BAB III

SISTEM KEMUDI POWER STEERING JENIS HIDROLIK TIPE RACK

AND PINION PADA MOBIL ALL NEW COROLLA

A. Pengertian

Mobil ialah suatu alat transportasi yang digunakan untuk meringankan

suatu pekerjaan manusia dalam kehidupan sehari-hari, sistem alat yang ada

dalam mobil diantaranya sistem kelistrikan, sistem pengapian, sistem bahan

bakar, sistem pemindah tenaga, sistem rem, sistem hidrolik, sistem kemudi,

dan bagian-bagian chasis lainya. Bagian–bagian lain yang disusun sedemikian

rupa untuk mendukung mobil tersebut, karena kebutuhan manusia bermacam-

macam sesuai kebutuhan manusia masing-masing. Dengan demikian maka

mobil-mobil yang ada di pasaran terdiri dari berbagai model yang mempunyai

penampilan dan biaya pembuatan berbeda, namun pada dasarnya mempunyai

prinsip kerja yang sama. Yang tidak terikat dengan bentuk atau model yang

berbeda-beda.

Untuk lebih memahami prinsip kerja mekanik mobil, maka konstruksi

mobil yang ada dapat dibagi menjadi beberapa bagian yaitu mesin, transmisi,

kopling, kelistrikan, roda-ban, rem, kemudi dan chasis-body mobil.

Gabungan bagian-bagian mobil merupakan satu kesatuan yang tidak dapat

dipisahkan yang saling berkaitan dan berhubungan. Sehingga komponen-

komponen tersebut membutuhkan perbaikan dan perawatan agar tidak

mengalami kerusakan yang berat. Pada kesempatan kali ini penulis

mengambil judul laporan kerja praktek “ SISTEM KEMUDI POWER

15

16

STEERING JENIS HIDROLIK TIPE RACK AND PINION PADA MOBIL

ALL NEW COROLLA ”. Sesuai dengan judul yang dipilih oleh penulis,

maka disini akan di bahas beberapa hal yang menyangkut sistem kemudi,

bagian-bagian dan cara kerja sistem kemudi.

B. Prinsip Sistem Kemudi

Pada prinsip sistem kemudi menggunakan hukum pascal, pada awal

abad 17, seorang ilmuan asal Francis bernama Pascal menemukan suatu alat

pengungkit hidrolis. Melalui percobaan yang dilakukannya di laboratorium

dia berhasil membuktikan bahwa gaya dan gerak dapat ditransfer oleh cairan

yang dipadatkan (misalnya oli). Percobaan selanjutnya dengan menggunakan

benda berat dan piston yang yang ukurannya bervariasi.

Pascal juga menemukan bahwa mekanikal atau multi gaya dapat

diperoleh dari sistem tekanan hidrolis ini, pada sistem pengungkit secara

mekanikal hubungan antara gaya dan jarak adalah sama. dari data

laboratorium Pascal yang diperoleh, Dia merumuskan hukum Pascal dengan

menyatakan : “Tekanan suatu cairan padat yang ditransmisikan ke segala arah

hasilnya akan sama”.

Pada hukum pascal telah banyak diaplikasikan pada kehidupan kita

sehari-hari guna mempermudah pekerjaan-pekerjaan yang dilakukan.

Misalnya : gerak piston, sistem hidrolis, fluid reservoir, pump, mekanisme

katup.

17

Gambar 4 Prinsip Hukum Pascal

1. Gaya

Definisi sederhana gaya adalah Suatu dorongan atau tarikan

terhadap suatu objek. Ada dua jenis gaya yaitu gaya gesek dan berat.

Gaya gesek terjadi bila kedua objek mencoba bergerak bertolakan satu

sama lainnya. Contohnya satu balok dengan berat 100 kg diluncurkan ke

lantai, maka terjadi suatu gaya antara balok tersebut dengan lantai.

Gaya berat adalah massa atau berat suatu objek, dengan kata lain

bila satu balok baja dengan berat 100 kg ditempatkan di lantai, maka

dapat dikatakan balok tersebut mempunyai gaya sebesar 100 kg diatas

lantai. Apabila kita perhatikan katup hidrolis, sebenarnya timbul gaya

ketiga, yang disebut gaya pegas. Gaya pegas adalah suatu gaya yang

terjadi saat spring ditekan atau direntangkan. Satuan ukur yang biasa

digunakan untuk mengukur suatu gaya adalah kg (kilogram), atau ukuran

sejenis seperti g (gram).

18

2. Tekanan

Definisi tekanan adalah gaya (kg) dibagi ruas (m²), atau gaya per

ruas. Satu balok baja yang sama seberat 100 kg dan dengan ruas 10 m²

pada lantai, tekanan yang ditimbulkan oleh desakan balok tersebut adalah

100 kg/10 m² atau 10 kg meter per segi.

3. Tekanan oleh cairan padat

Tekanan oleh cairan padat ialah suatu tekanan yang didesak oleh

suatu cairan yang dipadatkan (pelumas, oli) ke beberapa ruas yang terisi

cairan padat. Satu contoh bila suatu cylinder diisi dengan pelumas dan

satu piston dipasang di dalam cylinder tersebut, kemudian piston tersebut

ditekan sehingga mendesak cairan didalamnya. Apakah akan terjadi

tekanan?, tentu tidak karena ada celah “bocor” yang melewati piston

tersebut. Untuk menghasilkan tekanan harus ada suatu penahan terhadap

aliran didalam cylinder dengan menggunakan piston sealing, yaitu suatu

perangkat penting dalam kerja hidrolis.

Tekanan yang terbentuk oleh benda cair padat sama dengan

tekanan yang diberikan dibagi oleh ruas piston. Bila tekanan 100 kg, dan

ruas piston 10 m², maka tekanan yang terbentuk sama dengan 10 kg/m² =

100 kg/10m². Pengartian lain dari hukum Pascal adalah sebagai berikut

“Tekanan oleh benda cair padat yang dikirim ke segala arah jumlah

tekanannya tidak akan berkurang.” Tanpa dipengaruhi oleh bentuk dan

besarnya ruas, tekanan akan tetap selama terdesak oleh cairan padat

tersebut. Dengan kata lain, tekanan oleh benda cair dimana saja akan

19

sama. Tekanan dalam ruang yang ada di atas piston sama persis dengan

tekanan yang berada dibawah piston, begitu juga tekanan yang berada di

sisi ruang akan sama dengan yang ada di atas dan dibawah ruang.

4. Multi gaya

Pada gambar ilustrasi diatas diterangkan bahwa dengan

menggunakan ruas sebesar 10 kg/m², suatu gaya sebesar 1000 kg dapat

dipindahkan hanya oleh gaya sebesar 100 kg. Rahasia dari multi gaya

pada sistem hidrolis adalah total kontak pada cairan padat didalam ruang.

Kita lihat di dalam gambar sebelumnya suatu ruas yang besarnya 10 kali

lipat dari ruas aslinya. Tekanan yang dibentuk dengan input lebih kecil

100 kg adalah 10 kg/m2. Konsep “Tekanan dimana saja akan sama”,

artinya bahwa tekanan dibawah piston yang lebih besar juga 10 kg/m².

Lihat kembali rumus :

Tekanan = Gaya/Ruas atau P = F/A, dengan menggunakan

perhitungan sederhana output gayanya dapat ditemukan. Contoh: 10

kg/m2 = F (kg) / 100 m². Konsep ini dipakai untuk semua sistem

pemindah daya atau sebagian yang ada pada transaxle. Jadi bukan hanya

sekedar penggunaan ruang untuk membentuk tekanan agar dapat

memindahkan suatu objek.

C. 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

20

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

and pinion.

D. Syarat-syarat Sistem Kemudi

Agar sistem kemudi sesuai dengan fungsinya maka harus memenuhi

persyaratan seperti berikut :

1. Kelincahannya baik.

2. Usaha pengemudian yang baik.

3. Recovery (pengembalian) yang halus.

4. Pemindahan kejutan dari permukaan jalan harus seminimal mungkin.

Gambar 5 kontruksi Sistem kemudi

21

E. Komponen Sistem Kemudi

1. 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.

Gambar 6 Steering Column

Gambar 7 Kontruksi Steering Column

Steering column juga merupakan mekanisme penyerap energi yang

menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan. Ada dua tipe

steering column yaitu :

22

a. Model Collapsible

Model ini mempunyai keuntungan, apabila kendaraan

berbenturan atau 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 shaftnya

kurang kuat, sehingga hanya digunakan pada mobil penumpang atau

mobil ukuran kecil, dan kontruksinya lebih rumit.

Gambar 8 Konstruksi Sistem Kemudi Collapsible

b. Model Non collapsible

Model ini mempunyai keuntungan adalah 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.

23

Gambar 9 Model Non Collapsible

2. 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 tipe yang banyak di gunakan adalah tipe 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 akan menyebabkan

kemudi semakin ringan akan tetapi jumlah putarannya semakin banyak,

untuk sudut belok yang sama.

a. Tipe recirculating ball

Tipe recirculating ball digunakan pada mobil penumpang ukuran

sedang sampai besar dan mobil komersial.

Perbandingan Steering Gear = Jumlah Putaran Roda Kemudi ( Derajat )jumla hGerakan Pit Man Arm ( Derajat )

24

Gambar 10 Steering Gear Type Recirculating ball

b. Tipe rack and pinion

rack and pinion digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil

sampai sedang.

Perbandingan Steering gear =

Jumlah Putaran Roda Kemudi ( Derajat )Besarnya Sudut Belok Roda Depan ( Derajat )

Gambar 11 Steering Gear Type Rack and pinion.

25

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

bentuk steering gear box, diantaranya :

1) Model worm dan sector roller

Worm gear berkaitan dengan sector roller dibagian tengahnya.

Gesekannya dapat mengubah sentuhan antara gigi dengan gigi menjadi

sentuhan menggelinding.

Gambar 12 Bentuk Steering Gear Box Model Worm Dan Sector Roller

2) Model worm dan sector

Pada model ini worm dan sector berkaitan langsung.

26

Gambar 13 Bentuk Steering Gear Box Model Worm Dan Sector

3) Model screw pin

Pada model ini pin yang berbentuk tirus bergerak sepanjang worm

gear.

Gambar 14 Bentuk Steering Gear Box Model Screw Pin

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.

Gambar 15 Bentuk Steering Gear Box Model Screw Dan Nut

27

5) Model 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 dan tahan goncangan yang baik.

Gambar 16 Bentuk Steering Gear Box Model Recirculating Ball

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.

Gambar 17 Bentuk Steering Gear Box Model Rack And Pinion

28

3. 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, yaitu :

a. Steering linkage untuk suspensi rigid

Gambar 18 Steering Llinkage Type Suspensi Rigid

b. Steering linkage untuk suspensi independent

Gambar 19 Steering Lingkage Type Rack And Pinion

29

Gambar 20 Steering Lingkage Type Recirculating Ball

Komponen sistem kemudi lainnya bergantung pada jenis kemudi

yang digunakan antara lain :

1) Steering wheel (Roda kemudi)

Bentuk ini mempunyai keuntungan, yaitu mendapatkan momen

yang besar sehingga pada waktu membelokkan kendaraan , akan

terasa ringan dan lebih stabil.

Gambar 21 Steering Wheel (Roda Kemudi)

2) Steering Main Shaft

Steering main shaft atau Poros Utama Kemudi berfungsi untuk

menghubungkan atau sebagai tempat roda kemudi dengan steering

gear.

30

Gambar 22 Steering Main Shaft

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.

Gambar 23 Pitman Arm

4) Tie Rod

Ujung tie rod yang berulir dipasang pada ujung rack pada

kemudi rack and pinion, atau ke dalam pipa penyetelan pada

recirculating ball, dengan demikian jarak antara joint-joint dapat

disetel.

31

Gambar 24 Tie Rod

5) Tie Rod End (Ball Joint)

Tie rod end dipasanglkan pada tie rod untuk menghubungkan tie

rod dengan knuckle arm, relay roda dan lain-lain.

Gambar 25 Tie Rod End (Ball Joint)

6) Knuckle arm

Knuckle arm meneruskan gerakan tie rod atau drag link ke roda

depan melalui steering knuckle.

Gambar 26 Knuckle Arm

32

7) 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.

Gambar 27 Steering Knuckle

8) 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.

Gambar 28 Idler Arm

33

F. Bentuk-bentuk Sitem Kemudi

Pada dasarnya sistem kemudi dibedakan menjadi dua yaitu :

1. Sistem kemudi secara manual

a. Dibutuhkan tenaga yang besar untuk menggerakkan roda kemudi.

b. Pengemudi lebih cepat lelah.

2. Sistem kemudi Daya (Power Steering)

Penggunaan power steering memberikan keuntungan seperti :

a. Mengurangi daya pengemudian (steering effort).

b. Kestabilan yang tinggi selama pengemudian.

1. Sistem Kemudi Secara Manual

Sistem kemudi secara manual jarang dipakai terutama pada mobil-

mobil modern. Pada sistem ini dibutuhkan adanya tenaga yang besar untuk

mengemudikannya. Akibatnya pengemudi akan cepat lelah apabila

mengendarai mobil terutama pada jarak jauh. Tipe sistem kemudi secara

manual yang banyak digunakan adalah :

a. Tipe recirculating Ball

Cara kerjanya ialah Pada waktu pengemudi memutar roda

kemudi, poros utama yang dihubungkan dengan roda kemudi langsung

membelok. Diujung 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).

34

Gambar 29 Konstruksi Sistem Kemudi Jenis Recirculating Ball

Lengan-lengan penghubung (linkage), batang penghubung (relay

rod), tie rod, lengan idler (idler arm) dan lengan nuckle 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 :

1) Komponen gigi kemudi relative besar, bisa digunakan untuk mobil

ukuran sedang, mobil besar dan kendaraan komersial.

2) Keausan relative kecil dan pemutaran roda kemudi relative ringan.

Kerugian :

3) Konstruksi rumit karena hubungan antara gigi sector dan gigi pinion

tidak langsung.

4) Biaya perbaikan lebih mahal.

35

b. Type Rack And Pinion

Cara kerjanya ialah ada waktu roda kemudi diputar, pinion pun

ikut berputar. Gerakan ini akan menggerakkan rack dari samping ke

samping dan dilanjutkan melalui tie rod ke lengan nuckle pada roda-

roda depan sehingga satu roda depan didorong, sedangkan satu roda

tertarik, hal ini menyebabkan roda-roda berputar pada arah yang sama.

Gambar 30 Konstruksi Sistem Kemudi Jenis Rack And Pinion

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 :

1) Konstruksi ringan dan sederhana.

2) Persinggungan antara gigi pinion dan rack secara langsung.

3) Pemindahan momen relatif lebih baik, sehingga lebih ringan

Kerugian :

1) Bentuk roda gigi kecil, hanya cocok digunakan pada mobil

penumpang ukuran kecil atau sedang.

2) Lebih cepat aus.

36

3) Bentuk gigi rack lurus, dapat menyebabkan cepatnya keausan.

2. 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 :

a. Hydraulic Power steering (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.

1) Cara Kerja Power Steering

Pembatasan dalam sirkuit hidrolis dilakukan oleh gerakan

putar dari control valve shaft dalam kaitanya dengan rotary valve.

Pada saat membelok ke kanan, tekanan ditutup orifice X dan Y

pada saat membelok ke kiri pembatasan dilakukan oleh orifice X’

dan Y’.

37

Pada saat steering wheel diputar, maka control shaft valve

berputar memutarkan pinion gear melalui torsion bar. Pada saat

ini control valve terpuntir berlawanan dengan pinion gear sesuai

dengan gaya permukaan jalan, control valve shaft berputar hanya

sebatas puntiran dan bergerak ke kiri atau ke kanan mengikuti

rotary valve. Akibatnya, orifice X dan Y (X’ dan Y’) terbentuk

dan perbedaan tekanan hidrolis terjadi pada ruang silinder kiri

atau kanan.

Dengan cara ini putaran control valve melakukan perubahan

saluran untuk merubah pengaturan tekanan minyak. Minyak

dalam vane pump dari lingkaran luar rotary valve akan kembali

ke tangki reservoir melalui celah antara torsian bar dan control

valve shaft.

Gambar 31 Pengaturan Sirkuit Minyak Pada Rotary valve

a) Posisi Netral

Selama control valve shaft dan katup rotary (rotary

valve) tidak berputar, maka dalam posisi netral. Posisi ini

terjadi saat berjalan lurus tanpa memutar roda kemudi.

38

Minyak yang dialirkan dari pompa kembali ke tangki

reservoir melalui lubang D pada ruang D. Ruangan sebelah

kiri dan kanan dalam silinder mulai bertekanan, tetapi

keduanya tidak ada perbedaan maka tidak terjadi bantuan

power steering.

Gambar 32 Cara Kerja Power Steering Posisi Netral

b) Posisi Belok Kanan

Pada saat membelok kekanan, Torsian bar terpuntir dan

control valve berputar kekanan. Minyak dari pompa ditahan

oleh orifice X dan Y dari edge untuk menghentikan aliran

kelubang C dan D. Akibatnya minyak mengalir kelubang B

ke sleeve B dan kemudian ke silinder kanan, menyebabkan

rack pinion bergerak ke kekiri dengan bantuan power

steering. Pada saat bersamaan minyak dari ruang silinder kiri

kembali ke reservoir tank melalui sleeve C- lubang C- lubang

Druang D.

39

Gambar 33 Cara Kerja Power Steering Posisi Belok Kanan

c) Posisi Belok Kiri

Sama halnya dengan membelok ke kanan, kendaraan

membelok ke kiri torsian bar terpuntir dan control shaft

berputar ke kiri. Minyak yang dialirkan dari pompa ditahan

oleh orifice X’ dan Y’ dan menutup aliran ke lubang B dan

D. Akibatnya minyak mengalir dari lubang C ke Sleeve C

dan kemudian ke ruang silinder kiri memberikan bantuan

power steering. Pada waktu yang sama, minyak pada silinder

kanan mengalir kembali ke reservoir tank melalui sleeve C-

lubang B- lubang D- ruang D.

Gambar 34 Cara Kerja Power Steering Posisi Belok Kiri

40

2) Komponen-komponen Power Steering

a) 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 :

- Reservoir Tank. berfungsi untuk tampungan fluida power

steering.

- 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.

- Flow Control Valve, mengatur volume aliran minyak dari

pompa ke gear housing dan menjaga agar volumenya tetap

pada rpm pompa yang berubah-ubah.

Gambar 35 Komponen Vane Pump

41

b) Gear Housing

Merupakan rumah tempat roda gigi Kemudi, gear

housing pada power steering menggunakan roda gigi tipe rack

and pinion. Dimana steering pinion bagian ujung pada poros

utama kemudi bersinggungan dengan steering rack, sehingga

pada saat steering wheel diputar dan diikuti shaft pinion akan

menggerakkan steering rack ke kiri atau ke kanan. Gerakan

steering rack diteruskan rack and pinion dan tie rod ke roda

depan kiri dan kanan. Roda gigi rack and pinion mempunyai

keuntungan sebagai berikut :

- Konstruksinya sederhana, ringan karena gear box kecil,

rack and pinion sebagai steering linkage.

- Gigi reduksinya lebih besar maka momen untuk

menggerakkan roda lebih ringan.

- Persinggungan giginya langsung sehingga respon

pengemudian sangat tajam.

- Rakitan steering tertutup sehingga tidak memerlukan

perawatan.

Gambar 36 Komponen Gear Housing

42

c) Power Silinder

Power silinder adalah tempat piston bekerja

menggerakkan roda gigi kemudi (steering Gear), Power

silinder juga merupakan tempat piston bekerja dan

ditempatkan pada rack, rack bergerak karena tekanan minyak

yang dihasilkan oleh tekanan vane pump yang bekerja pada

power piston. Kebocoraan minyak dicegah oil seal pada kedua

ruangan silinder dan bagian ujung power cylinder juga dicegah

oil seal untuk mencegah kebocoran fluida. Minyak yang

digunakan dextron dengan SAE 10. Steering wheel

dihubungkan dengan steering main shaft untuk menggerakkan

control valve.

Gambar 37 Komponen Power Silinder

d) Katup Rotary

Mengatur Arah aliran minyak dari pompa, aliran minyak

dari pompa ditentukan oleh control valve (rotary valve) yang

ada didalam rumah gigi (gear housing). Control valve shaft

yang menerima momen dari steering wheel dengan pinion gear

43

dihubungkan oleh pasak dan berputar bersama-sama. Bila tidak

ada tekanan minyak dari vane pump, torsion bar akan terpuntir

sepenuhnya. Control valve shaft dengan pinion gear

berhubungan dengan stopper, sehingga momen dari control

valve diteruskan langsung ke pinion gear.

Gambar 38 Kontruksi Rotary Valve

b. 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.

44

- Gear box yang berisi control valve, power piston dan steering

gear.

- Pipa-pipa yang mengalirkan fluida.

- Selang-selang flexible.

Gambar 39 Komponen Power Steering Type Integral

Gambar 40 Power Steering Type Integral

2) Tipe Rack and Pinion

Control valve power steering tipe ini termasuk didalam

gear housing dan power pistonnya terpisah di dalam power

45

cylinder. Tipe rack and pinion hampir sama dengan mekanisme

tipe integral.

Gambar 41 Komponen Power Steering Type Rack And Pinion

Gambar 42 Power Steering TyPe Rack And Pinion

c. 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.

46

1) Komponen Utama EPS

Umumnya sistem Electric Power Steering (EPS)

menggunakan beberapa perangkat elektronik yang sama, seperti:

a) Control module sebagai komputer untuk mengatur kerja EPS.

b) Motor elektrik bertugas langsung membantu meringankan

perputaran setir.

c) Vehicle speed sensor terletak digear box dan bertugas

memberitahu control module tentang kecepatan mobil.

d) Torque sensor berada di kolom setir dengan tugas memberi

informasi ke control module jika setir mulai diputar oleh

pengemudi.

e) Clutch (kopling) ini ada di antara motor dan batang setir.

Tugasnya untuk menghubungkan dan melepaskan motor

dengan batang setir sesuai kondisi.

f) Noise Suppressor bertindak sebagai sensor yang mendeteksi

mesin sedang bekerja atau tidak dan on-board Diagnostic

Display berupa indikator di panel instrumen yang akan

menyala jika ada masalah sengan sistem EPS.

Gambar 43 Konstruksi EPS

47

2) Cara Kerjanya

a) Setelah kunci diputar ke posisi ON, Control Module

memperoleh arus listrik untuk kondisi stand-by. Seketika itu

pula, indikator EPS pada panel instrumen menyala.

b) Begitu mesin hidup, maka Noise Suppressor segera

menginformasikan pada Control Module untuk mengaktifkan

motor listrik dan clutch pun langsung menghubungkan motor

dengan batang setir.

c) Torque Sensor salah satu sensor yang terletak pada steering

rack bertugas member informasi pada Control Module ketika

setir mulai diputar. Dan mengirimkan informasi tentang sejauh

apa setir diputar dan seberapa cepat putarannya.

d) 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.

e) 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

48

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. Namun karena sistem

kemudi yang dilengkapi EPS in 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 44 Cara Kerja EPS

3) Macam-Macam EPS

a) 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

49

letaknya menempel pada rack dan di tempatkan pada gearbox

steering.

Gambar 45 Tipe EPS Fully Electric

b) 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. Perangkat EPS yang digunakan tentunya tidak lagi

menempel pada mesin. Namun masih mengandalkan minyak

untuk meringankan gerak setir. Power steering hidraulis

membuat mobil lebih boros BBM hingga sekitar 1,07 km/l.

Gambar 46 Tipe EPS Semi Electric