commit to user
4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Jenis-Jenis Sistem Kemudi
Sistem kemudi yang dipakai pada kendaraan jika ditinjau dari tenaga yang dipakai untuk membelokkan roda kemudi, dapat dibedakan menjadi dua
macam, yaitu : 2.1.1. Sistem Kemudi Konvensional
Pada sistem kemudi Konvensional, gaya yang diperlukan untuk memutar roda depan sepenuhnya berasal dari putaran roda kemudi yang diputar oleh
pengemudi. Jenis- jenis kemudi konvensional berdasarkan gigi kemudi :
1. Tipe Cacing dan Rol. Pada tipe gigi kemudi cacing dan rol, gerak utar roda kemudi
diubah menjadi gerak ayun lengan pitman melalui roda gigi cacing dan rol.
Gambar 2.1. Konstruksi gigi cacing dan rol Sumber : Team Toyota, 1995
commit to user
5
2. Tipe Rack and Pinion. Tipe rack and pinion pada umumnya digunakan pada mobil
yang berukuran kecil sampai sedang.
Gambar 2.2. Konstruksi rack and pinion Sumber : Team Toyota, 1995
3. Tipe Bola Sirkulasi. Pada model bola sirkulasi, bola diisikan dalam lubang mur
kemudi nut untuk membentuk hubungan yang menggelinding antara mur kemudi dan baut kemudi worm shaft, sehingga mempunyai sifat tahan
aus. Tipe ini banyak digunakan pada mobil yang berukuran besar.
Gambar 2.3. Konstruksi tipe bola sirkulasi Sumber : Team Toyota, 1995
commit to user
6
Komponen-komponen kemudi konvensional : 1.
Roda kemudi Steering wheel. Roda kemudi digunakan untuk memutar steering coloum agar
sistem steering bisa bekerja. Diameter roda kemudi disesuaikan dengan beban steering karena semakin besar diameter roda kemudi maka steering
menjadi lebih ringan ini dikarenakan momen menjadi lebih besar jadi gaya yang diperlukan untuk memutar steering coloum menjadi lebih kecil.
Tetapi jika diameter roda kemudi terlalu besar ini pun dapat mengganggu kenyaman pengemudi.
Gambar 2.4. Roda kemudi 2. Batang kemudi dan tabung batang kemudi.
Batang kemudi memindahkan putaran roda kemudi ke gigi kemudi. Tabung batang kemudi column tube terpasang pada batang
kemudi dan berfungsi mengikat batang ke body. Bagian atas batang kemudi berbentuktirus dan bergigi, tempat roda kemudi dipasangkan
dengan sebuah mur. Diantara bagian bawah batang kemudi dan gigi kemudi dihubungkan dengan flexible joint, terbuat dari karet yang
berfungsi untuk memperkecil pengiriman lejutan yang diakibatkan oleh keadaan jalan dari gigi kemudi ke roda kemudi.
commit to user
7
Gambar 2.5. Batang kemudi Sumber : Team Toyota, 1995
3. Sambungan kemudi Steering linkage. Sambungan kemudi adalah kombinasi antara batang dan lengan yang
meneruskan gerakkan lengan pitman ke roda-roda depan kanan dan kiri. Bentuk yang tepat sangat mempengaruhi kestabilan pengendaraan. Ada
beberapa bentuk sambungan kemudi, yaitu : a. Sambungan kemudi untuk suspensi rigid
Sambungan kemudi ini terdiri dari lengan pitman, drag link, knuckle arm, tie-rod dan tia-rod end. Tie rod mempunyai pipa untuk menyetel
panjangnya tie rod.
Gambar 2.6. Sambungan kemudi untuk suspensi rigid Sumber : Team Izusu, 1995
commit to user
8
b. Sambungan kemudi untuk suspensi independen. Pada tipe ini terdapat sepasang tie-rod yang disambungkan dengan relay
rod. Sebuah pipa dipasang diantara tie rod dan tie rod end untuk menyetel panjangnya rod.
Gambar 2.7. Sambungan kemudi untuk suspense independen Sumber : Team Toyota, 1995
Sedangkan untuk suspensi independen terdapat sepasang terot rack end yang disambungkan dengan relay rod .Komponen penyusun
sambungan kemudi untuk suspensi independen yaitu: 1 Steering gear
Recirculating ball yang menghubungkan kemudi secara langsung. Pada tipe recirculating ball kaitan antara Gigi sector dengan nut dapat
diatur dengan adjusting screw. 2 Lengan Pitman
Lengan pitman mempunyai fungsi untuk merubah gerak putar roda kemudi menjadi gerak ayun. Selain itu lengan pitman menghubungkan
sambungan kemudi dengan kotak gigi kemudi 3 Lengan Idler idler arm
Idler Arm befungsi untuk mendukung gerakan dari pitman arm.
commit to user
9
4 Tie rod Rack End Dengan ujung berbentuk ulir tie rod dimungkinkan dapat distel dengan
memutar sambungan bola. Sehingga toe in dapat diperoleh dengan ukuran yang diinginkan.
Gambar 2.8. Rack End Sumber : Team Izusu, 1995
5 Ujung Tie rod Tie Rod End Tie rod end berfungsi sebagai penghubung terot dengan lengan knukle.
Pada ujung tie rod end dilengkapi sambungan bola yang dilumasi oleh vet. Sambungan bola dilindungi oleh karet sebagai penutup agar debu
dan kotoran tidak masuk.
Gambar 2.9.Tie Rod End Sumber : Team Izusu, 1995
6 Lengan Knukel Knuckle Arm Berfungsi sebagai penerus gerakan tie rod end ke roda depan melalui
steering knuckle.
commit to user
10
Gambar 2.10. Lengan Knucle Sumber : Team Izusu, 1995
2.1.2. Sistem Kemudi Power Steering Power steering adalah sistem peralatan tambahan pada sistem kemudi
yang berfungsi meringankan kerja pengemudi. Gaya yang diperlukan untuk memutar roda depan tidak sepenuhnya dari tenaga si pengemudi,
akan tetapi pengemudi mendapatkan tenaga tambahan dari kerja pompa yang ikut juga dalam proses pengemudian suatu kendaraan.
Gambar 2.11. Sistem kemudi power steering Sumber : Team Toyota, 1995
commit to user
11
Prinsip kerja power steering : 1. Power steering bekerja atas dasar tekanan fluida fluida yang
digunakan biasanya ATF Automatic Transmission Fluid . 2. Tekanan fluida didapatkan dari pompa yang digerakkan mesin.
3. Tekanan fluida diatur oleh katup untuk diarahkan ke silinder pada saat belok atau dikembalikan ke reservoir pada saat jalan lurus .
Tekanan hidrolis bekerja pada piston yang terdapat didalam silinder. Dengan menutup katup, fluida akan keluar dari saluran dibawah silinder,
sehingga tekanan fluida bertambah dan mendorong piston keatas. Apabila katup dibuka tekanan fluida berkurang dan piston bergerak ke bawah.
Jumlah fluida yang mengalir diatur oleh menutup dan membukanya katup- katup.
Komponen-komponen Sistem Kemudi Power Steering : 1. Reservoir dan Vane pump.
Reservoir berfungsi untuk menampung persediaan minyak power steering. Vane pump merupakan pompa hidrolis yang menghasilkan
tekanan dengan menggunakan rotor dan slipper. Vane pump dibedakan menjadi dua macam terpisah dan menyatu dengan reservoir. Pada
modifikasi mobil Chevrolet Luv menggunakan vane pump yang terpisah dengan reservoir. Pada vane pump terdapat 10 buah vane
plate dan bagian belakangnya terdapat katup pengontrol flow control valve .
commit to user
12
Gambar 2.12. Vane pump dan reservoir yang menyatu Sumber : Team Toyota, 1995
Rotor berputar didalam cincin kam cam ring yang dipasangkan ke rumah pompa pump housing , pada rotor terdapat alur-alur untuk
pemasangan vane plate. Permukaan luar rotor berbentuk bulat tetapi permukaan dalam cincin kam berbentuk oval, sehingga ada celah
antara rotor dan cincin kam. Vane pump bersentuhan pada permukaan dalam cincin kam. Dengan ada nya gaya sentrifugal dan tekanan fluida
pada bagian belakang vane plate yang membentuk seal, apabila pompa menghasilkan tekanan fluida kebocoran tekanan diantara vane plate
dan cincin kam dapat dicegah. - Vane pump ini terdiri dari :
a. Rotor digerakkan oleh sabuk belt dengan perantaraan puli. b. Fixed ring dengan 6 buah slot.
c. Enam buah slipper dengan pegas-pegas didalamnya dan bersentuhan langsung dengan rotor.
d. Katup pengontrol yang mengatur tekanan maximum fluida dan volume aliran.
commit to user
13
- Cara kerja vane pump : a. Penghisapan inlet .
Ruangan yang dibentuk oleh fixed ring dan rotor terbagi oleh enam buah slipper. Ruangan tersebut akan membesar
sehubungan dengan putaran rotor. Pada waktu kapasitas ruangan membesar, fluida mengalir masuk dari alur pemasukan
yang terdapat pada belakang poros rotor rotor shaft dan berkumpul didalam ruangan antara fixed ring dan rotor. Proses
ini disebut pemasukan.
Gambar 2.13. Penghisapan inlet Sumber : Team Izusu, 1995
b. Pembuangan outlet . Pada waktu rotor terus berputar, kapasitas ruangan antara fixed
ring dan ritir mengecil. Fluida yang terdapat didalamnya ditekan keluar menuju gigi kemudi melalui alur pengeluaran
dari poros rotor, sementara volumenya diatur oleh katup pengontrol. Proses ini disebut buang.
commit to user
14
Gambar 2.14. Pembuangan outlet Sumber : Team Izusu, 1995
- Komponen-komponen vane pump : a. Katup pengontrol.
Volume pengeluran dari pompa bertambah sebanding dengan putaran mesin rpm. Karena tidak ada katup pengontrol,
sehingga semakin tinggi putaran motor, fluida yang dialirkan semakin banyak.
Gambar 2.15. Grafik hubungan volume dan rpm tanpa katup pengontrol Sumber : Team Toyota, 1995
commit to user
15
Hal itu menyebabkan tenaga untuk membantu pengemudian semakin besar. Bila bantuan tenaga terlalu besar, akan
mengganggu stabilitas pengemudian karena pengemudi tidak bisa merasakan kontak roda dengan permukaan jalan. Oleh
karena itu pada vane pump dilengkapi dengan katup pengontrol untuk mengatur volume aliran minyak dari pompa ke gigi
kemudi.
Gambar 2.16. Katup pengontrol Sumber : Team Toyota, 1995
Lubang menuju silinder gigi kemudi diasumsikan hanya mampu mengalirkan minyak maksimum 6 liter menit. Setelah
volume aliran melebihi 6 liter menit, tekanan sebelum saluran masuk membesar, akibatnya saluran ke reservoir terbuka dan
fluida dialirkan kembali ke reservoir.
Gambar 2.17. Katup pengontrol saat volume aliran 6 litermenit Sumber : Team Toyota, 1995
commit to user
16
Gambar 2.18. Grafik hubungan volume dan rpm dengan katup pengontrol Sumber : Team Toyota, 1995
Disamping terdapat katup pengontrol, di dalam vane pump juga dilengkapi dengan katup pengontrol volume control spool
yang berfungsi untuk menurunkan volume aliran minyak pada saat pompa mencapai kecepatan tertentu, sehingga diperoleh
gaya kemudi yang sesuai meskipun mobil sedang berjalan dengan kecepatan tinggi.
Gambar 2.19. Penampang katup pengatur volume Sumber : Team Toyota, 1995
commit to user
17
b. Relief valve
Gambar 2.20. Relief valve Sumber : Team Toyota, 1995
Relief valve terdapat di dalam katup control. Apabila roda kemudi diputar, katup flapper akan tertutup dan tekanan
hidrolis didalam saluran akan bertambah. Pada saat ini relief valve membuka dan membentuk sirkuit seperti pada gambar
dibawah ini. Jadi relief valve berguna untuk mengontrol tekanan hidrolis maksimum.
c. Slipper Slipper selalu berhubungan langsung dengan poros rotor
karena ditekan oleh tegangan pegas, ini dimaksudkan untuk mencegah kebocoran fluida dari alur pengeluaran outlet port
ke alur pemasukkan inlet port . Bagian yang dipotong dari slipper disediakan untuk mengalirkan fluida kedalam ruangan
antara fixedring dan slipper. Tekanan hidrolis yang bekerja pada punggung slipper akan menutup dengan rapat antara
slipper dan fixed ring, untuk mencegah keocoran fluida keruangan sebelahnya.
commit to user
18
2. Pendingin oli oil cooler . Pipa-pipa tembaga selain berfungsi untuk menyalurkan fluida power
steering juga berfungsi sebagai pendingin. Akibat vane pump yang bekerja pada tekanan tinggi, dapat menyebabkan fluida menjadi panas.
Dan fluida dapat didinginkan dengan cara dialirkan pada pipa pendingin yang mempunyai alur yang diperpanjang agar pendinginan
maksimal. 3. Rumah gigi kemudi gear box housing .
Pada kemudi power steering porosnya d buat dua bagian yaitu baut kemudi dan batang torsi torsion shaft. Jadi putaran roda kemudi
dipindahkan dari batang torsi ke baut kemudi.
Gambar 2.21. Rumah gigi kemudi Sumber : Team Toyota, 1995
Cara kerja : Jika batang kemudi diputar searah jarum jam kekanan baut kemudi
juga ikut berputar dengan arah yang sama, maka mur kemudi bergerak lurus memanjang keatas mengikuti alur baut kemudi. Gerakan mur
kemudi menyebabkan gigi sektor berputar berlawanan arah jarum jam,
commit to user
19
sehingga lengan pitman melakukan gerakan ayunan dengan arah yang sama.
Pada gigi kemudi model bola sirkulasi menggunakan perbandingan gigi tipe konstan. Bentuk dari gigi sektor dan gigi mur kemudi tipe
konstan seperti pada gambar 2.19. Pada bentuk ini jarak radius gigi sektor C1,C2 dan C3 dibuat sama panjangnya yaitu 40 mm. Jarak
garis sumbu dan batas singgungan dengan gigi sektor D1,D2 dan D3 juga dibuat sama yaitu 27 mm.
Gambar 2.22. Gigi kemudi tipe konstan Sumber : Team Toyota, 1995
2.2 Trouble Shooting Sistem Kemudi
Kategori