BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengereman -...
Transcript of BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengereman -...
1
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengereman
Modifikasi pengereman dan kemudi ini berlandaskan pada tinjauan pustaka
yang mendukung terhadap cara kerja dari sistem pengereman dan kemudi. Rem
adalah salah satu komponen dasar dari kendaraan bermotor. Rem ini berfungsi
untuk mengurangi laju kendaraan dan menahan kendaraan. Sistem pengereman
yang kami gunakan yaitu menggunakan hidrolik.
Saat kendaraan bergerak, meskipun sudah tidak terhubung lagi dengan
transmisi, kendaraan masih akan tetap bergerak pada jarak tertentu sebelum
terhenti dengan sendirinya karena adanya gaya inertia. Oleh karena hal inilah
maka dipasang brake system untuk menyerap energi inertia sehingga akan
mengurangi kecepatan atau menghentikan kendaraan atau mencegah kendaraan
bergerak saat berhenti.
Sistem pengereman menghasilkan gaya pengereman pada kendaraan dengan
mengubah energi kinetik dari kendaraan menjadi energi thermal dengan
memanfaatkan gaya gesek, sehingga dibutuhkan beberapa persyaratan untuk
mencapai kondisi pengendaraan dengan aman yaitu :
Brake system tidak mempengaruhi gerak roda saat tidak dipakai.
Brake system harus bisa berfungsi dengan baik dalam keadaan
maximum speed dan adanya beban pada kendaraan
Pengoperasian rem harus mudah tanpa menimbulkan kelelahan pada
pengendara.
Harus menghasilkan pengereman yang pasti dan mudah dalam
mengecek serta mengontrol.
Harus mempunyai high reliability dan durability dalam pengereman.
Brake system terdiri dari komponen yang mentransfer gaya yang dihasilkan
oleh pengendara dan komponen yang menghasilkan gaya gesek karena adanya
II-2
gaya yang ditransfer tersebut. Brake system dapat digolongkan berdasarkan pada
lokasi pemasangannya, tipe pengontrolnya, cara pengoperasiannya dan kerja
komponennya.
2.1.1 Penggolongan berdasarkan pada lokasi pemasangannya
1. Wheel brake
Wheel brake, terpasang pada setiap roda, menghasilkan gaya pengereman
dengan cara menekan brake shoe (pad) ke drum (disc) maka akan mengurangi
atau menghentikan perputaran roda, yang tersambung pada transaxle.
Gambar 2. 1 Struktur wheel brake
Sumber gambar: Hyundai Motor Company
2. Center brake
Center brake, dipasang pada output shaft transmisi atau propeller shaft pada
truk berat, yang berfungsi sebagai parking brake yaitu untuk mencegah kendaraan
bergerak saat berhenti. Brake band ini dipasang menggunakan braket dan didalam
metal brake band terpasang lining menggunakan rivet. Ketika brake lever ditarik,
pull rod akan ikut tertarik, sehingga holding cam mencengkeram brake band dan
menahan drum sehingga menimbulkan pengereman.
II-3
Gambar 2. 2 Struktur center brake
2.1.2 Penggolongan berdasarkan pada tipe pengontrolnya
1. Hand brake
Disebut dengan Hand brake karena pengoperasiannya dengan cara menarik
brake lever menggunakan tangan, sehingga kendaraan akan tetap berhenti. Brake
shoe mengembang dan terjadi pengereman saat lever dan kabel rem ditarik.
2. Foot brake
Foot brake, dipakai untuk mengurangi atau menghentikan gerak kendaraan,
pengoperasiannya dengan cara menekan pedal rem menggunakan kaki. Yang
termasuk dalam tipe foot brake ini antara lain Mechanical brake, hydraulic brake,
hydro vac brake, hydro air vac brake dan aerial brake.
II-4
Gambar 2. 3 Struktur foot brake
2.1.3 Penggolongan berdasarkan pada cara kerjanya
1. Internal expansion type
Internal expansion type mengaktifkan gaya pengereman saat brake shoe
bergerak keluar kearah drum saat tekanan hydraulic dari master cylinder
dikirimkan ke wheel cylinder dengan cara mengoperasikan pedal rem.
Gambar 2. 4 Struktur bagian dalam expansion type
2. External shrinkage type
Pada rem tipe external shrinkage, gaya pengereman terjadi pada brake drum
dengan cara menahan brake band ketika tuas rem ditarik.
II-5
Gambar 2. 5 Struktur bagian dalam shrinkage type
3. Disc type
Pada disc brake, tekanan hidrolik dikirimkan dari master cylinder ke caliper
sehingga pads (shoes) akan menekan disc yang berputar bersama dengan roda
untuk mengurangi perputaran roda. Karena berputarnya disc maka akan terbentuk
jarak antara pad dan disc dengan sendirinya karena itu disebut juga tipe
penyetelan otomatis.
Gambar 2. 6 Struktur disc brake
2.1.4 Penggolongan berdasarkan pada cara kerja komponennya
1. Mechanical type
II-6
Pada mechanical type, gaya pengereman dihasilkan dengan mengoperasikan
pedal rem atau brake lever. Gaya pengereman ini terjadi pada brake shoe untuk
menahan brake drum dengan menggunakan kabel atau rod. Pada umumnya tipe
ini dipakai sebagai sistim parking brake.
Gambar 2. 7 Struktur mechanical type
2. Hydraulic type
Pada hydraulic brake, pengoperasiannya dilakukan pada pedal rem yang
mengirimnya ke hydraulic unit. Kemudian, tekanan hydraulic dihasilkan dengan
berpedoman pada prinsip hukum pascal untuk pengereman. Ketika gaya
pengereman dikirimkan ke setiap roda sama, maka gaya pengereman pada setiap
rodapun akan sama dan sistem akan bekerja dengan baik walaupun hanya dengan
sedikit usaha. Meskipun, fungsi pengereman akan benar benar hilang ketika
sistem hidroliknya rusak.
Gambar 2. 8 Struktur hidrolik brake
II-7
2.1.5 Struktur dan Cara Kerja Rem Hidrolik
1. Double anchor type
Double anchor type terdiri dari 2 anchor pins dan dua brake shoes dan
hanya shoe yang bekerja.
Gambar 2. 9 Struktur double anchor type
Pada saat rem diaktifkan terhadap drum yang sedang berputar, shoe
cenderung ikut berputar bersama drum karena adanya gaya gesek, dan gaya
geseknya akan semakin besar dikarenakan semakin besar gaya pengembangan
yang dihasilkan. Self-reaction shoe disebut juga leading shoe dan shoe lain yang
berlawanan dengan putaran drum dan cenderung menjauhi drum disebut trailing
shoe.
2. Anchor link type
Anchor link type terdiri dari 1 anchor pin, 2 brake shoes dan 2 links. Brake
shoes pada kedua sisi mengembang pada porosnya untuk bergesekan dengan drum
ketika tekanan hydraulic diberikan ke wheel cylinder.
Kemudian, brake shoe menggerakan link pin dengan gerakan memutar
untuk menyetel kedudukannya dengan drum. Sebagai tambahan, untuk
mengontrol penyetelan ganda pada brake drums, dipasang adjusting wheels pada
kedua sisi wheel cylinders.
II-8
Gambar 2. 10 Struktur anchor link type
3. Single acting two leading shoe type
Single two leading shoe type, menggunakan 2 brake shoes dan 2 single
diameter wheel cylinders, menghasilkan gaya pengereman yang baik saat kedua
brake shoes melakukan self-reaction ketika dilakukan pengereman pada saat
bergerak maju. Bagaimanapun juga, gaya pengereman akan berkurang hinga 1/3
ketika pengereman dikakukan pada saat kendaraan mundur karena saat itu kedua
shoes akan berfungsi sebagai trailing shoes tanpa adanya self- reaction.
Gambar 2. 11 Single acting two leading shoe type
4. Double acting two leading shoe type
Pada tipe Double acting two leading shoe, terdiri dari 2 wheel cylinders
yang berdiameter sama dan 4 anchor pins, yang akan berubah fungsinya
II-9
tergantung pada arah putaran brake drum dan akan menghasilkan gaya
pengereman yang sempurna saat kedua shoes menjadi leading shoes pada self-
reaction ketika pengereman pada gerak maju atau mundur.
Gambar 2. 12 Struktur Double acting two leading shoe type
5. Non-servo brake
Pada non-servo brake, shoe hanya akan saling bekerja secara berhubungan
ketika pengereman dilakukan. Forward shoe bereaksi pada saat pergerakan maju
dan reverse shoe bereaksi pada saat pergerakan mundur.
Gambar 2. 13 Struktur Non-servo brake
6. Uni-servo type
Pada uni-servo type, secondary shoe ikut bereaksi ketika digerakan oleh
II-10
primary shoe yang digerakan oleh wheel cylinder piston sehingga kedua shoe
menjadi leading shoes. Bagaimanapun juga, gaya pengereman berkurang disaat
kedua shoe menjadi trailing shoes pada pergerakan maju. Shoe yang bereaksi
pertama kali disebut primary shoe dan yang lainnya disebut secondary shoe.
Gambar 2. 14 Struktur Uni-servo type
7. Duo-servo type
Pada Duo servo type, sisi tetapnya berubah tergantung dari arah perputaran
drum ketika brake shoe menakan drum sehingga menghasilkan gaya pengereman
yang sempurna karena kedua shoe bereaksi satu sama lainnya pada saat
pergerakan maju ataupun mundur. Shoe yang melakukan reaksi primary shoe
disebut dan yang lainnya disebut secondary shoe.
II-11
Gambar 2. 15 Struktur Duo-servo type
2.2 Kelebihan dan kekurangan rem hidrolik
Dengan menggunakan Hukum Pascal, hydraulic brake terdiri dari master
cylinder dimana tekanan hydraulic dihasilkan, wheel cylinder (atau caliper)
dimana brake shoe (atau pad) menekan drum dengan hydraulic yang dihasilkan
dan pipa atau flexible hose penghubung master cylinder dan wheel cylinder dari
hydraulic circuit.
1. Kelebihan rem hidrolik
gaya pengereman yang dihasilkan sama pada tiap roda
kehilangan gesekan sedikit karena pelumasannya menggunakan brake
oil
sedikit tenaga pada pengoperasianya karena menggunakan brake oil
2. Kekurangan rem hidrolik
performa pengereman akan hilang karena rusaknya hydraulic system
performa pengereman memburuk karena adanya udara pada line oil
dapat terjadi vapor lock brake line
II-12
2.3 Hidrolik
Hidrolik adalah suatu sistem yang memanfaatkan tekanan fluida sebagai
sumber tenaga pada sebuah mekanisme. Karena itu, pada sistem hidrolik
dibutuhkan power unit untuk membuat fluida bertekanan. Kemudian fluida
tersebut dialirkan sesuai dengan kebutuhan atau mekanisme yang diinginkan.
Adapun prinsip kerja rem hidrolik didasarkan oleh hukum pascal, yang mana
memungkinkan kita bisa memberikan gaya yang kecil untuk dapat mengangkat
gaya atau beban yang jauh lebih besar, tentu dengan perbandingan luas
penampangnya. Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan yang dialami zat cair
adalah sama di segala arah, maka dapat disimpulkan bahwa tekanan di penampang
1 sama dengan tekanan dipenampang 2. Dapat disimpulkan :
Dimana :
F1 = gaya yang bekerja pada piston kecil
F2 = gaya yang bekerja pada piston besar
A1 = luas penampang pad piston kecil
A2 = luas penampang pada piston besar
2.4 Kemudi
Sistem kemudi berfungsi untuk mengatur arah kendaraan dengan cara
membelokkan roda. Tipe sistem kemudi yang digunakan tergantung dari model
mobil. Tipe yang paling banyak digunakan sekarang adalah
1. Recirculating Ball
2. Rack dan Pinion
II-13
2.4.1 Recirculating Ball
Cara kerja recirculating ball: 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. Berikut adalah gambar dari recirculating
ball
Gambar 2. 16 Recirculating Ball
Sumber gambar : www.xlusi.com
Keuntungan dari recirculating ball :
Komponen gigi kemudi relatif besar, bisa digunakan untuk ukuran
mobil berukuran sedang dan besar
Keausan relatif kecil dan ppemutaran roda kemudi relatif ringan
Kerugian dari recirculating ball :
II-14
Konstruksi rumit karena penghubung antara sektor dan gigi pinion
tidak langsung
Biaya perbaikan lebih mahal
2.4.2 Rack dan Pinion
Cara kerja dari rack dan pinion : pinion di putar dengan memutar kemudi,
kemudian rack akan bergerak ke kanan atau ke kiri sesuai yang di arahkan oleh
kemudi.
Gambar 2. 17 Rack dan Pinion
Ada beberapa tipe pemasangan pinion dan tie rod diantaranya yaitu :
1. Pinion tengah, tie rod pinggir
Keuntungannya :
Jika terjadi tabrakan, keamanan lebih baik karena tidak
terhubung langsung dengan batang kemudi
Produksi lebih efisien untuk dibuat kemudi kiri atau kanan
Kerugian :
Kontak gigi kecil
Pemegasan tidak baik, karena tie rod pendek
Pemakaian tempat besar
2. Pinion pinggir, tie rod tengah
II-15
Gambar 2. 18 Pinion pinggir, tie rod tengah
Keuntungan :
Kontak gigi besar
Pemegesan baik, tie rod yang panjang pada waktu pemegasan
terjadi perubahan geometri kecil
Pemasangan tie rod bebas atau tidak terkait lengan suspensi
Kerugian :
Konstruksi rumah lebih kuat, karena menahan gaya radial dan
tie rod
Pemakaian tempat besar
3. Pinion pinggir, tie rod pinggir
Gambar 2. 19 Pinion pinggir, tie rod pinggir
Keuntungan :
Kontak gigi besar (pinion miring terhadap rack)
Harga murah
Memerlukan sedikit tempat
Kerugian :
Pemegasan jelek, karena tie rod pendek