Sistem Kemudi pada Mobil

INTRODUCTION

Hampir seluruh sistem kemudi kebanyakan menggerakkan roda bagian depan pada kendaraan, walaupun ada kendaraan yang sistem kemudinya menggerakkan roda bagian belakang diantaranya forklift.

Sistem kemudi merupakan perangkat wajib yang dimiliki oleh setiap kendaraan bermotor untuk mengarahkan kendaraan tersebut kearah yang diinginkan oleh pengemudinya. Perlu diingat, sistem kemudi hanya mengarahkan roda pada kendaraan bukan mengarahkan kendaraannya. Tetapi efeknya nanti akan berimbas pada arah gerak kendaraan. Salah satu bukti bahwa steer hanya menggerakkan roda kendaraan adalah coba kendarai mobil yang tidak dilengkapi oleh sistem ABS lalu kendarai dijalan kosong dengan kecepatan yang cukup tinggi. Setelah itu lakukan pengereman secara mendadak hingga ban tersebut mengunci (lock) lalu coba anda langsung belokan steering wheel anda. Saat ban mengunci dan steer di gerakkan maka ban akan tetap bergerak kearah kiri atau kanan tetapi bodi mobil tidak ikut bergerak.

STEERING WHEEL

Steering wheel dalam bahasa Indonesia disebut roda kemudi atau orang awam menyebutnya steer ini pertama kali diperkenalkan oleh Alfred Vacheron yang digunakannya pada mobil Panhard 4hp dalam kejuaraan Paris Rouen. Sejak saat itu banyak pabrikan – pabrikan yang menggunakan steering wheel dalam perangkat standard dalam setiap produknya. Dewasa ini seluruh kendaraan bermotor sudah menggunakan steering wheel dalam produknya, hanya saja dengan berjalannya waktu teknologi dalam steering wheelpun terus berkembang, seperti:

• Tilt Steering: Merupakan teknologi dimana roda kemudi dapat diatur naik turun sesuai tinggi pengemudinya, agar setiap pengemudinya tetapi mendapatkan kenyamanan dalam berkendara. Teknologi ini pertama kali diperkenalkan pada beberapa product General Motors di tahun 1963. Saat ini tilt steering sudah banyak diaplikasikan pada kendaraan – kendaraan baru kelas menengah hingga tinggi.
• Telescope Steering: Merupakan teknologi dalam roda kemudi yang mana roda kemudi dapat digeser maju mundur atau mendekati dan menjauhi pengemudinya sesuai panjang dari tangan pengemudi. Sama sesuai dengan Tilt Steering, Telescope Steering juga dikembangkan oleh General Motor Saginaw Steering Gear Division yang pertama diperkenalkan pada Cadillac buatan 1965.
• Adjustable Steering Coloumn: cara kerja Adjustable Steering Coloumn serupa dengan Tilt Steering yang membedakannya adalah Adjustable Steering Coloumn bekerja secara elektrik dan dapat menyimpan posisi tinggi roda kemudi sesuai tinggi pengemudinya.
• Swing-away Steering Wheel: swing-away steering wheel merupakan teknologi dimana roda kemudi dapat digeser sejauh sembilan inch menjauhi pintu yang bertujuan agar pengemudi mudah apabila ingin keluar dari mobilnya. Teknologi ini pertama kali diperkenalkan pada mobil buatan Ford ThunderBird 1961.

STEERING COLOUMN

Steering column terbagi menjadi 2 jenis, diantaranya: Collapsible dan Non-collapsible. Dewasa ini seluruh kendaraan berpenumpang dan sebagian besar kendaraan niaga sudah mengaplikasikan Collapsible Steering. Pada mobil – mobil jaman dahulu, baik tipe rack  and pinion maupun tipe recirculating ball penempatannya berada didepan axle. Tetapi dewasa ini penempatan rack diletakkan dibelakang axle dengan tujuan apabila terjadi tabrakan frontal, benturan akan menyerap axle shaft terlebih dahulu baru setelah itu rack shaft. Hal ini bertujuan agar efek benturan ke pengemudi dapat diminimalisir.

• COLLAPSIBLE 

Tipe Collapsible adalah tipe dimana saat mobil terjadi tumbukan secara frontal maka secara otomatis steer akan langsung bereaksi agar tubuh pengemudi tidak langsung mengena roda kemudi. Sehingga keselamatan jiwa sang pengemudi dapat lebih terjamin. Tipe Collapsible juga memiliki beberapa jenis, diantaranya: Mesh type, Ball type, Solid silicone rubber sealed type.

• • Mesh type. Pada tipe ini mempunyai struktur mata jaring dan main shaft-nya terdiri dari bagian atas dan bawah yang disambung dengan plastik pin dan column bracketnya terdapat kapsul. Sehingga apabila terjadi tumbukan yang keras, yang apabila gearbox steering mendapat tekanan yang kuat, maka plastik pin pada main shaft akan hancur sehingga main shaft bagian atas akan turun kebawah agar bersentuhan dengan main shaft bagian bawah. Alhasil benturan antara tubuh pengemudi dengan roda kemudi dapat dieliminir dengan baik.
  • Ball type: Pada tipe kali ini, column steeringnya terdiri dari bagian atas dan bawah yang disambung ball bearing. Serta main shaft bagian atas dan bawah yang sengaja dipisah akan disambungkan dengan plastik pin. Apabila terjadi benturan yang keras yang membuat gear box steering mendapat tekanan yang kuat maka plastik pin akan akan hancur dan membuat tenaga akibat  benturan akan diserap oleh bola bearing yang dipasang antara lower tube dan upper tube.
  • Solid silicone rubber sealed type: Main shaft tetap terdiri dari dua bagian atas dan bawah yang disambung dengan plastik pin. Pada bagian dalam bawah main shaft di isi dengan silicon rubber dan bracketnya dipasangkan caster wedge. Sehingga saat roda kemudi mendapat tumbukan frontal yang kuat, maka bracket akan segera runtuh dan main shaft akan segera menyusut. Dengan menurunnya main shaft maka silicone rubber akan keluar melalui lubang orifice main yoke dalam rupa tepung..

KEUNTUNGAN:

• Dapat menjaga keselamatan pengemudi terhadap benturan yang keras karena sistem kemudi akan langsung patah dan hancur saat terjadi tumbukan.

KERUGIAN:

• Main shaft yang kontruksinya tidak begitu kuat, maka jenis steering ini hanya cocok pada kendaraan penumpang.
• Konstruksinya yang rumit sehingga membuat harganya menjadi mahal.
• Apabila terjadi tumbukan yang membuat rusaknya main shaft, maka main shaft harus segera diganti dengan yang baru.

• Non – Collapsible Steering

Pada tipe seperti ini, main shaft berhubungan langsung dengan steering gear box. Sehingga jenis konstruksi ini sangatlah kuat dan sangat cocok untuk kendaraan niaga seperti truk hingga container. Tetapi dibalik kuatnya konstruksi tipe Non – Collapsible steering, sangatlah berbahaya karena apabila terjadi kecelakan secara frontal maka main shaft dapat langsung menghantam tubuh pengemudi. Untuk menghubungkan antara main shaft dengan gear box ada beberapa cara, seperti:

1. One Piece (sambungan langsung)
2. Universal joint & Spline
3. Universal Joint
4. Flexible Joint

STEERING GEAR

Selain untuk mengarahkan roda, steering gear juga berfungsi sebagai gig reduksi untuk meningkatkan momen agar roda kemudi menjadi ringan saat roda kemudi diputar. Untuk itu diperlukan  perbandingan reduksi yang disebut juga  perbandingan steering gear, dan biasanya perbandingan steering gear berada diangka 18 sampai 20 : 1. Semakin besar angka perbandingan steering gear, maka putaran roda kemudi akan semakin ringan tetapi akan semakin banyak juga putaran roda kemudi untuk membentuk sudut roda yang sama.

Ada beberapa tipe steering gear, tetapi dewasa ini tipe steering yang digunakan pada kendaraan bermotor adalah model worm and roller, model screw pin, model screw nut, worm and sector, model Rack and Pinion dan model Recirculating Ball.

Worm and Roller

Pada model ini, steering gear box model worm and roller di buat mirip dengan worm and sector. Hanya saja, apabila pada model worm and sector terdapat sector gear. Maka pada model ini terdapat captive roller yang dipasang sebagai pengganti sector gear. Pada saat steering shaft berputar hingga hourglass shape menyentuh roller, itu pertanda putaran kemudi sudah habis. Apabila tidak dipasang hourglass, maka besar kemungkinan roller dapat lepas dengan worm gear.

Screw Pin

Pada model ini, pin yang berbentuk yang berbentuk tirus bergerak sepanjang worm gear

Screw Nut

Pada model ini, ujung main shaft terdapat ulir yang skrup yang terpasang padanya. Pada skrupnya terdapat bagian yang menonjol dan dipasang tuas dengan tujuan sebagai rumahnya.

Recirculatimg Ball

Pada model recirculating ball terdapat worm yang dikelilingi oleh bola – bola yang dapat bersirkulasi pada recirculation channel. Sehingga saat roda kemudi diputar, maka bola – bola akan bersirkulasi disekeliling worm gear dan apabila sector gear sudah

mencapai gigi terakhir, itu menandakan putaran roda kemudi atau sudut arah roda sudah mencapai sudut maksimal. Model ini paling banyak digunakan pada kendaraan niaga berat dan mobil – mobil yang diciptakan untuk melewati medan berat.

Rack and Pinion

Sudah hampir seluruh mobil yang berkategori ringan hingga sedang menggunakan tipe Rack and Pinion. Rack and Pinion merupakan pertautan gigi – gigi yang mengubah dari arah gerak putar (rotation) ke arah gerak linier kiri dan kanan. Gigi yang bergerak berputar disebut gigi Rack, sedangkan gigi yang bergerak ke kiri dan ke kanan disebut Pinion.

Steering Linkage

Steering linkage berfungsi memindahkan tenaga dari roda kemudi ke roda – roda depan kendaraan. Pada steering linkage terdapat pitman arm, knuckle arm, adler arm, drag link, tie rod, dan tie rod end.

SELF CONTROL STEERING

Pada setiap kendaraan memiliki control dimana, roda kemudi dapat kembali keposisi semula tanpa harus kita mengeluarkan tenaga. Agar self control steering dapat terjadi apabila FMA (Front Wheel Alignment) di adjust dengan baik, seperti: Toe in, Toe out, Caster, Camber, dan King pin & Offset.

Toe

Toe adalah selisih jarak antara roda depan dan belakang jika dilihat dari atas kendaraan. Fungsi Toe adalah sebagai berikut:

• koreksi camber: reaksi rolling camber menyebabkan roda menggelinding kea rah luar oleh sambungan kemudi dipaksa bergerak lurus kearah jalannya kendaraan akibatnya roda menggelinding dengan ban menggosok pada permukaan jalan
• Koreksi gaya gerak: Gaya gerak pada axle belakang diteruskan pada axle depan melalui rangka reaksi gelinding ban roda depan yang mengarah ke belakang menyebabkan bagian depan cenderung bergerak kearah luar. Untuk mengatasi hal in, maka pada kendaraan RWD perlu penyetelan Toe in.

Camber

Camber adalah kemiringan roda bagian atas kedalam atau ke luar terdapat garis vertical jika dilihat dari depan kendaraan.

Caster

Caster adalah kemiringan sumbu kemudi terhadap garis tengah roda vertical jika dilihat dari samping kendaraan.

Sudut King pin dan Offset

Sudut King Pin adalah kemiringan sumbu King pin terhadap garis vertical jika dilihat dari depan. Sedangkan Offset adalah jarak antara titik temu, garis tengah roda terhadap permukaan jalan dengan titik temu perpanjangan garis sumbu King pin terhadap permukaan jalan