21 BAB III ANALISIS DAN PERHITUNGAN A. SISTEM REM DEPAN KIJANG INNOVA Rem sebagai salah satu sistem dari sebuah kendaraan yang memegang peranan penting yaitu sebagai alat keselamatan yang difungsikan untuk mengurangi laju kendaraan dan juga memungkinkan parkir ditempat yang menurun. Pada dasarnya sistem rem mengubah energi kinetik menjadi energi panas. Kijang Inova menggunakan sistem rem hidrolik, dimana cara kerja dari sistem rem hidrolik, tenaga penekanan yang dilakukan seorang pengemudi tidak akan mampu untuk memberhentikan secara langsung kendaraan, akan tetapi tenagga pengereman akan dilipat gandakan terlebih dahulu oleh booster sehingga daya pengereman lebih besar dan penekanan pada padal rem terasa ringan, prinsip dari rem hidrolik adalah suatu penerapan dari hukum pascal yang mana pada cairan yang diberi tekanan yang sama akan diteruskan ke semua arah, penekanan cairan hidrolik dilakukan oleh master silinder yang memiliki fungsi mengubah gerak tekanan pedal menjadi tekanan hidrolik. Tekanan yang diberikan akan disalurkan melalui pipa-pipa yang nantinya akan terhubung dengan silinder rem pada tiap roda. Tekanan dari cairan hidrolik tersebut akan menekan piston yang terdapat pada silinder roda dari setiap mekanisme rem, piston akan menekan kearah luar, sehingga bergesekan dengan teromol rem yang mengakibatkan gesekan sehingga terjadi pengereman.
22 Gambar 3.14. Mekanisme rem kijang innova (Sumber : Toyota Astra Motor : Step 1: 5-63) Tabel 3.2 Fungsi dari komponen rem kijang innova Nama Komponen Speed Sensor Depan Speed Sensor Belakang Swicth Lampu Rem Lampu peringatan Anti-Lock (ANTI-LOCK Warning Light) A.B.S Actuator A.B.S computer Fungsi Mendetekdsi kecepatan roda pada masing-masing roda depan. Mendetekdsi kecepatan roda pada masing-masing roda belakang. Menditeksi tanda pengereman dan mengirimkan ke komputer A.B.S. Lampu menyala untuk memberi tanda agar pengemudi siaga saat Anti-Lock Brake System ada yang tidak berfungsi. Untuk mengontrol tekanan minyak rem pada masing-masing silinder disc brake dengan singnal dari komputer A.B.S. Dengan singnal-singnal dari masingmasing speed sensor ia menghitung jumlah akselerasi dan deselarasi dan mengirim singnal-singnal ke aktuator ke pengontroltekanan minyak rem.
23 B. TEMPAT DAN OBJEK Tempat untuk melakukan penelitian tugas akhir ini di Work Shop Otomotif (WSO) kampus Universitas Pendidikan Indonesia (UPI), dengan objek analisis rem depan pada unit Kijang Inova tipe V tahun 2004. C. GANGGUAN-GANGGUAN PADA SISTEM REM KIJANG INNOVA a. Rem Tidak Bekerja Dengan Baik (Pedoman reparasi kijang inova vol 4) 1. Gejala : Pada saat melakukan pengereman pedal harus di injak beberapa kali. Gaya penekanan pad rem yang kurang baik. Waktu pengereman yang lama. Jarak pengereman yang terlalu jauh. b. Timbul Bunyi Pada Saat Pengereman (Pedoman reparasi kijang innova vol 4) 1. Gejala : Pada saat melakukan pengereman terdengar bunyi. Gaya penekanan pad rem yang kurang baik. Waktu pengereman yang relatif lama.
24 D. TIPE REM DEPAN KIJANG INNOVA Kendaraan Kijang inova menggunakan type floating caliper (single piston). Foto 3.15. Rem Cakram Kijang Innova (Sumber : Kijang Inova Tipe V tahun 2004) E. PERSIAPAN PEMBONGKRAN 1. Keselamatan kerja a. Gunakan pakaian kerja. b. Gunakan alat pelindung kaki. c. Persiapkan peralatan kaki (sepatu kerja). d. Gunakan vender cover untuk melindungi kendaraan. Foto 3.16. Penggunaan Vender Cover (Sumber : Kijang Inova Tipe V Tahun 2004)
25 e. Dongkrak kendaraan dalam keadaan yang tepat. Foto 3.17. Mendongkrak Kendaraan (Sumber : Kijang Inova Tipe V Tahun 2004) f. Gunakan SST (special srviice tool) yang dalam proses pembongkaran dan pemasangan. 2. Alat Yang Digunakan Alat yang digunakan untuk membongkar dan memasang komponen dari sistem rem cakram Kijang Inova adalah sebagai berikut : a. Kunci shock. b. Kunci ring. c. Obeng (-) dan (+). d. Palu. e. Tang. f. Sanp ring. g. Air gun. h. Grase. i. Amplas.
26 j. Alat ukur. k. Dial gauge indicator (DTI). l. Telescopic gauge. m. Vernier caliper. n. Micrometer. o. Pernggaris besi. F. PEMBONGKARAN, PEMERIKSAAN DAN PERAKITAN REM DEPAN KIJANG INNOVA 1. Langkah Pembongkaran : a. Dongkrak kendaraan pada posisi yang benar. b. Pasang jack stand untuk menyangga beban kendaraan. c. Dengan menggunakan impact bukalah baut roda kendaraan. d. Setelah terlepas, simpan roda kendaraan di tempat yang aman. e. Lepas selang flexible depan. Lepas baut union dan gasket. Lepaskan selang flexible dari silinder rem. Foto 3.18. Melepas Selang Flexible depan (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-29)
27 f. Lepas silinder rem cakram depan ASSY RH. Lepas 2 baut dan silinder rem. Foto 3.19. Melepas Silinder Rem Cakram Depan ASSY RH (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-29) g. Lepas pad rem cakram depan. Lepas pad rem dengan satuan shim anti squel depan. h. Lepas satuan shim anti squeal depan. Lepas shim anti squel dari setiap pad. i. Lepas plat support pad cakram depan. Lepas 2 plat support dari mounting silinder rem. j. Lepas mounting silinder rem cakram depan. Lepas 2 baut dan mounting silinder rem. Foto 3.20. Melepas munting silinder rem cakram depan (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-29)
28 k. Lepas slide pin silinder rem cakram depan. Lepas 2 slide pin silinder dari mounting silinder. Menggunakan obeng, lepas slide bush silinder dari slide pin silinder. (Hati-hati jangan merusak slide pin). Foto 3.21. Melepas Slide Pin Silinder Rem Cakram Depan (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-30) l. Lepas dust boot bush rem cakram depan. Lepas 2 dust boot dari mounting silinder. Foto 3.22. Melepas Dust Boot Bush Rem Cakram Depan (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-30)
29 m. Lepas boot silinder. Menggunakan obeng, ungkit keluar boot silinder. (hati-hati jangan merusak silinder rem). Foto 3.23. Melepas Boot Silinder (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-30) n. Lepas piston rem cakram depan. Siapkan papan kayu untuk menahan piston. Letakan papan kayu diantara piston rem dan silinder rem. Gunakan udara kompresor untuk melepas piston rem dari silinder rem. (Jangan letakan jari anda di depan piston pada saat menggunakan udara kompresor). Foto 3.24. Melepas Piston rem cakram depan (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-30)
30 o. Lepas seal piston Menggunakan obeng, ungkit keluar seal piston dari silinder rem. (hati-hati jangan merusak bagian dalam silinder dan alur silinder). Foto 3.25. Melepas Seal Piston (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-31) p. Lepas bleender plug rem cakram depan. Lepas tutup bleender plug dan bleender plug dari silinder rem. q. Periksa piston dan silinder rem. Periksa lubang silinder rem dan piston rem terhadap karat atau goresan. Bila perlu, ganti piston dan silinder rem. 2. Langkah Pemeriksaan : a. Periksa ketebalan lapisan pad. Menggunakan penggaris, ukur ketebalan pad. Ketebalan standar : 11.0 mm (0433 in). Ketebalan minimum : 1.0 mm (0,039 in).
31 Foto 3.26. Ketebalan Pad Rem (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-31) b. Periksa plat support pad rem cakram depan. Periksa 2 plat support. (Pastikan bahwa plat dapat memantul dan tidak berubah bentuk, retak, aus, berkarat dan kotor. Bila perlu, ganti plat support). c. Periksa ketebalan cakram Menggunakan micrometer, ukur ketebalan cakram. Ketebalan standar : 28.0 mm (1.102 in). Ketebalan minimum : 26.0 mm (1.024 in). (Bila ketebalan cakram kurang dari minimum, ganti cakram). Foto 3.27. Ketebalan Cakram (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-32)
32 d. Lepas cakram depan. Beri tanda pada cakram depan dan axel hub. Lepas cakram depan. e. Pasang cakram depan. Tepatkan tanda, pasang cakram depan. (Saat mengganti cakram dengan yang baru, pilih posisi pemasangan dimana cakram depan mempunyai runout minimum). Foto 3.28. Tanda Pada Cakram Depan Dan Axel Hub (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-32) f. Periksa runout cakram. Periksa gerakan bearing pada arah axial dan periksa runout axel hub. Untuk sementara kencangkan cakram dengan mur hub. Menggunkan dial indicator, ukur runout cakram sejauh 10.0 mm (0.39 in), dari tepi luar cakram depan. Runout cakram maksimum : 0.05 mm (0.0020 in), bila perlu runout lebih besar dari maksimum, ganti posisi pemasangan dari cakram dan axel sehingga runout menjadi minimal. Bila runout melebihi maksimum
33 walaupun posisi pemasangan telah diganti, gerinda cakram. Bila ketebalan cakram kurang dari minimum, ganti cakram depan. Lepas 2 mur hub. Foto 3.29. Runtot Cakram Depan (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-32) g. Untuk sementara kencangkan bleender plug rem cakram depan. Pasang bleender pada silinder rem. (Bleender plug akan dikencangkan pada momen spesifikasi pada langkah 36). Pasang tutup bleender plug. h. Pasang seal piston. Oleskan gemuk lithium soap base gycol pada seal piston yang baru. Pasang seal piston pada silinder rem. i. Pasang piston rem cakram depan. Oleskan gemuk lithium soap base gycol pada piston dan boot silinder yang baru. Pasang boot silinder pada piston. Pasang piston dengan boot pada silinder assy belakang.
34 (Jangan memaksakan piston terpasang pada silinder assy). Foto 3.30. Pemasangan Piston Rem Cakram Depan (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-33) j. Pasang boot silinder. Menggunakan SST dan palu, pukul masuk boot silinder pada silinder assy belakang. SST 09550-60010. (Jangan merusak boot silinder. Pasang boot dengan aman pada silinder belakang). Foto 3.31. Pemasangan Boot Silinder (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-33) k. Pasang dust boot bush rem cakram depan. Oleskan gemuk litium soap base glycol pada 2 dust boot yang baru. Pasang 2 dust boot pada mounting silinder.
35 Foto 3.32. Pemasangan Dust Boot Bush (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-33) l. Pasang slide pin silinder rem cakram depan. Oleskan gemuk litium soap base glycol pada slide pin silinder dan slide bush silinder yang baru seperti yang terlihat pada gambar. Pasangkan slide bush silinder pada slide pin silinder (bawah). Pasang slide pin silinder (atas) dan slide pin silinder (bawah) pada mounting silinder. Foto 3.33. Pemasangan Slide Pin (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-33) m. Pasang mounting silinder rem cakram depan. Pasang mounting silinder rem dengan 2 baut. Momen :117 N m (1,193 kgf cm, 86 ft lbf).
36 n. Pasang plat support pad rem cakram deapn. Pasang 2 plat support pada mounting silinder rem. o. Pasang satuan shim anti squel depan. Oleskan gemuk rem cakram pada daerah yang ditunjukkan tanda panah dalam gambar. Pasang shim anti squel pada setiap pad. (pada saat mengganti yang aus, shim anti squel harus diganti bersama dengan pad. Pasang setiap shim pada posisi dan arah yang benar). Foto 3.34. Pemasangan Satuan Shim Anti squel (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-34) p. Pasang ped rem cakram depan. Pasang pad rem pada mounting silinder rem. (Jangan ada oli atau gemuk pada permukaan gesek dari pad dan cakram). q. Pasang silinder rem cakram depan ASSY RH. Pasang silinder rem dengan 2 baut. Momen : 29 N m (296 kgf cm, 21 ft lbf).
37 Foto 3.35. Pemasangan Satuan Silinder Rem Cakram Depan ASSY RH (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-34) r. Pasang slang flexible depan. Hubungkan selang fexible dengan gasket baru dan baut union. Momen : 29 N m (296 kgf cm, 21 ft lbf). (Pasang pengunci selang flexible dengan aman dalam lubang pengunci pada silinder rem cakram). Foto 3.36. Pemasangan Slang Flexible (Sumber : Pedoman Reparasi Kijang Inova 32-34) s. Isi reservoir dengan fluida rem. t. Buang udara dari master silinder rem SUB-ASSY. u. Buang udara dari saluran rem. v. Periksa tinggi permukaan fluida dalam reservoir. w. Periksa kebocoran fluida rem. x. Pasang roda depan (Momen :152 N m (1.550 kgf cm, 122 ft lbf)).
38 G. PENYEBAB DAN PERBAIKAN SISTEM PENGEREMAN Setelah dilakukan pembongkaran dan analisis rem depan dari unit kendaraan Kijang Innova, factor penyebab yang sering terjadi pada rem depan Kijang Innova adalah sebagai berikut :. 1. Rem Bekerja Tidak Baik (pedal rem harus diinjak berulang-ulang) 1. Faktor penyebab : a. Terdapat angin palsu. b. Minyak rem yang kurang. 2. Cara perbaikannya : a. Lakukanlah pembuangan angin palsu caranya : Terlebih dahulupipa siapkanlah pipa plastic (slang), botol transparan dan kunci pas. Kemudian pasanglah pipa plastik (slang) tersebut di dalam botol yang transparan. Proses pembuangan udara tidak dapat dilakukan sendiri, tetapi diperlukan bantuan dari orang lain. Seseorang harus berada di bagian bawah kendaraan agar dapat mengendorkan membuka dan mengencangkan (menutup) buat pembuangan udara dan seorang lagi harus menginjaknginjak pedal rem. Sesuai dengan permitaan prang yang berada di tempat duduk pengemudi menginjak pedal rem beberapa kali. Sesudah itu, pada waktu pedal rem
39 dipijak penuh untuk beberapa saat orang yang berada di tempat pengemudi member tanda kepada orang yang berada di bawah kendaraan. Maka orang yang berada di bawah kendaraan mengendorkan sedikit baut pembuangan udara dan segera menutupnya kembali. Pada waktu baut tersebut di kendorkan, maka minyak rem akan keluar dari saluran pembuangan udara. Minyak rem menunjukan adanya gelembung udara yang bercampur dengan minyak rem. Apabila baut pembuangan udara dibuka terlalu lama, bisa kemungkinan udara akan masuk kembali kedalam pipa melalui sambungan pembuangan udara.inilah sebabnya mengapa baut pembuangan udara harus segera ditutup kembali. Ulangi prosedur tersebut beberapa kali sehingga minyak rem yang keluar dari saluran pembuangan udara menjadi jernih. Sesudah itu kencangkanlah baut pembuang udara. Untuk menghindari terjadinya kebocoran selanjutnya. b. Gantilah pad rem dengan yang baru standar ketebalan kanvas rem baru 10 mm. c. Tambahkan minyak rem pada reservoir minyak rem dengan ketentuan minyak rem, tipe DOT 3, (SAE 1703), memiliki boiling point/titik didih 205 C setara dengan 401 F atau lebih tinggi dari itu wet boiling point 140 C setara 284 F atau lebih tinggi lagi.
40 2. Timbulnya Bunyi Pada Saat Pengereman 1. Faktor penyebab : a. Pad rem yang sudah aus Keadaan pad rem yang tidak rata artinya permukaan pada pad rem tebel deblah. b. Pad rem yang kotor. c. Disc rotor tersapat karat. d. Perbaikan : Ganti pad rem yang sudah aus hanta dengan yang baru. Apabila pad rem yang lama masih digunakan, bersihkan pad rem yang kotor dengan menggunakan air gun, setelah itu beeri gemuk pada persinggungan antara pad rem dan pad retainer, bagian belakang pad rem danpersentuhan dengan piston. Dengan menggunakan ampelas halus, ampelaslah permukaan bidang disc rotor dari karat, setelah itu bersihkan dengan menggunakan air gun. 3. Kebocoran Pada Piston Rem 1. Faktor penyebab : a. Kalitas minyak rem yang jelek sehingga memungkinkan seal piston mengeras dan tidak fleksible. b. Minyak rem yang kurang.
41 c. Debu dan kotoran yang masuk kedalam seal piston. 2. Perbaikan : a. Gunakan kualitas minyak rem yang sesuai dengan yang dianjurkan. b. Ganti seal piston dengan yang baru. c. Tambahkan minyak rem pada reservoir. H. DATA PERHITUNGAN SISTEM REM DEPAN KIJANG INNOVA (BERDASARKAN SPESIFIKASI DAN HASIL PENGUKURAN ) : Panjang kendaraan (P) = 4580 mm Lebar kendaraan (L) = 1770 mm Tinggi kendaraan (T) = 1745 mm Berat kosong (W) = 2100 kg Berat bagian depan (WD) = 890 kg Berat bagian belakang (WB) = 1210 kg Kecepatan kendaraan diasumsikan dari rata-rata kecepatan di jalan tol (v) = 80 km/jam = 13.30 m/s Gaya penekanan pedal dari hasil penekanan kaki pada timbangan badan, hasilnya (F1) = 11 kg Jarak pedal ke fulcrum (a) = 182 mm Jarak pushrod ke fulcrum (b) = 42 mm Diameter piston pada master silinder = 20.40 mm = 2.064 cm Jari-jari dalam disc (R1) =8.1 mm
42 Jari-jari luar disc (R2) = 13.3 mm Diameter silinder caliper (dc) = 63 mm = 6.3 cm Koefisien gesek lapisan (μ) diambil dari table = 0.6 Gaya gravitasi (g) =9.81 Nilali efesiensi rem (e) (0.5 0.8) diambil 0.6 I. PERHITUNGAN REM DEPAN 1. Menghitung Perbandingan Jarak Pedal (K) Didapat Dari Persamaan K = a b (Sularso dan Kiyokatsu suga 1997:74) Keterangan: K = Perbandingan jarak pedal a = Jarak dari pedal rem ke fulcrum b = Jarak dari pushrod ke fulcrum Diketahui : a = 182 mm = 182 cm b = 42 mm = 4.2 cm Ditanyakan : K =? Jawab : K = a b K = 18 cm 4.2 cm K = 4.28 cm Jadi perbandingan jarak pedal rem sebesar 4.28 cm
43 2. Persamaan Yang Digunakan Untuk Mencari Gaya Dari Pedal Rem (FK) FK = F a b (Sularso dan Kiyokatsu Suga 1997:74) Gambar 3.37. Pedal rem (Sumber : Toyota Astra Motor : Step 1) Keterangan : FK = Gaya yang dihasilkan dari pedal rem (kg) F = Gaya yang menekan pedal (kg) a b = Perbandingan tuas pedal rem Diketahui : F = 11 kg a = 182 mm = 18.2 cm b = 4.2 mm = 4.2 cm Ditanyakan : FK = Gaya yang dihasilkan dari pedal rem (kg) Jawab :
44 FK = F a b FK = 11 18.2 cm 4.2 cm FK = 47.6 kg Jadi gaya yang dihasilkan dari pedal rem sebesar 47.6 kg. 3. Menghitung Gaya Tekan Rem Pasa Booster Rem Dengan diketahui gaya yang dihasilkan pedal sebesar 47.6 maka, gaya tersebut diteruskan dan dilipat gandakan oleh booster Foto 3.38. Kurva Tekanan Yang Dihasilkan Booster Rem (Sumber : New Step 1 5-58) Dapat dilihat pada kurva booster di atas gaya yang dihasilkan Dario pedal rem akan dilipat gandakan sehingga gaya tekan yang terdapat pada booster rem dapat diketahui yaitu sebesar 210 kg. Maka : FKb = 210 kg FKb = Gaya yang dihasilkan oleh booster rem
45 4. Persamaan Untuk Menghitung Tekanan Hidrolik (Pe) Pada Master Silinder Pe = Keteranagn : FK b 1 4 π dm 2 (kg/cm2 ) (Sularso dan Kiyokatsu suga 1997:74) Pe = Tekanan hidrolik (kg/cm 2 ) FKb = Gaya yang dihasilkan oleh booster rem (kg) Catatan : FKb merupakan bilangan hasil dari tekanan yang dilipat gandakan oleh booster rem. dm = diameter silinder pada master silinder (cm) Diketahui : FKb = 210 kg dm = 20.64 mm = 2.064 cm = 2.06 cm Ditanyakan : Pe = tekanan hidrolik (kg/cm) Jawab : Pe = 210 1 3.14 2.062 4 Pe = 210 0.785 2.06 2 Pe = 210 3.33 Pe = 63.06 kg/cm 2 tekanan hidrolik yang dihasilkan dari master silinder sebesar 63.28 kg/cm 2
46 5. Persamaan Untuk Mencari Gaya Tekan Pad Rem Keterangan : Fp = Pe x A (Sularso dan Kiyokatsu 1997 : 74) Fp = Gaya yang menekan pad rem(kg) Pe = Tekanan minyak rem (kg/cm 2 ) A = Luas penampang dengan rumus : π 4 d2 Dc = Diameter silinder caliper (mm) Diketahui : Dc = 63 mm = 6.3 cm Pe = 63.28 kg/cm 2 Ditanyakan : Fp = Pe 0.785 (dc 2 ) Fp = 63.28 x 0.785 (6.3 2 ) Fp = 63.28 x 31.15 Fp = 1971.4 kg Jadi gaya yang dihasilkan pada pad rem sebesar 1971.4 kg
47 6. Energi Kinetis Total Kendaraan Ek = (W/2g)v 2 (Sularso dan Kiyokatsu Suga 1997:89) Keterangan : Ek = Energi kinetis (Kg m) W = Berat kosong kendaraan (kg) G = Gravitasi (m/s 2 ) V = Kecepatan (m/s) Diketahui : W = 2100 kg G = 9.81 m/s 2 V = 13.30 m/s Ditanyakan : Ek = Energi kinetis (kg m) Jawab ; Ek = ( W/2g)v 2 Ek = (2100/2 x 9.81) 13.30 2 Ek = (2100/19.6) 176.8 Ek = 107.1 x 176.8 Ek = 18935.2 kg.m Jadi kinetis total kendaraan sebesar 18935.2 kg.m
48 7. Waktu pengereman Dan Jarak Pengereman Untuk menghitung waktu pengereman digunakan rumus ; te = v/α (Sularso dan Kiyokatsu suga 1997:91) Jadi te = v e g α = e g Keterangan : e = Pada titik sinkron biasanya nilai e sebesar (0.5-0.8) diambil 0.7 v = kecepatan kendaraan m/s g = Gaya gravitasi m/s 2 t = Waktu pengereman te = 13.30 0.7x 9.81 te = 13.30 6.867 te = 1.93 s Jadi waktu pengereman kendaraan selama 1.93 s 8. Jarak pengereman dapat dihitung : S = v2 2e g (Sularso dan Kiyokatsu suga 1997:91) S = 13.30 2 2 x 0.7 x 9.81 S = 176.8 13.734 S = 12.87 m Jadi jarak pengereman sebesar 12.87 m