SISTEM KEMUDI MOBIL

SISTEM KEMUDI

Kendaraan dituntut untuk dapat dioperasikan dengan mudah dan nyaman oleh pengemudi di berbagai kondisi jalan. Banyak sekali jenis sistem kemudi yang mungkin belum di ketahui banyak orang serta kelebihan dan kekuranganya. Misalnya sistem kemudi konvensional biasa dengan sistem kemudi yang telah menggunakan power steering atau sistem kemudi yang lebih baru lagi yaitu Electric Power Steering. Sistem kemudi yang dapat di jalankan dengan mudah tentu dapat memberi rasa aman dan kemudahan bagi pengemudi dalam mengendalikan mobil yang dikendarainya.

Dari pendahuluan di atas, sesuai dengan yang akan di bahas yaitu tentang sistem kemudi. Oleh karena itu makalah ini akan membahas secara rinci yang erat kaitannya dengan sistem kemudi

 Fungsi Sistem Kemudi

Skematis 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.

2.2 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.

 Komponen Sistem Kemudi

Ø Keterangan Gambar 

 Nomor 1 Steering wheel

 Nomor 2 Steering coulomn

 Nomor 3 Universal joint

 Nomor 4 Housing steering rack

 Nomor 5 Booth steer

 Nomor 6 Tie rod

          Sistem kemudi berfungsi untuk mengatur arah kendaraan atau berfungsi untuk membelokan roda. Jika pengendara membelokan Steering wheel (lihat gambar) maka steering coulumn akan meneruskan puntiran ke steering gear. Kemudian steering gear akan memperbesar tenaga puntiran hingga menghasilkan momen puntir yang lebih besar yang akan diteruskan ke steering linkage, kemudian steering linkage akan meneruskan puntiran dari steering gear ke roda kendaraan.

2.3            Jenis-jenis Sistem Kemudi

Dengan diproduksinya mobil-mobil baru sekarang ini penggunaan Sistem kemudi secara manual sudah mulai ditinggalkan. Pada sistem ini dibutuhkan adanya tenaga yang besar untuk mengemudikannya. Akibatnya pengemudi akan cepat lelah apabila mengendarai mobil terutama pada jarak jauh.

a.  Tipe Sistem Kemudi Manual :

l   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 ).

 Recirculating Ball

            Lengan-lengan penghubung (linkage), mulai dari batang penghubung ( relay rod ), tie rod, lengan idler ( idler arm ) dan lengan nakel arm dihubungkan dengan ujung pitman arm. Sambungan tersebut memindahkan gaya putar dari kemudi ke roda-roda depan dengan memutar ball joint pada lengan bawah ( lower arm ) dan bantalan atas untuk peredam kejutJenis ini biasanya digunakan pada mobil penumpang atau komersial.

Ø  Keuntungan :

1. Komponen gigi kemudi relative besar, dapat digunakan untuk kendaraan sedang,                

2. Keausan relative kecil dan pemutaran roda kemudi relative ringan.

Ø  Kerugian :

1. Konstruksi rumit karena hubungan antara gigi sector dan gigi pinion tidak langsung

2. Biaya perbaikan lebih mahal

    Jenis rack and pinion

Cara kerja : Pada waktu roda kemudi diputar, pinion pun ikut berputar. Gerakan ini akan menggerakkan rack dari samping ke 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 roda-roda 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.

Ø Keuntungan :

1.      Konstruksi ringan dan sederhana.

2.     Persinggungan antara gigi pinion dan rack secara langsung.

3.     Pemindahan momen relatif lebih baik, sehingga lebih ringan

Ø 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.

a.       Sistem Kemudi Jenis Power Steering

Power steering merupakan sebuah sistem yang berfungsi untuk meringankan memutar sistem kemudi kendaraan sehingga menghasilkan putaran kemudi yang ringan tanpa membutuhkan tenaga yang berarti untuk mengendalikan kemudi. Dalam perkembangannya power steering terbagi menjadi 2, yaitu : Hidrolik Power Steering dan Elektronik Power Steering.

A. 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.

Berikut ini adalah beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merawat dan menjaga kondisi Power Steering agar awet dan dapat tetap bekerja dengan baik : 

      1. Pastikan roda berada dalam posisi lurus saat parkir.

Membiarkan posisi roda membelok terlalu lama akan terus membebani pompa hidrolik pada satu sisi. Hal tersebut dapat menyebabkan kerusakan sistem hidrolis pada mobil yang menggunakan jenis Power Steering Hidrolik dan Semi Hidrolik.

2.  Hindari putaran maksimal kemudi.

Memutar kemudi hingga mentok dan mengeluarkan bunyi terlalu sering atau lama akan meningkatkan suhu dan merusak karet pada sistem hidrolis.

 3.  Perhatikan tekanan angin ban.

Kurangnya tekanan angin pada ban akan membuat beban kerja Power Steering semakin besar. Baik Power Steering Hidrolik, maupun Elektrik akan rusak menghadapi kondisiini.

 4.  Kurangi kecepatan saat melalui jalanan rusak.

Apapun jenis Power Steeringnya, menerjang jalanan rusak dengan kecepatan tinggi dapat dengan mudah merusak banyak komponen. Dua diantaranya adalah poros rack steer dan boot rack steer.

5.  Ganti komponen yang sudah mencapai batas usia pakai.

Pada umumnya masa pakai komponen Power Steering mencapai 5 tahun atau setelah menempuh jarak 100.000 km. Usia tersebut tentunya dapat lebih atau kurang, sesuai dengan cara mengemudi dan perawatannya. Kondisi komponen pendukung lainnya seperti swing arm, ball joint, shock breaker, bearing dan sebagainya juga mempengaruhi kinerja Power Steering. Buruknya komponen pada kaki-kaki mobil mempersulit pengendalian roda yang dilakukan Power Steering dan memaksanya untuk bekerja lebih keras.

 6.  Hindari banjir.

Pada Power Steering jenis Elektrik, khususnya Honda, motor listrik dipasang langsung pada as setir, sejajar dengan as roda. Jika air sampai terendam, motor listrik bisa rusak. Bila sudah rusak, motor listrik tersebut harus diganti karena tidak bisa diperbaiki.

 7.  Lakukan penggantian oli hidrolik secara berkala.

Pada Power Steering jenis Hidrolik dan Semi Hidrolik, Oli hidrolik yang sudah lama tidak diganti akan kehilangan fleksibilitasnya dan meyebabkan pompa tidak bekerja dengan optimal, terlebih lagi jika oli dibiarkan berkurang sehingga pompa akan bekerja pada tekanan atau kondisi yang tidak wajar, yang menyebabkan kerusakan pada pompa oli.

Perawatan Power Steering jenis Elektrik (EPS) tidak serumit jenis Hidrolik dan Semi Hidrolik karena sebagian besar komponenenya menggunakan sistem elektrik dan dikontrol oleh komputer, sehingga kerusakan yang terjadi lebih mudah terdeteksi melalui indikator yang disampaikan komputer. Namun umumnya kerusakan yang terjadi pada sistem EPS sulit atau tidak dapat diperbaiki, sehingga komponen tersebut harus diganti. Oleh karena itu biasakanlah berkendara dengan wajar dan rawatlah dengan baik. 

Ø CARA KERJA ELECTRIC POWER STEERING

Cara kerja Sistem Electric Power Steering (EPS) adalah saat kunci diputar ke posisi ON, Control Module memperoleh arus listrik untuk kondisi stand-by, bersamaan dengan itu indikator EPS pada panel instrumen menyala. Saat mesin hidup, Noise Suppressor segera menginformasikan pada Control Module untuk mengaktifkan motor listrik dan clutch pun langsung menghubungkan motor dengan batang setir. Salah satu sensor yang terletak pada steering rack bertugas memberi informasi pada Control Module ketika setir mulai diputar.

Disebut Torque Sensor, ia akan mengirimkan informasi tentang sejauh apa setir diputar dan seberapa cepat putarannya. Dengan dua informasi tersebut, Control Module segera mengirim arus listrik sesuai yang dibutuhkan ke motor listrik untuk memutar gigi kemudi. Dengan begitu proses memutar setir menjadi ringan. Vehicle Speed Sensor bertugas begitu mobil mulai melaju. Sensor ini menyediakan informasi bagi control module tentang kecepatan kendaraan. Pada kecepatan tinggi, umumnya dimulai sejak 80 km/jam, motor elektrik akan dinonaktifkan oleh Control Module.

Dengan begitu setir menjadi lebih berat sehingga meningkatkan safety. Jadi sistem EPS ini mengatur besarnya arus listrik yang dialirkan ke motor listrik hanya sesuai kebutuhan saja. Selain mengatur kerja motor elektrik berdasarkan informasi dari sensor, Control Module juga mendeteksi jika ada malfungsi pada sistem EPS. Lampu indikator EPS pada panel instrumen akan menyala berkedip tertentu andai terjadi kerusakan. Selanjutnya, Control Module menonaktifkan motor elektrik dan clutch akan melepas hubungan motor dengan batang setir. Namun karena sistem kemudi yang dilengkapi EPS ini masih terhubung dengan setir via batang baja, maka mobil masih dimungkinkan untuk dikemudikan. Walau memutar setir akan terasa berat seperti kemudi tanpa power steering.

Electric Power Steering (EPS) menggunakan beberapa perangkat elektronik seperti:

1.     Control Module: Sebagai komputer untuk mengatur kerja EPS.

2.     Motor elektrik: Bertugas langsung membantu meringankan perputaran setir.

3.     Vehicle Speed Sensor: Terletak di girboks dan bertugas memberitahu control module tentang kecepatan mobil.

4.     Torque Sensor: Berada di kolom setir dengan tugas memberi informasi ke control module jika setir mulai diputar oleh pengemudi.

5.     Clutch: Kopling ini ada di antara motor dan batang setir. Tugasnya untuk menghubungkan dan melepaskan motor dengan batang setir sesuai kondisi.

6.     Noise Suppressor: Bertindak sebagai sensor yang mendeteksi mesin sedang bekerja atau tidak.

7.     On-board Diagnostic Display: berupa indikator di panel instrumen yang akan menyala jika ada masalah sengan sistem EPS.

Ø KEUNGGULAN EPS

          EPS tidak hanya melakukan fungsi power steering biasa, namun juga bisa mengontrol tekanan hydraulic pressure yang bereaksi berdasarkan counter-force plunger yang ada pada gear box tetapnya di dalam input shaft, oleh karena itulah karakteristik steering effort vs. tekanan hydraulic bervariasi tergantung dari kecepatan kendaraan untuk memberikan karakteristik kemudi yang optimal pas dengan kecepatan kendaraan dan kondisi kemudi.

1.     Pada saat mobil dalam keadaan stationer dan berjalan lambat putaran kemudi ringan.

2.     Pengaturan steering effort berdasarkan kecepatan kendaraan.

3.     Pada kecepatan sedang dan cepat, steering effort secara akan bertambah untuk menambah kestabilan dan kenyamanan kemudi.

4.     Pada kecepatan sedang dan cepat, ketika posisi kemudi berada atau mendekati posisi netral, fungsi reactionary plunger akan menambah steering effort agar kemudi lebih stabil.

5.     Ketika kendaraan melewati jalan yang rusak pada kecepatan sedang dan cepat, meskipun ada rintangan besar dari permukaan jalan, namun tidak akan mempengaruhi arah control kemudi, karena tekanan ouput hydraulic untuk steering effort menjadi tinggi sama seperti power steering konvensional.

6.     Sistem ini mempunyai fungsi fail-safe sehingga meskipun sistemnya elektrikal, temasuk control unit dan sensors, namun karakteristik power steering normal masih bisa di dapat.

Bagian Sistem Kemudi

1.      Steering wheel

Steering wheel atau roda kemudi berfungsi untuk membelokkan roda depan dengan cara diputar.

2.      Steering mainshaft Steering mainshaft atau poros utama kemudi berfungsi untuk menyambungkan atau sebagai tempat roda kemudi dengan steering gear. 3.      Pitman Arm Pitman arm meneruskan gerakan gigi kemudi ke relay rod atau drag link. Berfungsi untuk merubah gerakan putar steering column menjadi gerakan maju mundur.

4.       Relay Rod Relay rod dihubungkan dengan pitman arm dan tie rod end kiri serta kanan. Relay rod ini meneruskan gerakan pitman arm ke tie rod

5.      Tie Rod Ujung tie rod yangberulir dipasang pada ujung rack pada kemudi rack end pinion, atau ke dalam pipa penyetelan pada recirculating ball, dengan demikian jarak antara joint- joint dapat disetel.

6.      Tie Rod End ( Ball Joint ) Tie rod end dipasanglkan pada tie rod untuk menghubungkan tie rod dengan knuckle arm, relay roda dan lain-lain.

7.      Knuckle arm Knuckle arm meneruskan gerakan tie rod atau drag link ke roda depan melalui steering knuckle.

8.      Steering knuckle Steering knuckle untuk menahan beban yang diberikan pada roda-roda depan dan berfungsi sebagai poros putaran roda. Berputar dengan tumpuan ball joint atau king pin dari suspension arm

9.      Idler arm      Pivot dari idler arm dipasang pada body dan ujung lainnya dihubungkan dengan relay rod dengan swivel joint. Arm ini memegang salah satu ujung relay rod dan membatasi gerakan relay rod pada tingkat tertentu.

DAFTAR PUSTAKA

1.      Remling. Jhon C. Steering and Suspension. John Willey and Sons inc. New York, 1983

2.      Webster, Jay. Automotive Suspension, Steering and Brakes, Delmar Published inc. California, 1987