Fungsi front axle adalah untuk menyangga sebagian dari beban kendaraan pada roda depan (front wheels) dan untuk steering kendaraan. Secara garis besar front axle dibagi menjadi front dead axle dan front drive axle. Drive axle dapat disebut dengan live axle atau powered axle.
- Front Dead Axle
- Tipe front dead axle
Front dead axle merupakan axle yang menyangga beban kendaraan atau unit bagian depan. Berdasarkan jenis konstruksi dari suspensi yang digunakan front dead axle dibagi menjadi dua tipe yaitu rigid axle suspensi dan independent axle suspensi. Rigid axle suspensi digunakan pada truk dan bis untuk membawa beban besar, dimana ketika salah satu roda naik karena kondisi permukaan jalan maka body atau frame dari unit akan miring tetapi hanya dapat untuk kemiringan dengan sudut kecil. Keuntungan tipe ini mudah dalam perawatannya karena strukturnya sederhana.
Independent axle suspensi dipakai untuk mobil penumpang, beberapa off-road, heavy-duty, dump truk, serta truk kecil dan sedang. Tipe ini lebih memberikan kenyamanan pada operator atau penumpangnya dan akan mengurangi efek dari jalan yang bergelombang karena ketika salah satu roda naik akibat kondisi permukaan jalan maka unit tidak akan miring.
Berdasarkan bentuknya front axle dibagi menjadi tipe elliot, tipe reverse elliot, tipe merman, dan tipe lemoine. Tipe reverse elliot paling luas digunakan, tipe elliot digunakan untuk beberapa kendaraan, sedangkan untuk tipe merman dan lemoine hampir tidak pernah dipakai lagi.
- Structure front dead axle
Axle beam biasanya mempunyai penampang melintang bentuk I. Agar pusat gravitasi rendah maka struktur axle beam bagian tengahnya lebih rendah sehingga komponen dari spring seat dan bagian tengah unit lebih rendah dari bagian tengah roda. Axle beam yang terbuat dengan bentuk bulat pipa juga digunakan untuk beberapa kendaraan.
Knuckle terpasang pada masing-masing ujung axle beam dengan kingpin, dan dapat berputar pada kingpin. Steering arm terpasang tetap pada knuckle. Kedua ujung dari knuckle dihubungkan dengan menggunakan tie-rod arm dan tie-rod. Hub dengan dua tapered roller bearing terpasang pada komponen komponen spindle dari knuckle. Roda dan brake drum terpasang tetap pada flange dari hub dengan hub bolt.
Thrust bearing disisipkan antara bagian tengah axle beam dengan knuckle sehingga kendaraan dapat dikemudikan dengan mudah ketika mendapat beban yang besar. Clearance dengan thrust bearing dapat di-adjust dengan shim. Komponen dari sistem brake terpasang pada flange dari knuckle.
- Front Drive Axle
Kendaraan pada umumnya bergerak dengan menggunakan penggerak roda belakang. Selain itu, ada juga kendaraan yang bergerak dengan seluruh rodanya seperti pada kendaraan yang dibuat untuk daerah dengan jalan yang kurang bagus serta kendaraan yang hanya bergerak dengan roda depan saja. Kedua tipe yang disebutkan diatas menggunakan front drive axle.
Front drive axle bukan hanya meneruskan tenaga dari power train, tetapi sebagai roda untuk kemudi. Axle pada umumnya menggunakan kingpin, akan tetapi untuk front drive axle menggunakan universal joint. Jenis – jenis universal joint diantaranya bendix type, zepper type, dan birfield type. Birfield type merupakan pengembangan dari zepper type yang biasanya digunakan untuk front rigid axle suspension di truck.
- Front wheel alignment
Pada kendaraan roda depan harus dapat bergerak dengan lembut dan akurat ketika berbelok. Ketika kendaraan berjalan lurus, roda depan harus selalu stabil dan cepat kembali ke posisi semula apabila ada beban kejut akibat jalan yang tidak rata. Selain itu tire/ban pada roda depan tidak cepat aus. Hal tersebut dapat dicapai dengan baik jika dilakukan front wheel alignment yang tepat.
Front wheel alignment / steering wheel alignment mempunyai beberapa faktor yang harus disetel (adjust) dengan tepat, yaitu: Kingpin Inclination Angle (KIP), camber angle, toe in / toe out, dan caster angle.
- Kingpin inclination angle
Pivot shaft dari roda kemudi dinamakan kingpin. Pada struktur tipe rigid axle suspensi, roda akan berputar mengitari kingpin. Umumnya kingpin tidak vertikal dengan permukaan jalan, tetapi ada kemiringan yang terlihat pada gambar. Sudut antara kingpin shaft dengan garis vertical kepermukaan jalan dinamakan kingpin inclination angle (b). Kemiringan ini akan membantu memberikan steering kestabilan dengan kecenderungan roda untuk kembali keposisi langsung kedepan (posisi lurus) setelah diputar. Saat kemudi dibelokkan, roda akan berputar dengan kingpin sebagai porosnya dan roda akan cenderung naik yang akan mengakibatkan ada gaya reaksi untuk mengembalikan roda keposisi awal. Besarnya kingpin inclination antara 6° – 8°. Besarnya sudut ini berhubungan dengan besarnya camber angle (a).
- Camber angle
Ketika axle dilihat dari depan kendaraan, akan terlihat garis tengah ban tidak vertical tetapi akan miring membentuk sudut dengan arah keluar yang dinamakan camber angle dengan besar sekitar 1°. Ban akan cenderung miring kedalam ketika unit mendapat beban atau muatan, maka adanya camber ini akan menghilangkan efek tersebut. Selain itu, camber angle juga membantu unit berbelok tiba-tiba dari kondisi berjalan lurus dengan lebih mudah.
- Toe-in
Ketika roda kemudi dilihat dari atas akan terlihat jarak yang beda antara A dan B, A akan lebih pendek inilah yang dinamakan toe-in. Ketika unit belok maka membentuk suatu radius yang titik pusatnya jika ditarik garis ke titik tengah masing-masing roda kemudi akan membentuk dua garis yang berbeda oleh karena itu agar beban jalan ke masing-masing roda sama dan tidak terjadi slip pada roda bagian dalam maka sudut untuk roda kemudi bagian luar harus lebih tajam sehingga diperlukan toe-in.
- Caster angle
Pada umumnya kingpin jika dilihat dari sisi samping kendaraan akan miring kebelakang dari garis vertical yang dinamakan caster. Hal ini akan membuat kemudi lebih mudah dan roda akan cenderung untuk bergerak maju atau mundur kembali. Besarnya caster angle biasanya 1°-2°.
