Tujuan Pembelajaran Uraian Materi

271 Ini adalah rakitan assembly yang terdiri dari satu atau lebih universal joint yang menggunakan konstruksi solid atau tabung tube. Driveshaft harus dirancang untuk:  1. Mentransmisi torsi melalui suatu sudut  2. Berputar rotate pada kecepatan yang diperlukan  3. Memberikan aliran torsi yang lancar smooth, tidak  terputus.  4. Berubah panjang ketika beroperasi  5. Berubah sudut ketika beroperasi  6. Bekerja di luar kecepatan kritis  7. Bebas getaran Free vibration Driveshaft harus mentransmisi torsi dan transmisi ke driving axle melalui perubahan sudutangle dan panjanglength yang konstan. Driveshaft harus mampu mentransmisi torsi gear rendah maksimum yang ditimbulkan oleh engine ratio dan transmission ratio, dan menahan setiap beban kejutshock yang mungkin timbul. Driveshaft juga harus mampu berputar pada kecepatan maksimum yang diperlukan untuk operasi kendaraan. Kecuali bila overdrive pada kecepatan maksimum yang diperlukan untuk operasi kendaraan. Kecuali adalah kecepatan engine normal. Jika overdrive ratio dipasang, kecepatan driveshaft ditingkatkan berdasarkan overdrive ratio. Kendaraan berat menggunakan kombinasi tiga jenis shaft, tergantung dari susunan transmisi dan driving axle-nya. Untuk semua tujuan praktek, jenis-jenis driveshaft ini dapat digolongkan sebagai two joint and shaft assembly, permanent joint and shaft assembly, and short-coupled joint assembly. Masing-masing assembly ini terdiri dari komponen-komponen yang sama seperti yoke, universal joint dan shaft, dan komponen-komponen tersebut dapat digunakan dalam berbagai kombinasi driveline. 272 2. Two Joint and Shaft Assembly Driveshaft Gambar 7.1 Two joint and shaft assembly terdiri dari dua buah universal joint Gambar 7.1, sebuah slip joint dan sebuah shaft atau tube section. Komponen-komponen tersebut kadang-kadang disebut sebagai two piece driveshaft dan digunakan di dalam setiap driveline dimana terjadi fluktuasi sudut dan panjang. Komponen-komponen tersebut dapat digunakan sendiri sebagai driveline yang lengkap atau sebagai komponen akhir sebuah multiple section driveline driveline banyak bagian. Single two joint and shaft assembly sering digunakan pada kendaraan penggerak tunggal dengan alas roda pendek short wheelbase single-drive vehicle. Driveline mentransmisi torsi dari gearbox output shaft ke pinion pada final drive assembly di dalam rear axle yang, pada gilirannya, dipasang pada suspensi belakang rear suspension. Jika suspensi bekerja, axle naik dan turun secara terus menerus dalam bentuk lengkungan arc yang ber-pivot pada front spring eye atau torque arm mounting. 273 Gambar 7.2 Seperti diperlihatkan pada Gambar 7.2, lengkungan ini menyebabkan rear axle juga bergerak maju dan mundur yang kemudian mengubah sudut pinion. Bagian depan pinion juga didorong ke atas selama akselerasi dan ke bawah selama pengereman breaking. Walaupun adanya berbagai gerakan tersebut, driveshaft harus mentransmisi torsi secara terus menerus dan lancar. Driveshaft yang digunakan dalam situasi ini terdiri dari dua buah universal joint dan sebuah slip joint untuk mengakomodasi perubahan panjang. Satu universal joint dipasang pada satu ujung shaft dan yang lain dipasang pada slip joint yang biasanya terletak pada ujung transmisi pada driveshaft. 3. Permanent Joint and Shaft Assembly Center Bearing Shaft 274 Gambar 7.3 Permanent joint and shaft assembly atau jackshaft pada dasarnya adalah memberi sambungan extension member sebuah driveline Gambar 3. Permanent joint dan shaft assembly digunakan semata-mata untuk menambah panjang driveline dimana, karena kecepatan putar dan panjang driveline total, single two joint dan shaft assembly, satu ujung jenis driveshaft ini selalu dihubungkan ke, dan ditopang oleh, output shaft pada gearbox atau transfer case, sedangkan ujung yang lain ditopang oleh center support atau midship center bearing. 275 Gambar 7.4 Seperti diperlihatkan pada Gambar 7.4, jenis driveshaft ini terdiri dari sebuah single fixed universal joint dan sebuah splined stubshaft yang dipasang melalui center support bearing untuk dihubungkan. dengan universal joint pada driveshaft berikutnya. 276 4. Short-coupled Joint Assembly Gambar 7.5 Short-coupled joint assembly atau yoke shaft digunakan jika terjadi kekurangan ruangan, seperti antara gearbox dan transfer case. Seperti diperlihatkan pada Gambar 7.5, short-coupled joint assembly mirip dengan two joint and shaft assembly kecuali bahwa bagian tubing tidak digunakan. 5. Prinsip Kerja Universal Joint Gambar 7.6 – Prinsip kerja dasar sebuah cross universal joint 277 Fungsi universal joint adalah menghubungkan dua buah shaft sambil memungkinkan gerakan putar dan torsi dari satu shaft untuk ditransmisi ke shaft yang lain, walaupun kedua shaft tersebut mungkin berada pada sudut yang berbeda dengan yang lainnya dan berada pada bidang yang berbeda. Sebagian besar universal joint yang digunakan pada kendaraan- kendaraan berat adalah Cardan joint, Hookes joint atau Cross joint. Prinsip dasar pengoperasian jenis universal joint ini diperlihatkan pada Gambar 7.6 Shaft A dibentuk ke dalam sebuah fork yoke pada ujungnya, dan berputar di dalam fork ini adalah potongan vertikal cross C. Oleh karena itu, cross tersebut dapat berputar pivot di sekeliling aksis X-X terhadap shaft A. Shaft B yang lain juga dibentuk ke dalam fork tetapi tegak lurus terhadap fork pada shaft A. Ber-pivot di dalam fork ini adalah potongan horisontal cross C. Oleh karena itu, cross ini juga berputar di sekeliling sumbu Y-Y terhadap shaft B. Jika shaft A dapat berputar di sekeliling cross pada sumbu X-X dan shaft B dapat juga berputar di sekeliling cross pada sumbu Y-Y, ini memungkinkan shaft A ber-pivot pada sudut berapapun terhadap shaft B. Gambar 7.7 Universal joint jenis cross memiliki satu keunggulan utama. Jika input shaft berputar pada kecepatan konstan mutlak, kecepatan output shaft tidak 278 akan konstan, tetapi akan lebih cepat pada dua titik selama setiap putaran, dan lebih lambat pada dua titik selama setiap putaran. Besaran variasi kecepatan tergantung dari sudut antara kedua shaft dan akan nol jika sudut tersebut nol. Variasi ini diperlihatkan dalam bentuk grafik pada Gambar 7.7 Gambar 7.8 Variasi kecepatan putar dari universal joint jenis single cross dibatalkan bila universal joint jenis second cross digunakan. Second universal joint ini dipasang pada ujung lain driveshaft dan yoke untuk kedua universal joint tersebut berada dalam fase yang sama satu sama lain lurus dan paralel. 6. Konstruksi Universal joint Gambar 7.9 279 Seperti diperlihatkan pada Gambar 7.9, universal joint jenis cross terdiri dari sebuah cross atau spider dengan empat buah bearing journal, dimana empat needle roller bearing dipasang. Gambar 7.10 Bearing journal ini Gambar 7.10 menahan beban yang sangat tinggi untuk ukurannya sambil berosilasi pada kecepatan tinggi. Gambar 11 280 Bearing-bearing disekat secara terpisah untuk menahan bahan pelumas dan mencegah masuknya kontaminan. Universal joint bearing dikandung oleh fork pada driveshaft yoke, dan oleh fork pada transmisi atau driving axle yoke. “Companion flange” sering digunakan sebagai pengganti transmisi dan driving axle yoke.

A. Pelumasan Universal Joint

Gambar 7.12 – Bagian cross assembly Heavy-duty universal joint memiliki lubang saluran oli yang dibor menyilang dan groove pada ujung trunnion untuk memungkinkan pelumasan needle bearing yang mudah. Satu atau dua grease fitting memungkinkan U- joint dapat dilumasi. Yang dipasang ke dalam bagian tengah masing-masing trunnion proyeksi cylinder pada masing-masing sisi pada beberapa U-joint adalah sebuah stand pipe suatu jenis check valve, yang mencegah aliran balik bahan pelumas cair yang panas yang ditimbulkan selama pengoperasian. Bila universal joint tidak beroperasi, satu atau lebih ujung cross akan naik Gambar 7.12. Tanpa stand pipe, bahan pelumas akan mengalir keluar dari lubang saluran atas dan trunnion, yang menyebabkan startup kering sebagian. Stand pipe memastikan pelumasan trunnion dan needle bearing 281 setiap kali universal joint dioperasikan. U-joint lain memiliki check valve karet di dalam masing-masing cross yang melaksanakan fungsi yang sama.

B. Jenis-jenis Universal Joint

Gambar 7.13 Universal joint dihubungkan ke yoke dengan berbagai cara. Gambar 7.13 memperlihatkan empat metode yang paling umum untuk menghubungkan U-joint dengan round bearing cup. Yoke yang ujungnya berbentuk setengah lingkaran half round end yoke dihubungkan ke U-joint dengan bearing strap atau U-bolt. Yoke yang ujungnya berbentuk lingkaran penuh full round end yoke menggunakan snap ring atau bearing plate untuk memasang joint di dalam lubang yoke. Gambar 7.14