Ndeleng Njobo

Loading...

ngolak-ngalik data

Memuat...

Jumat, 30 April 2010

SISTEM KEMUDI POWER STEERING

SISTEM KEMUDI POWER STEERING

A. Sistem 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 merupakan perpaduan antara mekanisme stering, power steering, suspensi, dan roda. Semua itu adalah faktor yang terkait dengan FWA (front wheel alaignment).
Kendaraan membutuhkan tenaga yang besar untuk mengemudikannya, karena beban yang besar pada roda depan. Sistem power steering memiliki sebuah booster hidrolik pada mekanisme kemudi agar daya kemudi menjadi lebih kecil. Dalam mitsubhisi (1993: 53) daya pengemudian (steering effort) 20-39N (2-4 Kg), ini cukup besar untuk mengendalikan kendaraan sehingga mengurangi tenaga pengemudi. Power steering direncanakan untuk mengurangi daya pengemudian pada kecepatan rendah dan parkir, serta meningkatkan daya pengemudian sesuai tingkat kecepatan.
1. Prinsip Kerja Power Steering
Pompa pada power steering yang digerakkan dengan menggunakan tenaga mesin bertujuan untuk membangkitkan tekanan fluida. Tekanan fluida ini bekerja menekan torak dalam power silinder yang memberikan bantuan tenaga pada batang rack. Besarnya tenaga bantuan tergantung pada besarnya tekanan hidrols yang bekerja pada torak.
a. Posisi netral (lurus)
Minyak dari pompa dialirkan ke katup pengontrol (control valve), bila control valve pada posisi netral maka semua minyak akan mengalir melalui katup pengontrol kesaluran pembebas (relief port) kembali ke pompa
Pada saat ini tidak terbentuk tekanan dan karena tekanan kedua sisi torak sama, maka torak tidak bergerak kemananpun.





Gambar 1. Posisi lurus
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1993: KEM 34)

b. Pada saat belok
Pada saat poros utama kemudi (steering Main shaft) diputar kesalah satu arah, maka katup pengontrol juga akan bergerak, menutup salah satu saluran minyak saluran yang lain akan terbuka dan akan terjadi perubahan volume aliran minyak dan akhirnya terbentuk tekanan. Pada kedua sisi torak akan terjadi perbedaan tekanan dan torak akan bergerak kesisi yang bertekanan rendah sehingga minyak berada dalam ruangan yang bertekanan rendah akan kembali ke pompa.














Gambar 2. Posisi belok
(Sumber. Toyota Astra Motor 1993: KEM 35)



2. Persyaratan power steering
a. Gaya pengemudian yang sesuai
Usaha kemudi yang besar diperlukan pada saat kendaraan berjalan lambat ataupun pada saat sedang parkir. Pada kecepatan sedang usaha kemudi yang lebih kecil, dan semakin tinggi kecepatan kendaraan maka usaha yang diperlukan untuk pengemudian semakin kecil. Pada kecepatan tinggi dibutuhkan usaha kemudi kecil karena pada saat ini gesekan antara ban dengan permukaan jalan telah berkurang.
Pada segala tingkat kecepatan, gaya kemudi yang tepat harus selalu tersedia, untuk memperoleh itu sistem ini memiliki power steering dengan peralatan khusus (flow control valve) yang dipasangkan pada pompa dan gear housing .


b. Tipe pendeteksi kecepatan kendaraan
Menurut Toyota (1996: 55) kecepatan kendaraan dideteksi dengan speed sensor dan tekanan fluida yang bekerja pada torak akan berubah berdasar sensor kecepatan. Pada saat kendaraan berhenti atau berjalan pada kecepatan rendah tekanan fluida yang bekerja pada torak akan bertambah untuk memperingan gaya pengemudian yang dibutuhkan. Pada kecepatan tinggi tekanan fluida diturunkan sehingga bantuan tenaga pada sistem kemudi berkurang agar diperoleh respon yang tepat.
c. Tipe pendeteksi RPM mesin
Dalam Toyota (1996: 55) tipe pendeteksi RPM mesin menyuplai fluida ke gear housing sesuai RPM mesin, kebanyakan pompa power steering mengirimkan volume fluida konstan ke gear housing meskipun kecepatan mesin berubah-rubah.
Pada tipe ini pada rpm tertentu (putaran tinggi), volume aliran fluida diturunkan sehingga tekanan yang bekerja pada torak berkurang.








Gambar 3. Flow control valve
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996:55)
d. Bila terjadi kerusakan
Bila terjadi suatu yang menyebabkan pengaliran minyak dari pompa ke gear housing terhenti maka pengemudian masih dapat berjalan secara manual. Bila drive belt rusak atau ada kebocoran yang mengakibatkan minyak banyak hilang power steering tidak akan bekerja (mati sama sekali), tetapi kemudi masih dapat dioperasionalkan secara manual.
3. Tipe Power Steering
Ada beberapa tipe power steering tetapi masih mempunyai tiga bagian yang terdiri dari pompa, control valve, power silinder. Control valve ditempatkan di dalam gear housing. Banyak tipe yang telah dikembangkan tetapi untuk power steering tipe rack and pinion biasanya menggunakan rotary valve dan spool valve. Untuk recirculating ball terdapat dua tipe dengan flapper valve dan rotary valve. Tipe rack and pinion menggunakan rotary valve yang kompak dan keandalan tinggi maka sebagian besar dari merek kendaraan menggunakan rotary valve.

B. Sistem PowerSteering Tipe Rack And Pinion
Sistem kemudi bertujuan untuk mempermudah pengemudian mengendalikan arah jalanya kendaraan dengan membelokkan roda depan. Steering whell diputar kemudian diteruskan oleh steering main shaft ke steering main gear, steering main gear memperbesar momen puntir yang disalurkan ke steering linkage ke roda depan.
Sistem kemudi bekerja bersama-sama dengan sistem suspensi untuk memperoleh kemudahan dan kenyamanan dalam pengemudian dari berbagai macam tingkat kecepatan.
Untuk sistem power steering dasar kontruksi sama seperti sistem kemudi manual namun ditambahi peralatan hidrolik untuk tipe rack and pinion ini mempunyai komponen-komponen yang penting yaitu: rumah roda gigi dan power silinder, control valve, dan vane pump.













Gambar 4. Komponen sistem kemudi power steering tipe rack and pinion
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1994: 53)


Selanjutnya kita dapat kita membahas secara detail satu persatu dari komponen diatas sebagai berikut:
1. Gear Housing
Gear housing pada sistem power steering ini menggunakan roda gigi tipe rack and pinion. Alur kerja dari roda gigi rack and pinion adalah steering pinion pada bagian ujung bawah poros utama kemudi bersinggungan dengan steering rack. Bila rack kemudi diputar maka steering pinion akan berputar menggerakan steering rack ke kiri dan ke kanan. Gerakan steering rack diteruskan ke knuckle arm melalui ujung rack dan ujung tie rod.
Roda gigi rack and pinion mempunyai keuntungan sebagai berikut:
a. Kontruksinya, kompak, sederhana, ringan karena gear box kecil dan rack bekerja sebagai steering linkage.
b. Persinggungan gigi langsung sehingga respon pengemudian sangat tajam.
c. Tahanan gesernya kecil, sehingga pemindahan momennya lebih baik dan kemudi menjadi sangat ringan.
d. Rakitan steering tertutup rapat sehingga tidak memerlukan perawatan.
2. Power Silinder
Piston didalam silinder tenaga (power silinder) di tempatkan pada rack, dan rack bergerak karena adanya tekanan minyak yang bebeda yang dihasilkan oleh vane pump bekerja pada power piston. Kebocoran tekanan minyak di cegah oleh seal ring pada piston ada juga oil seal pada kedua sisi silinder untuk mencegah minyak bocor ke bagian luar.
Control valve shaft dihubungkan dengan steering main shaft yang terhubung dengan steering wheel. Jika steering wheel pada posisi lurus maka control valve pada posisi netral sehingga minyak dari vane pump tidak bekerja dikedua ruang tetapi dialirkan kembali ke reservoir tank. Jika steering wheel diputar kesalah satu arah, control valve akan merubah saluran sehingga minyak pada ruangan lainnya dikeluarkan dan mengalir ke reservoir tank.
Pada tipe rack and pinion ada dua macam alat yang mengatur perubahan saluran yaitu: spool valve dan rotary valve. Pada masing-masing jenis terdapat torsion bar antara control valve dan pinion.
Control valve bekerja tergantung pada besarnya puntiran yang diterima torsion bar. Pada saat tidak ada minyak atau tekanan minyak dan torsion bar berputar sampai titik tertentu control shaft stoper akan berlangsung memutar pinion dan menggerakkan rack sama seperti pada kemudi manual momen roda kemudi diteruskan ke pinion melalui control valve shaft
















Ganbar 5. Komponen gear housing dan power silinder
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 63)
3. Tipe Katup Rotary
Control valve (rotary valve) didalam rumah roda gigi (gear housing) menentukan arah aliran minyak dari pompa. Control valve shaft yang menerima momen dari steering wheel dengan pinion gear dihubungkan oleh sebuah pasak dan berputar bersama.
Bila tidak ada tekanan minyak dari vane pump, torsion bar akan terpuntir sepenuhnya. Control valve shaft dengan pinion gear berhubungan pada stopper. Sehingga momen dari control valve diteruskan langsung ke pinion gear.














Gambar 6. Kontruksi rotary valve
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 65)

a. Cara Kerja Pengaturan Minyak
Pembatasan dalam sirkuit hidrolis dilakukan oleh gerakan putar dari control valve shaft dalam kaitan dengan rotary valve. Pada saat membelok kekanan tekanan ditutup pada orifice X dan Y dan pada saat berbelok kekiri pembatasan dilakukan pada orifice X’ dan Y’.
Pada saat roda kemudi diputar, maka control valve berputar memutarkan pinion gear melalui torsion bar, Pada saat control valve terpuntir berlawanan dengan pinion gear sesuai dengan gaya pada permukaan jalan, control valve shaft hanya berputar sebatas puntiran dan gerakan kekiri dan kekanan mengikuti rotari valve. Akibatnya orifice X ,Y (X’ dan Y’) terbentuk dan perbedaan tekanan hidraulis pada ruangan silinder sisi kanan dan kiri.
Dengan cara inilah putaran control valve langsung melakukan perubahan saluran untuk mengatur tekanan minyak. Minyak dari vane pump masuk dari lingkaran luar rotary valve dan minyak kembali ke tangki reservoir melalui celah antara torsion bar control valve shaft.







Gambar 7. Pengaturan sirkuit minyak
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 65)
b. Posisi Netral
Selama control valve shaft tidak berputar, berarti berada dalam posisi netral demikian juga katup rotary juga tak berubah posisi. Posis ini terjadi pada saat jalan lurus tanpa memutar roda kemudi sama sekali.
Minyak yang dailirkan dari pompa kembali ketangki reservoir melalui lubang D pada ruang D. Ruangan di sebelah kiri dan kanan dalam silinder mulai bertekanan tetapi karena pada keduanya tidak ada perbadaan maka tidak terjadi bantuan power silinder.




























Gambar 8. Rotary valve posisi netral
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 66)
c. Posisi Belok kanan
Pada saat berbelok kekanan torsion bar terpuntir dan control valve berputar kekanan. Minyak dari pompa ditahan oleh orifice X dan Y dari control edge untuk menghentikan aliran ke lubang C dan D. Akibatnya minyak dari lubang B mengalir ke sleeve B dan kemudian ke ruangan silinder kanan, menyebabkan rack bergerak ke kiri dengan bantuan power steering. Pada saat yang bersamaan minyak dari ruang silinder kiri kembali ke reservoir melalui sleeve C-lubang C-lubang D-ruang D.
























Gambar 9. posisi belok kanan
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 67)




d. Posisi belok kiri
Sama halnya dengan saat membelok ke kanan, kendaraan membelok ke kiri Torsion bar terpuntir dan control shaft berputar ke kiri. Minyak yang dialirkan dari pompa ditahan pada orifice X’ dan Y’ dan menutup aliran ke lubang C ke sleeve C dan kemudian ke ruangan silinder kiri memberikan bantuan power steering. Pada waktu yang bersamaan, minyak pada silinder kanan mengalir kembali ke tangki reservoir melewati sleeve B-lubang B-ruang D-ruang D.




























Gambar 10. Rotary valve posisi belok kiri
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 68)


4. Vane Pump
a. Bagian utama vane pump
Sistem power steering adalah satu tipe peralatan hidrolik yang membutuhkan tekanan sangat tinggi dan debit yang besar, penghasil tekanannya vane pump. Vane pump termasuk dalam pompa rotary. Vane pump disamping untuk membangkitkan tekanan juga untuk mengatur jumlah aliran fluida yang diperlukan sesuai putaran mesin. Juga ada alat idle up untuk mencegah mesin mati saat setir diputar maksimal. Pada pompa rotary ini dipergunakan vane (sliding blade), sehingga vane pump nama yang dipakai ada pompa
Tipe ini yang digunakan pada power steering. Adapun komponen yang ada dalam vane pump adalah sebagai :
1) Reservoir tank
Tangki resevoir menampung persediaaan minyak power steering. Penempatannya dapat disatukan dengan pump body dan juga terpisah dengan pump body dengan pipa penghubung.
Biasanya tutup tangki reservoir dilengkapi dengan pengukur minyak (level gauge/ deep stick) untuk memeriksa ketinggian permukaan minyak 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.
2) Pump body
Pompa digerakkan oleh puli engkol mesin dengan drive belt, dan mengalirkan yang bertekanan ke gear housing. Pengaliran volume minyak dari pompa adalah sebanding dengan rpm mesin, banyaknya minyak yang dialirkan ke gear housing diatur oleh flow control valve dengan kelebihan minyak dialirkan ke sisi hisap (suction side).
3) Flow control valve
Katup pengaturan aliran (flow control valve) mengatur volume aliran minyak dari pompa ke gear housing dan menjaga agar volume tetap pada rpm pompa yang berubah-ubah sesuai dengan kondisi pengendaraan. 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 steering untuk memperoleh gaya pengemudian yang sesuai dengan yang diperlukan, walaupun kendaraan berjalan dengan kecepatan tinggi.
Pompa mempunyai relief valve yang dipasang didalam 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)






Gambar 11. Vane pump
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 56)
4) Peralatan Idle Up
Pompa mengahasilkan tekanan minyak maksimum pada saat roda kemudi diputar sepenuhnya ke kiri dan ke kanan. Pada saat ini pompa memperoleh beban maksimum yang akan menurunkan rpm idle up mesin. Untuk mengatasi masalah ini, sistem power steering dilengkapi dengan peralatan idle up yang akan bekerja untuk menaikkan rpm mesin. Pada saat pompa memperoleh beban maksimum, fungsi peralatan idle up untuk menaikkan rpm idle mesin, bila tekanan minyak pada pompa bekerja pada air control valve yang dipasang pada vane pump body untuk mengatur aliran udara.
a) Mesin EFI
Pada mesin dengan EFI bila torak pada air control valve didorong oleh tekanan minyak, maka katup udara membuka dan volume uadar yang di bypass throttle valve bertambah dan menaikan rpm mesin.
Jadi pada mesin dengan EFI alat idle up fungsinya menambah pasokan udara ke intake manifold, sehingga udara masuk banyak menyemprot bensin akan banyak.
b) Mesin karburator
Pada mesin yang dilengkapi dengan karburator, bila torak dari control valve terdorong oleh tekanan minyak, maka air valve membuka dan kevakuman pada diafragma akan berubah, untuk mengatur sudut pembukaan throttle valve.
Idle up pada mesin dengan karburator menyalurkan kevakuman dari intake manifold ke diafragma yang akan meningkatkan pembukaan sudut throttel valve.







Idle up pada mesin EFI Idle up pada mesin karburator
Gambar 12. Peralatan idle up
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 58)
b. Cara kerja
1) Vane Pump
Rotor berputar didalam cam ring yang diikatkan pada rumah roda gigi (gear housing). Rotor terdapat slot, didalam slot dipasangkan vane plate. Bagian luar rotor berbentuk lingkaran tetapi permukaan bagian dalam cam ring. Vane plate menyekat celah membentuk ruang minyak.
Vane plate terdorong 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 di cegah.
Pada saat rotor berputar kapasitas ruang minyak akan membesar dan mengecil untuk melakukan pemompan, saat hisap ruang minyak memperbesar sehinggga minyak dar reservoir mengalir ke ruang minyak melalui saluran hisap.
Volume ruang minyak akan mengecil pada sisi keluar (discharge side), bila mencapai nol maka minyak tadi terhisap masuk ke ruangan melalui saluran hisap keluar melalui saluran keluar. Untuk setiap putaran terjadi dua kali penghisapan dan pengeluaran minyak .













Gambar 13. Mekanisme kerja vane pump
(Sumber. Toyota Astra Motor 1996: 59)


2) Flow Contol Valve dan Control Spool
Volume pengeluaran minyak dari vane pump akan bertambah sebanding denagn kenaikan rpm mesin. Besarnya gaya steering assist 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 berubah-ubah sesuai dengan perubahan rpm, ini mengakibatkan kerugian dalam aspek stabillitas pengemudian.
Oleh karena itu, volume aliran minyak dari pompa perlu dipertahankan konstan meskipun putaran pompa 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 di berikan power assist yang kecil selama kecepatan agar diperoleh pengendalian yang nyaman.
Volume aliran minyak dari pompa ke gear housing dikurangi selama pengendaraan pada kecepatan tinggi, sehingga tidak ada power assist pada sistem power steering.
Volume 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 in control spool.






Gambar 14. Flow control valve dan karasteristiknya
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 60)

a) Cara kerja selama kecepatan rendah (kecepatan pompa: 650-1250 rpm)
Tekanan keluar pompa P1 dialirkan kesebelah kanan flow control valve, dan P2 dialirkan kesebelah kiri setelah melewati orifice 1 dan 2. Perbedaan tekanan anatara P1 dan P2 akan semakin besar bila kecepatan rpm mesin ditambah. Bila perbedaan tekanan P1 dan P2 mampu mengalahkan tegangan pegas A pada flow control valve, maka flow control valve akan begerak kekiri. Ini akan membuka saluran pada sisi hisap pompa. Sehingga minyak akan kembali ke sisi hisap pompa. Saat ini volume aliran minyak ke gear housing diatur 6,61/menit.






Gambar 15. Cara kerja flow control valve saat kecepatan rendah
(Sumber. Toyota Astra motor, 1996: 61)

b) Selama kecepatan sedang (kecepatan pompa: 1250-2500 rpm)
tekanan pengeluaran pompa P1 dialirkan kesebelah kiri control spool, bila pompa berputar diatas 1250 rpm, maka tekana P1 mengalahkan tegangan pegas B dan mendorong control spool ke kanan sehingga volume minyak yang melalui orifice 2 akan berkurang dan menyebabkan penurunan tekanan P2 akibatnya perbedaan tekanan P1 dengan P2 akan bertambah. Flow control valve bergerak ke kiri sehingga minyak kembali ke sisi hisap pompa dan menurunkan volume alira minyak yang ke gear housing. Bila control spool bergerak ke kanan ujung spool bergerak ke arah orifice 2 menurunkan volume minyak yang mengalir melalui lubang tersebut.









Gambar 16. Cara kerja flow control valve selama kecepatan sedang
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 61)

c) Selama Kecepatan tinggi (kecepatan pompa: diatas 2500 rpm)
Bila kecepatan pompa melebihi 2500 rpm, maka control spool terdorong sepenuhnya ke kanan menutup rapat orifice no.2 pada saat in tekanan P2 tentukan oleh banyaknya minyak yang dialirkan melaui orifice no.1. Volume aliran minyak ke gear housng diatur 3,31/menit.






Gambar 17. Cara kerja flow control valve saat kecepatan tinggi
(Sumber. Toyota Astra Motor, 1996: 62)

d) Relief valve
katup pembebasan (relief valve) ditempatkan pada flow control valve. Bila tekanan P2 melebihi 80 kg/cm2 (bila roda kemudi diputar sepenuhnya) maka relief valve akan terbuka dan menurunkan tekanan pada saat tekanan P2 turun control valve terdorong ke kiri dan mengatur tekanan maksimum.






Gambar 18. relief valve
Sumber. TAM (1996: 63)


C. Dasar Hidrolik
1. Fluida yang digunakan
Dalam sistem power steering menggunakan fluida automatic transmition fluids (ATF). Minyak ini digunakan untuk mengubah momen puntir untuk kendaraan bermotor. ATF digunakan dalam sistem power steering karena mempunyai fungsi untuk mengalihkan gaya, maka power steering menggunakan minyaik yang sama dengan transmisi otomatis.
Persyaratan untuk minyak ATF adalah cukup tinggi karena harus :
a. Kekentalan yang sesuai.
b. Stabil terhadap panas dan oksidas.
c. Tidak berbusa maka minyak power steering ditambah bahan anti foaming agent.
d. Untuk membedakan antara ATF dan minyak lain ATF diberi warna merah.
e. Sifat mengali yang baik oleh sebab itu memerlukan minyak dasar yang sangat encer.
Minyak power steering harus mampu memelihara sifat hidrolik dengan baik karena juga berfungsi sebagai pelumas untuk power steering dan pompa. Minyak power steering yang digunakan sesuai spesifikasi adalah Dextron atau Dextron II. Pada proyek akhir sistem power steering ini menggunakan ATF dengan merek Union 76 yang diproduksi oleh Unocal Oil Coorperation California USA.

D. Kontruksi Sistem Kemudi Power Steering








Gambar 19. Sistem Kemudi Power Steering tipe rack and pinion
(Sumber : Alat peraga proyek akhir)

Keterangan :
1. Steering Wheel
2. Motor listrik
3. Vane Pump
4. Power steering
5. Steering Main Shaft
6. Rack and

1. Bagian-bagian dari kontruksi sistem power steering
a. Sistem power steering yang dipakai pada Tugas Akhir ini tipe rack and pinion sebab yang paling banyak digunakan dikendaraan dan bentuknya simpel dan kompak.







Gambar 20. Sistem Kemudi Power Steering
( Sumber : Alat peraga proyek akhir)



b. Power silinder
Power silinder adalah tempat piston bekerja dan ditempatkan satu poros dengan rack, rack bergerak karena ada tekanan minyak yang dihasilkan oleh tekanan vane pump yang bekerja pada power piston. Kebocoran minyak dicegah oleh oil seal pada kedua sisi silinder dan pada bagian ujung power silinder juga dicegah oil seal untuk mencegah kebocoran








Gambar 21. Power Silinder
( Sumber : Alat peraga proyek akhir)

c.Tie rod
tie rod adalah batang yang dipasangkan pada rack and untuk menghubungkan steering gear ke roda. Tie rod dapat distel untuk mengatur jarak antara joint.





Gambar 22. Tie Rod
( Sumber : Alat peraga proyek akhir)

d. Steering rack
steering rack berfungsi meneruskan putaran dari steering pinion untuk menggerakkan power silinder, ujung rack dan ujung tie rod ke kiri dan ke kanan.






Gambar 23. Steering Rack
( Sumber : Alat peraga proyek akhir)

e. Katup pengatur minyak (Control valve).
Arah aliran minyak dari pompa ditentukan oleh control valve (rotary vave) yang ada di dalam rumah gigi (gear housing). Control valve shaft yang diterima momen dari steering wheel dengan pinion gear dihubungkan oleh sebuah pasak dan berputar bersama-sama dengan torsion bar.








Gambar 29. Control Valve
( Sumber : Alat peraga proyek akhir)


f. Vane pump
vane pump berfungsi untuk mengatur jumlah aliran fluida yang diperlukan sesuai dengan putaran mesin. Pada vane pump juga terdapat reservoir tank yang berfungsi untuk menampung persediaan minyak power steering.






Gambar 25. Vane Pump
( Sumber : Alat peraga proyek akhir)

E. Perhitungan sistem power steering
1). Pompa
Setelah mengetahui cara kerja dari vane pump dan mekanisme pengontrol aliran maka kita dapat hitung dulu debit aliran yang dikeluarkan oleh pompa seluruhnya.
Data-data pompa: Dc = 33 mm
Dr = 30 mm
Lr = 14 mm
N = 700 Rpm (dari perbandingan puli)
= 0,7 (Thomas krist, 1994 : 136)
Besarnya 0,7 -, 75 diambil 0,7


Q = 11,681/ menit
Debit yang dikeluarkan pompa sebenarnya adalah 11,68 1/menit kemudian aliran diatur oleh flow control valve, sehingga aliran yang keluar saat idle atau debit maksimum sebesar 6,6 1/menit.
2). Power silinder
Power silinder merupakan mekanisme penambah utama yang membantu tenaga pengemudi yang dapat dihitung sebagai berikut:

Ukuran dari power silinder : Diameter silinder (Dz) = 0,042
Diameter torak (Dst) = 0,034
Luas silinder (Az) =
=
= 0,00138m2
Luas batang torak (Ast) =
=
= 0,00091m2
Luas silinder efektif (Ar) = Az - Ast
= 0,00047 m2
Gaya torak dihitung dengan rumus yaitu:
F = A. P P = 5883 kPa (Toyota, 1994: Kem-48)
F = 0,0047 . 5883 kPa
F = 2765 N
Proyek akhir ini menggunakan power steering ekas yang diasumsikan memiliki spesifikasi sama dengan yang digunakan pada Toyota Corolla AE 101.

F. Penggerak sistem power steering
Penggerak proyek akhir sistem power steering ini menggunakan motor listrik denga perantara tranmisi sabuk V, dan puli. Dalam merencanakan kita perlu menghitung dari setiap komponen yaitu motor listrik, puli, dan sabuk V.
1). Motor listrik
pada motor penggerak (Ne) putaran, motornya biasanya cepat dan tinggi, dan hemat listrik maka dipilih motor listrik denagn spesifikasi sebagai berikut :
a). Daya motor = ½ pk 1pk = 0,735 kw
= 0,50 x 0,735 kw = 367,5 kw
b). Puataran motor (N1) = 1400 rpm
c). Faktor koreksi (Fc)
Karena daya yang akan ditransmisikan adalah daya normal, maka harga Fc disini diambil Fc = 1,5. sedangkan dalam tbel harga Fc besarnya adalah 1-1,5 (Sularso, 191:7)


d). Daya rencana (Pd)
Daya rncana Pd = Fc . P
= 1,5 .367,5
= 551,25 watt
e). Putaran pompa
Putaran pompa dengan penggerak motor listrik perlu dihitung putaran rotor pompa dengan perbandingan puli yang digunakan. Adapun perhitungannya sebagi berikut :
Telah diketahui dari atas : n1 =1400 rpm
D1 = 69 mm
D1 = 138 mm
Untuk menghubungkan antara puli I dengan puli II menggunakan transmisi sabuk V. Perhitungan kecepatan putaran rotor pompa yakni.
D1.n1 = d2 n2
n2 =

n2 =
n2 = 700 rpm

Jadi putaran rotor pompa adalah 700 rpm. Sedangkan angka transmisi adalah (i) didapat dari:


2). Sabuk (V belt)
Sabuk yang dipilih adalah sabuk berpenampang tranpesium atau lebih dikenal dengan type V. dibanding dengan sabuk model lain, sabuk ini mempunyai kelebihan yaitu penanganan mudah, murah harganya, dan mudah didapatkan dipasaran. Sesuaidaya rencana dan kecepatan putaran motor penggerak, maka dipilih sabuk tipe V dengan ukuran A yang mempuyai penampang sebagai berikut:





Gambar 25. Penampang Sabuk V
Perhitungan keliling ditentukan oleh besarnya diameter puli dan jarak sumbu poros, besarnya 1,5-2 kali diameter puli yang besar (Sularso, 1991: 166).
Jika diambil jarak sumbu poros (C) adalah 2 maka
C = 2 x D2
= 2 x 138
= 276 mm
Panjang keliling sabuk (l) adalah (Sularso, 1991: 170)


L = 552 + 324,99 + 0,0625
L = 877, 1 mm
Panjang keliling sabuk (l) adalah (Sularso, 1991: 170)
b = 2 . L – 3,14 (d2 – d1)
= 2. 877,1 - 3,14 (138 - 69)
= 1537,5 mm


C = 382,82 mm
Jadi jarak sumbu poros kedua puli adalah 383 mm
Kecepatan linier sabuk (V) (Sularso, 1991 : 161)


= 5,055
Kecepatan linier sabuk maksimum 30 m/dt (Sularso, 1991 : 176) sehingga dengan v+ 5,1 m/dt cukup aman.

F. PROSES PEMBUATAN ALAT PERAGA
Setelah mengetahui cara kerja dari sistem power steering, sistem kemudi dan front wheel steering,maka kita dapat cara kerja dari steering wheel sampai roda. Steering wheel diputar kemudian diteruskan oleh steering main shaft ke steering gear, steering gear memperbesar gaya putar yang disalurkan ke steering linkage ke roda depan.
Sistem kemudi bertujuan mempermudah pengemudian mengedalikan arahnya jalannya kendaraan dengan memutar roda depan. Sistem kemudi bekerja bersama-sama dengan sistem suspensi umtuk memperoleh kemudahan dan kenyamanan dalam berbagai macam tingkat kecepatan.
Dalam pembuatan model sistem kemudi power steering ini lebih menonjolkan dalam perekayasaan aplikasi pemasangan dari komponen mobil Toyota untuk dipasangkan secara khusus, agar didapat media praktek yang representatif tentang mekanisme power steering tipe rack and pinion
Setelah mengumpulkan bahan, alat peraga dibuat dengan menggunakan media yang telah tersedia. Penyediaan alat dan bahan harus di lakukan agar dalam proses pembuatan alat peraga tidak mengalami hambatan dalam masalah peralatan dan bahan.
1. Bahan dan Alat
a. Alat yang digunakan
Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan adalah sebagai
berikut :
Tabel 1. Peralatan yang digunakan
No Nama alat Jumlah
1
2
3
4
5
6
7
8
9 Mesin las listrik 220 V 250 A
Mesin bor listrik
Mesin bor tangan
Mesin milling dan kunci 1 set
Mesin gerinda tangan
Gergaji mesin
Gergaji tangan
Kuas cat
Kikir 1
1
1
1
1
1
1
1
1



b. Bahan yang digunakan
bahan-bahanyang digunakan dlam membuat proyek akhir power steering ini adalah sebagai berikut :
Tabel 2. Bahan yang digunakan
No Nama bahan Jumlah
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Elektrode
Plat siku 4 cm
Plat siku 2,5 cm
Pipa  2 inchi
Plat strip 4 cm
Kabel listrik
Mur baut
Minyak ATF
Cat
Tiner
Dempul kayu
Batu gerinda 8 buah
2 buah
1 buah
½ m
1 buah
3 m
25 buah
1 litre
1 kg
1 litre
½ kg
1 buah

c. Suku cadang yang digunakan
Suku cadang kendaraan dan komponen pendukung yang digunakan untuk pembuatan sistem kemudi power steering tipe rack and pinion.


Tabel 3. Suku cadang yang digunakan
No Nama Komponen Jumlah
1
2
3
4
5 Steering wheel
Steeering yoke
Power steering
Motor listrik
Vane belt 1
1
1
1
1

d. Perakitan
Untuk perakitan sistem kemudi ini harus berurutan dan memperhitungkan konstruksinya dalam kontruksi umum power steering, sehingga diperhatikan dengan betul.
Tabel 3. Langkah pembuatan
No Langkah pmbuatan
1

2
3
4
5

6
7
8. Membuat meja sebagai tempat untuk stand power steering tipe rack and pinion.
Membuat dudukan power silinder, kemudian dipasang dengan baut
Membuat dudukan vane pump.
Memasang motor listrik sejajar dengan vane pump
Memasang steering yoke dan column untuk menentukan posisi sistem kemudi
Setelah dirakit kemudian dilakukan pengecatan untuk mencegah korosi.
Pasang kedua pegas pemberat kemudi di ujung tie rod.
Rangkaikan instalasi listrik ke tegangan listrik 220V

2 komentar:

  1. gan ane masih bingung ma cra ngitung Q nya!bsa djelasin lg lbih rinci ga?
    drumusnya kan ada efisiensi volumetric gt, nah wat nyari tu gmna cranya gan??
    tlong jlasin lg yah gan, cz ane btuh wat bhan TA ane!makasi sblumnya yah!

    BalasHapus
  2. gan ko gambarnya g ada ya? izin sedot ya. untuk tugas kuliah

    BalasHapus