SISTEM REM URAIAN Rem berfungsi untuk : Mengurangi kecepatan (memperlambat) dan menghentikan kendaraan. Memungkinkan parkir pada tempat yang menurun. Sebagai alat pengaman dan menjamin pengendaraan yang aman. 1
PRINSIP REM Prinsip rem adalah merubah energi gerak menjadi energi panas. Umumnya, rem bekerja disebabkan oleh adanya sistem gabungan penekanan melawan sistem gerak putar. Efek pengereman (braking effect) diperoleh dari adanya gesekan yang ditimbulkan antara dua objek / benda. TIPE REM Rem yang dipergunakan pada kendaraan bermotor dapat digolongkan menjadi beberapa tipe tergantung pada penggunaannya. Rem kaki (foot brake) digunakan untuk mengontrol kecepatan dan menghentikan kendaraan. Rem parkir (parking brake) untuk memarkir kendaraan. Rem tambahan (auxiliary brake) untuk membantu rem kaki dan digunakan pada kendaraan besar. Rem kaki Rem hidraulis Rem pneumatis Rem roda Rem Rem parkir Rem mekanik Center brake Rem roda belakang Rem tambahan Exhaust brake 2
REM KAKI I. URAIAN Rem kaki (foot brake) dikelompokkan menjadi dua tipe : rem hidraulis (hydraulic brake) dan rem pneumatis (pneumatis brake). Rem hidraulis mempunyai keuntungan lebih respon (lebih cepat) dan konstruksi lebih sederhana, sedangkan rem pneumatis menggunakan kompresor yang menghasilkan udara bertekanan untuk menambah daya pengereman. Mekanisme kerja Master silinder (master cylinder) Booster rem (brake booster) Katup proporsi (proportioning valve) Sistem rem Mekanisme rem Tipe tromol (drum brake) Tipe piringan (disc brake) 3
II. MEKANISME KERJA Master Silinder Uraian Bila pedal ditekan, master silinder akan menghasilkan tekanan hidraulis. Cara kerja pedal rem didasarkan pada prinsip tuas yang merubah tekanan pedal rem yang kecil menjadi besar. F2 = F1 x A B F1 : Tenaga pedal (kg). F2 : Output push rod (kg). A1 : Jarak pedal ke fulcrum. A2 : Jarak pushrod ke fulcrum. Berdasarkan hukum Pascal : Tekanan pada zat cair akan diteruskan ke segala arah dengan tekanan yang sama besar. 4
Tipe dan Konstruksi Master Silinder Ada dua tipe master silinder : Tunggal dan ganda (tandem). Pada umumnya untuk sistem rem digunakan master silinder tipe ganda (tandem), yang mempunyai keuntungan bila salah satu sistem tidak bekerja, tetapi sistem lain tetap berfungsi dengan baik. Pada sistem penggerak roda belakang, piston no.1 untuk roda depan dan piston no.2 untuk roda belakang. Pada kendaraan penggerak roda depan, terdapat beban tambahan pada roda depan, untuk mengatasi hal ini digunakan diagonal split hydraulic system. Cara Kerja - Saat pedal rem tidak diinjak Piston cup no. 1 & 2 terletak di antara inlet port dan compensating port, sehingga terdapat saluran antara cylinder dan reservoir tank. 5
- Saat pedal rem diinjak Piston no. 1 bergerak ke kiri dan piston cup menutup compensating port, sehingga menyebabkan tekanan hidraulis dalam silinder bertambah dan tekanan ini diteruskan ke wheel cylinder kembali ke reservoir. - Saat pedal rem dibebaskan Piston kembali ke posisi semula oleh tekanan hidraulis dan tegangan return spring, dan minyak kembali ke reservoir. Outlet Check Valve Pada beberapa master silinder terdapat outlet check valve yang berfungsi untuk mempertahankan tekanan sisa pada pipa rem (1 kg/cm 2 ) untuk mencegah terlambatnya pengereman. 6
REM TROMOL (DRUM BRAKE) I. URAIAN Pada rem tromol, kekuatan tenaga pengereman (self energi-zing action/effect) diperoleh dari sepatu rem yang diam menekan bagian dalam tromol yang berputar. II. KOMPONEN Komponen rem tromol terdiri dari : backing plate, silinder roda (wheel cylinder), sepatu rem dan kanvas (brake shoe & lining), tromol rem (brake drum). 7
Backing Plate Backing plate terbuat dari baja press, karena sepatu rem terkait pada backing plate, maka aksi daya pengereman tertumpu pada backing plate. Silinder Roda Ada dua tipe silinder roda (wheel silinder): double piston dan single piston. Bila timbul tekanan hidraulis pada master silinder maka akan menggerakkan piston cup, piston akan menekan ke arah sepatu rem, kemudian menekan tromol rem. Apabila rem tidak bekerja, piston akan kembali ke posisi semula karena kekuatan pegas pembalik sepatu rem. Bleeder plug berfungsi sebagai baut pembuangan udara yang terdapat pada sistem rem. 8
Sepatu Rem dan Kanvas Rem Sepatu rem terbuat dari plat baja Kanvas rem dipasang dengan cara dikeling atau dilem. Kanvas terbuat dari campuran fiber metalic, brass, lead, plastic dan sebagainya. Kanvas harus mempunyai koefisien gesek yang tinggi dan harus dapat menahan panas dan aus. Tromol Rem Tromol rem (brake drum) terbuat dari besi tuang (gray cast iron). Ketika kanvas menekan bagian dalam dari tromol akan terjadi gesekan yang menimbulkan panas yang mencapai suhu 200 300 C. 9
III. TIPE REM TROMOL Tipe Leading Trailing Pada tipe ini terdapat satu wheel silinder dengan dua piston yang akan mendorong bagian atas dari tromol rem. Leading shoe lebih cepat aus dari pada trailing shoe. Tipe Two Leading Tipe ini mempunyai dua wheel silinder yang masing-masing memiliki satu piston. Keuntungan : Saat kendaraan maju kedua sepatu rem menjadi leading shoe sehingga daya pengereman baik. Kerugian : Saat kendaraan mundur kedua sepatu rem menjadi trailing shoe sehingga daya pengereman kurang baik. 10
Tipe Dual Two Leading Tipe ini mempunyai 2 silinder roda (wheel cylinder), yang masing-masing memiliki 2 buah piston, dan menghasilkan efek pengereman yang baik saat kendaraan maju maupun mundur. Tipe Uni-Servo Tipe ini mempunyai 1 wheel cylinder dengan 1 piston. Keuntungan : Saat kendaraan maju kedua sepatu rem menjadi leading shoe sehingga daya pengereman baik. Kerugian : Saat kendaraan mundur kedua sepatu rem menjadi trailing shoe sehingga daya pengereman kurang baik. 11
Tipe Duo-Servo Tipe ini merupakan penyempurnaan dari tipe uni-servo yang mempunyai 1 wheel cylinder dengan 2 piston. Gaya pengereman tetap baik tanpa terpengaruh oleh gerakan kendaraan. IV. DAYA PENGEREMAN Daya pengereman dipengaruhi oleh : Temperatur kanvas. Gesekan akan berkurang dan gaya pengereman akan menurun ketika tromol dan kanvas telah menjadi panas. Posisi persinggungan antara tromol dan kanvas, walaupun luas daerah persinggungan mungkin sama. 12
V. CELAH SEPATU REM Celah yang tidak tepat dapat menyebabkan : Celah sepatu rem terlalu besar akan menyebabkan kelambatan pada pengereman. Celah sepatu rem terlalu kecil, rem akan terseret dan menyebabkan keausan pada tromol dan kanvas. Celah sepatu rem tidak sama akan menyebabkan kendaraan tertarik ke satu arah. Penyetelan Otomatis Celah Sepatu Rem 1. Penyetelan terjadi saat pengereman selama kendaraan mundur Metode ini digunakan pada rem tipe duo servo, yang menggunakan kabel penyetel (adjusting cable), tuas penyetel (adjusting lever), sekrup penyetel sepatu (shoe adjusting screw). Adjusting cable dipasang pada brake shoe no. 2 dan ujung lainnya pada adjusting lever melalui sebuah pegas. Adjusting lever dipasang pada bagian bawah sepatu no. 2 yang dihubungkan dengan adjusting screw. Shoe adjusting screw terdiri dari baut dan mur seperti pada gambar. 13
Cara Kerja Bila pedal rem ditekan saat kendaraan mundur, sepatu rem no. 2 bergerak dari anchor pin, dan menarik adjusting cable. Ini menyebabkan adjusting lever memutar adjusting screw dan menyetel celah. 2. Penyetelan terjadi saat pengereman selama kendaraan maju Ujung link dihubungkan dengan piston wheel cylinder, sedangkan ujung link lain dihubungkan dengan automatic adjusting lever melalui pegas. Tuas penyetel otomatis dipasang pada rumah wheel silinder dengan sebuah pin, yang ujungnya dihubungkan dengan pegas dan adjusting wheel. 14
Cara Kerja Bila pedal rem diinjak, maka piston dan link bergerak ke atas. Hal ini menyebabkan tuas penyetel otomatis bergerak mengelilingi pin pada arah putaran kebalikan. a. Celah Sepatu Rem Standar Bila gerakan piston kecil, maka gerakan tuas penyetel otomatis juga kecil. Gerakan tuas penyetel hanya maju-mundur diantara 2 gigi adjusting wheel, jadi adjusting wheel tidak berputar. b. Celah Sepatu Rem Lebih Besar dari Standar Bila pedal rem ditekan, gerakan piston lebih besar, maka tuas penyetel menyebabkan adjusting wheel berputar. Bila pedal rem dilepas tuas penyetel kembali ke posisi semula tetapi berhubungan dengan gigi berikutnya dari adjusting wheel. 15
3. Penyetelan dilakukan dengan rem parkir Cara Kerja Saat rem parkir bekerja, maka tuas tertarik ke kiri. Pada saat yang bersamaan, tuas penyetel berputar searah jarum jam mengelilimgi pin tempat sepatu rem terpasang, memutarkan adjusting screw. a. Celah Sepatu Rem Lebih Besar dari Standar Saat tuas rem parkir ditarik, maka adjusting lever akan bergerak jauh melebihi jarak gigi berikut dari adjusting screw. Saat tuas rem parkir dibebaskan, adjusting lever akan turun dan memutar adjusting screw sehingga menyetel celah. b. Celah Sepatu Rem Standar Saat rem parkir ditarik, adjusting lever hanya bergerak sedikit (tidak melebihi gigi berikut pada adjusting wheel). Celah sepatu rem tetap (tidak berubah). 16
REM CAKRAM (DISC BRAKE) I. URAIAN Rem cakram (disc brake) terdiri dari cakram (disc rotor) yang terbuat dari besi tuang yang berputar dengan roda, dan disc pad yang berfungsi untuk mendorong dan menjepit cakram. Daya pengereman dihasilkan karena gesekan antara disc pad dan disc rotor. 17
Keuntungan : Radiasi panas baik. Bila terkena air lebih cepat kering. Konstruksi sederhana. Mudah dalam perawatan serta penggantian pad. Kerugian : Self energizing effect kecil. Membutuhkan tekanan hidraulis yang besar. Pad lebih cepat aus. II. KOMPONEN-KOMPONEN Piringan (disc rotor) Komponen utama Caliper* Pad rem (disc pad) * Caliper akan dijelaskan pada Jenis-jenis Caliper Piringan (Disc Rotor) Disc rotor terbuat dari besi tuang dalam bentuk solid (biasa) dan berlubang-lubang untuk ventilasi. Tipe ventilasi digunakan untuk menjamin pendinginan yang baik untuk mencegah fading (koefisien gesek berkurang). 18
Pad Rem Pad (disc pad) terbuat dari campuran metallic fiber dan serbuk besi, yang disebut semi-metallic disc pad. Pada pad diberi celah untuk menunjukkan tebal batas pad yang diijinkan (mempermudah pemeriksaan). Pada beberapa pad terdapat anti-squel shim yang berfungsi untuk mencegah bunyi saat pengereman, dan pad wear indicator untuk menginformasikan keausan pad yang sudah tipis. III. JENIS-JENIS CALIPER Tipe Fixed Caliper (Double Piston) Pada tipe ini daya pengereman didapat bila pad ditekan piston secara hidraulis pada kedua sisi disc 19
Tipe Floating Caliper Cara Kerja Pada tipe ini hanya terdapat satu piston. Tekanan hidraulis dari master cylinder mendorong piston (A) dan selanjutnya menekan disc. Pada saat yang sama tekanan hidraulis menekan sisi pad (B) menyebabkan caliper bergerak ke kanan dan menjepit cakram dan terjadilah pengereman. IV. PENYETELAN OTOMATIS CELAH ROTOR DENGAN PAD Uraian Bila pad menjadi aus, maka celah antara rotor dan pad bertambah dan memerlukan langkah yang lebih besar. Oleh karena itu dibutuhkan suatu mekanisme penyetelan celah otomatis yaitu piston seal type adjusting mechanism. Cara Kerja 1. Celah Normal (Keausan Pad Tidak Ada) Bila rem dioperasikan,maka piston seal membentuk elastis seperti pada gambar. Bila pedal rem dilepas, piston seal akan kembali ke bentuk semula, dan menarik piston kembali. Besarnya deformasi (amount of deformation) seal adalah celah pad. 2. Celah Terlalu Besar (Pad Aus) Saat pad aus, bila rem dioperasikan maka gerakan piston akan lebih jauh, tetapi besarnya deformasi seal tetap. Bila pedal rem dilepaskan, maka piston kembali dengan jarak yang sama besar dengan deformasi seal, dan celah sepatu rem telah distel. 20
Saat piston ditekan keluar Saat tekanan dibebaskan 21
REM PARKIR I. URAIAN Rem parkir (parking brake) terutama digunakan untuk memarkir kendaraan. Rem parkir terbagi menjadi dua tipe : tipe roda belakang dan tipe center brake Kendaraan penumpang menggunakan tipe roda belakang, dan kendaraan truk atau niaga menggunakan tipe center brake. 22
II. CARA KERJA Mekanisme kerja (operating mechanism) pada dasarnya sama untuk tipe rem parkir roda belakang dan tipe center brake. Tuas rem parkir ditempatkan berdekatan dengan tempat duduk pengemudi. Dengan menarik tuas rem parkir, maka rem bekerja melalui parking brake cable, intermediate lever, pull rod, equalizer, parking brake cable kiri dan kanan. Di bawah ini beberapa tipe tuas yang digunakan tergantung pada design tempat duduk pengemudi dan sistem kerja yang dikehendaki. Tuas rem parkir dilengkapi dengan rachet untuk mengatur tuas pada suatu posisi pengetesan. Pada beberapa tuas rem parkir mur penyetelannya dekat dengan tuas rem untuk memudahkan penyetelan. Kabel rem parkir memindahkan gerakan tuas ke tromol rem sub-assembly. Pada rem parkir roda belakang, dibagian tengah kabel diberi equalizer untuk menyamakan daya kerja pada roda kiri dan kanan Tuas intermediate (intermediate lever) dipasang untuk menambah daya pengoperasian. 23
III. BODI REM PARKIR Rem Parkir Tipe Roda Belakang Bodi rem parkir dikelompokan menjadi dua tipe struktural bergantung pada pada andilnya tromol rem atau piringan rem (menjadi satu) atau komponen rem yang terpisah. Tipe rem parkir sharing Klasifikasi struktural Tipe rem parkir devoted Tipe Rem Parkir Sharing Tipe rem ini digabungkan dengan rem kaki. Hubungannya dilakukan secara mekanik dengan sepatu rem atau pad rem. 1. Kendaraan dengan Tromol Rem Pada tipe rem parkir ini, sepatu rem akan mengembang oleh brake shoe lever dan shoe strut. 2. Kendaraan dengan Rem Piringan Dalam tipe rem parkir ini, mekanisme rem parkir disatukan dalam caliper rem. Gerakan tuas menyebabkan lever shaft berputar menyebabkan spindle menggerakkan piston dan piston mendorong pad menjepit disc. 24
Tipe Rem Parkir Devoted Pada tipe rem parkir ini, tromol rem terpisah dari disc brake belakang. Cara kerjanya sama dengan tipe rem parkir seperti pada tromol rem. Rem Parkir Tipe Center Brake Tipe ini banyak digunakan pada kendaraan komersil (niaga). Tipe ini salah satu dari tipe rem tromol tetapi dipasang antara bagian belakang transmisi dan bagian depan propeller shaft. Pada rem parkir tipe ini daya pengeremannya terjadi saat sepatu rem yang diam menekan bagian dalam tromol yang berputar bersama out put shaft transmisi. Cara kerjanya sama dengan tipe rem parkir seperti pada tromol rem. 25
BOOSTER REM I. URAIAN Booster berfungsi untuk melipat gandakan (2 sampai 4 kali) daya penekanan pedal, sehingga daya pengereman yang lebih besar dapat diperoleh. Contoh : Bila pedal rem ditekan dengan gaya 40 kg, gaya ini diperbesar oleh tuas pedal menjadi 200 kg untuk menekan booster. Misalkan besarnya vakum pada booster adalah 500 mm.hg, gaya output yang dihasilkan adalah 410 kg. II. PRINSIP KERJA Bila vakum bekerja pada kedua sisi piston, maka piston akan terdorong ke kanan oleh pegas. Bila tekanan atmosfir masuk ke ruang A, maka piston bergerak ke kiri menekan pegas karena adanya perbedaan tekanan, menyebabkan batang piston menekan piston master silinder. 26
III. KONSTRUKSI Bagian dalam booster dihubungkan dengan pompa vakum (diesel) atau intake manifold (bensin) melalui check valve. Check valve berfungsi sebagai katup satu arah yang hanya memungkinkan udara mengalir dari booster ke vacuum pump. Ruang booster terbagi menjadi dua bagian oleh diapragm yaitu constant pressure chamber dan variable pressure chamber. Pada control valve mechanism terdapat air valve dan vacum valve. Valve operating rod dihubungkan ke pedal rem. 27
IV. CARA KERJA Ketika Pedal Rem Belum Ditekan air valve tertarik ke kanan oleh air valve return spring bertemu dengan control valve sehingga tertutup, dan udara luar tidak bisa masuk ke variable pressure chamber. Vacum valve terbuka menyebabkan terjadinya kevakuman pada constant dan variable pressure chamber. Piston terdorong ke kanan oleh pegas diapragma. Ketika Pedal Rem Ditekan valve operating rod mendorong air valve dan control valve, menyebabkan vacum valve tertutup dan air valve terbuka. Hal ini menyebabkan udara luar masuk ke variable pressure chamber. Perbedaan tekanan antara variable dan constant pressure chamber menyebabkan piston bergerak ke kiri. 28
KATUP PENYEIMBANG I. URAIAN Kendaraan yang mesinnya terletak di depan, bagian depannya lebih berat dibandingkan dengan bagian belakangnya. Bila kendaraan direm, akan menyebabkan beban ban depan bertambah dan beban ban belakang berkurang. Bila daya cengkeram pengeremannya berlaku sama pada ke empat rodanya, maka roda belakang yang memiliki beban lebih kecil cenderung akan mengunci lebih dulu sehingga menyebabkan ngepot (skid). Dengan alasan tersebut, diperlukan proportioning valve yang berfungsi untuk mengurangi tekanan hidraulis untuk wheel cylinder roda belakang, sehingga mencegah terjadinya ngepot. Proportioning valve ditempatkan pada brake pipe belakang. 29
II. JENIS-JENIS PROPORTIONING VALVE 30
III. PRINSIP KERJA Tekanan Master Cylinder Tidak Ada piston terdorong ke kanan oleh pegas, katup C terbuka. Tekanan Master Cylinder Rendah Tekanan hidraulis dari master silinder diteruskan dari ruang A ke ruang B melalui katup C. Tekanan di ruang A dan B menjadi sama. Tetapi luas permukaan piston di ruang B lebih besar dari pada ruang A, menyebabkan piston bergerak ke kiri. Gerakan ini berlawanan dengan pegas yang mendorong piston dan menyetop gerakan piston bila mencapai titik dimana daya pegas seimbang dengan tekanan hidraulis. 31
Tekanan Master Cylinder Tinggi Piston makin bergerak ke kiri sampai katup C menutup. Pada saat ini terjadi split point (titik a pada grafik). Bila tekanan hidraulis di dalam ruang A dinaikkan lagi, piston bergerak ke kanan dan membuka katup C. Karena tekanan di ruang B bertambah, piston bergerak ke kiri karena perbedaan luas penampang dan menutup katup C. Proses ini terjadi secara berulang untuk mengatur tekanan yang bekerja di wheel cylinder belakang. IV. CARA KERJA PROPORTIONING VALVE Tekanan Master Silinder Rendah Piston terdorong ke kanan oleh pegas. Minyak rem mengalir dari master silinder melalui celah antara cylinder cup dan piston ke wheel cylinder belakang. Tekanan Master Silinder Tinggi 32 Tekanan minyak mendorong piston ke kiri melawan tegangan pegas, menyebabkan piston menutup cylinder cup. Piston terus bergerak ke kiri menyebabkan volume di sebelah kanan cylinder cup bertambah dan tekanan wheel cylinder belakang berkurang.
V. CARA KERJA BLEND PROPORTIONING VALVE Tekanan Master Cylinder Rendah Cara kerja saat tekanan master cylinder rendah pada blend proportioning valve sama dengan cara kerja saat tekanan master cylinder rendah pada proportioning valve. Tekanan Master Cylinder Sedang Cara kerja saat tekanan master cylinder sedang pada blend proportioning valve sama dengan cara kerja saat tekanan master cylinder tinggi pada proportioning valve. Tekanan Master Cylinder Tinggi Saat tekanan master cylinder tinggi, by pass valve (II) bekerja, dimana tekanan minyak rem mendorong piston (1) melawan tegangan pegas. Seal tidak menutup saluran (4), sehingga tekanan hidraulis di master cylinder sama dengan wheel cylinder. Pada blend proportioning valve terdapat dua split point. 33
SISTEM REM ANTI-LOCK (ANTI LOCK BRAKE SYSTEM) I. URAIAN Rem anti-lock ini berfungsi untuk mengerem kendaraan dengan cara tidak langsung mengunci (rem-tidak-rem-tidak-dan seterusnya). 34
II. KOMPONEN-KOMPONEN DAN FUNGSI Speed Sensor Depan : mendeteksi kecepatan roda pada masing-masing roda depan. Speed Sensor Belakang : mendeteksi kecepatan roda pada masingmasing roda depan. Switch Lampu Rem : mendeteksi tanda pengereman dan mengirimkan signal ke ABS computer. Anti-Lock Warning Light : lampu menyala sebagai peringatan bahwa pada ABS ada yang tidak berfungsi. ABS Actuator : mengontrol tekanan minyak rem pada masing-masing wheel cylinder dengan signal dari ABS computer. ABS Computer : dengan signal-signal dari masing-masing speed sensor komputer menghitung jumlah akselerasi dan deselerasi, dan mengirim signal ke ABS actuator. 35