Bab Ii Fix [PDF]

Citation preview

8



BAB II LANDASAN TEORI



2.1 Sistem Kemudi 2.1.1 Sejarah Sistem Kemudi Sistem kemudi mobil pertama kali di dunia di temukan oleh Tiller, Tiller adalah sebuah sistem kemudi yang berbentuk tongkat, seperti sistem kemudi pada perahu motor dan hanya bisa digerakan ke kiri atau ke kanan. Pada tahun 1894 Alfred Vacheron dalam mengikuti lomba Paris-Rouen menggunakan mobil model Panhard 4 hp yang telah dilengkapi dengan roda kemudi, bukan lagi Tiller. Sistem kemudi inilah yang dipercaya sebagai cikal bakal setir mobil (roda kemudi). Pada tahun 1898, Thomas B. Jeffery dan putranya, Charles T. Jeffery, mengembangkan dua mobil eksperimental maju yang menampilkan mesin depan serta roda kemudi yang dipasang di sisi kiri. Akan tetapi baru pada tahun 1903 sebuah perusahaan pembuat mobil Ramblers, baru memakai setir hanya di mobil jenis ramblers model E yang merupakan mobil produksi masal. Pada tahun 1904 baru seluruh mobil keluaran ramblers telah menggunakan setir (roda kemudi). Dalam satu decade, sistem kemudi jenis tiller di mobil-mobil saat itu (http://yudihrdn.blogspot.co.id/2013/03/pengertian-sistem-kemudi.html). Sistem ini merupakan salah satu sistem yang berperan penting terhadap pengemudi untuk itu sistem ini harus di desain secara teliti agar tidak terjadi kesalahan pada sistem ini umumnya banyak yang kurang stabil ini dikarenakan akibat dari pengguna komponen mekanisme yang tidak sesuai, salah satu kasus yaitu di era 80-an yang mana banyak sistem kemudi berat ke kiri atau berat ke



9



kanan dan ini mengakibatkan pengemudi merasa tidak nyaman. Namun kasus seperti itu tentu saja tidak akan terulang lagi karena pada era sekarang ini teknologi semakin canggih. Adaun penjelasannya adalah sebagai berikut. Sistem kemudi pada kendaraan mobil berfungsi untuk mengarah arah laju kendaraan dengan cara membelokan roda depan. Bila roda kemudi diputar, streering column meneruskan putaran ke roda gigi kemudi. Roda gigi kemudi ini memperbesar momen putar, sehingga menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk menggerakan roda depan melalui sambungan-sambungan sistem kemudi. Sistem kemudi adalah salah satu sistem pada chassis mobil yang berfungsi untuk merubah arah kendaraan dan laju kendaraan dengan cara menggerakan atau membelokkan roda-roda depan mobil dan menjaga agar posisi mobil tetap stabil. Cara



kerjanya



adalah,



apabila



roda-roda



kemudi



(steering



gear)



di



gerakaan/diputar, kolom kemudi (steering column) kemudi meneruskan putaran keputaran ke roda gigi kemudi (steering gear). Steering gear ini berfungsi untuk memperbesar momen putar, sehingga menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk menggerakan roda depan melalui sambungan-sambungan kemudi (steering linkage) (http://yudihrdn.blogspot.co.id/2013/03/pengertian-sistem-kemudi.html). 2.1.2 Syarat-syarat Sistem Kemudi Agar sistem kemudi sesuai dengan fungsinya maka harus memenuhi persyaratan seperti berikut : 



Kelincahannya baik.







Usaha pengemudian yang baik.







Recovery ( pengembalian ) yang halus.



10







Pemindahan kejutan dari permukaan jalan harus seminimal mungkin.



2.1.3 Komponen Sistem Kemudi Semua sistem kemudi terdiri beberapa bagian umum. Setiap sistem kemudi, apapun jenisnya, pasti memiliki roda kemudi, poros kemudi dan kolom, sambungan fleksibel, sambungan universal, lengan kemudi, dan soket bola. 1. Steering wheels (roda kemudi). Roda kemudi sudah akrab di telinga kita. Roda kemudi model lama (tua) terbuat dari plastik keras, diameter lebih besar, dan relatif tipis bila dibandingkan dengan roda kemudi modern. Kemudi modern umumnya empuk. Kebanyakan roda kemudi memiliki dua atau tiga jari-jari atau bagian pusat besar yang menghubungkan bagian roda kemudi ke hub. Untuk mencegah selip, hub roda kemudi memiliki kurva internal, yang cocok dengan splines eksternal pada poros kemudi. Beberapa poros dan roda kemudi memiliki master spline, yang lebih besar dari yang lain. Master spline mencegah pemasangan roda di posisi yang salah. Sebuah mur besar memegang hub ke poros kemudi.



11



Gambar 1. Komponen dasar sistem kemudi a. Ukuran roda kemudi. Ukuran roda kemudi memiliki efek pada usaha yang dikeluarkan oleh sopir untuk membelokkan kendaraan. Semakin besar roda kemudi, semakin sedikit upaya yang diperlukan untuk mengubahnya. Hal ini karena momen yang diberikan oleh roda kemudi lebih besar. b. Kelengkapan roda kemudi. Roda kemudi terdapat komponen lain, yang dibahas di bawah. Meskipun tidak terkait langsung dengan sistem kemudi, bagian-bagian ini mungkin memerlukan pelepasan saat roda kemudi di lepas.  Saklar klakson.



12



Saklar klakson selalu dipasang di roda kemudi. Ketika terjadi keadaan darurat, tangan pengemudi sudah di roda kemudi, dan gerakan sedikit yang diperlukan untuk mencapai dan menekan tombol klakson. Beberapa saklar klakson mudah dipencet, sementara yang lain dibuat ke dalam roda kemudi dan dioperasikan Sebuah saklar klakson memiliki kontak listrik yang menghubungkan komponen kemudi yang berputar ke seluruh sistem kelistrikan kendaraan. Kuningan stasioner atau cincin tembaga di kolom kemudi sentuhan geser. 2. Kolom dan Poros Kemudi Poros kemudi dipasang pad kolom kemudi. Bantalan umumnya digunakan untuk menahan posisi poros. Poros dan kolom biasanya merupakan satu unit. Namun, masing-masing bagian sering diganti tanpa melepas poros atau kolom. Pada bagian ini, kita akan membahas bagian-bagian individu yang membentuk kolom kemudi dan poros. a. Desain poros Poros kemudi modern terbuat dari dua bagian batang baja. Satu bagian adalah ubangberl dan yang lain adalah padat. Bagian padat dapat masuk ke bagian yang berongga.



Gambar 2. Two-piece steering shaft assembly.



13



Desain ini memungkinkan poros kemudi runtuh ketika kendaraan dalam tabrakan. Untuk alasan ini disebut poros dilipat. Shaft dilipat sering disebut sebagai poros telescoping, karena panjang poros berkurang. Bagian poros sliding ke yang lain dengan cara yang sama teleskop portabel runtuh. Selama mengemudi normal, dua bagian dari poros kemudi yang diadakan di posisi dengan pin geser. Pin geser sengaja dibuat dari bahan yang relatif lemah, biasanya plastik. Tujuan mereka adalah untuk mudah patah ketika tekanan yang cukup menerpanya, mencegah cedera pada pengemudi. b. Sambungan fleksibel. Sebuah sambungan kemudi fleksibel dipasang di bagian bawah batang kemudi, sebelum perangkat kemudi. Sambungan ini memungkinkan untuk sedikit variasi dalam keselarasan antara poros dan roda gigi kemudi. Hal ini juga menyerap getaran. Disk sambungan biasanya karet fleksibel. Batang kemudi berisi yoke yang terhubung ke disk di dua titik berlawanan satu sama lain (180 °). Yoke lain terhubung ke disk pada 90 ° dari poros sambungan. Yoke ini menempel pada poros potongan yang mengarah ke perangkat kemudi, atau mungkin melekat pada poros kemudi. Disk karet menyerap getaran kecil dari bagian lain dari sistem kemudi. Yoke dirancang untuk menyediakan sambungan fleksibel.



14



Gambar 3. Flexible rubber steering coupler.



c. Sambungan universal Pada banyak mobil baru, tidak ada cukup jarak yang memungkinkan poros kemudi untuk membuat sambungan langsung dengan perangkat kemudi. Oleh karena itu, poros atas dan bawah harus diimbangi melalui penggunaan sambungan universal. Sambungan universal memungkinkan poros untuk membentuk sudut.



Gambar 4. Steering shaft assembly uses a universal joint. d. Desain column Poros kemudi menghubungkan roda kemudi ke gigi kemudi dan didukung dalam tabung luar (column). Bantalan poros berupa bantalan bola atau rol yang dipasang di bagian atas dan bawah kolom kemudi. Kolom kemudi melekat pada bagian bawah dashboard , biasanya melalui mur dan baut . Pada beberapa kendaraan , bagian bawah kolom melekat pada pelapis peredam panas. Kolom kemudi harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1) Memastikan kekakuan (pendukung) untuk poros kemudi.



15



2) Memastikan gerakan kemudi halus. 3) Meredam kebisingan 4) Mencegah mengurangi cedera pada sopir jika terjadi kecelakaan. 5) Memiliki kerugian gesekan rendah. 6) Memastikan kendaraan aman dari pencurian Kolom kemudi dapat terlipat bagian bawah kolom kemudi berlubang dan jaring Jika pengemudi terbentur roda kemudi saat kecelakaan, daerah berlubang akan terlipat, sehingga kolom memendek.



Gambar 5. Steering column tube. a) Rigid steering column Merupakan Desain klasik dimana kolom kemudi yang kaku. Poros kemudi merupakan poros kaku yang biasanya satu kesatuan .



Gambar 6. Rigid steering coloumn. b) Steering column dengan angular adjustment Desain dengan sudut kemiringan kemudi dapat disesuaikan.



16



Gambar 7. Steering column dengan angular adjustment. c) Steering column dengan adjustable height Kolom kemudi yang dilengkapi dengan teleskop penyetelan ketinggian . Posisi roda kemudi dengan sopir dapat diubah dalam arah aksial.



Gambar 8. Steering column dengan adjustable height. d) Steering dengan combined adjustment mechanism Kolom kemudi yang dilengkapi dengan penyetelan dan penyetelan ketinggian keduanya merupakan solusi kompromi. Posisi yang paling menguntungkan dari roda kemudi sehubungan dengan postu tubuh sopir. Dengan demikian dapat dicapai solusi kompromi melalui kombinasi dari penyetelan sudut dan ketinggian. 2.2 Sistem Kemudi Tipe Rack and Pinion Sistem kemudi yang digunakan pada mobil mini buggy yaitu tipe rack and pinion karena lebih mudah untuk mencari komponen onderdil komponennya, begitupun dengan cara kerjanya cukup halus pada sipengemudi. Begitu Rumah gigi kemudi rack-and-pinion biasanya merupakan aluminium cor, yang pasangkan pada bodi kendaraan atau frame dengan dua buah baut U, ada juga dengan baut dan mur terikat pada frame kendaraan. Unit gigi pinion terbuat dari baja yang



17



dikeraskan ditumpu oleh bantalan di bagian atas dan bawah. Rak juga terbuat dari baja keras dan bergerak di bantalan slide. Seal menjaga pelumas roda gigi kemudi dari bocor keluar dari unit rack-and-pinion. Cara kerja rack and pinion pada waktu roda kemudi diputar, pinion pun ikut berputar. Gerakan ini akan menggerakan rack dari samping ke samping dan dilanjutkan melalui tie rod ke lengan nakel pada roda-roda depan sehingga satu roda depan didorong, sedangkan satu roda tertarik, hal ini menyebabkan roda-roda berputar pada arah yang sama.



Gambar 9. Unit rack and pinion. Sambungan Rack-and-pinion menghubungkan ke steering knucle. Rack-andpinion linkage , terdiri dari outer tie rod dan inner tie rod. Salah satu ujung inner tie rod berulir dan terhubung ke ujung rak. Inner tie rod dilindungi oleh karet fleksibel (boot). Beberapa keuntungan dan kerugian sistem kemudi rack and pinion yang dikutipkan pada jurnal Zainal Abidin sebagai berikut : 



Keuntungan : 1. Kontruksi ringan dan sederhana. 2. Persinggungan antara gigi pinion dan rack secara langsung. 3. Pemindahan momen relative lebuh baik, sehingga lebih rngan.







Kerugian : 1. Bentuk roda gigi kecil, hanya cocok digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil atau sedang. 2. Lebih cepat aus 3. Bentuk gigi rack lurus, dapat menyebabkan cepatnya keausan.



18



Gambar 10. Tipe rack and pinion. 2.2.1 Komponen Sistem Kemudi Rack And Pinion Sistem kemudi manual disebut juga sebagai sitem kemudi konvensional karena masih memanfaatkan tenaga dari pengemudi untuk membelokkan roda. Seluruh tenaga yang diperlukan untuk membelokkan roda kendaraan berasal dari tenaga pengemudi yang ditransmisikan ke roda melalui sistem kemudi. Berikut dibawah ini komponen sistem kemudi tipe rack and pinion pada gambar 11.



19



Gambar 11. Komponen unit rack and pinion.



Fungsi ball joint pada sistem suspensi mobil atau pada kaki-kaki kendaraan adalah sebagai sumbu roda ketika roda belok ke kiri dan ke kanan. Selain itu ball joint juga berfungsi untuk memegang knuckle roda, ball joint pada mobil terdapat pada arm atau sering disebut sebagai kaki udang pada mobil baik berada pada arm atas atau arm bawah tergantung dari sistem suspensi yang digunakan. Pinion gear berfungsi meneruskan putaran dari poros kemudi. Gear housing adalah rumah lever yang didalamnya rack gear. Batang gigi (rack gear) berfungsi sebagai transmisi untuk merubah gerak lurus menjadi gerak putar atau sebaliknya. Fungsi dari inner tie rod adalah untuk meneruskan putaran kemudi sehingga roda bisa belok ke kanan dan ke kiri. Dan karet boot steer berfungsi melindungi atau pembungkus antara rack gear dengan inner tie rod. Boot bekerja dengan gerakan fleksibel. 2.2.2 Tipe-tipe Sistem Kemudi Rack And Pinion 1) Pinion dipinggir tie rod ditengah



Gambar 12. Tipe pinion dipinggir inner tie rod ditengah. Konstruksi dari tipe ini adalah posisi dari pinion gear berada dipinggir rak, dan inner tie rod terpasang ditengah batang rak. Keuntungan dari tipe ini adalah perubahan sudut kemiringan (sudut camber) roda depan kecil jika terjadi



20



pemegasan suspensi, hal itu dikarenakan inner tie rod relative panjang. Namun demikian dlam hal penyetelan panjang inner tie rod relative sulit dikarenakan letaknya yang terjepit bodi kendaraan. 2) Pinion ditengah inner tie rod dipinggir



Gambar 13. Tipe pinion ditengah inner tie rod dipinggir. Konstruksi ini mempunyai keuntungan batang kemudi tidak satu garis lurus, sehingga lebih aman jika terjadi tabrakan dari arah depan. Benturan tidak diteruskan secara langsung ke roda kemudi.kerugiannya adalah kontruksi membutuhkan lebih banyak tempat, sehingga kurang efisien tempat. 3) Pinion dipinggir inner tie rod dipinggir



Gambar 14. Tipe pinion dipinggir inner tie rod dipinggir. Konstruksi ini lebih efisien dan kompak, banyak dipakai pada kendaraan modern saat ini.



21



2.2.3 Perbandingan Bervariasi Ukuran dan jumlah gigi pinion akan menentukan rasio (perbandingan gigi) kemudi rack-and-pinion. Sebuah gigi pinion yang besar besar dengan jumlah gigi yang banyak akan dapat membelokan roda dengan cepat tetapi akan memerlukan usaha (tenaga) yang besar untuk menggerakan roda kemudi. Demikian sebaliknya sebuah gigi pinion yang kecil dengan jumlah gigi yang sedikit akan membelokkan dengan mudah (ringan), tetapi membutuhkan banyak putaran dari roda kemudi. Selain perbandingan gigi kemudi konstan (tetap), sistem kemudi rak dan pinion juga dikonstruksi dengan perbandngan gigi bervariasi (variabel rasio) . Gigi rak memiliki bentuk dan sudut yang bervariasi. Tujuan dari perbandingan bervariasi ini yaitu, Pada saat kendaraan berjalan lurus ke depan (basanya kecepatan kendaraan relative tinggi), pengemudi dapat memastikan bahwa sistem kemudi cepat merespon gerakan roda kemudi. Di sisi lain, pada saat kendaraan dibelokkan ke kanan atau ke kiri (biasanya kecepatan kendaraan rendah) tenaga untuk mengerakkan roda kemudi relatif ringan (karena beban sistem kemudi lebih besar pada saat kecepatan kendaraan rendah). Perbandingan bervariasi ini trdapat pada sistem kemudi tanpa perangkat bantuan tenaga kemudi (power steering).



Gambar 15. Posisi pinion ditengah (pada saat jalan lurus)



Gambar 16. Posisi pinion dipinggir (pada saat jalan belok)



22



2.2.4 Tipe Gear Box Ada bebrapa model pada steering gear box, dari memua model semuanya memerlukan linkage (sambungan –sambungan kemudi) seperti terlihat pada gambar dibawah ini.



Gambar 17. Sistem kemudi tipe gear box suspensi indipenden.



Gambar 18. Sistem kemudi tipe gear box suspensi rigid.



23



Ada beberapa jenis sistem kemudi tipe gear box antara lain : 1. Worm and sector.



Gambar 19. Sistem kemudi worm and sector. Cacing dan sektor konstruksinya sangat sederhana, sehingga mudah dan murah dalam produksinya. Kerugiannya adalah banyak terjadi gesekan antara gigi cacing dan gigi sektor. Sistem kemudi jenis worm and rol bisa dijumpai pada beberapa kendaraan Jeep dan mobil-mobil Eropa tua. Cara kerjanya sebagai berikut : Gigi cacing kita putar akan menyebabkan gigi sektor bergerak. Poros input terpasang pada pada kolom kemudi yang disebut poros cacing. Karena gigi cacing berhubungan dengan gigi sektor. Bagian luar ujung poros sektor memiliki spline yang meruncing merupakan dudukan dari lengan pitman. Jika roda kemudi berputar maka gigi cacing akan menyebabkan -poros sektor bergerak, dan mentransfer gerakan melalui lengan Pitman ke linkage (sambuangan) kemudi.



24



2. Worm and roll.



Gambar 20. sistem kemudi worm and roll. Seperti halnya worm and sector, worm and roll banyak dijumpai pada mobilmobil tua, konstruksinya sama seperti worm and sector. Bedanya adalah gigi sector diganti dengan roll, dengan maksut untuk mengurangi gesekan. Cara kerjanya sama seperti model worm and sector. 3. Worn and pin (peg).



Gambar 21. Sistem kemudi worm and pin. Konstruksi dan cara kerjanya sama seperti worm and sector dan worm and roll, yang menjadi pembeda adalah bentuk sector atau rol diganti dengan bentuk pin.



25



4. Worm and worm wheel.



Gambar 22. sistem kemudi worm and worm wheel. Konstruksi dan cara kerjanya sama seperti worm and sector dan worm and roll, worm and pin,yang menjadi pembeda adalah bentuk sector atau rol atau pin diganti dengan bentuk roda gigi. Konstruksi dan cara kerjanya sama seperti worm and sector dan worm and roll, worm and pin. 5. Recirculating ball.



Gambar 23. sistem kemudi recirculating ball. Mekanisme kemudi bola bersirkulasi merupakan versi perbaikan dari berbagai bentuk sistem kemudi worm/cacing. Bola yang terdapat di dalam mur (nut) berfungsi untuk mengurangi gesekan. Model kemudi ini dilengkapi penyetel untuk menyetel clearance yang tepat antara mur kemudi dengan gigi sektor. Cara kerja dari model ini sama dengan model-model sebelumnya.



26



2.2.5 Komponen Sambungan Kemudi



Gambar 24. Komponen sambungan kemudi. 1. Pitman arm Lengan pitman terpasang pada gigi sektor, poros gigi sektor kadang-kadang disebut poros pitman. Fungsinya mengubah gerakan memutar pada gigi sektor menjadi gerakan bolak-balik (linear) dan diteruskan ke linkage kemudi.



Gambar 25. Lengan pitman. 2. Idler arms Jika sambungan kemudi tidak didukung pada sisi lain pada lengan pitman, sambunga (linkage) akan jatuh. itu, lengan idler dipasang pada frame berseberangan dengan lengan pitman. Ujung lengan idler melekat pada relay rod melalui sambungan bola (ball joint).



27



Gambar 26. Posisi idler arms. 3. Tie rods Sebuah tie rod terpasang pada setiap akhir relay rod. Tie rod terdiri dari tie rod dalam dan luar yang biasanya dilengkapi dengan penyetel tie rod.



Gambar 27. Contoh tie-rod. 4. Hydraulic damper. Beberapa kendaraan memiliki peredam hidrolik dipasang di antara relay rod dan rangka. Damper hidrolik menyerupai shock absorber, yang berfungsi untuk menyerap guncangan akibat kondisi jalan. Sebuah piston hidrolik di dalam damper memungkinkan cairan hidrolik untuk menyerap energi dari guncangan jalan sehingga guncangan tersebut tidak mencapai roda kemudi.



28



Gambar 28. Posisi hydraulic damper. 2.3 Teori Ackerman Ackermann steering geometry adalah pengaturan geometris lengan-lengan kemudi mobil yang dirancang untuk memecahkan masalah gesekan pada roda dengan jalan pada saat melintasi radius belok yang berbeda. pengaturan geometris hubungan di kemudi mobil atau kendaraan lain yang dirancang untuk memecahkan masalah roda dibagian dalam dan luar saat kendaraan berbelok atau dengan kata lain. “menulusuri lingakaran dengan jari-jari yang berbeda”. Keuntungan dari ackerman steering geometry adalah untuk menghindari ban tergelincir ke samping ketika mengikuti jalan disekitar kurva. Dan solusi geometris untuk ini adalah semua roda dikonfigurasikan agar as roda diatur sebagai jari-jari lingkaran degan titik pusat umum di satu titik. Mobil modern tidak menggunakan murni ackerman steering, sebagian karena mengabaikan efek dinamis dan efek pemenuhan, tetapi prinsipnya adalah untuk maneuver kecepatan rendah. Beberapa mobil balap menggunakan Ackerman Geometri terbalik untuk mengkonpensasi perbedaan besar dalam sudut slip antara ban depan bagian dalam



29



ban luar saat menikung dengan kecepatan tinggi. Penggunaan geometri tersebut membantu mengurangi suhu ban selama menikung kecepatan tinggi tetapi juga memiliki “kompromi” kinerja dalam manuver kecepatan rendah. Hal ini ditemukan oleh George Lankensperger di Munich pada tahun 1817, kemudian dipatenkan oleh agennya di Inggris, Rudolph Ackermann ( 1764 -1834 ) pada tahun 1818 untuk kereta yang ditarik kuda . Erasmus Darwin mungkin memiliki klaim sebelumnya sebagai penemu pada tahun 1758.



Gambar 30. Radius belok. Sistem kemudi kereta roda empat yang petama kali diperkenalkan pada tahun 1816 oleh George Langensperger di Munich , Jerman. Rudolf Ackerman bertemu Langensperger dan melihat penemuannya. Ackerman mendaftarkan patent Langensperger di London dan memperkenalkan penemuannya kepada pembuat alat angkut di Inggris. Pabrik pembuat kereta telah mengadopsi dan menyempurnakan geometri Ackerman bagi mekanisme kemudinya sejak tahun 1881. Desain dasar sistem kemudi kendaraan hanya sedikit berubah sejak penemuan mekanisme kemudi tersebut. Input dari pengemudi di teruskan dengan poros lewat mekanisme reduksi roda-gigi untuk membangkitkan gerakan kemudi pada roda depan.



30



Gambar 31. Kereta pertama dengan prinsip ackerman. a. Mekanisme ackerman



Gambar 32. Mekanisme ackerman. Keterangan : Ǿ dan Ѳ



: sudut yang dibentuk perpanjangan sumbu roda depan bagian dalam dan luar lintasan belok dengan sumbu roda belakang.



W



: jarak pivot roda depan kiri dan kanan disebut track.



L



: jarak sumbu roda depan dan belakang disebut wheel base.



Maka :



31



Gambar



33. Prinsip Ackerman.



R adalah jari-jari (jarak antara titik tengah massa kendaraan dengan titik pusat radius belok)



dimana δ adalah rata-rata sudut belok roda kiri dan roda kanan.



b. Sudut-sudut lengan kemudi ackerman Sistem kemudi ankerman pada gambar disamping tampak ketika roda lurus kedepan lengan kemudi pivot (A) miring ke dalam, tidak sejajar vertikal. Karena itu, akan menyebabkan pivot point memindahkan jarak yang lebih besar dalam arah maju, hal ini menciptakan sudut belok roda tidak sama antara roda kiri dan kanan.



32



Gambar 34. Sudut kemudi ackerman. Poin penting yang perlu diperhatikan adalah bahwa sudut belok yang tidak sama adalah eksponensial, yaitu, semakin anda memutar roda kemudi semakin besar perbedaan sudut antara roda kiri dan roda kanan.



Gambar 35. Lengan kemudi ackerman. 1) Sudut ackerman (-) / Toe Out On Turn In Sudut ackerman (-) membentuk titik pertemuan sudut kemiringan pivot lengan kemudi terletak di depan dari garis tengah poros roda belakang. Geometri kemudi ini mencapai ketimpangan sudut yang lebih besar dari roda saat belok, yang mengakibatkan roda sebelah dalam mencoba untuk mengikuti lingkaran diameter lebih kecil dari yang sebenarnya. Efek ini menghasilkan Toe Out pada roda sebelah dalam saat belok.



33



Gambar 36. Sudut ackerman (-). 2) Sudut ackerman netral / Toe Nol On Turn In Sudut ackerman netral didefinisikan oleh kemiringan lengan kemudi yaitu garis yang ditarik antara kedua king pin dan lengan pivot kemudi berpotongan dengan garis tengah poros roda belakang. Hal ini memberikan steering geometry yang benar, tidak ada perubahan sudut Toe pada roda sebalah dalam dan sejajar dengan lintasan belok.



Gambar 37. Sudut ackerman netral. 3) Sudut ackerman (+)/ Toe In On Turn In Sudut ackerman (+) membentuk titik pertemuan sudut kemiringan pivot lengan kemudi terletak di belakang garis tengah poros roda belakang. Geometri kemudi ini mencapai jumlah penurunan ketimpangan sudut roda saat belok, yang mengakibatkan roda sebelah dalam mengikuti lingkaran berdiameter lebih besar



34



dari yang sebenarnya, dan menghasilkan Toe In pada roda sebelah dalam saat belok.



Gambar 38. Sudut ackerman(+). 2.4 Sudut Belok dan Radius Belok Roda Depan Kendaraan Roda Empat Salah satu spesifikasi suatu kendaraan roda empat (mobil) adalah sudut belok roda depan. Sudut belok roda depan mempunyai peranan yang cukup penting dalam rangka membangun kesempurnaan sistem kemudi kendaraan yang bersangkutan . Hal ini mengingat bahwa gerakan roda kemudi



di pengaruhi



oleh



poros



roda



depan



yang



padanya



melekat



( terletak ) roda-roda depan. Agar sistem steering ( kemudi ) dapat lebih sempurna, maka poros roda sisi dalam apabila mobil itu membelok harus mempunyai sudut belok yang lebih besar dari pada bagian luar.



sudut belok roda



35



Gambar 39. Dari Gambar 39 tampak bahwa pasangan roda belakang terpasang tetap sehingga selalu membentuk radius belok yang sama terhadap titik pusat O, tetapi untuk roda depan masing-masing membentuk radius putar yang berbeda agar dapat bertemu pada satu pusat yaitu titik O. Hal ini berarti bahwa pada waktu mobil berbelok, sudut belok yang dibentuk oleh kedua roda depan itu berbeda. Roda sebelah luar harus melintasi jalan dengan radius dengan radius yang lebih besar dan sudut belok lebih kecil () sedang roda depan sebelah dalam



membentuk



lintasan jalan dengan radius lebih kecil dengan sudut belok yang lebih besar ( θ ). Jadi θ  .



36



1)



Sudut Belok Roda Depan



Gambar 40.



37



Dari gambar 2 tampak bahwa : ab = cd



ac = B (wheel base)



ab = (cO – dO)



cO = X + T ac



B



tg  = ---- = ------------O



1 ----



X+T



X+T =



1



------- 



tg 



X



-----



=



--- + ----



tg 



B



T



B



…….. (1)



B



Selanjutnya perhatikan  bdO : bd tg θ = ------ dimana bd =B dan dO = X dO



B tg 



Jadi



=



atau



X



- …….. (2)



= tg 



X



1



B



Rumus (1) dan (2) tersebut masing – masing adalah rumus untuk menentukan sudut belok roda depan sisi luar dan dalam. Sekarang



jika persamaan



dimasukkan ke persamaan (1) maka akan diperoleh : 1



1 =



tg 



T +



tg 



T atau



B



1 =







1 –



tg 



tg



(2)



38



Dalam hal ini T = track B = wheel base 2)



Radius Belok Maksimum Ukuran lain dalam sistim kemudi yang juga biasa dicantumkan sebagai



spesifikasi kendaraan adalah: jari – jari belok maksimum. Kendaraan yang baik (praktis) adalah kendaraan yang mempunyai jari – jari belok maksimum yang kecil. Adapun jari – jari belok maksimum dapat dihitung dengan cara sebagai berikut : (lihat gambar 2).



Jari – jari belok yang maksimum pada keadaan di



atas ditunjukan oleh panjang ro ( jari-jari belok roda sisi luar )



B Pada  acO :



sin = ------



ro B



Jadi jari-jari belok maksimumnya :



ro=



sin 



3)



Contoh Perhitungan Sudut Belok dan Radius Belok Roda Depan Kendaraan Roda Empat Sebuah mobil mempunyai track = 125 cm dan wheel base = 220 cm. jika



mobil itu roda depan bagian kanannya diputar dengan sudut 20, maka hitunglah sudut belok roda depan bagian kiri dan juga radius belok maksimumnya (luar) agar diperoleh efek steering yang benar !



39



Penyelesaian : Lihat Gambar 41 di bawah ini !



Gambar 41. Diketahui : B = 220 cm T = 125 cm



 = 200



40



Ditanyakan : a.  ? b. ro ? Penyelesaian : a. Sudut Belok Roda Depan () B



220



220



tg  = ----- = -----X



X = ------- = -------- = 604,4 tg 



X B



220



tg 200



220



tg  = ------ = -----------------X+T



= 0,3016



604,4 + 125



 = 16,78o  atau  = 16o 47’ Jadi diperoleh sudut belok roda depan bagian luar = 1647’ b. Radius Belok Roda Depan (ro) B



220



ro = ------- = ------sin



=



sin 1647’



Jadi ro = 761,9 cm



2.5 Metode Penelitian



220 -------0,2888



41



Untuk mencapai tujuan yang telah diuraikan dalam bab sebelumnya, maka perlu disusun langkah-langkah kerja yang akan ditempuh, antara lain sebagai berikut : 1) Studi Literatur Studi literatur dalam sebuah penelitian unruk mendapatkan gambaran yang menyeluruh tentang apa yang sudah dikerjakan orang lain dan bagaimana orang mengerjakannya, kemudian seberapa berbeda penelitian yang akan kita lakukan Hal ini dilakukan dengan cara mempelajari buku-buku, jurnal penelitian dan hasil penelitian yang dilakukan oleh peneliti lain, tentunya semua itu berkaitan dengan peneliti yang akan dilakukan. 2) Studi Lapangan Menurut Kenneth D. Bailey istilah studi lapangan merupakan istilah yang sering digunakan dengan istilah studi etnografi (ethnographic study atau ethnography). Studi lapangan meruapakan peneliti kualitatif dimana peneliti mengamati dan berpatrisipasi secara langsung dalam meneliti skala sosial kecil dan mengamati setempat. Dalam melakukan penelitian ini ,peneliti melakukan studi lapangan untuk menambah informasi dan data yang akan diperoleh pada sistem kemudi sistem kemudi yang digunakan pada mobil mini buggy sistem kemudi tipe rack and pinion. Sistem kemudi rack and pinion umumnya digunakan untuk kendaraan penumpang atau kendaraan-kendaraan kecil yang tidak memerlukan gaya yang besar untuk memutar roda kemudi.



42



Gambar 42. Modifikasi mobil mini buggy. Pada gambar diatas mobil mini buggy dengan beberapa komponen yang di modifikasi, salah satunya pada sistem kemudi menggunkan sistem kemudi pada mobil Daihatsu hijet tahun 1983, dengan dimodifikasi dan digabungkan pada rangka yang telah di desain dan dimodifikasi, Sistem kemudi yang digunakan pada



43



mobil mini buggy adalah sistem kemudi tipe rack and pinion. rangka kendaraan menggunakan pipa 1 inchi, menggunakan mesin (engine) motor sepeda motor Yamaha Zupiter MX 135cc, menggunakan penggerak rantai (chain) dihubungkan dari gear Sproket mesin melalui rantai lalu dihubungkan gear sprocket poros roda, dan roda depan (rear drive) menggunakan ban Vespa, ban belakang (front drive) menggunakan ban tubelles tipe mobil mini buggy. 3)



Pengukuran Pengukuran merupakan aturan-aturan pemberian angka untuk berbagai



objek sedemikian rupa sehingga angka ini mewakili kualitas atribut. Dalam pengukuran penelitian ini, sebelumnya memeperiapkan alat dan bahan yang akan diukur, peneliti mengukur sudut belok dan radius belok roda depan mobil mini buggy dari hasil modifikasi mobil mini buggy dab sistem kemudi. Alat dan bahan yang digunakan sebagai berikut : 1. Penggaris 2. Busur derajat 3. Meteran 4. Spidol 5. Unit kendaraan mobil mini buggy hasil modifikasi. A. Cara Pengukuran



Peneliti melakukan pengukuran langsung pada kendaraan mobil mini buggy untuk memperoleh data yang akan di ukur pada sudut belok dan radius belok roda depan. Dengan cara sebagai berikut : 1.



Menyiapkan unit kendaraan mobil mini buggy, dan tempatkan pada terlas putih/ubin putih.



44



2.



Gambarkan garis seperti gambar 43 dibwah ini.



Gambar 43. 3.



Putar kemudi (steering) ke kanan sampai poros roda atau kemudi mentok.



4.



Setelah kemudi diputar kenana sampai mentok siapkan penggaris atau spidol lalu ambil garis pada kendaran dan gambarkan garis seperti pada gambar 43 cara no 2.



45



Gambar 44. 5.



Lalu beri tanda sudut . Seperti gambar 45 dibawah ini.



46



Gambar 45. 6.



Lakukanlah pengukuran dan tulis pada kertas hasil ukur dengan menggunakan meteran seperti gambar di bawah ini.



Gambar 46. 4)



Pengumpulan data Dari proses pengukuran dan hasil dilapangan, peneliti mengumpulkan data



yang diperoleh dari studi lapangan pada sudut belok dan radius belok mobil mini buggy. Data yang diperoleh lihatlah pada gambar 47 sebagai berikut :



47



2.6 Perhitungan Sudut Belok dan Radius Belok Roda Depan Kendaraan Roda Empat pada Mobil Mini Buggy 1) Perhitungan Sudut Belok Roda Depan Mobil Mini Buggy Track (T)



= 99 cm



Wheel base (B)



= 139 cm







= 120



Gambar 47. 



Sudut Belok Roda Depan () B



139



139



tg  = ----- = -----X



X = ------- = -------- = 653,9 tg 



X B



tg 120



139



tg  = ------ = -----------------X+T



139



653,9 + 99



 = 10,45o  atau  = 10o 3’



= 0,1846



48



Jadi diperoleh sudut belok roda depan bagian luar mobil mini buggy = 103’ 2) Perhitungan Radius Belok Maksimum Wheel base (B)



= 139 cm



sudut belok roda depan bagian luar = 103’ 



Radius Belok Roda Depan (ro) B



139



ro = ------- = ------sin



sin 103’



139 =



--------



= 796,5 cm



0,1745



Jadi sudut belok roda depan pada mobil mini buggy ro = 796,5 cm