Penulis
:
Ch. Wawan D., 081233072105, email:
chandrakusuma@yahoo.com
Penelaah :
Sugeng R., 08123168541, email:
denbagos2000@hotmail.com
Copyright 2016Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Otomotif dan Elektronika, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengkopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
i
KATA SAMBUTAN
Peran guru profesional dalam proses pembelajaran sangat penting sebagai kunci keberhasilan belajar siswa. Guru profesional adalah guru yang kompeten membangun proses pembelajaran yang baik sehingga dapat menghasilkan pendidikan yang berkualitas. Hal tersebut menjadikan guru sebagai komponen yang menjadi fokus perhatian pemerintah pusat maupun pemerintah daerah dalam peningkatan mutu pendidikan terutama menyangkut kompetensi guru.
Pengembangan profesionalitas guru melalui program Guru Pembelajar (GP) merupakan upaya peningkatan kompetensi untuk semua guru. Sejalan dengan hal tersebut, pemetaan kompetensi guru telah dilakukan melalui uji kompetensi guru (UKG) untuk kompetensi pedagogik dan profesional pada akhir tahun 2015. Hasil UKG menunjukkan peta kekuatan dan kelemahan kompetensi guru dalam penguasaan pengetahuan. Peta kompetensi guru tersebut dikelompokkan menjadi 10 (sepuluh) kelompok kompetensi. Tindak lanjut pelaksanaan UKG diwujudkan dalam bentuk pelatihan guru pasca UKG melalui program Guru Pembelajar. Tujuannya untuk meningkatkan kompetensi guru sebagai agen perubahan dan sumber belajar utama bagi peserta didik. Program Guru Pembelajar dilaksanakan melalui pola tatap muka, daring (online), dan campuran (blended) tatap muka dengan online.
Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK), Lembaga Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Kelautan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LP3TK KPTK), dan Lembaga Pengembangan dan Pemberdayaan Kepala Sekolah (LP2KS) merupakan Unit Pelaksana Teknis di lingkungan Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan yang bertanggung jawab dalam mengembangkan perangkat dan melaksanakan peningkatan kompetensi guru sesuai bidangnya. Adapun perangkat pembelajaran yang dikembangkan tersebut adalah modul untuk program Guru Pembelajar (GP) tatap muka dan GP online untuk semua mata pelajaran dan kelompok kompetensi. Dengan modul ini diharapkan program GP memberikan sumbangan yang sangat besar dalam peningkatan kualitas kompetensi guru.
Mari kita sukseskan program GP ini untuk mewujudkan Guru Mulia Karena Karya.
Jakarta, Februari 2016 Direktur Jenderal
Guru dan Tenaga Kependidikan
Sumarna Surapranata, Ph.D NIP 195908011985031002
ii
DAFTAR ISI
KATA SAMBUTAN ... I DAFTAR ISI ... II DAFTAR GAMBAR ... IV DAFTAR TABEL ... VIII
PENDAHULUAN ... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 2
C. PETA KOMPETENSI ... 2
D. RUANG LINGKUP ... 7
E. SARAN CARA KERJA PENGGUNAAN MODUL ... 7
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: MENELAAH SISTEM REM ... 9
A. TUJUAN ... 9
B. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI ... 9
C. URAIAN MATERI ... 9
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN ... 67
E. LATIHAN SOAL ... 68
F. RANGKUMAN ... 68
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT ... 72
H. KUNCI JAWABAN ... 73
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: MENDIAGNOSIS KERUSAKAN SISTEM REM ... 76
A. TUJUAN ... 76
B. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI ... 76
C. URAIAN MATERI ... 76
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN ... 100
E. LATIHAN ... 101
F. RANGKUMAN ... 101
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT ... 103
H. KUNCI JAWABAN ... 104
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: MEMPERBAIKI SISTEM REM ... 106
A. TUJUAN ... 106
iii
C. URAIAN MATERI ... 106
D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN ... 121
E. LATIHAN ... 122
F. RANGKUMAN ... 122
G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT ... 123
H. KUNCI JAWABAN ... 124
EVALUASI ... 129
PENUTUP ... 142
DAFTAR PUSTAKA ... 143
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1 Perubahan energi kinetik menjadi energi panas ... 10
Gambar 1. 2 Luas bidang gesek kanvas rem ... 11
Gambar 1. 3 Komponen rem tromol ... 13
Gambar 1. 4 Macam-macam tromol ... 14
Gambar 1. 5 Penampang tromol dari besi cor ... 14
Gambar 1. 6 Penampang tromol dari aluminium ... 14
Gambar 1. 7 Sistem pendingin tromol ... 15
Gambar 1. 8 Tanda diameter maksimum ... 15
Gambar 1. 9 Sepatu rem ... 15
Gambar 1. 10 Kode tepi kanvas rem... 19
Gambar 1. 11 Komponen silinder roda ... 19
Gambar 1. 12 Silinder roda dua piston ... 20
Gambar 1. 13 Silinder roda bertingkat ... 20
Gambar 1. 14 Potongan silinder roda satu piston ... 21
Gambar 1. 15 Anchor pin tetap ... 21
Gambar 1. 16 Anchor pin geser ... 21
Gambar 1. 17 Backing plate ... 22
Gambar 1. 18 Pegas pemegang sepatu rem jenis coil spring ... 22
Gambar 1. 19 Pegas pemegang sepatu rem jenis coil spring ujung bengkok .... 23
Gambar 1. 20 Pegas pemegang sepatu rem jenis klip spring ... 23
Gambar 1. 21 Pegas anti getar ... 24
Gambar 1. 22 Komponen penyetel roda bintang ... 24
Gambar 1. 23 Skema terjadinya Self Energizing Effect ... 25
Gambar 1. 24 Self-energizing effect rem simplek... 26
Gambar 1. 25 Rem tromol duplek ... 27
Gambar 1. 26 Rem tromol duo duplek ... 27
Gambar 1. 27 Rem uni servo ... 28
Gambar 1. 28 Rem duo servo ... 28
Gambar 1. 29 Mekanisme rem parkir ... 29
Gambar 1. 30 Tipe-tipe pengoperasian rem parkir ... 29
Gambar 1. 31 Rem parkir tromol ... 30
v
Gambar 1. 33 Cakram berventilasi ... 31
Gambar 1. 34 Cakram utuh... 31
Gambar 1. 35 Cakram kombinasi tromol ... 32
Gambar 1. 36 Pengukuran run out cakram ... 32
Gambar 1. 37 Pengukuran ketebalan dan lokasi pengukuran ... 32
Gambar 1. 38 Kaliper tetap ... 33
Gambar 1. 39 Kaliper luncur ... 33
Gambar 1. 40 Pad ... 34
Gambar 1. 41 Indikator keausan pad ... 34
Gambar 1. 42 Cara kerja seal ... 35
Gambar 1. 43 Rem parkir tipe Screw-and-nut ... 35
Gambar 1. 44 Rem parkir tipe Ball-and-Ramp ... 36
Gambar 1. 45 Cakram kombinasi dengan tromol ... 37
Gambar 1. 46 Prinsip rem hidrolis 1 ... 38
Gambar 1. 47 Sirkuit diagonal ... 39
Gambar 1. 48 Sistem aksial ... 39
Gambar 1. 49 Penampang silinder master ... 40
Gambar 1. 50 Saat bebas ... 41
Gambar 1. 51 Saat pedal diinjak ... 41
Gambar 1. 52 Posisi setelah dibebaskan ... 42
Gambar 1. 53 Salah satu sirkuit bocor ... 43
Gambar 1. 54 Letak katup proporsional ... 43
Gambar 1. 55 Katup proporsional kondisi bebas ... 44
Gambar 1. 56 Katup proporsional kondisi kerja 50 bar ... 44
Gambar 1. 57 Katup proporsional kondisi kerja di atas 80 bar ... 45
Gambar 1. 58 Katup proporsional sensor beban ... 45
Gambar 1. 59 Grafik katup proporsional sensor beban ... 46
Gambar 1. 60 Penampang katup proporsional sensor beban ... 46
Gambar 1. 61 Cara kerja LSPV saat tanpa beban ... 47
Gambar 1. 62 Cara kerja LSPV saat ada beban ... 47
Gambar 1. 63 Penampang katup P. Sensor perlambatan ... 48
Gambar 1. 64 Katup P. sensor perlambatan belum bekerja ... 48
Gambar 1. 65 Katup P. beban ringan perlambatan besar ... 49
vi
Gambar 1. 67 Pipa hidrolis rem ... 50
Gambar 1. 68 Metode koneksi saluran hidrolis rem ... 50
Gambar 1. 69 Selang hidrolis rem ... 51
Gambar 1. 70 Minyak rem ... 51
Gambar 1. 71 Mem-bleeding silinder master ... 53
Gambar 1. 72 Metode bleeding dengan udara bertekanan ... 54
Gambar 1. 73 Metode bleeding manual ... 54
Gambar 1. 74 Boster diafragma tunggal ... 55
Gambar 1. 75 Boster diafragma ganda ... 55
Gambar 1. 76 Boster tekanan hidrolis ... 56
Gambar 1. 77 Kondisi boster belum bekerja ... 57
Gambar 1. 78 Kondisi boster saat bekerja ... 57
Gambar 1. 79 Grafik slip ratio pada ABS ... 61
Gambar 1. 80 Komponen ABS ... 62
Gambar 1. 81 Sensor putaran roda ... 62
Gambar 1. 82 Relay pengontrol ABS ... 63
Gambar 1. 83 Fase menaikkan tekanan ... 65
Gambar 1. 84 Fase mempertahankan tekanan ... 66
Gambar 1. 85 Fase menurunkan tekanan ... 66
Gambar 2. 1 Cara mengukur diameter tromol ... 78
Gambar 2. 2 Pengukuran kelurusan cakram ... 84
Gambar 2. 3 Pengukuran run-out cakram ... 85
Gambar 2. 4 Sistem boster hidrolis ... 90
Gambar 2. 5 Konstruksi bantalan roda ... 92
Gambar 2. 6 Sistem Lampu Peringatan ABS-1 ... 95
Gambar 2. 7 Sistem Lampu Peringatan ABS-2 ... 96
Gambar 2. 8 Komponen ABS... 96
Gambar 2. 9 Mendiagnosis kerusakan ABS dengan scan tool ... 97
Gambar 2. 10 Sensor ABS (4) pada roda depan ... 98
Gambar 2. 11 Ring sensor putaran roda ... 98
Gambar 2. 12 Wheel speed sensor connector ... 99
Gambar 2. 13 Grafik peak Voltage ... 99
Gambar 3. 1 Pemeriksaan kanvas rem ... 107
vii
Gambar 3. 3 Komponen boster ... 112
Gambar 3. 4 Booster Push Rod Gauge ... 113
Gambar 3. 5 Titik pelumasan ... 117
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Bahan tambah kampas ... 16
Tabel 2. Bahan pembentuk film gesekan ... 17
Tabel 3. Bahan pengisi ... 18
Tabel 4. Klasifikai kode tepi ... 19
1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Modul Diklat PKB Guru Paket Keahlian Teknik Kendaraan Ringan Grade 4 ini berisikan materi tentang menelaah sistem rem, mendiagnosis kerusakan pada sistem rem, dan memperbaiki sistem rem. Materi yang ada dirancang untuk dapat memenuhi tuntutan Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) dari Kompetensi Dasar (KD) yang terdapat dalam Standar Kompetensi Guru Profesional (SKG) bagi guru paket keahlian Teknik Kendaraan Ringan. Penjelasan materi dalam modul ini dilengkapi dengan gambar-gambar terkait dengan sistem rem, analisis gangguan, perbaikan sistem rem, dan alat pengaman/keselamatan kerja. sehingga peseta diklat/guru pembelajar akan mudah untuk memahami informasi yang tersaji dalam modul. Dalam mempelajari materi “Pengetahuan”, pembelajar diharapkan membaca uraian materi dalam modul dengan runtut dan bertahap sampai tuntas, mengerjakan latihan atau tugas, mengerjakan evaluasi mandiri sebagai umpan balik dan selanjutnya memperbaiki kembali belajar dari awal jika hasil belajar belum tuntas. Sebelum materi tertentu telah dipelajari dengan tuntas, maka tidak diperkenankan mempelajari materi berikutnya. Untuk memperjelas pemahaman pengetahuan yang dipelajari, diharapkan peserta/pembelajar memanfaatkan secara maksimal sumber belajar yang diperlukan, misalnya mempelajari referensi pendukung, mengidentifikasi komponen asli yang terkait dengan tema. Belajar yang baik bukan hanya membaca saja, melainkan juga perlu membuat catatan sendiri, ringkasan sendiri dan bahkan siap untuk membuat power point sendiri untuk siap diajarkan. Aktifitas pembelajaran “keterampilan” terkait dengan materi analisis gangguan pada sistem rem dan perbaikan sistem rem, maka aspek sangat penting yang perlu diperhatikan adalah Keselamatan Kerja, baik yang menyangkut orang, peralatan dan bahan yang digunakan serta lingkungan belajar. Diharapkan pembelajar mengidentifikasi terlebih dahulu potensi kecelakaan, kerusakan, dan sebagainya yang mungkin bisa terjadi. Dengan demikian pembelajar akan dapat mengantisipasi dan melaksanakan pem-belajaran “Keterampilan” dengan baik dan aman. Ketuntasan pempem-belajaran “Keterampilan” adalah jika pembelajar dapat melaksanakan materi keterampilan tertentu dengan hasil baik dan tepat waktu. Oleh karena itu diperlukan latihan
2
keterampilan yang berulang-ulang untuk mencapai ketuntasan keterampilan tersebut.
B. Tujuan
Tujuan disusunnya buku modul diklat PKB adalah memberikan pemahaman bagi guru dan tenaga kependidikan tentang pengembangan kompetensi program keahlian teknik otomotif pada paket keahlian kendaraan ringan sesuai dengan kompetensi inti dan kompetensi dasar pada standar kompetensi guru. Disamping itu juga untuk memenuhi target pengembangan keprofesian PKB berdasarkan 10 tingkatan/grade yang telah ditetapkan oleh Dirjen Guru dan Tenaga Kepen-didikan.
Secara khusus buku modul ini memberikan pedoman atau panduan bagi guru dan tenaga kependidikan dalam pengembangan keprofesian dalam bidang :
1. Pengembangan diri dalam kompetensi pemeliharaan dan perbaikan program keahlian teknik otomotif paket keahlian teknik kendaraan ringan
2. Secara spesifik pengembangan kompetensi perbaikan sistem rem meliputi : menelaah sistem rem, mendiagnosis kerusakan sistem rem, dan memper-baiki sistem rem.
C. Peta kompetensi
Program Keahlian : Teknik Otomotif
Paket Keahlian : Teknik Kendaraan Ringan
Grade
Kompetensi
Guru Paket
Keahlian
Indikator Pencapaian Kompetensi
1 Merawat berkala mekanisme katup Menelaah prinsip kerja mekanisme katup Merawat ber-kala mekanis-me katup Merawat berkala sistem pelumasan dan pendinginan Menelaah prinsip kerja sistem pelu-masan dan pendinginan Menelaah minyak pelumas Merawat berkala sistem pelumasan dan pendinginan
3 Merawat berkala sistem pemasukan dan pembuangan Menelaah prinsip kerja sistem pemasukan dan pembuangan Merawat berkala sistem pemasukan dan pembuangan Merawat berkala sistem pengapian Menelaah prinsip kerja sistem pengapian konvensional dan elektronis Merawat berkala sistem pengapian konvensional dan elektronis Merawat berkala sistem bahan bakar bensin Menelaah prinsip kerja sistem bahan bakar bensin Merawat berkala sistem bahan bakar bensin Merawat berkala sistem bahan bakar Diesel Menelaah prinsip kerja sistem bahan bakar Diesel Merawat berkala sistem bahan bakar Diesel 2 Merawat berkala sistem kopling Menelaah prinsip kerja kopling Merawat berkala kopling Merawat berkala transmisi manual Menelaah prinsip kerja transmisi manual Merawat berkala transmisi manual Merawat berkala transmisi otomatis Menelaah prinsip kerja transmisi otomatis Merawat berkala transmisi otomatis Merawat berkala poros propeller, gardan dan aksel roda
Menelaah prinsip kerja poros propeller, gardan dan aksel roda
Merawat berkala poros propeller, gardan dan
4 aksel roda Merawat berkala sistem kemudi Menelaah prinsip kerja sistem kemudi Merawat berkala sistem kemudi Merawat berkala sistem rem Menelaah prinsip kerja sistem rem
Merawat berkala sistem rem Merawat berkala roda Menelaah kodefikasi peleg dan ban Merawat berkala peleg dan ban Merawat berkala sistem supensi Menelaah prinsip kerja sistem suspensi Merawat berkala sistem suspensi Merawat berkala sistem penerang-an, tanda dan pengaman
Menelaah prinsip kerja sistem pene-rangan, tanda dan pengaman Merawat berka-la sistem pene-rangan, tanda dan pengaman Merawat berkala sistem penghapus/ pembersih kaca Menelaah prinsip kerja penghapus /pembersih kaca Merawat berkala sistem penghapus/ pembersih kaca Merawat berkala sistem starter dan pengisian Menelaah prinsip kerja sistem starter dan pengisian Merawat berkala sistem starter dan pengisian 3 Memperbaiki blok motor dan mekanisme engkol
Menelaah blok motor dan meka-nisme engkol
Mendiagnosis kerusakan blok motor dan mekanisme engkol
Memperbaiki blok motor dan mekanisme engkol Memperbaiki kepala silinder Menelaah kepala silinder dan Mendiagnosis kerusakan Memperbaiki kepala silinder
5 dan mekanisme katup mekanisme katup kepala silinder dan mekanisme katup dan mekanisme katup Memperbaiki sistem pemasukan dan pembuangan Menelaah sistem pemasukan dan pembuangan Mendiagnosis kerusakan sistem pemasukan dan pembuangan Memperbaiki sistem pemasukan dan pembuangan Memperbaiki sistem pelumasan dan pendinginan Menelaah sistem pelumasan dan pendinginan Mendiagnosis kerusakan sistem pelumasan dan pendinginan Memperbaiki sistem pelumasan dan pendinginan 4 Memperbaiki sistem rem Menelaah sistem rem Mendiagnosis kerusakan sistem rem Memperbaiki sistem rem 5 Memperbaiki sistem penerangan, tanda dan pengaman Menelaah sistem penerangan, tanda dan pengaman Mendiagnosis kerusakan sistem penerangan, tanda dan pengaman Memperbaiki sistem penerangan, tanda dan pengaman Memperbaiki sistem penghapus/ pembersih kaca Menelaah sistem penghapus/ pembersih kaca Mendiagnosis kerusakan sistem penghapus/ pembersih kaca Memperbaiki sistem penghapus/ pembersih kaca 6 Memperbaiki sistem Menelaah sistem pengapian Mendiagnosis kerusakan Memperbaiki sistem
6
pengapian konvensional dan elektronis sistem pengapian konvensional dan elektronis pengapian konvensional dan elektronis Memperbaiki sistem starter dan pengisian Menelaah sistem starter dan pengisian Mendiagnosis kerusakan sistem starter dan pengisian Memperbaiki sistem starter dan pengisian 7 Memperbaiki sistem kopling Menelaah sistem kopling Mendiagnosis kerusakan sistem kopling Memperbaiki sistem kopling Memperbaiki transmisi Menelaah transmisi Mendiagnosis kerusakan transmisi Memperbaiki transmisi Memperbaiki poros propeller,gardan dan aksel roda
Menelaah poros propeller,gardan dan aksel roda
Mendiagnosis kerusakan poros propeller, gardan dan aksel roda Memperbaiki poros propeller, gardan dan aksel roda 8 Memperbaiki sistem bahan bakar bensin Menelaah sistem bahan bakar bensin Mendiagnosis kerusakan sistem bahan bakar bensin Memperbaiki sistem bahan bakar bensin Memperbaiki sistem bahan bakar Diesel Menelaah sistem bahan bakar Diesel Mendiagnosis kerusakan sistem bahan bakar Diesel Memperbaiki sistem bahan bakar Diesel 9 Memperbaiki sistem kemudi Menelaah sistem kemudi Mendiagnosis kerusakan sistem kemudi Memperbaiki sistem kemudi Memperbaiki roda Menelaah peleg dan ban Mendiagnosis kerusakan Memperbaiki peleg dan ban
7 peleg dan ban Memperbaiki sistem suspensi Menelaah sistem suspensi Mendiagnosis kerusakan sistem suspensi. Memperbaiki sistem suspensi Melaksanakan Wheel Alignment Menelaah wheel aligment Mendiagnosis kesalahan wheel aligment Melaksanakan wheel aligment 10 Memperbaiki sistem Air Conditioning (AC) Menelaah sistem Air Conditioning (AC) Mendiagnosis kerusakan sistem Air Conditioning (AC) Memperbaiki sistem Air Conditioning (AC) Memperbaiki assesoris Menelaah sistem audio video dan sistem tambahan (GPS, dsb) Mendiagnosis kerusakan pada sistem audio video dan sistem tambahan (GPS, dsb) Memperbaiki sistem audio video dan sistem tambahan (GPS, dsb)
D. Ruang Lingkup
Buku modul ini merupakan buku modul grade 4 memperbaiki sistem rem, dengan penguasaan kompetensi pengetahuan, ketrampilan dan sikap yang meliputi materi 1 berisi menelaah sistem rem, materi 2 berisi mendiagnosis kerusakan rem, dan materi 3 berisi memperbaiki rem.
E. Saran Cara Kerja Penggunaan Modul
1. Guru pembelajar diharapkan memiliki sikap mandiri dalam belajar, dapat berperan aktif dan berinteraksi secara optimal dengan sumber belajar. Oleh karena itu langkah kerja berikut perlu diperhatikan secara baik :
8
2. Bacalah modul ini secara berurutan dari halaman paling depan sampai halaman paling belakang. Pahami dengan benar isi dari setiap kegiatan belajar yang ada.
3. Untuk memudahkan anda dalam mempelajari modul ini, maka pelajari terlebih dahulu Tujuan Akhir Pembelajaran dan Ruang Lingkup yang akan dicapai dalam modul ini.
4. Laksanakan semua tugas-tugas yang ada dalam modul ini agar kompetensi anda berkembang sesuai standar.
5. Lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai rencana yang telah anda susun.
6. Sebelum anda dapat menjawab dengan baik latihan dan tugas atau tes yang ada pada setiap akhir materi, berarti anda belum memperoleh ketuntasan dalam belajar. Ulangi lagi pembelajarannya sampai tuntas, setelah itu diperbolehkan untuk mempelajari materi berikutnya.
9
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: MENELAAH
SISTEM REM
A. Tujuan
Setelah mempelajari materi kegiatan belajar I ini peserta diklat diharap-kan mampu memahami :
Prinsip dasar pengereman. Rem tromol.
Rem cakram Sistem hidrolik Master silinder
Sistem kontrol tekanan Rem cairan
Sistem penguat daya rem
Antilock Braking System (ABS)
B. Indikator Pencapaian Kompetensi
Setelah mempelajari materi kegiatan belajar I ini peserta diklat diharap-kan mampu menelaah :
Sistem rem konvensional Sistem ABS
C. Uraian Materi
1. Pendahuluan
Jika engine otomotif membakar bahan bakar, energi yang dikeluarkan menghasilkan tekanan pada piston, yang diubah menjadi rotasi mekanis. Jika bentuk energi seperti ini dihubungkan ke roda kendaraan, maka gerakan kendaraan sebanding dengan pelepasan energi yang terkendali ini. Gerakan ini sebanding dengan rpm, sebab energi yang digunakan untuk meng-gerakkan kendaraan harus diserap supaya kendaraan tersebut bisa berhenti. Energi kinetic atau momentum ini harus diubah menjadi panas melalui gaya gesek. Pada bagian berikut, kita akan mempelajari sistem dan komponen yang diperlukan yang menyebabkan rem bekerja secara efektif.
10
2. Dasar Sistem Rem
Keberadaan energi kinetik terasa bila kendaraan bergerak, dan transmisi berada pada posisi netral. Kendaraan tersebut tidak langsung berhenti, melainkan bergerak agak sedikit jauh untuk kemudian berhenti. Dalam hal ini, energi yang disimpan diubah secara perlahan dan digunakan untuk menggerakkan kendaraan terhadap resistansi yang berlawanan dengan gerakan kendaraan.
Jika kendaraan hanya mengandalkan resistansi ini untuk memperlambat gerakan kendaraan bisa menimbulkan banyak persoalan, jadi diperlukan adanya sebuah resistansi tambahan yang kita sebut dengan rem untuk mengubah energi dalam tingkatan yang lebih cepat.
Rem kendaraan dirancang untuk memperlambat dan menghentikan kendaraan dengan mengubah energi kinetik (energi gerak) menjadi energi panas .
Gambar 1. 1 Perubahan energi kinetik menjadi energi panas
Proses perubahan energi terjadi ketika kampas rem menekan tromol/ ca-kram sehingga menimbulkan gesekan yang menghasilkan energi panas. Energi panas hasil gesekan antara kampas dan tromol/cakram kemudian dibuang ke udara luar. Intensitas panas sebanding dengan bobot dan kecepatan kendaraan.
2.1. Prinsip Gesekan
Gesekan adalah perlawanan terhadap gerakan yang dihasilkan dari dua benda yang bergerak atau bergesekan satu sama lain. Ada dua jenis gesekan yaitu: kinetik dan statis . Gesekan kinetik terjadi antara dua benda, dan salah satunya bergerak. Gesekan kinetik selalu menghasilkan panas. Semakin banyak gesekan kinetik yang dihasilkan, semakin banyak pula
11 panas yang dihasilkan. Sistem pengereman kendaraan menggunakan ge-sekan kinetik untuk mengubah energi dari kendaraan yang bergerak menjadi panas .
Gesekan statis terjadi antara dua benda yang diam. Sistem pengereman kendaraan menggunakan gesekan statis untuk menahan kendaraan ketika sedang diparkir.
Gambar 1. 2 Luas bidang gesek kanvas rem
2.2. Panas dan bidang gesek rem (Brake Linings)
Panas yang timbul dalam pengereman dapat mencapai suhu 600º F (316º C) dalam kondisi nomal, dan panas ini harus disebarkan ke udara secepat mungkin. Panas dihasilkan oleh gesekan pengereman; panas dipindahkan ke udara sekitar dan harus bergerak dalam dua arah. Satu jalur adalah melalui kampas rem menuju brake shoes, kemudian terus ke backing plate. Jalur yang paling penting adalah melalui permukaan tromol dan bagian roda. Pada peralatan modern yang memiliki rem piringan (disc brake), piringan tersebut dibuka untuk memungkinkan lebih banyak mendapat hembusan udara, sehingga piringan menjadi dingin.
Kampas rem menghasilkan gesekan langsung pada permukaan gesek lain, baik rem tromol atau cakram. Kampas rem dan materi bidang gesek rem harus memiliki karakteristik khusus, antara lain :
Rem tromol atau cakram harus dapat membuang panas dengan mudah.
Menahan bentuknya di bawah panas yang sangat tinggi.
Menahan perubahan suhu yang cepat, menahan kebengkokan dan distorsi.
12
baja dikombinasikan dengan aluminium. Kampas rem harus lebih lembut dari pada tromol atau cakram. Sedangkan kampas rem terbuat dari bahan organik, partikel logam, dan mineral lainnya menjadi satu kesatuan.
2.3. Berat dan Kecepatan
Semakin berat kendaraan yang bergerak, semakin banyak energi kinetik yang dimilikinya. Sistem rem harus mengubah energi kinetik menjadi panas, sehingga setiap peningkatan berat kendaraan semakin besar permintaan gaya rem. Karena itu Rem pada kendaraan kelebihan beban menjadi tidak efektif karena terlalu panas. Ketika kecepatan kendaraan meningkat, rem harus mengkonversi empat kali jumlah energi kinetik menjadi panas.
2.4. Gesekan antara ban dan Jalan
Titik dimana kontak ban kendaraan dengan jalan disebut jejak ban. Peru-bahan jejak ban mempengaruhi kemampuan kendaraan untuk berhenti. Berikut adalah faktor yang mempengaruhi jejak ban.
a. Semakin besar diameter ban, semakin besar telapak. Sebagai aturan umum, bahwa semakin besar diameter ban, diperlukan gaya rem yang lebih besar dan semakin lebar ban, juga diperlukan kekuatan pengereman lebih besar untuk menghentikan kendaraan.
b. Berat kendaraan berlebihan dapat mendistorsi telapak ban dan dengan demikian mengurangi pegangan ban di jalan. Ban yang tidak bisa menahan jalan dapat mengurangi kemampuan kendaraan untuk berhenti. Kecepatan kendaraan yang tinggi, juga dapat menyebab kendaraan terangkat karena faktor aerodinamis.
c. Untuk mengontrol kendaraan, cengkeraman harus tetap ada pada tapak ban.
Jika hal ini hilang, kendaraan berada di luar kendali.. Oleh karena itu, tenaga pengereman akan berkurang jika rem mengunci roda (blokir). Jika sistem rem terlalu mudah mengkunci roda (roda blokir), secara signifikan mengurangi gaya pengereman dan kontrol kendaraan.
3. Rem Tromol
13 backing plate. Ketika pedal rem ditekan, silinder roda hidrolik akan men-dorong sepatu keluar untuk menekan tromol yang berputar dan menimbulkan gesekan sehingga memperlambat kendaraan.
Ketika pedal dibebaskan, pegas pengembali menarik sepatu rem kembali ke posisi semula.
Gambar 1. 3 Komponen rem tromol Keterangan:
1. Tromol 6. Silinder roda
2. Pegas sepatu rem 7. Nipel pembuang udara (bleeding)
3. Backing plate 8. Penyetel rem
4. Kampas rem 9. Pin penekan 5. Pegas pengembali 10. Sepatu rem
a. Tromol
Tromol berputar bersama-sama dengan roda. Dalam beberapa sistem rem, tromol merupakan hub roda dan bantalan roda. Tromol harus bulat sempurna dan konsentris dengan poros. Tromol juga harus dapat menyerap dan meng-hilangkan sejumlah panas yang timbul akibat gesekan.
1) Jenis-jenis tromol
Pada umumnya terdapat 2 jenis tromol rem, yaitu tipe internal dan tipe
eksternal. Pada jenis internal (internal type), permukaan gesek sepatu remnya
terletak pada lingkaran dalam tromol. Pada tromol jenis eksternal (external
type), dimana sepatu dan kampas remnya dipasang secara melingkar pada
permukaan gesek tromol rem bagian luar, adapun jenis pemegang kampas remnya disebut brake band.
14
2) Bahan tromol
Tromol dari besi tuang
Tromol dari besi tuang dapat tahan lama karena besi cor tahan ter-hadap panas yang sangat baik.
Gambar 1. 5 Penampang tromol dari besi cor
Tromol dari aluminium
Tromol aluminium berbentuk seperti tromol besi cor. Ini terdiri dari pelapis (permukaan pengereman) besi cor dipasangkan pada rumahan dari alu-minium. Tromol dibuat dari pengecoran aluminium di sekitar pelapis pengereman dari besi cor. Proses pengecoran menciptakan ikatan permanen antara besi cor dan aluminium
Gambar 1. 6 Penampang tromol dari aluminium (i) Eksternal brake (ii) Internal drum brake
15 3) Pendingin Teromol
Untuk membuang panas ke udara sekitar, luas permukaan luar dari tromol dapat ditingkatkan dengan menggunakan sirip atau rusuk pendingin. Rusuk ini meningkatkan kontak antara logam tromol dan udara di sekitar-nya, sehingga panas dapat dibuang dengan cepat..
Gambar 1. 7 Sistem pendingin tromol
4) Tanda keausan tromol
Batas keausan biasanya terletak pada bagian depan tromol. Jika batas keausan terlampaui, maka tromol akan terlalu tipis untuk menyerap panas dengan baik, dan gaya pengereman akan berkurang. Selain itu, tromol tipis dapat melengkung, retak, atau bahkan hancur saat pengereman.
Gambar 1. 8 Tanda diameter maksimum
b. Sepatu rem (brake shoe)
Sepatu rem berbentuk busur menyesuaikan dengan permukaan tromol rem. Kampas rem berbahan khusus terikat (dilem) atau terpaku pada sepatu rem.
16
c. Kampas rem (brake lining)
1) Bahan tambah kampas rem
Komposisi bahan tambah kanvas rem dapat dikelompokkan berdasarkan fungsi sebagai berikut:
1.1) Abrasives.
Abrasive membantu menjaga kebersihan permukaan gesekan dan mengenda-likan penumpukan lapisan gesekan. Mereka juga meningkatkan gesekan, terutama ketika memulai pengereman.
Tabel 1. Bahan tambah kampas
Material Keterangan
Aluminum oxide Bentuk terhidrasi ditambahkan sebagai agen polishing.
Ketahanan aus, tetapi dapat menghasilkan fading.
Besi oksida silika hydrous bentuk zirkonium silikat kuarsa menyatu sangat keras dan merupakan bentuk yang paling kasar.
Iron oxides Bijih besi (FezOs) dapat bertindak sebagai abrasif ringan dan juga FeSO4)
Quartz Partikel mineral hancur (SiO2)
Silica Diproduksi secara alami atau sintetis (SiO2)
1.2) Pembentuk film gesekan.
Bahan-bahan yang bersifat melumasi, meningkatkan gesekan, atau bereaksi dengan oksigen untuk membantu mengendalikan film antar permukaan yang bergesekan.
17 Tabel 2. Bahan pembentuk film gesekan
Material Keterangan
Antimony trisulfide Pelumas padat ditambahkan untuk meningkatkan stabilitas gesekan, melumasi pada suhu > 45O°C, & berpotensi beracun
Brass Untuk meningkatkan koefisien gesekan pada kondisi basah, terdiri dari : 62% Cu - 38% Zn
Carbon (graphite) murah dan banyak digunakan, tetapi ada banyak bentuk dan sumber, beberapa di antaranya dapat mengandung kontaminan abrasif, terbakar di udara pada temperatur lebih dari 700°C, tingkat gesekan dipengaruhi oleh kelem-baban dan struktur.
Ceramic
“microspheres”
Produk khusus yang terdiri dari alumina-silika dengan besi atau oksida titanium, ukuran IO-350 ym, untuk ngurangi keausan tromol dan kontrol gesekan, juga me-nyerap debu kotor.
Copper Digunakan untuk mengontrol pemindahan panas tetapi dapat menyebabkan pemakaian besi cor berlebihan.
“friction dust” Umumnya terdiri dari resin, memiliki bahan dasar karet, beberapa aditif yang digunakan untuk mengurangi pembakaran spontan atau membantu dispersi partikel.
“friction powder” Terdiri dari spons Fe, misalnya untuk pad rem semi-logam, sejumlah nilai partikel yang berbeda (ukuran) yang tersedia tergantung pada persyaratan untuk luas permukaan, aplikasi kendaraan tugas ringan-menengah-berat.
2. Pengisi
Pengisi digunakan untuk mempertahankan komposisi keseluruhan bahan gesekan, dan beberapa memiliki fungsi lain. Bahan pengisi bisa dari logam, paduan, keramik, atau bahan organik.
18
Tabel 3. Bahan Pengisi
3. Bahan pengikat
Bahan pengikat yang tipikal adalah resin fenolik. Ada tiga jenis umum marterial kampas rem:
Logam disinter (paling banyak digunakan). Karbon.
Bahan organik. berbasis Metallics Fe cenderung memiliki respon gesekan lebih rendah daripada bahan matriks berbasis Cu.
4. Kode tepi
SAE (The Society of Automotive Engineers) mengembangkan sistem identifikasi gesekan pada kanvas rem dan balok rem. Terdiri dari dua huruf, yang disebut 'Kode tepi' yang tertera pada sisi kanvas rem.
Material Keterangan Anti-oxidants Asbestos Barium sulfate (Ilbarytes”) Calcium carbonate Cotton
Fibers – mixed oxide
Mempertahankan ketebalan film oksida, terlalu banyak oksida menyebabkan gesekan tidak stabil (tinggi pada kecepatan rendah) dan tebal film dapat luntur terlalu mudah, grafit adalah sesuatu yang umum di komposit metal ceramic rem.
Filler yang paling umum dalam bahan rem.
(BaS04) pada dasarnya lembam, namun peningkatan
kepadatan membantu dalam ketahanan keausan, stabil pada suhu tinggi.
CaC03 adalah alternatif biaya rendah , tetapi tidak
cukup stabil pada suhu tinggi.
Memperkuat serat matriks.
19 Gambar 1. 10 Kode tepi kanvas rem
Kode huruf pertama merupakan “koefisien gesekan normal”, yang kedua disebut “koefisien gesekan panas”.
Tabel 4. Klasifikai kode tepi
Kode Koefisien Gesek
C 0.15 D > 0.15 - 0.25 E > 0.25 - 0.35 F > 0.35 - 0.45 G > 0.45 - 0.55 H > 0.55 Z Tidak diklasifikasikan
d. Silinder roda (wheel cylinder)
Gambar 1. 11 Komponen silinder roda
Silinder roda terdiri dari bagian- bagian berikut ini : 1. Cylinder
2. Pistons 3. seal piston
4. Expander spring assembly
5. protective dust covers 6. Actuating pin
(some models)
20
Ketika pengemudi menginjak pedal rem, tekanan hidrolik dari master silinder bergerak ke silinder roda. Dalam silinder roda, tekanan hidrolik menyebabkan seal piston untuk mendorong piston. Tindakan dari tekanan hidrolis silinder me-maksa sepatu rem menekan tromol. Ketika sopir melepaskan pedal rem dari injakan, hal ini mengurangi tekanan hidrolik. Pegas pengembali sepatu rem ke-mudian menarik sepatu rem kembali ke posisi semula. Silinder roda dibautkan pada backing plate rem. Setiap silinder roda memiliki katup penguras yang me-mungkinkan dapat membuang udara dari silinder roda. Silinder roda ada tiga jenis, yaitu :
1) Silinder roda satu piston. 2) Silider roda dua piston. 3) Slinder roda bertingkat.
Gambar 1. 12 Silinder roda dua piston
21
e. Anchor pin
Anchor adalah bagian sistem rem tromol terpasang pada backing plate menjadi tumpuan dari sepatu rem. Anchor menanggung semua kekuatan sepatu rem tromol. Pada umumnya terdapat dua macam anchors, yaitu anchors pin tetap dan achor pin geser.
Beberapa sistem rem non-servo menggunakan dua anchor tiap roda, satu untuk masing-masing sepatu rem. Kelemahan konstruksi ini adalah keausan kanvas tidak merata dan rem mudah memblokir.
Perangkat pemegang sepatu rem seperti pegas dan pin yang memegang sepatu rem terhadap backing plate. Hal ini memungkinkan sepatu rem untuk meluncur ke luar menekan tromol ketika pengemudi menginjak pedal rem.
Piston seal
spring
Gambar 1. 14 Potongan silinder roda satu piston
Gambar 1. 15 Anchor pin tetap
22
f. Backing plate
Backing Plate adalah cakram baja yang terpasang ke rumah poros atau axle
housing dan tidak bisa berputar. Backing Plate merupakan landasan untuk sistem rem tromol, dimana anchor dan silinder roda, sepatu rem, pegas pe-ngembali dan termasuk beberapa penyetel (adjuster), terpasang ke backing
plate. Backing Plate merupakan bantalan di mana sepatu rem dapat bergerak.
g. Pegas sepatu rem (Brake Shoe Springs).
- Coil Spring
Pegas pemegang sepatu rem jenis coil spring terdiri dari pin bulat, pegas spiral, dan cincin. Salah satu ujung pin dibentuk menjadi bentuk pipih dan ujung lainnya diratakan. Pin ini diinstal melalui lubang di backing plate dan lubang di sepatu rem. Pin melewati coil spring dan cincin diinstal melalui sepatu rem.
Gambar 1. 18 Pegas pemegang sepatu rem jenis coil spring
Keterangan:
A. Tension pin B. Retainer spring C. Retainer D. Sepatu rem
23 Perhatikan washer berlubang berbentuk slot. Ketika washer tertekan dan diputar 90°, maka pin akan berada pada slot dan terkunci terhadap washer. Ketika washer dilepaskan, ketegangan pegas menekan pin di tempat.
Versi lain dari coil spring ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Jenis coil
spring menggunakan ujung bengkok yang terpasang ke klip diinstal ke backing plate.
Gambar 1. 19 Pegas pemegang sepatu rem jenis coil spring ujung bengkok
- Spring klip
Jenis yang kedua adalah pegas klip. Desain ini juga menggunakan pin. Klip adalah baja pegas datar yang dibentuk menyerupai huruf “U” dengan lubang di setiap ujung.
Gambar 1. 20 Pegas pemegang sepatu rem jenis klip spring
h. Pegas pengembali sepatu rem.
Pegas pengembali sepatu rem selalu jenis pegas coil. Fungsi pegas pengem-bali sepatu rem adalah untuk mengempengem-balikan sepatu rem ke posisi dimana silinder roda tidak memperoleh tekanan hidrolik. Kemudian pegas menarik sepatu rem ke posisi semula, dan mendorong piston silinder roda ke posisi belum ditekan.
24
i. Pegas anti getar (Anti Rattle Springs)
Pegas anti getar yang digunakan dalam majelis rem tromol adalah untuk mengurangi getaran dan suara mengeklik. Caranya yaitu dengan memberikan sedikit tegangan pegas antara dua bagian. Ketegangan ini menghilangkan kelonggaran dan menjaga bagian dari kekocakan satu sama lain. Kebanyakan pegas anti-bergetar adalah jenis coil springs.
Gambar 1. 21 Pegas anti getar
j. Unit Penyetel
Pada beberapa sistem rem tromol, adjuster, yang ditempatkan di bagian atas, langsung di bawah roda silinder, dengan bagian bawah penahan sepatu rem.
Desain roda bintang disebut adjuster/penyetel mengambang, karena tidak bertumpu ke backing plate dan dapat bergerak bersama dengan sepatu rem. Semua roda bintang digunakan pada kendaraan modern dioperasikan oleh
adjuster linkage secara otomatis. Roda bintang memiliki ulir berbeda untuk
roda kiri dan kanan, dan ditandai dengan huruf L atau R. Ini menunjukkan apakah adjuster harus dipasang di sisi kiri atau kanan kendaraan.
Nut Adjusting screw
Star wheel Socket
25 Jenis-jenis konstruksi roda bintang penyetel antara lain :
i. Cable Adjusters ii. Link Adjuster iii. Lever Adjuster iv. Ratchet Adjusters
k. Self Energizing Effect (Gaya Penguatan Sendiri)
Beberapa faktor yang dapat meningkatkan efek pengereman diantaranya adalah menekan pedal rem lebih keras, konstruksi penahan sepatu rem dan arah rotasi tromol. Faktor yang terakhir disebut Self Energizing Effect dari sepatu rem. Ketika sepatu menekan tromol pada saat tromol berputar, gesekan pada titik di mana kontak bidang gesek tromol dengan kanvas sepatu rem akan mencoba untuk menarik sepatu rem ke dalam tromol. Hal ini akan berakibat sepatu rem akan semakin kuat menekan tromol. Semakin cepat kendaraan bergerak, semakin besar tromol rotasi, dan semakin besar efek penekanan. Kondisi ini dinamakan self-energizing effect pada rem tromol.
Gambar 1. 23 Skema terjadinya Self Energizing Effect
5. Jenis-jenis rem tromol.
a. Rem tromol Non servo.
Rem tromol non-servo digunakan pada kendaraan yang lebih kecil, dengan front- wheel drive. Tekanan silinder roda mendorong kedua sepatu rem ke luar. Sepatu depan terdapat self energizing karena mendapat pengaruh dari putaran tromol (gerakan sepatu rem searah dengan putaran tromol) disebut dengan sepatu rem primer atau leading. Namun, sepatu rem belakang mene-kan tromol dan berlawanan arah dengan putaran tromol sehingga tidak memiliki self-energizing. Sepatu rem belakang bekerja hanya dengan tekanan
26
hidrolik silinder roda belakang. Jika kendaraan bergerak mundur terjadi hal yang sebaliknya.
Leading-Trailing/Simplek
Ketika pedal rem ditekan silinder roda mendorong dengan tekanan yang sama pada setiap sepatu rem. Pada gilirannya, hal ini memaksa bagian atas setiap sepatu luar menuju tromol, dan masing-masing sepatu rem bertumpu ada penahan yang terletak di bagian bawah dari backing plate.
Gesekan tromol menarik sepatu ren yang depan (leading) sehingga akan lebih kuat menekan tromol yang merupakan kekuatan bantuan pada silinder roda.
Sepatu sekunder tidak terdapat self-energizing sehingga tidak memberikan gaya pengereman tambahan pada silinder roda. Ketika tromol berputar ke arah sebaliknya, maka akan terjadi hal yang sebaliknya. Dalam sistem
leading-trailing kampas rem primer dan sekunder biasanya bentuk dan
ukurannya sama.
Two Leading/Duplek
Rem tromol non-servo tipe two leading digunakan pada kendaraan yang kecil atau besar pada roda depan. Pada rem roda depan menerima tambahan sebagian beban roda belakang pada saat kendaraan di rem.. Tekanan silin-der roda mendorong kedua sepatu rem ke luar.
Sepatu primer (leading) Sepatu rem sekunder (trailing) Gambar 1. 24 Self-energizing effect rem simplek
27 Gambar 1. 25 Rem tromol duplek
Jika tromol berputar ke arah maju kedua sepatu rem terdapat self-energizing karena mendapat pengaruh dari putaran tromol (gerakan sepatu rem searah dengan putaran tromol) keduanya menjadi sepatu leading/primer.
Namun pada saat tromol berputar ke arah mundur maka kedua sepatu rem menjadi trailing/sekunder semua karena berlawanan arah dengan putaran tromol sehingga tidak memiliki self-energizing effect.
Dual Two Leading (Duo Duplek)
Rem tromol tipe duo two leading adalah hampir sama dengan tipe two leading akan tetapi tipe duo two leading menggunakan dua silinder roda masing-masing dengan dua piston dengan demikian semua sepatu rem memiliki self-energizing effect, baik kendaraan bergerak maju atau mundur.
Gambar 1. 26 Rem tromol duo duplek
b. Rem tromol Servo.
Pada rem servo kedua sepatu primer dan sekunder berkontribusi terhadap proses pengereman. Sistem rem servo menggunakan piston silinder roda pis-ton tunggal (servo) atau menggunakan slinder roda dengan pispis-ton ganda (duo
28
servo), yang terpasang di bagian atas dari backing plate. Bagian bawah sepatu rem (dudukan sepatu rem) tidak melekat pada backing plate. Sebaliknya, sepatu yang terhubung melalui penyetel roda bintang yang mengambang.
Rem tromol uni servo (silinder roda satu piston.)
- Ketika pedal rem ditekan, kedua sepatu dipaksa keluar terhadap rotating tromol rem dengan piston silinder roda. Ketika sepatu primer menekan ke dalam tromol, ia terpengaruh putaran tromol. Rotasi ini diteruskan ke sepatu sekunder melalui floating penyetel roda bintang yang mengam-bang. Kekuatannya transfer ini disebut tindakan servo.
- Self-energizing effect akan muncul pada kedua sepatu rem pada saat
ken-daran berjalan maju, sedangkan pada saat kendaraan bergerak mundur maka kedua sepatu rem menjadi sekunder.
Gambar 1. 27 Rem uni servo
Rem tromol duo servo (silinder roda dua piston)
Cara kerja rem tromol tipe duo servo adalah sama dengan rem tromol tipe servo dengan perbedaannya adalah: Tipe duo servo menggunakan silinder roda dengan dua piston dengan demikian baik kendaraan bergerak maju atau mundur self-energizing effect akan muncul pada kedua sepatu rem.
29 6. Rem parkir
Standar Keselamatan Kendaraan mengharuskan rem parkir mampu menahan kendaraan berhenti pada tingkat kemiringan 30 derajat. Sistem rem parkir di sebagian besar kendaraan dioprasikan menggunakan tangan atau kaki, rem parkir bekerja pada roda belakang.
Gambar 1. 29 Mekanisme rem parkir
Rem parkir beroperasi secara independen dari sistem rem hidrolik. Ketika mengaktifkan tuas/pedal, kabel meregang (mengencang) erat ke rem belakang dan mengunci rem terhadap permukaan gesek tromol.
Ada tiga tipe cara pengoperasian rem parkir, yaitu :
A. Tipe stick
B. Tipe center lever C. Tipe pedal
30
Rem parkir tromol
Ketika sopir menerapkan rem parkir pada kendaraan yang dilengkapi dengan rem tromol, pada dasarnya menarik kabel yang melekat pada tuas aktuator dan struts di dalam mekanisme rem tromol.
Gambar 1. 31 Rem parkir tromol
7. Rem Cakram
Rem cakram yang digunakan pada kendaraan modern umumnya pada roda depan, sementara ada juga yang menggunakan rem cakram untuk rem roda depan dan belakang.
Keuntungan dari rem cakram dibanding dengan rem tromol adalah: 1. Pendinginan yang baik.
2. Mengurangi rem monting. 3. Penyetelan secara otomatis
Gambar 1. 32 Rem Cakram
Sistem rem harus dapat menghilangkan jumlah besar panas yang dihasilkan. Rem cakram dapat membuang panas lebih cepat dari pada rem tromol. Beberapa rotor/ cakram berventilasi, sehingga dapat memungkinkan udara untuk bersirkulasi di antara permukaan gesekan dan membuang panas lebih efisien. Ketika tekanan hidrolik bekerja pada piston caliper, hal ini akan
mene-31 kan pad untuk menekan disk. Kekuatan pengereman dihasilkan oleh gesekan antara bantalan disk karena rotor/cakram.
7.1 Komponen rem cakram
a) Cakram (disc)
Pada umumnya, rotor/cakram terbuat dari besi cor, berbentuk solid atau berventilasi. Jenis cakram berventilasi memiliki sirip pendingin yang berguna untuk melemparkan udara melalui celah tengah untuk pendingin-an ypendingin-ang lebih baik.
Gambar 1. 33 Cakram berventilasi
Pendingin yang baik mencegah sistem rem mengalami penurunan daya pengereman. Beberapa cakram berventilasi memiliki sirip spiral yang menciptakan aliran udara lebih banyak dan pendinginan yang lebih baik. Sirip spiral cakram terarah sehingga pemasangannya pada pada sisi tertentu kendaraan (tidak boleh tertukar posisi).
Gambar 1. 34 Cakram utuh
Jenis cakram utuh dipakai pada rem cakram roda belakang atau pada rem cakram roda depan pada kendaraan model lama. Cakram jenis ketiga adalah cakram yang dikombinasi dengan rem tromol. Pada jenis ini, cakram difungsikan sebagai rem kaki sedangkan tromol dipakai sebagai rem tangan atau rem parkir.
32
Gambar 1. 35 Cakram kombinasi tromol
(i) Pengukuran run out cakram
Cakram harus dipelihara karena toleransi keolengan yang sangat kecil. Jika keolengan terlalu besar atau memiliki variasi ketebalan yang berlebihan (kete-balan yang berbeda di sekitar rotor) dapat menyebabkan getaran dan pedal akan bergetar saat pengereman.
Gambar 1. 36 Pengukuran run out cakram
(ii) Mengukur variasi ketebalan rotor.
Cakram harus diukur untuk variasi ketebalan jika pelanggan mengalami masalah dengan pedal rem bergetar atau berdenyut. Variasi ketebalan dapat disebabkan oleh pemanasan yang berlebihan dan pendinginan dengan cepat. Mikrometer presisi harus digunakan ketika mengukur variasi ketebalan cakram rem. Perbedaan lebih dari 0,0003 inci (0,0076 mm) antara empat pengukuran mungkin mengharuskan cakram harus dibubut atau diganti.
Gambar 1. 37 Pengukuran ketebalan dan lokasi pengukuran cakram
33
b) Kaliper
Kaliper, disebut juga silinder atau rumah piston, dan terpasang pada steering
knuckle atau pembawa roda. Ada dua jenis caliper yaitu floating caliper (kaliper
luncur) dan fixed caliper (caliper tetap). (i) Kaliper tetap
Desain kaliper tetap memiliki piston yang terletak di kedua sisi kaliper memberikan kekuatan yang sama untuk setiap pad. Konfigurasi kaliper bisa memasukkan satu atau dua piston di setiap sisi. Desain ini mampu menahan beban pengereman yang lebih besar.
Gambar 1. 38 Kaliper tetap
(ii) Kaliper luncur (floating caliper)
Kaliper luncur (floating caliper) didesain tidak hanya lebih ekonomis dan lebih ringan tetapi juga memerlukan sedikit komponen dibanding dengan kaliper tetap. Tergantung pada aplikasi, floating caliper memiliki satu atau dua piston. Piston ini terletak hanya di salah satu sisi kaliper.
34
Tekanan hidrolik dari master silinder menekan piston dan pada saat yang sama juga menekan dasar silinder. Hal ini menyebabkan piston bergerak ke kanan, dan kaliper bergerak ke kiri
c) Pad (kanvas rem)
Aplikasi desain rem yang berbeda membutuhkan berbagai jenis bahan gesekan yang berbeda pula. Beberapa pertimbangan dalam pemakaian Pad (kanvas rem) adalah :
Koefisien gesekan harus tetap konstan pada berbagai suhu. Pad (kanvas rem) tidak cepat habis.
Pad (kanvas rem) harus tahan suhu tinggi tanpa terjadi penurunan koe-fisien gesek dan harus mampu bekerja tanpa kebisingan.
Gambar 1. 40 Pad
Gambar 1. 41 Indikator keausan pad
Sebuah indikator keausan pad telah diterapkan pada beberapa model yang menghasilkan suara melengking ketika pad yang dipakai telah habis. Tujuan dari indikator ini adalah untuk memperingatkan pengemudi dan mencegah kerusakan cakram rem.
35 Penyetelan otomatis jarak pad terhadap rotor.
Rem cakram memiliki keuntungan antara lain penyetelan jarak antara cakram dengan pad dilakukan dengan sendirinya secara otomatis. Ketika pedal rem dilepas dan tekanan hidrolik berkurang, seal piston kembali ke bentuk aslinya, sambil menarik piston kembali ke posisi semula sebatas elastisitas seal.
Gambar 1. 42 Cara kerja seal
d) Rem parkir
Banyak kendaraan rem roda belakang yang dilengkapi dengan rem cakram memerlukan aplikasi rem parkir. Dua jenis yang paling umum dari rem parkir caliper adalah : Screw-and-nut dan Ball-and-ramp.
1) Rem parkir tipe Screw-and-nut.
36
Cara kerjanya adalah berikut :
- Kabel menggerakkan tuas rem parkir untuk memutar sekrup aktuator.
- Sekrup aktuator terpasang pada mur dalam piston.
- Jika sekrup berputar, maka mur akan bergerak ke luar dengan menekan bagian kerucut di dalam piston.
- Piston menekan pad terhadap rotor. Pergerakan piston juga menyebabkan unit caliper meluncur dan menekan pad.
- Sebuah penyetel dalam mur dan kerucut akan memutar mur luar saat rem parkir dilepaskan.
2) Rem parkir tipe Ball-and-Ramp
Gambar 1. 44 Rem parkir tipe Ball-and-Ramp
Tuas kaliper berhubungan dengan poros di dalam caliper yang memiliki backing plate kecil di ujungnya. Backing plate kedua berhubungan dengan sekrup dorong di dalam piston caliper. Tiga bola baja memisahkan dua backing plate. Ketika rem parkir di operasikan, tuas caliper memutar poros dan pelat. Permukaan landai pada backing plate, menyebabkan bola ke luar terhadap permukaan landai di backing plate lain. Tindakan ini memaksa sekrup dorong dan piston luar menerapkan rem. Ketika rem tangan dilepas-kan, mur penyetel di dalam piston berputar pada sekrup dorong untuk membebaskan rem parkir.
37
e) Gabungan tromol dan cakram
Gambar 1. 45 Cakram kombinasi dengan tromol
Beberapa kendaraan model sekarang dengan keempat-rodanya rem cakram, maka sistem rem parkirnya menggunakan rem tromol yang lebih kecil berada di tengah-tengah cakram, yang dinamakan “tromol in-hat”. Sistem ini terdiri dari kabel yang berhubungan dengan sepatu rem yang berlaku terhadap tromol dalam bagian topi rotor. Rem parkir tromol-in-hat, caliper belakang tidak harus melakukan layanan dan fungsi rem parkir.
8. Sistem Hidrolik Rem
Sebuah prinsip penting dari hidrolik adalah hukum Pascal. Hukum Pascal menyatakan bahwa ketika tekanan diterapkan untuk cairan dalam ruang tertutup, cairan akan meneruskannya ke segala arah dengan tekanan yang sama.
Dari prinsip pertama, jika master silinder menghasilkan tekanan 500 psi, maka tekanan juga ditransfer sebesar 500 psi sampai pada piston di setiap silinder roda (ingat bahwa tekanan fluida tetap konstan).
Pada prinsip kedua, ketika tekanan dari piston master silinder satu inci per-segi sebesar 500 psi ditransfer pada piston silinder roda, yang juga memiliki luas permukaan satu inci persegi, maka piston silinder roda menerima gaya 500 pound pada sepatu rem (500 psi x 1 in persegi = 500 lbs).
38
Gambar 1. 46 Prinsip rem hidrolis 1
Jika satu inci persegi piston master silinder dengan tekanan 500 psi ditransfer pada piston silinder roda yang memiliki luas dua inchi persegi, piston silinder roda akan menghasilkan gaya sebesar 1.000 pon untuk sepa-tu rem (500 psi x 2 inchi persegi = 1 , 000 lbs).
Selain itu, ukuran piston yang berbeda tidak hanya mempengaruhi jumlah gaya rem yang diberikan, mereka juga menentukan jarak perjalanan dari pis-ton yang berbeda. Misalnya, jika satu inci persegi pispis-ton master silinder ber-gerak satu inci, satu inci persegi piston silinder roda juga akan berber-gerak sejauh satu inci (dengan gaya yang sama).
Jika satu inci persegi piston silinder yang sama bergerak satu inci , maka dua inci persegi piston silinder roda (dua kali ukuran) akan bergerak hanya setengah inci (setengah jarak) tapi dengan kekuatan daya dua kalinya.
1. Sistem sirkuit hidrolik
Rem pada dasarnya bekerja memanfaatkan tekanan yang ditransmisikan melalui sistem hidrolik. Silinder master mengkonversi gerakan pedal rem ke dalam tekanan hidrolik untuk mengoperasikan rem.
Sistem sirkuit hidrolis yang digunakan antara lain:
a) Sistim diagonal digunakan pada kendaraan penggerak roda depan
Dalam sistem hidrolik diagonal, rem kiri depan(LF) dan kanan belakang (RR) terhubung ke satu saluran dari master silinder, sedangkan rem kanan depan (RF) dan kiri-belakang (LR) yang terhubung ke saluran lain dari master silinder.
39 Gambar 1. 47 Sirkuit diagonal
Sistem ini biasanya dipasan pada kendaraan front wheel drive karena kendaraan ini memiliki distribusi berat depan sekitar 70% dari pengereman terjadi pada rem depan. Dengan demikian, jika salah satu bagian dari sistem diagonal gagal, keseluruhan pengereman hanya akan berkurang menjadi 50% dibandingkan 30% jika kedua rem depan hilang. Sistem diagonal-split juga menggunakan katup proporsi baik di sirkuit master silinder atau di jalur rem belakang untuk mempertahankan tekanan rem roda depan yang tepat dan untuk keseimbangan tekanan rem roda belakang.
b) Sistem aksial digunakan pada kendaraan penggerak roda belakang
Dalam sistem sirkuit hidrolik aksial, kedua rem roda depan bekerja bersama dalam satu saluran sedangkan rem roda belakang bekerja bersama pada sistem yang terpisah.
40
9. Silinder Master
Silinder master berfungsi mengkonversi kekuatan mekanik dari pedal rem ke tekanan hidrolik pada minyak rem.
1. Komponen Silinder Master
Gambar 1. 49 Penampang silinder master
Silinder master berisi piston, seal piston, pegas pengembali dan reservoir. Reservoir itu memiliki tutup dengan seal karet diafragma yang harus dalam kondisi baik supaya dapat menutup dengan benar . Selain itu, sebagian tempat fluida rem dan untuk memperingatkan pengemudi apabila kondisi fluida yang mulai berkurang.
a) Lubang kompensasi
Lubang kompensasi adalah lubang kecil yang menghubungkan antara master silinder dengan ruang kerja (sisi depan dari piston master silinder). Ketika piston master silinder berada dalam posisi bebas (tidak ada pengereman), seal piston berada di antara lubang kompensasi dan lubang penambahan (bypass port). Tujuan dari lubang kompensasi adalah untuk memungkinkan ekspansi normal dan pengembangan minyak rem karena perubahan suhu. Juga merupakan saluran pengembali cairan setelah pedal rem dibebaskan.
b) Lubang Penambahan (Bypass Ports)
41 saluran di antara reservoir dan ruang master silinder. Namun, lubang pe-nambahan adalah saluran untuk tekanan rendah atau sisi belakang piston. Fungsi lubang penambahan untuk memungkinkan piston master silinder kembali ke posisi semula dengan cepat dan mencegah udara dapat masuk ke dalam master silinder.
2. Cara kerja silinder master a) Saat bebas
Gambar 1. 50 Saat bebas
Seperti yang terlihat pada gambar di atas, ada dua piston (primer dan sekunder) dan dua pegas di dalam master silinder. Pada saat pedal rem posisi bebas piston dan seal master silinder berada di antara lubang kompensasi dan lubang penambahan, dengan demikian maka minyak rem berhubungan dengan ruang kerja dan ruang tekanan rendah di belakang piston.
b) Saat pedal diinjak
42
Seperti yang terlihat pada gambar diatas, ada dua piston (primer dan se-kunder) dan dua pegas di dalam master silinder. Ketika pedal rem ditekan, push rod bergerak mendorong piston utama ke depan yang memulai untuk membangun tekanan di dalam ruang utama dan disaluran. Ketika pedal rem ditekan lebih jauh, tekanan fluida antara piston primer dan sekun-der terus meningkat, kemudian memaksa piston sekunsekun-der depan dan me-naikkan tekanan di sirkuit sekunder. Jika rem beroperasi dengan benar, tekanan akan sama di kedua sirkuit.
c) Saat pedal dilepas
Selama pedal rem dibebaskan hal-hal berikut ini dapat terjadi: Pegas pengembali mendorong piston master silinder kembali ke posisi semula lebih cepat dari pada cairan rem kembali melalui saluran hidrolik . Piston harus kembali dengan cepat sehingga sistem rem bisa siap untuk di tekan lagi, jika diperlukan. Gerakan kembali piston yang cepat bisa men-ciptakan kekosongan dalam ruang tekanan tinggi silinder master. Lubang kompensasi memungkinkan cairan rem dari reservoir untuk mengisi ruang piston tekanan rendah. Cairan rem dari ruang tekanan rendah kemudian melewati lubang di piston dan melewati bibir seal piston. Piston kemudian dapat kembali dan menyebabkan cairan tambahan untuk dipindahkan ke depan piston, akibatnya ada kelebihan cairan rem yang berada di ruang kerja master silinder. Kelebihan cairan ini mudah dikembalikan ke reservoir melalui lubang kompensasi yang sudah terbuka jika piston master silinder sudah sampai pada pembatas.
Gambar 1. 52 Posisi setelah dibebaskan
d) Jika terjadi kebocoran sirkuit
memper-43 tahankan tekanan. Gambar di bawah menunjukkan apa yang terjadi ketika salah satu bocor. Dalam contoh ini, kebocoran adalah di sirkuit primer dan tekanan antara piston primer dan sekunder hilang. Tekanan ini menye-babkan kerugian piston utama untuk menekan piston sekunder dan master silinder sekarang bekerja seolah-olah itu hanya memiliki satu piston. Rangkaian sekunder akan terus berfungsi dengan benar. Hanya dua roda yang memiliki tekanan, daya pengereman akan berkurang.
Gambar 1. 53 Salah satu sirkuit bocor
3. Balance Control Systems
Banyak kendaraan model akhir dilengkapi dengan rem cakram depan dan belakang rem tromol dan umumnya beban lebih berat di depan dari pada di belakang. Akibatnya, tekanan yang berbeda kadang-kadang diperlukan anta-ra depan dan belakang untuk memastikan gaya pengereman.
a) Katup Proporsional
Gambar 1. 54 Letak katup proporsional
44
belakang (tromol) lebih rentan terhadap blokir dari pada rem roda depan (cakram). Sebagian alasannya adalah bahwa kekuatan pengereman yang cepat beban roda depan cenderung bertambah yang pada gilirannya, mengurangi beban pada roda belakang. Hal ini akan berakibat pada roda belakang mudah terjadi blokir. Oleh karena itu katup proporsional digu-nakan dalam sirkuit hidrolik rem roda belakang untuk membantu mence-gah terjadinya blokir pada roda belakang.
Gambar 1. 55 Katup proporsional kondisi bebas
Selama pengereman yang normal, atau saat rem pertama diterapkan, katup proporsi terbuka dan tidak memberikan efek apapun pada rem roda belakang. Fluida memasuki katup melewati lubang kecil dan keluar ke saluran rem roda belakang.
Gambar 1. 56 Katup proporsional kondisi kerja 50 bar
Tekanan hidraulis silinder master 50 bar:
- Karena terdapat perbedaan luas penampang torak di belakang sil pembuka maka torak bergerak ke kiri melawan pegas,
- Sehingga torak pengatur menutup lubang pemasukan, - Aliran hidraulis ke silinder roda terputus,
45
Tekanan silinder master mencapai 80 bar
Maka tekanan hidraulis silinder master lebih besar dari silinder roda belakang, Sehingga torak pengatur dapat bergerak kekanan dan membuka lubang pemasukan. Aliran hidraulis mengalir ke silinder roda melalui lubang pema-sukan. Setelah tekanannya sama, maka torak pengatur dapat bergerak ke kiri dan menutup lubang pemasukan lagi, maka terdapat penambahan tekanan silinder roda belakang,
b) Katup proporsional sensor beban (Load Sensing Proportioning Valve, LSPV) LSPV ini digunakan pada jenis kendaraan seperti Truck, Van dan Stasiun Wagon yang membawa beban. Penginderaan beban dilakukan dengan penginderaan jarak antara bodi mobil dan rumah poros belakang yang disebabkan oleh perubahan ketinggian kendaraan karena beban.
Gambar 1. 58 Katup proporsional sensor beban Gambar 1. 57 Katup proporsional kondisi kerja di atas 80 bar
46
Keterangan gambar:
1. Katup pentil 6. Ruang B 2. Torak pengatur 7. Ruang C
3. Pegas 8. Saluran pemindah 4. Lengan torak 9. Kerangka
5. Ruang A 10. Aksel
Gambar 1. 59 Grafik katup proporsional sensor beban
Ketika tidak ada beban body kendaraan naik (ketinggian kendaraan normal) tidak ada penginderaan beban pada piston LSPV, tekanan pada silinder roda belakang diatur pada tekanan rendah seperti yang ditunjukkan oleh garis O-A– B.
Ketika ada beban body kendaraan turun (ketinggian kendaraan rendah) ada penginderaan beban pada piston LSPV, tekanan pada silinder roda belakang diatur pada tekanan tinggi seperti yang ditunjukkan oleh garis O-C- D.
Gambar 1. 60 Penampang katup proporsional sensor beban
Cara Kerja Tanpa Beban
Ketika ada beban Pambatasan tekanan tidak dipengaruhi oleh Load Sensing
Spring. Perhatikan bahwa ujung output dari katup memiliki luas permukaan
47 akan memberikan kekuatan yang lebih besar pada bagian output dari pada inlet. Sehingga katup bergerak melawan tekanan pegas, dan katup menutup.
Dengan katup tertutup, tekanan untuk rem belakang diblokir. Jika tekanan dari master silinder terus meningkat menjadi cukup tinggi, sehingga katup membuka lagi, dengan demikian tekanan rem roda belakang bertambah. Cara kerja saat ada beban
Ketika ada beban Pembatasan tekanan dipengaruhi/dibatasi oleh Load
Sensing Spring. Aliran cairan rem dibatasi oleh pembukaan katup, sehingga
Gambar 1. 61 Cara kerja LSPV saat tanpa beban
48
P
beban ringan>P
tanpa beban. Jika beban penuh makaP
silinder masterakan samadengan
P
roda belakang.
c) Katup proporsional sensor perlambatan
Pada prinsipnya cara kerja katup pengatur ini sama dengan katup pengatur proposional namun model ini merupakan kombinasi dari katup proporsional dan katup sensor berat.
Gambar 1. 63 Penampang katup P. Sensor perlambatan
Perbedaannya terletak pada ketegangan pegas pengatur masih diatur oleh sensor perlambatan. Tekanan kesilinder roda belakang dapat disesuaikan dengan perlambatan kendaraan
Cara Kerja :
c.1. Perlambatan kecil (sensor perlambatan belum bekerja)
Gambar 1. 64 Katup P. sensor perlambatan belum bekerja
Tekanan hidraulis dari silinder master dapat diteruskan ke silinder roda belakang. Tidak terjadi perbedaan tekanan silinder master dengan silinder
Dari silinder master
ke silinder roda
Dari silinder master
49 roda belakang.Torak proposional diam dan didorong dengan penahan pegas sampai pembatas.Torak pengatur tertekan oleh pegas sampai pem-batas. Katup satu arah masih tertutup dan bola luncur tetap pada posi-sinya.
c.2. Beban ringan perlambatan besar
Bola luncur bergerak ke kiri menutup saluran ke ruang pengatur. Tekanan hidraulis kurang dari 25 bar dan katup satu arah posisi menutup. Katup satu arah pada beban ringan masih menutup.
Gambar 1. 65 Katup P. beban ringan perlambatan besar
c.3. Kendaraan beban besar perlambatan kecil.
Tekanan lebih dari 25,5 bar maka katup satu arah terbuka dan bola luncur tetap pada posisi semula. Aliran tekanan terus dilanjutkan ke ruang pengatur kemudian torak pengatur bergerak ke kanan sehingga tekanan pegas ketorak proporsional semakin kuat tekanan pengaturnya naik. Tekanan hidroulis ke silinder roda belakang bertambah besar.
Dari silinder master
ke silinder roda
Dari silinder master
ke silinder roda
50
4. Saluran Hidrolis
a. Pipa baja.
Saluran hidrolis rem dan selang bertanggung jawab untuk mentransfer te-kanan fluida dari silinder master ke kaliper rem dan silinder roda. Pada beberapa kendaraan, tekanan ini bisa melebihi 1.000 psi. Selain itu, selang rem (bagian karet yang tertutup pendek yang menghubungkan pada roda) juga harus mena-ngani tugas ini dengan tetap mempertahankan tingkat fleksibilitas yang tinggi. Karena sistem rem menggunakan tekanan, maka hanya pipa berdinding baja ganda digunakan pada saluran hidrolis rem.
PERHATIAN :
Jangan pernah menggunakan pipa tembaga sebagai pengganti. Hal ini tidak dapat menahan tekanan tinggi atau getaran.
Saat mengganti saluran hidrolis rem, disarankan untuk menggunakan bahan yang berkualitas baik.
Gambar 1. 67 Pipa hidrolis rem
Semua kendaraan menggunakan salah satu dari dua metode koneksi saluran rem flaring dan masing-masing membutuhkan peralatan khusus dan mur flare, yaitu :
ISO (International Standard Organization) flare. flare ganda.
Gambar 1. 68 Metode koneksi saluran hidrolis rem
b. Selang karet.
Selang hidrolis rem dirancang untuk mendistribusikan fluida rem bertekanan tinggi ke silinder roda. Mereka juga harus memungkinkan untuk gerakan
