MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id...

50

Click here to load reader

Transcript of MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id...

Page 1: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM

KEMUDI DENGAN POWER STEERING TIPE RACK AND

PINION PADA TOYOTA KIJANG 5K

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Ahli Madya (A.Md)

Oleh :

DHAMAR WAHYUDI

I 8609012

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

Page 2: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Page 3: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Page 4: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………………………………………………………

HALAMAN PERSETUJUAN……………………………………………

HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………….

ABSTRAKSI………………………………………………………………

KATA PENGANTAR…………………………………………………….

DAFTAR ISI………………………………………………………………

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………...

BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………

1.1 Latar Belakang…………………………………………………

1.2 Tujuan Proyek Akhir…………………………………………..

1.3 Manfaat Proyek Akhir…………………………………………

BAB II LANDASAN TEORI……………………………………………..

2.1 Sistem Kemudi pada Mobil ………………………………….

2.1.1 Sistem Kemudi Manual………………………………….

2.1.2 Power Steering…………………………………………..

2.1.3 Prinsip Kerja Power Steering…………………………...

BAB 111 PERENCANAAN DAN GAMBAR…………………………...

3.1 Perencanaan Pelaksanaan Proyek Akhir.................................

3.2 Gambar Komponen Power Steering………………………….

BAB IV PROSES PENGERJAAN DAN PEMBAHASAN……………..

4.1 Modifikasi Sistem Kemudi.......................……………………..

4.1.1 Pelepasan Steering Manual...............................................

4.1.2 Pembuatan dudukan dan bracket.....................................

4.1.3 Pemasangan .......................................................................

4.2 Gangguan-Gangguan dan Cara Perbaikannya……………

BAB V PENUTUP………………………………………………………...

5.1 Kesimpulan……………………………………………

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………

LAMPIRAN…………………………………………………………

i

ii

iii

iv

v

vi

vii

1

1

1

2

3

3

4

7

16

18

18

25

26

26

26

26

32

37

43

43

ix

x

Page 5: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Kemudi..................……………………………………...

Gambar 2.2 Sistem kemudi recirculating ball.......………………………

Gambar 2.3 Sistem kemudi rack and pinion ............………………………..

Gambar 2.4 Power Steering tipe Rack and Pinion.....................................

Gambar 2.5 Gear Housing dan Power cylinder..........................................

Gambar 2.6 Konstruksi Control Valve.........................................................

Gambar 2.7 Control Valve dalam posisi netral..........................................

Gambar 2.8 Control Valve posisi belok kanan...........................................

Gambar 2.9 Control Valve posisi belok kiri ..…………………………...

Gambar 2.10 Cara kerja control valve pada putaran rendah ......………….

Gambar 2.11 Cara kerja control spool pada tekanan rendah …………...

Gambar 2.12 Cara kerja control valve pada putaran sedang ....…………...

Gambar 2.13 Cara kerja control spool pada putaran sedang ……………..

Gambar 2.14 Cara kerja control valve pada putaran tinggi ……………..

Gambar 2.15 Cara kerja control spool pada putaran tinggi ......…………..

Gambar 2.16 Posisi Lurus .................……………………………………..

Gambar 2.17 Posisi Belok............................................................................

Gambar 3.1 Desain dudukan........................................................................

Gambar 3.2 Gambar 3 dimensi dudukan cylinder.....................................

Gambar 3.3 Desain bracket ...........................................…………………..

Gambar 3.4 Gambar 3 dimensi bracket ..........………………………….

Gambar 3.5 Desain dudukan pompa ………………………………….

Gambar 3.6 Gambar 3 dimensi dudukan pompa………………..................

Gambar 3.7 Desain pulley pompa……………………………………....

Gambar 3.8 Chamber………….............................……………………….

Gambar 3.9 Caster...............................……………………………………

Gambar 3.10 Toe-in/out …………………………………………..............

Gambar 3.11 Diagram alur pelaksanaan proyek akhir…………………....

Gambar 3.12 Gambar 3 dimensi Rack and pinion …………….................

3

4

6

8

9

10

11

11

12

14

14

15

15

15

16

17

17

18

19

19

20

20

21

21

22

22

23

23

25

Page 6: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 3.13 Gambar 3 demensi Vane pump ……………………….........

Gambar 4.1 Merapikan potongan plat dengan gerinda................................

Gambar 4.2 Proses pengelasan dudukan......................................................

Gambar 4.3 Membuat siku...........................................................................

Gambar 4.4 proses pengelasan dudukan......................................................

Gambar 4.5 Proses pengeboran dudukan.....................................................

Gambar 4.6 proses pembengkokan besi plat................................................

Gambar 4.7 Proses penggerindaan...............................................................

Gambar 4.8 Proses pemanasan dengan las asetilen.....................................

Gambar 4.9 Proses Pemotongan bracket.....................................................

Gambar 4.10 Penggerindaan akhir...............................................................

Gambar 4.11 Lubang dudukan pada As mobil............................................

Gambar 4.12 Dudukan cylinder...................................................................

Gambar 4.13 Pemasangan bracket...............................................................

Gambar 4.14 Posisi jadi cylinder rack and pinio.........................................

Gambar 4.15 Proses pemotongan main shaft...............................................

25

27

27

28

28

29

30

30

31

31

31

32

33

33

34

34

Gambar 4.16 Proses pembesaran diameter................................................. 35

Gambar 4.17 Pemasangan sensor pada roda................................................. 36

Gambar 4.18 Hasil penyetelan bagian depan............................................. 37

Gambar 4.19 Hasil penyetelan chamber dan caster................................. 37

Page 7: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id 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 sistem kerja power

steering tipe rack and pinion.

1.2. Tujuan Proyek Akhir

Tujuan dari pelaksanaan proyek akhir ini adalah :

1. Dapat melakukan modifikasi sistem kemudi manual tipe Recircuating

ball diganti dengan sistem kemudi dengan power steering tipe Rack and

pinion.

2. Dapat mengetahui gejala-gejala kerusakan sistem pada komponen

power steering tipe rack and pinion.

Page 8: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

1.3. Manfaat Proyek Akhir

Manfaat yang diperoleh dari penyusunan laporan Poyek Akhir ini adalah

sebagai berikut:

- Dapat mengubah sistem kemudi manual menjadi sistem kemudi dengan

power steering tipe Rack and pinion.

- Dapat membantu meningkatkan pemahaman tentang sistem kemudi dengan

power steering tipe rack and pinion.

Page 9: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

BAB IIDASAR 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 column (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(Toyota New Step 1, 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.

Page 10: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id 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 antara 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, melainakan

dengan bantuan mur dan peluru, menyebabkan konstruksi menjadi rumit.

2) Konstruksi yang rumit menyebabkan servis pada kemudi memerlukan

perhatian khusus.

Gambar 2.2. Sistem kemudi recirculating ball(http//.m-edukasi. Net sistem kemudi)

Komponen komponen sistem kemudi recirculating ball meliputi:

1. Roda kemudi berfungsi untuk mengendalikan arah roda depan melalui lengan

penghubung

Page 11: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

2. Poros utama kemudi berfungsi untuk mengirim gaya putar roda kemudi ke bak

roda gigi kemudi

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 knuckle berfungsi untuk mengendalikan roda – roda depan sesuai

dengan gerakan lengan penghubung.

Prinsip kerjanya ketika roda kemudi diputar maka worm shaft akan berputar.

Hal ini menyebabkan sector bergerak bergeser pada worm shaft. Bergesernya

sector membuat sector gear berputar menggerakkan pitman arm. Gerak ayunan

pitman arm diubah menjadi gerak lurus, belok kanan atau belok kiri pada tie rod

2 Sistem kemudi Rack and Pinion

Kemudi jenis ini mempunyai konstruksi sederhana dimana gerakan putar

pinion di rubah langsung oleh rack menjadi gerakan mendatar .

a. Keuntungan

1) Konstruksi sederhana dan lebih ringan

Dengan sifat diatas 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

Page 12: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Hal ini dikarenakan karena konstruksi dan roda gigi yang tertutup

sehingga memudahkan dalam perawatan.

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.

Bentuk gigi rak adalah lurus (spur gear), sehingga dapat menyebabakan

cepatnya keausan pada rak.

Gambar 2.3. Sistem kemudi rack and pinion(http//.m-edukasi. Net sistem kemudi)

Komponen komponen sistem kemudi rack and pinion 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

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

Page 13: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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,

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 batang

penghubung.

7. Rack boot berfungsi mencegah masuknya kotoran atau debu masuk ke dalam

mekanisme rack.

8. Steering knuckle berfungsi untuk mengendalikan roda – roda depan sesuai

dengan gerakan lengan penghubung.

Prinsip kerjanya 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 hidrolik 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

piston 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 piston. 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.

Page 14: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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 cylinder. Untuk tipe rack and

pinion ini mempunyai komponen-komponen yang penting yaitu gear housing,

power cylinder, control valve dan vane pump.

Gambar 2.4 . Power Steering tipe Rack and Pinion.(Toyota New Step 1, 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 kekiri atau kekanan.

Gerakan steering rack diteruskan rack end dan tie rod keroda 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 pengemudian sangat

tajam.

Page 15: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

yang bekerja pada power piston. Kebocoran tekanan minyak di cegah oleh seal

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 Power cylinder(Toyota New Step 1, 1995)

Page 16: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

Gambar 2.6. Konstruksi Control Valve(Toyota New Step 1, 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

kekanan tekanan ditutup pada orifice X dan Y dan pada saat berbelok kekiri

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 kekiri dan kekanan mengikuti rotari

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

hidraulis pada ruangan silinder sisi kanan dan kiri.

Page 17: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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

dalam silinder mulai bertekanan, tetapi keduanya tidak ada perbedaan maka

tidak terjadi bantuan power steering.

Gambar 2.7. Control Valve dalam posisi netral(Toyota New Step 1, 1995)

b. Posisi Belok Kanan

Pada saat membelok kekanan, Torsian bar terpuntir dan control valve

berputar kekanan. Minyak dari pompa ditahan oleh orifice X danY dari edge

untuk menghentikan aliran kelubang C dan D. Akibatnya minyak mengalir

kelubang B ke sleeve B dan kemudian ke silinder kanan, menyebabkan rack

pinion bergerak ke kekiri dengan bantuan power steering. Pada saat

bersamaan minyak dari ruang silinder kiri kembali ke reservoir tank melalui

sleeve C- lubang C- lubang D ruang D.

Page 18: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 2.8. Control Valve posisi belok kanan.(Toyota New Step 1, 1995)

c. Posisi Belok Kiri

Sama halnya dengan membelok ke kanan, kendaraan membelok kekiri

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(Toyota New Step 1, 1995)

Page 19: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.

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 blet, 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

Page 20: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

relief valve yang dipasang didalam flow control valve untuk mengatur tekanan

minyak maksimum. Tekanan maksimum tercapai pada saat roda kemudi

diputar sepenuhnya kekiri atau kekanan, kemudian control valve menutup rapat

saluran balik.

Cara kerja control valve

1. Selama Kecepatan Rendah

Tekanan pompa P1 dialirkan kesebelah kanan flow control valve dan P2

dialirkan kesebelah kiri setelah melewati orifice 1 dan 2. Perbedaan tekanan

antara P2 dan P1 akan semakin besar bila kecepatan rpm mesin bertmbah. 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.

Gambar 2.10. Cara kerja control valve pada putaran rendah(Toyota New Step 1, 1995)

Gambar 2.11. Cara kerja control spool pada tekanan rendah(Toyota New Step 1, 1995)

Page 21: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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 kekanan 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 kekiri 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 kearah orifice

2 sehingga mengurangi volume minyak yang mengalir melalui orifice.

Gambar 2.12. Cara kerja control valve pada putaran sedang(Toyota New Step 1, 1995)

Gambar 2.13. Cara kerja control spool pada putaran sedang.

(Toyota New Step 1, 1995)

Page 22: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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.(Toyota New Step 1, 1995)

Gambar 2.15. Cara kerja control spool pada putaran tinggi.(Toyota New Step 1, 1995)

Page 23: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

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 piston dalam

power silinder yang membantu tenaga gerak pada pinion dan batang rack.

Besarnya tenaga bantu yang dihasilkan, tergantung pada tekanan hidrolis yang

bekerja pada piston. 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

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 keseluruh relief port dan kembali ke pompa. Pada saat ini tidak

terbentuk tekanan dan tekanan pada kedua sisi torak sama, torak tidak akan

bergerak kemanapun.

Gambar 2.16. Posisi lurus(http//.m-edukasi. Net sistem kemudi)

Page 24: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

b. Pada Saat Membelok

Pada saat poros utama kemudi (steering main shaft) diputar kesalah satu

arah, maka katup pengontrol juga akan bergerak menutup kesalah satu saluran

minyak. Saluran yang lain akan terbuka danterjadi 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.(http//.m-edukasi. Net sistem kemudi)

Page 25: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

BAB III

PERENCANAAN DAN GAMBAR

3.1 Perencanaan Pelaksanaan Proyek Akhir

Sebelum melaksanakan proyek akhir, perencanaan pelaksanaan merupakan

hal yang sangat penting guna kelancaran proses pengerjaan proyek akhir tersebut.

Oleh karena itu sebelum memulai proyek akhir dibuat perencanaan pengerjaan

modifikasi sistem kemudi dengan power steering sebagai berikut :

3.1.1 Penentuan tipe sistem kemudi dengan power steeringPada modifikasi sistem kemudi ini memilih tipe kemudi rack and pinion.

Penentuan didasarkan pada : 1. Mobil Toyota Kijang generasi selanjutnya memakai sistem kemudi

dengan power steering tipe rack and pinion, contohnya: Toyota Kijang Grand Extra.

2. Steering linkage tipe rack and pinion lebih sederhana dibandingkan dengan tipe recirculating ball.

3. Komponen power steering lebih mudah didapatkan dan harganya lebih murah dibandingan dengan tipe recirculating ball.

3.1.2 Pembuatan Desain dan Penempatan Sistem kemudi dengan power steering1. Membuat dudukan cylinder

Pembuatan dudukan cylinder menggunakan plat dengan ketebalan 1 mm. Dudukan akan ditempatkan pada As mobil. Sebelum proses pembuatan dilakukan pembuatan desain dudukan untuk cylinder power steering.Berikut adalah desain dari dudukan dari cylinder power steering :

Gambar 3.1 Desain dudukan

Page 26: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 3.2 Gambar 3 dimensi dudukan cylinder

2. Membuat BracketPembuatan bracket untuk memegang cylinder power steeringmenggunakan plat dengan ketebalan 0,5 mm. Desain dari bracket adalah sebagai berikut :

Gambar 3.3 Desain bracket

Page 27: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 3.4 Gambar 3 dimensi bracket

3. Membuat dudukan pompaPembuatan dudukan pompa menggunakan plat dengan ketebalan 0,6 mmdan 1 mm. Pompa akan ditempatkan disamping mesin sebelah kanan atas. Daya pompa akan didapat langsung dari putaran mesin mobil. Dengan cara menggabungkan sabuk penggerak antara output mesin, kompressor ac dan pompa power steering.Berikut adalah desain dari dudukan pompa power steering :

Gambar 3.5 Desain dudukan pompa

Page 28: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 3.6 Gambar 3 dimensi dudukan pompa

Gambar 3.7 Desain pulley pompa

3.1.3. Pelepasan Komponen sistem kemudi manual tipe Recirculating ballKomponen-komponen yang dilepas adalah steering linkage dan steering gear, sedangkan untuk main shaft masih dapat dipakai hanya memerlukan sedikit pengurangan panjang dari main shaft.

3.1.4. Pelepasan Mesin Mobil Pelepasan mesin mobil dilakukan supaya dalam proses pemasangan komponen power steering dapat lebih mudah dan cepat.

3.1.5. Pemasangan dan modifikasi komponen sistem kemudi dengan power steeringPengecekan komponen cylinder, rack, tie rod dan pompa power steering

Kompressor A/C

Vane Pump

Output Mesin

Tensioner

Page 29: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Modifikasi dan pemasangan komponen a. Pemasangan cylinder

Cylinder power steering akan ditempatkan pada As mobil.b. Modifikasi Rack sebelah kanan dan kiri

Rack dilakukan modifikasi dengan cara mengurangi panjang dari rack menggunakan gergaji tangan kemudian dilakukan penambahan ulir pada rack dengan menggunakan mesin bubut.

c. Pemasangan pompa power steeringPenempatan pompa power steering disebelah kanan atas mesin mobil.

d. Pemasangan pipa-pipa/selang power steering3.1.6. Finishing pengerjaan pemasangan komponen sistem power steering

Pengecatan dudukan pompa dan cylinder power steering.3.1.7. Penyetelan geometri roda (Spooring)

1. Penyetelan chamber dan casterChamber Adalah sudut kemiringan roda pada bagian atasnya bila dilihat dari depan. Sedangkan caster adalah sudut antara kingpin dengan garis vertikal yang dilihat dari samping kendaraan. Besar sudut penyetelan chamber dan caster antara 1-3o.

2. Penyetelan toe-in/outToe-in/out Adalah selisih antara proyeksi pertengahan lebar ban antara bagian depan dengan bagian belakang. Besar sudut penyetelan toe-in antara 2-5 mm.

Gambar 3.8 Chamber Gambar 3.9 Caster

Page 30: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 3.10 Toe-in/out

3.1.8. Uji Performance1. Test drive

Test drive dilakukan untuk mengetahuia apakah ada komponen yang tidak berfungsi dengan baik dan apakah ada kebocoran pada komponen.

2. Uji kekuatan bracket/dudukan cylinder dan pompa power steeringUji kekuatan dilakukan dengan cara memutar roda kemudi ke kanan dan kekiri untuk mengetahui apakah bracket bergerak mengikuti arah belokan roda kemudi atau tidak.

Untuk lebih memperjelas perencanaan proyek akhir tersebut maka dibuat suatu bagan perencanaan proyek akhir sebagai berikut :

Gambar 3.11. Diagram alir pelaksanaan proyek akhir

Pemilihan Tipe Power Steering

Mendesain Dudukan dan Bracket

Tipe Rack and Pinion

Dudukan Cylinder dan Dudukan

Pompa

Ok

Ok

Ok

Keterangan :Toe-in : B>AToe-out : A>B

Page 31: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 3.11. Diagram alir pelaksanaan proyek akhir (lanjutan)

Pemasangan Sistem Kemudi Power

Steering

Finishing Pengerjaan

Penyetelan Geometri Roda ( Spooring )

Pengujian Sistem Power Steering

Modifikasi Rack

Cylinder Power

Pompa Power Steering

Pengecatan Komponen dan

Dudukan

Toe-in dan Toe-out

Selang-Selang Power Steering

Chamber dan Caster

Ok

Ok Ok

OkTest Drive

Ok

Melepas Komponen Sistem Kemudi

Manual

Steering Linkage

Steering gear Box

Ok

Page 32: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

3.2 Gambar Komponen Power Steering Tipe Rack and Pinion1. Rack and Pinion

Gambar 3.12 Gambar 3 dimensi Rack and pinion

2. Vane Pump

Gambar 3.13 gambar 3 demensi Vane pump

Page 33: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

BAB IV

PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Modifikasi Sistem Kemudi

Setelah melakukan pemilihan tipe sistem kemudi dengan power steering

yang tepat yaitu, tipe Rack and pinion, langkah selanjutnya adalah masuk tahap

perencanaan kerja. Penggantian atau modifikasi sistem kemudi dengan power

steering di bagi menjadi beberapa tahap. Tahap-tahap modifikasi adalah sebagai

berikut :

4.1.1. Pelepasan Steering Manual

Sebelum melakukan modifikasi perlu dilakukan pelepasan atau

pembongkaran komponen-komponen sistem kemudi manual. Langkah-langkah

pelepasan sebagai berikut :

1. Membebaskan tekanan pada kedua roda depan dengan cara mengangkat

mobil menggunakan dongkrak hidrolik, sebelumnya mengendorkan ke empat

baut yang mengikat roda depan.

2. Menahan beban mobil dengan menggunakan jack stand yang lebih stabil

dibandingkan dongkrak hidrolik.

3. Melepaskan kedua roda depan, melepaskan tie rod dari knuckle, dan melepas

steering linkage dari chassis mobil.

4. Melepaskan mesin dari mobil untuk memudahkan pemasangan sistem kemudi

dengan power steering

4.1.2. Pembuatan dudukan dan bracket

a. Pembuatan dudukan cylinder

1. Membeli plat dengan ukuran panjang 150 mm dan lebar 30 mm dengan

ketebalan 0,8 mm sebanyak 2 buah

2. Membeli plat dengan ukuran panjang 60 mm dan lebar 30 mm dengan

ketebalan 0,8 mm sebanyak 6 buah

3. Merapikan bekas potongan brader pada plat dengan mengguanakan gerinda

tangan.

Page 34: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 4.1. Merapikan potongan plat dengan gerinda

4. Proses pembuatan dudukan untuk cylinder power steering :

- Melakukan pengelasan utuk membuat pegangan pada As mobil.

Gambar 4.2. Proses pengelasan dudukan

- Supaya hasil dari pengelasan siku harus selalu di cek dengan

menggunakan penyiku.

Page 35: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 4.3. Membuat siku

- Setelah itu melakukan pengelasan supaya menjadi satu bentuk dudukan

utuh.

Gambar 4.4. proses pengelasan dudukan

- Melakukan pengeboran pada dudukan untuk tempat pegangan baut.

Untuk melakukan pengeboran dibutuhkan mata bor 10 untuk membuat

lubang baut 14 mm.

Page 36: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 4.5. Proses pengeboran dudukan

5. Membuat dudukan sebelah kiri dengan proses pembuatan yang sama.

6. Mengecet dudukan cylinder dengan menggunakan kuas

b. Pembuatan dudukan pompa power steering

1. Membeli plat dengan dimensi sebagai berikut :

- Persegi panjang dengan panjang 184 mm dan lebar 71 mm, tebal 0,6 mm

- Persegi panjang dengan panjang 84 mm dan lebar 50 mm, tebal 0,6 mm

- Persegi panjang dengan panjang 140 mm dan lebar 70 mm, tebal 0,6 mm

- Jajar genjang dengan panjang alas 71 mm dan panjang atas 101 mm,

tebal 0,6 sebanyak 2 buah

2. Merapikan bekas potongan brader pada plat dengan mengguanakan gerinda

tangan.

3. Melakukan pengelasan untuk membuat bentuk dudukan dengan las listrik

4. Melakukan pengeboran pada plat untuk pengangan baut.

5. Mengecat dudukan pompa power steering

c. Pembuatan bracket untuk memegang cylinder

1. Membuat bracket dengan plat yang mempunyai dimensi dengan ketebalan 0,5

mm.

2. Mempersiapkan alat-alat diantaranya las asetilen, ragum, tang, bor duduk dan

gergaji mesin.

Page 37: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

3. Untuk mendapatkan bentuk bracket yang di inginkan dapat menggunakan

pipa besi dengan diameter 53 mm.

4. Proses pembentukan bracket :

- Memanaskan plat dengan menggunakan las asetilen supaya dapat

dibengkokkan pada pipa besi

Gambar 4.6. proses pembengkokan besi plat

- Melakukan proses pengerindaan pada plat untuk membersikan cat-cat

yang menempel.

Gambar 4.7. Proses penggerindaan

- Setelah mendapatkan bentuk setengah lingkaran kemudian dilakukan

pemanasan kembali untuk pembuatan lengan kanan dan kiri dari bracket.

Page 38: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 4.8. Proses pemanasan dengan las asetilen

- Memotong plat dengan menggunakan gergaji mesin.

Gambar 4.9. Proses Pemotongan bracket

- Merapikan bekas potongan gergaji mesin dengan menggunakan gerinda.

Gambar 4.10. Penggerindaan akhir

Page 39: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

- Membuat lubang untuk baut pada ujung atas dan bawah dari bracket.

5. Membuat bracket 1 buah lagi untuk sebelah kiri dengan proses pembuatan

yang sama.

6. Melakukan proses pengecatan pada bracket

4.1.3. Pemasangan cylinder pada chassis mobil

1. Melakukan modifikasi pada rack sebelah kanan dan kiri dikarenakan rack

kepanjangan. Modifikasi dilakukan dengan cara mlakukan pembubutan dan

pembuatan ulir baru pada rack

2. Membuat tempat pegangan baut pada As belg dengan cara mengebor As belg

pada tempat yang di inginkan.

Gambar 4.11 Lubang dudukan pada As mobil

3. Memasang dudukan pada As belg dengan baut ukuran 14 pada sebelah kanan

dan kiri.

Page 40: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 4.12. Dudukan cylinder

4. Memasang cylinder pada dudukan yang sudah dipasang pada As dan

mengunci dengan bracket yang sudah dibuat.

Gambar 4.13. Pemasangan bracket

5. Posisi cylinder Rack and pinion setelah terpasang pada As mobil.

Page 41: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 4.14. Posisi jadi cylinder rack and pinion

6. Proses terakhir adalah memasang tie rod pada knuckle

4.1.4. Modifikasi main shaft

Modifikasi main shaft dilakukan karena main shaft terlalu panjang saat

dilakukan pemasangan. Alat yang digunakan antara lain, gergaji tangan, mesin bot

duduk, kikir bulat.

Berikut adalah proses modifikasi main shaft :

1. Melakukan pemotongan panjang main shaft pada bagian ujung main shaft

yang bertemu dengan steering coulomn.

Gambar 4.15. Proses pemotongan main shaft

Page 42: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

2. Kemudian melakukan pengeboran dengan mata bor 17 pada bagian pengunci

supaya shaft yang tadi dipotong dapat masuk.

3. Mengganti mata bor 17 dengan mata bor 16 dikarenakan mata bor 17 tidak

ada. Sehingga diperlukan proses pembesaran diameter menggunakan kikir

bulat untuk mencapai diameter yang di inginkan.

Gambar 4.16. Proses pembesaran diameter

4. Melakukan proses pengelasan untuk menyatukan kedua bagian yang

terpotong dengan menggunakan las listrik.

5. Melakukan pemasangan main shaft pada steering coulomn dan pada rack and

pinion.

4.1.5. Pemasangan pompa power steering dan belt

1. Melakukan pemasangan dudukan pompa setelah mesin kembali dinaikkan.

2. Kemudian memasang pompa pada dudukan yang sudah disediakan.

3. Memasang belt yang menghubungkan output mesin, kompresor ac, dan

pompa power steering.

4.1.6. Pemasangan selang-selang power steering

Terdapat dua jenis selang pada sistem power steering, yaitu tekanan tinggi

(high pressure)/saluran masuk (intake) dan tekanan rendah (low pressure)/saluran

keluar (output).

Page 43: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

1. Memasang selang bertekanan tinggi dari pompa menuju ke intake atau

saluran masuk valve

2. Memasang selang bertekanan rendah/selang pengembali dari saluran keluar

atau output valve menuju ke reservoir atau tangki penampung minyak

4.1.7. Uji peforma sistem kemudi dengan power steering dan spooring roda

1. Menghidupkan mesin sehingga dapat diketahui apakah pompa power steering

bekerja dengan baik atau tidak, apakah ada kebocoran apa tidak.

2. Melakukan spooring pada kendaraan untuk menyetel toe-in dan toe-out,

chamber dan caster

Penyetelan toe-in dan toe-out dapat dilakukan dengan cara manual, yaitu

dengan menggunakan tali/kenur yang ditarik dari roda belakang hingga roda

depan. Tetapi untuk penyetelan chamber dan caster harus menggunakan alat

khusus. Berikut ini proses dari spooring roda :

- Memasang sensor-sensor pada ke empat roda mobil

Gambar 4.17. Pemasangan sensor pada roda

- Memulai pengukuran untuk bagian depan. Hasil dari pengukuran dan

penyetelan bagian depan.

Page 44: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Gambar 4.18. Hasil penyetelan bagian depan

- Selanjutnya menyetel chamber dan caster. Hasil dari pengukuran dan

penyetelan chamber dan caster.

Gambar 4.19. hasil penyetelan chamber dan caster

4.2. Gangguan pada Sistem Power Steering dan Cara Perbaikannya

Disini akan dibahas masalah-masalah atau kerusakan-kerusakan yang

mungkin terjadi pada komponen power steering tipe Rack and pinion dan

perawatan komponen-komponennya. Untuk mencari masalah-masalah yang

terjadi harus dilakukan Trouble shooting yaitu mencari penyebab gangguan yang

terjadi pada sistem mesin atau alat secara sistematis agar cepat dan tepat. Begitu

pula dalam penggantian komponen harus dilakukan dengan tepat dan benar karena

Page 45: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

mempengaruhi kemampuan sistem kemudi dan kenyamanan kendaraan.

Pemeriksaan setiap komponen dilakukan sesuai dengan prosedur dan didasarkan

pada gejala-gejala yang ditimbulkan pada saat sistem berjalan.

4.2.1. Trouble shooting dan perbaikan

Pemeriksaan dilakukan sesuai dengan prosedur yang tepat dan benar.

Dimulai dari gejala yang ringan sampai yang berat agar efisien waktu. Berikut ini

adalah gejala-gejala yang timbul saat sistem berjalan dan perbaikannya.

1. Kemudi berat

Gerakan kemudi yang berat dapat disebabkan oleh power steering unit

atau tahanan power steering yang terlalu besar.

Berikut adalah penyebab-penyebab kemudi berat dan perbaikannya :

a. Tekanan ban rendah

Dengan memeriksa apakah bocor dan menanmbah tekanan ban hingga

mencapai tekanan 4,2 kg/cm2

b. Power steering belt longgar

Dengan memeriksa belt dan menyetel belt dengan tekanan 10 kg.

Menganti belt apabila belt sudah retak atau rusak.

Penyetelan kelonggaran harus memenuhi standar kelonggaran. Untuk belt

lama toleransi kelonggaran 5-6 mm, dan utuk belt yang baru 6-8 mm.

c. Pelumasan kurang

Memeriksa level minyak pelumas dan menambahkan minyak pelumas

sampai level maksimum.

d. Tuas kemudi rusak

Memeriksa kerusakan pada tuas kemudi dan mengganti dengan yang baru.

e. Kesalahan penyetelan sikap roda (toe-in/toe-out dan chamber/caster)

Memeriksa sikap roda dan menyetel sikap roda. Penyetelan toe-in dan toe-

out bisa dilakukan manual dengan menggunakan kenur atau tali dan

menarik garis lurus dari roda belakang hingga roda depan.

2. Gerak bebas roda kemudi terlalu besar saat dikemudikan.

Karena pada power steering terdapat banyak sambungan maka terdapat

gerakan bebas atau kelonggaran. Kelonggaran yang berlebih akan

menyebabkan kemudi mengayun atau cenderung berbelok ke salah satu arah

Page 46: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

dan akan mengakibatkan getaran dan keausan pada komponen khususnya ban

sehingga sistem kemudi tidak normal.

Berikut adalah penyebab-penyebabnya :

a. Banyak ruang main (gerak bebas) dalam steering coulomn

Memeriksa steering coulomn dan memperbaiki.

b. Bantalan roda depan aus

Memeriksa secara visual bantalan roda depan, apabila sudah rusak

bantalan harus diganti.

c. Ball joint dan kingpin aus

Memeriksa kedua komponen itu dan mengganti dengan yang baru.

d. Main shaft dan joint longgar/aus

Memeriksa komponen tersebut dan memperbaikinya.

e. Linkage longgar

Memeriksa dan memperbaikinya.

f. Gear housing longgar

Memeriksa dan mengencangkan nya.

Gerak bebas kemudi bisa juga disebabkan oleh beberapa hal berikut :

- Mur roda kurang kencang

- Keausan pada steering gear atau penyetelan kurang kencang

- Linkage joint aus

- Pemasangan linkage bracket longgar

- Bantalan roda longgar

- Main shaft masih longgar

- Melayang (wandering)

Wandering adalah kecenderungan posisi kendaraan tidak mengarah

keposisi pengemudian.

3. Masalah wandering

Berikut adalah penyebab dari wandering/melayang :

a. Tekanan ban tidak tepat

Memeriksa tekanan pada ban dan menempatkan tekanan ban +/- 4,2

kg/cm2.

b. Terlalu longgar main shaft, joint, dan gear housing

Page 47: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Memeriksa main shaft, joint, dan gear housing. Mengencangkan bila

perlu mengganti dengan yang baru.

c. Bearing roda kocak atau longgar

Mengganti bearing roda dengan yang baru.

d. Ball joint dan kingpin aus

Memeriksa kedua komponen tersebut dan menggati dengan yang baru.

e. Suspensi arm rusak

Memeriksa suspensi arm dan mengganti dengan yang baru.

f. Penyetelan front wheel aligment tidak tepat

Menyetel kembali front wheel aligment.

g. Shock absorber lemah

Memeriksa komponen dan memperbaiki bila perlu diganti dengan yang

baru.

h. Suspensi spring lemah

Mengganti komponen dengan yang baru.

4. Kendaraan membelok ke satu sisi selama pengemudian normal

Kendaraan cenderung membelok kesalah satu sisi selama pengemudian

lurus, hal ini disebabkan adanya tahanan gelinding (rolling resistence) yang

berbeda antara roda kanan dan roda kiri.

Berikut adalah penyebab dari masalah di atas :

a. Ke ausan pada roda tidak merata

Mengganti roda dengan yang baru atau dengan cara menyirkulasi roda.

b. Penyetelan rem antara kiri dengan kanan tidak sama

Memeriksa rem kiri dan kanan kemudian menyetel kembali agar sama.

c. Penyetelan bantalan roda salah atau aus

Memeriksa bantalan roda dan menyetel kembali atau menggani dengan

bantalan yang baru.

d. Pegas depan lemah atau patah

Memeriksa dan menggati pegas dengan yang baru.

e. Pegas peredam kejut tidak berfungsi

Memperbaiki komponen tersebut, bila perlu mengganti dengan yang

baru.

Page 48: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

Disamping itu juga kendaraan akan menarik kesatu sisi bila :

- Diameter roda tidak sama, karena akan menyebabkan putaran roda tidak

sama.

- Tekanan antara roda kiri dan kanan tidak sama, karena akan

menyebabkan gaya putarnya tidak sama.

- Penyetelan toe-in dan toe-out belum bagus atau tidak sama.

5. Roda kemudi shimmy

Shimmy adalah roda kemudi berayun disebabkan roda depan tidak

balance. Shimmy sering disebabkan oleh caster yang terlalu besar, toe-in dan

toe-out yang terlalu besar dan chamber yang terlalu besar atau chamber

antara roda kanan dan kiri tidak sama.

Berikut adalah penyebab-penyebab lain apabila roda kemudi shimmy :

a. Ke ausan roda tidak rata

Mengganti roda dengan yang baru atau dengan cara menyirkulasi roda

b. Tekanan ban tidak tepat

Memeriksa tekanan pada ban dan menempatkan tekanan ban +/- 4,2

kg/cm2.

c. Roda tidak balance

Memeriksa balance roda dan memperbaiki hingga balance.

d. Gerak bebas roda berlebihan

Memeriksa gerak bebas roda dan menyetel gerak bebas kurang dari 30

mm.

e. Bearing roda aus

Memeriksa bearing roda dan mengganti dengan yang baru.

f. Ball joint dan kingpin longgar

Memeriksa kedua komponen tersebut dan mengganti dengan yang baru.

g. Suspensi spring lemah

Mengganti suspensi spring dengan yang baru.

h. Shock absorber tidak berfungsi

Mengganti komponen dengan yang baru.

i. Suspensi arm lemah

Memeriksa suspensi arm dan mengganti dengan yang baru.

Page 49: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

4.2.2. Perawatan power steering tipe Rack and pinion

Supaya power steering tidak mengalami kerusakan, maka perlu dilakukan

perawatan terhadap komponen-komponennya.

1. Rack and pinion

Berikut adalah macam-macam perawatan pada rack and pinion :

- Kurangi membelokkan steer sampai patah atau mentok terlalu lama

supaya seal-seal yang terdapat di dalam silinder tidak bocor.

- Sebaiknya mobil berjalan atau bergerak terlebih dahulu sebelum

membelokkan kemudi/kendaraan.

- Setiap mencuci kendaraan, karet pelindung kanan dan kiri diperiksa

apakah robek atau terjadi kerusakan.

2. Pompa power steering

- Memakai minyak power steering original jenis power steering.

- Memeriksa minyak power steering di tempat reservoir. Apabila

berkurang berarti terdapat kebocoran.

- Melakukan flushing atau menguras minyak power steering apabila

sudah kotor atau berganti warna.

Page 50: MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL ... - digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MODIFIKASI SISTEM KEMUDI MANUAL MENJADI SISTEM ... 2.1 Sistem Kemudi pada Mobil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

BAB V

KESIMPULAN

1. Sistem kemudi manual tipe Recirculating ball pada Toyota Kijang 5K dapat

diganti sistem kemudi dengan power steering tipe Rack and pinion.

2. Gangguan yang mungkin terjadi pada sistem kemudi dengan power steering :

Kemudi berat, Gerak bebas roda kemudi terlalu besar saat dikemudikan,

Wandering, Kendaraan membelok ke satu sisi selama pengemudian normal,

Roda kemudi shimmy,