GERAK PISTON
ACTUATING MECHANISM (MEKANISME NYATA)
Sekali pelumas mengalir melalui pipa, katup, pompa, dll, maka akan berakhir pada mekanisme nyata. Yaitu titik dimana daya hidrolis akan mendorong piston yang mengakibatkan piston melakukan pekerjaan secara mekanik. Mekanisme ini sebenarnya adalah akhir dari aliran oli yang terdorong yang pada akhirnya melawan sistem. Akhir dari proses tersebut ini membentuk di dalam sistem. Tekanan yang bekerja melawan beberapa ruas permukaan (piston) menghasilkan suatu daya. Pada teknologi hidrolis dan transaxle, mekanisme nyata juga disebut dengan istilah servo. Servo adalah suatu alat dimana transformasi energi mengganti suatu usaha menjadi suatu hasil kerja. Clutch yang terdapat pada alpha automatic transaxle sebenarnya adalah servo, namun umumnya dinamakan “clutch” untuk mempermudah identifikasi.
S
STTEEEEIINNGG SSYYSSTTEEMM
(
(MAMANNUUAALL && PPOOWEWERR))
UmumAda dua jenis steering system pada kendaraan komersil : manual dan power. Pada sistem manual system, untuk membelokkan kemudi ke kanan dan ke kiri pengemudi memerlukan tenaga yang cukup kuat. Dengan power steering, pengemudi hanya memerlukan sedikit tenaga untuk membelokkan kemudi karena dibantu dengan tenaga hidrolis.
Sistem manual steering terdiri dari steering wheel, shaft, column, satu manual gear box dan pitman arm; drag link dan knuckle arm, tie rod.
Sedangkan pada power steering system ditambahkan satu hydraulic pump; fluid reservoir, hoses, lines; dan either satu tenaga unit power yang dipasang atau menyatu, dengan power steering gear assembly. Untuk melindungi pengemudi, seluruh steering columns dan shafts dirancang sedemikian rupa agar tidak melukai pengemudi pada saat terjadi tabrakan.
Manual Steering Gears and Linkage
Ada beberapa perbedaan pada manual steering gears yang sekarang dengan yang lama. Rack-and-pinion type adalah tipe yang hampir dipakai oleh seluruh pabrik pembuat mobil kendaraan komersial. Umumnya manual rack-and-pinion steering gear assembly terdiri dari pinion shaft dan bearing assembly, rack gear, gear housing, two tie rod assemblies, satu adjuster assembly, dust boots dan boot clamps, dan mounting grommets dan bolts.
Pada saat steering wheel diputar, gerakan manual ini diteruskan ke steering shaft dan shaft joint, kemudian ke pinion shaft. Selama gigi-gigi pinion bertautan dengan gigi rack gear, maka gerakan putar dirubah menjadi gerakan melintang pada rack gear. Kemudian, tie rods dan tie rod ends menyalurkan gerakan ini ke steering knuckles dan wheels.
Tipe re-circulating ball type merupakan tipe favorit lainnya, dimana balls bertindak sebagai pemutar antara worm gear dan ball nut. Kebanyakan dipakai oleh sistem kemudi kendaraan komersil. Dengan steering gear ini, gaya putar disalurkan melalui ball bearings dari worm gear yang ada pada steering shaft ke sector gear pada cross shaft.
Ball nut assembly diisi dengan ball bearings yang “berputar” disepanjang tubes antara worm teeth dan alur yang ada di dalam ball nut.
Ketika steering wheel diputar, maka worm gear pada ujung steering shaft akan berputar, dan gerakan memutar bola-bola tersebut menyebabkan ball nut bergerak naik-turun disepanjang worm. Gerakan ball nut tersebut dihantarkan ke sector gear oleh gigi-gigi yang ada pada sisi ball nut. Kemudian, Sector gear bergerak dengan ball nut untuk memutar cross shaft dan mengaktifkan steering linkage. Balls berputar ulang dari satu ujung ball nut ke lainnya melalui ball return guides.
Jenis manual steering gear lainnya adalah worm and sector type. Manual worm dan sector steering gear assembly menggunakan steering shaft dengan three-turn worm gear yang didukung oleh, straddled by, ball bearing assemblies. Worm bertautan dengan 14-tooth sector yang dipasang ke ujung atas pitman arm shaft. Pada saat kerjanya, putaran steering wheel menyebabkan worm gear memutar sector dan pitman arm kemudian lewat melalui steering train ke wheel spindles.
Power Steering System
Sekarang ini, power steering menjadi salah satu perlengkapan standar kendaraan. Dengan adanya permintaan ini maka hampir lebih dari 90 persen mobil menggunakan power steering. Pada kendaraan power steering terdahulu menggunakan power rack-and-pinion system atau integral power steering gear assembly. Umumnya, rack-and-pinion system dipasang pada kendaraan berpenggerak roda depan. Dan untuk kendaraan berpenggerak roda belakang digunakan jenis Integral power steering gear.
Seluruh sistem menggunakan satu power steering pump yang dipasang pada engine dan driven menggunakan satu belt, pressure hose assembly, dan return line. Juga menggunakan satu control valve yang dipasang di dalam hydraulic circuit.
Automobile power steering sebenarnya adalah power-assisted steering. Seluruh sistem dibuat sedemikian rupa sehingga mobil bisa dikemudikan secara manual pada saat mesin mati atau jika terjadi kesalahan pada sumber power.
Umumnya yang banyak dipakai adalah tipe power rack-and-pinion steering assembly. Rrack-and-pinion assembly ini merupakan unit hydraulic-mechanical dengan integral piston dan rack assembly. Satu internal rotary valve yang mengarahkan minyak power steering dan mengontrol tekanan untuk mengurangi steering effort.
Ketika steering wheel diputar, tahanan yang terbentuk oleh berat kendaraan dan mobil gesekan antara ban dan permukaan jalan menyebabkan torsion bar di dalam rotary valve menjadi membelok. Hal ini merubah posisi valve spool dan sleeve, kemudian mengarahkan minyak power steering dibawah tekanan ke power cylinder.
Perbedaan tekanan pada satu sisi piston (yang dipasang pada rack) membantu menggerakkan rack untuk mengurangi usaha putar. Minyal pelumas yang ada di dalam sisi power cylinder lainnya dipaksa ke control valve dan kembali ke pump reservoir. Pada saat steering efforts berhenti, maka control valve diketengahkan oleh gaya puntir dari torsion bar, tekanan diseimbangkan pada kedua sisi piston, dan roda depan kembali lurus ke posisi depan.
Power Steering System (Integral power steering gear)
Integral power steering gear menggunakan sistem re-circulating ball dimana steel balls bekerja sebagai rolling antara steering main (worm) shaft dan rack piston. Kunci kerja dari integral power steering gear adalah rotary valve yang mengarahkan minyak power steering dibawah tekanan ke sisi rack piston lainnya. Rack piston kemudian merubah tekanan hydraulic menjadi tenaga putar. Rack piston di dalam gear bergerak ke atas ketika main (worm) shaft berputar ke kanan. Dan akan turun ke bawah begitu worm shaft berputar ke kiri. selama proses kerja ini, steel balls berputar kembali dengan rack piston, yang tenaga gerakannya dibantu oleh tekanan hydraulic.
Gaya yang dihasilkan oleh pergerakan rack piston kemudian disalurkan dari gigi rack piston ke sector teeth yang ada pada pitman shaft, melalui shaft dan pitman arm ke steering linkage.
Konstruksi Sistem
Power steering system terdiri dari: - Rack dan pinion steering gear box - Power steering oil pump
- Oil reservoir - Tubes
Sistem power steering menggunakan tekanan hydraulic pressure yang dibangkitkan oleh power steering pump untuk mengurangi usaha dalam memutar steering wheel. Power steering pump dipasang di depan engine. Pump mempunyai vane-type design, yang digerakkan oleh crankshaft melalui drive belt.
Minyak power steering ditarik ke dalam pump dari reservoir ketika engine dalam keadaan hidup. Pelumas tersebut diatur oleh power steering switch dan control valve yang letaknya di dalam power steering pump.
Flow control valve
Flow control valve dipasang untuk mengatur jumlah minyak power steering sesuai dengan batas optimal, sehingga tidak mengikuti kecepatan putaran pump.
Berikut adalah penjelasan cara kerja flow control valve berdasarkan kecepatan engine.
Minyak power steering yang dikeluarkan dari pump disuplai melalui celah sekeliling rod pada lubang A1 ke gear box.
Begitu kecepatan engine bertambah, jumlah minyak power steering yang dileluarkan oleh pump juga akan meningkat menyebabkan terjadi perbedaan tekanan diantara kedua ujung orifice (P1 – P2). Kemudian tekanan yang melebihi tersebut menekan flow control spring ke kanan seperti tampak pada gambar, sehingga membuat bukaan orifice menjadi lebih sempit kemudian aliran minyak power steering yang masuk ke gear box juga akan dibatasi sesuai dengan kebutuhan, dan kelebihan pelumas tersebut dikembalikan ke pump.
Begitu kecepatan engine naik lebih tinggi, maka bukaan orifice akan semakin dipersempit sehingga yang masuk ke gear box juga akan berkurang. Hasilnya, tekanan hydraulic yang
diberikan ketika kemudi diputar juga akan menjadi lembat. Dengan cara ini maka akan diperoleh tingkat kestabilan kemudi yang baik.
Relief valve yang letaknya di dalam flow control valve mengatur jumlah tekanan maksimal hydraulic. Steel ball di dalam relief valve dibawah tekanan hydraulic pressure datang melalui orifice A2. Pada saat steering wheel diputar dan tekanan naik lebih dari 75-82kg/cm2 (1060-1160 psi), maka relief spring akan tertekan mendorong steel ball sehingga minyak power steering bisa mengalir ke power steering pump.
Relief Valve
Kerja relief valve ini menyebabkan perbedaan tekanan antara between chamber A dan B. Kemudian flow valve bergerak ke kanan membuka orifice A1, sehingga tekanan hydraulic tetap terjaga dengan konstan.