wheel alignment

Pada kendaraan terdapat dua roda yang digunakan sebagai kemudi yang umumnya terdapat pada roda depan maka steering wheel alignment ada yang menyebut front wheel alignment. Roda ini harus bergerak halus dan akurat selama sistem kemudi dikerjakan sehingga mudah dalam pengoperasian, harus stabil dan cepat kembali keposisi sebenarnya jika mendapat beban dari jalan selain itu ban tidak boleh cepat aus, maka faktor faktor yang harus diperhatikan pada roda tersebut :

Ø  Kingpin inclination angle

 

Pivot shaft dari roda kemudi dinamakan kingpin. Pada struktur tipe rigid axle suspensi, roda akan berputar mengitari kingpin. Umumnya kingpin tidak vertical dengan permukaan jalan, tetapi ada kemiringan yang terlihat pada gambar. Sudut antara kingpin shaft dengan garis vertical kepermukaan jalan  dinamakan kingpin inclination angle. Kemiringan ini akan membantu memberikan steering kestabilan dengan kecenderungan roda untuk kembali keposisi langsung kedepan (posisi lurus) setelah diputar. Saat kemudi dibelokkan, roda akan berputar dengan kingpin sebagai porosnya dan roda akan cenderung naik yang akan mengakibatkan ada gaya reaksi untuk mengembalikan roda keposisi awal. Besarnya kingpin inclination antara 5⁰-8⁰.

Ø  Camber angle

Ketika axle dilihat dari  depan kendaraan, akan terlihat garis tengah ban tidak vertical tetapi akan miring membentuk sudut dengan arah keluar yang dinamakan camber angle dengan besar sekitar 18⁰ Ban akan cenderung miring kedalam ketika unit mendapat beban atau muatan, maka adanya camber ini akan menghilangkan efek tersebut.

Ø  Toe-in

Ketika roda kemudi dilihat dari atas akan terlihat jarak yang beda antara A dan B, A akan lebih pendek inilah yang dinamakan toe-in. Ketika unit belok maka membentuk suatu radius yang titik pusatnya jika ditarik garis ke titik tengah masing-masing roda kemudi akan membentuk dua garis yang berbeda oleh karena itu agar beban jalan ke masing-masing roda sama dan tidak terjadi slip pada roda bagian dalam maka sudut untuk roda kemudi bagian luar harus lebih

tajam sehingga diperlukan toe-in.

Ø 

Caster angle

Biasanya kingpin jika dilihat dari sisi samping kendaraan akan miring kebelakang dari garis vertical yang dinamakan caster. Hal ini akan membuat kemudi lebih mudah dan roda akan cenderung untuk bergerak maju atau mundur kembali. Besarnya caster angle biasanya 1⁰-2⁰.

Front drive axle

Front drive axle terdapat final gear, differential gear, axle housing,axle shaft,dan universal joint (Birfield joint).

REAR AXLE

Rear axle akan menyangga beban dan meneruskan tenaga penggerak keroda belakang  yang disebut juga driving axle. Bagiannya yaitu rear axle housing, axle shaft dan bearing roda. Selain itu ada rear axle yang tidak meneruskan tenaga atau dead axle. Rear axle tipe rigid digunakan pada kendaraan sedang dan heavy-duty.Berdasar metode pembebanan pada axle shaft, terdiri dari :

Ø  Half Floating Type

Roda dipasang langsung pada axle shaft. Axle shaft ini didukung oleh axle housing melalui bearing. Axle shaft dan axle housing menerima beban yang sama diteruskan ke roda. Bagaimanapun axle shaft akan menerima moment bending yang dihasilkan oleh gaya vertical, melintang dan memanjang  pada roda serta momen torsi yang dihasilkan oleh tenaga kendali (driving).  Tipe ini banyak digunakan untuk kendaraan kecilsebab strukturnya sederhana dan hanya untuk beban ringan.

 

           Half floating type                                      Full floating type

Ø  Full Floating Type

Masing-masing roda didukung oleh axle housing melalui dua tapered roller bearing . Momen bending dihasilkan oleh gaya vertical, melintang dan memanjang dari roda semuanya diterima axle housing sedangkan axle shaft meneruskan tenaga driving dan hanya menerima momen torsi yang dihasilkanoleh tenaga driving tersebut. Tipe ini dipakai untuk kendaraan sedang dan heavy-duty. Axle shaft dapat dilepas dan pasang dengan mudah daripada tipe lainnya.

Ø 

¾ Floating Type

¾ floating type

Struktur tipe ini antara tipe half floating dan full floating. Roda didukung oleh axle housing melalui sebuah bearing. Axle shaft sangat mudah menyalurkan kekuatan driving. Karena itu hampir ¾ momen bending dari beban vertical dan melintang oleh roda akan diteruskan ke axle housing. Axle shaft menerima momen torsi dan momen bending ¼ dari beban melintang. Tipe ini jarang digunakan karena strukturnya komplek.

Struktur Rear Axle

Berdasar fungsinya rear axle diklasifikasikan menjadi dua yaitu live axle dan drive axle.

Ø  Drive Axle

Bentuknya bervariasi tergantung dari jenis kendaraan. Axle housing berfungsi menutup dan melindungi axle shaft, mendukung berat kendaraan dan beban. Final gear terpasang dekat dengan bagian tengah axle housing. Axle housing dapat diklasifikasikan  :

1. Banjo type

Tipe ini mudah dibuat sehingga saat ini banyak digunakan

2. Build-up type

Tipe ini mempunyai struktur yang paling komplek, dibanding yang lain.

3.    Split type

Axle housing terpisah antara bagian kiri dan kanan. Final gear terpasang ditengah dengan menggunakan bolt untuk menghubungkannya. Pada tipe ini pemeriksaan dan pengadjustan differential carrier (final gear) lebih sulit dari tipe lain.

Axle shaft akan meneruskan tenaga melalui final gear dan differential gear ke roda. Hub terpasang pada kedua sisi axle housing melalui dua bearing pada masing-masing sisi. Brake drum dan disc roda terpasang pada hub. Tapered roller bearing digunakan pada rear axle karena adanya beban melintang dari roda.

Rear axle

Ø  Dead Axle

Dead axle tidak meneruskan tenaga, tetapi hanya mendukung beban pada roda sehingga tidak ada final gear atau axle shaft. Yang terdapat pada axle tipe ini hanya shaft dimana ujungnya terdapat bearing. Komponen hub disini pada dasarnya sama seperti drive axle.