MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM KEMUDI POWER STEERING PADA KIJANG 5K (STEERING GEAR) PROYEK AKHIR

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM KEMUDI POWER STEERING PADA KIJANG 5K (STEERING GEAR)

PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya/Amd

Oleh :

TOPIK ROHMANSAH NIM. I8609033

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2012 i


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSETUJUAN

Proyek Akhir dengan Judul ”Modifikasi sistem Kemudi Manual menjadi Sistem Kemudi Power SteeringPadaToyota Kijang 5 K” ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pada Hari

:

Tanggal

:

Pembimbing I

Pembimbing II

Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT.,

JakaSulistya Budi, ST.,

NIP. 197202292000121001

NIP. 196710191999031001 commit to user

ii


digilib.uns.ac.id

P royek Akhir Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Univesitas Sebelas Maret Dengan judul :

MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENAJADI SISTEM KEMUDI POWER STEERING PADA KIJANG 5 K (STEERING GEAR) Disusun oleh : TOPIK ROHMANSAH NIM. I 8609033 Telah dapat disahkan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya.

Surakarta,

Agustus 2012

Pembimbing I

Pembimbing II

Wahyu Purwo Raharjo, ST.,MT.,

Jaka Sulistya Budi, ST.,

NIP. 197202292000121001

NIP. 196710191999031001 Mengetahui

Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Heru Sukanto, S.T., M.T. NIP. 197207311997021001 commit to user

iii


digilib.uns.ac.id

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini dengan judul ”Modifikasi Sistem Kemudi Manual menjadi Sistem Kemudi Power Steering’’. Laporan Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mengalami masalah dan kesulitan, tetapi berkat bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak maka penulis dapat menyelesaikan laporan ini. Oleh karena itu, pada kesempatan yang bahagia ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada : 1. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT., selaku pembimbing I Proyek Akhir. 2. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST., selaku pembimbing II Proyek Akhir dan sebagai koordinator Proyek Akhir. 3. Bapak Heru Sukanto, ST., MT., selaku Ketua Program D III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Mas Solikhin, mas Rohmad, dan mas Sariyanto selaku laboran Motor Bakar terima kasih atas bimbingan dan bantuannya 5. Teman- teman Proyek Akhir Damar dan Whonica yang selalu membantu dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini. 6. Teman – teman, D3 Teknik Mesin Otomotif 2009 terima kasih atas persaudaraan, kekompakan dan canda tawanya. 7. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu yang telah membantu dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini.

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyusunan laporan ini, maka segala kritikan yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini. Akhir kata penulis hanya bisa berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri khususnya dan para pembaca baik dari kalangan akademis maupun lainnya.

Surakarta, Juli 2012

Penulis

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

ABSTRAKSI TOPIK, 2012, “MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI POWER STEERING PADA TOYOTA KIJANG 5K” (STEERING GEAR),Proyek Akhir, Program Studi Diploma III Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta

Proyek Akhir ini bertujuan untuk memodifikasi sistem kemudi manual tipe recirculating ball menjadi sistem kemudi dengan power steering tipe rack and pinion pada Toyota kijang 5k. Power steering adalah sebuah sistem yang berfungsi untuk memperingan tenaga yang dibutuhkan untuk memutarkan kemudi terutama pada kecepatan rendah. Sistem power steering ini mempunyai beberapa komponen utama yang yang terdiri dari tangki reservoir, vane pump, power cylinder dan steering gear. Steering gear berfungsi untuk mengarahkan roda depan, dan dalam waktu bersamaan juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar kemudi menjadi lebih ringan. Gerakan putar pinion diubah langsung oleh rack menjadi gerakan mendatar. Kesimpulan yang didapat dari Proyek Akhir ini adalah sistem kemudi manual pada Toyota kijang dapat diubah menjadi sistem kemudi dengan power steering tipe rack and pinion. Gangguan yang sering terjadi pada steering gear rack and pinion adalah kerusakan pada oil seal dan O-ring pada power cylinder dan control valve assembly dikarenakan rusak atau sobek. Cara mengatasi gangguan pada steering gear rack and pinion adalah dengan mengganti seal - seal yang rusak.

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL HALAMAN PERSETUJUAN HALAMAN PENGESAHAN KATA PENGANTAR ABSTRAKSI DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah 1.2. Tujuan Proyek Akhir 1.3. Manfaat Proyek Akhir BAB II DASAR TEORI 2.1. Sistem Kemudi 2.1.1 Sistem Kemudi Manual 2.1.2 power steering 2.1.3 Prinsip Kerja Power Steering BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1. Perencanaan 3.2. Gambar Komponen BAB IV PEGERJAAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Pegerjaan 4.1.1 Pelepasan kemudi manual 4.1.2 Rekondisi power steering 4.1.3 Pembuatan Dudukan 4.1.4 Proses pemotongan 4.1.5 Proses Pengecatan 4.1.6 Proses Pemasangan 4.1.7 Proses Pengujian 4.2 Pembahasan 4.2.1 Gangguan pada Steering Gear 4.2.2 Penyebab penyebab kebocoran 4.2.3 Pembongkaran Steering Gear BAB V KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user

viii

i ii iii iv vi vii viii 1 1 2 2 3 3 4 7 16 18 18 22 26 26 26 27 28 30 32 33 35 36 36 37 39 47 48 49


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gambar 2.2. Gambar 2.3. Gambar 2.4. Gambar 2.5. Gambar 2.6. Gambar 2.7. Gambar 2.8. Gambar 2.9. Gambar 2.10. Gambar 3.11. Gambar 2.12. Gambar 2.13. Gambar 2.14. Gambar 2.15. Gambar 2.16. Gambar 2.17 Gambar 3.1. Gambar 3.2. Gambar 3.3. Gambar 3.4. Gambar 3.5. Gambar 3.6. Gambar 3.7. Gambar 3.8. Gambar 3.9. Gambar 3.10. Gambar 3.11 Gambar 3.12. Gambar 3.13 Gambar 3.14. Gambar 4.1. Gambar 4.2. Gambar 4.3. Gambar 4.4. Gambar 4.5. Gambar 4.6. Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. Gambar 4.10. Gambar 4.11. Gambar 4.12. Gambar 4.13. Gambar 4.14.

Sistem kemudi Sistem kemudi recirculating ball Sistem kemudi rack and pinion Power steering tipe rack and pinion Gear housing dan power cylnder Kontruksi control valve Control valve dalam posisi netral Control valve dalam posisi belok kanan Control valve dalam posisi belok kiri Cara kerja control valve dalam putaran rendah Cara kerja control spool dalam putaran rendah Cara kerja control valve dalam putaran sedang Cara kerja control spool dalam putaran sedang Cara kerja control valve dalam putaran tinggi Cara kerja control spool dalam putaran tinggi Cara kerja power steering posisi lurus Cara kerja power steering posisi belok Sistem kemudi rack and pinion Dudukan power cylinder Braket power cylinder Dudukan vane pump Rangkaian v- belt Alur fluida Power steering tipe rack and pinion Rack Steering gear housing Rack boot Rack end Tie rod Control valve housing Control valve assembly Sistem kemudi recirculating ball Pengelasan dudukan Pengelasan braket power cylinder Pengelasan dudukan vane pump Menggerinda dudukan Pemotongan poros intermadiate Pemotongan ulir rack end Pemasangan dudukan power cylinder Pemasangan power cylinder Steering gear rack and pinion Letak kebocoran pada steering gear Mencepit steering gear dengan ragum Melepas rack boot commit to user Pelepasan lock nut ix

3 4 6 8 9 10 11 11 12 14 14 15 15 15 16 17 17 18 19 19 20 20 21 22 22 23 23 24 24 25 25 27 28 29 30 30 31 32 33 34 36 37 39 39 40


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.15. Pelepasan rack end Gambar 4.16. Pelepasan Control valve assembly Gambar 4.17. Pelepasan steering rack Gambar 4.18. Pemasangan rack end Gambar 4.19. Pemasangan rack boot

commit to user

x

40 40 41 42 43


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah Sistem kemudi pada mobil berfungsi untuk mengendalikan atau mengatur arah kendaraan dengan cara membelokkan roda depan. Dalam sistem kemudi manual, gaya yang diperlukan untuk memutar roda depan sepenuhnya berasal dari putaran roda kemudi yang diputar oleh pengemudi. Hal ini akan berpengaruh pada kenyamanan pengemudi dan penumpangnya. Untuk mengurangi gaya yang diperlukan dalam memutar roda depan, diperlukan suatu sistem bantuan kemudi yang disebut power steering. Power steering adalah sebuah sistem yang berfungsi untuk memperingan tenaga yang dibutuhkan untuk memutarkan kemudi terutama pada kecepatan rendah. Power steering biasanya digunakan pada kendaraan besar, tetapi sekarang juga digunakan pada mobil-mobil penumpang yang berukuran kecil. Sistem Power steering membuat roda kemudi lebih ringan pada saat belok ketika mobil berjalan dengan kecepatan rendah dan memberikan kenyaman pada saat kecepatan tinggi Menyadari akan pentingnya peranan sistem kemudi dengan power steering maka diambil rumusan masalah “Memodifikasi Sistem Kemudi Manual menjadi Sistem Kemudi dengan

Power Steering tipe Rack and Pinion pada Toyota

Kijang. Batasan masalah Proyek Akhir ini adalah

membahas tentang sistem

kemudi power steering tipe rack and pinion khususnya tentang steering gear rack and pinion.

commit to user

1

2 digilib.uns.ac.id


1.2. Tujuan Proyek Akhir Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah : 1. Memodifikasi sistem kemudi manual menjadi power steering tipe rack and pinion. 2. Untuk mengetahui cara kerja dari steering gear rack and pinion dan komponen komponennya. 3. Untuk mengetahui gangguan – gangguan dan cara mengatasi gangguan yang terjadi pada steering gear rack and pinion. 1.3. Manfaat Proyek Akhir Manfaat yang diperoleh dari Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Dapat merubah sistem kemudi manual menjadi sistem kemudi dengan power steering rack and pinion. 2. Dapat membantu meningkatkan pemahaman tentang sistem kemudi dengan power steering tipe rack and pinion.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II DASAR TEORI 2.1 Sistem kemudi Sistem kemudi suatu kendaraan berfungsi untuk mengendalikan arah gerak kendaraan sesuai dengan keinginan pengemudi. Pengendalian arah gerak ini dilakukan oleh pengemudi, dengan jalan memutarkan atau mengubah roda kemudi sesuai dengan arah yang dikehendaki. Prinsip kerjanya, apabila steering wheel (roda kemudi) diputar, steering colomn (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.

Gambar 2.1 Sistem Kemudi (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) Sistem kemudi yang dipakai pada kendaraaan jika ditinjau dari tenaga yang dipakai untuk membelokkan roda kemudi, dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sistem kemudi manual dan sistem kemudi power steering. commit to user

3

4 digilib.uns.ac.id


2.1.1. Sistem kemudi manual Pada sistem kemudi manual, gaya yang diperlukan untuk memutar roda depan sepenuhnya berasal dari putaran roda kemudi yang diputar oleh pengemudi. Pada umumnya tipe sistem kemudi dapat dibedakan menjadi : 1. Sistem kemudi recirculating ball a. Keuntungan 1) Komponen gigi kemudi yang relatif lebih besar, bisa digunakan pada mobil yang berukuran sedang dan mobil penumpang besar. 2) Rangkaian antar gigi menggunakan bantalan peluru yang bergulung, menyebabkan keausan relatif kecil dan pemutaran roda kemudi relatif ringan. b. Kerugian 1) Hubungan antar gigi sektor dan gigi cacing tidak langsung, melainkan dengan bantuan mur dan peluru, menyebabkan konstruksi menjadi rumit. 2) Konstruksi yang rumit menyebabkan servis pada kemudi memerlukan perhatian khusus. POROS UTAMA BANTALAN ATAS BALL JOINT SUSPENSI RODA KEMUDI BATANG KEMUDI

BAK RODA KEMUDI TIE ROD PITMAN ARM

LENGAN IDLER LENGAN NAKEL

BATANG PENGHUBUNG

Gambar 2.2. Sistem kemudi recirculating ball (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) Komponen komponen sistem kemudi recirculating ball meliputi: 1. Roda kemudi berfungsi untuk mengendalikan arah roda depan melalui lengan penghubung. 2. Poros utama kemudi berfungsi untuk mengirim gaya putar roda kemudi ke bak commit to user roda gigi kemudi


5 digilib.uns.ac.id

3. Batang kemudi, merupakan tempat poros utama 4. Bak roda gigi kemudi, merubah gerak putar dari roda kemudi menjadi gerak maju mundurnya lengan penghubung, dengan memberikan tambahan gaya. 5. Lengan pitman, meneruskan gerakan gigi kemudi ke batang penghubung. 6. Batang penghubung menghubungkan tie rod sebalah kanan dan kiri 7. Tie rod berfungsi menghubungkan lengan nakel kemudi dengan batang penghubung. 8. Lengan idler menunjang batang penghubung dan tie rod dalam gerakan maju mundur. 9. Lengan nakel berfungsi untuk mengendalikan roda – roda depan sesuai dengan gerakan lengan penghubung. Prinsip kerja sistem kemudi tipe recirculating ball adalah ketika roda kemudi diputar maka gerakan ini akan di teruskan ke worm gear. Hal ini menyebabkan nut atau mur kemudi bergerak bergeser pada worm gear. Sementara nut bergerak, sector shaft juga ikut berputar menggerakkan pitman arm yang diteruskan ke roda depan melalui steering linkage. 2 Sistem kemudi Rack and Pinion Kemudi jenis ini mempunyai konstruksi sederhana dimana gerakan putar pinion diubah langsung oleh rack menjadi gerakan mendatar . a. Keuntungan 1) Konstruksi sederhana dan lebih ringan tipe ini relatif efisien tempat karena gear box yang diperlukan tidak terlalu besar. Rack yang digunakan juga digunakan sebagai sambungan langsung terhadap kemudi sehingga relay rod tidak dibutuhkan. 2) Kontak gigi terjadi secara langsung Sifat diatas menjadikan tipe rak and pinion lebih responsif. 3) Hambatan geser kecil Kemudi tipe ini mampu memindahkan momen lebih baik, sehingga putaran kemudi lebih kecil. 4) Perawatan lebih mudah Hal ini dikarenakan konstruksi dan roda gigi yang tertutup sehingga commit to user memudahkan dalam perawatan.

6 digilib.uns.ac.id


b. Kerugian 1) Bentuk roda gigi relatif kecil, sehingga kemudi jenis ini hanya dapat digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil sampai sedang. 2) Persinggungan antara gigi-gigi terjadi secara langsung sehingga keausan relatif lebih cepat terjadi. 3) Bentuk gigi rak adalah lurus (spur gear), sehingga dapat menyebabakan

cepatnya keausan pada rak. POROS UTAMA

RODA KEMUDI

TIE ROD

BATANG PENGHUBUNG POROS RACK BOOT

RACK AND PINION STEERING KNUCKLE

Gambar 2.3. Sistem kemudi rack and pinion (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) Komponen komponen sistem kemudi rack and pinion: 1. Roda kemudi berfungsi untuk mengendalikan arah roda depan melalui lengan penghubung. 2. Poros utama kemudi berfungsi untuk mengirim gaya putar roda kemudi ke steering gear. 3. Batang kemudi, merupakan tempat poros utama. 4. Poros intermediate berfungsi menghubungkan poros utama dan poros pinion. 5. Steering gear berfungsi menambah gaya yang dikirim dari roda kemudi dan merubah gerakan putar menjadi gerakan translasi. Pada jenis Rack and Pinion komponen utama yang sangat berperan adalah Rack dan Pinion. Gerakan putar pinion diubah langsung oleh rack menjadi gerakan mendatar. Model rack and pinion mempunyai konstruksi sederhana, sudut belok yang tajam dan ringan, commit to user

7 digilib.uns.ac.id


tetapi goncangan yang diterima dari permukaan jalan mudah diteruskan keroda depan sehinnga kurang bagus dalam menahann getaran. 6. Tie rod berfungsi menghubungkan lengan nakel kemudi dengan rack. 7. Rack boot berfungsi mencegah masuknya kotoran atau debu ke dalam mekanisme rack. 8. Steering knuckle berfungsi untuk mengendalikan roda – roda depan sesuai dengan gerakan lengan penghubung. Prinsip kerja sistem kemudi rack and pinion adalah

pinion yang

dihubungkan dengan poros utama kemudi melalui poros penghantar, berkaitan dengan rack. Pada waktu roda kemudi diputar pinion juga ikut berputar. Gerakan ini akan menggerakkan rack dari samping ke samping, lalu gerakan ini dilanjutkan melalui tie rod ke steering knuckle pada roda - roda depan. Ini menyebabkan satu roda terdorong dan satu roda tertarik. perubahan gerak putar menjadi gerak translasi terjadi di rumah gigi kemudi.

2.1.2 Power Steering Power steering adalah sebuah sistem yang berfungsi untuk memperingan tenaga yang dibutuhkan untuk memutarkan kemudi terutama pada kecepatan rendah dan menyesuaikannya pada kecepatan menengah serta tinggi. Power steering menggunakan putaran mesin untuk menggerakkan pompa sehingga membangkitkan tekanan fluida. Tekanan fluida ini bekerja menekan torak yang berada didalam power cylinder dan memberikan tambahan atau bantuan pada pinion dan rack. Besarnya bantuan ini tergantung pada besarnya tekanan hidrolis yang bekerja pada torak. Oleh karena itu bila diperlukan tenaga pengemudi yang besar, maka tekanan harus ditingkatkan. Variasi tekan fluida diatur oleh control valve yang dihubungkan dengan steering main shaft. Sistem power steering konstruksinya tidak jauh beda dengan sistem kemudi manual dengan komponen steering wheel (roda kemudi), Steering column (batang kemudi) dan steering linkage, hanya ditambah mekanis hidrolis yang bertujuan membantu mendorong piston pada power silinder. Untuk tipe rack and commit to user

8 digilib.uns.ac.id


pinion ini mempunyai komponen-komponen yang penting yaitu gear housing, power cylinder, control valve dan vane pump.

STEERING MAIN SHAFT

RESERVOIR TANK

CONTROL VALVE GEAR HOUSING POWER CYLINDER VANE PUMP

Gambar 2.4 . Power Steering tipe Rack and Pinion. (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) 2.1.3 Komponen-komponen power steering 1. Gear Housing 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 end dan tie rod ke roda depan kiri dan kanan. Roda gigi rack and pinion mempunyai keuntungan sebagai berikut : a. Konstruksinya sederhana, ringan karena gear box kecil, rack end sebagai steering linkage. b. Gigi reduksinya lebih besar maka momen untuk menggerakkan roda lebih ringan. c. Persinggungan giginya langsung sehingga respon cepat. d. Rakitan steering tertutup sehingga tidak memerlukan perawatan. 2. Power cylinder Power cylinder adalah tempat piston bekerja dan ditempatkan pada rack, rack bergerak karena tekanan minyak yang dihasilkan oleh tekanan vane pump commit to user yang bekerja pada power piston. Kebocoran tekanan minyak di cegah oleh seal

9 digilib.uns.ac.id


ring pada piston dan juga oil seal pada kedua sisi silinder untuk mencegah minyak bocor ke bagian luar. Steering wheel dihubungkan dengan steering main shaft untuk menggerakkan control valve. Pada saat steering wheel dalam posisi lurus control valve pada posisi netral sehingga minyak dari vane pump tidak bekerja dikedua ruangan tetapi dialirkan ke reservoir tank. Jika steering wheel diputar kesalah satu arah, maka control valve merubah saluran fluida sehingga minyak pada ruangan lainnya dikeluarkan dan mengalir ke reservoir tank. Tipe rack and pinion yang mengatur perubahan saluran ada dua macam alat, yaitu spool valve dan rotary valve. Pada masing-masing jenis terdapat torsion bar yang terletak diantara control valve dan pinion. Bekerjanya control valve tergantung besarnya puntiran yang diterima torsion bar. Pada saat tidak ada tekanan minyak, torsion bar berputar sampai titik tertentu sehingga control shaft stopper langsung memutar pinion dan menggerakan rack, seperti pada sistem kemudi manual.

Gambar 2.5. Gear Housing dan Powe cylinder (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) 3. Control Valve Control valve (rotary valve) didalam rumah roda gigi (gear housing) menentukan arah aliran minyak dari pompa. Control valve shaft yang menerima momen dari steering wheel dengan pinion gear dihubungkan oleh sebuah pasak dan berputar bersama. Bila tidak ada tekanan minyak dari vane pump, torsion bar akan terpuntir sepenuhnya. Control valve shaft dengan pinion gear berhubungan pada stopper. Sehingga momen dari control valve diteruskan langsung ke pinion gear.

commit to user

10 digilib.uns.ac.id


Gambar 2.6. Konstruksi Control Valve (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) Cara Kerja Pengaturan Minyak Pembatasan dalam sirkuit hidrolis dilakukan oleh gerakan putar dari control valve shaft dalam kaitan dengan rotary valve. Pada saat membelok ke kanan tekanan ditutup pada orifice X dan Y dan pada saat berbelok ke kiri pembatasan dilakukan pada orifice X’ danY’. Pada saat roda kemudi diputar, maka control valve berputar memutarkan pinion gear melalui torsion bar, Pada saat control valve terpuntir berlawanan dengan pinion gear sesuai dengan gaya pada permukaan jalan, control valve shaft hanya berputar sebatas puntiran dan gerakan ke kiri dan ke kanan mengikuti rotari valve. Akibatnya orifice X ,Y (X’ dan Y’) terbentuk dan perbedaan tekanan hidraulis pada ruangan silinder sisi kanan dan kiri. Dengan cara inilah putaran control valve langsung melakukan perubahan saluran untuk mengatur tekanan minyak. Minyak dari vane pump masuk dari lingkaran luar rotary valve dan minyak kembali ke tangki reservoir melalui celah antara torsion bar dan control valve shaft. 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. Minyak yang dialirkan dari pompa kembali ke tangki reservoir melalui lubang D pada ruang D. Ruangan sebelah kiri dan kanan commit to user



dalam silinder mulai bertekanan, tetapi keduanya tidak ada perbedaan maka tidak terjadi bantuan power steering.

Gambar 2.7. Control Valve dalam posisi netral (http://training.hmc.co.kr. daniyusuf)

b. Posisi Belok Kanan Pada saat membelok ke kanan, Torsian bar terpuntir dan control valve berputar ke kanan. Minyak dari pompa ditahan oleh orifice X danY dari edge untuk menghentikan aliran ke lubang C dan D. Akibatnya minyak mengalir ke lubang B ke sleeve B dan kemudian ke silinder kanan, menyebabkan rack pinion bergerak ke kiri dengan bantuan power steering. Pada saat bersamaan minyak dari ruang silinder kiri kembali ke reservoir tank melalui sleeve Clubang C- lubang D ruang D.

Gambar 2.8. Control Valve posisi belok kanan. (http://training.hmc.co.kr. commit to user daniyusuf)



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 2.9. Control Valve posisi belok kiri (http://training.hmc.co.kr. daniyusuf)

4. Vane Pump Vane pump adalah bagian utama dari sistem 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, dilengkapi dengan idle up untuk mencegah kondisi mesin tidak mati pada saat steering wheel di putar maksimal. Vane pump termasuk jenis pompa rotary. Pompa rotary ini digunakan vane yang berbentuk sliding blide, karena didalam rotornya berbentuk blide yang bekerja karena gaya sentrifugal dan tipe ini banyak digunakan pada power steering. Adapun komponen yang ada dalam vane pump adalah : a. Reservoir Tank Reservoir tank berfungsi untuk menampung fluida power steering. Penempatan reservoir dapat disatukan dengan pump body dan dapat terpisah. commit to user Tutup tangki dilengkapi dengan stick ukur yang berfungsi mengetahui jumlah



fluida pada tangki, apabila ketinggian minyak kurang dari tanda yang ditentukan maka ada udara yang masuk pada sistem tersebut, akan mengurangi kerja dari pompa atau kerja pompa menjadi tidak normal. b. Pump Body Pump body adalah rumah dari rotor blade dan pompa digerakan oleh puli poros engkol mesin dengan drive belt, dan mengalirkan tekanan fluida ke gear housing. Volume fluida dari pompa adalah sebanding dengan putaran mesin, banyaknya minyak yang dialirkan ke gear housing akan diatur oleh flow control valve sehingga bila kelebihan fluida akan dialirkan ke sisi hisap (suction side). c. Flow Control Valve Katup pengaturan aliran (Flow Control Valve) mengatur volume aliran minyak dari pompa ke gear housing dan menjaga agar volumenya tetap pada rpm pompa yang berubah-ubah. Sekarang banyak pompa power steering yang menggunakan control spool bersama dengan flow control valve untuk menurunkan volume aliran minyak pada saat pompa mencapai kecepatan tertentu. Dengan tujuan memperoleh gaya kemudi yang sesuai meskipun mobil dikemudikan dengan kecepatan tinggi. Pompa power steering juga mempunyai relief valve yang dipasang didalam flow control valve untuk mengatur tekanan minyak maksimum. Tekanan maksimum tercapai pada saat roda kemudi diputar sepenuhnya ke kiri atau ke kanan, kemudian control valve menutup rapat saluran balik. Cara kerja control valve 1. Selama Kecepatan Rendah Tekanan pompa P1 dialirkan ke sebelah kanan flow control valve dan P2 dialirkan ke sebelah kiri setelah melewati orifice 1 dan 2. Perbedaan tekanan antara P2 dan P1 akan semakin besar bila kecepatan rpm mesin bertambah. Bila perbedaan tekanan P1 dan P2 mampu mengalahkan tegangan pegas (A) pada flow control valve, maka flow control valve akan bergerak ke kiri. Ini membuka saluran pada sisi hisap pompa (pump suction side), sehingga minyak akan kembali ke sisi hisap pompa. Dengan cara ini, volume aliran minyak ke gear housing di kontrol.

commit to user



Gambar 2.10. Cara kerja control valve pada putaran rendah (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995)

Gambar 2.11. Cara kerja control spool pada putaran rendah (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) 2. Selama Kecepatan Sedang Tekanan pengeluaran P1 dialirkan ke sebelah control spool. Bila pompa berputar di atas 1250 rpm, maka tekanan P1 mengalahkan tegangan pegas (B) dan mendorong control spool ke kanan sehingga volume minyak yang melalui orifice 2 akan berkurang dan menyebabkan penurunan tekanan P2. Akibatnya, perbedaan tekanan antara P1 dan P2 bertambah. Sebagai akibatnya, flow control valve bergerak ke kiri sehingga minyak kembali kesisi hisap pompa dan menurunkan tekanan volume aliran minyak yang ke gear housing. Dengan kata lain, bila control spool bergerak ke kanan, ujung spool bergerak ke arah orifice 2 sehingga mengurangi volume minyak yang mengalir melalui orifice.

commit to user



Gambar 2.12. Cara kerja control valve pada putaran sedang (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995)

Gambar 2.13. Cara kerja control spool pada putaran sedang. (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) 3. Selama Kecepatan Tinggi Bila kecepatan pompa melebihi 2500 rpm maka control spool terdorong sepenuhnya ke kanan menutup rapat orifice no.2 pada saat in tekanan P2 ditentukan oleh banyaknya minyak yang dialirkan melaui orifice no.1. Volume aliran minyak ke gear housing dikontrol dengan cara ini.

Gambar 2.14. Cara kerja control valve pada putaran tinggi. (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995)

commit to user



Gambar 2.15. Cara kerja control spool pada putaran tinggi. (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995)

2.1.3. Prinsip Kerja Power Steering Prinsip kerja Power Steering dari sistem kemudi yang menggunakan peralatan hidrolis adalah bekerja untuk meringankan pengemudian, adapun sumber tenaganya dari pompa yang menggunakan putaran mesin. Pompa pada power

steering

yang digerakkan

mesin

bertujuan

membangkitkan tekanan fluida. Fluida yang bertekanan, menekan torak dalam power cylinder yang membantu tenaga gerak pada pinion dan batang rack. Besarnya tenaga bantu yang dihasilkan, tergantung pada tekanan hidrolis yang bekerja pada torak. Oleh karena itu diperlukan tenaga pengemudian yang besar, maka tekanan harus ditingkatkan. Tekanan fluida ini diatur oleh katup pengontrol (control valve) yang dihubungkan dengan steering main shaft. Katup pengontrol (control valve) menurut cara kerjanya dibedakan menjadi dua, yaitu : a. Posisi Netral (Lurus) Minyak dari pompa dialirkan ke katup pengontrol (control valave). Bila katup pengontrol berada pada posisi netral, semua minyak akan mengalir melalui katup pengontrol ke seluruh relief port dan kembali ke pompa. Pada saat ini tidak terbentuk tekanan dan tekanan pada kedua sisi torak sama, torak tidak akan bergerak kemanapun.

commit to user



Gambar 2.16. Posisi lurus (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) b. Pada Saat Membelok Pada saat poros utama kemudi (steering main shaft) diputar ke salah satu arah, maka katup pengontrol juga akan bergerak menutup ke salah satu saluran minyak. Saluran yang lain akan terbuka dan terjadi perubahan volume aliran minyak dan akhirnya terbentuk tekanan. Pada kedua sisi torak akan bergerak ke sisi yang bertekanan lebih rendah sehingga minyak yang berada dalam ruangan tersebut dialirkan ke pompa melalui katup pengontrol.

Gambar 2.17. Posisi belok. (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995)

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

3.1 Perencanaan Perencanaan yang dilakukan dalam memodifikasi sistem kemudi manual menjadi sistem kemudi power steering adalah sebagai berikut : 1. Memilih sistem kemudi power steering tipe rack and pinion. Dalam hal ini power steering menggunakan milik Toyota Grand Extra. 2. Merekondisi power steering tipe rack and pinion yang dipilih untuk mengetahui komponen komponen yang aus atau rusak sebelum power steering dipasang. 3. Melihat mobil kijang yang menggunakan sistem kemudi power steering tipe rack and pinion, untuk mengetahui

konstruksi power steering

dan

mengetahui bagian – bagian dari power steering serta mengetahui tata letak dari bagian - bagiannya. 4. Setelah dilakukan pengamatan pada mobil kijang yang menggunakan power steering tipe rack and pinion maka meniru tata letak komponen power steering dimana power cylinder dipasang pada crossmember sedangkan vane pump dipasang di atas dudukan kompresor ac.

Gambar 3.1. Sistem kemudi model rack and pinion user Motor, 1995) (Sumber. Timcommit ToyotatoAstra

18



5. Membuat dudukan power cylinder pada crossmember, dengan membuat dua buah dudukan kiri dan kanan kemudian membautnya dengan baut 14 mm. Serta membuat dua buah braket untuk menopang power cylinder agar terpasang dengan kencang.

Gambar 3.2 Dudukan power steering pada crossmember

6. Membuat braket power cylinder dimana braket dibaut dengan baut 14 mm dengan duduan power cylinder.

Gambar 3.3 braket power cylinder commit to user



7. Membuat dudukan pompa power steering, dimana dudukannya dibaut menggunakan baut 14 mm dan dijadikan satu dengan dudukan kompresor ac.

Gambar 3.4 Dudukan vane pump

8. Pemasangan V-belt dijadikan satu dengan pully kipas dan kompresor ac

Vane pump

Kompresor ac

Pully kipas

Tensioner

Gambar 3.5 Rangkaian V- belt

commit to user



9. Pemasangan serta tata letak dari selang selang power steering Adapun alur fluida power stering adalah sebagai berikut , dari reservoir mengalir ke vane pump, dari vane pump kemudian menuju control valve , dalam control valve di atur kemana arah fluida selanjutnya.

Gambar 3.6 Alur fluida power steering (Sumber Louis Altazan. - agcoauto.com)

commit to user



3.2 Gambar Komponen

Gambar 3.7 power steering tipe rack and pinion

Gambar 3.8 Rack commit to user



Gambar 3.9 Steering Gear Housing

Gambar 3.10. Rack Boot commit to user



Gambar 3.11. Rack End

Gambar 3.12. Tie Rod

commit to user



Gambar 3.13. Control Valve Housing

Gambar 3.14. Control Valve Assembly commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PENGERJAAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengerjaan Proses pengerjaandalam memodifikasi sistem kemudi manual menjadi power steering dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu : Tahap 1 : Pelepasan Kemudi Manual Tahap 2 : Rekondisi Power Steering Tahap 3 : Pembuatan Dudukan Tahap 4 : Proses Pemotongan Tahap 5 : Proses Pengecatan Tahap 6 : ProsesPemasangan Tahap 7 : Proses Pengujian

4.1.1. Pelepasan Kemudi Manual Pelepasan kemudi manual dimaksudkan untuk mengganti sistem kemudi yang dulunya menggunakan model recirculating ball menjadi sistem kemudi dengan power steering tipe rack and pinion. Adapun langkah - langkah pelepasan sebagai berikut : a. Mendongkrak kendaraan menggunakan dongkrak untuk mempermudah dalam pelepasan sistem kemudi. b. Memasang stand penyangga pada mobil sebagai pengaman. c. Melepas roda depan kiri dan kanan. d. Melepas sistem kemudi tipe recirculating ball dengan melepas komponen komponennya, seperti : - Melepas intermediate shaft dari steering gear hausing. - Melepas pitman arm dari sector shaft. - Melepas pitman arm dari relay rod. - Melepas tie rod dari relay rod. - Melepas tie rod dari knuckle arm. commit to user 26



Gambar 4.1 Sistem kemudi model recirculating ball (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995) e. Melepas mesin untuk mempermudah pengeboran pada crossmember dan mempermudah pemasangan dudukan yang akan di buat.

4.1.2 Rekondisi power steering Rekondisi power steering dimaksudkan untuk mengetahui

komponen

komponen power steering yang sudah aus atau rusak. Sehingga sistem power steering dapat bekerja dengan maksimal dan tidak terjadi kebocoran pada sistem. Adapun langkah rekondisi power steering adalah sebagai berikut : a. Memeriksa bearing pada control valve housing, setelah diperiksa bearing masih baik b. Memeriksa O-ring dan seal, setelah diperiksa seal masih baik. c. Memeriksa steering rack , setelah diperiksa steering rack masih bagus. d. Memeriksa kondisi rack end , setelah diperiksa ternyata rack end sudah aus pada bagian ball joinnya maka perlu penggantian. e. Memeriksa kondisi tie rod, setelah diperiksa tie rod sudah rusak maka perlu penggantian. f. Memeriksa kondisi rack boot, setelah diperiksa rack boot masih bagus dan tidak sobek. g. Memeriksa kondisi grommet ( karet braket ), setelah diperiksa keret sudah aus maka perlu penggantian karet. commit to user



h. Memeriksa kondisi pipa presssur, setelah diperiksa pipa tidak bocor dan tidak tersumbat. j. Memeriksa kondisi vane pump , setelah diperiksa vane pump masih bagus.

4.1.3. Pembuatan Dudukan Dalam pembuatan dudukan disini terdiri dari 2 macam, yang pertama dudukan untuk power cylinder dan yang kedua dudukan untuk pompa power steering. a. Dudukan power cylinder Dudukan power cylinder ditempatkan dan dibaut pada crossmember menggunakan baut 14 mm. Dudukan power cylinder yang akan dibuat berjumlah 2 buah di pasang kiri dan kanan. Adapun proses pembuatan dudukan sebagai berikut : 1. Memotong bahan atau plat yang akan digunakan dalam pembuatan dudukan sesuai dengan ukuran. Dimana panjang plat 150 x 30 mm dan 50 x 30 mm. Pemotongan dilakukan dengan menggunakan mesin pemotong maupun dengan alat pemotong manual. 2. Mengebor crossmember untuk tempat dudukan power cylinder, dan mengebor juga plat yang telah dipotong sehingga ukuran lubang crossmember dan dudukan dapat tepat dan presisi. 3. Mengelas plat yang telah dipotong dan yang telah dibor menggunakan las listrik.

commit to user Gambar 4.2 Pengelasan dudukan



4. Menggerinda plat dudukan yang telah dilas menggunakan gerinda tangan supaya kerak - kerak bekas pengelasan dapat hilang, sehingga dudukan terlihat bersih dan rapi. 5. Membuat

klem

atau

braket

power

cylinder

dengan

cara

membengkokkan plat dengan menggunakan las asetelin dengan ukuran diameter 60 mm. Kemudian memotong plat dengan alat potong dan yang terakir mengebornya dengan mata bor 12 mm.

Gambar 4.3 Braket power cylinder

b. Dudukan vane pump Dudukan vane pump terletak diatas kompresor ac dan dibaut menggunakan baut 14 mm dijadikan satu dengan dudukan kompresor ac. Adapun tahap - tahap dalam pembuatan dudukan vane pump adalah sebagai berikut : 1. Memotong bahan atau plat yang akan digunakan dalam pembuatan dudukan sesuai dengan ukuran. Dimana panjang plat 160 x 70 mm dan 110 x 70 mm. Pemotongan dilakukan dengan menggunakan mesin pemotong maupun dengan alat pemotong manual. 2. Mengebor plat dengan menggunakan mesin bor dengan mata bor 12 mm, sebelum penegeburan plat terlebih dahulu disesuaikan dengan vane pump sagar ukuran lubang dapat presisi dan tepat. 3. Mengelas plat yang telah dipotong dan yang telah dibor menggunakan las listrik.

commit to user



Gambar 4.4 Pengelasan dudukan 4. Menggerinda plat dudukan yang telah dilas menggunakan gerinda tangan supaya kerak - kerak bekas pengelasan dapat hilang, sehingga dudukan terlihat bersih dan rapi.

Gambar 4.5. Menggerinda dudukan 4.1.4 Proses Pemotongan Proses pemotongan dilakukan karena bagian dari sistem kemudi terlalu panjang seperti poros intermediate dan rack end. Oleh karena itu perlu dilakukan pemotongan baik menggunakan mesin pemotong maupun dengan cara manual. a. Pemotongan Poros Intermediate Poros intermediate merupakan poros penghubung antara steering gear dengan steering column, apabila poros terlalu panjang maka poros tidak dapat masuk dalam steering gear. Adapun langkah pemotongan sebagai berikut : 1. Melepas poros intermediate dari poros utama dengan melepas ke 2 buah mur dan bautnya.commit to user



2. Mengukur seberapa panjang poros yang akan dipotong. Kurang lebih 25 mm. 3. Memotong poros intermediate yang telah diukur menggunakan gergaji besi atau alat potong lainnya

Gambar 4.6. Pemotongan poros intermediate 4. Mengebor sambungan poros intermediate bagian atas dengan mata bor 16 mm, kemudian mengikir lubang bekas pengeboran dengan kikir bulat. 5. Memasukkan poros intermediate ke dalam sambungan atas dan mengelasnya menggunakan las listrik. 6. Menggerinda

poros

setelah

dilakukan

pengelasan

untuk

menghilangkan kerak – kerak bekas pengelasan.

b. Pemotongan Rack End Rack end merupakan penghubung antara rack dengan steering knuckle, pada ujung reck end terdapat ulir yang dihungkan dengan tie rod. Adapun proses pemotongan adalah sebagai berikut : 1. Mengukur berapa panjang rack end yang akan dipotong kiri dan kanan, kurang lebih 30 mm 2. Memotong ulir rack end yang telah diukur menggunakan gergaji besi ataupun alat potong lainnya dengan mencepit rack end pada tanggem atau alat jepit lainnya supaya dapat lurus dan bagus. commitpemotongan to user



Gambar 4.7. Pemotongan ulir rack end 3. Memperpanjang ulir yang telah dipotong dengan menggunakan mesin bubut , karena ulir terlalu pendek apabila dipasang pada tie rod. 4. Membuat penyetel untuk penyetelan toe in dan toe out pada rack end dengan mengikir permukaan kiri dan kanan ataupun atas dan bawah pada permukaan rack end.

4.1.5. Proses Pengecatan Proses pengecatan ini dilakukan untuk melindungi dudukan dari karat dan dari kotoran, juga untuk memperindah dudukan sehingga terlihat bersih dan mengkilat. Adapun bahan atau alat yang akan dicat adalah : dudukan power cylinder, braket power cylinder, lubang bekas pengeboran pada crossmember, poros intermediate, dan dudukan vane pump. Adapun proses pengecatan sebagai berikut : 1. Mengamplas dudukan power cylinder, dudukan vane pump, braket power cylinder dan poros intermediate menggunakan amplas kasar terlebih dahulu agar kotoran dan karat dapat hilang dari permukaan dudukan. 2. Mengamplas dudukan, braket dan poros intermediate menggunakan amplas halus agar permukaan dudukan dapat bersih dan rata 3. Mencampur cat hitam dengan tiner pada suatu wadah, kemudian mengaduknya sampai rata. Untuk hasil yang bagus pencampuran tiner dengan cat harus benar tidak kurang dan tidak lebih, kalu kurang maka hasilnya akan encer dan kalau to lebih hasilnya akan terlalu kental. commit user



4. Mengecat

dudukan,

braket

dan

poros

intermediate

dengan

menggunakan kuas, pengecetan dilakukan dengan bertahap agar hasil yang di dapat bisa bagus dan merata. 5. Menjemur dudukan, braket dan poros intermediate agar cepat kering kemudian mengecat kembali dudukan, braket dan poros intermediate yang telah kering supaya di dapat hasil yang bagus dan rapi.

4.1.6. Proses Pemasangan Proses pemasangan adalah proses penggabungan komponen - komponen menjadi sebuah sistem atau alat yang dapat difungsikan sesuai dengan fungsi yang diharapkan. Langkah-langkah perakitan atau pemasangan sistem kemudi dengan power steering pada mobil kijang adalah sebagai berikut : 1. Memasang

dudukan

power

cylinder

pada

crossmember

dan

membautnya menggunakan baut 14 mm. Dudukan harus terpasang dengan kencang agar power cylinder tidak bergerak.

Gambar 4.8.Pemasangan dudukan power cylinder 2. Memasang power cylinder pada dudukannya yaitu pada crossmember kemudian memasang braket power cylinder dan membautnya menggunakan baut 14 mm. Pemasangan braket harus kencang agar power cylinder tidak bergerak. commit to user



Gambar 4.9. Pemasangan power cylinder pada crossmember

3. Memasang tie rod pada steering knuckle memasang

pula

mur

beserta

kiri dan kanan. Dan

penguncinya,

kemudian

mengencangkannya dengan kunci ring 17 agar tie rod terpasang dengan kencang . 4. Memasang poros intermediate pada poros utama dengan memasang ke 2 buah mur dan bautnya serta memasang pula fleksible joint poros intermediate ke dalam steering gear dan memasang baut penguncinya. 5. Memasang dudukan vane pump pada dudukan kompresor ac dan memasang baut- bautnya. Baut harus terpasang dengan kencang agar dudukan kompresor tidak bergerak saat vane pump di pasang pada dudukannya. 6. Memasang vane pump pada dudukannya dan membautnya dengan kencang menggunakan baut 12 mm. 7. Memasang V-belt

(sabuk penggerak) pada vane pump yang

pemasangannya diambil dari pully kipas dan kompresor ac. 8. Memasang selang - selang fleksible. Dalam pemasangan selang terdapat 4 saluran. Adapun saluran salurannya adalah sebagai berikut: a. Selang tekanan tinggi dari vane pump ke control valve. b. Selang pengembali dari control valve ke tanki reservoir . c. Selang pembagi dari control valve ke silinder sebalah kiri. d. Selang pembagi dari control valveke silinder sebelah kanan. commit to user



4.1.7. Proses pengujian Proses pengujian merupakan suatu uji coba dari keberhasilan suatu alat yang dirancang berdasarkan tujuan dan fungsi dari pembuatan alat tersebut. Proses pengujian dilakukan untuk mengetahui secara langsung apakah sistem kemudi dengan power steering yang telah di buat dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan yang direncanakan. Adapun proses pengujian dalah sebagai berikut: 1. Pengujian usaha kemudi pada sistem kemudi manual. Pengujian ini dilakukan dengan tidak menghidupkan mesin sehingga tidak ada bantuan dari power steering. Kemudian memutar roda kemudi ke kiri dan ke kanan 2. Pengujian usaha kemudi dengan power steering Pengujian ini dilakukan dengan menghidupkan mesin sehingga sistem power steering bekerja. Kemudian memutar roda kemudi ke kiri dan ke kanan kalau terasa ringan berarti sistem power steering dapat bekerja sebagaimana fungsinya. 3. Mengecek apakah terjadi kebocoran pada sistem dengan melihat selang- selang power steering dan nepelnya, kalau oli power steering menetes dari nepel ataupun selang baik itu pada steering gear maupun pada vane pump berarti sistem power steering terjaadi kebocoran. Dan melihat pula pada reservoirnya apakah oli berkurang atau tidak. Kalau tidak ada tetesan oli dan pada tangki reservoir oli tidak berkurang berarti sistem tidak bocor. 4. Pengujian dengan menjalankan mobil Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem kemudi dapat berfungsi dengan

baik

pemakaiannya. Kalau

dan

nyaman

ataupun

enak dalam

belum nyaman perlu dilakukan penyetelan

wheel alignment.

commit to user



4.2. Pembahasan Dalam pembahasan ini, akan dibahas mengenai steering gear rack and pinion. Steering gear tidak hanya berfungsi untuk mengarahkan roda depan, tetapi dalam waktu bersamaan juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar kemudi menjadi lebih ringan. 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 4.10. Steering gear rack and pinion

4.2.1 Gangguan yang terjadi pada steering gear Gangguan yang sering terjadi pada steering gear tipe rack and pinion adalah sebagai berikut : 1. kebocoran pada control valve assembly dikarenakan oil seal dan O-ring sudah rusak atau sobek sehinnga fluida atau minyak power steering tidak dapat dicegah. Cara mengatasinya mengganti oil seal dan O-ring dengan yang baru 2. kebocoran pada control valve housing dikarenakan oil seal dan O-ring sudah rusak atau sobek sehinnga fluida atau minyak power steering tidak dapat commit to user



dicegah. Cara mengatasinya mengganti oil seal dan O-ring dengan yang baru 3. kebocoran pada pipa pressure baik pada power cylinder maupun pada control valve. Dikarenakan ulir yang sudah aus, nepel yang sudah aus dan selang yang sudah aus akibatnya terjadi rambasan oli atau fluida. Cara mengatasinya mengganti pipa pressure dengan yang baru. 4. kebocoran pada power cylinder dikarenakan oil seal dan O-ring sudah rusak atau sobek sehinnga fluida atau minyak power steering tidak dapat dicegah. Cara mengatasinya mengganti oil seal dan O-ring dengan yang baru.

Gambar 4.11. Letak kebocoran pada steering gear

4.2.2. Penyebab penyebab kebocoran 1. Posisi roda yang salah saat parkir. Kesalahan yang kerap dilakukan oleh pengemudi mobil adalah tidak meluruskan posisi roda di saat parkir. Misalnya roda depan sedikit membelok atau melenceng. Mobil yang menggunakan power steering jenis rack and pinion, posisi ban depan seperti itu dapat mengakibatkan terjadinya kebocoran. Pasalnya, saat ban menekuk atau dalam posisi berbelok komponen rack boot rawan robek. Hasilnya berbagai kotoran masuk ke sistem power steering. Akibatnya, steering rack dan seal akan cepat rusak.

commit to user



2. Memutar roda kemudi hingga mentok terlalu lama. Kebiasaan salah yang lain dan tidak disadari oleh pengemudi adalah memutar roda kemudi hingga mentok saat mereka akan memutar arah mobil. Mereka memutar kemudi dengan maksimal hingga kadang berbunyi klak. Apabila hal itu dilakukan dalam waktu tiga hingga lima menit dan berulangulang akan mnyebabkan berkurangnya daya tahan seal power steering bahkan sampai jebol seal power steering tersebut. Hal ini disebabkan salah satu sisi rack pinion steer mendapat dorongan yang kuat dan suhu di power cylinder menjadi tinggi. 3. Tekanan angin ban yang kurang dan komponen kaki-kaki aus. Ban dengan tekanan angin kurang dari standar yang direkomendasikan oleh pabrikan menjadikan laju mobil semakin berat. Hal itu terjadi karena gesekan antara ban dengan permukaan jalan semakin kuat. Beratnya gesekan itu akan menjadikan kerja power steering semakin berat. Akibatnya, komponen yang ada pada peranti itu juga harus bekerja ekstra keras. Oleh karena itu, jika tekanan angin itu sering berulang dan dalam waktu lama akan menjadikan power steering rusak. Begitu pula dengan komponen di kaki-kaki mobil yang sudah aus, baik bushing arm, ball joint, tierod, bearing, shockbreaker, dan lainnya, Sebab ketidakoptimalan kerja komponen itu menjadikan pengendalian roda mobil semakin sulit. Akibatnya, power steering pun harus bekerja ekstra keras untuk mengendalikannya. Jadi, jika hal itu terjadi dalam waktu lama dan terus menerus, power steeringakan cepat rusak. 4. Keterlambatan dalam penggantian oli Mobil yang menggunakan power steering hidrolik, pelumas, atau oli power steering adalah vital. Cairan itulah yang berfungsi memberikan tekanan hidrolis pada sistem power steering saat pengemudi menggunakannya. Oleh karena itu, jika oli yang telah basi dan jumlahnya berkurang tidak segera diganti atau ditambah maka power steering akan cepat rusak. Oli juga bisa basi atau unsur kimianya rusak. Terlebih bila di tabung jumlahnya telah berkurang commit to user sehingga ada celah atau ruang kosong yang memungkinkan oli bereaksi secara



kimiawi dengan udara. Cara paling mudah untuk melihat masalah di oli dengan cara mengamati warna oli, bila warnanya telah kehitaman maka segera diganti meski jumlahnya masih cukup banyak. Oli juga cepat rusak karena adanya perubahan suhu yang tinggi akibat tekanan tinggi dari pompa oli. 4.2.3. Pembongkaran Steering Gear a. Pembongkaran 1. Menyiapkan peralatan yang diperlukan untuk pembongkaran steering gear tipe rack and pinion. 2. Menjepit steering gear dengan menggunakan ragum untuk mempermudah dalam pelepasan komponen komponennya.

Gambar 4.12. Menjepit steering gear dengan ragum (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1997) 3. Melepas pipa pressure dengan menggunakan kunci pas pada control valve dan power cylinder. 4. Melepas klem pengunci rack boot dengan menggunakan tang jepit yang terpasang pada rack end dan mengendorkan klem rack boot yang terpasang pada rack housing dengan menggunakan obeng. Kemudian melepas rack boot.

Gambar 4.13. Pelepasan rack boot commit to user (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1997)



5. Melepas lock nut dengan mengguankan kunci ring

Gambar 4.14. Pelepasan lock nut (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1997) 6. Melepas rack end menggunakan wrench

Gambar 4.15. Pelepasan rack end (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1997)

7. Melepas control valve assembly dengan melepas kedua buah bautnya, kemudian dengan hati hati menarik control valve assembly keluar.

Gambar 4.16. Pelepasan control valve assembly (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1997)

commit to user



8. Memutar rack stopper hingga penguncinya terlepas kemudian menarik atau mengeluarkan rack dari dalam cylinder.

Gambar 4.17. Pelepasan steering rack (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1997)

b. Pemeriksaan 1. Memeriksa kebengkokan rack, kausan gigi-gigi atau kerusakan yang terjadi seperti retak atau patah pada permukaan gigi rack. Kebengkokan maksimum : 0,3 mm. 2. Memeriksa oil seal dan O-ring steering rack dari keausan apabila sudah aus atau robek harus diganti. Dan apabila dilakukan pembongkaran hendaknya dilakukan pergantian oil seal yang baru agar tidak terjadi kebocoran. 3. Memeriksa kondisi gigi pinion, bila aus atau patah harus diganti agar sistem kemudi dapat berfungsi sempurna. 4. Memeriksa kondisi bantalan bawah dan atas pada control valve assembly bila aus atau macet harus diganti. 5. Memeriksa oil seal dan O-ring pada control valve assembly dari keausan apabila sudah aus atau robek harus diganti. Dan apabila dilakukan pembongkaran hendaknya dilakukan pergantian oil seal yang baru agar tidak terjadi kebocoran. 6. Memeriksa kondisi karet penutup atau rack boot bila rusak atau sobek harus diganti agar kotoran atau debu tidak masuk ke dalam steering rack 7. Memeriksa kondisi ball joint sambungan rak and dan tie-rod, apabila sudah aus harus diganti. commit to user



8. Memeriksa kondisi ulir-ulir pada control valve dan power cylinder, apabila aus atau rusak perbaiki dengan tap atau sney agar tidak terjadi kebocoran pada nepel.

c. pemasangan. Langkah pemasangan adalah kebalikan dari langkah pembongkaran. Adapun langkah langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Mengoleskan fluida power steering atau gemuk pada komponen yang

bergesekan 2. Memasang oil seal yang baru pada silinder 3. Memasang rack pada rack housing dan Memasang stopper pada ujung silinder 4. Memasangconrol valve (katup pengatur) pada housingnya. 5. Memasang rack guide dan pegas rack guide dan Memasang mur pengunci tutup pegas rack guide. 6. Memasang claw washer dan rack end pada steering rack

Gambar 4.18. Pemasangan rack end (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1995)

7. Memasang rack boot, klemcommit dan klipnya. to user



Gambar 4. 19. Pemasangan rack boot (Sumber. Tim Toyota Astra Motor, 1997)

8. Memasang tie rod pada rack and dan steering knucle 9. Memasang pipa tekan balik kanan dan kiri.

commit to user



Perhitungan dudukan

107 kg

26 A

52 mm

B

Reaksi penumpu ∑ Fx = 0 ∑ FY = 0

RAx + Rby- 107 = 0 RAx + Rby = 107 kg

∑ MA = 0

107 . 26 – (Rb . 52 ) = 2782 – 52 Rb Rb = 2782 / 52 = 53.5 kg Ra + Rb = 107 Ra + 53.5 = 107 Ra = 107 – 53.5 = 53.5 kg

Gaya yang terjadi pada dudukan power cylinder sebesar = 53.5 kg

commit to user



53.5 kg

45 mm A

B

90 mm

∑ Fx = 0 ∑ FY = 0

RAx + Rby- 53.5 = 0 RAx + Rby = 53.5 kg

∑ MA = 0

53.5 . 45 – (Rb . 90 ) = 2407 – 90 Rb Rb = 2407 / 90 = 26.75 kg Ra + Rb = 53.5 Ra + 26.75 = 53.5 Ra = 53.5 – 26.75 = 26.75 kg

26.75 kg

26.75 kg

Momen maksimum MA = 267.5 . 45 mm = 12037.5 N mm

commit to user



Tegangan bending yang terjadi ( σb )

Y=

5

=

5

= 4 mm I=

1 bh6 12

1 × 300 mm × (8 mm)6 12 15360 = 12

=

= 1280 mm4 σb =

.

=

Ƃ5360.

Ƃ5 3

×

= 37.6 N/mm2

Dari perhitungan di atas didapat hasil σb sebenarnya 37.6 N/mm2 sedangkan tegangan tarik

pada baja st 37 adalah 240 N/mm2 sehingga dudukan aman untuk digunakan.

Keterangan : b

= Panjang spesimen (mm)

h

= Tebal spesimen (mm)

I

= Momen inersia(mm4)

Y = Titik tengah (mm) M = Momen maksimum (N.mm) σ

= Tegangan bending (N/mm2)

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V KESIMPULAN

1. Sistem kemudi manual pada Toyota Kijang dapat diubah menjadi sistem kemudi dengan power steering tipe rack and pinion. 2. Gangguan yang sering terjadi pada steering gear rack and pinion adalah kerusakan pada oil seal dan O-ring pada power cylinder dan control valve assembly dikarenakan rusak atau sobek. 3. Cara mengatasi gangguan pada steering gear rack and pinion adalah dengan mengganti seal - seal yang rusak

commit to user 47

MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM KEMUDI POWER STEERING PADA KIJANG 5K (STEERING GEAR) PROYEK AKHIR

Recommend Documents