DASAR TEORI AGUNG DWI SAPUTRO I 8608038

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. commit to user d. Lengan knukle 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 commit to user digunakan pada mobil, karena dipandang memiliki keunggulan sebagai berikut. - 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 : commit to user - Pemegasan jelek, karena terot pendek 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. 2.5. Ban Dalam mobilitasnya mobil secara langsung bersinggungan dengan permukaan jalan dengan berbagai kondisi. Gerak mobil terjadi karena ada transfer tenaga yang dihasilkan mesin pada putaran roda melalui sistem ban. Sedangkan untuk gerak belok, arah roda depan dipengaruhi gaya yang digunakan untuk memutar roda kemudi. Gaya yang diterima oleh ban secara langsung dipengaruhi oleh besarnya gesekan yang terjadi pada ban terhadap kondisi jalan yang dilalui. Adapun besar koefisien gesek ban dengan bahan jalan dapat dirumuskan sebagai persamaan berikut : Untuk jalan aspal µ = Ė.ĖĖĖ , = 2.1 untuk jalan dengan batu kwarsa µ = 1,01968 – 0,0063 2.2 untuk jalan beton µ = 0,8587 – 0,00184 䑀, 2.3 Nyoman S.,2001:98 Dimana : µ = koefisien gesek V = kecepatan kendaraan Selain itu ban juga berfungsi sebagai peredam untuk mengurangi efek kejut yang terjadi akibat kondisi jalan yang kurang rata, dan atau medan yang tidak nyaman. Dengan sifat kekakuan yang dimiliki, ban juga dapat dianggap pegas yang akan berpengaruh pada jari – jari penapakan ban terhadap jalan. Adapun besaran kekakuan ban sesuai dengan tipe ban dapat dirumuskan dengan persamaan dibawah : Untuk ban bias : 爀 = 100,0 + 41,6667 Pi 2.4 Untuk ban radial : 爀 = 430 + 27,9167 Pi 2.5 Nyoman S.,2001:76 commit to user Dimana : 爀 = kekakuan ban lbin = tekanan ban Psi Sehingga, secara garis besar fungsi ban dapat diutarakan sebagai berikut : - Penopang seluruh berat kendaraan - Bersentuhan langsung dengan permukaan jalan dan mentransfer gerakan dan daya pengereman ke jalan, dengan demikian dapat berperan sebagai pengontrol gerak awal, percepatan, perlambatan, dan sekaligus sebagai pengereman. - Menerima kejutan yang diterima dari jalan yang tidak rata. 2.5.1. Kontruksi ban Gambar 2.18. dibawah menunjukkan kontruksi ban secara umum. Gambar 2.18. Kontruksi Ban 2.5.2. Tipe ban Dilihat dari kontruksi penyusunnya dan carcass, ban dapat digolongkan menjadi ban bias bias ply tire dan ban radial radial ply tire - Ban bias Carcass untuk ban bias disusun dari lapisan benang yang membentuk sudut 30 䑀 - 40 䑀 terhadap garis tengah ban. Susunan ini dimaksudkan untuk menopang beban arah memanjang dan commit to user melintang. Tetapi saat menerima beban vertikal ban akan cenderung menggeliat. - Ban radial Carcass tersusun dari lapisan yang tegak lurus terhadap tengah ban. Kontruksi ini tahan terhadap pembebanan radial tetapi tidak kuat menahan beban memanjang dan melintang ke sekeliling roda. Untuk itu diperlukan adanya sabuk yang terbuat dari benang tekstil atau kawat yang dibalut karet. Ban ini memiliki kemampuan belok yang baik, kecepatan dan kemampuan gelinding rendah, gambar 2.19 merupakan perbandingan antara ban bias dan ban radial. Gambar 2.19. Gambar penampang ban bias dan radial. 2.5.3. Sistem kode spesifikasi ban Pada sisi sebelah luar ban biasanya terdapat kode yang menunjukkan lebar ban, diameter dalam diameter pelek , dan ply rating. Untuk beberapa tipe ban tertentu terdapat kode yang memperlihatkan fungsi, atau aspek rationya. Berikut contoh sistem kode spesifikasi ban : - Ban bias 6.45 S 14 4PR 1 2 3 4 commit to user - Ban radial 195 70 H R 14 1 5 2 6 3 - Sistem kode ban ISO international standarisational organization 195 70 R 14 86 H 1 5 6 3 7 2 Keterangan : Lebar ban dalam satuan inch ban bias atau millimeter ban radial 1. Lebar ban 2. Kecepatan maksimum yang diijinkan 3. Diameter dalam inch 4. Kapasitas maksimum membawa beban dalam ply rating kekuatan ban 4PR sama dengan kekuatan ban yang menggunakan 4 lapisan benang katun . 5. Aspek ratio tinggi dibagi lebar ban dalam persen. 6. Ban radial 7. Kapasitas mengangkut beban load indeks Untuk kecepatan yang diijinkan, dilambangkan dengan kode huruf besar yang memuat batas maksimum kecepatan. Adapun arti dari simbol yang diberikan adalah sebagai berikut : Tabel 1 kecepatan ijin kode ban Kode Kecepatan km jam Kode Kecepatan km jam K 110 R 170 L 120 S 180 M 130 T 190 N 140 U 200 P 150 H 210 Q 160 V 210 atau lebih New step 1, 1995, 5 – 24 commit to user 2.6. Pelek Roda Ban tidak dapat dipasang langsung pada mobil, tetapi harus dipasangkan pada pelek roda disc wheel . Karena roda merupakan bagian penting yang menyangkut keamanan pengemudi, maka harus cukup kuat menahan beban vertikal dan horizontal, beban pengendaraan dan pengereman, dan berbagai macam beban yang bertumpu pada ban. Pada umumnya pelek yang dipakai saat ini adalah pelek yang terbuat dari bahan baja press dan campuran besi tuang. Setiap mobil akan mempunyai spesifikasi pelek dengan simbol tercetak pada pelek itu sendiri, yang belum tentu sama, sistem kode spesifikasi pelek adalah sebagai berikut : 4 ½ - J x 13 1 2 3 5.50 F x 15 SDC 1 2 3 4 Keterangan : 1. Lebar pelek dalam inch 2. Bentuk flens pelek 3. Diameter pelek inch 4. Tipe rem commit to user 23

BAB III PROSES PENGERJAAN DAN RINCIAN BIAYA