SISTEM REM
C. Uraian Materi 1. Pendahuluan
5. Minyak Rem dan Sistem Bleeding Rem
vertikal dari suspensi dan gerakan horisontal ke sisi roda depan saat kendaraan belok .
Gambar 1. 69 Selang hidrolis rem
5. Minyak Rem dan Sistem Bleeding Rem
Spesifikasi untuk semua cairan rem otomotif berdasarkan standar Department of Transportation (DOT) harus memiliki spesifikasi kualitas minyak rem seperti:
- Bebas mengalir pada temperatur rendah dan tinggi. - Titik didih lebih dari 400 derajat F (204 derajat C). - Titik beku yang rendah.
- Non-korosif terhadap bagian logam atau karet rem. - Kemampuan untuk melumasi bagian logam dan karet
- Higroskopis (Kemampuan untuk menyerap kelembaban yang masuk sistem hidrolik).
Ketiga cairan rem saat ini menurut DOT adalah DOT 3, DOT 4 dan DOT 5. DOT 3 dan DOT 4 adalah campuran polialkilena-glyco-eter sedangkan DOT 5 berbahan dasar silikon.
Gambar 1. 70 Minyak rem
1. Pemilihan ,penanganan Brake Fluid dan menyimpan minyak rem.
Untuk mencegah kontaminasi, minyak rem tidak boleh terkena udara terbuka, wadah minyak rem harus ditutup rapat dan ditandai dengan jelas.
52
2. Penanganan minyak rem.
- Menelan minyak rem menyebabkan sakit atau kematian. Jika terjadi kontak minyak rem dengan mata, kebutaan mungkin terjadi. Hindari kontak antara minyak rem dan kulit.
- Minyak rem dapat merusak cat mobiil dan finishing yang lain. - Jangan menggunakan kembali minyak rem.
- Jangan biarkan minyak rem yang digunakan untuk mengumpulkan dalam jumlah besar.
- Segera dan aman membuang minyak rem yang terkontaminasi atau bahkan diduga terkontaminasi.
3. Memilih minyak rem.
Selalu memilih berkualitas tinggi. Hindari minyak rem "merek murah". Jangan berhemat atau potong kompas ketika menangani sistem rem. Minyak rem harus memenuhi atau melampaui spesifikasi pabrik.
4. Prosedur untuk menambahkan minyak rem. PERHATIAN :
Ikuti prosedur yang tepat saat menambahkan cairan rem ke dalam sistem sistem rem untuk menghindari cedera pada teknisi dan kerusakan pada sistem rem.
- Parkir kendaraan pada permukaan yang datar.
- Hati-hati membersihkan semua kotoran dari penutup master silinder. - Lepaskan penutup master silinder.
- Pastikan cairan di reservoir jelas dan bersih. Jika cairan memiliki penampilan berkarat atau susu, tiriskan, bilas, dan blending sistem rem. - Tambahkan cairan ke sistem sampai tingkat ini dalam 1/4 di bagian atas
reservoir.
- Mengembalikan bentuk diafragma penutup. Ini seharusnya tidak memiliki lubang dan berada dalam kondisi baik.
- Diafragma mungkin telah menjadi lunak akibat cairan yang terkontaminasi. - Pasang kembali penutup.
- Periksa kendaraan untuk memastikan bahwa tidak ada minyak rem telah tumpah atau dilemparkan pada permukaan dicat. Gunakan sabun dan air
53 untuk membersihkan minyak rem dari setiap permukaan yang dicat.
5. Bleeding silinder master
Bleeding silinder master merupakan suatu keharusan bagi kendaraan setelah
diservis dan sebelum menginstal/menginstal ulang pada kendaraan. Salah satu metode untuk membleeding master silinder membutuhkan 2 pipa rem master silinder dan mengarahkan fluida kembali ke reservoir.
Isi reservoir dengan minyak rem yang bersih dan perlahan-lahan mendorong piston master silinder dalam beberapa kali sampai gelembung udara tidak terlihat lagi. Prosedur ini menghemat waktu dan cairan ketika membleeding sis-tem hidrolik .
Gambar 1. 71 Mem-bleeding silinder master
6. Dasar mem-bleeding sistem hidrolis rem.
Setiap kali sistem rem hidrolik dibuka ke atmosfer untuk perbaikan atau karena kebocoran, maka sistem harus dibleeding untuk mengeluarkan udara. Tidak seperti minyak rem, udara kompresibel dan dapat menyebabkan pedal rem kenyal dan aplikasi rem tidak efektif.
Metode yang paling umum digunakan untuk bleeding rem adalah bleeding de-ngan tekanan dan bleeding secara manual .
a) Bleding dengan tekanan
Sebuah alat khusus yang terbagi dalam dua kamar oleh diafragma karet. ruang atas diisi dengan minyak rem bersih sedangkan ruang bawah berisi dengan udara bertekanan. Karet diafragma membuat minyak rem dipisahkan dari udara. Membleeding dengan tekanan adalah metode yang disukai untuk membleeding sistem rem karena satu orang dapat melaku-kan pekerjaan sendiri dan master cylinder tidak harus berulang kali diisi
54
ulang selama proses tersebut.
Gambar 1. 72 Metode bleeding dengan udara bertekanan
b) Bleeding secara manual
Proses bleeding manual sistem rem membutuhkan dua teknisi dan tingkat cairan dalam master silinder harus sering diperiksa. Teknisi 1 bertugas me-nekan pedal rem untuk membangun tekanan fluida, kemudian berlanjut untuk memberikan tekanan stabil pada pedal rem sementara teknisi 2 mem-buka katup bleeding dan mengamati cairan rem dan gelembung udara yang dikeluarkan.
Pedal rem akan sampai ke lantai dan teknisi 1 akan terus menekan pedal rem sampai teknisi 2 menutup baut bleeding. Proses ini diulang sampai semua udara telah keluar. Ulangi proses untuk semua empat roda. Periksa dan isi ulang master silinder ketika prosedur ini selesai.
Gambar 1. 73 Metode bleeding manual
7. Boster
Kendaraan moderen dilengkapi dengan boster untuk membantu pengemudi ketika menginjak pedal rem. Sebagian besar jenis yang umum dari boster merupakan jenis kevakuman. Sistem boster vakum menggunakan perbedaan antara kevakuman manifold mesin (tekanan negatif di dalam intake manifold) dan tekanan atmosfer 14,7 psi.
55 a) Jenis-jenis boster
Boster vakum
Ada dua jenis boster vakum digunakan pada kendaraan modern yaitu: satu-diafragma dan tandem-diafragma (dual-diafragma). Kedua jenis bos-ter beroperasi sama tapi boosbos-ter tandem mempunyai diamebos-ter diafragma lebih kecil.
Gambar 1. 74 Boster diafragma tunggal
Gambar 1. 75 Boster diafragma ganda
Boster dipasang antara pushrod pedal rem dan master silinder dan mene-rima kevakuman melalui selang dan katup (valve satu arah). Katup mempertahankan tekanan vakum selama mesin mati dan menjamin boster akan memiliki kevakuman cadangan untuk 2-3 kali pengereman.
56
Boster hidrolis (tekanan)
Boster ini dipakai pada kendaraan yang tidak memungkinkan digunakanya boster vakum, seperti :
Ruangan sangat sempit (tidak cukup tersedia untuk penempatan boster vakum.
Tidak tersedia kevakuman yang konstan pada intake manifold (mesin diesel dengan turbo charger).
Kendaraan yang membutuhkan gaya pengereman yang besar, sehingga penggunaan boster vakum tidak memungkinkan.
Cara kerja boster jenis tekanan hidrolis ini memanfaatkan tekanan hidrolis dari sistem power steering. Tekanan pompa power steering digunakan un-tuk mengoperasionalkan boster rem jenis ini.
Gambar 1. 76 Boster tekanan hidrolis
b) Cara kerja boster b.1. Boster vakum b.1.1. Diafragma tunggal b.1.1.1. Saat belum bekerja
Ketika pedal rem pada posisi bebas, port vakum internal terbuka yang memungkinkan kevakuman mengalir dari ruang di depan piston (ruang vakum) menuju ruang di belakang piston (ruang vari-abel). Dengan demikian pada kedua sisi diafragma menjadi vakum.
57 Pegas diafragma menekan piston kearah dasar, sehingga pushrod tidak menekan piston master silinder.
Gambar 1. 77 Kondisi boster belum bekerja
b.1.1.2. Saat bekerja
Pada saat pedal rem diinjak, pushrod bergerak maju dan akan me-nutup vakum port dan membuka air inlet valve. Dengan demikian ruang di bagian belakang diafragma terputus dengan ruangan di depan diafragma dan pada saat yang sama memungkinkan tekanan udara atmosfer untuk melewati katup inlet udara masuk ke ruang bagian belakang diafragma. Hal ini akan menggerakkan piston maju dan pushrod akan menekan piston silinder master sehingga rem bekerja.
58
8. ABS (Antilock Braking System) 8.1. Pendahuluan
ABS adalah terobosan untuk sistem pengereman anti penguncian. ABS telah menjadi fitur keamanan yang kepopulerannya semakin meningkat dan di-tampilkan di lebih dari separuh mobil-mobil baru. Ide dibalik pengereman anti penguncian pada dasarnya sederhana. Intinya, perangkat ini dirancang un-tuk mencegah selip dan membantu pengemudi dalam menetapkan kendali pada setir di dalam situasi pengereman mendadak. Sehingga, efek ABS ini memang dapat mencegah roda kendaraan untuk mengunci, mengurangi jarak yang diperlukan untuk berhenti dan memperbaiki pengendalian pengemudi disaat pengereman mendadak. Penyempurnaan atau perbaikan yang paling terasa adalah saat permukaan licin di mana faktor hambatan drag factor sangat rendah. Disini, ABS dapat mengurangi jarak pengereman secara signifikan dan mencegah kehilangan kendali.
ABS terintegrasi dengan sistem pengereman konvensional. ABS adalah sis-tem pengereman yang dikontrol secara elektrolik. Sissis-tem ini menggunakan suatu unit komputer actuator yang gunanya untuk mengendalikan tekanan hidrolik yang menuju ke disc brake caliper semua roda mobil. Tanpa ABS ketika pengereman dilakukan dengan cukup kuat untuk mengunci roda mobil akan meluncur tak terkendali sebab tidak ada daya tarik antara ban dan permukaan jalan. Pada saat roda sedang meluncur, pengendara juga kehi-langan kendali. Saat ABS bekerja, sistem menyediakan keselamatan kepada pengendara yang lebih tinggi melalui pencegahan roda dari penguncian. ABS dirancang untuk mencegah terjadinya penguncian roda (wheel lockup) saat pengereman mendadak di segala medan jalan. Hasil saat pengereman adalah:
- Roda tidak akan terkunci secara mendadak
- Stabilitas mobil sewaktu dilakukan pengereman tetap mentap
- Kendaraan tetap dapat dikendalikan dengan baik sewaktu pengereman mendadak atau berjalan pada tempat yang licin.
8.2. Prinsip Dasar Rem ABS (a) Gaya Ban
59 dengan gaya grafitasi, gaya angin (tahanan udara) dan gaya ban (rolling resistance). Pergerakan atau perpindahan gerak sesuai dengan yang diinginkan dapat diperoleh melalui gaya ban. Gaya ban terdiri dari komponen berikut.
- Driving force (FD) karena pengendalian - Lateral force (FS) karena steering dan - Normal force (FN) karena berat kendaran.
Lateral force (FS) mentransfer gerakan pengemudian terhadap jalan dan membuat kendaraan belok. Normal force (FN) ditentukan oleh berat kendaraan dan muatannya, karena itu berat komponen bertindak sebagai garis tegak lurus di atas ban. Besarnya suatu gaya dapat dipengaruhi oleh gaya gesekan antara roda dan permukaan jalan.
(b). Hubungan
Hubungan antara gaya gesek, gaya menyamping, gaya pengereman dan gaya pengemudian dapat dijelaskan dengan siklus gesek (friction
circle). Friction circle diasumsikan sebagai gaya gesek antara roda dan
permukaan jalan pada semua arah. Bisa juga digunakan untuk menjelas-kan hubungan antara gaya menyamping, gaya pengereman, dan gaya penggerak. Saat berbelok pada kecepatan tetap, semua gaya gesek pada roda tertumpu pada sisi dimana roda berbelok. Saat berbelok dila-kukan pengereman, sebagian dari gaya gesek ban dipakai sebagai gaya pengereman, sehingga mengurangi gaya buang ke samping. Akibat-nya, dengan memutar kemudi saat melakukan pengereman maka gaya pengeremannya akan berkurang karena bagian ban yang bergesekan menjadi menyudut.
(c) Gaya Gesek
Gaya gesek FR adalah sebanding sama dengan gaya normal FN : FR = µ B x FN
Dimana µ B adalah koefisien gaya pengereman (atau koefisien gesek). Faktor koefisien dapat dipengaruhi oleh karakteristik dari ban yang dipakai. Koefisien gaya pengereman adalah suatu ukuran pengiriman gaya
60
pengereman. Untuk roda kendaraan, koefisien gaya pengereman men-capai nilai maksimalnya saat permukaan jalan dalam kondisi kering dan bersih dan hanya sedikit terdapat hambatan. Koefisien gaya pengereman tergantung pada kecepatan kendaraan. Saat mengerem pada kecepatan tinggi, roda-roda bisa terkunci jika koefisien gaya pengeremannya kecil dimana tidak ada lagi daya cengkram antara roda dan jalan.
(d). Slip
Jika kendaraan berjalan dengan kecepatan konstan, maka kecepatan kendaraan dan putaran roda-roda adalah sama. Akan tetapi jika direm maka kecepatan roda-roda akan berangsur-angsur berkurang dan tidak lagi sesuai dengan kecepatan bodi. Perbedaan ratio antara kecepatan body dan kecepatan roda-roda disebut “slip ratio”.
Kecepatan kendaraan – kecepatan roda
Slip ratio = X 100 %
Kecepatan kendaraan
Slip ratio 0% menunjukkan suatu keadaan dimana roda-roda berputar bebas tanpa hambatan. Slip ratio 100% roda-roda mengunci dan ban akan skidding pada permukaan jalan. Kekuatan pengereman tidak harus seimbang dengan slip ratio dan mencapai maksimum pada waktu slip ratio diantara 10% sampai 30%. Jika melampaui 30%, maka tenaga pengereman akan berkurang secara bertahap. Oleh karena itu untuk menjaga agar tenaga pengereman pada tingkat maksimal, maka slip ratio harus berada pada tingkat tersebut, ABS dirancang untuk menggunakan slip ratio ini dan memaksimalkan kemampuan pengereman. Variasi slip rasio pada berbagai kondisi pengereman dapat dilihat pada grafik berikut.
61 Gambar 1. 79 Grafik slip ratio pada ABS
(e) Lateral Force (Side Force)
Gaya pengereman dan gaya penggerak bereaksi pada kontak area dimana roda berputar, disitu juga terdapat gaya menyamping “Lateral
force”. Gaya menyamping adalah dasar daya yang terjadi saat mobil berbelok. Dasar gaya selama kendaran berbelok adalah gaya dari bagian ban yang bergesekan dengan permukaan jalan untuk kembali pada bentuk semula. Gaya ini mendorong ban kesamping menahan permukaan jalan, sehingga disebut dengan gaya samping (Side force). Dan gerakan yang dibangkitkan oleh perubahan ban tersebut disbut dengan “Over turning
moment”.
(f) Understeering dan Oversteering
Jika kita mempertahankan putaran kemudi pada sudut yang tetap dan berjalan dengan kecepatan yang tetap akan mengakibatkan mobil ber-putar dengan radius tetap. Dengan menambah kecepatan pada titik ini, dapat mengakibatkan mobil bergerak keluar dari lingkaran dikarenakan adanya “Understeering”, atau bergerak ke dalam lingkaran dikarenakan “Oversteering”. Karakter dari actual steering (Understeering atau
Over-steering) ini tergantung dari kendaraan itu sendiri yang dihubungkan
dengan distribusi berat antara roda depan dan belakang, spesifikasi ban, karakteristik suspensi dan cara pengendaraannya.
62
8.3. Komponen ABS
Gambar 1. 80 Komponen ABS
Adapun komponen utama dari ABS yaitu :
- Hidrolic Unit fungsinya sebagai penghasil dan pengatur tekanan minyak rem sesuai sinyal yang diterima dari ABS control unit.
- ABS control unit (ECU) fungsinya sebagai penerima dan pengolah data computer yang diperoleh dari wheel speed sensor dan selanjutnya akan ditentukan besar kecilnya tekanan minyak rem untuk masing-masing roda. - ABS wheel speed sensor dan rotor fungsinya sebagai penghitung ke-cepatan roda. Dengan cara memberikan sinyal elektrolis ke ABS control unit, ABS wheel speed sensor dipasangkan pada keempat roda mobil.
63 ABS relay fungsinya sebagai pengontrol aliran arus listrik yang menuju ke hidrolic unit, solenoid valve dan motor hidrolik.
ECU mengoprasikan solenoid relay ON jika : - Kunci kontak ON.
- Fungsi pemeriksaan pertama selesai yang dilakukan segera setelah kunci kontak ON.
- Terdapat kerusakan dalam diagnosa.
8.4. Jenis-jenis ABS
(i) ABS dengan 4-SENSOR 4-CHANNEL
Jenis ini umumnya dipakai untuk mobil FF (Front engine Front
driving) yang memakai diagonal-brake lines. Roda depan dikontrol
ter-sendiri dan kontrol roda belakang biasanya mengikuti select-low logic agar mobil bisa stabil saat ABS bekerja. Jenis ABS ini mempunyai 4 wheel sensor dan 4 hydraulic control channel dan masing-masing me-ngontrol secara tersendiri. Sistem ini mempunyai tingkat keamanan dan jarak pemberhentian yang lebih pendek di berbagai macam kondisi jalan. Namun apabila permukaan jalannya licin, besar gaya rem antara kanan dan kiri yang tidak rata akan mengakibatkan terjadi gerakan Yawing pada
64
bodi kendaraan sehingga bisa mengurangi kestabilan. Karena itulah, ke-banyakan mobil yang dilengkapi dengan tipe 4 channel ABS mema-sukkan satu select low logic pada roda belakang agar mobil tetap stabil, di berbagai macam kondisi jalan.
(ii) ABS dengan 4-SENSOR 3-CHANNEL
Jenis ini umumnya dipakai untuk mobil FF (Front engine Front driving), kebanyakan berat kendaraan terpusat di roda depan dan berat titik tengah kendaraan saat direm juga berpindah ke depan hampir 70%, gaya pengereman ini dikontrol oleh roda depan. Artinya adalah keba-nyakan tenaga pengereman dibangkitkan oleh roda depan, sehingga agar ABS bisa efektif, maka diperlukan pengaturan tersendiri
(indepen-dent control) pada roda depan. Namun demikian, roda belakang yang
gaya pengeremannya lebih sedikit, juga sangat penting untuk memas-tikan kendaraan aman saat dilakukan pengereman. Karena itulah jika ABS roda belakang bekerja di permukaan jalan yang licin, maka
inde-pendent control pada roda belakang mengatur agar gaya
penge-reman roda-roda belakang tidak merata sehingga mobil mengalami
yawing. Untuk menghindari gerakan yawing ini dan untuk menjaga agar
mobil tetap aman saat ABS bekerja di berbagai kondisi jalan, maka tekanan rem roda belakang diatur berdasarkan kecenderungan roda mana yang mengalami lock-up. Konsep pengaturan ini dikenal dengan ‘Select- low control’.
(iii) ABS dengan 3-SENSOR 3-CHANNEL
Roda depan dikontrol tersendiri namun untuk roda belakang dikontrol secara bersamaan oleh satu wheel speed sensor (khususnya differential ring gear). Mobil yang dilengkapi dengan H-bake line system mempunyai sistem kontrol ABS jenis ini. 2 channel untuk roda depan dan satunya lagi untuk roda belakang. Roda belakang dikontrol bersama dengan select low
control logic. Untuk diagonal brake line system, diperlukan 2 channels (2
brake port di dalam unit ABS) untuk mengatur roda belakang dikarenakan masing-masing roda belakang mempunyai jalur rem yang berbeda.
65 (iv) ABS dengan 1-SENSOR 1-CHANNEL
Hanya mengatur tekanan roda belakang oleh satu sensor. Dipakai pada mobil yang dilengkapi dengan H-bake line system, hanya untuk mengontrol tekanan roda belakang. Pada rear diffirential dipasang satu
wheel speed sensor yang berfungsi untuk mendeteksi kecepatan roda.
Cara kerjanya adalah saat dilakukan pengereman mendadak roda depan akan terkunci, sehingga kestabilan kemudi mobil akan hilang dan jarak henti pada permukaan jalan yang mempunyai daya gesek rendah (low) juga akan bertambah jauh. Sistem ini hanya akan membantu untuk penghentian lurus.
7.5. Cara Kerja ABS
Gambar 1. 83 Fase menaikkan tekanan
Ketika pedal rem diinjak, kecepatan roda akan berkurang selanjutnya roda cenderung terkunci. Pada titik ini ABS control unit akan menghitung perbedaan atau perbandingan kecepatan roda dengan kecepatan kendaraan. Jika angka perbandingan tersebut besar, ABS control unit segera memerintahkan untuk mengurangi tekanan minyak rem pada caliper sehingga tekanan pada caliper dipertahankan sesuai kebutuhan pengereman.
66
Gambar 1. 84 Fase mempertahankan tekanan
Jika roda sudah mulai memblokir, maka control unit akan memerintahkan katup magnet untuk menurunkan tekanan rem pada kendaraan.
Gambar 1. 85 Fase menurunkan tekanan
Ketika tekanan hidrolik turun, kecepatan roda akan naik dan control unit akan segera memantau kecepatan roda tersebut. Setelah kecepatan roda bertambah, control unit akan menyimpulkan bahwa roda terlalu lama tidak terkunci dan selanjutnya akan memerintahkan untuk menambah tekanan minyak rem. Siklus ini akan terjadi berulang-ulang sampai proses pengereman dihentikan.
67