BAB III BALANS RODA/BAN 3.1 TUJUAN Peserta didik dapat : 1. Dapat mengidentifikasi gangguan pada roda / ban 2. Dapat memahami dan menjelaskan balans static dan balans dinamik 3. Dapat membalans roda pada mesin balans 3.2 PENDAHULUAN Mesin rnemutarkan axle shaft atau drive shaft, dan selanjutnya memutar ban. Hal ini rnenunjukkan bahwa ban adalah bagian dari pemindah tenaga. Ban juga mengubah arah gerak kendaraan mengikuti putaran roda kemudi, dari sini dikatakan juga bahwa ban merupakan bagian dari system kemudi. Ditambah lagi karena ban juga menopang berat kendaraan dan meredam getaran dari jalan, ban juga merupakan bagian dari system suspensi. Oleh karena itu, pada saat melakukan troubleshooting pada masalah ban, ketiga system tersebut yaitu ban dan peiek, kemudi, dan suspensi harus juga diperhatikan. Sama pentingnya, kesalahan perawatan ban juga akan menyebabkan gangguan pada ban dan system lainnya yang terkait. Oleh karena itu, langkah pertama pada troubleshooting ban adalah memeriksa apakah ban dipakai dan dirawat dengan baik. Apabila ban/ roda tidak balans, maka akan terjadi keolengan atau getaran pada kendaraan. Getaran yang dipindahkan ke badan mobil, dalam kecepatan tertentu, akan dapat merusak komponen-komponen kendaraan, antara lain : pegas rusak/patah, peredam getaran rusak, bantalan-bantalan roda rusak, kerusakan pada ball joint, dan kerusakan pada lengan-lengan kemudi. Jadi ban/ roda yang balans dapat : menjamin keselamatan di jalan, menambah rasa aman berkendaraan dan menambah umur kendaraan. Gejala-gejala ban untuk di balans : 1. KEAUSAN SPOT [SPOT WEAR (CUPPING)] Keausan spot membentuk lekukan seperti mangkok pada beberapa bagian tread roda dan terjadi jika kendaraan berjalan pada kecepatan tinggi. Keausan semacam ini terjadi karena tread roda mengalami slip pada interval yang teratur, seperti diterangkan di bawah. Kalau bearing Politeknik Negeri Malang Page 1
roda, ball joint, tie rod end, dan lain-lain mengalami keausan yang berlebihan, atau kalau spindle bengkok, ban akan bergoyang pada titik tertentu di saat berputar dengan kecepatan tinggi, sehingga mengakibatkan gesekan yang kuat dan menyebabkan terjadinya keausan spot. Teromol rem yang telah berubah bentuk atau aus tidak merata menyebabkan terjadinya pengereman pada interval yang teratur, dan ini mengakibatkan terjadinya keausan spot dengan ukuran yang cukup besar melingkar pada ban. Gambar 3.1: Keausan Spot 2. Getaran Masalah getaran ban dibagi dalam : Body shake, steering flutter, dan steering shimmy. a. Body shake Adalah getaran vertikal atau lateral yang terjadi pada body kendaraan dan roda kemudi, bersama-sama dengan getaran tempat duduk. Penyebab utama goncangan adalah roda yang tidak balans, run-out yang berlebihan, dan rigiditas ban yang tidak seragam. Jika masalah tersebut diperbaiki, maka goncangan biasanya akan hilang. Goncangan biasanya tidak dapat dirasakan pada kecepatan di bawah 80 km/jam. Di atas kecepatan ini, goncangan akan semakin terasa, tetapi kemudian menurun pada kecepatan tertentu. Jika Politeknik Negeri Malang Page 2
goncangan terjadi pada kecepatan 40-60 km/jam, penyebabnya biasanya runout roda yang berlebihan atau ban yang kurang seragam. Goncangan pada kecepatan rendah biasanya tidak banyak disebabkan oleh roda yang tidak balans. Gambar 3.2: Body Shake Sumber: Modul Balans Ban, Pembinaan Sekolah Kejuruan b. STEERING SHIMMY DAN FLUTTER Shimmy adalah getaran roda kemudi pada arah memutar. Penyebab utama shimmy adalah roda yang tidak balance, run-out yang berlebihan dan/ atau rigiditas ban yang tidak seragam. Bila masalah ini diperbaiki maka shimmy akan hilang. Kemungkinan penyebab lainnya adalah steering linkage rusak, keausan suspensi yang berlebihan dan kesalahan wheel alignment. Shimmy dibagi menjadi dua tipe yaitu : getaran yang terjadi pada kecepatan yang relatif rendah (20-60 km/jam) dan getaran (yang disebut "flutter") yang terjadi pada kecepatan tertentu di alas 80 km/jam. Gambar 3.3: Steering Shimmy Politeknik Negeri Malang Page 3
3.3 Balans Roda Dilakukan untuk meningkatkan kemampuan mesin, handling dan kemampuan pengereman, juga aerodinamik body, ini memungkinkan kendaraan dapat berjalan dengan kecepatan yang semakin tinggi. Pada kecepatan tinggi. wheel assembly (ban dan peiek) yang tidak balans dapat menimbulkan getaran yang diteruskan ke body melalui komponen suspensi, dan ini tidak nyaman bagi pengemudi maupun penumpang. Untuk itu, wheel balance perlu diperhatikan benar untuk mencegah timbulnya getaran seperti tersebut di atas. Pekerjaan yang berhubungan dengan ini disebut dengan wheel balancing. Wheel balancing dilakukan dengan menggunakan balancing weight bagi keseluruhan wheel assembly, yaitu pelek dengan ban yang terpasang. Wheel balance dibagi menjadi dua : static balance (jika roda diam ditempat) dan dynamic balance (pada saat roda berputar). 3.3.1 Static balance Untuk mengetahui static balance, gambarkan sebuah roda yang setimbang berputar bebas pada porosnya. Kalau berat roda didistribusikan merata pada poros roda, titik tertentu dari roda akan dapat berhenti pada segala posisi. Dalam kondisi semacam ini roda dikatakan static balance. Gambar 3.4: Roda Dalam Keadaan Balans Tsatik Politeknik Negeri Malang Page 4
Gambar 3.5: Roda Dalam Keadaan Tidak Balans Tsatik Sumber : Modul Balans Ban, Pembinaan Sekolah Kejuruan Gambar 3.6: Membalans Statik Gambar 3.7: Gaya Sentrifugal Pada Roda Yang Tidak balans Statik Akan tetapi, kalau ban selalu berhenti dengan titik (A) berada di bawah, berarti bagian tersebut jelas-jelas lebih berat dari sisi lawannya, yaitu titik (B). Jika berat ban tidak terbagi secara merata pada poros roda, berarti roda dapat dikatakan static yang tidak balance (statically Politeknik Negeri Malang Page 5
unbalanced). Jika roda yang dalam keadaan static unbalance berputar, maka gaya centrifugal yang bekerja pada titik A akan lebih besar dari gaya pada titik-titik lainnya, sehingga A akan cenderung menarik keluar dari poros roda yang akan mengakibatkan bengkoknya poros dan getaran radial pada saat roda berputar. Pada kendaraan yang sebenarnya, getaran radial ini diubah menjadi getaran vertikal oleh suspensi, dan diteruskan melalui body ke steering wheel. Dengan menempelkan bobot (W,) yang sama dengan bobot ekstra A (W,) pada titik B yang posisinya 1800 berhadapan dengan A dan jaraknya sama dan poros, maka getaran ini akan dapat dihilangkan karena W akan bekerja sebagai bobot lawan dari W, Gaya centrifugal yang bekerja pada titik B akan mencegah aksi pada A, sehingga getaran poros dan roda dapat dicegah pada saat roda berputar. Dengan kata lain, static balance disebut sebagai centrifugal balance pada saat roda berputar. Karena penempelan bobot pada tread ban tidaklah memungkinkan, maka dipakai dua counter balance weight dengan ukuran yang sama pada pelek sebelah dalam dan luar dengan posisi berhadapan dengan titik A. Gambar 3.8: Berat Pembalance Politeknik Negeri Malang Page 6
3.3.2 Dinamik Balance Kalau static balance diartikan sebagai keseimbangan bobot dalam arah radial pada kondisi statis, dynamic balance diartikan sebagai keseimbangan bobot dalam arah aksial pada saat roda berputar. Dengan difinisi ini diterangkan bahwa dynamic unbalance tidak terlihat pada saat roda berhenti. Gambar 3.9. Roda Yang Balans Statik dan Dinamik Sebagai umpama, bobot ekstra A dan B yang sama ditempel pada roda seperti gambar di bawah. Bobot ini akan menyebabkan roda menjadi static balance. Gambar 3.10. Roda Dengan Bobot A dan B Dalam Keadaan Balans Statik Politeknik Negeri Malang Page 7
Akan tetapi, garis yang menghubungkan pusat bobot dari gaya berat G1, dan G2, tidak berada pada sekeliling garis pusat roda. Akibatnya, pada saat roda berputar titik G1, dan G2 cenderung mendekati garis pusat roda karena momen FA dan FB yang bekerja di sekitar titik pusat gaya berat roda (Go). Momen ini terbentuk oleh gaya centrifugal (FA, dan FB;) yang bekerja pada G1, dan G2, Gambar 3.11: Roda Dengan Bobot G 1 dan G 2 Tidak Balans Dinamik Gambar 3.12: Roda Tidak Balans Dinamik Menyebabkan Ayunan Melingkar Politeknik Negeri Malang Page 8
Setiap roda berputar 180, seluruh momen gaya yang ditimbulkan oleh perubahan arah ini membuat getaran lateral mengikuti ayunan putaran roda. Getaran lateral ini mengakibatkan kondisi pada steering wheel yang disebut shimmy yaitu ayunan melingkar dari steering wheel. Dynamic balance yang tidak tepat diperbaiki dengan jalan menempelkan dua buah bobot pada roda satu dengan bobot yang sama dengan A pada posisi C dan yang lain dengan bobot yang sama dengan B pada posisi D. Penempclan bobot ini akan mencegah momen di sekitar pusat GO, sehingga getaran hilang. Pada mobil yang sebenarnya, bobot balance dengan ukuran yang benar dipasang pada wheel rim, pada titik C' dan D.' Gambar 3.13: Balance weight menjadikan balans dinamik Politeknik Negeri Malang Page 9