MAKALAH SYSTEM KEMUDI DAN SYSTEM SUSPENSI
Disusun Oleh : Nama
: Bambang Pramono
Kelas
: XII TKR 2
No
: 10
Mapel
: PCKR
SMK NEGERI NUSAWUNGU TAHUN PELAJARAN 2017/2018
SYSTEM KEMUDI DAN SYSTEN SUSPENSI
1. SYSTEM KEMUDI A. Fungsi Sistem Kemudi Fungsi sistem kemudi adalah untuk mengatur arah kendaraan dengan cara membelokkan roda depan. Cara kerjanya bila steering wheel (roda kemudi) diputar, steering coulomn (batang kemudi) akan meneruskan tenaga putarnya ke steering gear (roda gigi kemudi). Steering gear memperbesar tenaga putar ini sehingga dihasilkan momen puntir yang lebih besar untuk diteruskan ke steering lingkage. Steering lingkage akan meneruskan gerakan steering gear ke roda-roda depan. Jenis sistem kemudi pada kendaraan menengah sampai besar yang banyak digunakan adalah model recirculating ball dan pada kendaraan ringan yang banyak digunakan adalah model rack dan pinion. B. Syarat – Syarat Sistem Kemudi Agar sistem kemudi sesuai dengan fungsinya maka harus memenuhi persyaratan seperti berikut : a) Kelincahannya baik. b) Usaha pengemudian yang baik. c) Recovery ( pengembalian ) yang halus. d) Pemindahan kejutan dari permukaan jalan harus seminimal mungkin. C. Fungsi Sistem Kemudi Sistem
kemudi
berfungsi
mengatur
arah
kendaraan
dengan
cara,membelokkan roda depan. Bila roda kemudi diputar, kolom kemudi meneruskan putaran ke roda gigi kemudi. Roda gigi atau sering disebut steering gear kemudi ini memperbesar momen putar, sehingga menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk
menggerakkan roda depan melalui
sambungan-sambungan kemudi (steering linkage).
1
D. Tipe Kemudi Pada Kendaraan : 1. Recirculating Ball Cara kerjanya : Pada waktu pengemudi memutar roda kemudi, poros utama yang dihubungkan dengan roda kemudi langsung membelok. Di ujung poros utama kerja dari gigi cacing dam mur pada bak roda gigi kemudi menambah tenaga dan memindahkan gerak putar dari roda kemudi ke gerakan mundur maju lengan pitman ( pitman arm ). Konstruksi Sistem Kemudi Jenis Recirculating Ball Lengan-lengan penghubung (linkage), batang penghubung ( relay rod ), tie rod, lengan idler (idler arm ) dan
lengan
nakel
arm
dihubungkan dengan ujung pitman arm. Mereka memindahkan gaya putar dari kemudi ke roda-roda depan dengan memutar ball joint pada lengan bawah ( lower arm ) dan bantalan atas untuk peredam kejut. Jenis ini biasanya digunakan pada mobil penumpang atau komersial. a. Keuntungan: 1) Komponen gigi kemudi relative besar, bisa digunakan untuk mobil ukuran sedang, mobil besar dan kendaraan komersial 2) Keausan relative kecil dan pemutaran roda kemudi relative ringan b. Kerugian : 1) Konstruksi rumit karena hubungan antara gigi sector dan gigi pinion tidak langsung 2) Biaya perbaikan lebih mahal 2. Rack and Pinion Cara kerja :Pada waktu roda kemudi diputar, pinion pun ikut berputar. Gerakan iniakan menggerakkan rack dari samping ke
2
samping
dan
dilanjutkan
melalui tie rod ke lengan nakel pada roda-roda depan sehingga satu roda depan didorong, sedangkan satu roda tertarik, hal ini menyebabkan rodaroda berputar pada arah yang sama. Kemudi jenis rack and pinion jauh lebih efisien bagi pengemudi untuk mengendalikan roda-roda depan. Pinion yang dihubungkan dengan poros utama kemudi melalui poros intermediate, berkaitan denngan rack. a. Keuntungan : 1) Konstruksi ringan dan sederhana 2) Persinggungan antara gigi pinion dan rack secara langsung 3) Pemindahan momen relatif lebih baik, sehingga lebih ringan b. Kerugian : 1) Bentuk roda gigi kecil, hanya cocok digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil atau sedang 2) Lebih cepat aus 3) Bentuk gigi rack lurus, dapat menyebabkan cepatnya keausan E. Komponen Sitem Kemudi 1. Kolom Kemudi (Steering Column) Steering
column
atau
batang kemudi merupakan tempat poros
utama.
terdiri
dari
Steering main
column
shaft
yang
meneruskan putaran roda kemudi ke steering gear, dan column tube yang mengikat main shaft ke body. Ujung atas dari main shaft dibuat meruncing dan bergerigi, dan roda kemudi diikatkan ditempat tersebut dengan sebuah mur. Steering column juga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan. Kolom kemudi terdiri atas main shaft yang meneruskan putaran roda kemudi ke roda gigi kemudi, dan kolom kemudi yang mengikat main shaft ke bodi. Ujung
atas
dari
main
shaft
dibuat
meruncing
dan
bergigi. Fungsinya adalah untuk menyalurkan putaran steering wheel / 3
roda kemudi kie steerimg gear melalui shaftnya.Di ujung inilah roda kemudi diikat dengan sebuah mur. Steering column juga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan. 2. Dua Tipe Steering Column a. Model Collapsible Model
ini
mempunyai
keuntungan : Apabila kendaraan berbenturan / bertabrakan dan steering
gear
box
mendapat
tekanan yang kuat, maka main shaft column atau bracket akan runtuh sehingga pengemudi terhindar dari bahaya. Kerugiannya adalah : Main shaft nya kurang kuat, sehingga hanya digunakan pada mobil penumpang atau mobil ukuran kecil. Konstruksinya lebih rumit b. Model Non collapsible Model ini mempunyai keuntungan : Main shaftnya lebih kuat sehingga banyak digunakan pada mobil-mobil besar atau mobil-mobil kecil,
Konstruksinya
sederhana
Kerugiannya
adalah
Apabila
berbenturan dengan keras, kemudinya tidak dapat menyerap goncangan sehingga keselamatan pengemudi relatif kecil. 3. Steering Gear
Steering Gear berfungsi untuk mengarahkan roda depan dan dalam waktu yang bersamaan juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar kemudi menjadi ringan. Steering gear ada
4
beberapa type dan yang banyak di gunakan adalah type recirculating ball dan rack and pinion.Berat ringannya kemudi ditentukan oleh besar kecilnya perbandingan steering gear dan umumnya berkisar antara 18 sampai
20:1.
Perbandingan
steering
gear
yang
semakin
besar
akanmenyebabkan kemudi semakin ringan akan tetapi jumlah putarannya semakin banyak, untuk sudut belok yang sama.Selain untuk mengarahkan roda depan, steering Gear juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar kemudi menjadi ringan. Untuk
itu
diperlukan
perbandingan
reduksi
yang
disebut
perbandingan Steering Gear, Perbandingan yang semakin besar akan menyebabkan kemudi menjadi semakin ringan, tetapi jumlah putarannya akan bertambah banyak, untuk sudut belok yang sama. Ada beberapa tipe steering gear, tetapi yang banyak digunakan dewasa ini adalah Janis recirculating ball digunakan pada mobil penumpang ukuran sedang sampai besar dan mobil komercial sedangkan jenis rack dan pinion digunakan
pada
mobil
penumpang
ukuran
kecil
sampai
sedang.sambunbungan-sambungan kemudi (steering linkage). Walaupun mobil bergerak naik-turun, gerakan roda kemudi harus dapat diteruskan ke roda·roda dengan sangat tepat (akurat) setiap saat, untuk ilu diperlukan sambungan-sambungan kemudi (steering linkage. Babarapa model sambungan·sambungan kemudi suspensi rigid Tipe yang pertama, digunakan pada mobil penumpang ukuran sedang sampai besar dan mobil komersial. Sedangkan tipe kedua, digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil sampai sedang. Ada beberapa bentuk steering gear box, diantaranya : a. Model Worm dan Sector Roller
5
Worm gear berkaitan dengan sector roller di bagian tengahnya. Gesekannya dapat mengubah sentuhan antara gigi dengan gigi menjadi sentuhan menggelinding. b. Model Worm dan Sector
Pada model ini worm dan sector berkaitan Langsung c. Model Screw Pin
Pada model ini pin yang berbentuk tirus bergerak sepanjang worm gear
d. Model Screw Dan Nut Model ini di bagian bawah main shaft terdapat ulir dan sebuah nut terpasang padanya. Pada nut terdapat bagian yang menonjol dan dipasang kan tuas yang terpasang pada rumahnya. e. Model Recirculating Ball
Pada model ini, peluru-peluru terdapat dalam lubanglubang nut untuk membentuk hubungan yang menggelinding antara nut dan worm gear.Mempunyai sifat tahan aus dan tahan goncangan yang baik 6
f. Model Rack And Pinion
Gerakan putar pinion diubah langsung oleh rack menjadi gerakan mendatar. Model rack and pinion mempunyai konstruksi sederhana, sudut belok yang tajam dan ringan, tetapi goncangan yang diterima dari permukaan jalan mudah diteruskan ke roda depan. F. Power Steering Sistem kemudi ini prinsip kerjanya dengan adanya dorongan minyak yang dipompa olehvan pump yang digerakkan oleh mesin melalui belt atau motor listrik untuk jenis EPS (electronic power steering). Penggunaan power steering memberikan keuntungan seperti :
Mengurangi daya pengemudian ( steering effort )
Kestabilan yang tinggi selama pengemudian Demi menunjang kenyamanan berkendara, kini Power Steering
merupakan sebuah sarana yang semakin umum dijumpai pada sistem kemudi setiap mobil. Jika dahulu seorang pengemudi membutuhkan tenaga ekstra untuk membelokan kemudi, kini dengan keberadaan Power Steering pengemudi bahkan dapat membelokan kemudi hanya dengan menggunakan satu tangan. Seperti komponen lain pada umumnya, Power Steering pun membutuhkan perawatan untuk menjaga kondisinya agar tetap dapat berfungsi dengan baik. Namun tidak semua pengemudi memahami bahwa merawat Power Steering diawali dari cara mengemudi yang benar. Kelalaian dalam menggunakannya dapat memperpendek umur dan menyebabkan kerusakan. Gejala kerusakan yang tidak segera ditangani pun harus ditebus dengan biaya perbaikan yang tidak sedikit. Walaupun perawatan antara Power Steering mobil yang satu dengan lainnya tidak jauh berbeda, namun ada pula perawatan spesifik yang perlu
7
disesuaikan dengan jenis Power Steering yang menunjang sistem kemudi mobil. Untuk itu pahami terlebih dahulu perbedaannya. Sejauh ini ada 3 jenis Power Steering yang umum digunakan, yaitu : 1. Power Steering Hidrolik
Power Steering jenis ini menggunakan pompa hidrolis berisi oli yang berfungsi meningkatkan tenaga yang mendorong roda untuk membelok ke kiri atau ke kanan saat pengemudi memutar setir. Power Steering Hidrolis adalah jenis Power Steering yang paling banyak digunakan, dua diantaranya adalah Toyota Avanza dan Daihatsu Xenia. 2. Power Steering Semi Hidrolik
Power steering jenis ini menggunakan perpaduan pompa hidrolik dan motor listrik (dinamo) untuk dapat menghasilkan tekanan pada pompa hidrolik. Penggunaan Power Steering Semi Hidrolik ini dapat dijumpai pada mobil Mercedes Benz A Class. 3. Power Steering Elektrik Power steering jenis ini hanya menggunakan motor listrik (dinamo) tanpa pompa hidrolik, dan dikenal dengan sebutan Electric Power Steering (EPS). Penggunaan EPS umum dijumpai pada mobil-mobil baru. 8
Walaupun sudah diperkenalkan sejak tahun 90an, namun kepopulerannya mulai beranjak pada tahun 2000. Beberapa mobil yang menggunakan EPS ini antara lain adalah Honda Jazz, Toyota Yaris, Mazda 2, Suzuki
2. SYSTEM SUSPENSI
Salah satu aspek kenyamanan berkendara adalah kemampuan kendaraan untuk meredam getaran dan gundukan di permukaan jalan. Kemampuan ini akan ditunjang oleh sebiah sistem yang kita kenal dengan sistem suspensi. A. Pengertian sistem suspensi Pengertian sistem suspensi adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari beberapa komponen yang memiliki tugas untuk membuat mobil nyaman, aman dan fun to drive. Salah satu aspek kenyamanan yang juga sekaligus aspek keamanan adalah kemampuan penyerapan getaran mobil. Bisa dibayangkan seperti apa rasanya jika mobil tidak dilengkapi per, maka akan terasa sangat tidak nyaman. Jangankan pada jalan bergelombang, pada jalan yang halus pun kita akan merasakan efek pantulan yang lumayan.
9
Selain bisa menganggu kenyamanan hal itu juga bisa mengganggu konsentrasi pengemudi, hasilnya keselamatan berkendara juga dipertaruhkan. Inilah fungsi utama dari sistem suspensi untuk menjaga kenyamanan pengguna saat berkendara. Selain itu, sistem suspensi juga berfungsi menjaga stabilitas kendaraan ketika membelok atau berada pada jalan miring. Secara umum, ada dua jenis sistem suspensi yang banyak diaplikasikan pada kendaraan mobil. Antara lain : 1. Suspensi rigid Roda dalam satu poros dihubungkan dengan poros kaku (rigid), poros kaku tersebut dihubungkan ke bodi dengan menggunakan pegas,
peredam kejut dan lengan kontrol (control arm). Ini membuat dua roda yang terletak dikanan dan kiri menjadi satu kesatuan, batang besi ini nantinya akan terhubung langsung ke chasis mobil. Konstruksi ini memiliki tingkat kekuatan cukup baik untuk itulah banyak digunakan pada truk dan bus. Awalnya semua kendaraan menggunakan sistem ini. Sampai sekarang sebagian besar kendaraan berat seperti truck, masih menggunakan sistem ini, sedangkan kendaraan niaga umumnya menggunakan sistem ini pada roda belakang. 2. Suspensi Indipendent
10
Antara roda dalam satu poros tidak terhubung secara langsung, masing-masing roda (roda kiri dan kanan) terhubung ke bodi atau rangka dengan lengan suspensi (suspension arm), pegas dan peredam kejut. Goncangan atau getaran pada salah satu roda tidak memengaruhi roda yang lain. Tipe kedua banyak diaplikasikan pada roda depan mobil khsusnya mobil MPV dan Hatch. Berbeda dengan rigid, pada tipe ini roda kiri dan kanan terletak saling bebas atau tidak terpait dalam satu batang besi. Hasilnya, gerakan roda kiri tidak akan mempengaruhi gerakan roda kanan. Tipe ini banyak digunakan pada mobil kecil karena kenyamanan dan keawetannya. Umumnya kendaraan penumpang menggunakan sistem ini pada semua
poros
rodanya,
sedangkan
kendaraan
niaga
umumnya
menggunakan sistem ini pada roda depan sedangkan pada poros roda belakang menggunakan sistem suspensi dependen pada poros roda belakang. Tipe MacPherson strut dan double-wishbone termasuk dalam jenis sistem ini. B. Komponen Utama Suspensi 1. Pegas Salah satu komponen yang cukup penting di dalam sistem suspensi adalah pegas. Fungsi dari pegas ini adalah agar dapat menyerap kejutankejutan/getaran yang berasal dari gesekan antara jalanan dengan roda-roda mobil agar jangan diteruskan pada bodi mobil. Selain itu pegas juga memiliki fungsi untuk meningkatkan kemampuan cengkaraman roda pada jalan sehingga membuat nyaman penumpang mobil di dalamnya. Terdapat tiga jenis pegas yang ada di dalam sistem suspensi, yaitu:
11
a. pegas coil
Coil spring terbuat dari batang baja khusus dan berbentuk spiral b. Pegas daun
Leaf spring terbuat dari bilah baja yang bengkok dan lentur
c. Pegas batang torsi
Torsion bar spring terbuat dari batang baja yang elastis terhadap puntiran 2. Shock absorber (Peredam Kejut)
12
Fungsi dari komponen ini adalah untuk meredamkan oksilasi (gerakan naik turun) yang diakibatkan oleh pegas ketika sedang menyerap kejutan-kejutan yang berasal dari permukaan jalan. Di dalam shock absorber terdapat cairan yang disebut sebagai minyak shock absorber. Cairan inilah yang bekerja untuk menyerap oskilasi yang dihasilkan oleh pegas melalui tahanan aliran minyak pada lubang kecil (orifice) ketika piston bergerak di dalam silinder yang ada pada shock absorber. Cara Kerja : Pada saat kompresi, katup akan terbuka sehingga membuat minyak bisa mengalir dengan mudah untuk mencegah terjadinya peredaman. Pada saat ekspansi, katup dapat tertutup sehingga minyak mengalir pada lubang kecil yang membuat terjadinya peredaman. Ada beberapa tipe-tipe shock Absorber yang ada di dalam sebuah kendaraan, yaitu : a. Menurut cara kerja : Shock absorber kerja ganda dan shock absorber kerja tunggal. b. Menurut kontruksinya : Shock absorber tipe mono tube dan shock absorber tipe twin tube. c. Menurut medium kerja : Shock absorber berisi gas dan shock absorber tipe hidraulis 3. Ball joint
Komponen sistem suspensi ini memiliki fungsi untuk menerima beban lateral maupun horizontal, yang juga berfungsi sebagai sumbu putaran ketika kendaraan tersebut sedang berbelok. Ball join terdiri dari dua jenis, yaitu lower ball joint dan upper ball joint.Di dalam ball joint,
13
terdapat minyak yang berfungsi untuk melumasi bagian-bagian yang bergesekan satu sama lainnya. (baca juga: Tips Membeli Mobil Bekas). Pada tipe ball joint molibdenum disufilde lithium diperlukan pergantian minyak pada interval-interval tertentu. Sedangkan pada ball joint bertipe dudukan dari resin, tidak perlu dilakukan pergantian gemuk. 4. Stabilizer bar
Merupakan komponen yang memiliki fungsi untuk menjaga keseimbangan bodi mobil ketika akan berbelok. Pada saat mobil berbelok, terjadi gaya sentrifugal yang mana merupakan gaya dari benda berputar untuk dapat terlempar ke luar dari lintasan. Pada saat mobil melaju dengan kecepatan tinggi dan membelok secara tiba-tiba, maka gaya sentrifugal yang terjadi akan lebih besar dibandingkan ketika berkecepatan rendah. Gaya inilah yang membuat mobil dapat terbalik jika membelok pada kecepatan yang tinggi Stabilizer bar berfungsi untuk mengurangi kemiringan kendaraan akibat gaya sentrifugal saat kendaraan membelok. Untuk suspensi depan, stabilizer bar biasanya dipasang pada ke dua lower arm melalui bantalan karet dan linkage. Pada bagian tengah ke frame atau body pada dua tempat melalui bushing. Cara kerja : Umumnya pada saat kendaraan membelok, pegas roda bagian luar (outer spring) tertekan dan pegas roda bagian dalam (inner spring) mengembang. Akibatnya stabilizer bar akan terpuntir karena ujung satunya bergerak ke atas dan lainnya ke bawah.
14
Batang stabilizer cenderung menahan terhadap puntiran. Tahanan ini berfungsi mengurangi body roll dan memelihara bodi dalam batas kemiringan yang aman. 5. Strut bar
Merupakan komponen di dalam sistem suspensi yang memiliki fungsi untuk menahan lower arm agar kemiringan pada roda depan dapat terjaga dengan baik. Pada sistem kemudi, setir dapat berbalik sendiri pada saat posisi kendaraan lurus setelah berbelok. Hal ini dikarenakan roda depan mobil yang didesain miring atau yang sering disebut FWA (Front Wheel Alignment). Penyetelan roda depan ini sering dikenal dengan nama proses spooring. Pada saat spooring, dilakukan penyetelan yang ada pada mur strut bar. Strut bar ini berfungsi untuk menjaga agar lower arm tidak dapat bergerak ke arah depan maupun belakang 6. Lateral control rod
Laterol control rod adalah salah satu komponen yang terdapat pada suspensi mobil. Komponen ini pasti ada di setiap kendaraan mobil dan lateral control rod ini memiliki tempat pemasangan tersendiri yaitu berada di antara axle kendaraan dan dengan body kendaraan. Komponen sistem suspensi ini memiliki fungsi untuk menahan axle pada saat posisinya
15
terhadap beban yang berasal dari arah samping. Komponen ini terpasang diantara bodi mobil dan axle. Dan komponen ini juga harus anda perhatikan, karena setiap komponen memiliki masa perbaikan dan masa perawatan yang berbeda – beda sehingga jika anda memiliki kendaraan mobil maka selalu perhatikan komponen-komponen yang terdapat pada kendaraan mobil anda. 7. Knuckle Arm Knuckle ArmMerupakan salah satu komponen suspensi yang ada pada roda depan mobil. Roda mobil berputar terus menerus pada poros spindel yang berasal dari
knuckle
arm.
Komponen
ini
dihubungkan juga dengan lower arm dengan melalui
ball
joint.
Tentunya
karena
fungsinya yang sangat penting ini, kondisi dari komponen sistem suspensi pada mobil anda perlu dirawat. Anda hanya perlu melakukan pengecekan secara rutin di bengkel-bengkel resmi terdekat agar sistem suspensi anda tetap terjaga dengan baik. 8. Upper dan Lower Arm Upper dan Lower ArmMerupakan bagian
sistem
suspensi
yang
menghubungkan antara bodi mobil dengan knuckel arm, yang mana pada roda yang terpasang di knuckel arm. Namun tidak semua
sistem
suspensi
depan
mobil
memiliki upper arm, namun mereka tetap menggunakan lower arm. Dapat diibaratkan jika arm ini bekerja seperti tangan pada manusia, yang mana dapat bergerak naik dan turun pada sistem suspensi kendaraan mobil. C. Fungsi Suspensi Sistem suspensi terletak diantara body kendaraan dan roda-roda, dan dirancang untuk menyerap kejutan dari permukaan jalan sehingga menambah 16
kenikmatan dan stabilitas berkendaraan serta memperbaiki kemampuan cengkram roda terhadap jalan. Suspensi terdiri dari pegas, shock absorber, stabilizer dan sebagainya. Pada umumnya suspensi dapat digolongkan menjadi suspensi tipe rigid (rigid axle suspension) dan tipe bebas (independent suspension). Suspensi menghubungkan body kendaraan dengan roda-roda dan berfungsi sebagai berikut : 1. Menyerap getaran, kejutan dari permukaan jalan, sehingga menambah kenyamanan bagi penumpangnya.. 2. Memindahkan gaya pengereman dan gaya gerak ke body melalui gesekan antara jalan dengan roda-roda. 3. Menopang body pada axle dan memelihara letak geometris antara body dan roda-roda.
17
