DAFTAR ISI
Kata
Pengantar
Daftar
Isi
A.
Fungsi Sistem Kemudi ………………………………………. 3
B.
Syarat – Syarat Sistem Kemudi ……………………………… 3
C.
Tipe Kemudi pada mobil……………………………………... 4
1. Recirculating
Ball ………………………………………..4
2. Rack and pinion.………………………………………….5
D.
Komponen Sistem Kemudi ……………………………………5
1. Steering Column………………………………………….5
2. Steering Gear……………………………………………..7
3. Steering
Linkage………………………………………….9
4. Power
Steering……………………………………………9
E.
Roda Kemudi …………………………………………………14
Kata Pengantar
Atas berkat rahmat Allah SWT, yang telah memberikan
rahmat dan hidayahnya berupa iman dan ilmu. Kami selaku pelajar yang masih
memiliki banyak kekurangan telah menyelesaikan Tugas Kliping kami ini. Sehingga
menciptakan motivasi bagi kami untuk membuat dan mengembangkan Kliping Kecil
kami ini.
Isi daripada Kliping yang saya buat ini mengenai
Sistem Kemudi dan seluk beluknya yang materi didalamnya saya ambil dari
internet dan buku yang relevan. Kliping kami ini Diharapkan nantinya dapat
digunakan sebagai panduan kegiatan belajar untuk membentuk salah satu
kompetensi yang diinginkan.
Penyusun menyadari banyak kekurangan dalam
penyusunan modul ini, sehingga saran dan masukan yang konstruktif sangat
penyusun harapkan. Semoga modul ini banyak memberikan manfaat.
Penyusun,
SISTEM KEMUDI
Ø FUNGSI SISTEM KEMUDI
Fungsi sistem
kemudi adalah untuk mengatur arah kendaraan dengan cara membelokkan roda
depan. Cara kerjanya bila steering wheel (roda kemudi) diputar,
steering coulomn (batang kemudi) akan
meneruskan tenaga putarnya ke steering gear (roda gigi kemudi).
Steering gear memperbesar tenaga putar ini sehingga dihasilkan
momen puntir yang lebih besar
untuk diteruskan ke steering lingkage.
Steering lingkage akan meneruskan gerakan steering gear ke roda-roda
depan. Jenis sistem kemudi
pada kendaraan menengah sampai besar yang banyak digunakan adalah model
recirculating ball dan pada
kendaraan ringan yang banyak digunakan adalah model rack dan pinion.
Ø SYARAT – SYARAT SISTEM KEMUDI
Agar sistem kemudi sesuai dengan fungsinya maka harus memenuhi
persyaratan seperti berikut :
a) Kelincahannya baik.
b) Usaha pengemudian yang baik.
c) Recovery ( pengembalian ) yang halus.
d) Pemindahan kejutan
dari permukaan jalan harus seminimal mungkin.
FUNGSI
SISTEM KEMUDI
Sistem kemudi berfungsi
mengatur arah kendaraan dengan cara,membelokkan roda depan. Bila roda kemudi
diputar, kolom kemudi meneruskan putaran ke roda gigi kemudi. Roda gigi atau
sering disebut steering gear kemudi ini memperbesar momen putar, sehingga
menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk menggerakkan roda depan
melalui sambungan-
sambungan kemudi (steering linkage).
TIPE
KEMUDI PADA KENDARAAN :,
1. Recirculating
Ball
Cara kerjanya : 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 ( pitman arm ).
Gambar.2.
Konstruksi Sistem Kemudi Jenis Recirculating Ball
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.
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 :
Konstruksi
rumit karena hubungan antara gigi sector dan gigi pinion tidak langsung
Biaya perbaikan lebih mahal
2.
Rack and Pinion
Cara kerja :Pada waktu roda kemudi diputar, pinion pun ikut berputar.
Gerakan iniakan 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.
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
Ø KOMPONEN
SITEM KEMUDI
KOLOM
KEMUDI (STEERING COLUMN)
Steering column atau batang kemudi merupakan tempat poros utama.
Steering column terdiri dari main shaft yang meneruskan putaran roda kemudi ke
steering gear, dan column tube yang mengikat main shaft ke body. Ujung atas
dari main shaft dibuat meruncing dan bergerigi, dan roda kemudi diikatkan
ditempat tersebut dengan sebuah mur. Steering column juga merupakan mekanisme
penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan. Kolom kemudi terdiri atas main
shaft yang meneruskan putaran roda kemudi ke roda gigi kemudi, dan kolom kemudi
yang mengikat main shaft ke bodi. Ujung atas dari main shaft dibuat meruncing
dan bergigi. Fungsinya adalah untuk menyalurkan putaran steering wheel /
roda kemudi kie steerimg gear melalui shaftnya.Di ujung inilah roda kemudi
diikat dengan sebuah mur.
Gb.
Konstruksi Steering Column
Steering column juga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap
gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan.
Ø DUA TIPE STEERING COLUMN
a. Model Collapsible
Model ini mempunyai
keuntungan : Apabila kendaraan berbenturan / bertabrakan dan
steering gear box mendapat tekanan yang kuat, maka main shaft column
atau bracket akan
runtuh sehingga pengemudi terhindar dari bahaya. Kerugiannya adalah :
Main shaft nya kurang kuat, sehingga hanya digunakan pada mobil penumpang atau
mobil ukuran kecil. Konstruksinya lebih rumit
b. Model Non collapsible
Model ini
mempunyai keuntungan : Main shaftnya lebih kuat sehingga banyak digunakan
pada mobil-mobil besar atau mobil-mobil kecil,
Konstruksinya sederhana Kerugiannya adalah Apabila berbenturan dengan keras,
kemudinya tidak dapat menyerap goncangan sehingga keselamatan pengemudi relatif
kecil.
STEERING
GEAR
Steering Gear berfungsi untuk
mengarahkan roda depan dan dalam waktu yang bersamaan
juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk
meningkatkan momen agar kemudi menjadi ringan.
Steering gear ada beberapa type dan
yang banyak di gunakan adalah type recirculating ball
dan rack and pinion.Berat ringannya kemudi
ditentukan oleh besar kecilnya perbandingan steering gear dan umumnya
berkisar antara 18 sampai 20:1. Perbandingan steering gear yang semakin besar
akanmenyebabkan kemudi semakin ringan akan tetapi jumlah putarannya semakin
banyak, untuk sudut belok yang sama.Selain untuk mengarahkan roda depan,
steering Gear juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar
kemudi menjadi ringan. Untuk itu diperlukan perbandingan reduksi yang disebut
perbandingan Steering Gear, Perbandingan yang semakin besar akan
menyebabkan kemudi menjadi semakin ringan, tetapi jumlah putarannya akan bertambah
banyak, untuk sudut belok yang sama. Ada beberapa tipe steering gear, tetapi
yang banyak digunakan dewasa ini adalah
Gb. Steering gear tipe recirculating ball Gb. Steering Gear tipe rack and
pinion
Janis recirculating ball
digunakan pada mobil penumpang ukuran sedang sampai besar dan mobil
komercial sedangkan jenis rack dan pinion digunakan pada mobil penumpang
ukuran kecil sampai sedang.sambunbungan-sambungan kemudi (steering linkage)
Walaupun mobil bergerak naik-turun,
gerakan roda kemudi harus dapat diteruskan ke roda·roda dengan sangat tepat
(akurat) setiap saat, untuk ilu diperlukan sambungan-sambungan kemudi (steering
linkage. Babarapa model sambungan·sambungan kemudi suspensi rigid
Tipe yang pertama, digunakan pada mobil penumpang ukuran sedang sampai
besar dan mobil komersial. Sedangkan
tipe kedua, digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil sampai sedang.
Ada beberapa
bentuk steering gear box, diantaranya :
1. Model Worm Dan Sector Roller
Worm gear
berkaitan dengan sector roller di
bagian
tengahnya. Gesekannya dapat mengubah
sentuhan
antara gigi dengan gigi menjadi sentuhan
menggelinding.
2. Model Worm Dan Sector
Pada model
ini worm dan sector berkaitan
Langsung
3. Model Screw Pin
Pada model
ini pin yang berbentuk tirus bergerak
sepanjang
worm gear
4. Model
Screw Dan Nut
Model ini di bagian bawah main shaft terdapat ulir dan
sebuah nut
terpasang padanya. Pada nut terdapat
bagian yang
menonjol dan dipasang kan tuas yang
terpasang
pada rumahnya.
5. Model Recirculating Ball
Pada model
ini, peluru-peluru terdapat dalam lubanglubang
nut untuk
membentuk hubungan yang
menggelinding
antara nut dan worm gear.Mempunyai
sifat tahan
aus dan tahan goncangan yang baik
6. Model Rack And Pinion
Gerakan putar
pinion diubah langsung oleh rack
menjadi
gerakan mendatar. Model rack and pinion
mempunyai
konstruksi sederhana, sudut belok yang
tajam dan
ringan, tetapi goncangan yang diterima dari
permukaan
jalan mudah diteruskan ke roda depan.
STEERING LINKAGE
Steering
linkage terdiri dari rod dan arm yang meneruskan tenaga gerak dari steering
gear ke roda depan. Walaupun mobil bergerak naik dan turun, gerakan roda kemudi
harus diteruskan ke rodaroda depan dengan sangat tepat setiap saat. Ada
beberapa tipe steering linkage dan konstruksi joint yang dirancang untuk tujuan
tersebut. Bentuk yang tepat sangat mempengaruhi kestabilanpengendaraan.
1. Steering linkage untuk suspensi rigid
Gambar
9. Steering linkage suspensi rigid
2. Steering linkage untuk suspensi independent
Gambar 10. Steering Lingkage Tipe
Rack And Pinion
SISTEM KEMUDI DAYA ( POWER STEERING)
Lahirnya 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.
Pada umumnya sistem kemudi daya dibagi atas 2 tipe, yaitu :
1) Hydraulic Powersteering (HPS)
Sistem
kemudi 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. Penggunaan power steering
memberikan keuntungan seperti :
a). Mengurangi daya pengemudian ( steering effort )
b). Kestabilan yang tinggi selama pengemudian
A. Cara Kerja Power Steering :
a. Posisi netral
Minyak dari pompa dialirkan ke katup
pengontrol ( control valve ). Bila katuppengontrol berada pada posisi
netral,
semua minyak akan mengalir melalui
katup pengontrol ke saluran pembebas
( relief port )dan kembali ke pompa.
Pada saat ini tidak terbentuk tekanan
dan arena tekanan kedua sisi sama,
torak tidak bergerak.
b. Pada saat membelok
Pada saat poros utama kemudi
(steeringmain shaft) diputar ke salah
satu arah, 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 ke sisi yang bertekanan
rendah sehingga minyak yang berada
dalam ruangan tersebut akan
dikembalikan ke pompa melalui katup
pengontrol.
B. KOMPONEN – KOMPONEN POWERSTEERING
1) Vane Pump
Vane pump adalah bagian utama dari system power
steering berfungsi menghasilkan tekanan tinggi dan debit yang besar. Vane
pump juga berfungsi untuk mengatur jumlah aliran fluida yang diperlukan
sesuai dengan putaran mesin.
Adapun komponen yang ada dalam vane pump adalah
:
a. Reservoir Tank. berfungsi untuk tampungan
fluida power steering.
b. Pump Body, adalah rumah dari rotor blade dan pompa
digerakan oleh puli poros engkol
mesin dengan drive blet, dan mengalirkan tekanan fluida ke gear
housing
c. Flow Control Valve, mengatur volume
aliran minyak dari pompa ke gear housing dan menjaga agar volumenya
tetap pada rpm pompa yang berubahubah.
Flow Control
Valve, Vane
Pump
Tipe Hydraulic Power Steering
Ada
beberapa tipe power steering, tetapi masing-masing mempunyai 3 bagian yang terdiri
dari pompa, control valve dan power silinder. Ada dua jenis power steering
yaitu :
1) Tipe Integral
Sesuai dengan namanya, control valve dan power
piston terletak di dalam gear box. Tipe gear yang dipakai ialah recirculating
ball.Diperlihatkan di sini mekanisme sistem power steering tipe integral.
Bagian yang utama terdiri dari :
Tangki reservoir yang berisi fluida
Vane pump yang membangkitkan tenaga hidraulis
Gear box yang berisi control valve, power piston dan steering gear
Pipa-pipa yang mengalirkan fluida
Selang-selang flexible.
Gambar 12. Power Steering Type Integral
Control
valve power steering tipe ini termasuk di dalam gear housing dan power
pistonnya terpisah di dalam power cylinder. Tipe rack and pinion hamper sama
dengan mekanisme tipe integral.
Gambar 13. Power Steering
Type 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
hidraulis ke elektrik. Power steering yang proses kerjanya dibantu arus listrik
ini dapat mereduksi
pemakaian energi kendaraan yang tidak perlu.
A. KOMPONEN UTAMA EPS
Umumnya sistem Electric Power Steering (EPS) menggunakan beberapa
perangkat
elektronik yang sama, seperti:
1. Control Module: Sebagai komputer untuk mengatur kerja EPS.
2. Motor elektrik: Bertugas langsung membantu meringankan perputaran
setir.
3. Vehicle Speed Sensor: Terletak di girboks dan bertugas memberitahu
control
module tentang kecepatan mobil.
4. Torque Sensor: Berada di kolom setir dengan tugas memberi informasi
ke control module jika setir
mulai diputar oleh pengemudi.
5. Clutch: Kopling ini ada di antara motor dan
batang setir. Tugasnya untuk menghubungkan dan melepaskan motor dengan batang
setir sesuai kondisi.
6. Noise Suppressor: Bertindak sebagai sensor yang mendeteksi
mesin sedang bekerja atau tidak.
7. On-board Diagnostic Display: berupa indikator di
panel instrumen yang akan menyala jika ada masalah sengan sistem EPS.
Gambar 14 . Konstruksi EPS
B. CARA KERJA
1.
Setelah kunci diputar ke posisi ON, Control Module memperoleh arus
listrik untuk kondisi stand-by.
Seketika itu pula, indikator EPS pada panel instrumen menyala.
2.
Begitu mesin hidup, maka Noise Suppressor segera menginformasikan pada
Control Module untuk mengaktifkan motor listrik dan clutch pun langsung
menghubungkan motor dengan batang setir.
3.
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.
4.
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.
5.
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 instrument akan menyala berkedip tertentu andai terjadi kerusakan. Selanjutnya
ia juga menonaktifkan motor elektrik dan clutch akan melepas hubungan motor
dengan batang setir. Namun 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.
Gambar 32, Cara
Kerja EPS
C. Macam-Macam EPS
1.
Fully Electric.
Artinya motor listrik bekerja langsung
dalam membantu gerakan kemudi. Baik yang letaknya menempel pada batang kemudi,
seperti pada Toyota Yaris dan Vios. Juga yang letaknya menempel pada rack steer
seperti Honda Jazz, Suzuki Karimun dan Swift. Bahkan pada generasi awal yang
diterapkan Mazda Vantrend lansiran 1995 ataupun Toyota Crown keluaran 2005, di
tempatkan pada gearbox steering.
2.
Semi Electric.
Putaran motor elektrik hanya dimanfaatkan
untuk mendorong hidraulis. Ini sebagai pengganti pompa power steering yang
menempel di mesin dan diputar oleh sabuk V-belt. Misalnya seperti pada
Chevrolet Zafira dan Mercedes Benz A-Class. Perangkat EPS yang digunakan
tentunya tidak lagi menempel pada mesin. Namun masih mengandalkan minyak untuk
meringankan gerak setir. Biasanya perangkat ini juga masih menggunakan slang
tekan dan slang balik dari minyak.Perusahaan yang memproduksi EPS adalah Koyo,
NSK, Delphi, Showa, Visteon dan ZF Freidrichshafen AG. Power steering hidraulis
membuat mobil lebih boros BBM hingga sekitar 1,07 km/l.
Komponen sistem kemudi lainnya bergantung pada
jenis kemudi yang digunakan antara lain :
1.
Steering wheel. Ada beberapa macam roda kemudi
ditinjau dari konstruksinya yaitu :
a. 
Roda kemudi besar bentuk ini mempunyai keuntungan, yaitu mendapatkan
momen yang besar sehingga pada waktu
membelokkan kendaraan , akan terasa ringan dan lebih stabil
b.
Roda kemudi
kecil Mempunyai keuntungan tidak memakan tempat dan peka terhadap setiap
gerakan yang diberikan pada saat jalan lurus, akan tetapi dibutuhkan tenaga
besar untuk membelokkan kendaraan karena mempunyai momen kecil
c.
Roda kemudi
ellips model ini dapat mengatasi kedua-duanya karena merupakan gabungan roda
kemudi besar dan kecil.
2.
Steering Main Shaft
Steering main shaft atau Poros Utama Kemudi berfungsi untuk
menghubungkan atau sebagai tempat roda kemudi dengan steering gear.
Gb. Steering Main Shaft
Worm gear berkaitan dengan sector roller di
Pada model ini worm dan sector berkaitan
Pada model ini pin yang berbentuk tirus bergerak
Model ini di bagian bawah main shaft terdapat ulir dan
Gerakan putar pinion diubah langsung oleh rack 
