BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Kendaraan 4x4 Apa yang menjadikan kendaraan 4x4 berbeda dengan kendaraan 4x2 yang lain adalah perbedaan pada sistem transmisi. Pada transmisi yang konvensional maka pada kendaraan 4x4 mempunyai tambahan trasmisi (extra transfer case).transfer case inilah yang kemudian membagi beban kendaraan dengan memindahkan daya melalui propeler shaft ke roda depan. Biasanya pada kendaraan 4x4 konvensional transfer case tersebut mempunyai dua kecepatan yakni gear rasio High dimana rasio perpindahan daya ke roda depan sama dengan torsi daya yang disalurkan ke roda belakang. Sedangkan pada posisi transfer case low maka perpindahan daya pada gigi rendah (Low Gear) maka transfer case tersebut akan melipat gandakan daya menjadi dua kali lipat dengan rasio 2:1 (untuk kondisi transfer case standar). Dengan menggunakan Low Gear tersebut maka akan memberikan daya yang cukup kuat bagi kendaraan anda untuk mendaki bukit atau melintasi lumpur. Disamping memberikan daya yang kuat, maka pada suatu keadaan tertentu, maka Low Gear tersebut dapat berfungsi sebagai "idle" speed pada kecepatan rendah dalam menghadapi beberapa rintangan tertentu. B. Tujuan 1. Memenuhi tugas dosen mata kuliah Pemindah Daya Otomotif 2. Mengetahui cara kerja 4WD 3. Mengetahui jenis-jenis 4WD 4. Mengetahui sistem penggerak 4WD 1
BAB II PEMBAHASAN A. Uraian Four-wheel drive, All-wheel drive, AWD, 4WD, or 4 4 ("four by four") adalah kendaraan roda empat dengan drivetrain yang memungkinkan keempat roda untuk menerima torsi dari mesin secara bersamaan. Namun banyak orang biasanya mengasosiasikan istilah 4x4 dengan kendaraan off-road dan kendaraan utilitas olahraga, penggunaan empat roda memberikan kontrol yang lebih baik pada banyak permukaan. Dalam singkatan seperti 4 4, angka pertama biasanya total roda (lebih tepatnya, ujung poros, yang mungkin memiliki beberapa roda), dan yang kedua, jumlah yang didukung/penggerak. Sintaksis, 4 2 berarti kendaraan roda empat yang mengirimkan tenaga mesin hanya dua poros-ujung: depan dua front-wheel drive atau rear-wheel drive. Kebanyakan layout 4WD adalah front-engine bentukan selanjutnya dari desain front-engine, two-wheel-drive. Dibagi dalam dua kategori utama: Front-engine, rear-wheel drive diturunkan dari sistem 4WD, merupakan standar di sebagian besar kendaraan sport dan mobil penumpang, (biasanya disebut "mesin depan, rear-wheel drive / four-wheel drive"), pelopor dari model saat ini termasuk Jensen FF, AMC Eagle and Mercedes-Benz W124 dengan sistem 4Matic dan Suzuki Grand Vitara dengan / tanpa 4 mode transfer case. Mesin sistem 4WD melintang dan membujur berasal dari front-engine, layout front-drive, pas untuk segmen mewah, olahraga, dan tugas berat, misalnya mesin-melintang Mitsubishi 3000GT VR-4 dan Toyota RAV4 dan mesin-memanjang Audi Quattro dan sebagian besar juga Subaru. 2
Gambar 1 : Four Wheel drive B. Cara Kerja Pada kendaraan dengan penggerak 4 roda, mesin dihubungkan dengan diferensial tengah (transfer case) yang membagi tenaga ke roda belakang dan roda depan. Karena pada saat menggunakan penggerak 4 roda, penggunaan energi lebih tinggi, biasanya penggerak 4 roda hanya digunakan pada saat dibutuhkan saja, dengan mengaktifkan melalui tombol atau tuas tertentu. C. Jenis 4WD 1.Part Time 4WD Sesuai dengan namanya, maka sistem ini hanya dapat digunakan secara part time. Sistem ini diciptakan untuk mem-provide kendaraan dengan traksi lebih saat membawa beban berat atau saat berjalan di atas permukaan jalan buruk (off road), atau dengan kata lain, part time 4WD diciptakan untuk mendukung kendaraan melakukan tugas-tugas berat. Selain tuas persneling, juga terdapat tuas kecil yang disebut dengan tuas transfercase dan memiliki pilihan penggerak atas 2H, 4H, 4L, & N. 2H adalah pilihan yang digunakan untuk pengendaraan pada jalan kering (jalan raya dengan permukaan mulus). Pada mode ini, penggerak yang digunakan adalah penggerak roda belakang. 4H digunakan pada permukaan jalan yang 3
buruk, dimana kendaraan memerlukan traksi lebih, semisal diatas permukaan lumpur & tanah licin. Pada mode seperti ini kendaraan masih mampu meraih kecepatan tinggi. 4L atau 4Lo hampir sama seperti pilihan 4H namun perbedaannya, penggunaan 4L akan membuat mobil berjalan perlahan. Mode ini dipakai pada medan off-road dengan tingkat kesulitan tinggi. N biasanya digunakan untuk mengaktifkan winch PTO (Power Take Off). Pada kendaraan dengan sistem part time 4WD, jangan pernah memakai gerak empat rodanya terus-menerus, terutama saat berkendara di atas permukaan jalan mulus, seperti di atas jalan raya. Contoh kendaraan yang menggunakan sistem part time 4WD adalah Toyota Land Cruiser, Jeep CJ-7, Daihatsu Taft, Suzuki Jimny. 2. Full Time 4WD Disebut juga dengan Permanent 4WD dan dapat digunakan di semua permukaan jalan, termasuk aspal. Sistem ini diciptakan guna memberikan traksi lebih pada kendaraan dan membuatnya lebih berdaya guna pada pemakaian sehari-hari. Dengan penambahan differential pada unit transfercase-nya, kendaraan dengan sistem ini bergerak dalam mode 4WD secara terus-menerus dan tak lagi memiliki opsi gerak dua roda. Opsi tersedia hanya 4WD Hi dan 4WD Lo. Kendaraan dengan sistem full time 4WD memiliki daya jelajah sangat baik, terutama bila center differential-nya memiliki opsi lockable dan menjadi lebih sakti lagi bila dipadukan dengan axle differential. Contoh kendaraan dengan full time 4WD adalah Mercedes-Benz G500, Range Rover, Lexus GX470. 3. Full Time Simetric AWD Sistem ini mirip dengan full time 4WD, namun memerlukan torsi putaran rendah untuk memaksimalkan kerjanya dan dapat juga digunakan pada permukaan aspal. Sistem ini diciptakan bukan untuk kendaraan yang dipakai bekerja keras namun hanya untuk memberikan ke-stabilan lebih pada kendaraan tersebut (hanya sebagai fitur keselamatan). Walau begitu, kemampuannya untuk melibas jalan-jalan off road ringan tak sepenuhnya hilang, setidaknya untuk 4
medan off-road tingkat rendah. Kendaraan-kendaraan yang menggunakan sistem ini antara lain: Audi Quatro, Subaru Impreza, Mercedes-Benz M-Class. 4. Auto Assymetric AWD Sistem ini dapat juga disebut dengan real time 4WD. Diciptakan sepenuhnya hanya untuk memberikan tingkat ke-stabilan tinggi pd kendaraan yang menggunakannya. Dapat digunakan setiap saat di semua permukaan jalan, sistem seperti ini hanya bekerja saat komputer mendeteksi adanya gejala slip pada salah satu roda. Bila komputer tak mendeteksi adanya gejala slip, maka kendaraan akan terus melaju dengan gerak dua roda. Jadi jenis kendaraan yang dipakai, pada dasarnya adalah mobil 2WD dengan karakteristik pengendalian 2WD. Sistem seperti ini tidak diciptakan untuk dipakai bekerja keras dan tidak direkomendasikan untuk dipakai melibas jalur off road berat. Kendaraan yang menggunakan sistem ini antara lain Volvo AWD dan Honda CR-V. D. Tipe Penggerak Kendaraan Penggerak kendaraan memiliki peran penting dalam stabilitas dan traksi. Sistem penggerak yang baik akan memiliki stabilitas dan traksi kontrol yang baik. Tetapi semua itu tergantung medan di mana kendaraan digunakan. Contoh, kendaraan dengan Computerized All Whell Drive, tidak akan banyak berarti ketika yang mengendarai kakek-nenek di jalan kota yang penuh macet. Tidak ada sistem penggerak yang terbaik, yang ada adalah sistem penggerak sesuai dengan fungsi dan medannyalah yang terbaik. Tetapi tidak ada salahnya memahami beberapa tipe penggerak kendaraan, sehingga memudahkan untuk memahami ketika akan membeli kendaraan. Prinsip dan cara kerja sistem penggerak adalah menyalurkan dan menditribusikan power dari primemover (bisa mesin, atau motor listrik atau gabungan diantara keduanya) ke setiap roda (atau roda tertentu saja). Pendistribusian power yang tepat maka akan berdampak pada power yang efektif dan efisien, yang akhirnya akan membuat kendaran menjadi lebih irit. 5
1. 2WD (two wheels drive) Gambar 2 : 2WD Kendaraan dengan tipe penggerak ini hanya menggerakkan 2 roda saja (kiri dan kanan). Pendistribusian tenaga antara kiri dan kanan diatur oleh differential gear (gardan) secara otomatis, ketika kendaraan belok atau menikung. Kendaraan tipe ini dikategorikan menjadi 2, yaitu rear whell drive (gardan dibelakang) dan front wheel drive (gardan didepan). Pada kendaraan tua dan kendaraan dengan load besar, umumnya menggunakan penggerak roda belakang. Penggerak roda depan memiliki stabilitas yang lebih baik, tetapi tidak sesuai untuk kendaraan dengan beban besar. Kendaraan dengan kategori kecil lebih sesuai menggunakan sistem penggerak roda depan. 2. 4WD (four wheels drive) 6
Gambar 3 : 4WD Kendaraan tipe ini mempunyai kemampuan mendistribusikan power dari mesin ke seluruh roda dengan perbandingan distribusi antara gardan depan dan belakang dengan rasio tertentu. Misal, 40 % untuk gardan depan, 60 % untuk gardan belakang. Tipe penggerak untuk 4WD memiliki beberapa kategori : Part time 4WD Pada sistem ini, 4WD tidak fix untuk selamanya tetapi dapat di non aktifkan sesuai dengan kebutuhan. Sistem pemindahkan dari 2WD ke 4WD harus dilakukan secara manual dengan memindahkan tuas. Dalam kondisi normal, system akan berjalan dengan 2WD. Kendaraan yang mengggunakan system ini tidak dirancang untuk kondisi jalan kering atau jalan raya, karena berakibat system gear cepat aus. Sistem low-range gear menyebabkan kendaraan merambat dengan pelan, tapi mampu mengatasi rintangan yang cukup berat. Sistem ini umumnya digunakan oleh kendaraan tua bertipe Jeep. Kelemahan sistem ini adalah distribusi power antara gardan depan dan belang tidak dapat diatur sesuai kebutuhan atau otomatif. Kelemahan yang lain adalah pemindahan dari 2WD ke 4WD (atau sebaliknya) harus dengan manual dan pada umunya kendaraan harus dalam kondisi bergenti. Perpindahan dari 2WD ke 4WD atau sebaliknya tidak dapat dilakukan on the fly (sambil jalan). Beberapa kendaraan yang menggunakan 7
system ini adalah : Jimny, Wrangler, Nissan, Chevrolet Blazer, Cherokee, Nissan Pathfinder, Toyota 4Runner, Mazda. Selectable 4WD Sistem ini lebih fleksibel dalam melakukan pemilihan jenis penggerak yang digunakan apakah 2WD, full time 4WD, ataupun part time 4WD dalam memberikan traksi yang maksimal. Pada waktu menghadapi medan yang cukup berat, central differential akan otomatis mengunci untuk memberikan traksi yang kuat. Pada waktu belok, center differential akan mengatur roda depan dan belakang berputar secara independen. Sistem ini dapat menembus medan berat seperti lumpur, dapat digunakan di jalan aspal. Sistem ini delangkapi pula dengan low-range gear. Kekurangan dari sistem ini adalah : proses aktivasi dilakukan secara manual. Beberapa kendaraan yang menggunakan system ini antara lain : Isuzu Tropper, Acura SLX, Ford Expedition, Grand Cherokee, Mitsubishi Montero, Jeep Cherokee. Permanent 4WD Sistem ini dilengkapi juga dengan low-range gear dan center differential. Sistem ini dapat digunakan di jalan aspal maupun jalan berlumpur. Proses penguncian dilakukan secara otomatis. Sistem ini mempunyai kemampuan offroad setara dengan part-time 4WD, tetapi masih bisa digunakan di jalan aspal, sedangkan part-time tidak bisa digunakan di jalan aspal karena system gear akan cepat aus. Adanya center differential dapat melakukan penguncian secara otomatis dalam meningkatkan daya traksi. Tetapi harga sistem ini lebih mahal dibandingkan dengan sistem lain. Beberapa kendaraan yang menggunakan system ini antara lain : Mercedes-Bens ML320, Toyota Land Cruiser, Lexus LX470, Range Rover, Jeep Grand Cherokee, Ford Explorer V6. 8
All wheel drive (AWD) Gambar 4 : AWD Disebut juga dengan Full-Time 4WD. Pada sistem ini ke-4 roda adalah tidak ada saling ketergantungan (independent). Distribusi power diatur oleh cpu (komputer). Sistem ini umunya sudah dilengkapi dengan sistem pengendali traksi secara otomatis. Misal, saat roda kanan depan dan belakang pada tempat yang basah, secara otomatis komputer akan memberikan traksi dan porsi tenaga yang lebih besar untuk roda depan dan belakang sebelah kanan. Contoh yang lain, misal mobil dalam kondisi menikung ke kiri, secara otomatis roda kanan belakang akan mendapatkan porsi tenaga lebih besar. Sistem ini mudah digunakan dan dengan seketika akan menyalurkan daya ke roda dengan kuat. AWD dapat digunakan di jalan aspal. Centre Differential berfungsi secara otomatis dalam mengunci atau membuka. Kemampuan AWD ini tidak sehebat 4WD karena tidak dilengkapi dengan low-range gear. Sistem AWD ini cukup efisien Untuk menembus loronglorong hutan, padang pasir, jalan berkerikil. Beberapa kendaraan yang mengunakan sisyem ini antara lain : Mitsubishi Eclipse, Subaru, Volvo V70, Mazda MPV, Honda CR-V, Lexus RX300, Mercedes-Benz E320. 9
E. Sistem Penggerak Drive Train Pada 4x4 Drive Train merupakan suatu komponen dengan beberapa mekanisme yang berfungsi memindahkan daya/ tenaga yang dihasilkan mesin untuk menjalankan roda dan kendaraan. Dengan adanya Drive Train maka mobil dapat bergerak atau berjalan. Clutch Komponen ini mempunyai fungsi untuk meneruskan dan melepaskan daya dari mesin ketika gir berpindah dalam kondisi berjalan atau berhenti. Transaxle Transmisi dan differential yang menjadi satu, bagian ini digunakan pada kendaraan penggerak roda depan. Differential Komponen ini mempunyai tiga fungsi yaitu merubah arah dari daya bergerak, mengurangi daya dari propeller shaft, dan membedakan putaran untuk roda ketika membelok. Drive Shaft Komponen yang berfungsi meneruskan daya yang terbagi ke setiap roda dari differential. Transmission Komponen ini meneruskan dan mengatur kecepatan dan daya dari mesin yang diakibatkan oleh gigi kecepatan yang digunakan, kemudian dilanjutkan ke pemutar roda. Propeller Shaft Suatu mekanisme penghubung yang meneruskan daya dari transmisi ke differential (kendaraan mesin di depan dengan penggerak roda belakang). 10
F. Kelebihan dan Kekurangan 1. Kelebihan Dalam hal pengendalian, traksi dan kinerja, sistem 4WD umumnya memiliki sebagian besar keuntungan dibandingkan dengan front-wheel drive ataupun rear-wheel drive. Beberapa kelebihan yang unik adalah: Traksi hampir dua kali lipat dibandingkan dengan tata letak two-wheeldrive. Mengingat tenaga yang cukup, menimbulkan percepatan yang lebih baik dan driveability pada permukaan yang kurang dari grip yang ideal, dan pengereman mesin (engine braking) yang baik pada permukaan licin. Pengembangan sistem 4WD untuk mobil performa tinggi dirangsang terutama oleh perkembangan reli. Karakteristik pengendalian dalam kondisi normal dapat dikonfigurasi menjadi FWD atau RWD, atau campuran, bahkan untuk beralih antara konfigurasi ini sesuai dengan keadaan. 2. Kekurangan Sistem 4WD memerlukan lebih banyak komponen bergerak dan komponen transmisi yang kompleks, sehingga meningkatkan biaya produksi kendaraan dan kompleksitas prosedur pemeliharaan dan perbaikan dibandingkan dengan desain 2WD. Sistem 4WD meningkatkan massa power-train, inersia rotasi dan kerugian transmisi daya, mengakibatkan penurunan kinerja dalam kondisi kering ideal dan peningkatan konsumsi bahan bakar dibandingkan dengan desain 2WD. Rem tangan tidak dapat digunakan untuk menginduksi over-steer untuk tujuan manuver, sebagai pasangan drivetrain depan dan as roda belakang bersamasama. Untuk mengatasi keterbatasan ini, beberapa mobil reli kustom disiapkan memiliki mekanisme khusus ditambahkan ke transmisi untuk memutuskan drive belakang jika rem tangan diterapkan sementara mobil bergerak. 11
BAB III PENUTUP Kesimpulan Four-wheel drive, All-wheel drive, AWD, 4WD, or 4 4 ("four by four") adalah kendaraan roda empat dengan drivetrain yang memungkinkan keempat roda untuk menerima torsi dari mesin secara bersamaan. Kebanyakan layout 4WD adalah front-engine bentukan selanjutnya dari desain front-engine, two-wheel-drive. Dibagi dalam dua kategori utama: Front-engine, rear-wheel drive diturunkan dari sistem 4WD, merupakan standar di sebagian besar kendaraan sport dan mobil penumpang, (biasanya disebut "mesin depan, rear-wheel drive / four-wheel drive"), pelopor dari model saat ini termasuk Jensen FF, AMC Eagle and Mercedes-Benz W124 dengan sistem 4Matic dan Suzuki Grand Vitara dengan / tanpa 4 mode transfer case. Mesin sistem 4WD melintang dan membujur berasal dari front-engine, layout front-drive, pas untuk segmen mewah, olahraga, dan tugas berat, misalnya mesin-melintang Mitsubishi 3000GT VR-4 dan Toyota RAV4 dan mesin-memanjang Audi Quattro dan sebagian besar juga Subaru. 12
DAFTAR PUSTAKA Automotive Engineering, Gear System, Diskusi Sakae ITO Honda R&D Japan autoonlineschool.blogspot.com comunityblogers.mywapblog.com https://trekku.wordpress.com http://willycar.com jipadventurecommunity.wordpress.com 13