Diferensial terbuka adalah pengaturan default di sebagian besar mobil penumpang. Itu sederhana. Harganya murah. Mereka membiarkan Anda berbelok di tikungan tanpa merusak ban.
Bayangkan open diff sebagai mekanisme yang membagi torsi mesin antara dua roda. Tapi itu tidak membaginya secara merata. Ini mengirimkan tenaga ke roda dengan traksi paling kecil. Ini kedengarannya seperti sebuah kekurangan. Ini sebenarnya adalah fitur untuk berkendara sehari-hari.
Mekanika Dasar
Diferensial terbuka memungkinkan roda kiri dan kanan berputar pada kecepatan berbeda. Ini penting saat Anda berbelok. Roda luar bergerak lebih jauh dibandingkan roda dalam. Jika kedua roda dikunci bersamaan, ban bagian dalam akan loncat atau mobil akan terdorong lebar melewati tikungan.
Komponen inti meliputi ring gear, pinion gear, dan side gear. Tenaga masuk dari driveshaft atau poros poros. Ini memutar roda gigi ring. Roda gigi samping dihubungkan ke poros gandar. Roda gigi pinion berada di antara keduanya.
“Diferensial terbuka memungkinkan roda belakang berputar secara independen satu sama lain.”
Kemandirian ini adalah kuncinya. Saat Anda mengemudi di jalur lurus, roda-rodanya berputar bersamaan. Roda gigi pinion tidak berputar pada sumbunya sendiri. Mereka hanya berputar di tengah.
Saat Anda berbelok di tikungan, roda gigi pinion mulai berputar. Mereka memungkinkan roda luar berputar lebih cepat daripada roda dalam. Torsinya tetap sama. Namun kecepatannya bervariasi. Ini mencegah ban tergores. Itu membuat mobil tetap stabil.
Masalah Traksi
Di sinilah segalanya menjadi rumit. Open diff selalu mengirimkan tenaga ke roda dengan hambatan yang lebih kecil. Bayangkan Anda berada di jalan bersalju. Satu roda ada di atas es. Yang lainnya berada di trotoar kering.
Roda di atas es hampir tidak memiliki traksi. Diferensial merasakan resistansi rendah ini. Ia mengirimkan hampir seluruh tenaga mesin ke roda yang berputar itu. Roda di trotoar kering hanya mendapat sedikit tenaga. Anda terjebak.
Inilah sebabnya mengapa diferensial terbuka sulit digunakan dalam situasi off-road. Mereka tidak dirancang untuk traksi maksimal. Mereka dirancang untuk putaran yang mulus. Jika Anda membutuhkan lebih banyak cengkeraman, Anda memerlukan pengaturan yang berbeda. Diferensial selip terbatas atau diferensial penguncian mengubah dinamika ini. Tapi itu adalah cerita untuk lain waktu.
Untuk saat ini, ingatlah aturan dasar ini. Open diff mengutamakan penanganan yang mulus dibandingkan cengkeraman mentah. Ini bekerja dengan baik di aspal kering. Gagal ketika salah satu roda kehilangan kontak dengan jalan.
Bagaimana Diferensial Membagi Torsi
Mengemudi di jalur lurus tampak sederhana untuk drivetrain. Kedua roda penggerak berputar dengan kecepatan yang sama. Pinion masukan mengaktifkan ring gear dan sangkar pembawa yang terpasang. Di dalam sangkar tersebut, roda gigi pinion berada dalam posisi diam relatif terhadap housing. Mereka tidak berputar pada sumbunya sendiri. Sebaliknya, roda gigi berfungsi sebagai jembatan kokoh, mengunci gigi samping ke sangkar sehingga torsi ditransfer secara merata ke kedua gandar.
Lalu kamu berbalik.
Dinamikanya langsung berubah. Roda gigi pinion di dalam sangkar mulai berputar pada sumbunya sendiri. Hal ini memungkinkan roda untuk dipisahkan. Roda bagian dalam melambat dibandingkan dengan sangkar, sedangkan roda bagian luar berakselerasi. Ini adalah kompromi mekanis yang memungkinkan mobil berputar tanpa merusak suspensi.
Pengaturan ini memberikan pengurangan gigi akhir. Ingatlah bahwa pinion masukan lebih kecil dari ring gear. Ini adalah peristiwa penggandaan terakhir sebelum listrik menyentuh trotoar.
Menguraikan Kode Rasio Final Drive
Anda mungkin pernah melihat angka seperti 4.10 tertera pada lembar spesifikasi atau dibisikkan pada hari lintasan. Ini adalah rasio final drive. Perhitungannya mudah: ring gear memiliki gigi 4,10 kali lebih banyak dibandingkan pinion input.
Nomor ini tidak berfungsi secara terpisah. Ini berlipat ganda dengan setiap rasio gigi di transmisi Anda.
Rasio yang lebih tinggi (seperti 4,56 atau 5,13) meningkatkan torsi pada roda. Mobil berakselerasi lebih keras dari jalur. Tapi ada trade-off. Anda mengorbankan penghematan bahan bakar dan kecepatan tertinggi. Mesin berputar lebih cepat pada kecepatan jalan raya, membakar lebih banyak bahan bakar untuk mempertahankan kecepatan.
Rasio yang lebih rendah (seperti 3,23 atau 3,55) berdampak sebaliknya. Mereka memperluas upaya untuk efisiensi yang lebih baik dan potensi kelas atas yang lebih tinggi. Namun akselerasinya terganggu. Anda harus menurunkan gigi lebih cepat untuk dapat bergerak.
Ini adalah tarik-menarik yang terus-menerus antara kekesalan dan efisiensi.
Geometri Pembubutan
Saat mobil menikung, fisika menuntut asimetri. Roda luar menempuh jalur yang lebih panjang dibandingkan roda dalam.
Jika roda dikunci bersama-sama, ban akan bergesekan. Anda akan mendengar ban berdecit, rusak sebelum waktunya, dan kesulitan untuk berbelok. Diferensial memecahkan masalah ini dengan membiarkan gigi samping berputar pada kecepatan yang berbeda.
Roda gigi pinion di dalam sangkar bertindak sebagai mediator. Mereka berputar pada sumbunya sendiri, mengakomodasi perbedaan kecepatan. Sangkarnya sendiri masih berputar dengan kecepatan rata-rata kedua rodanya.
Inilah sebabnya mengapa limited-slip differential sering kali lebih disukai untuk performa berkendara. Diferensial terbuka standar mengirimkan tenaga ke roda dengan hambatan paling kecil. Jika salah satu roda kehilangan traksi, seluruh tenaga mengalir ke sana. Unit selip terbatas memaksa kedua roda berputar, menjaga mobil tetap diam.
Tapi itu cerita yang berbeda. Untuk saat ini, ingatlah: ring gear mengatur torsi dasar, pinion gear menangani geometri belokan, dan side gear menyalurkan tenaga ke ban.
Mekanika sederhana. Eksekusi yang rumit.
