Penjelasan Umum
Drive shaft merupakan komponen yang berupa poros maupun tabung yang berfungsi sebagai media transmisi daya dari transmisi menuju differential. Drive shaft seringkali disebut juga sebagai propeller shaft. Pada umumnya drive shaft terbuat dari baja tanpa sambungan ataupun tabung alumunium yang dilengkapi dengan universal joint yokes yang dilas pada bagian ujungnya. Untuk mengurangi berat, beberapa pabrik menggunakan drive shaft yang terbuat dari epoxy ataupun carbon fiber. Beberapa kendaraan memiliki dua buah drive shaft dan tiga buah universal joint dan sebuah center support bearing yang berfungsi sebagai penghubung antara dua bagian kendaraan.
Drive Shaft Assembly
Terdapat dua hal yang harus diperhitungkan dalam membuat drive shaft, yaitu: mesin dan transmisi terpasang pada frame kendaraan dan rear axle housing, dengan roda dan differential yang terpasang pada frame oleh pegas. Pada saat roda belakang mengalami dinamika yang diakibatkan oleh kontur jalan, maka pegas akan mengalami tekanan dan regangan. Perubahan sudut ini juga dialami oleh driveline antara transmisi dan rear axle housing. Selain itu juga terjadi perubahan jarak antara transmisi dan differential.
Untuk mengantisipasi perubahan-perubahan tersebut, drive shaft, dilengkapi dengan dua atau lebih universal joint yang mampu menerima sudut operasi dalam berbagai nilai. Sebuah drive shaft merupakan perpanjangan dari poros output transmisi, yang berfungsi untuk memindahkan torsi dari transmisi menuju drive axle. Sebagai sebuah tabung, drive shaft memiliki nilai frekuensi getaran yang mencapai nilai natural pada saat kecepatan kritis. Kecepatan kritis ini bergantung pada seberapa besar diameter dan panjang dari drive shaft. Oleh karena itu sebuah drive shaft dibuat dengan ukuran diameter sebesar mungkin, dengan ukuran panjang yang sekecil mungkin, sehingga kecepatan kritis yang dimiliki oleh drive shaft berada di atas kecepatan berkendara. Sedangkan untuk mengatasi masalah keseimbangan putaran drive shaft, digunakan balance weights.
Balance Weight of a Driveshaft
Power Transmission
Terdapat tiga jenis drive shafts, yaitu:
- Hotchkiss Drive
Merupakan jenis yang digunakan pada banyak kendaraan. Pada jenis ini, drive shaft dilengkapi dengan external shaft dan universal joint. External shaft tersebut dapat berjumlah satu ataupun dua buah, dimana universal joint terpasang pada masing-masing ujungnya. Sebuah Hotchkiss drive dapat dilengkapi dengan coil springs, pada saat penggunaan coil springs, digunakan sebuah control arms untuk mengatur pergerakan dari rear drive axle. Seringkali juga dijumpai penggunaan dua buah drive shaft pada kendaraaan yang berukuran panjang, yang disertai dengan penggunaan universal joint ketiga di antara dua bagian shaft dan sebuah center bearing.
Hotchkiss Drive
Hothckiss Drive with a Coil Spring
Two Driveshaft Assembly
- Torque Tube
Digunakan pada kendaraan yang memiliki sistem independent rear suspension dan rear-mounted transaxle, seperti Corvette dan mobil-mobil buatan Jepang yang memiliki sistem RWD. Torque tube terhubung dengan kedua ujung, sehingga rotating inner drive shafts tidak perlu menggunakan universal joint, karena posisi transaxle tidak pernah berubah terhadap lokasi mesin.
Torque Tube
- Flexible Drive Shaft
Jenis ini sangat jarang digunakan. Drive shaft yang digunakan berupa kabel baja yang fleksibel, yang serupa dengan kabel speedometer berukuran besar. Pada jenis ini tidak digunakan universal joint antara mesin dengan rear-mounted transaxle. Kendaraan yang menggunakan drive shaft jenis ini antara lain Pontiac Tempest tahun pembuatan 1961-1963.
Front Wheel Drive (FWD)
Pada kendaraan berjenis front wheel drive (FWD), drive shaft berfungsi untuk mengantarkan daya secara langsung, dari differential menuju roda depan. Drive shaft berbentuk sebuah poros, dimana terdiri dari inner stub yang dihubungkan dengan differential side gear dan outer stub yang terhubung dengan poros roda depan. Sebagai media transfer daya digunakan constant velocity universal joint.
Driveshaft for Front Wheel Drive Vehicle
Rear Wheel Drive (RWD)
Drive shaft/Propeller shaft pada kendaraan berjenis rear wheel drive (RWD) biasanya berbentuk sebuah tabung hollow, yang mentransmisikan daya secara langsung dari transmisi menuju final drive. Terdapat dua buah yoke yang dilas pada kedua ujung drive shaft untuk menghubungkan dengan universal joint. Universal joint bagian belakang terhubung pada flanged yoke yang terhubung dengan sebuah companion flange pada final drive pinion. Sementara itu, pada bagian depan bagian dalam terhubung dengan slip yoke, yang terhubung pada poros output transmisi, dan bagian luar terhubung pada slip yoke menuju extension housing transmisi. Sehingga slip yoke dapat bergerak secara tegak lurus terhadap poros dengan berbagai sudut suspensi.
Rear Wheel Drive Vehicle’s Drive Shaft Arrangement
Daftar Pustaka
- Hilliers Fundamentals of Motor Vehicle Technology 5th Ed.
- Automobile Engineering Unit 5
- Driving Consultancy, infomanejo
- Automotive Special Tools – Dismantling The Mechanism (Driveline System)
- Kawarada K, Yamagata H, Wakamatsu M, Sekiyama K, ‘Development of New Composite Propeller Shaft’, Toyota Technical Review, Vol 43 No. 2 March 1994.
- Pollard A, ‘The Application of Composite Technology in Mechanical Power Transmission’th Proc. 20 SAMPE Europe Conference Paris, pp 367 378, 1999.
- Driveshaft and Universal Joint – Chapter 6
dhimaskiranasainan 