Batasan ini adalah hasil dari brake fade (berkurangnya daya pengereman ) dalam satu bentuk fading atau lain.

Brake Fade ( berkurangnya daya pengereman).Hilangnya efektivitas pengeremankarena Brake fade, Ini adalah masalah utama yang merupakan salah satu pengalaman selama pemakaian pengereman ber kinerja tinggi ( sering ngerem dengan kecepatan tinggi ) . Gejala berkisar dari berkurangnya efektivitas pengereman sampai rem tidak berfungsi lagi atau blong , kadang-kadang akan menghasilkan kecalakaan yang fatal.

Ada tiga jenis brake fade yang terjadi selama kita sedang mengendarai kendaraan dengan kecepatan tinggi.

1.Pad fade : berkurangnya daya pengereman karena brake pad/ lining nya.2.Green fade:berkurangnya daya pengereman karena kampas rem masih baru.3.Fluid fade: berkurangnya daya pengereman karena minyak rem.

1.Pad Fade.Pad Fade dapat disebabkan oleh beberapa faktor. Semua bahan kampas rem  memiliki kurva koefisien gesek  yang berhubungan dengan suhu. Bahan baku kampas rem dirancang untuk bekerja pada suhu optimum ketika koefisien  gesek kampas rem  adalah yang tertinggi. Ketika rem terlalu sering  digunakan, jika bahan pad tidak sesuai  untuk suhu yang tinggi maka  koefisien  gesek (daya pengereman ) akan menurun. Bahan kampas rem itu  berbeda, dan dengan suhu cukup material dari kampas rem dapat mencair  dan menyebabkan koefisien gesek ( daya pengereman ) akan secara cepat  akan menurun . material akan mencair sesuai dengan titik leleh material  tersebut dan/atau mengubah karakteristik gesekan dan menyebabkan efek  pelumasan.

Ketika suhu meningkat, material dari kampas rem dapat mencair dan resin  yang mengikat material dari kampas rem dapat menguapd dan meng hasilkan  gas.  Gas Akan menguap ini mencegah kontak secara langsung dengan rotor  yang, pada gilirannya, mengurangi gesekan. Beberapa pad bahan perubahan  perlahan-lahan pada suhu tinggi sementara bahan lainnya bereaksi dengan  tiba-tiba dan mengakibatkan hilangnya gesekan kampas rem dengan rotor  sehingga akan membahayakan kendaraan. Hasilnya adalah rotor dan kampas  rem akan menjadi mengkilap atauglazing.

Bagaimana Cara untuk mengurangi Pad fade ?Menggunakan kampas rem yang tahan terhadap suhu yang tinggi dan memiliki koefisien gesek yang tinggi (daya gesek yang tinggi) Ada empat jenis dasar kampas rem. Diurutkan menurut efektivitas pengereman dari mengemudi normal untuk mengemudi agresif:1.Organik: Biasanya cokelat muda ke cokelat.

2.Semi-Metallic : tan  ringan dengan logam ke abu-abu gelap

3.Fully metalik :Abu-abu gelap ke hitam

4.Karbon : Abu-abu gelap Ke  hitam

Ada trade-off di sini. Bahan rem kurang agresif mungkin baik-baik saja  untuk mengemudi jalan normal  tapi mungkin tidak efektif untuk berhenti  berulang-ulang dari kecepatan tinggi. Bahan rem agresif yang mungkin  tidak efektif ketika rem tidak sampai suhu optimal  yang mengakibatkan  hilangnya effektivitas pengereman saat untuk  mengemudi kondisi sttreet  driver  tetapi mungkin hanya sesuai untuk pengereman berulang-ulang dari kecepatan tinggi.

2.Green FadeIni adalah jenis brake fade yang disebabkan oleh Pengereman secara keras ( hard braking ) pada

kampas rem yang  relatif baru. Dengan kampas rem  baru , resin yang mengikat material kampas rem akan "out-gas" pada  temperatur yang relatif rendah. Hal ini disebabkan oleh kampas rem   tidak "bedding"(seluruh permukaan kampas rem belum menyentuh ke  permukaan rotor) daripada disebabkan oleh peningkatan suhu  pengereman.Green Fade biasanya terjadi jauh lebih awal dibandinding  normal pad fade.Green fade  dapat terjadi bahkan setelah mengganti rem  dan mengemudi secara normal setelah ratusan km.  Awal  pengereman secara  agresif dapat mengakibatkan hilangnya gesekan.

Cara untuk menghilangkan green fade."bedding" atau "breaking -in" kampas rem akan menghilangkan Green Fade.  Bedding lah kampas rem  secara benar dan tepat., tanpa pemanasan yang  tinggi pada material pad akan menguapkan resin. Biasanya dianjurkan  untuk bedding in brake pads baru untuk rotor yang sudah terpakai atau  lama. Rotor yang sudah tua cenderung memiliki dimensi yang lebih stabil. 

Kampas rem bedding -in lebih cepat jika rotor tidak mengkilap. Memecah  permukaan rotor yang mengkilat lakukan pengampelasan pada permukaan  rotor dengan amplas grit 200. Seperti dengan semua kampas rem yang  baru diinstal, menginjak rem untuk memverifikasi permukaan kampas rem  menyentuh sempurna pada permukaan rotor sebelum Anda benar-benar harus  menghentikan mobil. Beberapa produsen memiliki petunjuk cara untuk  bedding ,Berikut ini adalah satu prosedur bedding.a.jalankan kendaraan  dengan kecepatan sekitar 50 mph, menerapkan rem  sambil gunakan throttle untuk mempertahankan kecepatan kendaraan. Tarik  rem selama sekitar 8-10 detik, kemudian melepaskan mereka.

b.kendarain kendaraan  untuk sekitar satu menit untuk memungkinkan rem  untuk dingin kembali. kemudian tarik rem lagi untuk lain 15-20 detik.  Rem mungkin mulai berasap dan efisiensi pengereman dapat menurunkan  sedikit (Green Fade).

c.Kendarai kendaraan  untuk satu menit untuk mendinginkan rem, kemudian tarik rem selama sekitar 25-30 detik.

d.Kendarai kendaraan  untuk beberapa menit untuk mendinginkan rem.

e.Ulangi proses 2 - 3 kali.

3.Brake Fluid Fade.

Fluid fade disebabkan oleh minyak rem yang terlalu panas. Energi yang  dikonversi selama pengereman menciptakan panas luar biasa yang harus  dihandle  oleh rotor, body caliper , kampas rem dan minyak rem. Komponen kampas rem bertindak sebagai heat absorber karena mereka menyerap panas gesekan yang dihasilkan dari pengereman. Fluid fade dapat terjadi  secara bertahap sebagai agibat dari komponen kampas rem yang mulai  memanas, terutama selama pengereman berulang-ulang dari kecepatan  tinggi. Panas yang dihasilkan oleh gesekan harus dibuang ke lingkungan  sekitar.Ketika cairan mencapai temperatur kritis, mendidih. minyak rem  biasanya  mendidih di sekitar 400ºF, yang terbaik stabil hingga 500ºF dan lebih  tinggi. ketika rem cairan mendidih, gelembung udara diciptakan. minyak  rem  dalam sistem tertutup tidak dikompresi. Namun, udara dapat  dikompresi dan rem pedal dan master traveller silinder habis mengompresi udara. Dengan adanya gelembung udara akan mengkibatkan pedal atau  handle rem jadi blong.

Karena minyak rem higroskopis , cairan  (atau lebih tepatnya air di  dalamnya) akan mendidih pada temperatur rendah. Ini adalah alasan utama  untuk mengubah cairan interval waktu yang ditentukan.

Cara untuk mengurangi Fluid Fade.Brake fluid fade dapat dihindari dengan menggunakan minyak rem yang  baru, minyak rem yang heavy duty(Motul, Castrol SRF, AP600, dll yang  umumnya digunakan di mobil.). Menggunakan fluida rem dengan kadar air yg rendah  dan kering, dan memiliki boiling point yang tinggi.

Untuk kendaraan yang digunakan untuk street driver , mengganti cairan  setiap tahun dan top up menggunakan minyak rem baru yang masih tertutup  dengan segel.. Pada kendaraan balap, ganti minyak rem dan melakukan  bleeding pada  sistem pengereman sebelum setiap perlombaan. Jadwal ini  meminimalkan keberadaan air (dan korosi) dalam sistem rem,  mempertahankan titik didih yang tinggi pada minyak rem akan membantu  mengurangi fluid fade

KAMPAS REM SEPEDA MOTOR HONDA

2.2.1  Rem     Rem adalah sebuah peralatan dengan memakai tahanan gesek buatan yang

diterapkan pada sebuah mesin berputar agar gerakan mesin berhenti. Rem menyerap energi kinetik dari bagian yang bergerak. Energi yang diserap oleh rem berubah dalam bentuk panas. Panas ini akan menghilang dalam lingkungan udara supaya pemanasan yang hebat dari rem tidak terjadi. Desain atau kapasitas dari sebuah rem tergantung pada faktor-faktor berikut ini (Zainuri, 2010) :

1.  Tekanan antara permukaan rem.2.  Koefisien gesek antara permukaan rem.3.  Kecepatan keliling dari teromol rem.4.  Luas proyeksi permukaan gesek.

5. Kemampuan rem untuk menghilangkan panas terhadap energi yang diserap.Perbedaan fungsi utama antara sebuah clutch (kopling tak tetap) dan sebuah rem adalah bahwa clutch digunakan untuk mengatur/menjaga penggerak dan yang digerakan secara bersama-sama, sedangkan rem digunakan untuk menghentikan sebuah gerakan atau mengatur putaran  (Zainuri, 2010).

Gambar 2.1 Kampas rem tromol ( Jama, 2008)

2.2.1.1 Material Untuk Lapisan RemMaterial yang digunakan untuk lapisan rem harus mempunyai cirri-ciri sebagai

berikut(Zainuri, 2010):

1. Mempunyai koefisien gesek yang tinggi.2. Mempunyai laju keausan yang rendah.3. Mempunyai tahanan panas yang tinggi.4. Mempunyai kapasitas disipasi panas yang tinggi.5. Mempunyai koefisien ekspansi termal yang rendah.6. Mempunyai kekuatan mekanik yang mencukupi.7. Tidak dipengaruhi oleh moisture (embun) dan oil (minyak).

Tabel 2.1 Sifat material untuk kampas remSumber : (Zainuri, 2010).

2.2.2    Prinsip Dasar PengeremanSistem rem dalam teknik otomotif adalah suatu sistem yang berfungsi untuk: 

1.            Mengurangi kecepatan kendaraan.2.            Menghentikan kendaraan yang sedang berjalan.3.            Menjaga agar kendaraan tetap berhenti.

Pada setiap kendaraan bermotor kemampuan system pengereman menjadi sesuatu yang sangat penting karena dapat mempengaruhi keselamatan kendaraan tersebut. Semakin tinggi kemampuan kendaraan tersebut untuk melaju maka diperlukan sistem pengereman yang lebih handal dan optimal untuk menghentikan atau memperlambat laju kendaraan tersebut. Untuk mencapainya, diperlukan perbaikan – perbaikan dalam system pengereman. Sistem rem yang baik adalah sistem rem yang apabila dilakukan pengereman baik dalam kondisi apapun pengemudi tetap dapat mengendalikan arah dari laju pengereman (http://id.wikipedia.org/wiki/Rem).

2.2.3   Karakteristik Pengereman2.2.3.1   Material Kampas

Persyaratan bahan untuk kampas rem, baik untuk drum ataupun disk sangatlah sulit. Di samping agar dapat memberikan koefisien gesek yang tinggi, juga diharapkan tidak terpengaruh oleh temperatur, tekanan, kecepatan gesek, air, oli dan secara mekanis harus mampu di keling atau di lem pada sepatunya, tidak menimbulkan suara (noise) akibat pengereman, berharga murah dan mempunyai umur pakai yang lama (Lubi, 2001).

Bahan dasar kampas secara umum adalah asbestos dilengkapi dengan bahan inorganicseperti: logam oksida, sulphat, Mn atau Co dan silikat. Semuanya dilekatkan bersama dengan berbagai resin organik, karet dan lain-lain. kampas rem dari bahan asbestos hanya memiliki I jenis fiber yaitu asbes yang merupakan komponen yang menimbulkan karsinogenik, sehingga kampas rem ini memiliki kelemahan pada saat kondisi basah yang mengakibatkan efek licin waktu pengereman. Kampas rem yang terbuat dari asbestos hanya bisa bertahan sampai dengan suhu 2000C rem asbestos akan blong (fading) pada temperature 2000C (Waskito, 2008). Namun saat ini banyak digunakan material sintetis dimana semua bahan dicampur jadi satu termasuk asbestos fibres, kawat seng dan kuningan dengan menambahkan resin bahan pengikat. Sehingga dengan demikian lebih mudah untuk ditambahkan bahan lain guna meningkatkan kemampuan dari kampas rem, yang kemudian dikenal dengan tipe cetak(moulded type) (Lubi, 2001).

Bahan kampas rem asli adalah kampas rem yang terbuat dari bahan non asbestos biasanya terdiri dari 4 s/d 5 macam fiber diantaranya Kevlar, steel fiber, rock wool, cellulosedan carbon fiber yang memiliki serat panjang. Bilamana bahan menggunakan

kampas rem non asbestos yang memiliki beberapa jenis fiber maka efek licin tersebut dapat teratasi.  Kampas rem non asbestos bertahan sampai 3600C sehingga cenderung stabil (tidak blong). Bahan kampas rem non asbestos yang terbuat dari material berkualitas seperti Kevlar/aramid. Kevlar ini bahan yang digunakan untuk baju anti peluru di mana Kevlar mampu menghambat laju putaran peluru sampai berhenti, jadi pada dasarnya Kevlar itu menghentikan putaran peluru bukan memantulkan peluru seperti baja. Inilah yang kadang kadang orang berpendapat non asbestos keras padahal tidak, terbukti putaran peluru bisa dihentikan apalagi putaran rotor atau drum kendaraan bermotor (Waskito, 2008).

Berdasarkan proses pembuatannya, kampas rem tromol (brake shoes) sepeda motor bahan penguatnya (reinforced) terdiri atas partikel yang tersebar merata dalam matriks yang berfungsi sebagai pengikat, sehingga menghasilkan bentuk padatan yang baik. Melalui proses penekanan sekaligus pemanasan pada saat pencetakan (sintering) akan dihasilkan kekuatan, kekerasan serta gaya gesek yang semakin meningkat. Pemanasan dilakukan pada temperatur berkisar antara 1300C-1500C, yang menyebabkan bahan tersebut akan mengalami perubahan struktur dimana antara partikel satu dengan yang lain saling melekat serta akan diperoleh bentuk solid yang baik dan matriks pengikat yang kuat (Setiyanto, 2009).

Kemampuan bahan material kampas rem setiap kendaraan memiliki titik kritis masing-masing. Titik kritis bahan material kampas rem, ditunjukan dengan mengerasnya permukaan kampas rem dan menjadi licin. Keadaan seperti itu yang mengakibatkan kendaraan mengalami pengereman kurang maksimal

2.2.3.2  Sifat Mekanik Kampas RemMasing-masing tipe sepeda motor memiliki bentuk serta kualitas bahan kampas rem

khusus. Secara umum bagian-bagian kampas rem terdiri dari daging kampas (bahan friksi), dudukan kampas (body brake shoe) dan 2 buah spiral. Pada aplikasi sistem pengereman otomotif yang aman dan efektif, bahan friksi harus memenuhi persyaratan minimum mengenai unjuk kerja, noise dan daya tahan. Bahan rem harus memenuhi persyaratan keamanan, ketahanan dan dapat mengerem dengan halus. Selain itu juga harus mempunyai koefisien gesek yang tinggi, keausan kecil, kuat, tidak melukai permukaan roda dan dapat menyerap getaran.

Sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan/komponen tersebut. Sering kali bila suatu bahan mempunyai sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan. Untuk mendapatkan standar acuan tentang spesifikasi teknik kampas rem, maka nilai kekerasan, keausan, bending dan sifat mekanik lainnya harus mendekati nilai standar keamanannya. Adapun persyaratan teknik dari kampas rem komposit yakni:a. Untuk nilai kekerasan sesuai standar keamanan 68 – 105 (Rockwell R).

b. Ketahanan panas 360 0C, untuk pemakaian terus menerus sampai dengan250 0C.c. Nilai keausan kampas rem adalah (5 x 10-4 - 5 x 10-3 mm2/kg)d. Koefisien gesek 0,14 – 0,27e. Massa jenis kampas rem adalah 1,5 – 2,4 gr/cm3

f.  Konduktivitas thermal 0,12 – 0,8 W.m.°Kg. Tekanan Spesifiknya adalah 0,17 – 0,98 joule/g.°Ch. Kekuatan geser 1300 – 3500 N/cm2

i. Kekuatan perpatahan 480 – 1500 N/cm2   

Sumber : (www.stopcobrake.com/en/file/en.pdf/SAEJ661)

2.2.4  Cara Kerja Rem Menghentikan laju suatu kendaraan dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain

dengan menggunakan alat pengereman seperti rem cakram maupun rem tromol, tetapi ada cara lain yang dapat digunakan untuk menghentikan laju kendaraan yaitu dengan menggunakan bantuan engine brake. Prinsipnya dengan menurunkan gigi persneling pada gigi yang lebih rendah akan memberikan efek pengereman, meskipun tidak sekuat jika dilakukan dengan rem. Biasanya engine brake digunakan untuk membantu meringankan kerja dari rem. Alat pengereman dari suatu kendaraan dibedakan menjadi dua jenis yaitu tipe drum dan tipe piringan/cakram (Sen, 2008).

1.               Rem CakramRem cakram terdiri dari piringan yang dibuat dari logam, piringan logam ini akan

dijepit oleh kanvas rem cakram (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. Pada kendaraan roda dua, ketika handel rem ditarik, bubungan yang terdapat pada handel rem akan menekan torak yang terdapat dalam master silinder. Torak ini kan mendorong oli rem ke arah saluran oli, yang selanjutnya masuk ke dalam ruangan silinder roda. Pada bagian torak sebelah luar dipasang kanvas atau brake pad, brake pad ini akan menjepit piringan metal dengan memanfaatkan gaya/tekanan torak ke arah luar yang diakibatkan oleh tekanan oli rem tadi (Sen, 2008).

Gambar 2.2 Rem cakram (Sen, 2008).

2.               Rem TromolTipe drum, rem ini terdiri dari sepasang kampas rem yang terletak pada piringan yang

tetap (tidak ikut berputar bersama roda), dan drum yang berputar bersama roda. Dalam operasinya setiap kampas rem akan bergerak radial menekan drum sehingga terjadi gesekan antara drum dan kampas rem (Sen, 2008).

Gambar 2.3 Rem tromol (Zainuri, 2010)Pada rem tromol, penghentian atau pengurangan putaran roda dilakukan dengan

adanya gesekan antara kampas rem dengan tromolnya. Pada saat tuas rem tidak ditekan kampas rem dengan tromol tidak saling kontak. Tromol rem berputar bebas mengikuti putaran roda, tetapi pada saat tuas rem ditekan lengan rem memutar cam pada sepatu rem sehingga kampas rem menjadi mengembang dan bergesekan dengan tromolnya. Akibatnya putaran tromol dapat ditahan atau dihentikan.

 Rem drum mempunyai kelemahan kalau terendam air, tidak dapat berfungsi dengan baik karena koefisen gesek berkurang secara nyata/banyak. Oleh karena itu mulai ditinggalkan dalam dunia otomotif dan mengantinya dengan rem cakram (Sen, 2008)

Untuk mengetahui besarnya gaya gesek yang ditimbulkan oleh kampas rem tromol dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :Untuk benda yang diam menggunakan rumus :

Fg = F............................................................................................................ (2-1)Untuk benda tepat akan bergerak ( gaya gesek mencapai maksimum )

Fs = μs . N...................................................................................................... (2-2)Untuk benda bergerak menggunakan rumus :

Fk = μk . N...................................................................................................... (2-3)Besarnya torsi yang diserap oleh rem adalahT = Fout . rDengan : Fg = Gaya Pegas ( N )

Fs = Gaya Gesek Statis (N)Fk = Gaya Gesek Kinetik (N)k = Konstanta Pegas ( N/mm)N = Gaya Normal = Fout  ( N )μs = Koefisien Gesek Statisμk = Koefisien Gesek Kinetikr = jarak ( mm )T = Torsi ( Nmm)

2.2.5   Pengaruh Temperatur dan Koefisien Gesek Pada Kampas RemPerilaku kampas rem terhadap temperature dapat menunjukkan kemampuan dari

kampas rem itu sendiri dan harga koefisien gesek (μ) yang stabil pada rentang temperatur kerjanya merupakan suatu hal yang ideal.

Penurunan yang besar dari harga koefisien gesek pada temperatur tinggi dapat mengakibatkan fade (pudar) dan ini dapat menurunkan daya pengereman. Dibawah ini dapat dilihat hubungan antara koefisien gesek dengan temperatur kampas saat pengereman yang dapat dilihat pada gambar 2.4, sedangkan hubungan antara temperature dengan laju keausan. Sebagaimana tampak pada gambar 2.5 (Lubi, 2001).

Gambar 2.4  Hubungan antara koefisien gesek dengan temperature saat pengereman (Lubi, 2001).

Gambar 2.5 Hubungan antara laju keausan dengan temperatur (Lubi, 2001).

2.2.5.1  Kenaikan Temperatur KampasPengereman merupakan salah satu bentuk perubahan energi kinetik menjadi energi

panas yang tercemin dari adanya kenaikan temperatur, baik pada kampas maupun pada drum. Pada proses pengereman terjadi gesekan antara kampas rem dan drum karena kedua elemen tersebut berada pada putaran yang berbeda, energi yang diserap dalam bentuk panas menyebabkan adanya kenaikan temperatur baik pada kampas atau pada drum (Lubi, 2001).

Walaupun kenaikan temperature memerlukan selang waktu tertentu, namun hal tersebut diasumsikan terjadi secara singkat. Temperatur kemudian turun jika rem dilepas

kecuali diikuti kembali oleh pengereman yang berikutnya, sehingga pada pengereman yang kedua temperatur kembali mengalami kenaikan dan kembali akan menurun secara eksponensial seperti sebelumnya jika tidak dilakukan pengereman kembali (Lubi, 2001).

2.2.5.2  Efisiensi PengeremanUntuk mengetahui karakteristik dari kemampuan pengereman pada kendaraan,

seringkali digunakan perhitungan efisiensi pengereman. Efisiensi pengereman (breaking efficiency) adalah didefinisikan sebagai perbandingan dari perlambatan maksimum yang dapat dicapai dalam unit gravitasi g sebelum terjadinya lock pada ban dengan koefisien adhesi dari jalan μ, dan dirumuskan sebagai berikut (Lubi, 2001).

.......................................................................................... (2-4)Dengan a = perlambatan maksimum (m/s2)

g = gravitasi ( m/s2)μ = koefisien adhesi

Efisiensi pengereman mengindentifikasikan tingkat sampai sejauh mana kendaraan tersebut memanfaatkan koefisien adhesi jalan yang tersedia selama pengereman (Lubi, 2001).