Pengertian sistem kemudi dan fungsinya (steering)

SISTEM KEMUDI

Fungsi Sistem Kemudi

Sistem kemudi atau Steering system berfungsi untuk mengendalikan arah kendaraan sesuai kehendak pengemudi. Umumnya yang dikendalikan adalah kedua roda depan, meskipun dewasa ini telah dikembangkan dengan sistem pengendalian ke empat roda. Walaupun demikian, kendaraan harus dapat dikendalikan dengan mudah agar roda tidak terseret saat kendaraan sedang berbelok. Untuk maksud tersebut pada tahun 1818, Rudolf Ackerman menemukan suatu cara, yaitu bila kendaraan dibelokkan maka seluruh roda yang menyebabkan kendaraan berbelok harus mempunyai satu titik putar saja, dengan demikian roda mudah berbelok (tidak terpaksa)  roda tidak terseret. Dasar dari prinsip ini adalah bahwa titik putar roda jika diperpanjang  tie rod end (penghubung gerakan roda kiri dan kanan) harus tepat terletak di  antara roda belakang kiri dan kanan.

Mekanisme Sistem Kemudi

Pada dasarnya mekanisme  steering  system dapat  digolongkan  menjadi  2  jenis  yaitu

mekanisme steering  system yang digunak  untuk indenpendent  suspension

steering system yang digunakan untuk rigid suspension.

Steering rigid suspension

Mekanisme Steering Independent Suspension.

1.Pitman Arm.

Pitman arm digunakan pada steering gear box yang menggunakana jenis recirculating ball and  nut seperti  pada kendaraan  ST  100  atau  SJ  410.  Pitman  arm ini  berfungsi  untuk menghubungkan gerakan sector shaft ke darg link. Gerakan sector shaft berupa gerakan putar dari drag link menjadi gerakan aksial.

2.Drag Link

Selanjutnya gerakan  dan  pitman  arm ini dihubungkan  ke center  arm (intermediate arm) melalui drag link. Dengan demikian, drank link ini berfungsi untuk menghubungkan pitman arm ke knuckle arm (rigid suspenssion), melalui tie rod. 

3. Center Arm (Intermediate Arm)

Intermediate arm hanya digunakan  pada kendaraan  yang menggunakan  independent suspenssion. Hal  ini dimaksudkan  supaya fungsi  suspensi  dapat  bekerja dengan  baik  serta steering system dapat bekerja dengan baik pula. Center  arm berfungsi  sebagai  pemisah  hubungan  langsung antara roda kiri  dan  kanan sekaligus menghubungkan gerakan drag link.

4. Knuckle Arm

Knuckle  arm berfungsi  untuk  memegang front  wheel yang memungkinkan  roda dapat digerakkan untuk belok kiri atau ke kanan melalui spindle.

5. Tie rod dan Tie rod end.

Tie rod adalah suatu batang yang menguhubungkan knuckle arm roda kiri dengan knucklearm roda kanan.  Untuk  menghubungkannya menggunakan  tie rod  end.  Pada tie rod  end dilengkapi ball joint yang memungkinkan walaupun knuckle arm bergerak mengikuti gerakan roda hubungan tetap dapat dilakukan. Hubungan antara tie rod dengan tie rod end melalui ulir  yang memungkinkan  tie rod dapat diperpanjang dan diperpendek.  Hal ini dapat digunakan untuk melakukan penyetelan toe in.

Steering Gear Box

Steering gear box dapat dibedakan sebagai berikut:

Recirculating Ball and Nut Steering Gear Box

Recirculating ball and nut

• Sector roller
• Rack and pinion
• Recirculating ball and nut
• Recirculating Ball and Nut Steering Gear Box

Rack and pinion 

Recirculating Ball and Nut Steering Gear Box         

Steering  gear  box jenis  ini tidak  dapat  dilakukan  perbaikan.  Jika  terjadi kerusakan harus diganti secara assy. Hal yang perlu dilakukan pemeriksaan adalah

1. Steering wheel play.

Periksalah wheel play. Jarak ini harus berada pada 10-30 mm. Jika jarak tidak di-peroleh periksalah sambungan (ball joint).

2. Periksa preload:

Preload yang dimaksudkan  adalah  preload worm shaft dan sector shaft.

Spesifikasi:

1,97 - 3,42 kg, atau

7,50 - 13,0 kgcm.

Jika  preload tidak  sesuai,  lakukan  penyetelan melalui baut .

Rack  and  Pinion Steering  Gear  Box

Gear  box jenis  ini telah  disediakan suku  cadangnya. Dengan demikian, jika terjadi kerusakan parts dapat dilakukan penggantian

Hal yang perlu diperiksa:

1. Streering wheel play.

Steering wheel play harus berada 0-30 mm.

Jika lebih besar dari spesifikasi, periksalah:

- ball point pada tie rod end (stud) harus bergerak bila diberi beban 2 kgcm.

- steering shaft joint.

- steering pinion dan rack.

- setiap part dari kelonggaran.

2. Periksa momen pinion.

Momen Pinion harus berada 0,08-0,13 kgm atau 8- 13  kgcm.  Hal  ini dapat  dilakukan  dengan jalan

mengatur rack damper screw

Power Steering

Power steering berfungsi untuk meringankan  pemutaran steering  wheel (roda kemudi) saat kendaraan dibelokkan. Tenaga yang digunakan  adalah  tekanan  dan  oil pumppower steering,  tetapi  ada pula  yang menggunakan elektrik.

Bagian utama adalah:

1. Steering gear box:  Ball and nut type (untuk SE 416) Rack and pinion type (untuk SF 413/41 6)
2. Power steering oil pump.    

1.Steering Gear Box Ball and Nut

Komponen  Utama pada steering gear  box adalah:

1. Spool  valve; 
2. Power piston; dan
3. Torsion bar. 

Spool valve berfungsi untuk mengatur arah aliran minyak ke power piston, sesuai dengan putaran steering wheel.  Power  piston berfungsi  untuk  membantu  menggerakkan  sector  shaft.  Torsion  bar berfungsi untuk menghubungkan putaran dari input shaft ke main shaft.

Perpindahan putaran:
Putaran  dari  steering  wheel  -  input shaft  - torsion  bar  - main  shaft  -  power  piston(gerakan axial) - sector shaft. Spool  valve digerakkan  langsung oleh  main  shaft melalui pin. Jika  steering  wheel diputar ke kiri atau ke kanan, input shaft secara langsung juga berputar sesuai dengan putaran
steering wheel. Putaran input shaft tersebut secara langsung menggerakkan spool valve, dan spool valve ini mengatur arah aliran fluida ke power silinder. Dengan demikian, power piston tertekan ke kiri atau ke kanan (lihat gambar) sesuai dengan arah pengemudian. Jika steering wheel diputar terus maka putaran input shaft melalui torsion bar langsung memutarkan main shaft, yang selanjutnya main shaft dapat bergerak ke kiri atau ke kanan. Dengan demikian, tenaga yang digunakan untuk  menggerakkan  power piston  dan  selanjutnya memutarkan sector shaft dibantu oleh tekanan minyak pada power silinder.

Cara Kerja

1. Steering wheel diputar ke kanan.

Saat  steering  wheel diputar  ke kanan,  maka input  shaft berputar  searah  jarum  jam. Putaran ini, selanjutnya menggerakkan spool valve bergerak ke arah kanan. Dengan  demikian,  tekanan  minyak  dan  P/S  Oil  pump dialirkan ke power silinder sebelah kanan  dan  menekan  power  piston  ke kiri.  Minyak  yang ada di  power silinder sebelah  kiri tertekan keluar ke tangki oli

2. Steering wheel diputar ke kiri.

Saat steering wheel diputar ke kiri, maka input shaft berputar berlawanan arah dengan jarum jam (lihat gambar). Putaran ini selanjutnya menggerakkan spool valve bergerak ke arah kiri. Dengan demikian, tekanan minyak dari P/S Oil pump dialirkan ke power silinder sebelah kiri dan menekan power piston ke kanan. Minyak yang ada di power silinder sebelah kanan tertekan keluar ke oil tank.

3. Jika engine tidak hidup dan steering wheel diputar.
Jika engine tidak hidup dan steering wheel diputar atau jika terjadi kerusakan pada sistem hidroliknya maka kerja steeringgear box adalah sebagai berikut:
Putaran dari steering wheel - input shaft dan melalui stopper pin putaran tersebut diteruskan ke main shaft

Power Steering Oil Pump

Power  steering  oil pump untuk  Vitara menggunakan  Vane  type dan  langsung digerakkan  oleh  engine melalui V-belt,  sehingga tekanan  P/S  oil pump tergantung dengan putaran  engine,  semakin  tinggi  putaran  engine semakin  besar  pula tekanannya atau sebaliknya. Tekanan pada sistim hidrolik Power steeringmaximum adalah 70 kg/cm. Untuk memperoleh tekakan yang konstan dan untuk menjaga supaya pada kecepatan tinggi, kemudi tidak semakin ringan maka di dalam P/S oil pump dilengkapi dengan Relief valvedanControl valve.

1. Control ValvE

Control valve berfungsi untuk mengatur tekanan pada power

Putaran Idling
Jika  putaran  engine idling maka tekanan  yang mengalir  ke sistem  juga rendah.  Pada kondisi seperti  ini posisi orifice Al  terbuka besar, sehingga tekanan  dari  P/S  oil pump yang ke steering  gear box dapat langsung melalui orifice Al.

Jalan dengan putaran rendah.
Jika  putaran  engine meningkat  maka tekanan  oli yang  mengalir  ke sistem  juga semakin  tinggi. Akibatnya,  tekanan  tersebut  mampu  menekan control valve bergerak ke kiri melawan kekuatan
control spring. Dengan demikian, celah Orifice Al semakin mengecil.

Jalan dengan kecepatan tinggi
Jika  kendaraan dijalankan  dengan  kecepakan tinggi maka tekan yang mengalir ke sistem juga tinggi.  Akibatnya control  valve tertekan  ke kanan semakin jauh. Dengan demikian,  orifice Al semakin kecil

2. Relief Valve
Relief valve berfungsi untuk mengatur supaya tekanan P/S oil pump tidak dapat lebih dan 70 kg/cm walaupun engine telah membuat putaran tinggi.

Cara kerja
Jika tekanan yang dihasilkan oleh P/S oil pump meningkat (lebih besar dan 70 kg/cm, maka steel ball tertekan  ke kanan  untuk  membuka valve. Dengan terbukanya valve maka tekanan minyak yang mengalir ke sistem, sebagian juga mengalir kembali ke pump melalui orifice A2 valve.

Pemeriksaan Power Steering

1. Steering wheel play.
Dengan  kondisi  engine tidak  hidup,  periksa steering wheel play. Steering wheel play 20-30  mm.  Juga periksa gerakan  lateral  dan steering  wheel,  gerakan  ini tidak  boleh terjadi.

2. Power steering belt.
Periksa power steering belt terhadap keausan, keretakan, atau rusak. Jika demikian, ganti power steering belt. Periksa defleksi  power  steering belt seperti  pada gambar.  Besarnya defleksi  ini,  jika ditekan dengan  gaya 10  kg defleksi  power  steering  belt 6-9 mm

3. Air Bleeding

Untuk melakukan pekerjaan ini, ikuti prosedur kerja seperti di bawah:

• Angkat  ban  depan,  dan  tahan posisi  ban  depan  supaya  bebas  dari  lantai  dengan menggunakan rigid rack.
• Yakinkan bahwa power steering oil pada oil tank berada pada specifikasi level.
• Hidupkan engine dengan putaran stasioner, kemudian putar steering wheel ke kiri dan ke kanan.
• power steering oil pada oil tank, jika permukaan oli tidak berubah menunjukkan udara pada sistem  hidrolik sudah tidak ada.

4. Periksa tekanan pada sistem hidrolik.

•  Pasang pressure gauge
  Hubungkan pressure gauge dan attachmen hose seperti pada gambar. Yakinkan bahwa oil telah berada pada spesifikasi.   

•  Back pressure.
  Posisikan steering wheel lurus ke depan. Hidupkan engine pada putar-an idling. Pada kondisi seperti ini, besarnya back pressure = 10 kg. 
•  relief pressure.
  Naikkan  putaran  engine sampai  1500  rpm,  tutup valve gauge. Tekanan pada pressure gauge = 60-80 kg/cm2

Catatan:
Jangan menutup valve gauge lebih dan 10 detik Buka penuh valve gauge, kemudian naik- kan  putaran engine sampai 1500 rpm. Putar steering wheel ke kiri atau ke kanan. Pada kondisi ini tekanan harus 60-80 kg/cm2.

NEXT >> Front wheel aligment


CUKUP SEGINI DULU, Sebenarnya masih bnyak pembahasan SISTEM KEMUDI atau STEERING IN (POWER STEERING)