SISTEM KEMUDI

Fungsi Sistem Kemudi

Sistem kemudi berfungsi untuk merubah arah gerak kendaraan melalui roda depan dengan cara memutar roda kemudi.

Bila roda kemudi (steering wheel) diputar, maka gerakan ini diteruskan ke steering gear oleh steering main shaft, sehingga menghasilkan momen yang lebih besar pada steering linkage untuk dapat menggerakkan roda depan.

Pada umumnya sistem kemudi dibedakan menjadi dua, yaitu :

1. Sistem Kemudi Manual

Sistem kemudi dengan cara manual merupakan sistem kemudi yang meneruskan gerakan roda depan dengan hubungan beberapa komponen dan dibutuhkan tenaga yang lebih besar untuk menggerakkan roda kemudi dengan membelokkan roda depan. Dengan demikian hal ini dapat menyebabkan pengemudi merasa lebih cepat lelah.

2. Sistem Kemudi Power Steering

Sistem kemudi ini menggunakan power steering dengan tekanan hidrolik berupa cairan fluida. Cairan Fluida ini dipompa oleh Van Pump yang digerakkan oleh putaran mesin melalui belt, sedangkan untuk jenis Electronic Power Steering (EPS) melalui motor listrik.

Keuntungan menggunakan power steering :

• Mengurangi daya pengemudian (steering effort)
• Tingkat kestabilan yang tinggi dalam mengemudi

SISTEM KEMUDI MANUAL

Sistem kemudi ini digunakan pada kendaraan mobil produksi lama dan sudah tidak lagi digunakan pada kendaraan mobil sekarang, karena pada sistem kemudi manual membutuhkan daya yang besar untuk mengendalikan stir mobil nya. Alhasil pengemudi akan cepat terasa lelah apalagi jarak tempuh yang jauh.

Tipe-tipe sistem kemudi manual :

Tipe Recirculating Ball

Cara Kerja

Pada waktu pengemudi memutar roda kemudi, poros utama yang dihubungkan dengan roda kemudi langsung membelok. Di ujung poros utama kerja dari gigi cacing dan 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), mulai dari batang penghubung ( relay rod ), tie rod, lengan idler ( idler arm ) dan lengan nakel arm dihubungkan dengan ujung pitman arm. Sambungan tersebut memindahkan gaya putar dari kemudi ke roda-roda depan dengan memutar ball joint pada lengan bawah ( lower arm ) dan bantalan atas untuk peredam kejut.

Tipe ini biasanya digunakan pada kendaraan menengah sampai yang besar seperti Jeep dan truck.

Keuntungan :

• Meredam getaran dan ringan
• Steer menjadi lembut

Kerugian :

• Konstruksi rumit
• Biaya perbaikan lebih mahal

Tipe Rack and Pinion

1. Steering wheel
2. Steering column
3. Universal joint
4. Housing steering Rack
5. South steer
6. Tie rod

Cara Kerja

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 dengan rack.

Keuntungan :

• Konstruksi ringan dan sederhana
• Perawatan mudah
• Perpindahan momen lebih baik

Kerugian :

• Getaran dari jalan dapat dirasakan pada roda kemudi
• Lebih cepat aus

Komponen-komponen Sistem Kemudi

Steering Column (batang kemudi) / Steering Main Shaft (poros utama kemudi)

Steering column atau batang kemudi merupakan tempat poros utama atau biasa disebut steering main shaft. Steering main shaft terbuat dari besi yang sangat keras. Steering main shaft berfungsi untuk meneruskan putaran roda kemudi ke steering gear, dan column tube yang berfungsi untuk mengikat main shaft ke body. Ujung atas dari main shaft (poros utama) dibuat meruncing dan bergerigi, dan steering wheel (roda kemudi) diikatkan ditempat tersebut dengan sebuah mur kemudi.

Steering column atau Steering main shaft juga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan.

Steering main shaft ada dua macam, yaitu :

1. Type Colapsible

a. Mesh type

Plastic pin

1. Column tube
2. Column bracket capsule

Pada type ini main shaft terdiri dari dua bagian yang disambung dengan plastic pin (pasak plastik), sedangkan pada coloumn bracket dipasangkan capsule.
Saat terjadi tabrakan (benturan) steering gear box mendapat tekanan yang kuat, maka main shaft dan coloumnnya akan runtuh dan pengemudi terhindar dari benturan yang keras.
Jenis ini biasanya dipakai pada kendaraan menengah  seperti jeep, sedan dsb.

b. Ball type

Pada type ini coloumnnya nya terdiri dari dua bagian, atas dan bawah yang disambung dengan perantaraan ball bearing.
Main shaft terdiri dari dua bagian yang disambung pula dengan plastic pin (pasak plastik).
Jika kendaraan mendapat benturan yang kuat, maka column dan steering main shaft akan menyusut. Tenaga tekan ini akan diserap oleh ball bearing, sehingga pengemudi terhindar dari bahaya.

c. Solid silicon rubber sealed type

1. Caster wedge
2. Upper bracket
3. Steering main shaft
4. Pulverized silicon rubber
5. Steering rack

Pada tipe ini di dalam main shaft bagian bawah diisikan silicon Rubber dan pada bracket ya dipasangkan caster wedge.
Bila roda kemudi mendapat benturan yang kuat, bracket akan runtuh dan main shaft menyusut.
Bila main shaft menyusut, silicon rubber akan menjadi tepung dan tersembur keluar melalui orifice pada steering yoke. Dengan sifat perekat silicon rubber tenaga goncangan tersebut dapat diserap.

Type Collapsible memiliki keuntungan dan kekurangan, yaitu :

Keuntungan :

• Apabila kendaraan berbenturan / bertabrakan steering gear box mendapat tekanan yang kuat, maka main shaft column atau bracket akan runtuh sehingga pengemudi terhindar dari bahaya

Kerugiannya adalah :

• Main shaftnya kurang kuat, sehingga hanya digunakan pada mobil penumpang atau mobil ukuran kecil
• Konstruksinya lebih rumit

Waktu tabrakan

Dorongan badan pengemudi terhadap roda kemudi memutuskan plastic pin (pasak plastik) dan menyebabkan poros utama atas dan tabung batang kemudi terdorong maju, sementara tabung-tabung atas dan bawah dihubungkan oleh bola-bola baja.
Tahanan meluncur bola-bola ini menyerap kekuatan dorong badan pengemudi.

Tipe Non Collapsible

Pada type ini steering main shaft terbuat dari besi yang langsung berhubungan dengan steering gear box.
Konstruksinya kuat tetapi berbahaya bagi pengemudi.
Jenis ini biasanya dipakai pada kendaraan yang besar, seperti bus dan truck.

Metode penyambungan steering main shaft
Sambungan langsung

1. Steering main shaft
2. Steering gear box
3. Sector shaft

Universal Joint dan Spline

Flexible Joint

1. Flexible joint
2. Steering gear box
3. Steering main shaft

Flexible Joint ini juga berfungsi sebagai peredam getaran.

Type non Collapsible mempunyai kelebihan dan kekurangan, yaitu :

Kelebihan :

• Main shaftnya lebih kuat sehingga banyak digunakan pada mobil-mobil besar atau mobil-mobil kecil
• Konstruksinya sederhana

Kekurangan :

• Apabila berbenturan dengan keras, kemudian tidak dapat menyerap goncangan sehingga keselamatan pengemudi relative kecil

STEERING GEAR

Steering gear berfungsi untuk merubah arah putaran kemudi menjadi gerakan mendatar untuk diteruskan ke roda dan juga sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar kemudi menjadi ringan. Oleh karena itu diperlukan perbandingan steering gear, biasanya perbandingannya sekitar 18 - 20 : 1

Perbandingan yang semakin besar akan menyebabkan kemudi menjadi semakin ringan, tetapi jumlah putarannya akan bertambah banyak, untuk sudut belok yang sama.

Ada beberapa macam tipe steering gear, tetapi yang paling banyak dipakai adalah tipe recirculating ball dan tipe rack and pinion.

Tipe Recirculating Ball

Cara Kerja

Bila roda kemudi diputar, maka gerakan ini diteruskan ke worm shaft/poros cacing, sehingga Nut (mur) kemudi akan bergerak mendatar kekiri atau kanan.
Sementara nut bergerak, sektor shaft juga akan ikut berputar menggerakkan pitman arm yang diteruskan ke roda depan melalui batang-batang kemudi/steering linkage.

Tipe ini digunakan pada kendaraan menengah keatas, seperti pick up, truck dsb


Tipe Rack and Pinion

Cara Kerja

Bila roda kemudi diputar, maka gerakan diteruskan ke roda gigi pinion. Roda gigi pinion selanjutnya akan menggerakkan roda gigi rack ke arah mendatar. Gerakan rack ini diteruskan ke steering knuckle melalui tie roda sehingga roda membelok.

Tipe ini digunakan pada kendaraan menengah ke bawah, seperti jeep, sedan dsb.

Sudut belok dan gear ratio Pada diagram dapat dilihat hubungan sudut putar sector dengan gear ratio. Pada saat lurus atau sektor shaft berputar 2,5 ° ke kiri atau ke kanan gear ratio masih tetap 19,5 : 1. Sedangkan pada saat belok dengan sudut putar sektor 37° gear ratio menjadi besar yaitu 21,5 : 1. Oleh karena itu pada saat membelok kemudi menjadi ringan.

Ada beberapa model steering gear box, diantaranya :

1. Tipe Worm and Setor Roller

Worm gear berkaitan dengan sector roller dibagian tengahnya. Gesekannya dapat mengubah sentuhan antara gigi dengan gigi menjadi sentuhan menggelinding.


2. Tipe Worm and Setor

Pada model ini worm dan sektor berkaitan langsung.


3. Tipe Screw Pin

Pada model ini pin yang berbentuk tirus bergerak sepanjang worm gear.

4. Tipe Screw and 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. Tipe Recirculating Ball

Pada model ini, peluru-peluru terdapat dalam lubang-lubang nut untuk membentuk hubungan yang menggelinding antara nut dan worm gear.Mempunyai sifat tahan aus dantahan goncangan yang baik


6. Tipe 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 roda-roda depan dengan sangat tepat setiap saat. Ada beberapa tipe steering linkage dan konstruksi joint yang dirancang untuk tujuan tersebut. Bentuk yang tepat sangat mempengaruhi kestabilan pengendaraan.

1. Steering linkage untuk suspensi rigid



2. Steering linkage untuk suspensi independen



Gambar Ball joint pada suspensi independent



Komponen sistem kemudi lainnya bergantung pada jenis kemudi yang digunakan antara lain :



1. Steering Wheel
Steering wheel atau roda kemudi berfungsi untuk membelokkan roda depan dengan cara diputar.

2. Steering Main Shaft
Steering mainshaft atau poros utama kemudi berfungsi untuk menyambungkan atau sebagai tempat roda kemudi dengan steering gear.

3. Pitman Arm
Pitman arm meneruskan gerakan gigi kemudi ke relay rod atau drag link. Berfungsi untuk merubah gerakan putar steering column menjadi gerakan maju mundur.

4. Relay Rod
Relay rod dihubungkan dengan pitman arm dan tie rod end kiri serta kanan. Relay rod ini meneruskan gerakan pitman arm ke tie rod

5. Tie Rod
Ujung tie rod yangberulir dipasang pada ujung rack pada kemudi rack end pinion, atau ke dalam pipa penyetelan pada recirculating ball, dengan demikian jarak antara joint- joint dapat disetel.

6. Tie Rod End (Ball Joint)
Tie rod end dipasanglkan pada tie rod untuk menghubungkan tie rod dengan knuckle arm, relay roda dan lain-lain.

7. Knuckle Arm
Knuckle arm meneruskan gerakan tie rod atau drag link ke roda depan melalui steering knuckle.

8. Steering Knuckle
Steering knuckle untuk menahan beban yang diberikan pada roda-roda depan dan berfungsi sebagai poros putaran roda. Berputar dengan tumpuan ball joint atau king pin dari suspension arm.

9. Idler Arm
Pivot dari idler arm dipasang pada body dan ujung lainnya dihubungkan dengan relay rod dengan swivel joint. Arm ini memegang salah satu ujung relay rod dan membatasi gerakan relay rod pada tingkat tertentu.


POWER STEERING (KEMUDI DAYA)

Apa itu power steering ?
Power steering adalah sistem kemudi yang membantu pengemudi menyetir secara ringan tanpa memerlukan ekstra tenaga.
Sebagian besar kendaraan membutuhkan tenaga yang lebih besar untuk mengemudikannya, Karen adanya beban yang sebesar pada roda-roda depan. Oleh karena itu power steering dilengkapi pada kendaraan, yaitu untuk memperingan tenaga pengemudi dalam melayani kemudi.
Demi menunjang kenyamanan berkendara, kini Power Steering merupakan sebuah sarana yang semakin umum dijumpai pada sistem kemudi setiap mobil. Jika dahulu seorang pengemudi membutuhkan tenaga ekstra untuk membelokan kemudi, kini dengan keberadaan Power Steering mobil bahkan dapat membelokan kemudi hanya dengan menggunakan satu tangan karena hampir sama sekali tidak ada beban.

Cara Kerja

Tekanan hidraulis bekerja pada piston yang terdapat pada silinder, dengan menutup katup, fluida akan berusaha ke luar dari saluran di bawah silindernya, sehingga tekanan fluida bertambah dan mendorong piston ke atas, apabila katup membuka, maka tekanan fluida berkurang dan piston bergerak ke bawah. Jumlah fluida yang mengalir diatur oleh menutup dan membukanya katup.

Power Steering pun membutuhkan perawatan untuk menjaga kondisinya agar tetap dapat berfungsi dengan baik. Namun tidak semua pengemudi memahami bahwa merawat Power Steering diawali dari cara mengemudi yang benar. Kelalaian dalam menggunakannya dapat memperpendek umur dan menyebabkan kerusakan. Gejala kerusakan yang tidak segera ditangani pun harus ditebus dengan biaya perbaikan yang tidak sedikit.

Walaupun perawatan antara Power Steering mobil yang satu dengan lainnya tidak jauh berbeda, namun ada pula perawatan spesifik yang perlu disesuaikan dengan jenis Power Steering yang menunjang sistem kemudi mobil. Untuk itu pahami terlebih dahulu perbedaannya. Pada umumnya Power Steering yang digunakan ada 3 jenis, yaitu :

1. Power Steering Hidrolik

Power Steering jenis ini menggunakan pompa hidrolis berisi oli yang berfungsi meningkatkan tenaga yang mendorong roda untuk membelok ke kiri atau ke kanan saat pengemudi memutar setir. Power Steering Hidrolis adalah jenis Power Steering yang paling banyak digunakan, dua diantaranya adalah Toyota Avanza dan Daihatsu Xenia.



2. Power Steering Semi Hidrolik

Power steering jenis ini menggunakan perpaduan pompa hidrolik dan motor listrik (dinamo) untuk dapat menghasilkan tekanan pada pompa power steering. Penggunaan Power Steering Semi Hidrolik ini dapat dijumpai pada mobil Mercedes Benz A Class.



3. Electric Power Steering (EPS)

Power steering jenis ini hanya menggunakan motor listrik (dinamo) tanpa pompa hidrolik, dan dikenal dengan sebutan Electric Power Steering (EPS). Penggunaan EPS umum dijumpai pada mobil-mobil baru. Walaupun sudah diperkenalkan sejak tahun 90an, namun kepopulerannya mulai beranjak pada tahun 2000. Beberapa mobil yang menggunakan EPS ini antara lain adalah Honda Jazz, Toyota Yaris, Mazda 2, Suzuki Splash, Suzuki Karimun, dan lain-lain.


Berikut ini adalah beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merawat dan menjaga kondisi Power Steering agar awet dan dapat tetap bekerja dengan baik :

1. Pastikan roda berada dalam posisi lurus saat parkir.
Membiarkan posisi roda membelok terlalu lama akan terus membebani pompa hidrolik pada satu sisi. Hal tersebut dapat menyebabkan kerusakan sistem hidrolis pada mobil yang menggunakan jenis Power Steering Hidrolik dan Semi Hidrolik.

2 . Hindari putaran maksimal kemudi.
Memutar kemudi hingga mentok dan mengeluarkan bunyi terlalu sering atau lama akan meningkatkan suhu dan merusak karet pada sistem hidrolis.

 3. Perhatikan tekanan angin ban.
Kurangnya tekanan angin pada ban akan membuat beban kerja Power Steering semakin besar. Baik Power Steering Hidrolik, maupun Elektrik akan rusak menghadapi kondisiini.

 4. Kurangi kecepatan saat melalui jalanan rusak.
Apapun jenis Power Steeringnya, menerjang jalanan rusak dengan kecepatan tinggi dapat dengan mudah merusak banyak komponen. Dua diantaranya adalah poros rack steer dan boot rack steer.

5 . Ganti komponen yang sudah mencapai batas usia pakai.
Pada umumnya masa pakai komponen Power Steering mencapai 5 tahun atau setelah menempuh jarak 100.000 km. Usia tersebut tentunya dapat lebih atau kurang, sesuai dengan cara mengemudi dan perawatannya. Kondisi komponen pendukung lainnya seperti swing arm, ball joint, shock breaker, bearing dan sebagainya juga mempengaruhi kinerja Power Steering. Buruknya komponen pada kaki-kaki mobil mempersulit pengendalian roda yang dilakukan Power Steering dan memaksanya untuk bekerja lebih keras.

6 . Hindari banjir.
Pada Power Steering jenis Elektrik, khususnya Honda, motor listrik dipasang langsung pada as setir, sejajar dengan as roda. Jika air sampai terendam, motor listrik bisa rusak. Bila sudah rusak, motor listrik tersebut harus diganti karena tidak bisa diperbaiki.

7.  Syarat minyak / oli power steering
Minyak power steering yang dipakai dan memenuhi syarat adalah DEXRON®, DEXRON®II, DEXRON®III dan DEXRON®IV.
Baca juga: Syarat-syarat dan Klasifikasi Minyak Power Steering

8. Mengecek warna minyak power steering
Kondisi minyak power steering masih bagus berwarna merah, sedangkan apabila sudah berwarna hitam, segera gantilah minyak power steering.

9. Mengecek stick minyak power steering
Apabila minyak rem menyentuh permukaan min stick rem, maka segera tambahkan minyak rem sampai max stick rem. Jika minyak rem berada di bawah batas min permukaan stick rem, maka segera bawa ke bengkel untuk perbaikan, karena kemungkinan ada kebocoran.

10. Lakukan penggantian oli hidrolik secara berkala /20.000 km/setahun.
Pada Power Steering jenis Hidrolik dan Semi Hidrolik, Oli hidrolik yang sudah lama tidak diganti akan kehilangan fleksibilitasnya dan meyebabkan pompa tidak bekerja dengan optimal, terlebih lagi jika oli dibiarkan berkurang sehingga pompa akan bekerja pada tekanan atau kondisi yang tidak wajar, yang menyebabkan kerusakan pada pompa oli.

Perawatan Power Steering jenis Elektrik (EPS) tidak serumit jenis Hidrolik dan Semi Hidrolik karena sebagian besar komponenenya menggunakan sistem elektrik dan dikontrol oleh komputer, sehingga kerusakan yang terjadi lebih mudah terdeteksi melalui indikator yang disampaikan komputer. Namun umumnya kerusakan yang terjadi pada sistem EPS sulit atau tidak dapat diperbaiki, sehingga komponen tersebut harus diganti. Oleh karena itu biasakanlah berkendara dengan wajar dan rawatlah dengan baik.

Terimakasih atas kunjungan nya, semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi kita semua.