Steering & Suspension

Transkripsi

1 Steering & Suspension Hak Cipta oleh Hyundai Motor Company. Alih Bahasa oleh Training Support & Development. Buku ini tidak boleh perbanyak tanpa persetujuan dari Hyundai Motor Company. Training Material & Publication 1

2 Umum Peran suspensi Jika kendaraan berjalan dipermukaan yang halus, datar maka dia akan menerima guncangan dari permukaan jalan. Dan apabila jalan yang dilalui terdapat banyak lubang dan benjolan maka tersebut akan mengalami guncangan yang lebih kuat. Jika tidak dipersiapkan sesuatu untuk mengurangi guncangan ini ketingkat yang dapat diterima, maka bisa menimbulkan beberapa masalah yaitu : Penumpang mengalami guncangan yang dirasa tidak nyaman, turun-naik dan tersentak. Mobil akan susah dikuasai dan bila terjadi guncangan yang kuat dapat merusak kendaran atau penumpang dan barang bawaannya. Untuk meningkatkan kenyamanan dan kestabilan kemudi, maka dibuatlah susunan spring dan rod yang kemudian dipasang diantara Roda dan bodi kendaraan yang fungsinya adalah untuk mengurangi guncangan dan kejutan Suspensi menghubungkan bodi kendaraan dengan roda-roda, yang fungsinya adalah sebagai berikut : Saat mobil melaju, suspensi bersama-sama dengan ban menyerap dan meredam bermacam getaran, kejutan, dan turun-naik dari permukaan jalan untuk melindungi penumpang dan bawang bawaan dan juga untuk meningkatkan kestabilan mengemudi. Menyalurkan gaya maju dan mengerem, yang dihasilkan karena gesekan antara permukaan jalan dan roda ke body. Menopang body pada axles dan menjaga hubungan antara body dan roda-dora secara geometris. SPRUNG WEIGHT DAN UNSPRUNG WEIGHT Seluruh bobot kendaraan yang ditopang oleh pegas (spring) kendaraan disebut dengan sprung weight. Termasuk diantaranya adalah body,frame,engine,transmission, dst. Sedangkan, unsprung weight adalah bobot suatu komponen yang tidak ditopang oleh spring. Termasuk diantaranya adalah tires, wheels, axles dsb.semakin besar sprung weight pada kendaraan, maka semakin besar pula tingkat kenyamanan yang akan diperoleh. Dikarenakan kecenderungan pengaruh guncangan dan kejutan yang disalurkan dari permukaan jalan melalui spring akan berkurang apabila sprung weight-nya besar. Training Material & Publication 2

3 GUNGCANGAN YANG TERJADI PADA UNSPRUNG WEIGH PITCHING Pitching adalah gerakan turun naik pada bagian depan dan belakang kendaraan (seperti menganguk-angguk). Hal ini terjadi terutama apabila mobil melaju dijalan yang banyak benjolannya atau juga di jalan aspal yang tidak rata dan banyak lubang, gejala pitching lebih mudah terjadi bila spring yang digunakan lebih lembut dibandingkan dengan spring yang lebih keras. ROLLING Adalah gerakan bodi kendaraan miring ke kanan atau kekiri. Ketika mobil berjalan atau berbelok di jalan yang bergelombang, salah satu sisi spring kendaraan akan mengembang, sedangkan sisi satunya lagi mengkerut. Hal ini disebabkan karena bodi kendaraan rolling (miring) ke salah satu sisi. Bouncing Bouncing adalah gerakan naik turun pada keseluruhan bodi kendaraan. Bouncing terjadi umumnya ketika kendaraan berjalan pada jalan yang bergelombang dengan kecepatan tinggi. Juga bisa karena springs yang terlalu lembut. Training Material & Publication 3

4 Yawing Yawing adalah gerakan kendaraan yang mengimpang ke sisi kanan dan kiri dari titik sumbu tengah kendaraan. TIPE SUSPENSI Training Material & Publication 4

5 MCPHERSON STRUT (FRONT) KEUNTUNGAN Strukturna sederhana (ringan, murah) Ruang mesin lebih lega Pasa saat dipasang peyimpangan tingkat kelurusan ban sedikit (masih dalam batas toleransi KERUGIAN Adanya batasan desain kinematic suspensi - Ragam ketinggian Roll center besar - Ragam karakteristik Camber mutunya kurang Kekuatan Camber kurang Sulit untuk mengurangi tinggi hood * Hyundai mobil: Accent, New Accent(LC), Trajet, Centennial DOUBLE WISHBONE (FRONT) KEUNTUNGAN Desain suspensi fleksibel Tinggi hood bisa dikurangi KERUGIAN Harga mahal, bobot cukup berat, ruang mesin banyak terpakai Pada saat pemasangan kemungkinan penyimpangn kelurusan ban lebih besar Beban pada arm dan kendaraan menjadi lebih besar dan apabila jarak antara upper arm dan lower arm kecil. Training Material & Publication 5

6 TIPE HIGH-MOUNTED UPPER ARM (EF SONATA, XG) KEUNTUNGAN Desain suspensi lebih fleksibel (performa tinggi) Tingkat kelurusan lebih unggul, KERUGIAN Harga cukup mahal, cukup weight MULTI LINK SYSTEM (FRONT) Mobil : Audi A4, A6 Mobil : Mercedes-Benz S-class(99), MMC Eterna(92) Kendaraan: Nissan Infiniti Q45(89), 300Z(88), Sunny(97), Maxima(98) Kendaraan : Mazda Sentia, Kia Training Material & Publication 6

7 KEUNTUNGAN Desain suspensi lebih fleksibel Distribusi beban pada bodi kendaraan lebih baik berkat banyaknya titik link, sehingga kenyamanan meningkat Nyaman dan stabil. KERUGIAN Desain suspensi perlu optimal, sehingga perlu pengetahuan dan skill yang tinggi untuk menanganinya Mudah terpengaruh oleh gesekan dan ganguang dikarenakan banyaknya bushing dan joint, sehingga kualitas berkendara mudah menurun Kekuatan suspensi kurang STRUT TYPE (DUAL LINK, REAR) KEUNTUNGAN Strukturnya sederhana, ringan, murah. Toe control tersedia. KERUGIAN Kontrol geometris terbatas - Bump camber control is not easy - Roll center height variation is big Pemasangan shock absorber ada di dalam kabin (kabin menjadi berisik) Training Material & Publication 7

8 TRAILING ARM (REAR) KEUNTUNGAN Kontruksinya sederhanan ruang bagasi lebih unggul lega Perubahan Toe, Camber, Tread sedikit KERUGIAN Kkekuatannya kurang Kemudi keras (Roll center ada di atas ground) SEMI TRAILING ARM (REAR) KEUNTUNGAN Kontruksi sederhana Perubahan chamber ke rolling sedikit KERUGIAN Kekuatannya kurang Daya redam kejutan dan noise kurang Daya tapak roda terhadap gaya lateral/forward/backward kurang (kestabilan kurang) AXLE-BEAM TYPE WITH PARHARD ROD (REAR) KEUNTUNGAN Kontruksi sederhana Camber bisa disesuaikan oleh beam torsion - Kemampuan berputar meningkat KERUGIAN Ketahanan untuk lurus ke depan kurang - Dampak dari lateral link Un-sprung weight kurang (kurang nyaman) Karakter antara belokan kanan dan kiri berbeda Daya tapak berubah ketika bergerak ke atas-bawah (laju kurang kurang baik) Lantai menjadi tinggi dikarenakan adanya tiang untuk bergerak COUPLED TORSION BEAM TYPE (REAR) KEUNTUNGAN Geometris putar bisa disetel sesuai dengan bentuk bagian beam Strukturnya sederhana Kekuatannya cukup tinggi Kenyamanan lebih baik (spring weight berkurang) KERUGIAN Lebih berat dibandingkan tipe axle-beam Susah untuk menjaga kondisi ban secara optimal dibawah tekanan gaya menyamping dan gaya maju/mundur Training Material & Publication 8

9 MULTI LINK BEAM AXLE SYSTEM (REAR) Kendaraan : Nissan Sunny, Samsung SM5 DOUBLE WISHBONE (REAR) Tipe High-Mounted Upper Arm KEUNTUNGAN Kontrol geometris baik Tinggi Roll center bisa dioptimalkan KERUGIAN Berat, mahal, memakan ruang Ruang kabin kurang DOUBLE WISHBONE (IN WHEE TYPE, REAR) Kendaraan : Audio A4 (4WD) KEUNTUNGAN Kontrol geometris baik Tinggi roll center dapat dioptimalkan KERUGIAN Berat, mahal, memakan ruang Ketahanan lateral kurang Training Material & Publication 9

10 MULTI LINK SYSTEM (REAR) Kendaraan: Mercedes-Benz 190E (82) KEUNTUNGAN Desain suspensi lebih fleksibel Nyaman dan stabil. KERUGIAN Desain suspension lebih rumit - butuh skill tinggi dan pengalaman Mahal Training Material & Publication 10

11 5-LINK SYSTEM (REAR) Kendaraan: Nissan Silvia(89), Skyline, Infiniti Q45 4-LINK SYSTEM (REAR) Kendaraan : BMW 7-Series Integral A(89) Training Material & Publication 11

12 MULTI LINK SYSTEM (REAR) Kendaraan: BMW Integral suspension Training Material & Publication 12

13 5-LINK SYSTEM (REAR) Kendaraan : Mercedes-Benz S-class (Rear) Training Material & Publication 13

14 4-LINK SYSTEM (REAR) Kendaraan : HMC EF Sonata, XG, MMC Eterna(94) Training Material & Publication 14

15 4-LINK SYSTEM (REAR) Kendaraan : HMC Sonata(95~98), Grandeur, Centennial, MMC Devonair Training Material & Publication 15

16 Kendaraan : Mazda Sentia(93), Kia Enterprise Kendaraan : Mazda Luce(89~92), Kia Potentia Training Material & Publication 16

17 TIPE SUSPENSION STABILIZER BAR Jika hanya menggunakan spring yang lebih lunak untuk meningkatkan kenyamanan, maka bodi kendaraan akan cenderung miring sekali bila mobi berbelok, terkena gaya centrifugal. Pada kendaraan yang menggunakan suspensi independent gejala ini lebih besar. Oleh karena itulah untuk menguranginya ditambahkan stabilizer bar yang dipasang pada torsion bar. Disamping untuk memperkecil body roll ketika berbelok, juga berguna untuk meningkatkan traksi ban. Umumnya, pada suspensi depan, kedua ujung stabilizer dipasang pada lower suspension arm melalui rubber cushions dan linkage, kemudian bagian tengah stabilizer dikunci ke frame atau di dua titik lain melalui via rubber bushing, dan dapat berputar pada titik tersebut. Catatan; dengan tujuan untuk mengurangi body roll dan meningkatkan daya cengkraman ke jalan yang kasar, stabilizer bar sekrang ini tidak hanya dipakai untuk bagian depan namun juga sudah dipasang dibagian belakang. Training Material & Publication 17

18 SHOCK ABSORBER Ketika kendaraan mengalami kejutan dari permukaan jalan, pegas suspensi mengkerut dan mengembang untuk menyerap kejutan tersebut. Namun, dikarenakan pegas mempunyai karakter turun-naik, dan juga dikarenakan sering membutuhkan waktu bagi pegas untuk berhenti turun-naik, maka tingkat kenyamanannya menjadi kurang, kecuali ada suatu alat yang dapat meredam turun-naiknya pegas ini. Nah tugas untuk mengatasi masalah tersebut ada pada shock absorbers atau shock. Shock absorber tidak hanya untuk meredam gaya pegas yang berlebihan, untuk meningkatkan kenyamanan, namun juga memberikan daya cengkram pada ban yang `lebih baik dan meningkatkan kestabilan kemudi. JENIS SHOCK ABSORBERS Single-action shock absorber Daya redamnya hanya terjadi ketika shock absorber merenggang. Daya redam tidak terjadi ketia dia menekan. Training Material & Publication 18

19 Multiple-action shock absorber Daya redamnya terjadi baik ketika mengembang atau ketika menekan. Sekarang ini, kebanyakan tipe shock absorber ini yang yang dipakai pada kendaraan. Training Material & Publication 19

20 Twin-tube shock absorber Tabung cylinder dibagi kendalam pressure tube dan outer tube menjadi working chamber (inner cylinder) dan reservoir chamber (outer cylinder). Training Material & Publication 20

21 Konstruksi shock absorber tipe twin-tube Dibagian dalam absorber shell (outer tube) terdapat satu cylinder (pressure tube), dan di dalamnya lagi ada satu piston yang bergerak turun-naik. Di dasar piston rod, dipasang satu piston valve untuk menghasilkan Daya redam ketika shock absorber merenggang (selama rebounding). Pada bagian bawah cylinder terdaoat satu base valve untuk menghasilkan daya redam pada saat shock absorber menekan (selama bounding). Di dalam cylinder diisikan pelumas yang jumlahnya 2/3 dari reservoir chamber, sisanya diisi dengan tekanan udara. Cara kerja a. Ketika bounding (menekan) Kecepatan gerakan piston rod tinggi Ketika piston bergerak ke bawah, tekanan di dalam chamber A dibawah piston menjadi tinggi. Kemudian pelumas yang ada di dalam membuka katup non-return yang ada pada piston valve, sehingga praktis tidak ada tahanan yang mengalir kechamber B (daya redam tidak dibangkitkan). Pada saat bersamaan, pelumas dalam jumlah yang sama dikeluarkan oleh dorongan piston rod ke dalam cylinder, ditekan oleh leaf valve dan mengalir ke dalam reservoir chamber. Maka pada saat tersebut damping force dihasilkan oleh aliran yang tertahan. Kecepatan Piston ketika gerakan pelan Jika kecepatan piston rod sangat pelan,maka non-return valve di dalam piston valve dan leaf valve pada base valve keduanya akan tetap tertutup Karena tekanan di dalam chamber A rendah. Namun, apabila terdapat orifice di dalam piston valve dan base valve, cairan di dalam chamber A akan mengalir melewatinya ke dalam chamber B dan reservoir chamber, sehingga tenaga redam yang dikeluarkannya sedikit. b. Selama proses rebounding (Ekspansi) Kecepatan Piston rod ketika gerakan cepat Ketika piston rod bergerak ke atas, tekanan di dalam chamber diatas piston akan menjadi tinggi dan cairan di dalam chamber B akan membuka leaf valve di dalam piston valve dan mengalir ke dalam chamber membuka leaf valve di dalam piston valve dan mengalir ke dalam chamber A. Pada saat tersebut, tahanan aliran dari cairan pelumas bekerja sebagai daya peredam. Selama rod bergerak ke atas, bagian yang bergerak tersebut menggerakkan ke luar dari cylinder, sehingga volume oli yang lewat melalui non-return valve yang ada pada base valve dari reservoir chamber dan mengalir tanpa tahanan ke dalam chamber A. Training Material & Publication 21

22 Kecepatan Piston rod ketika gerakan lambat Ketika piston rod bergerak pada kecepatan rendah, kedua leaf valve di dalam piston valve dan non-return valve di dalam base valve tetap terturup karena Tekanan di dalam chamber B diatas piston adalah rendah. Oleh karena itulah, oli di dalam chamber B lewat melalui orifice di dalam piston valve dan mengalir ke chamber A. Begitu juga, oli di dalam reservoir chamber lewat melalui orifice di dalam base valve dan mengalir ke dalam chamber A. Sehingga daya redam yang dihasilkannya sedikit. Training Material & Publication 22

23 SUSPENSI DEPAN 1. UMUM Perbedaan nyata antara susopensi depan dan belakang adalah karena roda depan harus dapat dikemudikan. Ketika sebuah mobil berbelok atau melaju di dalam yang bergelombang, maka dapat dipastikan roda akan menerima beragam gaya. Suspensi harus mampu menahan gaya-gaya tersebut agar arah kendaraan tidak menyimpang. Suspensi juga harus bisa memungkinkan agar roda bisa bergoyang, bergerak ke depan, belakang dan ke samping, atau merubah sudut kemiringannya ke derajat tertentu tanpa menggangu kemudi kendaraan. Kondisi ini bisa diperoleh melalui suspensi independent tipe Macpherson strut. 2. KONSTRUKSI Suspensi tipe strut terdiri dari lower arms, strut bars, stabilizer bar dan strut assemblies. Coil springs dipasang pada strut assembly, dan shock absorber dibuat di dalam strut assembly. Pada satu ujung lower arm dipasangkan ke front side member melalui rubber bushing, dan dapat bergerak bebas ke atas dan ke bawah. Sedangkan ujung lainnya di pasang ke steering knuckle arm melalui satu media ball joint. Selama shock absorber bertindak sebagai bagian dari pertautan suspensi, maka disamping harus bisa meredam guncangan dari jalan dan gerakan turun naik, dia juga harus cukup kuat untuk menahan beban vertical yang ditempatkan padanya. Ujung atasnya dipasangkan ke fender apron melalui penopang atas, yang terdiri dari rubber cushion dan bearing dan dapat berputar bebas pada sumbunya. Bagian ujung bawah strut assembly dikencangkan ke steering knuckle arm dengan menggunakan baut. Gunanya strut bar adalah menahan gaya yang timbul dari roda dengan arah garis membujur. Satu ujungnya dikencangkan ke lower arm dan ujung lainnya dipasangkan dengan rubber cushion ke strut bar bracket yang dilas ke front cross member. Training Material & Publication 23

24 LOWER ARM Lower arm yang dipakai adalah tipe kompresi, dengan keunggulan sebagai berikut. Mencegah agar kemudi tidak ke depan dan belakang dengan cara mengoptimalkan lower arm rotary shaft. Kontruksinya tipe Box menyilang agar kuat dan ringan. Lower arm bushing A yang di dalamnya disisipi pelat dan lower arm bushing B dengan karakteristik pegas non-symmetrical vehicle lateral direction untuk kestabilan kemudi dan kenyamanan berkendara. Lower arm ball joint yang dipakai menggunakan tipe pegas. a. Lower arm bushing A Satu pelat disisipkan (arah kiri/kanan kendaraan) di dalam lower arm bushing A. sehingga karakteristik lower arm bushing A menjadi keras untuk arah kiri/kanan, dan berkarakter lembut untuk arah depan/belakang dan arah melintir, yang berarti bahwa fungsinya adalah untuk memberikan kestabilan kemudi dan kenyamanan berkendara. Training Material & Publication 24

25 b. Lower arm bushing B Ketika mobil bergerak ke depan, ada kecenderungan bagian belakang lower arm mencoba untuk merenggang ke arah bagian luar kendaraan. Pelepasan lower arm pada saat tersebut dilakukan akibat katakteristik gencetan keras oleh karena itulah kestabilan kemudi bisa tetap terjaga. Pada saat mobil melaju di jalan berlubang atau rintangan (polisi tidur, dll), maka akan ada gaya yang mendorong ban ke arah belakang dan bagian dari lower arm akan terdorong ke arah sisi dalam kendaraan, hal ini terjadi akibat karakteristik peredaman lembutt, sehingga peredamannya mempengaruhi tingkat getaran saat melewati jalan yang menonjol. DRIVE SHAFT Ada dua jenis kombinasi drive shaft yaitu. -Birfield joint (B. J.), Tripod joint (T. J.) -Brifield joint (B. J.), Double offset joint (D. O. J.). Masing-masing tipe mempunyai tingkat efisiensi power transmission yang tinggi dan tingkat getaran serta noiser yang rendah. Knuckle has mempunyai wheel bearing dan hub yang dipress-fitted. Drive shaft dan hub bentuknya adalah spline-coupled. Tujuannya agar transaxle lebih efisien dan getaran dan suara yang ditimbulkannya juga sedikit. dynamic damper dipakai oleh tipe BJ-TJ dan letaknya ada diantara BJ assembly dan TJ assembly berguna mengurangi getaran pada saat kecepatan tinggi. T.J. : TRIPOD JOINT B.J. : BIRFIELD JOINT D.O.J. : DOUBLE OFF-SET JOINT Training Material & Publication 25

26 B. J. / T. J. / D. O. J. B. J. dipasang pada shaft daerah samping roda, karena tingkat defleksinya cukup besar pada saat kemudi diputar maka dipasang T. J. atau D. O. J. pada transmisi, T.J atau D.O.J ini dapat bergerak pada porosnya untuk menyerap perubahan jarak diantara joint yang disebabkan oleh pergerakan suspensi. Bentuk inner race, outer race dan cage antara B. J. dan D. O. T. atau T. J. berbeda satu sama lainnya. B. J. mempunyai karakteristik tingkat velositas yang tetap meskipun sudut putar shaft lebih dari 45 derajat. Sedangkan pada D. O. J. dan T. J. hanya bisa mengijinkan shaft untuk sisi samping maksimal 38 mm dan sudut putarnya maksimal adalah sekitar 22 derajat. Training Material & Publication 26

27 Offset spring Dikarenakan struts dipasang menyudut, maka gaya reaksi ke depan (road surface reaction) atau disingkat R1 akan diberikan ke roda-roada yang cenderung bergerak secara vertical dari titik tengah ban, kemudian gaya tersebut akan berusaha untuk mencondongkan strut ke arah dalam kendaraan. Pada saat ini terjadi, gaya tersebut berusaha mencondongkan strut ke arah dalam kendaraan berkat adanya komponen strut bearing yang berfungsi untuk menghasilkan torsi gaya tolak R3 (karena bagian atas strut tetap berada ditempatnya), selanjutnya dengan bertambahnya friksi pada bearing, ditambah adanya pembengkokkan pada strut, maka akan memperbesar gerakan resistensi pada shock absorber. Sebagai tambahan dikarenakan posisi pemasangan spring berada ditengah, makan akan memberikan keuntungan yang jarak offset yang baik (mengarah keluar kendaraan), dan dikarenakan dudukan spring lower dipasang miring, maka sisi bagian luar coil spring akan cenderung mendekat tanpa intervensi ruang, gaya balik pada spring akan menjadi lebih besar ke sisi luar kendaraan, yang pada akhirnya menghasilkan torsi lengkung R4, yang berlawanan dengan arah lengkungan R3 dari strut. Akibatnya, friksi yang diberikan ke bearing di dalam strut akan berkurang, dan tahanan sliding pada piston rod juga akan berkurang, sehingga memberikan kenyamanan berkendara. A : Body outer side coil spring installation height B : Body inner side coil spring installation height R1 : Road surface reaction force R2 : Strut axial-reaction force R3 : Strut bend direction reaction force R4 : Strut bending force (by spring offset) Training Material & Publication 27

28 REAR SUSPENSION 1. UMUM Pada banyak kendaraan, rear suspension harus bisa menahan berat penumpang dan barang bawaannya. Hal ini akan menimbulkan masalah jika spring dibuat keras atau kaku untuk bisa menahan beban berat, kan terlalu keras apabila pengemudi mengendarai sendiri, sebaliknya apabila terlalu lembut juga akan mengakibatkan spring tidak bisa menahan apabila bebannya penuh. Hal yang sama juga berlaku untuk shock absorbers. Masalah ini dapat diselesaikan dengan cara menggunakan coil springs atau tipe pegas daun lainnya yang mempunyai variabel pegas yang konstan; shock absorbers yang diisi oli; tipe suspensi independent. 2. RIGID AXLE SUSPENSION Ujung suspension arms dilas ke axle beam yang merupakan rumah dari torsional bar. Kedua ujung torsion bar juga dilas pada axle beam yang sama. Pada saat roda turun dan naik dengan arah yang berlawanan, gerakan melintir dari ujung trailing arm disalurkan kedalam puntiran rear axle beam, built-in torsional bar dan rear suspension arms. Puntiran pada rear axle beam dan stabilizer generates merupakan gaya reaktif yang berlawanan dengan puntiran suspension arm. Coil spring Lateral rod Shock absorber Axle beam Torsion bar Rear hub Trailing arm Training Material & Publication 28

29 3. AXLE STEER Pada saat mobil berbelok, badan kendaraan akan melenceng karena adanya gaya centrifugal. Selama tingkat kelenturan suspension spring kanan dan kiri ketika itu berbeda, maka arah roda akan sedikit berubah dan akibatnya akan sama seperti jika kemudi diputar penuh. Kejadian ini disebut dengan axle steer atau roll steer. Side force dan cornering force Permukaan tapak roda yang berputar ketika berbelok ke samping, akan menimbulkan sedikit selip dengan permukaan jalan, sehingga menghasilkan gesekan. Gesekan pada permukaan jalan ini terjadi akibat adanya titik pemusatan, yang disebut dengan side force yaitu titik ban yang sedikit terpisah dari titik tengah ban. Bila titik ini dibagi ke dalam vector, maka komponen sudut sebelah kanan dari arah belokan ban disebut dengan cornering force. Apabila mobil bergerak mengikuti kurva belokan, maka akan terbentuk gaya centrifugal dan gaya centripetal yang diperlukan untuk mengimbangi gaya centrifugal agar mobil bisa tetap berbelok. Gaya centripetal ini adalah merupakan cornering force. Rigid axle suspension Pada rigid axle suspension, pada saat terjadi body rolls, camber pada roda tidak berubah. Namun, untuk suspensi independent, pada saat terjadi body rolls, camber pada roda biasanya akan ikut berubah, membentuk steering effect. Training Material & Publication 29

30 Wishbone type suspension Untuk tipe wishbone, ketika bodi mobil mengalami rolling, tingkat kemiringan rida arahnya sama dengan bodi mobilnya. Oleh karena itu, roda tersebut akan berusaha berbalik dari arah belokan mobil. Akibatnya, jika suspensi yang dipakai adalah tipe wishbone untuk suspensi depannya, maka mobil cenderung akan mengalami understeer, namun jika digunakan untuk suspensi belakang, maka cenderung akan terjadi oversteering. SUSPENTION BUSHING Untuk meningkatkan kestabilan dan kenyamanan berkendara, dan untuk mengurangi getaran dan noise, maka agar kerja suspensi selalu optimal digunakan suspension bushing. Bagian ujung depan trailing arm dipasang secara elastis ke bodi melalui rubber bushing yang mempunyai kapasitas pegas yanc cukup tinggi. Rubber bushing ini mempunyai karakteristik asymmetrical non-linear pada arah depanbelakang, yang berfungsi untuk mengurangi penyaluran getaran dari roda ke body mobil. Individual independent bushing (dengan karakter nonlinear) juga dipasang pada coupling ke bodi shock absorbers dan coil spring; these, bersama-sama digunakan juga spring pad yang mempunyai channel besar, berguna untuk meredam getaran ke bodi, sehingga kendaraan menjadi lebih stabil dan nyaman. Training Material & Publication 30

31 Wheel Alignment (Kelurusan Roda) DESCRIPTION CAMBER CASTER STEERING AXIS INCLINATION TOE WHEEL ANGLE, TURNING ANGLE WHEEL ALIGNMENT SERVICE PENJELASAN Apabila pengemudi melaju dijalan yang berbelok-belok sehingga si pengemudi tersebut akan banyak mengeluarkan energi dan menyita perhatian yang cukup banyak. Untuk itu roda-roda yang dipasang pada kendaraan sudutnya harus tepat agar bisa menghilangkan masalah diatas, juga untuk mencegah agar ban tidak cepat aus. Kombinasi sudut ini disebut dengan wheel alignment. Kemudi akan mudah dikendalikan jika kelurusan roda sesuai sudutnya, karena kemudi akan tetap lurus ke posisi depan jalan dengan sedikit bantuan pengemudi, dan sedikit tenaga untuk membelokkan kemudinya. Dengan kata lain, kemudi mudah dikendalikan selama seluruh elemen yang terkait dengan wheel alignment, sudah dalam keadaan benar. Namun jika ada salah satu saja elemen yang tidak benar, maka kemungkinan akan muncul masalah sebagai berikut : Kemudi sudah dikendaikan Kemudi tidak stabil Ban menjadi cepat aus Putaran balik kemudi lemah CAMBER Penjelasan Roda depan kendaraan dipasang dengan tingkat kemiringan atas mengarah ke luar atau ke dalam. Inilah yang disebut dengan camber yang tingkat kemiringannya diukur dari garis vertikal. Bila kemiringannya mengarah keluar, disebut dengan positive camber. Sebaliknya, bila kemiringannya mengarah kedalam disebut dengan negative camber. 2. MASALAH YANG TIMBUL APABILA CAMBER TIDAK BENAR 1. Mobil akan manarik ke salah satu sisi (jika setingan camber roda depan tidak sama). 2. Ban menjadi cepat aus dibagian dalan (negative camber berlebihan). 3. Ban cepat aus dibagian luar (positive camber berlebihan). Training Material & Publication 31

32 4. Wheel bearings menjadi cepat aus. 5. Ball joints cepat aus (camber tidak benar menyebabkan bengkokan pada spindle dan spindle support sehingga menambah beban pada ball joints). 3. POSITIVE CAMBER Mengurangi beban vertikal Dengan memberikan positive camber maka beban akan diberikan ke bagian dalam spindle, sehingga mengurangi reaksi gaya pada spindle dan steering knuckle. Pencegahan wheel slip-off Gaya reaktif, ukurannya sebanding dengan beban kendaraan, diberikan ke roda ke jalan secara tegak lurus. Dan dibagi menjadi gaya tegak lurus ke poros spindle dan gaya parallel ke sumbu spindle yang akan memaksa roda ke arah dalam, yang membantu mencegah roda keluar dari spindle. Bagian dalam wheel bearing dibuat lebih besar dari bagian luarnya untuk menahan beban ini. Pencegahan negative camber yang tidak diinginkan When a load is applied to the vehicle, the tops of the wheels tend to tilt inward due to the deformation of the suspension components and relevant bushings. Positive camber also helps to prevent this. 4. ZERO CAMBER Mencegah keausan ban yang tidak merata. 5. NEGATIVE CAMBER Pada saat kendaraan berbelok, camber yang mengarah ke luar akan mengurangi gaya cornering akibat ada kenaikan positive camber. Beberapa model menambahkan sedikit negative camber untuk lurus laju kedepan sehingga positive camber akan berkurang pada saat mobil dibelokkan, dan mengurangi camber thrust dan menghasilkan gaya cornering yang cukup untuk berbelok. Training Material & Publication 32

33 6. BAN AUS TIDAK MERATA Positive camber : Bagian ban yang aus adalah sisi luarnya. Bagian sisi luar ban berputar dengan radius yang lebih kecil dibandingkan bagian sisi dalam ban. Namun, dikarenakan kecepatan putaran ban sisi dalam dan luar adalah sama, maka bagian sisi luar ban akan selip. Negative camber Bagian sisi dalam ban menjadi lebih cepat aus. Training Material & Publication 33

34 CASTER 1. PENJELASAN Caster adalah tingkat kemiringan ke arah dalam atau luar dari steering axis. Caster diukur dalam derajat dari garis lurus vertikal steering axis yang dilihat dari sisi samping. Kemiringan ke dalam dari garis vertikal disebut dengan positive caster, dan kemiringan ke luar disebut dengan negative caster. Jarak dari persimpangan garis tengah steering axis center dengan ground ke titik tengah antara ban dan permukaan jalan disebut dengan caster trail. 2. KEGUNAAN CASTER a. Untuk membantu kontrol arah kendaraan dengan cara menjaga posisi roda depan agar tetap lurus ke depan. b. Membantu agar roda depan kembali lurus ke depan setelah berbelok. c. Untuk menanggulangi pengaruh efek road crown pada arah kendaraan. d. Membantu kinerja suspensi sesuai dengan desain suspensi kendaraan, sudut camber angle dan sudut kemiringan steering axis agar perubahan camber pada saat mobil berbelok sesuai dengan keinginan. SUDUT KEMIRINGAN STEERING AXIS 1. PENJELASAN Sekeliling sumbu dimana roda berputar ketika berbelok ke kanan atau ke kiri, disebut dengan steering axis. Sumbu ini bisa dicari dengan cara menarik garis antara bagian atas support bearing yang ada pada shock absorber dan bagian bawah suspension arm ball joint (untuk suspensi tipe strut). Garis ini miring ke arah dalam bila dilihat dari arah depan kendaraan dan disebut dengan steering axis inclination. Kingpin offset, atau steering offset, adalah jarak antara titik tengah roda dan titik dimana steering axis memotong permukaan jalan. Disebut negatif apabila titik perpotongannya adalah antara bagian tengah dan bagian luar roda. Sudut kingpin adalah sudut antara steering axis dan bidang garis bujur kendaraan. It influences steering force along with caster. a: Kingpin offset b: Kingpin angle Training Material & Publication 34

35 2. TIPE SUSPENSI Rigid type dan steering axis Pada suspensi tipe rigid axle, pada setiap ujung axle dipasang komponen yang disebut dengan kingpin. Kingpin axis setara dengan steering axis yang ada pada tipe suspensi lainnya. Tipe double wishbone Untuk suspensi tipe double wishbone suspension, jalur penghubung antara upper ball joint dan lower ball joint membentuk steering axis. Training Material & Publication 35

36 3. PERAN STEERING AXIS INCLINATION Meringankan kemudi Pada saat roda berbelok kekanan dan kekiri dengan posisi steering axis ditengah dan offset dalam radius, offset yang besar akan menimbulkan torsi yang besar pada steering axis karena adanya tahanan putar (rolling) pada ban, dan menaikkan steering effort. Mengurangi kemudi menarik ke salah satu sisi Jika offset terlalu besar, maka akan timbul gaya reaktif pada roda pada saat mobil direm, yang menghasilkan suatu momen pada steering axis, sehingga menyebabkan roda menarik ke salah satu sisi. Momen ini sebanding dengan besar offsetnya. Apabila offsetnya mendekati nol, momen yang dihasilkan pada steering axis akan lebih kecil pada saat gaya diberikan ke roda, dan kemudi akan sedikit dipengaruhi oleh pengereman atau gunjangan dari jalan. Kemampuan mobil lurus ke depan meningkat Steering axis inclination menyebabkan roda secara otomatis akan kembali lurus ke depan setelah selesai berbelok. Untuk mobil berpenggerak roda depan, besarnya offset umumnya kecil (nol atau negatif), untuk mencegah penyaluran getaran dari ban ke steering wheel yang terjadi pada saat pengereman atau ganguan lainnya seperti kejutan pada saat akselerasi tibatiba. Ada dua cara untuk membuat offset menjadi kecil : 1. Menyetel ke positive camber. 2. Memiringkan steering axis. TOE Pada saat roda depan lebih dekat dibanding dengan roda belakang, seperti tampak pada gambar diatas, disebut dengan called toe-in. Aturan kebalikannya disebut dengan toe-out. Sudut tersebut biasanya digambarkan dalam jarak (b-a). Peran toe angle Fungsi utama toe angle adalah untuk membantalkan camber thrust yang dihasilkan pada saat camber dijalankan. Apabila roda depan diberikan positive camber, maka kemiringannya akan ke luar, sehingga menyebabkan roda-roda tersebut berusaha berputar keluar begitu mobil bergerak ke depan, sehingga terjadi side-slip. Hal ini akan menyebabkan ban menjadi cepat aus. Oleh karena itulah, toe-in diberikan ke roda depan untuk mencegah hal tersebut dengan cara membatalkan rolling ke arah luar karena camber. Selama camber mendekati nol, maka nilai sudut toe juga akan menjadi lebih kecil. Kekerasan suspensi dan sudut toe Pada saat mobil melaju, gaya dari berbagai arah dibebankan ke suspensi, sehingga mengakibatkan roda cenderung ke toe out. Untuk menghindari hal tersebut, beberapa kendaraan diberikan sedikit toe-in bahkan untuk camber nol sekalipun. Training Material & Publication 36

37 Tipe ban dan sudut toe Toe angle yang diberikan ke ban tipe bias berbeda dengan yang diberikan ke ban radial, meskipun cambernya sama. Alasannya adalah, karena tapak dan bahu ban bias lebih cepat aus dibandingkan dengan ban tipe radial, the former type generates greater camber thrust. Therefore, bias-ply tyres are given more toe angle than radial-ply tyres. TURNING RADIUS Jika sudut kemudi kiri dan kanan sama, maka radius putarnya akan sama (r1 = r 2), akan tetapi setiap roda akan berputar dengan titik tengah yang berbeda, (O1 dan O2). Sehingga kemungkinan berbelok secara halus tidak bisa dilakukan karena adanya side-slipping pada ban. Hasilnya adalah, meskipun tekanan udara pada setiap ban sama dan tingkat kelurusan ban sudah benar, namun tingkat keausan ban akan berbeda. Pada kendaraan, steering linkage dimodifikasi untuk memperoleh sudut kemudi roda depan kanan dan kiri yang tepat, agar didapat turning radius yang diinginkan. Training Material & Publication 37

38 PERAWATAN WHEEL ALIGNMENT 1. UMUM Jika ban aus tidak merata, namun kemudi stabil, atau jika suspensi pernah diperbaiki akibat suatu tabrakan, maka wheel alignment harus diperiksa dan dibetulkan. Wheel alignment terdiri dari beberapa item seperti camber, caster, steering axis inclination, toe-in dan setiap item tersebut terkait satu dengan yang lainnya. Selalu ukur wheel alignment dengan menempatkan mobil di tempat yang rata dan datar. Hal ini perlu untuk memperoleh tingkat kelurusan yang benar, meskipun menggunakan alat tester yang akurat, namun penempatan kendaraan yang tidak datar, akan mengacaukan hasil pengukuran wheel alignment. 2. PEMERIKSAAN SEBELUM MELAKUKAN PENGUKURAN Sebelum melakukan pengukuran wheel alignment, setiap faktor dapat berpengaruh terhadap wheel alignment, untuk itu harus diperiksa dan dibetulkan sebagaimana mestinya. Dengan melakukan persiapan yang benar maka angka yang akan diperoleh dipastikan benar. Item-item yang perlu diperiksa sebelum melakukan pengukuran wheel alignment adalah : Tekanan angin ban (kondisinya standar) Keausan ban yang tidak merata atau ukurannya tidak sama Gerak main ball joint karena aus Gerak main tie rod karena aus Putaran front wheel bearing karena aus Panjang strut bar kanan dan kiri Komponen steering linkage apakah bentuknya berubah atau aus Komponen yang terkait dengan front suspension apakah aus atau berubah bentuk Celah chassis-ke-ground 3. HASIL PENGUKURAN DAN CARA PENGGUNAANYA Jika dari hasil pengukuran diperiukan penyetelan, maka lakukan penyetelan sesuai dengan mekanisme yang berlaku. Dan apabila tidak diperlukan mekanisme penyesuaian, seperti misalnya steering axis inclination, carilah komponen mana yang mengalami kerusakan, perbaiki atau ganti bilamana perlu. Akan tetapi meskipun diperlukan mekanisme penyetelan, namun jika deviasinya sudah melebihi batas, maka penyebabnya harus ditemukan, komponen tersebut harus diperbaiki atau diganti. 4. FRONT WHEEL ALIGNMENT TOE ANGLE Untuk menyetel toe-in, rubahlah panjang tie rod yang menghubungkan ke steering knuckle. Untuk tipe dimana tie rod berada dibelakang spindles : tambahkan panjang rod, menambah toe-in. Untuk tipe dimana tie rod berada di depan spindles : tambahkan panjang tie rod, menambah toe-out. Training Material & Publication 38

39 5. REAR WHEEL ALIGNMENT Pelurusan roda belakang untuk tipe independent rear suspension didapat dengan cara menyetel sudut camber dan toe. Metode penyetelan sudut camber dan toe berbeda tergantung dari tipe suspensinya. Beberapa model ada yang tidak dilengkapi mekanisme untuk menyetel camber. TOE ANGLE Dengan cara memutar eccentric cam, arm can dapat digerakkan ke kiri atau kekanan untuk merubah arah wheel, kemudian menyetel toe-in. skala tingkat kenaikannya adalah 2.4 mm. Untuk toe-in depan, jika panjang rear arm tidak dibuat sama dengan tujuan untuk menyesuaikan toe-in pada roda belakang secara terpisah, maka sudut roda kanan dan kiri akan berbeda, tanpa memperdulikan seberapa tepat penyetelan toe-in. Bila hal ini terjadi, maka pertama-tama adalah dengan membetulkan sudut roda kiri dan kanan, kemudian menyetel toe-in. Training Material & Publication 39

40 BAN & RODA FUNGSI BAN Fungsi ban adalah sebagai berikut : Ban menopang seluruh berat yang ada pada kendaraan. Ban melakukan kontak langsung dengan permukaan jalan sehingga berfungsi menyalurkan tenaga dan menahan permukaan jalan melalui pengeran, juga dalam mengontrol awal start, akselerasi, berhenti dan berbelok arah. Ban meredam kejutan yang disebabkan oleh permukaan jalan yang tidak rata. Kontruksi CARCASS Adalah kawat yang dipasang dibagian dalam ban yang fungsinya untuk menahan berat dan menyerab benturan. Terdiri dari lapisan kawat ban yang dibungkus menyatu dengan karet. Kawat untuk ban bus dan truck biasanya terbuat dari bahan nylon atau baja, sedangkan untuk ban kendaraan penumpang yang dipakai adalah polyester atau nylon. Ban umumnya digolongkan berdasarkan arah kawat ban, ban radian dan ban bias. TREAD Tread atau biasa disebut tapak adalah bagian luar lapisan ban yang melindungi bagian kawat ban agar tidak rusak atau cepat. Bagian ini adalah daerah yang langsung kontak dengan permukaan jalam dan menghasilkan tahanan gesek yang menyalurkan laju kendaraan dan gaya pengereman ke jalan. SIDE WALL Side wall adalah lapisan karet yang melindungi sisi samping ban serta melindungi bagian kawat ban agar tidak rusak. Tanda yang ada disamping ban memuat informasi tentang ban yang digunakan beserta kapasitas daya angkutnya. BREAKER Breaker, adalah lapisan fabrik antara lapisan kawat dan tapak ban, untuk memperkuat lapisan diantara keduanya, disamping untuk membantu mengurangi kejutan dari permukaan jalan ke lapisan kawat. Breaker biasanya digunakan untuk ban bias. Ban untuk bus, truck dan truck ringan menggunakan breaker bahan nylon, sedangkan untuk mobil penumpang menggunakan polyester. Training Material & Publication 40

41 BELT Ada jenis breaker yang digunakan untuk ban badial. Yang berputar menggelinding disekeliling ban antara carcass dan tread rubber, komponen ini terpasang dengan kuat pada carcass. Ban yang dipakai untuk mobil penumpang menggunakan rigid breakers yang terbuat dari baja, kawat rayon atau polyester, sedangkan untuk bus dan truck terbuat dari kawat baja. BEADS Beads atau butiran pada ban mobil penumpan terbuat dari kawat baja kaku yang kuat. Pada saat ban berputar dijalan raya, ada gaya putar dari ban yang mencoba keluar lingkarannya. Untuk itulah bead ini berfungsi untuk menahan dengan kuat fixes the tyre to the rim by winding the end of cord. It is composed of bead wire and core rubber. SHOULDER Shoulder atau bahu adalah bagian unjung dari tapak sampai ke bagian atas dinding samping ban. INNER LINER Inner liner adalah lapisan karet anti air yang dipasang dibagian dalam ban fungsinya mirip sebagai tabung. TREAD PATTERN Bentuk RIB : Bentuk polanya dibuat pada sekeliling lingkaran ban - Tahanannya rendah terhadap putaran. - Stabilitas dan laju kendaraan baik karena ban tidak menarik ke kanan dan ke kiri. - Cocok untuk kecepatan tinggi karena panas yang ditimbulkannya rendah. - Pengereman & tenaga putar kemudi lemah. - Ban mudah pecah oleh adanya tekanan. Cocok untuk jalan beraspal, ban depan truck -bus. Bentuk LUG : Pola bentuknya menudut ke arah kanan di sekeliling ban. - Unggul dalam hal pengereman dan tenaga putar kemudi - Noise pada kecepatan tinggi Tidak cocok untuk kecepatan tinggi karena tahanannya cukup kuat terhadap putaran. Cocok untuk jalan jelek, roda belakang bus, kendaraan industri, dump trucks. Bentuk RIB-LUG : Adalah kombinasi bentuk RIB & LUG - Tulang yang dipasang ditengah-tengah ban berfungi untuk mencegah selip dan meningkatkan stabilitas kendaraan. - Rug pada bahu ban membuat pengereman dan tenaga putar kemudi tetap baik. Cocok untuk jalan beraspal dan jelek. Biasanya dipakai untuk ban depan dan belakang truck dan bus. Training Material & Publication 41

42 Bentuk Block : Berbentuk blok tersendiri dimana alur lekukannya berhubungan satu sama lainnya - Sangat bagus dalam hal handling dan stabilitas di jalan yang dipenuhi air hujan dan salju. - Mudah aus karena area bidang bannya cukup luas dan ditopang oleh groove (alur). Cocok untuk dipakai motorcar pada musin dingin dan semi. Cocok untuk roda belakang radial mobil biasa. Pola arah : Bentuk pola menyilang pada kedua sisi luar arah menghadapnya adalah sama. - Tenaga pengereman baik. - Dikarenakan adanya negative hydrotropism yang baik, maka pada saat hujan tingkat kestabilannya baik. - Cocok untuk kecepatan tinggi. Ban motorcar untuk kecepatan tinggi. Tanda arah putaran ke depan dicap pada ban. RASIO Training Material & Publication 42

43 UKURAN BAN Aspect rasio adalah rasio antara lebah dan tinggi. Dulunya, aspek rasio ban yang dibuat untuk tinggi dan lebar rasio 100, namun sekarang kebanyakan aspek rasio ban 80, 70, 60. Artinya sekarang ini ukuran ban yang banyak digunakan adalahan ban yang lebih lebar. Dan lebar tersebut menandakan serinya, sehingga jika aspek rasio lebarnya adalah 70, maka ban tersebut disebut dengan ban seri 70. SPEED RATING INDEX Simbol kecepatan adalah tanda kecepatan aman yang bisa dipacai dengan syarat kondisi ban dalam keadaan baik. Umumnya rating kecepatan adalah sebagai berikut: Q = 99 MPH, 160km/h U = 124 MPH, 200km/h R = 106MPH, 170km/h H = 130 MPH, 210km/h S = 112 MPH, 180km/h V = 149 MPH, 240km/h T = 118 MPH, 190km/h W = 168 MPH, 270km/h LOAD INDEX Banyak ban yang memberikan informasi yang ditempatkan diakhir ukuran ban. Informasi ini terdiri dari suatu angka yang disebut dengan load index, dan huruf yang mengartikan speed rating. Load index adalah beban maksimal yang dapat ditopang oleh ban. PANAS YANG DITIMBULKAN OLEH BAN Selama karet, lapisan kawat dan bahan campuran lainnya yang dipakai pada ban tidak cukup elastis, maka ban akan lebih besar kehilangan topangan karena ban menyerap energi selama melentur sehingga menimbulkan panas. Selama bahan material ban yang dipakai mempunyai konduktor panas yang kurang, maka panas akan cepat timbul dan menumpuk di dalam material ban, sehingga menyebabkan temperatur di dalam ban menjadi tinggi. Panas yang tinggi dapat memperlemah balutan antara lapisan karet dan kawat ban, nantinya dapat menimbulkan lapisan menjadi terpisah atau ban meletus. Panas yang timbul di dalam ban bervariasi diperngaruhi oleh faktor tekanan ban, beban, kecepatan kendaraan, kedalaman kembang ban dan konstruksi ban. TEKANAN BAN Apabila tekanan angin ban kurang, akan menyebabkan ban menjadi lebih lentur dan timbul gesekan di dalam ban sehingga bisa menaikkan temperatur di dalam ban. Training Material & Publication 43

44 BEBAN Bertambahnya beban berarti mengurangi tekanan angin ban. Temperatur di dalam ban akan naik bersamaan dengan semakin melenturnya ban. Pada saat tersebut, punggung ban mendapatkan beban lebin sehingga bisa memicu perpisahan atau meletus. KECEPATAN KENDARAAN Temperatu di dalam ban naik seiring dengan bertambahnya kecepatan ban dan akan lebih cepat naik bilamana kelenturannya ban lebih besar (tekanan angin kurang). KONTRUKSI BAN Ban radial mempunyai sabuk keras yang mengikat kawat ban dengan kuat sehingga tapak ban yang kontak dengan permukaan jalan tidak cepat aus. Dikarenakan sabuk-sabuk tersebut mengurangi kelenturan tapak ban, maka ban tidak cepat panas dan temperaturnya juta tetap rendah dibandingkan dengan ban tipe bias. Kawat baja yang dipasang pada ban radial juga bisa memancarkan panas jika lapisan kawat bajanya mempunyai penghantar panas yang besar. PERPORMA PENGEREMAN Kendaraan mengurangi laju dan berhenti dengan cara membangkitkan gesekan antara ban dan permukaan jalan. Besarnya gaya pengereman yang dihasilkan tergantung dari kondisi jalan, tipe ban, konstruksi ban dan kondisi lainnya yang mempengaruhi kerja ban. Performa pengereman dipengaruhi oleh koefisien gesek. Semakin kecil nilainya,maka gesekan bannya lebih kecil dan jarak pengeremannya semakin jauh (jarak henti mulai dari pertama kali pedal rem diinjak sampai dengan mobil berhenti total). KEAUSAN BAN DAN JARAK PENGEREMAN Pada jalan kering, ban aus tidak berpengaruh besar terhadap jarak pengereman. Namun untuk permukaan jalan basah jarak pengemannya cenderung lebih jauh. Performa pengereman kurang dikarenakan pola kembang ban sudah aus sehingga daya cengkramnya terhadap air berkurang. STANDING WAVE Ketika kendaraan bergerak, ban akan terus-menerus melentur seiring dengan melajunya kendaraan. Kemudian, pada saat ban merenggang dari permukaan jalan, tekanan angin yang ada dan elastistas di dalam ban akan berusaha kembali ke keadaan semula. Pada kecepatan tinggi, ban akan berputar lebih cepat dari kecepepatan ban. Proses bergoyangnya tapak ban ini belangsung secara terus-menerus. Turun naiknya ban ini, akan berakibat terjadinya standing waves, yang kemudian menyebabkan bunyi dengun di sekitar ban. Energi yang terkunci di dalam standing waves kemudian dirubah ke dalam bentuk panas, sehingga memicu naiknya temperatur ban. Dalam situasi tertentu, panas ini bisa merusak ban dalam waktu singkat dimana sebelumnya terjadi pemisahan antara tapak ban dengan kawat ban. Umumnya ban radial lebih tahan pada kecepatan tinggi, selama dia menggunakan lapisan kawat yang dipengang kuat oleh sabuk yang kuat, dan tidak mudah berubah bentuk. Ban untuk bus, truck dan truck kecil mempunyai sedikit masalah terhadap standing waves karena mobil jenis ini berjalan lambat dengan tekanan ban yang lebih tinggi. HYDROPLANING Kendaan akan tergelincir di jalan yang tergenan air, jika kendaraan tersebut melaju terlalu cepat sehingga mengakibatkan tapak ban berputar lebih cepat dari kecepatan mobil sehingga menimbulkan cengraman yang tidak begitu kuat. Alasanya adalah begitu keceptan kendaraan bertambah, maka tahanan pada air juga akan bertambah, sehingga memaksa ban umum terapung pada permukaan air. Kejadian ini disebut dengan hydroplaning. Efek ini persis dengan water-skiing ; pada kecepatan rendah melaju digenangan air kendaraan tidak begitu Training Material & Publication 44

45 menggelincir, namun pada kecepatan tinggi kendaraan akan menggelincir dipermukaan air. Tapak ban yang kontak dengan permukaan jalan terbagi menjadi tiga zona yaitu : A : DRAIN ZONE Mendorong air ke samping atau mempompanya melalui alur dan saluran zig-zag yang terdapat pada kembang ban. B : WIPE ZONE Sisa film atau air dibersihkan. C: GRIP ZONE (FRICTION ZONE) Pola tapak ban mencengkram permukaan jalan. Pada kecepatan yang lebih rendah, Zona C adalah daerah yang paling lebah sehingga ban Mencengram permukaan jalan. Begitu mobil melaju cepat, gesekan ban berkurang sedangkan zona A mulai melebar mengalahkan zona B dan C. Kendaraan terlihat mengalami hydroplaning jika kedalaman air lebih tinggi dari 2.5 ~ 10.0 mm. Training Material & Publication 45

46 Step 1 : Tapak ban secara penuh kontak dengan permukaan jalan. Step 2 : A wedge-shaped film pada air Secara perlahan masuk diantara tapak ban dan permukaan jalan. (hydroplaning sebagian) Step 3 : Tapak terangkat dari permuaan jalan (hydroplaning penuh) Hydroplaning tidak hanya menyebabkan kehilangan kontrol kemudi, namun bisa juga mengurangi atau menghilangkan daya cengkram rem. Sehingga akibatnya dapat membahanyakan, maka dari itu perlu diperhatikan hal-hal untuk mencegah terjadinya hydroplaning : a. Jangan menggunakan ban yang sudah botak atau aus. Apabila ban sudah aus, maka tapak tidak mempunyai alur lagi dan tidak mempunyai kemampuan untuk mengeringkan air untuk mencegah terjadinya hydroplaning. b. Kurangi laju kendaraan bila melawati jalan yang tergenang air, karena semakin cepat kecepatan kendaraan maka semakin besar juga tahanan airnya sehingga berimbas terjadinya hydroplaning. c. Sesuaikan tekanan angin ban. Tekanan angin yang sesuai dapat memperlambat terjadinya hydroplaning. CORNERING PERFORMANCE Cornering selalu identik dengan gaya sentrifugal, yang mencoba menahan kendaraan yang berbelok dengan sudut tajam, untuk mengimbanginya ada yang disebut dengan gaya centripetal. Gaya centripetal ini terbentuk oleh deformasi dan side-slipping pada tapak ban yang terjadi diantara ban dan permukaan jalan. Inilah yang disebut dengan. Training Material & Publication 46

47 Gaya cornering ini menstabilkan kendaraan ketika berbelok. Performas berbelok bermacammacam yang dipengaruhi oleh: 1. Spesifikasi ban 2. Beban yang diberikan ke tapak ban (gaya cornering bertambah mengikuti beban yang ada) 3. Ukuran ban (gaya cornering bertambah sesuai dengan ukuran ban) 4. Kondisi permukaan jalan (gaya cornering turun dengan cepat jika permukaan basah dengan air atau salju) 5. Tekanan angin ban (gaya cornering bertambah begitu tekanan angin ban terlalu keras) 6. Wheel camber (gaya cornering berkurang pada positive camber) 7. Lebar Rim (semakin besar ban akan membuat semakin besar gaya cornering). KEAUSAN BAN Keausan ban adalah suatu hilangnya atau rusaknya tapak ban atau permukaan karet ban karena gesekan yang terjadi ketika ban melaju dijalan. Keausan ban bermacam-macam tergantung dari tekanan angin ban, beban, kecepatan kendaraan, cuaca panas, kondisi permukaan jalan, temperatur dan faktor lainnya. TEKANAN INFLASI Tekanan angin yang kuran dapat mempercepat ban menjadi aus karena ban terlalu lentur terhadap permukaan jalan. BEBAN Semakin besar beban muatan juga semakin mempercepat keausan ban. Ban juga semakin cepat aus ketika berbelok dengan beban yang cukup besar karena gaya sentrifugalnya lebih besar ketika berbelok mengakibatkan gesekan antara ban ban permukaan jalan menjadi lebih besar. Training Material & Publication 47

48 KECEPATAN KENDARAAN Gaya laju dan pengereman, gaya sentrifugal ketika berbelok, dan gaya lainnya yang ditimbulkan pada ban, bertambah berbanding sama dengan kecepatan kendaraan. Bertambanya kecepatan kendaraan akan melipatgandakan gaya-gaya tersebut, semakin bertambahnya gesekan yang terjadi antara tapak ban dan permukaan jalan akan mempercepat tingkat keausan ban. Sebagai tambahan, kondisi jalan juga merupakan faktor yang berpengaruh terhadap keausan ban. Jalan yang kasar juga bisa sebagai pemicu ban menjadi lebih aus. TEKANAN ANGIN Tekanan angin di dalam ban adalah sebagai penopang berat kendaraan. Ban pada dasarnya adalah sebuah kontainer penampung udara. Tekanan angin yang tepat membuat handling dan traksi menjadi lebih baik serta ban menjadi lebih awet. Apabila udara di dalamnya berisi gas, maka pada saat dingin yang terjadi adalah sebaliknya. Untuk setiap 10 derajat fahrenheit (sekitar 5.5 derajat celcius) temperatur ambient di dalam akan berubah, tekanan angin ban akan berubah sekitar 1 psi. tekanan angin akan turn seiring dengan rendahnya temperatur, dan naik apabila temperaturnya juga naik. Perbedaan nyata antara musin panas dan dingin adalah sekitar 50 derajat F (sekitar 28 derajat celcius), yang akan mengakibatkan turunnya tekanan angin ban sekitar 5 psi dan akan mempengaruhi handling, traksi, durability dan safety. Tekanan angin yang dianjurkan adalah tekanan dingin, sehingga perlu didinginkan dengan istrirahat beberapa saat bila pergi bila untuk jarak jauh. Perlu diingat bahwa tekanan angin cenderung akan turun sekitar 1 psi per bulan, sehingga harus sering-sering diperiksa. ROTASI BAN Rotasi ban bisa dilakukan dengan beberapa cara. Jika dilakukan sesuai anjuran, maka bisa membuat ban menjadi awet dan tingkat keausan berata satu dengan yang lainnya. Bahkan juga bisa memberikan keuntungan terhadap performa kendaraan. Kapankan ban harus dirotasi? Dianjurkan untuk melakukan rotasi ban setiap kilometer 3,000 sampai 5,000, mesikipun ban tidak terlihat aus. Rotasi ban sering bisa dilakukan bersamaan dengan waktu penggantian oli. Ingat bahwa rotasi ban tidak membetulkan problem keausan ban karena kesalahan tekanan angin atau adanya komponen mekanikal yang aus. Untuk mobil berpenggerak roda depan, tukar roda dengan pola menyilang (fig. A) atau dengan cara alternatif X (fig. B). untuk mobil berpenggerak roda belakang atau 4WD, tukar ban dengan pola menyilang ke belakang (fig. C) atau pola alternatif X (fig. B). Training Material & Publication 48

49 MENGUKUR SIDE-SLIP Side-slip adalah total jarak dimana ban kiri dan kanan selip ke salah satu sisi pada saat mobil bergerak. Side-slip diukur menggunakan side-slip tester dengan menjalankan mobil secara perlahan lurus ke depan. Side-slip diekspresikan sebagai suatu gerakan selip ke samping dalam satuan mm per 1m untuk gerakan maju ke depan. Tujuan dari pengukuran side-slip adalah untuk penyetelan wheel alignment secara menyeluruh. Penyebab side-slip umumnya adalah camber atau toe-in yang tidak benar, namun perlu juga diperhatikan bagian caster dan steering axis inclination. Prosedur pengukuran : - Jalankan kendaraan secara perlahan lurus ke depan di atas side-slip tester. - Lihat bersarnya side-slip pada ban yang melintang dari tester. Batas side- slip : Kurang dari 3 mm/m (0.118 in/ 3.28 ft) Jika side-slip melebihi batas, maka toe-in atau faktor kelurusan roda depan kemungkinan tidak benar. WHEEL BALANCE Ban dikatakan seimbang (balanced) apabila berat ban didistribusikan secara merata ke sekeliling axle. Ban yang tidak balance berpengaruh terhadap kenyamanan, keausan ban, bearings, shocks abshorber dan komponen lainnya. Jika kendaraan mengalami getaran yang tergantung dari kecepatan, dan bertambah cepat getarannya begitu kecepatan kendaraan bertambah, maka kemungkinan ada kaitannya dengan faktor balance. Kemungkinan lain penyebab getaran adalah ban atau posisi ban yang kurang sempuna. Problem tersebut terjadi apabila ban mempunyai hight spot (noda/gompal), apalagi bila hight spot tersebut sudah banyak di sana-sini. Sehingga memperbesar lompatan ban atau ban mengalami run-out. Pada kecepatan tinggi, apabila wheel assembly tidak balance, (disc wheel plus ban ), dapat mengakibatkan getaran yang kemudian terasa getarannya pada bodi kendaraan melalui komponen suspensi, yang menggangu kenyamanan pengemudi dan penumpang. Oleh karena itulah, perlu sekali untuk melakukan balancing (disebut dengan wheel balancing) pada wheel assemblies untuk menghilangkan getaran tersebut. Q & A Problem : Salah satu sisi ban mengalami cacat berbentuk tonjolan seperti bisul. Penyebab: Terjadi benturan pada tapak ban, shoulder atau dinding samping ban. Kawat pelindung yang ada pada ban putus akibat tabrakan tersebut sehingga membentuk tonjolan ke luar. - Jika mobil melewati jalan yang berlubang. - Jika ban menabrak sisi pembatas jalan atau rintangan lainnya. Pencegahan: - Jika ada benjolan di jalan, sebisa mungkin dihindari, jika tidak bisa dihindari maka lewati secara perlahan. - Selalu periksa tekanan ban sehingga sesuai dengan spesifikasinya. Problem : susah mengontrol akselerasi, berhenti pada jalan yang sangat basah. Cause :Pada saat melewati jalan yang basah, dikarenakan adanya tahanan terhadap air, maka ban akan mengalami selip di air. Inilah yang disebut dengan "Hydro Planning". Penomena tersebut menyebabkan mobil sudah untuk dikontrol sehingga akselerasi dan pengereman juga sudah dilakukan. Penomena ini semakin terasa bila genangan air juga lebih dalam, tekanan angin kurang, dan alur ban sudah gundul. Training Material & Publication 49

50 Pencegahan : Pertahankan terus tekanan angin : Semakin banyak tekanan angin ban, maka tekanan ground juga semakin besar. Untuk itu tambahkan sedikit tekanan angin sekitar 3~4psi, apabila melaju di jalan raya. Ban aus : Hydro Planning akan lebih terasa apabila ban sudah aus. Jangan gunakan ban yang tingkat keausannya lebih dari 1.6mm. Pola kembang dan kecepatan kendaraan : Ban dengan arah yang sama dengan laju kendaraan mempunyai kapasitas pengeringan yang lebih baik. Dan hindarilah jalan yang tergenang air ketika melaju dengan kecepatan tinggi. Problem : salah satu sisi tapak ban aus. Penyebab : wheel alignment tidak benar, ban sudah lama tidak diganti, axle miring, tekanan angin kurang, kebanyakan beban. Pencegahan : - Setel wheel alignment. - Ganti lokasi ban. - Perbaiki problem mekanis - Jaga tekanan angin ban, jangan telalu banyak beban. Training Material & Publication 50

51 HYDRAULIC FUNDAMENTALS DASAR HIDROLIK HUKUM PASCAL Pada awal abad 17, seorang ilmuan asal Francis bernama Pascal menemukan suatu alat pengungkit hidrolis. Melalui percobaan yang dilakukannya di laboratorium dia berhasil membuktikan bahwa gaya dan gerak dapat ditransfer oleh cairan yang dipadatkan (misalnya oli). Percobaan selanjutnya dengan menggunakan benda berat dan piston yang yang ukurannya bervariasi, Pascal juga menemukan bahwa mekanikal atau multi gaya dapat diperoleh dari sistem tekanan hidrolis ini, pada sistem pengungkit secara mekanikal hubungan antara gaya dan jarak adalah sama. Dari data laboratorium Pascal yang diperoleh, Dia merumuskan hukum Pascal dengan menyatakan : Takanan suatu cairan padat yang ditransmisikan ke segala arah hasilnya akan sama. rumus ini memang sedikit agak sukar dimengerti, tapi dengan penjelasan pada gambar berikut akan membantu dalam memahami konsep diatas. 10 kgf 100 kgf Area : 1m 2 Area : 10m 2 P1=10kgf/m 2 Hydraulic fluid Training Material & Publication 51

52 GAYA Definisi sederhana gaya adalah : Suatu dorongan atau tarikan terhadap suatu objek. Ada dua jenis gaya yaitu friction (gesek) dan gravity (berat). Gaya gravity adalah massa atau berat suatu objek. Dengan kata lain bila satu balok baja dengan berat 100 kg ditempatkan di lantai, maka dapat dikatakan balok tersebut mempunyai gaya sebesar 100 kg diatas lantai. Gaya gesek terjadi bila kedua objek mencoba bergerak bertolakan satu sama lainnya. Contohnya satu balok dengan berat 100 kg diluncurkan ke lantai, maka terjadi suatu gaya antara balok tersebut dengan lantai. Apabila kita perhatikan katup hidrolis, sebenarnya timbul gaya ketiga, yang disebut gaya spring (pegas). Gaya pegas adalah suatu gaya yang terjadi saat spring ditekan atau direntangkan. Satuan ukur yang biasa digunakan untuk mengukur suatu gaya adalah kilogram (kg), atau ukuran sejenis seperti gram (g). TEKANAN Definisi tekanan adalah gaya (kg) dibagi ruas (m2), atau gaya per ruas. Satu balok baja yang sama seberat 100kg dan dengan ruas 10m2 pada lantai; tekanan yang ditimbulkan oleh desakan balok tersebut adalah : 100kg/10m2 atau 10kg per segi meter. TEKANAN OLEH CAIRAN PADAT Yaitu suatu tekanan yang didesak oleh suatu cairan yang padatkan (pelumas, oli) ke beberapa ruas yang terisi cairan padat. Satu contoh, bila suatu cylinder diisi dengan pelumas dan satu piston dipasang di dalam cylinder tersebut, kemudian piston tersebut ditekan sehingga mendesak cairan didalamnya. Apakah akan terjadi tekanan.?, tentu tidak karena ada celah bocor yang melewati piston tersebut. Untuk menghasilkan tekanan harus ada suatu penahan terhadap aliran didalam cylinder dengan menggunakan piston sealing, yaitu suatu perangkat penting dalam kerja hidrolis. Tekanan yang terbentuk oleh benda cair padat sama dengan tekanan yang diberikan dibagi oleh ruas piston. Bila tekanan 100 kg, dan ruas piston 10m2, maka tekanan yang terbentuk sama dengan 10kg/m2 = 100kg/10m2. Pengartian lain dari hukum Pascal adalah sebagai berikut Tekanan oleh benda cair padat yang dikirim ke segala arah jumlah tekanannya tidak akan berkurang. Tanpa dipengaruhi oleh bentuk dan besarnya ruas, tekanan akan tetap selama terdesak oleh cairan padat tersebut. Dengan kata lain, tekanan oleh benda cair dimana saja akan sama. Tekanan dalam ruang yang ada di atas piston sama persis dengan tekanan yang berada dibawah piston, begitu juga tekanan yang berada di sisi ruang akan sama dengan yang ada di atas dan dibawah ruang. MULTI GAYA Pada gambar ilustrasi sebelumnya diterangkan bahwa dengan menggunakan ruas sebesar 10kg/m2, suatu gaya sebesar1,000kg dapat dipindahkan hanya oleh gaya sebesar 100kg. Rahasia dari multi gaya pada sistem hidrolis adalah total kontak pada cairan padat didalam ruang. Kita lihat di dalam gambar sebelumnya suatu ruas yang besarnya 10 kali lipat dari ruas aslinya. Tekanan yang dibentuk dengan input lebih kecil 100kg adalah 10kg/m2. Konsep Training Material & Publication 52

53 Tekanan dimana saja akan sama, artinya bahwa tekanan dibawah piston yang lebih besar juga 10 kg/m2. Lihat kembali rumus : Tekanan = Gaya/Ruas atau P = F/A, dengan menggunakan perhitungan sederhana output gayanya dapat ditemukan. Contoh: 10kg/m2 = F(kg) / 100m2. Konsep ini dipakai untuk semua sistem pemindaha daya atau sebagian yang ada pada transaxle. Jadi bukan hanya sekedar penggunaan ruang untuk membentuk tekanan agar dapat memindahkan suatu objek. GERAK PISTON Kembali ke ruas piston besar dan kecil, hubungannya dengan sistem pengungkit mekanikal adalah sama. Lihat gambaran berikut, kita gunakan gaya dan ruas yang sama seperti contoh sebelumnya; terlihat bahwa piston yang lebih kecil harus bergerak 10 kali untuk menggerakkan piston yang lebih besar. Jadi untuk setiap meter piston besar bergerak, piston kecil bergerak 10 kali. Prinsip ini juga bisa dipakai untuk hal lainnya, misalnya dongkrak yang biasa kita pakai. Untuk mengangkat mobil seberat 1,000kg, hanya memerlukan usaha seberat 25kg. Untuk setiap centinya mobil terangkat, tuas dongkrak harus berkali-kali dinaik-turunkan. Contoh lainnya adalah Rem hidrolis dimana total input akan lebih besar dari total output, jadi kebalikan dari contoh sebelumnya, sedikit usaha yang diperlukan untuk menghasilkan gaya yang lebih besar. SISTEM HIDROLIS Sistem hidrolis mempunyai komponen dasar tersendiri. Diskusi kali ini akan memfocuskan pada komponen-komponen hidrolis ini berikut fungsinya masing-masing. Kemudian berlanjut ke sistem secara nyata pada transaxlel. Komponen dasar pada sistem ini adalah : Reservoir, Pump, Valving, Pressure lines, Actual mechanism atau valve mechanisms. FLUID RESERVOIR Berisi cairan pelumas. Reservoir adalah sumber penampungan pelumas bagi sistem hidrolis. Reservoir mempunyai vent line, pressure line, dan return line. Agar supaya oil pump bekerja dengan benar, cairan pelumas harus didorong keluar dari reservoir ke pump. Tujuan dari vent line adalah membiarkan tekanan atmosphir masuk kedalam reservoir. Selagi pump berputar, ada suatu aliran yang dihasilkan dari pump turun ke reservoir melalui pressure line. Tekanan atmosphir kemudian mendorong oli atau cairan pelumas tersebut ke pump dikarenakan adanya tekanan yang berbeda di dalam sistem. Return line berfungsi menjaga agar sistem tetap bekerja secara konstan, karena cairan harus dikembalikan kedalam reservoir untuk sirkulasi. PUMP Pump membentuk aliran untuk memberikan tekanan kepada pelumas. Ingat aliran diperlukan untuk membentuk tekanan didalam sistem. Pump hanya menghasilkan aliran, apabila aliran tidak bertemu tahanan, maka akan seperti aliran bebas sehingga tidak ada tekanan. Jadi harus ada tahanan pada aliran tersebut agar menghasilkan tekanan. Pump dapat bekerja seperti gerakan maju mundur piston (seperti dalam brake master cylinder) atau, dapat berupa putaran. Gambar yang dipakai sistem hirolis disini adalah jenis rotari (putaran). Disain pump yang digunakan saat ini semakin canggih seiring perkembangan dunia otomotif. MEKANISME KATUP (VALVE) Setelah pump memompakan oli, sistem memerlukan beberapa katup untuk mengarahkan dan mengatur arah pelumas. Beberapa katup ada yang saling berhubungan untuk mengarahkan Training Material & Publication 53

54 pelumas kemana dan kapan harus mengalir. Sebaliknya, katup-katup lainnya mengontrol atau mengatur aliran dan tekanan pelumas. Pump akan terus memompakan oli agar sesuai dengan kapasitasnya berdasarkan katup-katup yang mengatur aliran dan tekanan di dalam sistem. Satu hal penting dalam mempelajari katup-katup pada automatic transaxle hydraulics adalah katup-katup dapat bergerak satu arah atau lebih dalam satu aliran, membuka atau menutup aliran lainnya. Katup dapat bergerak ke kiri atau kanan, tergantung dari arah tekanan mana yang lebih kuat. Saat daya pegas lebih besar dari gaya hidrolis, katup akan terdorong ke kiri menutup aliran. Begitu daya hidrolis mendapat tenaga yang cukup kuat untuk mengalahkan tekanan spring, daya hydraulic akan mendorong katup ke kiri menekan dan memuka aliran. Ketika tekanan hilang dikarenakan lepasnya oli, daya spring akan menutup aliran kembali. Sistem ini disebut dengan katup seimbang (balanced valve). Untuk katup yang hanya membuka dan menutup aliran atau sirkuit disebut dengan katup relay (relay valve). ACTUATING MECHANISM (MEKANISME NYATA) Sekali pelumas mengalir melalui pipa, katup, pompa, dll, maka akan berakhir pada mekanisme nyata. Yaitu titik dimana daya hidrolis akan mendorong piston yang mengakibatkan piston melakukan pekerjaan secara mekanik. Mekanisme ini sebenarnya adalah akhir dari aliran oli yang terdorong yang pada akhirnya melawan sistem. Akhir dari proses tersebut ini membentuk di dalam sistem. Tekanan yang bekerja melawan beberapa ruas permukaan (piston) menghasilkan suatu daya. Pada teknologi hidrolis dan transaxle, mekanisme nyata juga disebut dengan istilah servo. Servo adalah suatu alat dimana transformasi energi mengganti suatu usaha menjadi suatu hasil kerja. Clutch yang terdapat pada alpha automatic transaxle sebenarnya adalah servo, namun umumnya dinamakan clutch untuk mempermudah identifikasi. Training Material & Publication 54

55 STEEING SYSTEM (MANUAL & POWER) Umum Ada dua jenis steering system pada kendaraan komersil : manual dan power. Pada sistem manual system, untuk membelokkan kemudi ke kanan dan ke kiri pengemudi memerlukan tenaga yang cukup kuat. Dengan power steering, pengemudi hanya memerlukan sedikit tenaga untuk membelokkan kemudi karena dibantu dengan tenaga hidrolis. Sistem manual steering terdiri dari steering wheel, shaft, column, satu manual gear box dan pitman arm; drag link dan knuckle arm, tie rod. Sedangkan pada power steering system ditambahkan satu hydraulic pump; fluid reservoir, hoses, lines; dan either satu tenaga unit power yang dipasang atau menyatu, dengan power steering gear assembly. Untuk melindungi pengemudi, seluruh steering columns dan shafts dirancang sedemikian rupa agar tidak melukai pengemudi pada saat terjadi tabrakan. Manual Steering Gears and Linkage Ada beberapa perbedaan pada manual steering gears yang sekarang dengan yang lama. Rack-and-pinion type adalah tipe yang hampir dipakai oleh seluruh pabrik pembuat mobil kendaraan komersial. Umumnya manual rack-and-pinion steering gear assembly terdiri dari pinion shaft dan bearing assembly, rack gear, gear housing, two tie rod assemblies, satu adjuster assembly, dust boots dan boot clamps, dan mounting grommets dan bolts. Pada saat steering wheel diputar, gerakan manual ini diteruskan ke steering shaft dan shaft joint, kemudian ke pinion shaft. Selama gigi-gigi pinion bertautan dengan gigi rack gear, maka gerakan putar dirubah menjadi gerakan melintang pada rack gear. Kemudian, tie rods dan tie rod ends menyalurkan gerakan ini ke steering knuckles dan wheels. Manual Steering and Linkage Training Material & Publication 55

56 Tipe re-circulating ball type merupakan tipe favorit lainnya, dimana balls bertindak sebagai pemutar antara worm gear dan ball nut. Kebanyakan dipakai oleh sistem kemudi kendaraan komersil. Dengan steering gear ini, gaya putar disalurkan melalui ball bearings dari worm gear yang ada pada steering shaft ke sector gear pada cross shaft. Ball nut assembly diisi dengan ball bearings yang berputar disepanjang tubes antara worm teeth dan alur yang ada di dalam ball nut. Ketika steering wheel diputar, maka worm gear pada ujung steering shaft akan berputar, dan gerakan memutar bola-bola tersebut menyebabkan ball nut bergerak naik-turun disepanjang worm. Gerakan ball nut tersebut dihantarkan ke sector gear oleh gigi-gigi yang ada pada sisi ball nut. Kemudian, Sector gear bergerak dengan ball nut untuk memutar cross shaft dan mengaktifkan steering linkage. Balls berputar ulang dari satu ujung ball nut ke lainnya melalui ball return guides. Training Material & Publication 56

57 Jenis manual steering gear lainnya adalah worm and sector type. Manual worm dan sector steering gear assembly menggunakan steering shaft dengan three-turn worm gear yang didukung oleh, straddled by, ball bearing assemblies. Worm bertautan dengan 14-tooth sector yang dipasang ke ujung atas pitman arm shaft. Pada saat kerjanya, putaran steering wheel menyebabkan worm gear memutar sector dan pitman arm kemudian lewat melalui steering train ke wheel spindles. Power Steering System Sekarang ini, power steering menjadi salah satu perlengkapan standar kendaraan. Dengan adanya permintaan ini maka hampir lebih dari 90 persen mobil menggunakan power steering. Pada kendaraan power steering terdahulu menggunakan power rack-and-pinion system atau integral power steering gear assembly. Umumnya, rack-and-pinion system dipasang pada kendaraan berpenggerak roda depan. Dan untuk kendaraan berpenggerak roda belakang digunakan jenis Integral power steering gear. Seluruh sistem menggunakan satu power steering pump yang dipasang pada engine dan driven menggunakan satu belt, pressure hose assembly, dan return line. Juga menggunakan satu control valve yang dipasang di dalam hydraulic circuit. Automobile power steering sebenarnya adalah power-assisted steering. Seluruh sistem dibuat sedemikian rupa sehingga mobil bisa dikemudikan secara manual pada saat mesin mati atau jika terjadi kesalahan pada sumber power. Umumnya yang banyak dipakai adalah tipe power rack-and-pinion steering assembly. Rrack-and-pinion assembly ini merupakan unit hydraulic-mechanical dengan integral piston dan rack assembly. Satu internal rotary valve yang mengarahkan minyak power steering dan mengontrol tekanan untuk mengurangi steering effort. Ketika steering wheel diputar, tahanan yang terbentuk oleh berat kendaraan dan mobil gesekan antara ban dan permukaan jalan menyebabkan torsion bar di dalam rotary valve menjadi membelok. Hal ini merubah posisi valve spool dan sleeve, kemudian mengarahkan minyak power steering dibawah tekanan ke power cylinder. Perbedaan tekanan pada satu sisi piston (yang dipasang pada rack) membantu menggerakkan rack untuk mengurangi usaha putar. Minyal pelumas yang ada di dalam sisi power cylinder lainnya dipaksa ke control valve dan kembali ke pump reservoir. Pada saat steering efforts berhenti, maka control valve diketengahkan oleh gaya puntir dari torsion bar, tekanan diseimbangkan pada kedua sisi piston, dan roda depan kembali lurus ke posisi depan. Training Material & Publication 57

58 Power Steering System (Integral power steering gear) Integral power steering gear menggunakan sistem re-circulating ball dimana steel balls bekerja sebagai rolling antara steering main (worm) shaft dan rack piston. Kunci kerja dari integral power steering gear adalah rotary valve yang mengarahkan minyak power steering dibawah tekanan ke sisi rack piston lainnya. Rack piston kemudian merubah tekanan hydraulic menjadi tenaga putar. Rack piston di dalam gear bergerak ke atas ketika main (worm) shaft berputar ke kanan. Dan akan turun ke bawah begitu worm shaft berputar ke kiri. selama proses kerja ini, steel balls berputar kembali dengan rack piston, yang tenaga gerakannya dibantu oleh tekanan hydraulic. Gaya yang dihasilkan oleh pergerakan rack piston kemudian disalurkan dari gigi rack piston ke sector teeth yang ada pada pitman shaft, melalui shaft dan pitman arm ke steering linkage. Training Material & Publication 58

59 Training Material & Publication 59

60 Konstruksi Sistem Power steering system terdiri dari: - Rack dan pinion steering gear box - Power steering oil pump - Oil reservoir - Tubes Sistem power steering menggunakan tekanan hydraulic pressure yang dibangkitkan oleh power steering pump untuk mengurangi usaha dalam memutar steering wheel. Power steering pump dipasang di depan engine. Pump mempunyai vane-type design, yang digerakkan oleh crankshaft melalui drive belt. Minyak power steering ditarik ke dalam pump dari reservoir ketika engine dalam keadaan hidup. Pelumas tersebut diatur oleh power steering switch dan control valve yang letaknya di dalam power steering pump. Training Material & Publication 60

61 Flow control valve Flow control valve dipasang untuk mengatur jumlah minyak power steering sesuai dengan batas optimal, sehingga tidak mengikuti kecepatan putaran pump. Training Material & Publication 61

62 Berikut adalah penjelasan cara kerja flow control valve berdasarkan kecepatan engine. Minyak power steering yang dikeluarkan dari pump disuplai melalui celah sekeliling rod pada lubang A1 ke gear box. Begitu kecepatan engine bertambah, jumlah minyak power steering yang dileluarkan oleh pump juga akan meningkat menyebabkan terjadi perbedaan tekanan diantara kedua ujung orifice (P1 P2). Kemudian tekanan yang melebihi tersebut menekan flow control spring ke kanan seperti tampak pada gambar, sehingga membuat bukaan orifice menjadi lebih sempit kemudian aliran minyak power steering yang masuk ke gear box juga akan dibatasi sesuai dengan kebutuhan, dan kelebihan pelumas tersebut dikembalikan ke pump. Begitu kecepatan engine naik lebih tinggi, maka bukaan orifice akan semakin dipersempit sehingga yang masuk ke gear box juga akan berkurang. Hasilnya, tekanan hydraulic yang Training Material & Publication 62

63 diberikan ketika kemudi diputar juga akan menjadi lembat. Dengan cara ini maka akan diperoleh tingkat kestabilan kemudi yang baik. Relief valve yang letaknya di dalam flow control valve mengatur jumlah tekanan maksimal hydraulic. Steel ball di dalam relief valve dibawah tekanan hydraulic pressure datang melalui orifice A2. Pada saat steering wheel diputar dan tekanan naik lebih dari 75-82kg/cm2 ( psi), maka relief spring akan tertekan mendorong steel ball sehingga minyak power steering bisa mengalir ke power steering pump. Relief Valve Kerja relief valve ini menyebabkan perbedaan tekanan antara between chamber A dan B. Kemudian flow valve bergerak ke kanan membuka orifice A1, sehingga tekanan hydraulic tetap terjaga dengan konstan. Training Material & Publication 63

64 Training Material & Publication 64

65 Training Material & Publication 65

66 Training Material & Publication 66

67 Training Material & Publication 67

68 Training Material & Publication 68