commit to user
BAB II DASAR TEORI
2.1. Uraian Sistem kemudi yang merupakan bagian dari sistem Chasis-Transmisi
berfungsi sebagai pengatur arah kendaran dengan cara membelokkan roda depan.
Sistem kemudi yang dipakai pada kendaraan jika ditinjau dari tenaga yang dipakai untuk membelokkan roda kemudi dapat dibedakan menjadi:
a. Kemudi manual
Pada kemudi ini semua tenaga yang dibutuhkan untuk membelokkan roda datang dari roda kemudi yang diputar oleh tenaga pengemudi.
b.
Power steering
Pada sistem kemudi ini tenaga yang dibutuhkan untuk membelokkan datang dari tenaga hidrolik atau elektrik, tidak datang dari pengemudi.
Putaran lingkaran roda kemudi dari pengemudi hanya merupakan suatu sinyal bagi sistem tenaga pada sistem kemudi.
Sedangkan ditinjau dari jumlah roda yang berbelok saat roda kemudi diputar, dapat dibedakan:
a. Sistem kemudi 2 roda
Sistem ini hanya menggunakan 2 roda umumnya roda depan untuk mengendalikan arah kendaraan
b. Sistem kemudi 4 roda
Pada sistem ini keempat roda digunakan untuk mengendalikan arah gerakan. Belokan roda depan berfungsi sebagai pemberi arah
sedangkan belokan roda belakang berfungsi sebagai pengendali atau penyetabil arah gerakan kendaraan.
Kerja sistem kemudi secara garis besar dapat diterangkan sebagai berikut: Saat
steering wheel
roda kemudi diputar
steering column
batang kemudi akan meneruskan tenaga putarnya ke
steering gear
gigi kemudi, yang akan
4
commit to user
memperbesar tenaga putar ini sehingga menghasilkan momen yang lebih besar untuk menggerakkan roda depan melalui
steering linkage
sambungan kemudi.
Tipe sistem kemudi yang digunakan tergantung dari setiap mobil dipengaruhi oleh sistem pemindah daya, suspensi, dan apakah digunakan
sebagai mobil penumpang atau komersial. Tipe yang banyak digunakan saat ini adalah tipe
recirculating ball
dan
tipe rack and pinion
, khususnya untuk mobil penumpang.
Bersama dengan sistem suspensi, sistem kemudi memegang peran penting dalam menunjang kemudahan dan kenyamanan dengan senantiasa
memperhatikan keamanan saat pengemudian berlangsung, baik pada level kecepatan tinggi, sedang, maupun rendah.
Sistem kemudi yang baik harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: a.
Mampu mengendalikan arah kendaraan dari berbagai situasi jalan, jenis tikungan atau belokan dan kecepatan.
b. Menjamin stabilitas gerak dan arah kendaraan dalam berbagai kondisi
jalan dan kecepatan. c.
Tidak banyak menguras tenaga putar dari pengemudi saat memutar roda kemudi.
d. Tidak membahayakan pengemudi saat terjadi kecelakaan.
2.2. Komponen Umum Sistem Kemudi Secara umum sistem kemudi terdiri dari tiga bagian utama yang
menunjang kerja kemudi: 1.
Batang kemudi 2.
Gigi kemudi 3.
Sambungan kemudi 2.2.1. Batang Kemudi
Batang kemudi merupakan bagian yang meliputi sambungan-sambungan kemudi. Bagian-bagian tersebut antara lain poros utama yang berfungsi
meneruskan putaran roda kemudi ke gigi kemudi, dan
column tube
yang mengikat poros utama ke bodi. Ujung atas dari poros utama dibuat
commit to user
meruncing dan bergerigi, dan roda diikatkan di tempat tersebut dengan sebuah mur pengikat.
Batang kemudi juga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi saat terjadi kecelakaan. Batang
kemudi dipasang pada bodi melalui
bracket column
tipe
breakaway
sehingga batang kemudi dapat bergeser turun saat terjadi kecelakaan. Cara kerja pada waktu terjadi kecelakaan seperti terlihat pada gambar 2.1.
Ganbar 2.1 cara kerja bracket column Bagian bawah poros utama dihubungkan pada gigi kemudi melalui
sambungan universal yang berfungsi memperkecil atau meredam kejutan akibat dorongan jalan ke roda kemudi melalui gigi kemudi.
Pada jenis mobil tertentu juga dilengkapi sistem kontrol kemudi, diantaranya mekanisme
steering lock
untuk mengunci poros utama. Mekanisme
tilt steering
untuk memungkinkan penyetelan posisi vertikal roda kemudi, serta mekanisme
telescopic steering
agar diperoleh panjang poros utama yang diinginkan seperti terlihat pada gambar 2.2. dan gambar
2.3
Gambar 2.2 Penyetelan posisi roda kemudi
commit to user
Gambar 2.3. Mekanisme
steering lock
Berdasarkan reaksi terhadap kecelakaan, poros utama dan batang kemudi dibedakan menjadi dua jenis, yakni:
1. Non Collapsible
Pada tipe ini poros utama dan batang kemudi tidak mengalami runtuh saat terjadi benturan akibat kecelakaan, sehingga keamanan untuk
tipe ini kurang terjamin.
2. Collapsible
Untuk tipe ini akan terjadi runtuhnya poros utama dan batang kemudi saat kecelakaan. Berdasarkan bahan dan kontruksi yang
digunakan, tipe ini dibagi menjadi: a.
Tipe mesh Tipe mesh mempunyai kolom dengan struktur jaring dan poros
utamanya terdiri dari bagian atas dan bawah yang disambung dengan plastik pin. Sedang pada
column bracket
-nya dipasang
capsule
. saat terjadi benturan, poros utama dan kolomnya akan mengalami runtuh,
maka
capsule column bracket
akan terlepas dan poros dan batang kemudinya tertekan kebawah. Lihat pada gambar 2.4 dibawah ini:
commit to user
Gambar 2.4. Batang kemudi model
mesh
. b.
Tipe bola Kolom tipe ini terdiri dari dua bagian atas dan bawah, yang
tersambung oleh
ball bearing
, sedang poros utamanya terdiri dari bagian atas dan bawah yang tersambung dengan
plastic pin
. Saat terjadi benturan keras maka kolom dan poros utamanya akan
mengalami penyusutan, tenaga ini akan diserap oleh
ball bearing
yang dipasang pada
lower
dan
upper tube
sehingga pengemudi terhindar dari bahaya. Mekanismenya seperti terlihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Batang kemudi tipe bola. Kedua jenis diatas mempunyai karakteristik yang memiliki kelebihan
dan kekurangan sebagai berikut : a.
Model
Non Collapsible
Keuntungan : -
Poros utamanya lebih kuat sehingga banyak digunakan pada mobil ukuran besar dan mobil niaga.
- Kontruksinya lebih sederhana.
commit to user
Kerugian : -
Saat kecelakaan terjadi, kemudi tidak dapat menyerap goncangan sehingga keselamatan kurang terjamin.
b. Model
Collapsible
Keuntungan : -
Saat benturan, goncangan dapat diserap oleh kemudi sehingga pengemudi dapat lebih terjamin keselamatannya.
Kerugian : -
Poros utamanya kurang kuat, sehingga hanya digunakan pada mobil ukuran kecil dan penumpang.
- Kontruksinya lebih rumit.
2.2.2. Gigi Kemudi
Gigi kemudi selain untuk mengarahkan roda depan, juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk memperbesar putaran roda kemudi sehingga
tidak terasa berat. Untuk itu diperlukan perbandingan reduksi yang disebut juga perbandingan gigi kemudi. pada umumnya perbandingan tersebut
antara 18 – 20 : 1. Perbandingan yang semakin besar akan menyebabkan
kemudi menjadi semakin ringan akan tetapi jumlah putaran akan bertambah banyak untuk menghasilkan sudut belok yang sama.
Berdasarkan kontruksi gigi yang dipakai, maka gigi kemudi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa bagian :
a. Model cacing dan
Sector Roller
Gigi cacing berkaitan dengan
sector roller
di bagian tengahnya. Gesekannya dapat merubah sentuhan antara gigi dengan gigi menjadi
sentuhan menggelinding. Kontruksinya terlihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Gigi kemudi model cacing dan
sector roller
commit to user
b. Model cacing dan
Sector
Pada model ini, hubungan gigi cacing dan sector berkaitan secara langsung. Kerja gigi kemudi seperti terlihat pada gambar 2.7 di bawah
ini.
Gambar 2.7. Gigi kemudi model cacing dan
sector
c. Model
screw pin
Pada jenis roda kemudi ini, bekerja dengan mekanisme hubungan pin yang berbentuk tirus yang bergerak sepanjang gigi cacing, dimana
seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8. Gigi kemudi model
screw pin
d. Model
Screw
dan
Nut
Di bagian bawah poros utama terdapat ulir dan sebuah
nut
terpasang padanya. Pada nut terdapat bagian yang menonjol dan dipergunakan
tuas yang terpasang pada rumahnya, seperti terlihat pada gambar 2.9.
commit to user
Gambar 2.9. Gigi kemudi model
screw
dan
nut
.
e. Model
Recirculating Ball
Model ini peluru – peluru diisikan dalam lubang – lubang
nut
dan gigi cacing. Mempunyai sifat yang baik dalam menahan keausan dan
goncangan. Mekanisme kerja tipe ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini. 2.10.
Gambar 2.10. Gigi cacing model
recirculating ball.
f. Model Rak dan Pinion
Gerakan putar pinion diubah secara langsung oleh rak menjadi gerakan linear. Model rak
– pinion mempunyai kontruksi yang sederhana, sudut belok tajam dan ringan, tetapi goncangan yang diterima dari
permukaan jalan mudah diteruskan ke roda kemudi. Model rak pinion dapat dilihat pada gambar dibawah ini. 2.11
commit to user
Gambar 2.11. Gigi kemudi tipe rack dan pinion.
2.2.3. Sambungan Kemudi
Sambungan kemudi adalah kombinasi dari batang – batang dengan
lengan dimana bekerja untuk meneruskan gerakan gigi kemudi ke roda –
roda depan kiri dan kanan. Sambungan kemudi harus dapat dengan tepat meneruskan gerakan roda kemudi ke roda
– roda depan pada saat kendaraan bergerak naik
– turun saat berjalan. Ada dua macam sambungan kemudi, yaitu sambungan kemudi untuk
suspensi rigid dan sambungan kemudi untuk suspensi independen. Untuk suspensi rigid terdiri dari lengan
pitman
,
drag link
, lengan
knukle
, tie rod, dan
tie rod end
ujung tierod . Sedangkan untuk suspensi independen terdapat sepasang tie rod yang disambungkan dengan
relay rod
pada tipe rak dan pinion, rak berfungsi sebagai
relay rod
. Sebuah pipa dipasangkan diantara tie rod dan ujung tie rod untuk penyetelan panjang batang.
2.3. Perbandingan Karakteristik Tipe Roda Gigi
Penggunaan tipe gigi kemudi untuk tiap kendaraan sesuai dengan fungsi operasional yang didasarkan pada pertimbangan karakteristik
bentuk dan kontruksi tanpa mengesampingkan faktor keamanan, ekonomis, dan kenyamanan sebagai fungsi utama komponen chasis dan
transmisi. Saat ini yang paling dominan dipakai dalam kendaraan adalah tipe
recirculating ball
dan rak – pinion. Tipe rak dan pinion bila dibandingkan
dengan tipe
recirculating ball
memiliki keuntungan sebagai berikut :
commit to user
- Kontruksinya sederhana dan lebih ringan
Dengan sifat diatas tipe ini relatif efisien karena
gear box
yang diperlukan tidak terlalu besar, dan rak yang digunakan juga
berperan sebagai sambungan langsung terhadap kemudi, sehingga relay rod tidak dibutuhkan.
- Kontak gigi terjadi secara langsung
Sifat diatas membuat tipe rak dan pinion dirasa lebih responsif dibandingkan dengan tipe
recirculating ball
. -
Hambatan geser kecil Kemudi tipe ini mampu memindahkan momen yang lebih baik,
sehingga dipandang putaran kemudi relatif lebih kecil. -
Perawatan lebih mudah Hal ini dimungkinkan, karena kontruksi dari roda gigi yang
tertutup sehingga memudahkan dalam perawatan. 2.4.
Sistem Kemudi Tipe Rak Dan Pinion Model rak dan pinion pada umumnya dimanfaatkan pada kendaraan
berukuran kecil hingga sedang. Secara umum selain dari komponen utama penyusun sistem kemudi seperti yang telah diterangkan didepan, tipe rak
dan pinion tersusun dari komponen berikut : a.
Rak Rak dalam tipe rak dan pinion berfungsi sebagai
relay rod
yang menghubungkan kemudi dan gigi secara langsung. Perkaitan rak
dan pinion dapat diatur oleh
rack guide
dengan menyetel baut pengatur
adjusting screw
. Adapun gambar tipe kemudi rak dan pinion dapat dilihat dibawah
ini. 2.12
Gambar 2.12. Rack pada
steering rack housing.
commit to user
b. Tie rod
Dengan ujung yang berbentuk ulir, tie rod dimungkinkan dapat distel dengan memutar bola hubungan tie rod dan rumah rak,
sehingga
toe in
dapat diperoleh sesuai dengan ukuran yang di inginkan. Gambar tie rod dapat dilihat dibawah ini.2.13
Gambar 2.13.
Tie Rod
c. Ujung tie rod
Ujung tie rod yang ditunjukkan pada gambar 2.14 dibawah ini berfungsi sebagai penghubung tie rod dengan lengan knukle. Pada
ujung tie rod dilengkapi dengan sambungan bola, yang untuk kendaraan penumpang biasanya digunakan tipe sambungan bola
tanpa pelumasan, untuk itu bahan model ini harus tahan gesekan dan memiliki daya tutup terhadap debu yang cukup baik dan
memerlukan gemuk yang khusus untuk perawatan.2.14
Gambar 2.14. Ujung
Tie rod.
d. Lengan knukle
commit to user
Berfungsi sebagai penerus gerakan tie rod ke roda depan melalui
steering knukle
. Adapun gambar lengan knukle dapat dilihat dibawah ini. 2.15
Gambar 2.15. Lengan Knukel
e. Steering knuckle
Seperti terlihat pada gambar 2.16 dibawah ini, bagian ini berfungsi sebagai penahan beban yang terjadi pada roda depan dan sekaligus
sebagai poros putaran roda.
Gambar 2.16.
Steering
knuckle
Sesuai dengan letak pinion, tipe kemudi rak – pinion dapat
diklasifikasikan sebagai berikut : 1.
Pinion tengah tie rod pinggir Pada tipe ini, posisi pinion berada ditengah antara tie rod
kanan dan kiri. Model kontruksi semacam ini paling banyak digunakan pada mobil, karena dipandang memiliki keunggulan
sebagai berikut.
commit to user
- Jika terjadi kecelakaan, keamanan lebih terjamin karena
tidak terhubung secara langsung dengan batang kemudi. -
Produksi lebih efisien untuk dibuat kemudi kiri dan kanan Selain keunggulan diatas, juga terdapat kekurangan sebagai
berikut : -
Kontak gigi kecil -
Pemegasan tidak baik -
Pemakaian tempat besar 2.
Pinion pinggir tie rod tengah Tipe ini jarang dipakai pada kendaraan pada umumnya, namun
model ini juga memiliki kelebihan sebagai berikut : -
Kontak gigi besar -
Pemegasan baik, dengan tie rod yang panjang memungkinkan pemegasan yang baik akibat perubahan
geometri yang kecil. -
Pemasangan tie rod bebas atau tidak terikat dengan tinggi lengan suspensi.
Selain kelebihan diatas, terdapat juga kekurangan sebagai berikut :
- Pemakain tempat yang lebih besar
3. Pinion pinggir tie rod pinggir
Model ini banyak di adopsi mobil Volvo, Toyota starlet, dan ford laser. Tinggi dan panjang tie rod terhadap lengan suspensi
harus sama. Keunggulan tipe diatas adalah sebagai berikut :
- Kontak gigi besar pinion miring terhadap rak
- Harga relatif murah
- Memerlukan sedikit tempat
Selain kelebihan diatas, terdapat juga kekurangan sebagai berikut :
- Pemegasan jelek, karena terot pendek
commit to user
Perbandingan bervariasi pada gigi kemudi model rak dan pinion didasarkan pada situasi dan kontruksi rak dan pinion. Adapun
perbandingan tersebut dapat dideskripsikan sebagai berikut : 1.
Situasi -
Pada jalan raya, terjadi pengemudian langsung. Pada situasi semacam ini pengemudi secara langsung merasakan
gaya pengemudian yang terjadi pada roda kemudi. -
Pada saat parkir, diperlukan gaya pengemudian yang lebih berat. 2.
Kontruksi -
Jarak puncak gigi rak dibuat tidak sama. -
Pada tiap putaran pinion, terjadi perubahan gerak yang jaraknya berubah
– ubah. 2.17
Gambar 2.17. Kontak gigi rack dan pinion.
Saat pinion diposisi tengah -
Diameter kontak pinion lebih besar -
Jarak gerak rak lebih panjang -
Gaya kemudi berat, sudut yang dihasilkan lebih besar Saat pinion diposisi pinggir
- Diameter kontak lebih kecil
- Jarak gerak rak lebih pendek
- Gaya kemudi ringan, tetapi sudut belok lebih kecil
Prinsip kerja rak dan pinion : Pada ujung bawah gigi pinion terdapat hubungan dengan rak, yang
apabila roda kemudi diputar maka putaran tersebut akan diteruskan ke rak melalui batang kemudi yang akan memutar gigi pinion yang
selanjutnya akan menggerakkan rak bergeser ke kanan dan ke kiri.
commit to user
yang diteruskan pada hubungan tie rod dan knukle yang akhirnya menghasilkan sudut belok pada roda depan.
commit to user
BAB III PROSES PENGERJAAN DAN RINCIAN BIAYA
Kategori