Studi Komparasi Daya Pengereman Antara Piston Singel Dengan Double Pada Sepeda Motor
Dedy Darmawan (07320009) Mahasiswa PTM Otomotif IKIP Veteran Semarang
Abstrak Brake is a important divice in a vehicle. Caused by brake is very important, so research and development type and model brake continous. There are many type of brake, like: brake drum, disc brake, tape brake, engine brake, air brake, etc. Today, technology in brake system are very sophisticated. Many luxurious car now have been using Antilock Brake System (ABS), Key Words: Brake, ABS
I. PENDAHULUAN Seiring dengan perkembangan jaman, kebutuhan akan alat transportasi tidak dapat dihindari. Salah satu jenis alat transportasi yang pada masa kini banyak dipergunakan adalah sepeda motor. Jenis alat transportasi ini banyak dipergunakan karena memiliki beberapa kelebihan, antara lain: harganya relatif murah, hemat bahan bakar, mudah dioperasikan dan relatif bebas terjebak kemacetan. Suatu kendaraan dapat dikatakan baik apabila bisa memberikan nyaman dan aman bagi pengendara. Semua jenis kendaraan baik roda dua maupun roda empat dilengkapi dengan sistem, salah satunya dari sistem itu sistem pengereman. Rem berfungsi untuk mengurangi kecepatan dan menghentikan laju kendaraan. Sistem ini sangat penting karena memiliki fungsi sebagai alat keselamatan dan menjamin untuk pengendara yang aman. Kendaaan tidak dapat berhenti apabila pengereman hanya dilakukan dengan pengereman mesin, kelemahan ini harus dikurangi agar dapat menurunkan kecepatan gerak kendaraan hingga berhenti. Kerja rem disebabkan adanya gaya gesek pad rem melawan sistem gerak putar piringan ( disc ).
Sepeda motor memiliki beberapa bagian penting yang harus dalam kondisi baik supaya sepeda motor dapat beroperasi, antara lain: komponen mesin penggerak, komponen kemudi, komponen rangka dan komponen rem. Komponen rem sendiri pada masa kini biasanya terdiri dari jenis rem cakram (disc brake) dan jenis rem tromol (brake drum). Rem cakram (disc brake) merupakan salah satu jenis rem yang cara kerjanya dengan menggunakan sistem penjepitan, dimana sebuah piringan baja yang berputar bersama dengan putaran roda akan dijepit oleh dua buah kampas rem (brake pad). Rem cakram memiliki beberapa kelebihan dibandingkan rem tromol, antara lain: 1.
Pengeremannya stabil.
2.
Mudah dikendalikan.
3.
Debu kampas rem mudah terbuang, sehingga tidak mudah kotor.
4.
Temperatur sistem rem relatif stabil.
Untuk membikin pakem rem, biasanya dimodifikasi dengan melebarkan diameter cakram dan luas permukaan kampas rem. Dengan memperbesar kampas rem, sudah pasti hal itu membutuhkan jumlah piston yang memadai. Piston pada kaliper suka disebut pot. Di pasaran tersedia 5 jenis pot, dimulai dari tunggal (single pot), 2 pot, 4 pot, 6 pot, dan 8 pot. Adapun yang single dan double pot adanya cuma versi OEM. Pada kendaraan yang beredar dijalanan,yang sering dijumpai menggunakan caliper/pot model single dan double, sedangkan tipe yang lain sering digunakan untuk kompetisi/ race. Pada dasarnya rem cakram double piston memiliki beberapa perbedaan apabila dibandingkan dengan single piston, antara lain: dengan luas penampang yang sama, maka double piston akan lebih pakem, karena luas bidang gesek antara disc dengan kampas rem akan semakin besar, akan tetapi system pengereman akan menjadi kurang berfungsi apabila salah satu piston macet, sehingga piston hanya bergerak satu buah saja dan akan mengakibatkan kampas rem akan miring dan luas bidang gesek antara disc dengan kampas rem akan semakin kecil
II. BAHAN DAN METODE PENELITIAN A. Bahan Dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain:
1. Kampas rem vega R single piston 2. Kampas rem vega R double piston Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain: 1. Alat uji kekerasan 2. Dial indicator 3. Microscope 4. Alat kendaraan uji daya pengereman 5. Tachometer 6. Stop watch 7. Busur derajad
B. Kajian Pustaka 1. Rem Rem adalah suatu bagian kendaraan untuk memperlambat atau menghentikan gerakan roda. Karena gerak roda menjadi lambat, secara otomatis gerak kendaraan menjadi lambat. Energi kinetik yang hilang dari benda yang bergerak ini biasanya diubah menjadi panas karena gesekan. Pada setiap kendaraan bermotor kemampuan sistem pengereman menjadi suatu yang penting karena mempengaruhi keselamatan berkendara. Semakin tinggi kemampuan kendaraan tersebut melaju maka semakin tinggi pula tuntutan kemampuan sistem rem yang lebih handal untuk menghentikan atau memperlambat laju kendaraan. Untuk mencapainya diperlukan perbaikan-perbaikan dalam sistem pengereman tersebut. Sistem rem yang baik adalah sistem rem yang jika dilakukan pengereman baik dalam kondisi apapun pengemudi tetap dapat mengendalikan arah dari laju kendaraannya. 1.1. Rem Tromol Rem tromol terdiri dari sepasang kampas rem yang terletak pada piringan yang tetap (tidak ikut berputar bersama roda), namun drum yang berputar bersama roda. Dalam operasinya setiap kampas rem akan bergerak radial menekan drum sehingga terjadi gesekan antara drum dan kampas rem.
1.2.Rem Cakram Rem cakram terdiri dari piringan yang dibuat dari logam, piringan logam ini akan dijepit oleh kampas rem (brake pad) yang didorong oleh sebuah torak yang ada dalam silinder roda. Untuk menjepit piringan ini diperlukan tenaga yang cukup kuat. Guna untuk memenuhi kebutuhan tenaga ini, pada rem cakram dilengkapi dengan sistem hydraulic, agar dapat menghasilkan tenaga yang cukup kuat. Sistem hydraulic terdiri dari master silinder, silinder roda, reservoir untuk tempat oli rem dan komponen penunjang lainnya. Perbandingan Antara Rem Cakram Terhadap Rem Tromol Keuntungan rem cakram Tidak menimbulkan bunyi sebab piringan meradiasikan panas yang tinggi. Karena itu, efek pengereman yang konstan didapat dengan pengereman yang dilakukan secara berulang pada kecepatan tinggi. 1. Ekspansi panas pada piringan tidak dapat menyebabkan adanya perubahan dalam renggangnya rem, seperti pada rem tromol dimana ada kecenderungan kerenggangannya berkurang. Karena itu, tidak ada buruknya dengan adanya reduksi (pengurangan) pada kembalinya pedal yang disebabkan oleh panas. 2. Penyetelan dapat dilakukan sesuai dengan keausan brake pad, dengan demikian kembalinya pedal selalu tetap. 3. Konstruksinya sederhana dan brake pad dapat diganti dengan mudah. 4. Tidak terdapat self energizing effect. Dengan tidak adanya pengembangan tenaga rem yang ditimbulkan oleh self energizing effect, maka perbedaan efek pengereman antara roda-roda sebelah kiri dan kanan berkurang, karena itu kemungkinannya kecil sekali terjadinya penarikan ke kiri atau ke kanan pada waktu pengereman dilakukan. 5. Walaupun rem dalam keadaan basah, piringan rem akan segera menjadi kering disebabkan adanya gaya sentrifugal yang melemparkan air. Kerugian rem cakram 1. Permukaan yang mendapat tekanan (tekanan pengereman) lebih besar sedang luas permukaan lapisan rem (brake-pad) nya terbatas dan kecil. Karena itu, dibutuhkan tahanan gesek yang lebih besar.
2. Walaupun dalam prakteknya tidak terdapat self energizing effect, diperlukan tekanan hidrolik yang tinggi untuk memperoleh hasil pengereman yang sempurna. Untuk keperluan ini, diperlukan tekanan yang lebih besar pada pedal rem, atau diperlukan pemakaian booster. 3. Harganya cukup mahal. 4. Harus diusahakan agar pasir dan kotoran tidak masuk pada piringan (disc). Piringan rem (disc brake) pada akhir-akhir ini mempunyai self energizing effect untuk memperoleh gaya pengereman yang lebih besar dengan tekanan yang kecil pada pedal rem.
1.3 Rumus Perhitungan Teoritis 1.
Gaya yang bekerja pada rem (Ps)
2.
Torsi perlambatan (Mg) a. Torsi gesek rem (Mr) Untuk mengetahui besarnya torsi rem, terlebih dahulu dihitung besarnya gaya perlambatan yang didapat dar persamaan berikut
b. Besarnya torsi gesek rem Mr
=
1,1 (Pv . ½ D)
c. Torsi beban eksternal (MH) Besarnya torsi beban eksternal dirumuskan sebagai berikut: MH
= 71620 (N2/n2)
jadi torsi perlambatan total (MB) MB
= MR + MH
Waktu pengereman merupakan waktu yng diperlukan mulai proses pengereman sampai saat laju putaran roda berhenti. Besarnya waktu pengereman dapat diketahui dengan persamaan sebagai berikut:
Jarak pengereman (Sr) merupakan jarak yang ditempuh dari mulai pengereman sampai kendaraan berhenti
III. METODE PENELITIAN Penelitian ioni dilakukan dengan menentukan specimen kampas rem, kemudian specimen diuji tingkat kekerasannya di Polines Semarang dan pengujian daya pengereman di bengkel Wijaya. Penelitian ini dibagi menjadi 2 tahap, yaitu: 1. Pengujian kekerasan kampas rem Pengujian dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan masing, masing kampas rem, supaya diperoleh 2 jenis kampas rem yang berbeda jenis, tetapi tingkat kekerasannya sama. 2. Pengujian daya pengereman Pengujian dilakukan untuk mengetahui daya pengereman dari masingmasing jenis kampas rem dengan variasi kecepatan roda maupun daya input pengereman. Adapun diagram alir penelitian ini, sebagai berikut:
Langkah-langkah Penelitian Tahap I. Pengujian kekerasan 1. Meratakan permukaan benda uji (specimen) dengan menggunakan mesin poles. 2. Mengidentasi permukaan benda uji (specimen). 3. Mengukur dimensi cekungan dengan bantuan microscope dan dial indicator. Tahap II. Pengujian Daya Pengereman Double piston 1. Kendaraan dalam kondisi disangga (diam). 2. Mengkonversi RPM mesin supaya diperoleh RPM roda 100, 150 dan 200, dengan cara
menghitung reduksi putaran mulai dari putaran
mesin yang direduksi oleh rumah kopling (reduksi awal) sebesar 17/69 (0,246), putaran tersebut kemudian direduksi kembali oleh gigi transmisi no 1 sebesar 12/34 (0,35). Terakhir putaran direduksi oleh sprocket sebesar 15/40 (0,375), sehingga putaran mesin akan total direduksi sebesar 0,246 x 0,35 x 0,375 = 0,032. 3. Hidupkan mesin dan buka Throttle gas,diatur hingga memperoleh rpm mesin yang telah ditentukan yaitu rpm 3067, 4601,dan 6134. Dimana rpm mesin tersebut akan dikonversi menjadi rpm roda menjadi 100 rpm roda,150 rpm roda, dan 200 rpm roda. 4. Memutus putaran mesin ke roda melalui kopling. 5. Memberikan beban pada tuas rem sebesar 2 kg, 3 kg dan 4 kg. 6. Menghitung sisa putaran roda dan waktu yang diperlukan hingga roda berhenti berputar Tahap III. Pengujian Daya Pengereman single piston 1. Kendaraan masih dalam kondisi disangga (diam). 2. Melepas caliper roda double piston. 3. Membuat dudukan baru sebagai penyangga caliper roda single piston. 4. Memasang caliper roda single piston pada kendaraan. 5. Hidupkan mesin dan buka Throttle gas,diatur hingga memperoleh rpm mesin yang telah ditentukan yaitu rpm 3067, 4601,dan 6134. dimana rpm mesin tersebut akan dikonversi menjadi rpm roda menjadi 100 rpm roda,150 rpm roda, dan 200 rpm roda.
7. Memutus putaran mesin ke roda melalui kopling. 8. Memberikan beban pada tuas rem sebesar 2 kg, 3 kg dan 4 kg. 9. Menghitung sisa putaran roda dan waktu yang diperlukan hingga roda berhenti berputar. Tahap IV. Study Komparasi Daya Pengereman antara Single Piston dengan Daya Pengereman double piston Pada tahap ini dilakukan studi perbandingan daya pengereman piston baik single maupun double, nilai kekerasan kampas rem single maupun double piston, sisa putaran roda, dan waktu yang diperlukan roda hingga berhenti berputar. IV. KOMPARASI HASIL PENGUJIAN DAYA PENGEREMAN SINGLE PISTON DAN DOUBLE PISTON 1. beban 2 kg
waktu pengereman beban 2 kg 250 RPM
200 150 100
single
50
double
0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
waktu (s)
RPM
jarak pengereman beban 2 kg 250 200 150 100 50 0
single double 0
20
40 derajad
60
80
2.
beban 3 kg
waktu pengereman beban 3 kg 250
RPM
200 150
100
single
50
double
0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
waktu (s)
jarak pengereman beban 3 kg 250
RPM
200 150 100
single
50
double
0 0
20
40
60
derajad
3. Beban 4kg
waktu pengereman beban 4 kg 250
RPM
200 150 100
single
50
double
0 0
0,2
0,4
waktu (s)
0,6
0,8
jarak pengereman beban 4 kg 250
RPM
200 150 100
single
50
double
0 0
10
20
30
40
50
derajad
V. KOMPARASI HASIL PERHITUNGAN DAYA PENGEREMAN SINGLE PISTON DAN DOUBLE PISTON 1. beban 2kg
waktu pengereman beban 2 kg 250 RPM
200 150 100
single
50
double
0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
waktu (s)
RPM
jarak pengereman beban 2 kg 250 200 150 100 50 0
single double 0
20
40 derajad
60
80
2. beban 3 kg
RPM
waktu pengereman beban 3 kg 250 200 150 100 50 0
single double 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
waktu (s)
RPM
jarak pengereman beban 3 kg 250 200 150 100 50 0
single double 0
10
20
30
40
50
derajad
3. beban 4 kg
RPM
waktu pengereman beban 4 kg 250 200 150 100 50 0
single double 0
0,1
0,2 waktu (s)
0,3
0,4
RPM
jarak pengereman beban 4 kg 250 200 150 100 50 0
single double 0
10
20
30
40
derajad
VII.KESIMPULAN Dari grafik-grafik diatas terlihat bahwa system pengereman dengan menggunakan single piston lebih baik, dilihat dari segi waktu pengereman maupun jarak pengereman. DAFTAR PUSTAKA 1. Callister, W. D., Materials Science and Engineering third edition,Departemen Of Material Science and Engineering the University Of Utah,September 1993. 2. Chan, D. and Stachowiak, G.W., Review Of Automotive Brake Friction, University Of Western Australia, 2004. 3. Niemann,Gustav, Machine Elements Volume II, allied Publisher Private Limited, New Delhi, 1980 4. Sularso, Elemen Mesin, Pradnya Paramita, Jakarta. 5. Standart ASTM 6. Yanuar, Dita satyadarma, dan Burhan Noerdin, “ Analisa Gaya Pada Rem Cakram ( Disk Brake) Untuk Kendaraan Roda Empat” 7. Ian Hardianto Siahaan, Hoo Yung Sen," Kinerja Tromol Terhadap Kinerja Rem Cakram Kendaraan Roda Dua Pada Pengujian Stasioner" 8. St Unyanto, Martinus Heru Palmiyanto, dan Arif setyo Nugroho,"Modifikasi Kampas Rem Berlapis Dan Beralur Untuk Meningkatkan Kinerja Pengereman Pada Sepeda Motor" 9. NEW STEP 1, Training Manual 10. www.mitsuichemicals.com
