BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Pada era sekarang ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi mengalami kemajuan yang sangat pesat. Banyak dilakukan pengembangan dan penelitian dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, sehingga banyak inovasi yang timbul dalam berbagai bidang keteknikan meliputi : energi, kimia, elektronik, dan transportasi. Perkembangan teknologi transportasi sangat cepat terutama dalam bidang otomotif. Pada saat ini inovasi dalam otomotif semakin memanjakan pemakai, dengan adanya terobosan teknologi yang terbaru harus mampu mememnuhi tuntutan pemakai (konsumen). Hal ini membuat pemakai lebih mudah, aman, dan nyaman. Sehingga para konsumen akan merasa puas dari keindahan kendaraan baik dari bagian eksterior maupun bagian interiornya. Selain itu juga disertakan perangkat keamanan dan kenyamanan yang lengkap, yang akan berfungsi optimal, meliputi : rem, suspensi, kemudi, dan lain sebagainya. Sehingga sangatlah penting, di dunia pendidikan bila dibuat media pembelajaran mengenai sistem kemudi. Untuk memperjelas penyampaian materi pada anak didik terutama pada pelajaran praktik otomotif, maka penulis menggunakan metode atau alat peraga untuk mendemonstrasikan. Pada pelajaran praktik perlu adanya media pendidikan, mengingat masih minimnya media pendidikan untuk praktik otomotif, maka penulis bermaksud mengatasi hal tersebut dengan membuat media praktik otomotif sub-sistem kemudi power steering tipe recirculating ball. Pembuatan media pembelajaran power steering power steering tipe recirculating ball tidak dapat dibuat dengan meniru bentuk seperti pada mobil, tetapi menggunakan meja sebagai media untuk tempat dudukan pada power steering.
1
1.2 PERMASALAHAN Permasalahan yang timbul dalam proses pembuatan kemudi power steering tipe recirculating ball, ini dapat ditinjau dan dikaji lebih lanjut dari uraian alasan
pemilihan judul di atas. Penulis cermati masalah yang timbul sebagai berikut adalah : 1. Komponen apa saja yang ada pada sistem kemudi power steering. 2. Bagaimana cara membedakan sistem power steering dengan model manual.
1.3 TUJUAN
Tujuan yang ingin di capai di dalam pembuatan model sistem kemudi power steering tipe recirculating ball ini antara lain :
1. Dapat mengetahui komponen sistem kemudi power steering. 2. Dapat membedakan daya pengemudian pada sistem power steering dengan model manual.
1.4 MANFAAT
Dengan adanya model sistem kemudi power steering diharapkan dapat memberi manfaat antara lain : 1. Memberikan informasi pada dunia otomotif tentang rekayasa sistem power steering
2. Memberikan gambaran, pengetahuan bagi mahasiswa mesin tentang system power steering meliputi cara kerja dan konstruksi.
3. Dapat sebagai wahan praktek untuk menunjang kegiatan praktek pada mata kuliah Sasis dan Bodi. 4. Dapat sebagai sumbangsih perbendaharaan peralatan Laboratorium Sasis dan Bodi Teknik Mesin Universitas Negeri Jakarta
2
BAB II LANDASAN TEORI
Power steering Power steering adalah suatu tipe peralatan hidrolik yang digunakan untuk
memperingan kemudi, sumber tenaga penggerak pompa yaitu menggunakan tenaga mesin. Jadi putaran pompa sesuai putaran mesin. Sistem kemudi power steering pada prinsipnya merupakan modifikasi dari sistem kemudi manual yang ditambah dengan perangkat hidrolis pada kecepatan rendah. Saat batang kemudi digerakkan ke kiri maka tekanan hidrolik tadi akan membantu (mendorong) kemudi ke kiri, begitu juga sebaliknya saat kemudi diputar ke kanan maka tekanan hidrolis akan membantu (mendorong) kemudi ke kanan sehingga pengemudian ringan. Sedangkan pada kecepatan tinggi minyak hidrolis tadi justru menahan gerakan kemudi sehingga kemudi lebih berat dan mantap. Ada beberapa tipe power steering tetapi masih mempunyai tiga bagian yang terdiri dari pompa, control valve, gear housing. Banyak tipe yang telah di kembangkan tetapi untuk power steering recirculating ball terdiri dari dua tipe dengan flapper valve dan rotari valve. Untuk tipe recirculating ball ini mempunyai komponen-komponen yang penting yaitu rumah roda gigi, control valve, dan vane pump.
3
BAB III PEMBAHASAN
3.1 SISTEM POWER STEERING TIPE RECIRCULATING BALL
Sistem kemudi bertujuan untuk mempermudah pengemudi mengendalikan arah jalannya kendaraan dengan membelokan roda depan. Untuk sistem power steering dasar konstruksi sama seperti sistem kemudi manual namun ditambah
peralatan hidrolik. Untuk tipe recirculating ball ini mempunyai komponen-komponen yang penting yaitu rumah roda gigi, control valve, dan vane pump.
1. Gear housing (Gear box) Pada sistem power steering ini menggunakan tipe ball nut yang bekerja halus dan kuat. Untuk pengaturan arah dan tekanan fluida yang bekerja digunakan flapper valve yang terdapat pada torsion shaft
4
2. Control Valve Control valve (Flapper valve) di dalam rumah roda gigi (gear housing)
mengarahkan aliran minyak dari pompa menuju piston kanan atau kiri.
3. Vane pump
Sistem power steering adalah suatu tipe peralatan hidraulis yang membutuhkan tekanan sangat tinggi dan debit yang besar, penghasil tekanannya vane pump. Vane pump termasuk dalam pompa rotari. Vane pum Vane pum disamping untuk
membangkitkan tekanan juga untuk mengatur jumlah aliran fluida yang diperlukan sesuai putaran mesin, juga sebagi alat idle up untuk mencegah masin mati saat setir diputar maksimal. Pada pompa rotari ini dipergunakan vane (sliding blade), sehingga vane pump nama yang dipakai pada pompa tipe ini yang digunakan pada power steering.
a. Bagian utama vane pump Adapun bagian komponen yang ada dalam vane pump adalah sebagai berikut : 1) Reservoir Tank
Tangki reservoir menampung persediaan minyak power steering. Penempatannya dapat disatukan dengan pump body dan juga dan juga terpisah dengan pump body dengan pipa penghubung. Biasanya tutup tangki reservoir dilengkapi dengan pengukur minyak (Level gauge / deep stick) untuk memeriksa permukaan minyak power power steering dalam tangki. Bila ketinggian permukaan minyak dalam tangki
kurang dari yang ditentukan, maka pompa akan kemasukan udara dan kinerja pompa menjadi tidak normal.
5
2) Pump Body
Pompa digerakkan oleh puli poros engkol mesin dengan drive belt , yang berfungsi untuk menaikan tekanan minyak serta mengalirkanya ke gear housing. Banyaknya minyak yang dialirkan ke gear housing diatur oleh control valve dengan kelebihan minyak dialirkan minyak dialirkan ke sisi hisap ( sunction side).
3) Flow Control Valve flow control valve) mengatur volume aliran Katup pengatur aliran ( flow
minyak dari pompa ke gear housing dan menjaga agar volumenya tetap pada saat RPM pompa berubah-ubah. Sekarang banyak pompa power steering yang menggunakan control spool bersama dengan flow control valve untuk menurunkan volume aliran minyak pada saat pompa mencapai kecepatan tertentu. Jenis ini dikenal dengan RPM sensing type power stering untuk memperoleh gaya pengemudian yang sesuai dengan yang diperlukan, walaupun kendaraan berjalan dengan kecepatan tinggi. Pompa mempunyai relief valve yang dipasang di dalam flow control valve untuk mengatur tekanan minyak maksimum. Tekanan maksimum tercapai pada saat roda kemudi diputar sepenuhnya ke kiri ataupun ke kanan, dan control valve menutup saluran balik ( return port ). ).
b. Cara Kerja vane pump 6
1) Vane Pump
Rotor berputar di dalam cam ring yang diikatkan pada rumah roda gigi (gear housing). Rotor terdapat slot, didalam slot dipasangkan vane plate. Bagian luar rotor berentk lingkaran tetapi permukaannya bagian dalam cam ring berbentuk oval, dan membentuk celah antara rotor dengan cam ring. Vane plate menyekat celah membentuk ruang minyak. Vane plate tedorong merapat ke permukaan bagian dalam cam ring
oleh gaya sentrifugal dan tekanan minyak pada bagian belakang vane plate, membentuk seal sehingga pada saat terjadi kenaikan tekanan minyak. Tekanan kebocoran antara cam ring dan vane plate dapat dicegah. Pada saat rotor berputar kapasitas ruang minyak akan membesar dan mengecil untuk melakukan pemompaan, saat hisap ruang minyak membesar sehingga minyak dari reservoir mengalir ke ruang minyak melalui saluran hisap. Volume ruang minyak akan mengecil pada sisi keluar ( dischargeside), bila mencapai nol maka minyak tadi terhisap masuk keruangan melalui saluran hisap keluaran melalui saluran keluar. Untuk setiap putaran terjadi dua kali pengisapan dan pengeluaran minyak
7
2) Flow Control Valve dan Control Spool Volume pengeluaran minyak dari vane pump akan bertambah sebanding dengan kenaikan RPM mesin. Besarnya gaya steering asist yang diberikan oleh power piston ke gear housing ditentukan oleh volume minyak dari pompa. Bila RPM naik, maka volume alirannya semakin besar dan memberikan bantuan pengemudian yang lebih besar, akibatnya diperlukan gaya pengemudian yang lebih kecil. Usaha pengemudian dengan perubahan RPM, ini mengakibatkan kerugian dalam aspek stabilitas pengemudian. Oleh karena itu, volume aliran minyak dari pompa perlu di pertahankan konstan meslipun putaran pomap berubah, inilah kerja dari fungsi flow control valve. Bila kendaraan berjalan dengan kecepatan tinggi tahanan ban berkurang
dan akibatnya dibutuhkan usaha pengemudian yang lebih kecil. Pada beberapa power steering diberikan hambatan pada sector shaft yang besar selama
kecepatan tinggi agar diperoleh pengemudian yang nyaman. Volume aliran minyak dari pompa ke gear housing dikurang selama pengandaraan pada kecepatan tinggi, sehingga tidak ada power assist pada sistem power steering. Volume aliran minyak yang keluar dari pompa akan bertambah bila kecepatan pompa bertambah tetapi aliran minyak ke gear housing dikurangi. Hal ini berlaku pada RPM sensing type dan mempunyai control valve dengan built ini control spool.
8
3.2 DASAR HIDROLIK
1. Fluida Yang Digunakan Dalam sistem power steering menggunakan Automatic Transmition Fluids (ATF). Minyak ini digunakan untuk mengubah momen puntir untuk kendaraan bermotor. ATF digunakan dalam sistem power steering karena mempunyai fungsi untuk mengalihakan gaya, maka power steering menggunakan minyak yang sama dengan trasmisi otomatis. Persyaratan untuk minyak ATF adalah cukup tinggi karena harus : a. Kekentalan yang sesuai. b. Stabil terhadap panas dan oksidasi. power steering ditambah bahan anti c. Tidak berbusa maka minyak power foaming agent.
d. Untuk membedakan antara ATF dan minyak lain, ATF diberi warna merah. e. Sifat mengalir yang baik oleh sebab itu memerlukan minyak dasar yang sangat encer. power steering harus mampu memelihara sifat hidrolik dengan baik Minyak power
karena juga berfungsi sebagai pelumas untuk power silinder dan pompa. Minyak power steering yang digunakan sesuai spesifikasi adalah Dextron atau Dextron II.
Pada proyek akhir sistem power steering ini menggunakan ATF dengan merk Union 76 yang diproduksi oleh Unocal Cooperation California USA, dengan viskositas 50 grafik VT Thomas Krist (1994 : 84)
9
2. Vane Pump
Pada vane pump perhitungan yang ada hanya pada perhitungan debit yang 3 dikeluarkan oleh pompa dengan ukuran m /jam.
(
2
2
)
Q = 60 π/4 Dc - Dr Lr.n.η v m Keterangan : Q = Debit pompa (liter/menit) Dr = Diameter rotor (mm) N = Putaran pompa (rpm) Dc = Diameter casing (mm) Lr = Panjang rotor (mm) ηv = Efisiensi volumetrik (mm)
10
BAB IV PENUTUP
A. KESIMPULAN Berdasarkan uraian di atas, kami menyimpulkan beberapa hal sebagai berikut 1. Sistem kemudi power steering tipe recirculating ball mempunyai bagianbagian antara lain : roda kemudi ( steering wheel), batang kemudi ( steering coloumn), gigi kemudi ( steering gear ), ), pompa (vane pump) dan katup
pengatur ( control valve). 2. Pada sistem power steering daya pengemudian lebih ringan dari system pengemudi manual karena adanya tenaga dorong dari sistem hidrolik.
11
B. SARAN
Sebagai akhir Proyek Akhir ini penulis akan berusaha memberi saran untuk peningkatan sistem kemudi power steering tipe recirculating ball sebagai berikut: 1. Pada komponen hidrolik seperti pompa ( vane pump), piston dan katup pengatur ( control valve) sangat tergantung pada kualitas minyak pelumas. Jadi penggunaan minyak pelumas atau hidrolis harus sesuai dengan spesifikasi yaitu ATF dengan merk Union 76 yang diproduksi oleh Unokal Cooperation Calivornia USA, dengan viskositas 50 garfik VT Thomas Krist
(1994 : 84). 2. untuk mobil yang menggunakan sistem kemudi power steering saat memutar batang kemudi usahakan pelan-pelan pada waktu kendaraan parkir walaupun kemudi ringan. Jika tidak maka ball joint serta tierod nya nya akan cepat aus karena melawan beban roda yang berat. 3. saat pembelian komponen power steering usahan mencermati barang yang akan dibeli dari kemungkinan (cacat atau rusak) agar nantinya tidak terjadi pembengkakan biaya.
12
DAFTAR PUSTAKA Anonim, 1996. New Step 1. Training Manual. Jakarata : PT. Toyota Astra Motor. ............., 1996. New Step 2. Traning Manual. Jakarta : PT. Toyota Astra Motor. ............., 2001. Daihatsu Training Center . Jakarta : PT. Astra Daihatsu Motor. ............., 2001. Isuzu Training Center . Jakarta : PT. Astra Isuzu Motor. Drs. Daryanto, 1999. Teknik Servis Mobil. Jakarta : PT. RINEKA CIPTA. Tasmedi, 1996. Dasar-Dasar Sistem Kemudi Konvensional. Bandung : P3GT.
13
