MAKALAH SISTEM MANAJEMEN CHASIS Traction Control System (TCS) atau ASR
“
”
Disusun Oleh: Amir Chisnulloh Muhammad Arif Nur Huda
1541220022 1541220040
JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMOTIF ELEKTRONIK POLITEKNIK NEGERI MALANG 2018
BAB I PENDAHULULAN 1.1 Latar Belakang Pada era yang semakin berkembang ini, manusia modern membutuhkan suatu moda tranportasi untuk menunjang mobilitasnya. Salah satu moda transportasi tersebut adalah kendaraan roda empat atau mobil. Fenomena tersebut ditunjukkan dari jumlah kendaraan pada saat ini yang semakin meningkat. Melihat fenomena tersebut perusahaan otomotif pun berlombalomba untuk menciptakan kendaraan yang nyaman dan berteknologi tinggi. Pada kendaraan baik mobil ataupun sepeda motor, sudah dari awal perancanganya di bekali oleh salah satu sistem yang berguna sebagai salah satu pengaman kendaraan sistem itu ialah brake system (sistem rem). Sistem itu sangat vital perananya dalam menjaga keselamatan pengemudi dan penumpanganya. Dimana pengoperasianya adalah pengemudi cukup menekan pedal rem dengan kaki sehingga kendaraan dapat melambat ataupun berhenti. Pada sistem pengereman kendaraan tersebut gaya pengereman secara matematis ditentukan oleh besarnya gaya tekan pada kaki, traksi roda, dan gaya gesek mekanisme rem. Oleh sebab itu apabila kecepatan kendaraan tinggi ditambah kondisi jalan yang licin (traksi kecil) lalu di rem secara tibatiba (kondisi panik) maka roda akan berhenti namun kendaraan masih masih mempuyai kecepatan dalam artian belum berhenti. Ditambah lagi dalam kondisi tersebut kemudi pun akan sulit dikendalikan karena roda sudah terkunci (lock ). Namun Ada pula kondisi lain dimana roda mengalami wheel spin atau slip dimana kondisi dimana roda belakang mobil berputar lebih cepat dari semestinya. hal ini terjadi karena tenaga dari mesin yang diterima oleh roda belakang melebihi kemampuan grip ban. Grip ini muncul akibat fungsi dari sifat karet ban dan tekanan ke bawah mobil yang berasal dari bobot mobil itu sendiri atau downforce (gaya tekan ke bawah pada saat mobil melaju). Biasanya kondisi tersebut terjadi saat kendaraan berada di meda yang licin seperti salju atau di medan yang berlumpur. Dengan seiring perkembangan teknologi para insinyur di bidang otomotif pun mulai berlomba-lomba dalam megembangkan teknologi yang mutakhir untuk di aplikasikan di kendaraan khususnya dalam menangani kondisi wheel spin ini akhirnya sekarang sudah ada teknologi yang bernama TCS (Traction Control System) atau ASR ( Antriebs Schlupf Regelung).
1.2 Rumusan Masalah Dari latar belakang tersebut maka dicari suatu permasalahan yaitu: 1. Apa itu sistem rem TCS (Traction Control System)? 2. Apa saja komponen sistem TCS dan fungsinya? 3. Bagaimana Prinsip Kerja TCS? 4. Bagaimana cara kerja unit hidraulis ASR/TCS? 5. Bagaimana sistem ASR/TCS pada mobil Mercedes ARS2? 1.3 Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah : 1. Untuk mengetahui tentang rem sistem TCS. 2. Untuk mengetahui komponen sistem TCS beserta fungsinya. 3. Untuk mengetahui prinsip kerja TCS. 4. Untuk Mengetahui cara kerja unit hidraulis ASR/TCS 5. Untuk mengetahui sistem ASR/TCS pada mobil Mercedes ARS2. 1.4 Batasan Masalah Pada bab 3 pembahasan akan dibahas sistem ASR / TCS yang terdapat pada mobil Mercedes ARS2
BAB II TEORI DASAR 2.1 Pengertian Spin Spin adalah suatu kejadian/keadaan pada saat percepatan berlangsung roda berputar sedangkan kendaraan belum bertambah kecepatannya. Keadaan seperti ini terjadi dikarenakan gaya penggerak yang diteruskan keroda penggerak lebih besar dari pada besarnya traksi ban, semakin kecil traksi semakin mudah terjadi spin seperti ditunjukkan dengan ilustrasi pada Gambar 1 berikut untuk menjelaskannya :
Gambar 2.1 Gaya penggerak dan Traksi Gaya penggerak ”F p didapatkan dari proses kerja motor penggerak kendaraan yang besarnya out-put motor mulai dari torsi rendah ke tinggi diatur sesuai keinginan operatornya (pengemudi) dengan segala sifat pengendaliannya. Traksi ban ”F T didapatkan dari proses gesekan antara permkaan jalan dan permukaan ban yang besarnya tergantung dari koefisien gesek antara ban dengan permukaan jalan (µJ) dan berat kendaraan ( W ) ; Terjadi spin jika : ”
”
Sedangkan Traksi relatif tetap yang besarnya :
Sehingga pada saat mobil dipercepat dengan power motor melebihi kemampuan traksi maka akan terjadi roda penggerak slip (spin), hal ini akan menyebabkan mobil akan jalan tidak stabil dan lebih ekstrim lagi jika salah satu roda pada kondisi traksi sangat kecil kendaraan tidak bisa bergerak (berjalan). Contoh : 1. Pada mobil dengan penggerak roda depan mobil tidak bisa dibelokkan mengikuti radius jalan. (Gambar 2)
Gambar 2.2 Udersteering pada kendaraan penggerak depan karena pada roda penggerak terjadi slip, bagian depan kendaraan terpelanting keluar dari radius jalan (understeering) 2. Pada mobil dengan penggerak roda belakang mobil tidak bisa dibelokkan mengikuti radius jalan. (Gambar 3)
Gambar 2.3 : Oversteering pada kendaraan penggerak belakang karena pada roda penggerak terjadi slip, bagian belakang kendaraan terpelanting keluar dari radius jalan (Oversteering). 3. Pada saat kedua roda penggerak pada µ split (Gambar 4), roda kanan dipermukaan jalan kering µ : 0,9 (µ beasar) dan roda penggerak kiri di permukaan jalan yang basah µ : 0,9 (µ kecil ).
Gambar 2.4.Kendaraan dengan roda penggerak µ split Pada saat awal berjalan/ percepatan maka akan terjadi roda kanan diam tidak berputar dan roda kiri berputar slip di permukaannya (spin) akibatnya kendaraan tidak bergerak karena gaya penggerak hanya akan memutar roda yang memiliki µ kecil. Konsep kerja ETC adalah memperbaiki sifat jalan kendaraan saat percepatan dari ketiga contoh diatas (Gambar 2, 3, 4) dengan beberapa alternatif : ü Mengerem roda penggerak yang slip ü Menurunkan daya motor ü Kombinasi pengereman roda penggerak yang slip dan menurunkan daya motor 2.2 Pengertian sistem TCS Ditinjau dari sistem kontrolnya, sistem kontrol traksi merupakan system yang mampu mempertahankan rasio slip diantara ban dan permukaan jalan dengan cara mengontrol peralatan-peralatan guna memberikan perlawanan percepatan terhadap perubahan kondisi permukaan jalan. Kontrol traksi terdiri atas: a. Kontrol Torsi Engine, berfungsi mempertahankan kondisi steady state plant. b. Kontrol Torsi Pengereman, mencegah keberadaan torsi dengan memberikan gaya gesek yang berbeda di antara kedua roda penggerak. Sistem kontrol traksi direncanakan untuk mencegah roda melintir dengan gaya akseleratif yang tinggi. Kontrol traksi dipasang pada system kendaraan (mobil dan motor teknologi tinggi) yang berfungsi untuk menghindari wheelspin. Wheelspin adalah suatu kondisi dimana roda belakang mobil berputar lebih cepat dari semestinya. hal ini terjadi karena tenaga dari mesin yang diterima oleh roda belakang melebihi kemampuan grip ban. Grip ini muncul akibat fungsi dari sifat karet ban dan tekanan ke bawah mobil yang berasal dari bobot mobil itu sendiri atau downforce (gaya tekan ke bawah pada saat mobil mel aju).
Gambar 2.5 Wheel speed control wheelspin sering terjadi di mobil balap F1. Hal ini disebabkan karena bobot mobil F1 yang ringan (tidak lebih dari 700 kg) tetapi mempunyai tenaga yang besar (sekitar 700 HP).Jadi agar tidak terjadi wheelspin digunakanlah traction control. 2.3 Komponen Utama Sistem TCS/ASR Kontrol traksi terdiri atas komponen-komponen sebagai berikut: a. Wheel Speed sensor , sensor yang memberikan informasi kepada ABS untuk ditindak lanjuti. b. ECU ( Electronic Control Unit ) Input amplifier IC menerima sinyal dari wheel speed sensor, sinyal frekwensi tersebut memberi perintah tentang kecepatan roda penggerak. Microcontrollernya akan memproses sinyalsinyal percepatan dan kecepatan roda penggerak. Data data ini akhirnya akan menyiapkan basis perhitungan dalam menentukan nilai akhir yang dibutuhkan untuk kendali slip. c. Hydraulic Unit d. Electronic throttle control actuator e. Simplified throttle control actuator f. Fuel injection dan ignition control (Pengurangan tekanan pompa mesin secara perlahan-lahan). System kontrol traksi (TCS), juga dikenal sebagai anti-slip regulasi (ASR). Biasanya digunakan sebagai fungsi sekunder pada anti-lock braking system (ABS) pada kendaraan bermotor. Intervensi (bantuan) terdiri dari satu atau lebih dari berikut ini: a. Mengurangi atau menekan percikan urutan ke satu atau lebih silinder b. Mengurangi pasokan bahan bakar ke satu atau lebih silinder c. Rem gaya yang diterapkan pada satu atau lebih roda d. Tutup throttle, jika kendaraan ini dilengkapi dengan drive by wire throttle e. Dalam turbo-charged kendaraan, sebuah solenoida dapat meningkatkan kontrol digerakkan untuk mengurangi dan karena itu meningkatkan tenaga mesin.
Biasanya, sistem kontrol traksi berbagi aktuator elektro-hidrolik rem (tapi tidak menggunakan master silinder konvensional dan servo), dan sensor kecepatan roda dengan sistem anti-lock braking system. 2.4 Prinsip Kerja TCS 2.4.1 ASR dengan prinsip pe-ngatur moment rem Sistem pengatur moment rem dibangun pada komponen listrik dan hidraulis sistem rem yang meng-gunakan ABS.
Gambar 2.6 Roda dalam keadaan
split
Pada saat awal berjalan/ perce-patan tanpa pengatur momen rem pada split. ( roda kiri dan kanan berbeda). roda penggerak berdiri diatas jalan yang mempunyai ham-batan gesek ( ) yang berbeda. Dimana ( roda kiri > roda kiri). Oleh karena deferensial selalu mem-bagi moment penggerak (MP) sama besar antara roda kanan dan kiri, sehingga MP/2 ditentukan oleh roda dengan
kecil
50 %
50 % Mp/2+M rem
Mp/2+M rem Mp = 100 %
Gambar 2.7 Pengereman pada roda yang slip ( kecil)
Pada saat awal berjalan/ perce-patan dengan sistem pengatur mo-men rem pada slip. Pada saat roda melebihi batas slip, roda peng-gerak kanan berputar lebih cepat (slip). Dengan bantuan sensor pu-taran roda, besar slip diinformasikan ke kontrol unit ABS/ASR. Kontrol unit dengan bantuan unit hidraulis mem-berikan tekanan rem pada roda yang slip. Sehingga pada roda kanan me-nimbulkan moment pengereman dan defferensial menghasilkan persa-maan moment (M kanan = M kiri). Oleh karena itu berlaku : M kiri =Mp/2 + M rem Gaya penggerak kiri sama dengan gaya penggerak rem kanan + 1/2 Mp Jumlah gaya penggerak = gaya traksi
Pengertian beberapa istilah : ASR : Antriebs Schlupf Regelung LTCS : Low Speeds Traktion Control Sistem BSD : Bremsen Sperv Differential EDS : Elektronische Differential Spere ABD : Automatisches Bremsen Differential ETC : Elektronic Traktion Control ETS : Elektronic Traktion Suport BTC : Breake Traktion Control Umumnya pada saat mobil mulai berjalan atau percepatan, perpin-dahan tenaga tergantung pada slip antara roda dan jalan. Berjalan normal di atas jalan licin tidak cukup hanya dengan mengatur pedal gas untuk menghindari slip roda penggerak. Dengan meningkatkan slip maka turun gaya samping. Oleh karena itu mobil tidak bisa jalan stabil.Pada pengatur slip yang lengkap bekerja pada sistem rem dan atau pada motor manajemen dan bekerja pada semua tingkat kecepatan.ASR dengan sistem kerja tunggal pada sistem rem :Pada sistem ini traksi dan gaya samping yang optimal dicapai pada kecepatan < 50 km/jam.
Gambar 2.7. ASR Pengereman pada roda penggerak
Dengan ASR roda yang slip dapat diperlambat dengan rem roda itu sendiri tanpa menginjak rem, sehingga dicapai slip yang ideal pada kecepatan yang semestinya. Melalui defferensial dipindahkan moment rem yang ada sebagai moment penggerak pada roda yang berlawanan. Jika momen penggerak terlalu tinggi, ke dua roda direm tetapi lama-nya pengereman harus dibatasi su-paya rem tidak terlalu panas. 2.4.2 ASR dengan pengatur daya motor Pengaturan daya motor dimak-sud adalah menurunkan daya motor dengan jalan mengatur saat penga-pian, injeksi bahan bakar dan posisi katup gas sehingga daya motor dapat diturunkan sesuai traksi yang me-mungkinkan tidak terjadi slip.
Gambar 2.8 ASR pengaturan daya motor
Gaya samping optimal pada semua tingkat kecepatan. Untuk menghindari kerugian gaya dorong ke samping (pada penggerak be-lakang) atau kemampuan di belokkan (pada penggerak depan) pengaturan sudah harus bekerja jika salah satu roda penggerak slip lebih dari 30 %. Kemungkinan yang diatur pada mesin : Meregulasi daya mesin melalui katup gas dengan motor listrik penggerak katup gas (E gas) Memundurkan saat pengapian (melalui kontrol unit mesin) Mematikan silinder motor (dengan mematikan injektor) Mengurangi tekanan turbo (melalui kontrol unit mesin) Memindahkan gigi yang besar (pada transmisi automatis) elektronik ASR dengan pengaturan daya motor disebut juga :
ASC EMS
: Automatic Stability Control : Elektronische Motorleistungs Stenerung
2.4.3 ASR dengan pengaturan kombinasi antara rem dan daya motor. Pada ASR kombinasi terjadi pengaturan pada sistem rem dan moment putar motor. Oleh karena itu keuntungan pada ke dua sistem dapat disatukan.
Gambar 2.9. ASR pengaturan kombinasi antara daya motor dengan rem
Pada sistem ini dapat diperoleh traksi dan gaya samping yang optimal pada semua kecepatan sehingga didapatkan tidak terjadi slip perce-patan Prinsip kerja. Jika salah satu roda berputar bebas (slip) segera sistem rem pada roda itu aktif. Jika roda kedua ikut berputar bebas (slip) segera pula sistem rem pada roda kedua aktif (kedua roda direm) bersamaan dengan itu moment putar roda dikurangi. Pada kecepatan tinggi yang bekerja hanya ASR dengan pengaturan moment motor ASR Simtem Pengaturan Slip pada RemAliran hidraulis tertutup dengan pembatas tekanan (Misal Bosch ASR5). Contoh : Mobil penggerak depan de-ngan pembagian saluran rem diagonal.
Gambar 2.10 Rangkaian ABS dan ASR
Keterangan gambar : KM = Katup masuk KB = Katup buang
KP KI P PT PP
= = = = =
Katup pemindah dengan pembatas tekanan (70-130 bar) Katup isap Pompa pengembali yang mampu mengisap Penyimpan tekanan Peredam getaran (pulsasi)
2.5 Cara Kerja Unit Hidraulis ABS/TCS/ASR 2.4.1 Pengereman Roda yang Slip Pada tahapan ini roda yang slip akibat percepatan di rem untuk menghindari daya mesin hanya me-ngalir ke roda yang slip tersebut dimana fase kerjanya sama dengan ABS :
Gambar 2.11 Menaikkan tekanan -Menaikkan Tekanan ABS
Tekanan rem dari silinder master melalui katup KP dari KM ke kaliper. -Menahan Tekanan ABS
Gambar 2.12 Menahan tekanan
Katup KM berarus tekanan pada kaliper tetap.
-Menurunkan Tekanan ABS
Gambar 2.13 Menurunkan tekanan
Katup KB, KM dan pompa berarus cairan rem me-ngalir ke penyimpan tekanan rendah dan dipompa melalui peredam pulsasi dan katup pemindah ke sil master.
-ASR Menaikkan Tekanan
Gambar 2.14 ASR menaikan tekanan
Katup KI, pompa dan katup KP berarus dari silinder master melalui katup KI
pompa
meng-isap cairan
Tekanan pompa mengalir melalui katup KM ke kaliper
Tekanan maksimal dibatasi oleg katup pembatas tekanan KP -ASR Menurunkan Tekanan
Gambar 2.15 ASR menurunkan tekanan
Katup KB, pompa, katup KP dan katup KI berarus turun melalui katup KB.
tekanan
kaliper
Gambar 2.16 Skema lengkap ABS Bosch generasi 5 dengan pembagian saluran diagonal.
Gambar 2.17 Skema lengkap ABS/ASR Bosch generasi 5 dengan pembagian saluran diagonal. 2.4.2 ASR Sistem Pengaturan Daya Motor Macam-macam pengaturan motor : a. Pengaturan pembukaan katup gas : Jika salah satu atau kedua roda penggerak slip , momen putar motor akan dikurangi de-ngan menutup katup gas. Batas slip tergantung dari kecepatan mobil dan apakah salah satu atau kedua roda yang slip. Pada kendaraan dengan penggerak depan pengaturan katup gas tidak harus dengan cepat karena stabilitas mobil masih terjaga oleh roda bela-kang
b.
c.
yang masih berputar se-suai dengan kecepatan ken-daraan.Pada kendaraan penggerak aksel belakang katup gas harus menutup sangat cepat supaya stabilitas kendaraan terjaga. Pengendalian tambahan : Melalui sistem pengapian dan injeksi apabila slip pada penggerak melebihi batas ter-tentu saat pengapian diper-lambat . Jika moment mesin masih terlalu besar pengapian dimatikan (injeksi dimatikan juga) Penaturan gaya mesin dengan injeksi : Pada kondisi yang ideal (untuk penggerak depan) semua komponen yang dibutuhkan ada pada kendaraan, yaitu : Kontrol unit ABS/ASR kontrol unit mesin dan hubungan antara kedua kontrol unit tersebut.Dengan demikian sistem ini menjadi sederhana dan murah.Supaya regulasi daya mesin lebih baik, untuk mematikan injektor diperlukan persetengah silinder, artinya : injektor dima-tikan setiap langkah kerja kedua.
BAB III PEMBAHASAN Sensor roda depan kiri
Persiapan sinyal dari sensor roda depan kiri dan belakang kiri
Steker diagnosa
S A
A
Katup 3/3 depan kiri
S
Sensor roda depan kanan B
B r
r o
o s
s e
e s
Sensor roda belakang kiri
s ro
ro
Katup 3/3 depan kanan
p
p
Persiapan sinyal dari sensor roda depan kanan dan belakang kanan or
or ik
ik M
M
Katup belakang kiri Sensor roda belakang kanan Katup belakang kanan
Saklar rem
Katup p emindah
Persiapan sinyal dari saklar rem t a u
Relay katup g
Sudut katup gas sebenarnya
n R
A
A
e
R
p
S
S
Persiapan sinyal
r ot
r
r is
o
o s
s
s e
e
n
s
s or
ar
or p
Saklar rantai salju dengan tampu kontrol
Persiapan sinyal
Saklar tekan
Persiapan sinyal
p
T
or
Relay pompa tekan
or ik M
M
ik
Relay pompa pengembali
Posisi katup gas sebenarnya
Lampu fungsi ASR
Lampu saklar rantai salju Kontrol unit ABS/ASR Lampu kontrol ABS
Lampu kontrol ASR
Gambar 3.1 Skema Blok Kontrol Unit ASR (Mercedes ARS2) Pengaturan Gaya Pengereman Mesin : Apabila pengereman mesin terlalu besar dan licin, roda penggerak dapat slip lebih dari 30% walaupun rem tidak diinjak. Hal ini berbahaya pada kendaraan dengan penggerak roda belakang karena stabilitas kendaraan hilang . Momen pengereman mesin yang besar terjadi biasanya ditimbulkan setelah pemnindahan gigi besar ke gigi kecil pada saat kopling dilepas. Sistem ini menghindari slip roda yang terlalu besar dengan menaikkan putaran mesin. Putaran mesin dinaikkan dengan putaran sebuah katup gas listrik atau dengan bantuan dari pengatur putaran idel.
BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. TCS menjadi solusi untuk menurunkan tingkat kecelakaan yang sering terjadi karena kasus rem yang tidak berfungsi atau blong dengan dilengkapi teknologi yang telah ditingkatkan agar meningkatkan keamanan pengendara/pengemudi dan kelebihankelebihan yang cukup banyak. 2. TCS Bekerja pada 3 prinsip dasar yaitu pengaturan momen rem, pengaturan daya motor dan pengaturan kombinasi yakni pengaturan momen rem dan daya motor. 4.2 Saran 1. Untuk menservis kendaraan yang berteknologi ABS sebaiknya dilakukan di bengkel resmi,agar perbaikan dan perawatanya menjadi lebih maksimal. Dikarenakan setiap merk mobil memiliki sistem dan kontruksi yang beda sehingga manual book nya pun berbeda. 2. Seiring dengan berkembangnya teknologi di bidang otomotif, seharusnya sudah semestinya para insinyur, mahasiswa ataupun pelajar SMK yang menggeluti bidsng otomotif mampu menguasai teknologi TCS ini, lebih-lebih mampu untuk mengembangkan sistemnya menjadi lebih baik.
BAB V DAFTAR PUSTAKA
Toyibu, Moch. Modul Pelatihan Sistem Rem Dengan ABS/ASR/ESP . 2012. Malang :Departemen Ototronik PPPPTK BOE. Electronic Service Modul. 2010. Yokohama:Nissan Coorporation Rokim, M.S.2012.Buku Ototronik.Jakarta:Direktorat Pembinaan SMK Abs/Tcs/Esp Training Guide.Japan:Daihatsu ………,. Automotive Handbook , Robert Bosch Gmbh, Stuttgart. 2000 . ……… , Bremsenlagen fur Kraftfahrzeuge, BOSCH 1994.
