Fungsi sistem kemudi
Fungsi sistem kemudi adalah untuk mengatur arah kendaraan dengan cara membelokkan roda-roda depan.
Pada dasarnya sistem kemudi dibedakan menjadi dua yaitu :
A. Sistem kemudi secara manual - Dibutuhkan tenaga yang besar untuk menggerakkan roda kemudi - Pengemudi lebih cepat lelah
B. Sistem kemudi yang memakai power steering Penggunaan power steering memberikan keuntungan seperti : - Mengurangi daya pengemudian ( steering effort ) - Kestabilan yang tinggi selama pengemudian C. Sistem kemudi elektrik (Electric Power Steering) a. SISTEM KEMUDI SECARA MANUAL Sistem kemudi secara manual jarang dipakai terutama pada mobil-mobil modern. Pada sistem ini dibutuhkan adanya tenaga yang besar untuk mengemudikannya. Akibatnya pengemudi akan cepat lelah apabila mengendarai mobil terutama pada jarak jauh. Tipe sistem kemudi secara manual yang banyak digunakan adalah : 1. Recirculating ball
Cara kerjanya :
Lengan-lengan penghubung (linkage), batang penghubung ( relay rod ), tie rod, lengan idler ( idler arm ) dan lengan nakel arm dihubungkan dengan ujung pitman arm. Mereka memindahkan gaya putar dari kemudi ke roda-roda depan dengan memutar ball joint pada lengan bawah ( lower arm ) dan bantalan atas untuk peredam kejut. Jenis ini biasanya digunakan pada mobil penumpang atau komersial. Keuntungan :
Kerugian :
- Konstruksi rumit karena hubungan antara gigi sector dan gigi pinion tidak langsung 2. Jenis rack and pinion
Cara kerja : Kemudi jenis rack and pinion jauh lebih efisien bagi pengemudi untuk mengendalikan roda-roda depan. Pinion yang dihubungkan dengan poros utama kemudi melalui poros intermediate, berkaitan denngan rack. Keuntungan :
- Konstruksi ringan dan sederhana - Persinggungan antara gigi pinion dan rack secara langsung - Pemindahan momen relatif lebih baik, sehingga lebih ringan Kerugian :
- Bentuk roda gigi kecil, hanya cocok digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil atau sedang - Lebih cepat aus - Bentuk gigi rack lurus, dapat menyebabkan cepatnya keausan KOMPONEN SISTEM KEMUDI 1. STEERING COLUMN Steering column atau batang kemudi merupakan tempat poros utama. Steering column terdiri dari main shaft yang meneruskan putaran roda kemudi ke steering gear, dan column tube yang mengikat main shaft ke body. Ujung atas dari main shaft dibuat meruncing dan bergerigi, dan roda kemudi diikatkan ditempat tersebut dengan sebuah mur. Steering column juga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan. Steering columnjuga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan. Ada dua tipe steering column yaitu : 1. Model Collapsible
Model ini mempunyai keuntungan : Kerugiannya adalah :
Waktu Tabrakan
Dorongan badan pengemudi terhadap roda kemudi memutuskan pen-pen plastik dan menyebabkan poros utama atas dan tabung batang kemudi terdorong maju, sementara tabung-tabung atas dan bawah dihubungkan oleh bola-bola baja. 2. Model Non collapsible Model ini mempunyai keuntungan :
- Main shaftnya lebih kuat sehingga banyak digunakan pada mobil-mobil besar atau mobil-mobil kecil Kerugiannya adalah :
b. STEERING GEAR Steering gear tidak hanya berfungsi untuk mengarahkan roda depan, tetapi dalam waktu yang bersamaan juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar kemudi menjadi ringan. Untuk itu diperlukan perbandingan reduksi yang disebut perbandingan steering gear, dan biasanya perbandingannya antara 18 sampai dengan 20 : 1. Perbandingan yang semakin besar akan menyebabkan kemudi menjadi semakin ringan, tetapi jumlah putarannya akan bertambah banyak, untuk sudut belok yang sama. Ada beberapa tipe steering gear, tetapi yang banyak digunakan dewasa ini adalah Tipe yang pertama, digunakan pada mobil penumpang ukuran sedang sampai besar dan mobil komersial. Sedangkan tipe kedua, digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil sampai sedang. Sudut belok dan gear ratio Pada diagram dapat dilihat hubungan sudut putar sector dengan gear ratio. Pada saat lurus atau sektor shaft berputar 2,5 ° ke kiri atau ke kanan gear ratio masih tetap 19,5 : 1. Sedangkan pada saat belok dengan sudut putar sektor 37° gear ratio menjadi besar yaitu 21,5 : 1. Oleh karena itu pada saat membelok kemudi menjadi ringan. Ada beberapa bentuk steering gear box, diantaranya :
c. STEERING LINKAGE Steering linkage terdiri dari rod dan arm yang meneruskan tenaga gerak dari steering gear ke roda depan. Walaupun mobil bergerak naik dan turun, gerakan roda kemudi harus diteruskan ke roda-roda depan dengan sangat tepat setiap saat. Ada beberapa tipe steering linkage dan konstruksi joint yang dirancang untuk tujuan tersebut. Bentuk yang tepat sangat mempengaruhi kestabilan pengendaraan. 1. Steering linkage untuk suspensi rigid 2. Steering linkage untuk suspensi independen Komponen sistem kemudi lainnya bergantung pada jenis kemudi yang digunakan antara lain :
B. POWER STEERING Sistem kemudi ini memiliki sebuah booster hidraulis dibagian tengah mekanisme kemudi agar kemudi menjadi lebih ringan. Dalam keadaan normal beratnya putaran roda kemudi adalah 2-4 kg ( lihat gambar ) Sistem power steering direncanakan untuk mengurangi usaha pengemudian bila kendaraan bergerak pada putaran rendah dan menyesuaikan pada tingkat tertentu bila kendaraan bergerak, mulai kecepatan medium sampai kecepatan tinggi.
Penggunaan power steering memberikan keuntungan seperti : - Mengurangi daya pengemudian ( steering effort ) - Kestabilan yang tinggi selama pengemudian Cara kerja power steering : 1. Posisi netral Minyak dari pompa dialirkan ke katup pengontrol ( control valve ). Bila katup pengontrol berada pada posisi netral, semua minyak akan mengalir melalui katup pengontrol ke saluran pembebas ( relief port )dan kembali ke pompa. Pada saat ini tidak terbentuk tekanan dan arena tekanan kedua sisi sama, torak tidak bergerak. 2. Pada saat membelok Pada saat poros utama kemudi (steeringmain shaft) diputar ke salah satu arah, katup pengontrol juga akan bergerak menutup salah satu saluran minyak. Saluran yang lain akan terbuka dan akan terjadi perubahan volume aliran minyak dan akhirnya terbentuk tekanan. Pada kedua sisi torak akan terjadi perbedaan tekanan dan torak akan bergerak ke sisi yang bertekanan rendah sehingga minyak yang berada dalam ruangan tersebut akan dikembalikan ke pompa melalui katup pengontrol. VANE PUMP Vane pump yang berfungsi membangkitkan tekanan hidraulis, pada bagian atas pompa terdapat reservoir yang selalu terisi air dengan fluida khusus, dan permukaan fluida harus selalu diperiksa secara teratur. Untuk tujuan tersebut, bila seseorang memeriksa tinggi permukaan fluida, pengecekan kondisi fluida perlu dilakukan termasuk temperatur fluida, adanya gelembung atau fluida menjadi keruh. Yang perlu diperhatikan bahwa volume fluida power steering tidak berubah kecuali jika terdapat kebocoran. Tipe Power Steering Ada beberapa tipe power steering, tetapi masing-masing mempunyai 3 bagian yang terdiri dari pompa, control valve dan power silinder. Ada dua jenis power steering yaitu : a. Tipe Integral
Sesuai dengan namanya, control valve dan power piston terletak di dalam gear box. Tipe gear yang dipakai ialah recirculating ball.Diperlihatkan di sini mekanisme sistem power steering tipe integral. Bagian yang utama terdiri dari : a. Tangki reservoir yang berisi fluida b. Vane pump yang membangkitkan tenaga hidraulis c. Gear box yang berisi control valve, power piston dan steering gear d. Pipa-pipa yang mengalirkan fluida e. Selang-selang flexible. b. Tipe Rack and Pinion Control valve power steering tipe ini termasuk di dalam gear housing dan power pistonnya terpisah di dalam power cylinder. Tipe rack and pinion hampir sama dengan mekanisme tipe integral. Komponen utama vane pump sebagai berikut :
DIAGNOSA Diagnosis ( trouble shooting ) sistem kemudi secara manual Pada saat memeriksa system kemudi, perhatikan bahwa antara system kemudi dengan roda-roda depan ada kaitannya, demikian juga dengan suspensi, poros dan rangka. Adanya hubungan tersebut disebabkan oleh system kemudi, suspensi atau yang lainnya. Oleh karena itu, sebelum memutuskan bahwa gangguan terdapat pada system kemudi, pertimbangkan dan periksa semua penyebab lain yang mungkin ada. Memeriksa tinggi permukaan oli pada gear box -Cara memeriksanya sebagai berikut :- Tempatkan kendaraan pada tempat yang rata- Periksa tinggi permukaan oli- Bersihkan bagian atas dan roda gigi kemudi- Kendorkan dan lepaskan sumbat pembuang- Masukkan obeng kecil ke dalam lubang pengisi oli dan ukur jaraknya.- Tambahkan oli apabila permukaan rendah, kemudian ada kebocoran atau tidak. - Pasang kemlai sumbat penguapan Memeriksa lengan penghubung kemudi ( steering linkage )
Cara memeriksanya sebagai berikut : - Tempatkan kendaraan pada tempat yang rata - Periksa tinggi permukaan oli - Bersihkan bagian atas dari roda gigi kemudi - Kendorkan dan lepaskan sumbat pembuang - Masukkan obeng kecil ke dalam lubang pengisi oli dan ukur jaraknya - Tambahkan oli apabila permukaan rendah, kemudian ada kebocoran atau tidak - Pasang kembali sumbat penguapan. Memeriksa tinggi permukaan oli pada gear box Memeriksa lengan penghubung kemudi ( steering linkage ) Pemeriksaan kebebasan roda kemudi
Langkah-langkahnya : - Putar roda kemudi hingga pada posisi lurus - Putar perlahan-lahan roda kemudi jangan samapai roda berherak - Besarkan gerakan roda kemudi (free play) - Besarnya kebebasan roda kemudi bergantung pada model mobil, biasanya tidak lebih dari 30 mm Kemudi berat
Langkah-langkahnya : - Periksa tekanan ban - Periksa steering systemnya (tinggi minyak, steering linkage, steering gear) - Periksa ball jaoin atau king pin - Periksa suspension arm - Periksa tinggi kendaraan - Periksa wheel aliggment Memeriksa sabuk penggerak pompa pada power steering
Memeriksa sabuk penggerak pompa pada power steering, yaitu : - Sabuk penggerak pompa harus diperiksa dan diganti bila pecah-pecah - mengkilat / terbakar - kerusakan lain/ tergencet Apabila sabuk penggerak pompa berbunyi pada saat kendaraan sedang membelok, berarti sabuk dalam keadaan kendor, oleh karena itu, perlu disetel. Penyetelan dapat dilakukan menggunakan alat khusus uji ketegangan sabuk Memeriksa tekanan kerja power steering
Model Fully electric cenderung paling responsif Semua EPS yang diaplikasikan, pada dasarnya tetap menggunakan tenaga bantuan motor elektrik. Perbedaaannya bisa dibagi dua. Pertama dengan sebutan fully electric. Artinya motor listrik bekerja langsung dalam [img]membantu gerakan kemudi. Baik yang letaknya menempel pada batang kemudi, seperti pada Toyota Yaris dan Vios. Juga yang letaknya menempel pada rack steer seperti Honda Jazz, Suzuki Karimun dan Swift. Bahkan pada generasi awal yang diterapkan Mazda Vantrend lansiran 1995 ataupun Toyota Crown keluaran 2005, di tempatkan pada gearbox steering. Kedua model semi electric. Putaran motor elektrik hanya dimanfaatkan untuk mendorong hidraulis. Ini sebagai pengganti pompa power steering yang menempel di mesin dan diputar oleh sabuk V-belt. Misalnya seperti pada Chevrolet Zafira dan Mercedes Benz A-Class. Perangkat EPS yang digunakan tentunya tidak lagi menempel pada mesin. Namun masih mengandalkan minyak untuk meringankan gerak setir. Biasanya perangkat ini juga masih menggunakan slang tekan dan slang balik dari minyak.
CARA KERJA ELECTRIC POWER STEERING Cara kerja Sistem Electric Power Steering (EPS) adalah saat kunci diputar ke posisi ON, Control Module memperoleh arus listrik untuk kondisi stand-by, bersamaan dengan itu indikator EPS pada panel instrumen menyala. Saat mesin hidup, Noise Suppressor segera menginformasikan pada Control Module untuk mengaktifkan motor listrik dan clutch pun langsung menghubungkan motor dengan batang setir. Salah satu sensor yang terletak pada steering rack bertugas memberi informasi pada Control Module ketika setir mulai diputar. Disebut Torque Sensor, ia akan mengirimkan informasi tentang sejauh apa setir diputar dan seberapa cepat putarannya. Dengan dua informasi tersebut, Control Module segera mengirim arus listrik sesuai yang dibutuhkan ke motor listrik untuk memutar gigi kemudi. Dengan begitu proses memutar setir menjadi ringan. Vehicle Speed Sensor bertugas begitu mobil mulai melaju. Sensor ini menyediakan informasi bagi control module tentang kecepatan kendaraan. Pada kecepatan tinggi, umumnya dimulai sejak 80 km/jam, motor elektrik akan dinonaktifkan oleh Control Module. Dengan begitu setir menjadi lebih berat sehingga meningkatkan safety. Jadi sistem EPS ini mengatur besarnya arus listrik yang dialirkan ke motor listrik hanya sesuai kebutuhan saja. Selain mengatur kerja motor elektrik berdasarkan informasi dari sensor, Control Module juga mendeteksi jika ada malfungsi pada sistem EPS. Lampu indikator EPS pada panel instrumen akan menyala berkedip tertentu andai terjadi kerusakan. Selanjutnya, Control Module menonaktifkan motor elektrik dan clutch akan melepas hubungan motor dengan batang setir. Namun karena sistem kemudi yang dilengkapi EPS ini masih terhubung dengan setir via batang baja, maka mobil masih dimungkinkan untuk dikemudikan. Walau memutar setir akan terasa berat seperti kemudi tanpa power steering. Electric Power Steering (EPS) menggunakan beberapa perangkat elektronik seperti: 1. Control Module: Sebagai komputer untuk mengatur kerja EPS. 2. Motor elektrik: Bertugas langsung membantu meringankan perputaran setir. 3. Vehicle Speed Sensor: Terletak di girboks dan bertugas memberitahu control module tentang kecepatan mobil. 4. Torque Sensor: Berada di kolom setir dengan tugas memberi informasi ke control module jika setir mulai diputar oleh pengemudi. 5. Clutch: Kopling ini ada di antara motor dan batang setir. Tugasnya untuk menghubungkan dan melepaskan motor dengan batang setir sesuai kondisi. 6. Noise Suppressor: Bertindak sebagai sensor yang mendeteksi mesin sedang bekerja atau tidak. 7. On-board Diagnostic Display: berupa indikator di panel instrumen yang akan menyala jika ada masalah sengan sistem EPS. KEUNGGULAN EPS EPS tidak hanya melakukan fungsi power steering biasa, namun juga bisa mengontrol tekanan hydraulic pressure yang bereaksi berdasarkan counter-force plunger yang ada pada gear box tetapnya di dalam input shaft, oleh karena itulah karakteristik steering effort vs. tekanan hydraulic bervariasi tergantung dari kecepatan kendaraan untuk memberikan karakteristik kemudi yang optimal pas dengan kecepatan kendaraan dan kondisi kemudi. 1. Pada saat mobil dalam keadaan stationer dan berjalan lambat putaran kemudi ringan. 2. Pengaturan steering effort berdasarkan kecepatan kendaraan. 3. Pada kecepatan sedang dan cepat, steering effort secara akan bertambah untuk menambah kestabilan dan kenyamanan kemudi. 4. Pada kecepatan sedang dan cepat, ketika posisi kemudi berada atau mendekati posisi netral, fungsi reactionary plunger akan menambah steering effort agar kemudi lebih stabil. 5. Ketika kendaraan melewati jalan yang rusak pada kecepatan sedang dan cepat, meskipun ada rintangan besar dari permukaan jalan, namun tidak akan mempengaruhi arah control kemudi, karena tekanan ouput hydraulic untuk steering effort menjadi tinggi sama seperti power steering konvensional. 6. Sistem ini mempunyai fungsi fail-safe sehingga meskipun sistemnya elektrikal, temasuk control unit dan sensors, namun karakteristik power steering normal masih bisa di dapat.PERAWATANSebagai komponen yang relatif tanpa perlu lagi melakukan perawatan. Umumnya sebatas melakukan perawatan pada komponen luar rangkaian motor elektrik. Pasalnya, parts pengganti seperti dinamo, sensor dan komponen kecil lainnya belum dijual di pasaran. Jika terjadi kerusakan, umumnya harus mengganti satu rangkaian. Misalnya model steer column yang tergabung dengan dinamo atau dengan racksteer. Walau komponen tersebut didesain tidak mudah rusak. “Sebaiknya air jangan masuk ke motor elektrik. Seperti saat cuci mobil. Terutama buat yang letaknya tergabung dengan racksteer atau di kolong mobil,” beber Rachmansyah Nasution. Sebagai perawatan, menurut Rachman komponen EPS sebaiknya diperiksa secara rutin waktu mobil dalam kondisi terangkat. Misalnya saat melakukan cuci kolong diperiksa kondisi kabel penghubungnya. Atau bisa dengan menambahkan pelindung komponen yang bisa kemasukan air. Mulai dari bagian soket. “Bisa ditutupi dengan balutan lakban,” pesannya. Sekring EPS yang umumnya tertancap dalam kotak sekring dalam kabin mesin perlu diperiksa juga. Biar enggak bermasalah, bisa semprot dengan cairan sejenis pembersih atau contact cleaner. Atau diganti setelah tampak kendur. Selain itu, komponen penunjang lain seperti karet boot steer dan joint steer bisa dirawat seperti biasa. Jika tampak sobek hingga getas pada sistem semi electric artinya perlu penggantian segera. Jika joint steer dan bagian tie rod mulai oblak artinya perlu penggantian juga seperti merawat PS biasa saja. DETEKSI
Mendeteksi problem perlu menggunakan alat khusus. Pada bengkel resmi sudah pakai alat scan untuk mendiagnosa secara elektronik. Namun paling mudah bisa dilakukan sendiri dengan cara memeriksa kondisi sekring. Pastikan kondisi sekring tidak longgar, korosi hingga putus dalam boks sekring pusat yang letaknya dalam ruang mesin. Kemungkinan kerusakan terjadi pada komponen lain yang harus diperiksa oleh bengkel. Baik pada bagian soket penghubung, modul, dinamo ataupun sensor setir dan sensor kecepatan. MENGUBAH SEMI ELEKTRIK JADI FULL HIDRAULIK Mengandalkan putaran AC ataupun waterpump Dari semua model power steering (PS) elektris, motor dan perangkat modul jebol pasti bikin putaran setir berat. Nah buat yang mengaplikasi sistem elektronik-hidraulik, ada solusi alternatif daripada mengganti motor PS hingga modul pengatur kerja motor. “Lebih baik diganti model hidraulik saja. Lebih murah dan mudah perawatannya,” ujar Purwanto dan Paulus Dwi Eriawan dari MW Power Steering di Lebak Bulus, Jakbar. Tipe PS elektrik hidraulik ada pada Chevrolet Zafira, Mercedes-Benz A-Class atau Peugeot 307. Kalau motor listrik PS ini rusak, jelas bikin berat. Karena tidak bisa memutar pompa lagi. Sayangnya, komponen ini masih tergolong mahal, harganya mencapai Rp 10 juta. Nah, sistem pompa elektrik itu bisa diganti dengan pompa mekanis yang mengandalkan putaran mesin. “Makanya hanya bisa digunakan untuk sistem elektrik-hidraulik. Karena masih pakai cairan PS. Tidak bisa untuk yang full elektrik,” papar Wawan, sapaan akrab Paulus Dwi Eriawan. Hanya dengan dana Rp 3,5 juta, sistem hidraulis ini bisa terpasang berikut beberapa tambahan kedudukan. Merogoh kantong pun lebih ringan. Page 2 |