Jenis - Jenis Sistem Kemudi Pada Kendaraan Dan Cara Kerjanya

Jenis - Jenis Sistem Kemudi Pada Kendaraan Dan Cara Kerjanya - Jika fungsi sistem kemudi pada kendaraan & cara kerjanya sudah dijelaskan sebelumnya, maka kali ini akan dijelaskan mengenai jenis - jenis sistem kemudi pada kendaraan dan cara kerjanya.

Berikut Jenis - Jenis Sistem Kemudi Pada Kendaraan Dan Cara Kerjanya

Sistem kemudi pada kendaraan dapat dibedakan menjadi dua kategori utama, yaitu :

• Sistem kemudi manual (manual steering)

• Sistem kemudi daya (power steering)

Sistem Kemudi Manual (Manual Steering)

Sistem kemudi secara manual ini jarang dipakai terutama pada mobil-mobil modern. Pada sistem ini dibutuhkan adanya tenaga yang besar untuk mengemudikannya.

Tenaga yang dibutuhkan membelokkan roda dari tenaga dari putaran setir (roda kemudi) yang diputar oleh pengemudi. Akibatnya pengemudi akan cepat lelah ketika mengendarai mobil terutama pada jarak jauh. 

Sistem kemudi manual dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1. Sistem kemudi manual tipe recirculating ball

Sistem kemudi manual tipe recirculating ball ini memiliki gaya pengemudian lebih ringan karena bisa mereduksi putaran kemudi secara maksimal. Hanya saja, pengemudi perlu memutar roda kemudi hingga 4 kali untuk membuat roda berbelok mentok.

Selain menghasilkan pergerakan roda kemudi yang lebih halus dan linear, mekanisme pada sistem kemudi recirculating ball juga memberikan keunggulan mekanikal berupa kemampuan �leverage� sehingga dapat memaksimalkan tenaga putar tangan pengemudi menjadi tenaga putar yang lebih besar atau lebih kuat untuk menggerakkan roda depan.

Kontruksi Sistem Kemudi Manual Tipe Recirculating Ball

Keuntungan :

• Komponen gigi kemudi relative besar, bisa digunakan untuk mobil ukuran sedang, mobil besar dan kendaraan komersial.

• Keausan relative kecil dan pemutaran roda kemudi relative ringan.

Kerugian :

• Dibutuhkan tenaga yang besar untuk menggerakkan roda kemudi.

• Pengemudi lebih cepat lelah.

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

• Biaya perbaikan lebih mahal.

Cara kerja sistem kemudi manual tipe recirculating ball

Saat pengemudi memutar roda kemudi (stir), 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).

Lengan-lengan penghubung (linkage), batang penghubung (relay rod), tie rod, lengan idler (idler arm) dan lengan nakel arm dihubungkan dengan ujung pitman arm. 

Mereka memindahkan gaya putar dari kemudi ke roda-roda depan dengan memutar ball joint pada lengan bawah (lower arm) dan bantalan atas untuk peredam kejut. Jenis ini biasanya digunakan pada mobil penumpang atau komersial.

2. Sistem kemudi manual tipe rack and pinion

Rack and pinion adalah satu jenis sistem kemudi terlama, yang mulai muncul di era tahun 1980-an di Indonesia dan salah satu pelopornya adalah Toyota Corolla KE70 (Corolla DX).

Tetapi rack and pinion tersebut kurang tepat untuk digunakan pada jenis kendaraan yang ukuran besar seperti truk atau bus, karena bentuk roda giginya yang kecil dan lightweight. Meskipun, sejumlah SUV besar sudah banyak yang menerapkan sistem kemudi rack and pinion steering, seperti Toyota Land Cruiser.

Kontruksi Sistem Kemudi Manual Tipe Rack & Pinion

Keuntungan :

• Konstruksi ringan dan sederhana

• Persinggungan antara gigi pinion dan rack secara langsung

• Pemindahan momen relatif lebih baik, sehingga lebih ringan

Kerugian :

• Bentuk roda gigi kecil, hanya cocok digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil atau sedang

• Lebih cepat aus

• Bentuk gigi rack lurus, dapat menyebabkan cepatnya keausan

Cara kerja sistem kemudi manual tipe rack and pinion

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.

Sistem Kemudi Daya (Power Steering)

Munculnya sistem kemudi daya ini didasari oleh kekurangan yang didapat pada sistem kemudi manual dimana rendahnya kemampuan di dalam pengemudian terutama pada perjalanan yang jauh, dan pada kecepatan rendah sehingga membuat pengemudi cepat lelah. 

Disamping itu kekakuan pada kemudi manual turut mempengaruhi pengembangan sistem kemudi kendaraan. Pengembangan sistem kemudi saat ini sudah menjangkau pada sistem pengontrolan secara otomatis. Penggunaan power steering memberikan keuntungan seperti:

• Mengurangi daya pengemudian (steering effort)

• Kestabilan yang tinggi selama pengemudian.

Sistem kemudi daya (power steering) dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1. Hydraulic power steering (HPS)

Sistem kemudi daya hidrolik (Hydraulic Power Steering ini memiliki sebuah booster hidraulis dibagian tengah mekanisme kemudi agar kemudi menjadi lebih ringan. Dalam keadaan normal beratnya putaran roda kemudi adalah 2-4 kg.

Sistem power steering direncanakan untuk mengurangi usaha pengemudian bila kendaraan bergerak pada putaran rendah dan menyesuaikan pada tingkat tertentu bila kendaraan bergerak, mulai kecepatan medium sampai kecepatan tinggi.

Hydraulic power steering ada 2 tipe, yaitu :

a. Hydrolic power steering tipe integral

Hydrolic power steering tipe integral dapat ditemukan pada kendaraan berbobot besar seperti bus dan truk. Ciri khas steering tipe ini, terletak pada mekanisme penggerak kemudinya. Sistem ini tidak menggunakan rack steer melainkan menggunakan gear box.

Dengan memggunakan gear box, maka putaran roda kemudi akan mengalami pengubahan momentum, oleh sebab itu untuk membelokan bus, supir bus bisa memutar roda kemudi hingga beberapa kali putaran. Dinamakan integral karena mekanisme penambahan tenaga terjadi secara langsung didalam gear box.

Hydrolic Power Steeeing Tipe Integral

b. Hydrolic power steering tipe rack and pinion

Pada tipe HPS ini menggunakan rack gear dan pinion gear. Rack steer merupakan batang memanjang yang memiliki roda bergerigi, sementara pinion gear adalah roda gigi yang berkaitan dengan rack gear. Pinion ini tersambung dengan roda kemudi, sehingga putaran roda kemudi sama dengan putaran pinion gear.

Sementara mekanisme penambahan tenaga, terletak terpisah (tidak didalam perkaitan antara rack gear dan pinion gear). Tepatnya ada pada sisi samping dari rack gear yang memiliki piston untuk menangkap energi tekan dari fluida.

Hydrolic Power Steeeing Tipe Rack and Pinion

2. Electric power steering (EPS)

Tujuan dari pengembangan EPS adalah meningkatkan efisiensi kerja kendaraan dengan melakukan perubahan proses kerja power steering.

Perubahan ini mengalihkan sistem hidrolik ke elektrik. Power steering yang proses kerjanya dibantu arus listrik ini dapat mereduksi pemakaian energi kendaraan yang tidak perlu. 

Kontruksi Electric Power Steering

Umumnya sistem Electric Power Steering (EPS) menggunakan beberapa perangkat elektronik yang sama, seperti :

• Control Module: Sebagai komputer untuk mengatur kerja EPS.

• Motor elektrik: Bertugas langsung membantu meringankan perputaran setir.

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

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

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

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

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

Cara kerja electric power steering (EPS)

a. Saat kunci ON mesin mati

Control Module memperoleh arus listrik untuk kondisi stand-by. Seketika itu pula, indikator EPS pada panel instrumen menyala.

b. Saat mesin hidup

Noise Suppressor segera menginformasikan pada Control Module untuk mengaktifkan motor listrik dan clutch pun langsung menghubungkan motor dengan batang setir.

Torque Sensor Salah satu sensor yang terletak pada steering rack bertugas memberi informasi pada Control Module ketika setir mulai diputar, dan mengirimkan informasi tentang sejauh apa setir diputar dan seberapa cepat putarannya.

Dengan dua informasi itu, 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 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 ia juga menonaktifkan motor elektrik dan clutch akan melepas hubungan motor dengan batang setir. 

Tetapi 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.