1

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengereman

Modifikasi pengereman dan kemudi ini berlandaskan pada tinjauan pustaka

yang mendukung terhadap cara kerja dari sistem pengereman dan kemudi. Rem

adalah salah satu komponen dasar dari kendaraan bermotor. Rem ini berfungsi

untuk mengurangi laju kendaraan dan menahan kendaraan. Sistem pengereman

yang kami gunakan yaitu menggunakan hidrolik.

Saat kendaraan bergerak, meskipun sudah tidak terhubung lagi dengan

transmisi, kendaraan masih akan tetap bergerak pada jarak tertentu sebelum

terhenti dengan sendirinya karena adanya gaya inertia. Oleh karena hal inilah

maka dipasang brake system untuk menyerap energi inertia sehingga akan

mengurangi kecepatan atau menghentikan kendaraan atau mencegah kendaraan

bergerak saat berhenti.

Sistem pengereman menghasilkan gaya pengereman pada kendaraan dengan

mengubah energi kinetik dari kendaraan menjadi energi thermal dengan

memanfaatkan gaya gesek, sehingga dibutuhkan beberapa persyaratan untuk

mencapai kondisi pengendaraan dengan aman yaitu :

Brake system tidak mempengaruhi gerak roda saat tidak dipakai.

Brake system harus bisa berfungsi dengan baik dalam keadaan

maximum speed dan adanya beban pada kendaraan

Pengoperasian rem harus mudah tanpa menimbulkan kelelahan pada

pengendara.

Harus menghasilkan pengereman yang pasti dan mudah dalam

mengecek serta mengontrol.

Harus mempunyai high reliability dan durability dalam pengereman.

Brake system terdiri dari komponen yang mentransfer gaya yang dihasilkan

oleh pengendara dan komponen yang menghasilkan gaya gesek karena adanya

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-2

gaya yang ditransfer tersebut. Brake system dapat digolongkan berdasarkan pada

lokasi pemasangannya, tipe pengontrolnya, cara pengoperasiannya dan kerja

komponennya.

2.1.1 Penggolongan berdasarkan pada lokasi pemasangannya

1. Wheel brake

Wheel brake, terpasang pada setiap roda, menghasilkan gaya pengereman

dengan cara menekan brake shoe (pad) ke drum (disc) maka akan mengurangi

atau menghentikan perputaran roda, yang tersambung pada transaxle.

Gambar 2. 1 Struktur wheel brake

Sumber gambar: Hyundai Motor Company

2. Center brake

Center brake, dipasang pada output shaft transmisi atau propeller shaft pada

truk berat, yang berfungsi sebagai parking brake yaitu untuk mencegah kendaraan

bergerak saat berhenti. Brake band ini dipasang menggunakan braket dan didalam

metal brake band terpasang lining menggunakan rivet. Ketika brake lever ditarik,

pull rod akan ikut tertarik, sehingga holding cam mencengkeram brake band dan

menahan drum sehingga menimbulkan pengereman.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-3

Gambar 2. 2 Struktur center brake

2.1.2 Penggolongan berdasarkan pada tipe pengontrolnya

1. Hand brake

Disebut dengan Hand brake karena pengoperasiannya dengan cara menarik

brake lever menggunakan tangan, sehingga kendaraan akan tetap berhenti. Brake

shoe mengembang dan terjadi pengereman saat lever dan kabel rem ditarik.

2. Foot brake

Foot brake, dipakai untuk mengurangi atau menghentikan gerak kendaraan,

pengoperasiannya dengan cara menekan pedal rem menggunakan kaki. Yang

termasuk dalam tipe foot brake ini antara lain Mechanical brake, hydraulic brake,

hydro vac brake, hydro air vac brake dan aerial brake.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-4

Gambar 2. 3 Struktur foot brake

2.1.3 Penggolongan berdasarkan pada cara kerjanya

1. Internal expansion type

Internal expansion type mengaktifkan gaya pengereman saat brake shoe

bergerak keluar kearah drum saat tekanan hydraulic dari master cylinder

dikirimkan ke wheel cylinder dengan cara mengoperasikan pedal rem.

Gambar 2. 4 Struktur bagian dalam expansion type

2. External shrinkage type

Pada rem tipe external shrinkage, gaya pengereman terjadi pada brake drum

dengan cara menahan brake band ketika tuas rem ditarik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-5

Gambar 2. 5 Struktur bagian dalam shrinkage type

3. Disc type

Pada disc brake, tekanan hidrolik dikirimkan dari master cylinder ke caliper

sehingga pads (shoes) akan menekan disc yang berputar bersama dengan roda

untuk mengurangi perputaran roda. Karena berputarnya disc maka akan terbentuk

jarak antara pad dan disc dengan sendirinya karena itu disebut juga tipe

penyetelan otomatis.

Gambar 2. 6 Struktur disc brake

2.1.4 Penggolongan berdasarkan pada cara kerja komponennya

1. Mechanical type

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-6

Pada mechanical type, gaya pengereman dihasilkan dengan mengoperasikan

pedal rem atau brake lever. Gaya pengereman ini terjadi pada brake shoe untuk

menahan brake drum dengan menggunakan kabel atau rod. Pada umumnya tipe

ini dipakai sebagai sistim parking brake.

Gambar 2. 7 Struktur mechanical type

2. Hydraulic type

Pada hydraulic brake, pengoperasiannya dilakukan pada pedal rem yang

mengirimnya ke hydraulic unit. Kemudian, tekanan hydraulic dihasilkan dengan

berpedoman pada prinsip hukum pascal untuk pengereman. Ketika gaya

pengereman dikirimkan ke setiap roda sama, maka gaya pengereman pada setiap

rodapun akan sama dan sistem akan bekerja dengan baik walaupun hanya dengan

sedikit usaha. Meskipun, fungsi pengereman akan benar benar hilang ketika

sistem hidroliknya rusak.

Gambar 2. 8 Struktur hidrolik brake

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-7

2.1.5 Struktur dan Cara Kerja Rem Hidrolik

1. Double anchor type

Double anchor type terdiri dari 2 anchor pins dan dua brake shoes dan

hanya shoe yang bekerja.

Gambar 2. 9 Struktur double anchor type

Pada saat rem diaktifkan terhadap drum yang sedang berputar, shoe

cenderung ikut berputar bersama drum karena adanya gaya gesek, dan gaya

geseknya akan semakin besar dikarenakan semakin besar gaya pengembangan

yang dihasilkan. Self-reaction shoe disebut juga leading shoe dan shoe lain yang

berlawanan dengan putaran drum dan cenderung menjauhi drum disebut trailing

shoe.

2. Anchor link type

Anchor link type terdiri dari 1 anchor pin, 2 brake shoes dan 2 links. Brake

shoes pada kedua sisi mengembang pada porosnya untuk bergesekan dengan drum

ketika tekanan hydraulic diberikan ke wheel cylinder.

Kemudian, brake shoe menggerakan link pin dengan gerakan memutar

untuk menyetel kedudukannya dengan drum. Sebagai tambahan, untuk

mengontrol penyetelan ganda pada brake drums, dipasang adjusting wheels pada

kedua sisi wheel cylinders.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-8

Gambar 2. 10 Struktur anchor link type

3. Single acting two leading shoe type

Single two leading shoe type, menggunakan 2 brake shoes dan 2 single

diameter wheel cylinders, menghasilkan gaya pengereman yang baik saat kedua

brake shoes melakukan self-reaction ketika dilakukan pengereman pada saat

bergerak maju. Bagaimanapun juga, gaya pengereman akan berkurang hinga 1/3

ketika pengereman dikakukan pada saat kendaraan mundur karena saat itu kedua

shoes akan berfungsi sebagai trailing shoes tanpa adanya self- reaction.

Gambar 2. 11 Single acting two leading shoe type

4. Double acting two leading shoe type

Pada tipe Double acting two leading shoe, terdiri dari 2 wheel cylinders

yang berdiameter sama dan 4 anchor pins, yang akan berubah fungsinya

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-9

tergantung pada arah putaran brake drum dan akan menghasilkan gaya

pengereman yang sempurna saat kedua shoes menjadi leading shoes pada self-

reaction ketika pengereman pada gerak maju atau mundur.

Gambar 2. 12 Struktur Double acting two leading shoe type

5. Non-servo brake

Pada non-servo brake, shoe hanya akan saling bekerja secara berhubungan

ketika pengereman dilakukan. Forward shoe bereaksi pada saat pergerakan maju

dan reverse shoe bereaksi pada saat pergerakan mundur.

Gambar 2. 13 Struktur Non-servo brake

6. Uni-servo type

Pada uni-servo type, secondary shoe ikut bereaksi ketika digerakan oleh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-10

primary shoe yang digerakan oleh wheel cylinder piston sehingga kedua shoe

menjadi leading shoes. Bagaimanapun juga, gaya pengereman berkurang disaat

kedua shoe menjadi trailing shoes pada pergerakan maju. Shoe yang bereaksi

pertama kali disebut primary shoe dan yang lainnya disebut secondary shoe.

Gambar 2. 14 Struktur Uni-servo type

7. Duo-servo type

Pada Duo servo type, sisi tetapnya berubah tergantung dari arah perputaran

drum ketika brake shoe menakan drum sehingga menghasilkan gaya pengereman

yang sempurna karena kedua shoe bereaksi satu sama lainnya pada saat

pergerakan maju ataupun mundur. Shoe yang melakukan reaksi primary shoe

disebut dan yang lainnya disebut secondary shoe.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-11

Gambar 2. 15 Struktur Duo-servo type

2.2 Kelebihan dan kekurangan rem hidrolik

Dengan menggunakan Hukum Pascal, hydraulic brake terdiri dari master

cylinder dimana tekanan hydraulic dihasilkan, wheel cylinder (atau caliper)

dimana brake shoe (atau pad) menekan drum dengan hydraulic yang dihasilkan

dan pipa atau flexible hose penghubung master cylinder dan wheel cylinder dari

hydraulic circuit.

1. Kelebihan rem hidrolik

gaya pengereman yang dihasilkan sama pada tiap roda

kehilangan gesekan sedikit karena pelumasannya menggunakan brake

oil

sedikit tenaga pada pengoperasianya karena menggunakan brake oil

2. Kekurangan rem hidrolik

performa pengereman akan hilang karena rusaknya hydraulic system

performa pengereman memburuk karena adanya udara pada line oil

dapat terjadi vapor lock brake line

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-12

2.3 Hidrolik

Hidrolik adalah suatu sistem yang memanfaatkan tekanan fluida sebagai

sumber tenaga pada sebuah mekanisme. Karena itu, pada sistem hidrolik

dibutuhkan power unit untuk membuat fluida bertekanan. Kemudian fluida

tersebut dialirkan sesuai dengan kebutuhan atau mekanisme yang diinginkan.

Adapun prinsip kerja rem hidrolik didasarkan oleh hukum pascal, yang mana

memungkinkan kita bisa memberikan gaya yang kecil untuk dapat mengangkat

gaya atau beban yang jauh lebih besar, tentu dengan perbandingan luas

penampangnya. Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan yang dialami zat cair

adalah sama di segala arah, maka dapat disimpulkan bahwa tekanan di penampang

1 sama dengan tekanan dipenampang 2. Dapat disimpulkan :

Dimana :

F1 = gaya yang bekerja pada piston kecil

F2 = gaya yang bekerja pada piston besar

A1 = luas penampang pad piston kecil

A2 = luas penampang pada piston besar

2.4 Kemudi

Sistem kemudi berfungsi untuk mengatur arah kendaraan dengan cara

membelokkan roda. Tipe sistem kemudi yang digunakan tergantung dari model

mobil. Tipe yang paling banyak digunakan sekarang adalah

1. Recirculating Ball

2. Rack dan Pinion

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-13

2.4.1 Recirculating Ball

Cara kerja recirculating ball: pada waktu pengemudi memutar roda

kemudi, poros utama yang dihubungkan dengan roda kemudi langsung

membelok. Di ujung 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. Berikut adalah gambar dari recirculating

ball

Gambar 2. 16 Recirculating Ball

Sumber gambar : www.xlusi.com

Keuntungan dari recirculating ball :

Komponen gigi kemudi relatif besar, bisa digunakan untuk ukuran

mobil berukuran sedang dan besar

Keausan relatif kecil dan ppemutaran roda kemudi relatif ringan

Kerugian dari recirculating ball :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-14

Konstruksi rumit karena penghubung antara sektor dan gigi pinion

tidak langsung

Biaya perbaikan lebih mahal

2.4.2 Rack dan Pinion

Cara kerja dari rack dan pinion : pinion di putar dengan memutar kemudi,

kemudian rack akan bergerak ke kanan atau ke kiri sesuai yang di arahkan oleh

kemudi.

Gambar 2. 17 Rack dan Pinion

Ada beberapa tipe pemasangan pinion dan tie rod diantaranya yaitu :

1. Pinion tengah, tie rod pinggir

Keuntungannya :

Jika terjadi tabrakan, keamanan lebih baik karena tidak

terhubung langsung dengan batang kemudi

Produksi lebih efisien untuk dibuat kemudi kiri atau kanan

Kerugian :

Kontak gigi kecil

Pemegasan tidak baik, karena tie rod pendek

Pemakaian tempat besar

2. Pinion pinggir, tie rod tengah

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-15

Gambar 2. 18 Pinion pinggir, tie rod tengah

Keuntungan :

Kontak gigi besar

Pemegesan baik, tie rod yang panjang pada waktu pemegasan

terjadi perubahan geometri kecil

Pemasangan tie rod bebas atau tidak terkait lengan suspensi

Kerugian :

Konstruksi rumah lebih kuat, karena menahan gaya radial dan

tie rod

Pemakaian tempat besar

3. Pinion pinggir, tie rod pinggir

Gambar 2. 19 Pinion pinggir, tie rod pinggir

Keuntungan :

Kontak gigi besar (pinion miring terhadap rack)

Harga murah

Memerlukan sedikit tempat

Kerugian :

Pemegasan jelek, karena tie rod pendek