Torque Vectoring: Membelokkan Mobil dengan Bantuan Mesin

Mobil sebagai salah satu sarana transport modern sekarang ini tidak hanya dibuat dengan tujuan agar manusia lebih mobile, tapi juga dapat memberikan kenyamanan dan keamanan bagi pemakainya. Semakin kompleknya tuntutan ini, maka dewasa ini teknologi penunjang mobil menjadi semakin maju untuk dapat mengatasi kesulitan di segala kondisi jalan. Torque vectoring merupakan salah satu teknologi maju yang mulai banyak diaplikasikan pada mobil-mobil terbaru akhir-akhir ini.

    [caption caption="Differential gear (karlsdifferentials.com)"][/caption]

Torque vectoring merupakan bagian dari differensial gearbox yang dapat diatur secara terus-menerus oleh suatu Electronic Control Unit (ECU) untuk membagi torsi atau momen puntir ke setiap roda penggerak sesuai kebutuhan. Differensial gear ini sudah dikenal luas dan kadang banyak yang menyebutnya gigi gardan pada mobil penggerak roda belakang. Fungsi dari gigi diffrensial ini adalah untuk memungkinkan roda penggerak dapat berputar pada kecepatan yang berbeda, terutama pada saat membelok, di mana radius putar roda bagian dalam akan lebih kecil daripada radius putar roda bagian terluar.

[caption caption="Radius putar tiap roda mobil yang berbeda saat berbelok (genius.com)"]

[/caption]

Sebelum pembahasan lebih lanjut tentang torque vectoring, kita akan menelaah dulu gigi differensial konvensional atau biasa disebut open differential gear. Pada jalan mulus dan semua roda penggerak dapat menapak baik pada jalan, semua roda penggerak ini akan dapat menyalurkan momen puntir dari mesin dengan baik juga, baik pada saat jalan lurus maupun ketika berbelok. Namun, efek negatif dari gigi differensial konvensional akan terjadi ketika salah satu roda penggerak berada pada jalan yang licin atau mengalami slip, yakni momen puntir hanya dapat tersalurkan ke roda yang mengalami slip tersebut, sedangkan roda penggerak lainnya akan kehilangan momen puntir bahkan akan tetap diam (jika mobil telah berhenti).

Untuk mengatasi kerugian ini agar mobil tetap nyaman digunakan di segala kondisi jalan, maka ditempuh berbagai cara, baik secara mekanis maupun nonmekanis (dengan fluida: oli). Namun, tujuan dari semua ini hanya untuk mengunci/mematikan sistem gigi differensial, sehingga momen puntir dapat tersalurkan ke roda penggerak lainnya yang tidak berputar. Biasanya pun metode ini hanya digunakan pada saat mobil mengalami slip atau di jalan licin, seperti pada jalanan bersalju di musim dingin. Metode ini umumnya dikenal sebagai Limited Slip Differential (LSD). LSD ini contohnya: Torsen LSD, Quaife LSD, Truetrac LSD, Viscous LSD (VLSD) dan sebagainya.

[caption caption="Conventional open differential gear (www.awdwiki.com/en/differential/)"]

[/caption]

[caption caption="Contoh multi plate clutch LSD"]

[/caption]

[caption caption="Contoh Quaife LSD (www.demon-tweeks.co.uk)"]

[/caption]

[caption caption="Contoh Torsen LSD (www.rcuniverse.com)"]

[/caption]

[caption caption="Contol manual differential lock (www.team-bhp.com)"]

[/caption]

Gigi differensial ini diaplikasikan untuk mobil 2 WD (two wheel drive) maupun mobil AWD (all-wheel drive). Mobil 2 WD maksudnya hanya 2 roda yang berfungsi sebagai penggerak dan gigi differensial digunakan untuk membagi momen puntir di antara kedua roda baik pada saat jalan lurus ataupun berbelok dengan kecepatan putar masing-masing roda penggerak yang dapat berbeda-beda. Sedangkan mobil dengan permanent AWD umumnya menggunakan sistem gigi diferensial tambahan untuk membagi momen puntir dari mesin ke seluruh roda penggerak dengan kecepatan putar yang berbeda-beda sesuai keadaan jalan. Seluruh pengaturan sistem differensial ini akan berlangsung secara otomatis dan mekanis selama roda penggerak masih menapak baik di jalanan (tidak slip). Untuk part time all-wheel drive, biasanya (tergantung kebutuhan) tanpa memakai gigi differensial tambahan, tapi hanya menggunakan transfer case dengan rasio gigi tetap.

[caption caption="Contoh Permanent All-Wheel Drive dengan center differential yang dilengkapi LSD (www.pinstopin.com)"]

[/caption]

[caption caption="Contoh All Wheel drive dengan transfer case (bisa memakai differential gear atau gigi transmisi biasa dengan rasio tetap/part-time AWD) (blog.caranddriver.com)"]

[/caption]

Torque vectoring mulai banyak diaplikasikan pada gigi differensial terkini sehingga memiliki kemampuan tambahan, yaitu selain dapat mengatasi kondisi roda yang slip, dapat juga digunakan sebagai alat pengendali tambahan untuk menunjang keamanan dan kenyamanan berkendara, terutama saat berbelok. Seperti pada kendaraan dengan roda rantai (tank dan alat berat), kekuatan dari mesin digunakan untuk membelokkan mobil, yaitu dengan mengatur aliran momen puntir dan kecepatan putar roda di sisi kiri dan roda di sisi kanan. Pengaturan ini juga bisa memakai bantuan rem, contohnya ketika akan berbelok ke kanan, maka roda pada sisi kanan direm kemudian roda pada sisi kiri dibiarkan berputar cepat, mobil pun akan dapat berbelok ke kanan dengan hanya menggunakan kekuatan mesin. Bila tanpa rem maka putaran roda lainnya harus lebih dipercepat. Namun, torque vectoring dengan rem ini memiliki banyak keterbatasan.

Torque vectoring terkini memakai system planetary gear tambahan yang diaktifkan oleh perangkat kopling. Kopling ini akan mengontrol kebutuhan momen puntir dan kecepatan putar roda sesuai kebutuhan. Pengaturan torque vectoring ini dilakukan secara otomatis dengan bantuan suatu Electronic Control Unit (ECU) berdasarkan pengukuran sensor-sensor pada kendaraan (kecepatan, posisi, derajat, yaw dan lainnya). ECU mengatur kerja torque vectoring untuk meningkatkan stabilitas mobil, terutama pada saat berbelok. Jalan berliku/berbelok akan dapat dilalui dengan lebih cepat dan aman. Torque vectoring pun dapat mengatasi masalah understeer (radius putar belok yang cenderung lebih besar) yang sering terjadi pada mobil dengan penggerak roda depan (FWD/Front Wheel Drive) ataupun dapat meningkatkan oversteer jika dibutuhkan pada mobil berpenggerak roda belakang (RWD/Rear Wheel Drive).

[caption caption="Torque vectoring dengan bantuan rem (gambar kiri) dan dengan kekuatan mesin dengan menambah torsi/ kecepatan roda terluar (gambar kanan) (www.dpncanada.com)"]

[/caption]

[caption caption="Contoh differentil gear AUDI yang telah dilengkapi torque vectoring dengan planetary gear tambahan dan perangkap kopling (www.atzonline.com)"]

[/caption]

[caption caption="Contoh pemakaian torque vectoring pada mobil Audi dengan kekuatan mesin untuk berbelok (www.pistonheads.com)"]

[/caption]