Brake System
© Copyright by Hyundai Motor Company, All right reserved Published by Chonan Technical Service Training Center.
Translate by Training Support & Development [email protected]
Daftar Isi
1. Sekilas mengenai brake system ---
2. Hand brake dan foot brake ---
3. Dasar Rem hidrolik ---
4. Hydraulic brake---
5. Air brake ---
6. Servo brake ---
7. Disc brake ---
8. Sistim Lain dan teori brake---
9. Sistim ABS ---
1. Sekilas mengenai Brake system
Tujuan
Brake system dan ABS dipasang gunanya adalah untuk mencegah terjadinya cedera akibat kecelakaan karena kendaraan tidak bisa dihentikan pada saat melaju. Dalam pokok bahasan ini juga akan dijelaskan mengenai ABS dan EBD.
Pokok Utama
1.1 Sekilas mengenai brake system
1.2 Hal yang harus dipenuhi oleh brake system 1.3 Karakteristik berdasarkan jenis brake system
(1) Penggolongan berdasarkan lokasi pemasangannya (2) Penggolongan berdasarkan tipe pengontrolnya (3) Penggolongan berdasarkan sistim kerjanya (4) Penggolongan berdasarkan kerja komponennya
1.1 Sekilas mengenai brake system
Saat kendaraan bergerak, meskipun sudah tidak terhubung lagi dengan transmisi, kendaraan masih akan tetap bergerak pada jarak tertentu sebelum terhenti dengan sendirinya karena adanya gaya inertia. Oleh karena hal inilah maka dipasang brake system untuk menyerap energi inertia sehingga akan mengurangi kecepatan atau menghentikan kendaraan atau mencegah kendaraan bergerak saat berhenti.
[Gambar 1-1 Komponen brake system]
Oil reservoir tank
Pipe
Parking
brake lever Parking brake cable Wheel cylinder Master cylinder Hydro vac Brake pedal
Front brake (disc)
Caliper
Rear brake (disc)
Rear brake (drum) Caliper
1.2 Hal yang harus dipenuhi oleh brake system
Brake system menghasilkan gaya pengereman pada kendaraan dengan mengubah energi kinetic dari kendaraan menjadi energi thermal dengan memanfaatkan gaya gesek, sehingga dibutuhkan beberapa persyaratan untuk mencapa kondisi pengendaraan dengan aman yaitu : Brake system tidak mempengaruhi gerak roda saat tidak dipakai.
Brake system harus bisa berfungsi dengan baik dalam keadaan maximum speed dan beban pada kendaraan
Pengoperasian rem harus mudah tanpa menimbulkan kelelahan pada pengendara.
Harus menghasilkan pengereman yang pasti dan mudah dalam mengecek dan mengontrol. Harus mempunyai high reliability dan durability dalam pengereman.
1.3 Karakter brake system berdasarkan jenisnya.
Brake system terdiri dari komponen yang mentransfer gaya yang dihasilkan oleh pengendara dan komponen yang menghasilkan gaya gesek karena adanya gaya yang ditransfer tersebut. Brake system dapat digolongkan berdasarkan pada lokasi pemasangannya, tipe pengontrolnya, cara pengoperasiannya dan kerja komponennya.
(1) Penggolongan berdasarkan pada lokasi pemasangannya. 1) Wheel brake
Wheel brake, terpasang pada setiap roda, menghasilkan gaya pengereman dengan cara menekan brake shoe ( pad )ke drum ( disc ) maka akan mengurangi atau menghentikan perputaran roda, yang tersambung pada transaxle.
[Figure 1-2 Structure of the wheel brake]
2) Center brake
Center brake, dipasang pada output shaft transmissi atau propeller shaft pada truk berat, yang
Wheel cylinder Brake hose Brake pipe Master cylinder Brake shoe return spring Brake pedal Brake drum Brake shoe
dipakai sebagai parking brake mencegah kendaraan bergerak saat berhenti. Didalam metal brake band terpasang lining menggunakan rivet dan brake band dipasang menggunakan braket. Ketika brake lever ditarik, pull rod akan ikut tertarik, dan holding cam mencengkram brake band dan menahan drum sehingga menimbulkan pengereman.
[Gambar 1-3 Struktur center brake]
(2) Penggolongan berdasarkan pada tipe pengontrolnya 1) Hand brake
Disebut dengan Hand brake karena pengoperasiannya dengan cara menarik brake lever menggunakan tangan, sehingga kendaraan akan tetap berhenti. Brake shoe mengembang dan terjadi pengereman saat lever dan kabel rem ditarik.
[Gambar 1-4 Structure of hand brake] 2) Foot brake
Foot brake, dipakai untuk mengurangi atau menghentikan gerak kendaraan,
Anchor holder
Drum
Holding cam
Brake drum
Hand brake lever
Brake shoe lever Brake shoe Shoe strut
Lining
Cable
pengoperasiannya dengan cara menekan brake pedal menggunakan kaki. Yang termasuk dalam tipe foot brake ini antara lain Mechanical brake, hydraulic brake, hydro vac brake, hydro air vac brake dan aerial brake.
[Gambar 1-5 Structure of foot brake]
(3) Penggolongan berdasarkan pada cara kerjanya. 1) Internal expansion type
Internal expansion type mangaktifkan gaya pengereman saat brake shoe bergerak keluar kearah drum saat tekanan hydraulic dari master cylinder dikirimkan ke wheel cylinder dengan cara mengoperasikan brake pedal.
[Gambar 1-6 Struktur bagian dalam expansion type]
Brake pedal
Brake hose
Flexible hose
Brake drum
Wheel cylinder hose
Brake pipe Master cylinder
Wheel cylinder
Brake drum
Brake pedal
2) External shrinkage type
Pada rem tipe external shrinkage, gaya pengereman terjadi pada brake drum dengan cara menahan brake band ketika tuas rem ditarik.
[Gambar 1-7 Struktur bagian luar shrinkage type]
3) Disc type
Pada disc brake, tekanan hydraulic dikirimkan dari master cylinder ke caliper sehingga pads (shoes) akan menekan disc yang berputar bersama dengan roda untuk mengurangi perputaran roda. Karena berputarnya disc maka akan terbentuk jarak antara pad dan disc dengan sendirinya karena itu disebut juga tipe penyetelan otomatis.
[Gambar 1-8 Struktur disc brake]
Brake lining Brake band Adjusting bolt Fixing plate Brake drum Propeller shaft Adjusting nut Adjusting screw Rod Disc Caliper Brake cylinder Pad
(4) Penggolongan berdasarkan pada cara kerja komponennya 1) Mechanical type
Pada mechanical type, gaya pengereman dihasilkan dengan mengoperasikan brake pedal atau brake lever. Gaya pengereman ini terjadi pada brake shoe untuk menahan brake drum dengan menggunakan cabel atau rod. Pada umumnya tipe ini dipakai sebagai sistim parking brake.
[Gambar 1-9 Structure of mechanical type]
2) Hydraulic type
Pada hydraulic brake, pengoperasiannya dilakukan pada brake pedal yang mengirimnya ke hydraulic unit. Kemudian, tekanan hydraulic dihasilkan dengan berpedoman pada prinsip hukum pascal untuk pengereman. Ketika gaya pengereman dikirimkan ke setiap roda sama, maka gaya pengereman pada setiap rodapun akan sama dan sistem akan bekerja dengan baik walaupun hanya dengan sedikit usaha. Meskipun, fungsi pengereman akan benar benar hilang ketika sistem hidrauliknya rusak.
[Gambar 1-10 Structure of hydraulic type]
Brake lever Brake pedal Wheel joint Brake cam Brake shoe Brake lining Brake adjust screw
Brake pipe Master cylinder
Wheel cylinder
Brake drum
Brake pedal
3) Air brake
Pada air brake, setiap brake shoe menekan ke drum dengan menggunakan tekanan udara. Brake valve membuka dan menutup diatur oleh brake pedal untuk mengontrol suplai udara ke brake chamber.
[Gambar 1-11 Structure of air brake] 4) Hydro vac brake
Pada hydro vac brake (servo brake), terdapat tambahan alat yang terpasang pada hydraulic brake system untuk menambah gaya pengereman dengan menggunakan perbedaan tekanan antara tekanan vakum (negative pressure) dan tekanan udara luar ( atmospheric pressure ) selama mesin hidup.
[Gambar 1-12 Structure of hydro vac brake]
Air compressor
Check valve Check valve Air reservoir tank Air reservoir tank Exhaust pressure regulator
Air pressure gauge
Lower pressure
switch Drain cock
Exhaust Relay valve Front brake Cam Brake chamber Bake pedal Quick release valve Brake chamber Cam Exhaust Brake valve Rear brake Exhaust Relay valve Brake shoe Drain cock Relay valve Bake pedal Booster Master cylinder Vacuum pump or intake manifold Front
5) Hydro air vac brake
Pada hydro air vac brake, gaya pengereman tertentu akan dapat dicapai hanya dengan sedikit usaha pada brake pedal memanfaatkan perbedaan tekanan udara luar dan tekanan udara dari air compressor yang tersambung pada mesin kendaraan.
[Gambar 1-13 Structure of hydro air vac brake]
2. Hand brake dan foot brake
Tujuan : Bisa memahami hand brake dan foot brake. Pokok Utama 2.1 Hand brake (1) Center brake (2) Wheel brake 2.2 Foot brake (1) Drum brake (2) Disc brake 2.1 Hand brake
Hand brake berfungsi untuk menjaga kendaraan tetap berhenti. Juga digunakan sebagai rem emergency untuk menghentikan kendaraan saat foot brake rusak selama pengendaraan. Disebut dengan hand brake karena pengoperasiannya biasanya menggunakan tangan ( hand ).
(1) Center brake
Center brake digunakan sebagai parking brake untuk mencegah kendaraan bergerak saat
Relay valve Piston C y linde r Air reservoir tank Air compressor Relay valve piston
Return spring Push rod
To wheel cylinder Hydraulic cylinder
Hydraulic piston From master cylinder
berhenti ( parked ). Yang mana brake drums terpasang pada output shaft transmisssi atau propeller shaft truk berat.
1) External shrinkage type brake
Pada tipe ini, lining terpasang dibagian dalam metal brake band menggunakan rivet dan dipasang dengan braket. Ketikan brake lever ditarik, pull rod juga akan tertarik, dan kemudian holding cam mencengkram brake band dan menahan drum untuk melakukan pengereman. Ratchet terpasang pada lever agak kondisi pengereman tetap terjaga.
[Gambar 2-1 Structure of external shrinkage type brake] 2) Internal expansion type brake
Pada tipe ini, gaya pengereman terjadi ketika brake shoe bergerak keluar kearah drum jika lever dan cable ditarik.
[Gambar 2-2 Structure of internal expansion type brake]
Brake band Adjust bolt Brake lining Rod Adjust screw Adjust nut Fixing plate Brake drum Propeller shaft
Side brake lever
Brake drum Brake shoe lever Brake shoe Shoe strut
Lining
Cable
(2) Wheel brake type
Pada tipe ini, rear brake shoes bergerak menahan drum melalui kombinasi kabel dan rod saat lever ditarik. Equalizer dipasang agar pengereman yang terjadi pada setiap roda sama.
(a) Wheel brake type (b) Equalizer [Gambar 2-3. Wheel brake type and equalizer]
Catatan : Ketika parking brake lever ditarik, harus menunjukan adanya end play and stroke tertentu sampai terhenti antara 50~70% dari jarak pengoperasiannya.
2.2 Foot brake
Foot brake, dipakai untuk mengurangi atau menghentikan kendaraan yang sedang bergerak, dengan menekan brake pedal menggunakan kaki. Pada drum brake, brake drums dipasang pada setiap roda, dan tekanan hydraulic dari master cylinder menekankan shoe ke drum untuk menghasilkan gaya pengereman.
(1) Brake shoe
Brake shoe, dipasangi lining dengan menggunakan rivet atau perekat, menghasilkan gaya pengereman saat bersinggungan dengan drum karena adanya piston wheel cylinder. Return spring dipasang untuk mengembalikan kedudukan shoe seperti semula ketika tekanan master cylinder hilang dan menahan shoe pada posisi yang tepat.
Sebagai liningnya dipakai weaving lining, mould lining, semi-metallic lining and metallic lining. Lining harus memenuhi kriteria sebagai berikut.
+DUXVWDKDQSDQDVGDQIUHHIURPIDGHSKHQRPHQD 7HUEXDWGDULEDKDQ\DQJNXDWGDQWDKDQWHUKDGDSNHDXVDQ 0HPSXQ\DNRHILVLHQJHVHN\DQJVWDELOWHUKDGDSSHUXEDKDQVXKXDLU'OO. Push rod Shoe Brake drum Cable Brake adjuster Anchor pin Pivot Shoe
Shoe return spring Lever
Cable tension spring
Parking brake lever
Middle lever Pull rod Fixing nut Equalizer Cable Cable Adjusting nut
[Gambar 2-4. Brake shoe]
Note: Fade mengindikasikan berkurangnya gaya pengereman dikarenakan seringnya terjadi gesekan yang menimbulkan panas terhadap drum dan shoe dengan berulang ulang karena pengoperasian pedal rem. Merambatnya panas dan koefisien gesek yang menurun merupakan penyebab utama terjadinya fade dan hal ini dapat dihindari dengan cara sebagai berikut.
0HQGHVDLQ EHQWXNQ\D VHKLQJJD NDSDVLWDV SHQGLQJLQDQ OHELK EHVDU GDQ PHQJXUDQJL perambatan panas pada drum.
0HQJJXQDNDQGUXP\DQJWHUEXDWGDULEDKDQPDWHULDOPHPSXQ\DLSHUDPEDWDQSDQDVNHFLO 0HQJJXQDNDQ OLQLQJ \DQJ PHQXQMXNDQ VHGLNLW SHUXEDKDQ NRHILsien gesekannya terhadap naiknya temperatur.
(2) Brake drum
Drum, terpasang pada hub roda dengan menggunakan bolt, berputar bersamaan dengan roda dan menghasilkan gaya pengereman melalui gesekan dengan shoe. Untuk meningkatkan pendinginan dan kekuatan, dipasang circumferential fins dan vertical ribs. Ketika panas yang dihasilkan selama pengereman menyebar melalui drums, maka ukuran drum akan mempengaruhi performa pendinginannya (heat diffusion) terhadap gesekan plate. Drum harus memenuhi persyaratan sebagai berikut.
5LQJDQGDQ.XDW 0HPSXQ\DLNHVHLPQDQJDQ6WDWLFGDQG\QDPLF 0HPSXQ\DLGD\DSHQGLQJLQDQ\DQJEDLNVHKLQJJDWLGDNWHUMDGLRYHUKHDWLQJ 'D\DWDKDQWHUKDGDSNHDXVDQWLQJJL Lining Brake shoe Return spring Brake shoe
Adjust screw Brake shoe
Lower return spring Hold
down spring Upper return spring
Lining Wheel cylinder Backing plate Hold down spring
[Gambar 2-5. Brake drum]
(2) Disc brake
Pada disc brake, tekanan hydraulic dikirimkan dari master cylinder ke caliper sehingga pads (shoes) akan menekan disc yang berputar bersama dengan roda untuk mengurangi perputaran roda. Karena berputarnya disc maka akan terbentuk jarak antara pad dan disc dengan sendirinya karena itu disebut juga tipe penyetelan otomatis.
Disc brake terdiri dari disc yang berputar bersama roda, pad akan menghasilkan gaya pegereman bersama disc dan caliper, yang terpasang pada spindle atau plate penyangga pad dan piston.
[Gambar 2-6 Structure of disc brake]
3. Dasar hydraulic brake
Objective
Untuk memahami hukum pascal, prinsip dasar hydraulic brake, keunggulan, kekurangan dan cara pengoperasiannya.
Hold down spring
Brake drum
Down spring pin Return spring Return spring Adjust screw Lining Backing plate Return spring Brake cylinder Pad Caliper Disc
Main contents
1. Hukum Pascal
2. Kelebihan dan kekurangan hydraulic brake 3. Susunan dan pengoperasian hydraulic brake (1) Brake pedal
(2) Master cylinder (3) Brake oil (4) Wheel cylinder
3.1 Hukum Pascal
Hukum Pascal mengindikasikan bahwa jika pada sebuah bejana diisi dengan cairan dan diberi tekanan maka akan terjadi tekanan yang sama pada semua bagian bejana tersebut.
1) Karakter umum cairan ( liquid )
Udara akan terkompresi apabila ditekan, tetapi hal ini tidak berlaku pada cairan. Volume udara akan mengecil apabila ditekan, sehingga tidak mudah manggunakan udara sebagai media untuk meneruskan gerakan. Akan tetapi, kita dapat menggunakan cairan sebagai media untuk meneruskan gerak karena cairan tidak akan terkompresi walaupun ditekan.
[Gambar 3-1] Air is
compressed. [Gambar 3-2] Liquid is not compressed.
3HUJHUDNDQGDSDWGLSLQGDKNDQPHODOXLFDLUDQ
[Gambar 3-3] Movement of Piston A is delivered to piston B.
*D\DGDSDWGLWUDQVIHUPHODOXLFDLUDQ
Load
Load
Piston
Ketika pada piston A diberikan beban seberat 300 kgf, piston B dapat menahan beban seberat 300 kgf juga jika diameter dari piston A dan B sama seperti terlihat pada gambar 4-3.
[Gambar 3-4] Relay of the force
*D\DGDSDWGLSHUEHVDUPHODOXLFDLUan.
Dengan menggunakan hukum pascal, jika beban seberat 100 kgf diberikan ke piston A 5kgf/cm² seperti terlihat pada gambar 3-5, besarnya tekanan yang terjadi pada piston A adalah 100kgf / 5cm = 20 kgf/cm, dan besarnya tekanan ini dsiteruskan ke piston B. karena luas penampang pada piston B adalah 10cm², gaya yang dihasilkan adalah 20kgf ×10cm² = 200kgf. Prinsip inilah yang dipakai pada construksi peralatan dengan sistim Hydraulic.
[Gambar 3-5] Magnification of force
*D\DGDSDWGLNXUDQJLGHQJDQPHQJJXQDNDQFDLUDQ
Gaya dapat diperbesar jika gaya tersebut di transfer dari area kecil ke area yang besar. Sebaliknya, gaya dapat dikecilkan jika ditransfer dari area yang kecil ke area yang lebih besar.
2) Prinsip Tekanan hydraulic
Gambar (a) menunjukan dua cylinders dengan area yang sama dihubungkan dengan pipa. Jika cylinders dan pipa diisi dengan cairan dan berart pistonnya sama, pistons kiri dan kanan akan mempunyai kedudukan yang sama. Jika gaya deberikan ke piston sisi kanan, gaya akan ditransfer ke sisi piston sebelah kiri untuk mengangkat posisi piston. Jika luas cylinder sama, piston sebelah kanan akan terangkat dengan jarak yang sama seperti turunnya piston sebelah kiri. Tetapi, jika luas cylinder keduanya berbeda, maka tidak akan terjadi seperti itu. Jika cylinder sebalah kanan 2 kali lebih besar dibanding cylinder sebelah kiri, piston hanya akan
bergerak hanya setengah dari jarak pergerakan piston kanan. Meskipun, gaya akan lebih besar 2 kali jika jarak pergerakannya setengah.
[Gambar 3-6] Principle of hydraulic pressure 3. 2 Kelebihan dan kekurangan hydraulic brake
Dengan menggunakan Hukum Pascal, hydraulic brake terdiri dari master cylinder dimana tekanan hydraulic dihasilkan, wheel cylinder (atau caliper) dimana brake shoe (atau pad) menekan drum dengan hydraulik yang dihasilkan dan pipa atau flexible hose penghubung master cylinder dan wheel cylinder dari hydraulic circuit.
(1) Kelebihan hydraulic brake
*D\DSHQJHUHPDQ\DQJGLKDVLONDQVDPDSDGDWLDSURGD
.HKLODQJDQJHVHNDQVHGLNLWNDUHQDSHOXPDVDQQ\DPHQJJXQDNDQEUDNHRLO 6HGLNLWWHQDJDSDGDSHQJRRSHUDVLDQQ\DNDUHQDPHQJJXQDNDQEUDNHRLO
(2) Kekurangan hydraulic brake
3HUIRUPDSHQJHUHPDQDkan hilang karena rusaknya hydraulic system. 3HUIRUPDSHQJHUHPDQPHPEXUXNNDUHQDDGDQ\DXGDUDSDGDRLOOLQH 'DSDWWHUMDGLYDSRUORFNSDGDEUDNHOLQH
[Gambar 3-7. Structure of hydraulic brake]
Piston Cylinder Connecting pipe Oil reservoir tank Master cylinder Pipe
Front brake (disc)
Caliper
Parking brake
lever Parking brake cable Hydro vac
Brake pedal
Rear brake (disc)
Wheel cylinder
Rear brake (drum) Caliper
3.3 Struktur dam pengoperasian hydraulic brake (1) Brake pedal
Untuk meringankan pengontrolan rem, menggunakan prinsip pengungkitan, perbandingan pengungkit brake pedal, tekanan pada push rod dan tekanan hydraulic pada master cylinder diperhitungkan dengan cara sebagai berikut.
1.195.910
(2) Master cylinder
1) Struktur dan pengoperasiannya
Master cylinder menghasilkan tekanan hydraulic ketika brake pedal ditekan dan susunannya adalah cylinder body, oil reservoir tank dan cylinder components antara lain piston, piston cup, check valve, piston return spring dll. Ada 2 type master cylinder: single master cylinder dengan satu piston dan tandem master cylinder dengan dua piston. Type yang dipakai saat ini adalah tandem master cylinder.
Cylinder body•dipasang bersamaan dengan oil reservoir tank diatasnya, dan terbuat dari cast iron atau aluminum alloy.
Piston•Piston, dimasukan kedalam cylinder, menghasilkan tekanan hydraulic ketika push rod mendorong kedalam cylinder ketika pedal ditekan.
[Gambar 3-8. Structure of tandem master cylinder]
Piston cup•ada dua tipe piston cup yaitu primary cup dan secondary cup. Primary cup berfungsi untuk penghasil tekanan hydraulic dan secondary cup berfungsi untuk mencegah kebocoran minyak rem dari master cylinder.
Oil reservoir tank
Compensation hole Compensation hole Bleeder hole Primary piston Secondary piston Return spring Cylinder body Check valve Bleeder hole Stopper Primary cup Secondary cup Return spring Secondary cup Push rod
[Gambar 3-9. Types and structure of the piston cups]
Check valve•Check valve, dipasang pada kedudukan cylinder end berseberangan dengan piston, dilekatkan menggunakan perekat dengan seat washer dari piston return spring. Oil bergerak dari master cylinder ke wheel cylinder ketika brake pedal ditekan dan oil kembali ke master cylinder untuk menjaga tekanan pada sirkuit tetap sampai tekanan hydraulic didalam pipa seimbang dengan tegangan piston return spring ketika pedal dilepas. Piston return spring•Spring ini terpasang diantara check valve dan piston primary cup,
membantu piston kembali ke posisi semula dan bersama dengan check valve mengembalikan tekanan semula ketika pedal dilepas.
Remaining pressure•ketika return spring piston menekan check valve, check valve menempel pada kedudukannya dan pasti tekanan akan kembali seperti semula ketika tegangan pada spring seimbang dengan tekanan hydraulic pressure pada circuit. Tekanan ini kira kira sebesar 0.60.8Kgf/cm². Fungsi dari tekanan ini adalah
0HQFHJDKWHUMDGLQ\DSHQJHUHPDQWXQGD 0HQFHJDKYDSRUORFN
0HQFHJDKXGDUDPDVXNNHGDODPVLUNXLW
0HQFHJDKNHERFRUDQPLQ\DNUHPGDULZKHHOF\OLQGHU
Vapor lock•Ketika minyak rem didalam sirkuit mendidih dan menguap, maka tekanan minyak rema tidak akan diteruskan karena disebabkan oleh.
- Pemakaian Foot brake secara berlebihan pada jalan yang menurun. - Terjadinya overheated karena gesekan brake drum dan lining.
- Berkurangnya tekanan yang disebabkan karena rusaknya atau lemahnya master cylinder atau brake shoe return spring.
- Berubahnya titik didih brake oil dikarenakan memburuknya brake oil atau poor rendahnya qualitas minyak rem yang dipakai.
Primary cup Spacer
[Gambar 3-10. Vapor lock] 2) Kerja tandem master cylinder
Tandem master cylinder mempunyai 2 sistematik kerja sirkuit secara independen pada roda depan dan belakang untuk meningkatkan stabilitas hydraulic brake. Oil reservoir tank, terpasang diatas cylinder, terbagi untuk pengereman roda depan dan belakang bersamaan. Pada cylinder terpasang 2 piston. Piston pada push rod untuk pengereman roda belakang. Return spring dan stopper menjaga posisi piston, dan return springs terpasang di depan dan belakang piston. Ditambahkan, compensation holes, bleeder holes dan check valves pada setiap piston.
Piston untuk pengereman roda belakang menekan return spring dengan push rod ketika pedal ditekan, dan kemudian, terjadi tekanan oli pada piston untuk pengereman roda depan dan belakang. Pada saat yang bersamaan, piston untuk pengereman roda depan mendapat tekanan hydraulic pada roda depan dari tekanan yang dihasilkan oleh piston untuk pengereman roda belakang. Apabila sirkuit hydrauliknya rusak, bekerjanya akan seperti dibawah ini.
[Gambar 3-11. Operations of tandem master cylinder]
-LND WHUMDGL NHERFRUDQ PLQ\DN UHP SDGD VLUNXLW XQWXN URGD EHODNDQJ SLVWRQ XQWXN URGD belakang selanjutnya bergerak ke posisi “e” dan kemudian menggerakan piston untuk pengereman roda depan.
Jika terjadi kebocoran minyak rem yang berasal dari sirkuit hydraulic untuk roda depan, piston untuk roda depan selanjutnya bergerak ke pisisi “E” dan kemudian mengaktifkan tekanan hydraulic pada sirkuit untuk pengereman roda belakang.
Tube
Alcohol lamp
To front wheels
Oil reservoir tank 1 Oil reservoir tank 2
Push rod
Sealing Sealing
To rear wheels
Jika sirkuit hydraulik pada tipe ini rusak, gaya pengereman berkurang dan menghasilkan pengereman dalam jarak yang jauh dan pengereman tidak stabil.
(3) Wheel cylinder
Wheel cylinder menekan brake shoe ke drum dengan menggunakan tekanan hydraulic yang berasal dari master cylinder dan terdiri dari cylinder body, piston dan piston cup. Pada cylinder body terdapat lubang oil yang tersambung ke pipa, bleeder screw untuk membuang udara yang terdapat pada sirkuit dan expansion spring didalam cylinder berfungsi untuk mendorong piston cup selalu teregang.
[Gambar 3-12. Structure of wheel cylinder] (4) Brake oil
Brake oil adalah minyak sayur : castor oil dicampur dengan solvent seperti alcohol dan mempunyai persyaratan sebagai berikut.
.HNHQWDODQQ\DWHSDWGHQJDQLQGHNNHNHQWDODQEHVDU 'D\DSHOXPDVDQQ\DEDLN
0HPSXQ\DLWLWLNEHNXUHQGDKGDn titik didih tinggi %DKDQNLPLD\DQJPHPSXQ\DNHVWDELODQEDLN
7LGDNPHQLPEXONDQNRURVLPHOHOHKNDQDWDXPHQJHPEDQJNDQNDUHWDWDXPHWDOSDUWV 7LGDKPHQJDQGXQJHQGDSDQ
Cap
Bleeder screw Wheel cylinder body
Brake shoe actuator pin Dust boot Piston Piston cup Expansion spring Brake shoe return spring Brake shoe
4. Hydraulic brake
Tujuan
untuk memperjelas pengertian mengenai kombinasi brake shoe dan drum dalam hal susunannya dan pengoperasian hydraulic brake juga untuk memperjelas prinsip kerja dari automatically adjusting brake.
Main contents
4.1 Structure dan cara kerja hydraulic brake (1) Double anchor type
(2) Anchor link type
(3) Single acting two leading shoe type (4) Double acting two leading shoe type (5) Non-servo brake
(6) Uni-servo type (7) Duo-servo type
4.2 Self-reaction of brake drum and shoe 4.3 Automatic gap adjusting brake
4.1 Structure and operation of hydraulic brake (1) Double anchor type
Double anchor type terdiri dari 2 anchor pins dan dua brake shoes dan hanya shoe yang bekerja. Anchor pins are biased to adjust the brake drum gap.
[Gambar 4-1 Structure of double anchor type]
Forward shoe Reverse shoe Distribution of braking force Direction of rotation Distribution of braking force Reverse shoe B Forward shoe A Anchor pin Drum
[Gambar 4-1-2 Adjustment of brake] [Reference: Self-reaction]
Pada saat rem diaktifkan terhadap drum yang sedang berputar, shoe cenderung ikut berputar bersama drum karena adanya gaya gesek, dan gaya geseknya akan semakin besar dikarenakan semakin besar gaya pengembangan yang dihasilkan. Self-reaction shoe disebut juga leading shoe dan shoe lain yang berlawanan dengan putaran drum dan cenderung menjauhi drum disebut trailing shoe.
(2) Anchor link type
Anchor link type terdiri dari 1 anchor pin, 2 brake shoes dan 2 links. Brake shoes pada kedua sisi mengembang pada porosnya untuk bergesekan dengan drum ketika tekanan hydraulic diberikan ke wheel cylinder.
Kemudian, brake shoe menggerakan link pin dengan gerakan memutar untuk menyetel kedudukannya dengan drum. Sebagai tambahan, untuk mengontrol penyetelan ganda pada brake drums, dipasang adjusting wheels pada kedua sisi wheel cylinders.
[Gambar 4-2. Structure of anchor link type]
Lining Drum Shoe
Anchor pin Biased cam
Lock nut
Adjusting
wheel cylinder Wheel
Brake shoe
Anchor pin Link
(3) Single acting two leading shoe type
Single two leading shoe type, menggunakan 2 brake shoes dan 2 single diameter wheel cylinders, menghasilkan gaya pengereman yang baik saat kedua brake shoes melakukan self-reaction ketika dilakukan pengereman pada saat bergerak maju. Bagaimanapun juga, gaya pengereman akan berkurang hinga 1/3 ketika pengereman dikakukan pada saat kendaraan mundur karena saat itu kedua shoes akan berfungsi sebagai trailing shoes tanpa adanya self-reaction. Tipe ini dipakai untuk rear drum brake pada kendaraan KIA K2700.
[Gambar 4-3. Single acting two leading shoe type]
(4) Double acting two leading shoe type
Pada tipe Double acting two leading shoe, terdiri dari 2 wheel cylinders yang berdiameter sama dan 4 anchor pins, yang akan berubah fungsinya tergantung pada arah putaran brake drum dan akan menghasilkan gaya pengereman yang sempurna saat kedua shoes menjadi leading shoes pada self-reaction ketika pengereman pada gerak maju atau mundur.
[Gambar 4-4. Double acting two leading shoe type]
Anchor pin Anchor pin Forward shoe Forward shoe Biased cam adjuster Biased cam adjuster Wheel cylinder Anchor pin Guide bolt Brake shoe
(5) Non-servo brake
Pada non-servo brake, shoe hanya akan saling bekerja secara berhubungan ketika pengereman dilakukan. Forward shoe bereaksi pada sat pergerakan maju dan reverse shoe bereaksi pada saat pergerakan mundur.
[Gambar 4-5. Non-servo brake]
(6) Uni-servo type
Pada uni-servo type, secondary shoe ikut bereaksi ketika digerakan oleh primary shoe yang digerakan oleh wheel cylinder piston sehingga kedua shoe menjadi leading shoes. Bagaimanapun juga, gaya pengereman berkurang disaat kedua shoe menjadi trailing shoes pada pergerakan maju. Shoe yang bereaksi pertama kali disebut primary shoe dan yang lainnya disebut secondary shoe.
[Gambar 4-6. Structure of uni-servo type]
Forward shoe Reverse shoe Distribution of braking force Forward shoe A Reverse shoe B Distribution of braking force Rotational direction Anchor pin Drum Wheel cylinder Adjusting tube
(7) Duo-servo type
Pada Duo servo type, Sisi tetapnya berubah tergantung dari arah perputran drum ketika brake shoe menakan drum sehingga menghasilkan gaya pengereman yang sempurna karena kedua shoe bereaksi satu sama lainnya pada saat pergerakan maju ataupun mundur. Shoe yang melakukan reaksi pertama kali disebut dan yang lainnya disebut secondary shoe. Tipe ini digunakan untuk rem drum belakang pada H100 Truck, H100.
[Gambar 4-7. Structure of duo-servo type] 4.2 Self-reaction pada brake drum and shoe
Jika pengeraman dilakukan pada drum yang berputar, shoe cenderung ikut berputar bersama dengan drum karena adanya gaya gesekan dan akan menghasilkan gaya gesek yang besar karena dihasilkan gaya pengembangan yang besar juga. Hal ini disebut self-reaction pada brake drum and shoe. Self-reaction shoe disebut leading shoe dan shoe yang berlawanan arah dengan putaran drum cenderung menjauh dari drum disebut trailing shoe.
[Gambar 4-8. Self-reaction]
First shoe Hold down clip
Star wheel adjuster Spring Second shoe Wheel cylinder Return spring Drum Anchor Front Lining Drum rotation direction Leading shoe Trailing shoe For ward Re verse Force applied
4.3 Automatic gap adjusting brake
jika brake lining rusak, langkah pedal lebih jauh karena gap antara lining dan drum bertambah, Maka, gap lining harus disetel kalau dibutuhkan. Tekan brake pedal pada posisi kendaraan bergerak mundur saat menyetel gap lining jika dibutuhkan. Saat pesal brake ditekan pada gerakan mundur, shoe menekan drum dan bergerak searah putaran drum dan shoe B (secondary shoe) pada gambar 4-9 menjauh dari anchor pin. Kemudian, adjusting cable menarik adjusting lever untuk memperbesar kontak point dengan roda. Jika brake pedal ditekan pada pergerakan kendaraan mundur, pada tipe ini gap lining akan tersetel. Jika gap antara shoe dan drum besar, pergerakan juga bertambah dan jika gapnya mencapai titik tertentu, adjusting lever bergerak ke notch selanjutnya pada adjusting wheel. Jika brake pedal dilepaskan pada kondidi ini, Shoe B menekan anchor pin kembali untuk mengendurkan adjusting cable sehingga adjusting lever kembali pada posisi semula dengan memanfaatkan tegangan spring dengan memutar adjusting wheel satu notch. Sehingga gap antara shoe dan drum berkurang. Sejak Shoe B menekan kembali anchor pin saaat brake pedal ditekan pada gerakan maju, adjusting equipment tidak akan aktif.
[Gambar 4-9. Automatically adjusting brake] Anchor pin Anchor pin Shoe A Shoe B Adjusting spring Adjusting wheel Adjusting spring Wheel cylinder Adjusting lever Brake shoe Adjusting cable Cable guide
5. Air brake
Tujuan
Menyediakan informasi mengenai keunggulan dan kekurangan, struktur utama dan fungsi dari bagian yang berhubungan dengan air brake pada large trucks.
Pokok Utama
1. Keunggulan dan kekurangan air brake 2. Struktur air brake
(1) Compression system 1) Air compressor
2) Air pressure regulator and unloaded valve 3) Air tank and safety valve
(2) Brake system 1) Brake valve
2) Quick release valve 3) Relay valve
4) Brake chamber (3) Slack adjuster
(4) Low pressure indicator (5) Pengoperasian air brake 1) Saat pedal ditekan 2) Saat pedal dilepaskan
5.1 Keunggulan dan kekurangan air brake
Air brake menghasilkan pengereman dengan menekan setiap brake shoe ke drum menggunakan tekanan udara sebesar (5~7kgf/cm²). Brake pedal berfungsi sebagai pengontrol untuk membuka dan menutup brake valve untuk menyuplai udara dari air tank ke brake chamber, dan udara pada brake chamber mengontrols gaya pengereman. Air brake mempuyai keunggulan dan kekurangan sebagai berikut.
[Gambar 5-1 Basic structure of air brake]
1) Kelebihan air brake
- Tidak terbatas dengan berat kendaraan.
- Performa pengereman tidak menurun drastis walaupun ada kebocoran udara - Tidak terjadi vapor lock.
- Pengontrolan gaya pengereman dikontrol oleh langkah pedal. (Gaya pengereman sebanding dengan langkah pedal rem).
- Semakin besar tekanan udara semakin besar pengereman yang dihasilkan. - Dapat dipakai secara bersama dengan horn, air spring dll.
- Penyambungan pada Trailer mudah dan memungkinkan pengontrolan jarak jauh
2) Kekurangan air brake
3HQJRSHUDVLDQ$LUFRPSUHVVRUPHQJJXQDNDQWHQDJD0HVLQ 0DKDOGDQNRPSOHN Brake valve Relay valve Air tank Air compressor Brake chamber Brake drum Brake shoe Brake cam Slack adjuster
[Gambar 5-2. Piping and structure of air brake]
5.2 Struktur Utama air brake
(1) Compression system
1) Air compressor
Air compressor dikendalikan menggunakan V belt tersambung ke crankshaft engine dan menghasilkan tekanan udara setelah berputar selama 1/2 kecepatan perputaran mesin. Unload valve, terpasang pada air intake, mencegah terjadinya tekanan udara yang berlebih bersama dengan air pressure regulator dan mengatur tekanan udara didalam air storage tank secara konstan.
[Gambar 5-3. Air compressor]
Air reservoir
tank Air compressor
Check valve Check valve Air reservoir
tank
Air pressure gauge
Cam Brake shoe Rear brake Relay valve Brake chamber Brake valve Front brake Cam Brake chamber Brake pedal Quick release valve Exhaust Drain cock Exhaust Safety valve Safety valve Low-pressure switch Exhaust Drain cock Exhaust pressure regulator Unloader Exhaust Unloader valve Exhaust valve Bearing Crankshaft Ball bearing Spacer Driven gear Cylinder Piston Cylinder head Intake valve
2) Air pressure regulator & unloader valve
Air pressure regulator mengangkat valve ketika tekanan udara mengalir melalui air intake dari air tank melawan tegangan spring ketika tekanan udara dalam air storage tank lebih dari 5 NJIFP². Karena itu, air compressor akan berhenti bekerja ketika udara yang bertekanan diatas unloader valve membukanya dengan menekan unloader valve kebawah. Kemudian unloader valve kembali pada kedudukan semula untuk menghidupkan kembali air compression ketika tekanan udara didalam air storage tank menurun dibawah spesifikasinya.
(a) Air pressure regulator (b) Unloader valve
[Gambar 5-4 Air pressure regulator and unloader valve] 3) Air tank dan safety valve
Air storage tank menyimpan udara bertekanan yang disuplai dari air compressor. Terdiri dari safety valve yang befungsi untuk membocorkan udara jika tekanan didalam tank mencapai limit tertentu, check valve mencegah aliran udara berbalik ke air compressor dan drain cock untuki menghilangkan kelembaban didalam tank.
(2) Brake system 1) Brake valve
Brake valve membuka dan menutup diatur oleh brake pedal dan mengontrol gaya pengereman dengan menggunakan tekanan udara yang disuplai dari air tank tergantung pada langkah pedal. Dengan kata lain, upper plunger menekan main spring dan menutup exhaust valve kemudian, membuka supply valve. Kemudian, udara yang bertekanan dari air tank dikirim untuk melepaskan valve pada front brake, relay valve untuk rear brake dan setiap brake chamber sehingga performa pengereman bertambah. Jika pedal dilepas, plunger kembali pada posisi semula untuk membuka exhaust valve dan membuang udara yang baru dipakai untuk pengereman
To
unloader valve
From air tank
Filter Exhaust hole Spring Valve rod Air pressure adjusting valve
Unloader valve From air pressure regulator
From air filter Unloader Intake valve Exhaust valve spring Push button Brake pedal
Adjusting shim Plunger
Main spring
Return spring Exhaust valve
Supply valve Valve spring From air tank To brake chamber
2) Quick release valve
Quick release valve membuka brake chamber valve untuk membuka setiap lubang untuk front brake chamber ketika pedal ditekan dan udara yang bertekanan mengalir melalui inlet dari brake valve. Maka, udara yang bertekanan tersebut akan aktif dalam brake chamber untuk melakukan pengereman pada roda. Jika pedal dilepas, tekanan pada berkurang karena udara keluar melalui brake valve. Kemudian, valve kembali pada posisi semula karena adanya tegangan dari spring untuk membuka exhaust hole sehingga udara pada front brake chamber keluar dengan cepat untuk membebaskan rem.
[Gambar 5-6. Quick release valve]
3) Relay valve
Ketika pedal ditekan dan tekanan udara dari brake valve aktif, relay valve menyuplai udara landung ke rear brake chamber untuk melakukan pengereman pada roda dengan menggerakkan diaphragm kebawah sehingga menutup exhaust valve dan membuka supply valve. Jika pedal dilepas dan tekanan didalam diaphragm dari brake valve turun hingga lebih rendah dari tekanan didalam brake chamber, diaphragm bergerak keatas untuk membebaskan rem sampai tekanan chamber menyeimbangkan tekanan pada diaphragm dengan mengeluarkan udara dengan cepat.
Air inlet
Brake chamber valve Exhaust hole Spring Cover To brake chamber To brake chamber From brake valve
Diaphragm
Exhaust valve
From air tank Drain valve
Supply valve Valve spring
[Gambar 5-7. Relay valve]
4) Brake chamber
Jika pedal ditekan dan tekanan udara yang diatur melalui brake valve masuk kedalam chamber diaphragm menekan spring dan bergeser. Sehingga, push rod memutar cam melalui slack adjuster sehingga brake shoe mengembang untuk menekan drum untuk melakukan pengereman. Jika pedal dilepaskan, diaphragm kembali ke posisi semula karena adanya tegangan dari spring untuk membebaskan rem.
[Gambar 5-8. Structure and installing location of brake chamber]
(3) Slack adjuster
Slack adjuster memutar camshaft dan mengontrol gap antara brake shoe dan drum didalam brake drum. Cam Activated position Push rod Diaphragm Air inlet Brake chamber Slack adjuster Deactivated position Brake chamber Slack adjuster Brake shoe
[Gambar 5-9 Slack adjuster] (4) Low pressure indicator
ketika tekanan pada air tank untuk pengereman lebih rendah dari spesifikasinya, lampu tanda peringatan warna merah akan menyala dan buzzer berbunyi untuk menginformasikan kepada pengendara tentang tekanan udara yang rendah untuk pengereman.
(5) Pengoperasian air brake 1) Ketika pedal ditekan
Ketika pedal ditekan, udara yang bertekanan akan aktif pada front brake chamber melalui quick release valve tergantung pada langkah pedal. Pada saat yang bersamaan, udara yang bertekanan tersebut disuplai ke relay valve untuk mengaktifkan rear brake chamber. Kemudian, push rod memutar cam melalui slack adjuster untuk menekan brake shoe ke drum sehingga terjadi pengereman.
[Gambar 5-10. Operation diagram of air brake]
Brake shoe Slack adjuster Push rod Anchor pin Camshaft Cam Roller Brake chamber Brake valve
Air reservoir tank
Relay valve Air
drier
Quick release valve
Brake chamber
Slack adjuster Exhaust
Exhaust Brake drum
Brake shoe Return spring Return spring Brake chamber Exhaust Cam Air compressor Brake shoe Brake drum Cam Slack adjuster
2) Ketika pedal dilepas
ketika pedal dilepaskan, brake valve, quick release valve, relay valve aktif dan mengeluarkan udara yang bertekanan didalam brake chamber dengan cepat untuk membebaskan rem.
6. Servo brake
Tujuan
Untuk menjelaskan prinsip vacuum servo brake dengan menggunakan perbedaan vacuum dari kerja engine dan tekanan udara luar untuk memperbesar gaya pengereman dalam hydraulic brake. Juga, untuk menjelaskan air servo brake yang menggunaka perbedaan tekanan antara udara yang bertekanan dan tekanan atmospher.
Pokok Utama
1. Servo brake
2. Vacuum servo brake
(1) Prinsip vacuum servo brake (2)Tipe vacuum servo brake 1) Direct controlling (Master vac) 2) Remote controlling
3. Air servo brake
(1) Struktur hydro air vac
(2) Pengoperasian hydro air vac
(3) Keunggulan dan kekurangan hydro air vac
6.1 Servo brake
Servo brake dibagi menjadi 2 tipe. Yang pertama adalah vacuum servo brake (Hydro vac) yang menggunakan perbedaan vacuum (negative pressure) dari kerja engine dan tekanan udara luar untuk memperbesar gaya pengereman pada hydraulic brake. Tipe yang kedua adalah air servo brake (hydro air vac) yang menggunakan perbedaan tekanan udara yang terkompresi dengan tekanan udara luar. Air servo brake (hydro air vac) mempunyai tambahan air compressor dan air storage tank dan prinsip pengoperasiannya sama dengan hydro vac.
6.2 Hydro vac
(1) Dasar hydro vac
Hydro vac melakukan pengereman dengan hydraulic utama ketika servo brake rusak, ketika manggunakan perbedaan vacuum pada intake manifold mesin dan atmospheric pressure. Untuk mengingat kembali dasar hydro vac, vacuum pada engine intake manifold adalah 50cmHg dan atmospheric pressure adalah 76cmHg. Sehingga perbedaannya adalah 76•50
• 26(cmHg) • 0.34kg/cm². Dan tekanan atmosphere adalah 1.0332kg/cm²•0.34kg/cm² • 0.7kg/cm². Perbedaan ini yang dijadikan sumber tenaga untuk mengaktifkan hydro vac servo brake.
(2) Tipe hydro vac
Ada 2 tipe hydro vac. Yang pertama adalah tipe direct controlling (master vac) untuk kendaraan penumpang dan light trucks yang mana master cylinder and servo brake terpasang pada unit. Tipe yang lain adalah tipe remote controlling (hydro vac) yang mana master cylinder dan servo brake terpasang secara terpisah.
1) Tipe Direct controlling
Pada tipe direct controlling, rod pushes poppet and valve plunger bekerja saat brake pedal ditekan sehingga poppet menempel pada power piston seat untuk menutup vacuum valve dan vacuum yang disuplaike cylinder (booster) A and B tertutup. Pada saat yang bersamaan, plunger menurunkan poppet dan air valve membuka sehingga udara yang tersaring disuplai ke power cylinder B dan power piston menekan push rod master cylinder untuk mengoperasikan servo brake.
[Gambar 6-1. Direct controlling type (Master vac)]
Saat pedal dilepas, air valve menutup sebagaimana valve plunger kembali pada posisi aslinya karena tekanan dari spring. Dan power piston kembali ke posisi aslinya karena adanya reaksi dari master cylinder dan tegangan dari diaphragm return spring saat tekanan pada power cylinder A dan B menjadi seimbang. Tipe ini mempunyai karakter sebagai berikut.
Strukturnya simple dan ringan sejak vacuum valve dan air valve pengoperasiannya menggunakan push rod.
Hydraulic brake bekerja karena gaya dari pedal yang menggerakan cylinder melalui operating rod dan push rod meskipun servo brakenya rusak.
Diaphragm return
spring Push rod
Power piston Power piston
To intake manifold
Rear cushion disc
Valve plunger Stop key Valve plunger
Poppet
Valve return spring
Operating rod Poppet Vacuum valve Air valve Poppet end Valve plunger of chamber B
Dibutuhkan ruang yang kecil dalam pemasangannya karena servo brake terpasang diantara pedal and master cylinder.
[Gambar 6-1(2) Operation state of direct controlling type] 2) Remote controlling type
Tipe Remote controlling terdiri dari hydraulic system (hydraulic brake and hydraulic cylinder) dan vacuum system (power cylinder, power piston, relay valve, valve piston and check valve).
• Structure |a Vacuum system
- Power cylinder• cylinder terbuat dari plat baja menggunakan metode deep drawing stamping dan didalamnya terdapat piston and return spring.
- Power piston•Piston ini pengoperasiannya menggunakan perbedaan tekanan antara vacuum dan tekanan atmospheric pada tiap tiap sisi (A dan B pada power cylinder) dan mengirimkan tekanan hydraulic penuh ke setiap wheel cylinder. Power piston terdiri dari dua round steel plates dengan leather packing around.
© Opening of air valve Master cylinder piston
Push rod
Power piston Air inlet Valve plunger poppet return spring
Air flow
Poppet
Rear cushion disc
(a) Operation of servo brake
(b) Closing of vacuum valve Air inlet Vacuum valve Poppet return spring Operating rod Air valve
Valve plunger Valve plunger
Rear cushion disc Air valve Stopper Poppet return spring
[Gambar 6-2. Remote controlling type]
- Relay valve dan valve piston•Komponen ini menyuplai atau memutus kevacuuman ke power cylinder A dengan menggunakan tekanan hydraulic dari master cylinder. Relay valve terdiri dari air valve dan vacuum valve dan air valve terpasang sebagai penutup dengan spring. Posisi Vacuum valve berhadapan dengan lokasi diaphragm dan valve seat terletak diantaranya dan pengoperasian diaphragm menggunakan relay piston.
(a) Relay valve (before operation) (b) Relay valve (after operation) [Gambar 6-3. Relay valve and valve piston]
|b Hydraulic system
- Hydraulic cylinder• Terpasang didalam cylinder pada hydraulic piston yang mana pengoperasiannya menggunakan push rod power piston.
Control tube Relay valve piston Diaphragm
Vacuum valve
Air valve Air supply from air filter
Hydraulic cylinder Return spring
Peel cylinder
Hydraulic piston Push rod
Check valve Hydraulic pressure supply from master cylinder Hydraulic piston To peel cylinder Diaphragm Air inlet Vacuum valve Air valve Relay valve
piston Relay valve return spring Diaphragm return spring Air inlet Relay valve return spring Air valve Vacuum valve Relay valve piston
- Hydraulic piston•The piston terpasang pada ujung power piston push rod dimana didalamnya terpasang check valve dan yoke. Check valve membuka ketika power piston tidak bekerja sehingga minyak rem dari master cylinder mengalir ke wheel cylinder. Disaat power piston bekerja untuk menggerakan hydraulic piston, check valve menutup juga yoke menurunkan stop washer. Hydraulic piston mengirimkan minyak rem ke wheel cylinder.
[Gambar 6-4 Brake operation] [Gambar 6-4(2) Brake release]
3HQJRSHUDVLDQ
|a Saat brake pedal ditekan
Minyak rem dari Master cylinder mengalir ke wheel cylinder melalui piston check valve saat pedal ditekan. Pada saat yang bersamaan, tekanan hydraulic mengaktifkan relay valve piston, juga. Jika terdapat tekanan hydraulic pada relay valve piston, piston bergerak untuk menutup vacuum valve dengan menempatkan diaphragm diantaranya sehingga suplai vacuum ke power cylinder A and B tertutup. Kemudian, air valve membuka sehingga tekanan atmospheric mengalir ke power cylinder A. Sehingga, posisi piston bergerak dari A ke B untuk menggerakan hydraulic piston melalui push rod. Disaat hydraulic piston bergerak, yoke menempel untuk mencegah stop washer turun. Kemudian, check valve menutup aliran minyak rem antara master cylinder dan wheel cylinder dan brake dihasilkan saat minyak rem dikirim ke wheel cylinder dari hydraulic cylinder.
|b When brake pedal is released
Saat pedal dilepaskan, tekanan hydraulic dari master cylinder pada relay valve piston berkurang sehingga diaphragm spring mengembalikan piston dan air valve menutup untuk mencegah aliran udara. Dan kemudian, vacuum valve membuka juga menurunkan diaphragm. Sekarang perbedaan tekanan pada masing masing power cylinders menghilang sehingga power piston dan hydraulic piston kembali pada posisi aslinya dengan tegangan dari return spring. Tekanan Oil pada wheel cylinder kembali ke master cylinder demikian juga check valve dari hydraulic piston membuka.
Check ball Hydraulic piston
Check ball return spring
Piston stop washer Power piston
push rod
Yoke
(a) When brake is not applied (b) When brake is applied [Gambar 6-5. Operation]
Mudah menempatkannya karena servo brake terhubung ke master cylinder dan wheel cylinder menggunakan pipa.
- Vacuum valve dan air valve hanya dioperasikan dengan tekanan hydraulic dari master cylinder dan strukturnya komplek.
- Harus sering diperhatikan keseimbangan tekanan karena jika tekanan dalam sirkuit terlalu besar maka servo brake akan terus menerus bekerja.
6.3 Hydro air vac
Hydro air vac memperbesar gaya pengereman menggunakan perbedaan antara compressed air dan tekanan atmospher dan biasanya dipakai untuk kendaraan besar seperti bus dan truk. Karena penggunaannya membutuhkan air compressor, air tank, pressure regulator, sehingga biayanya lebih mahal dibandingkan dengan hydro vac.
(1) Struktur hydro air vac
Struktur hydro air vac hampir sama dengan remote controlling type hydro air vac.
Brake pedal Piston relay valve Master cylinder Air valve Vacuum valve Vacuum valve Vacuum valve Check ball Piston stop washer Check valve Intake manifold Wheel cylinder Air filter Hydraulic cylinder Hydraulic piston Check ball Air valve Yoke Push road Power piston Power piston Hydraulic piston Return spring
[Gambar 6-6 Servo brake of compressed air type]
(2) Operation of hydro air vac
1) Disaat brake pedal dioperasikan.
Disaat brake pedal ditekan, minyak rem master cylinder bereaksi didalam hydraulic cylinder dan relay valve piston untuk menutup atmospheric valve dan membuka air valve. Kemudian, udara mengalir ke sisi belakang power piston dan udara pada sisi yang berlawanan keluar melalui atmospheric hole. Power piston bergerak dan mensuplai tekanan minyak secukupnya ke wheel cylinder dengan menekan hydraulic piston sehingga brake shoe menekan drum untuk menghasilkan pengereman.
[Gambar 6-7 Servo brake of compressed air type]
Brake valve Wheel cylinder Air tank Exhaust Oil reservoir tank
Oil reservoir tank Air compressor Air vac Brake drum Front wheel Air vac Wheel cylinder Brake drum Brake shoe Brake shoe Rear wheel Air line Oil line Atmospheric hole Atmospheric valve Air tank Air valve Air compressor Power piston Power cylinder To wheel cylinder
From master cylinder Hydraulic piston
Hydraulic cylinder Relay valve piston
Return spring Push rod
2) When brake pedal is released
Saat pedal brake dilepaskan, power piston kembali pada posisi aslinya karena adanya tegangan dari return spring karena tekanan master cylinder berkurang. Kemudian, spring mengembalikan relay valve untuk menutup air valve dan membuka atmospheric valve sehingga tekanan pada setiap sisi pada power piston menjadi stabil dengan tekanan atmospher dan statusnya kembali pada keadan sebelum pengoperasian ketika udara keluar dari belakang power piston. Sehingga, returns spring melepas brake shoe bersinggungan dengan drum.
(3) Keunggulan dan kekurangan hydro air vac 1) Keunggulan
- Gaya pengereman yang kuat dapat dicapai hanya dengan menggunakan power piston yang berdiameter kecil
- Membutuhkan udara yang relative sedikit.
- Menghasilkan pengereman yang besar karena tekanan maksimum udaranya adalah 5~7kgf/cm².
2) Kekurangan
6WUXNWXUQ\DNRPSOHNGDQELD\DSHPEXDWDQQ\DPDKDO
Pengoperasian air compressornya menggunakan tenaga engine output.
7. Disc brake Objective
Lebih memahami disc yang dipakai secara luas pada passenger cars terutama pada pengetahuan dasar mengenai disc brake, keunggulan dan kekurangannya, tipe disc brakes dan automatically adjusting brake.
Main contents
1. Pengetahuan dasar disc brake
2. Keunggulan dan kekurangan disc brake 3. Tipe – tipe disc brake
4. Keunggulan dan kekurangan tipe floating caliper 5. Ventilated disc
6. Automatic gap adjuster
7. Pengoperasian disaat pad is rusak. 8. Tanda – tanda pada saat pad aus
7.1 Pengetahuan dasar disc brake
Rem hidraulik dengan tipe disc menghasilkan gaya pengereman dengan menekan pad kuat kuat ke setiap sisi disc yang berbentik lingkaran yang mana ikut berputar dengan roda sebagaimana terlihat pada gambar berikut. Ketika hidraulik brake dengn tipe disc mempunyai radiasi terhadap panas baik karena berputar dan bergesekan dengan udara, hal ini akan
menghasilkan pengereman yang stabil karena adanya performa pengereman yang tetap baik walaupun dipakai secara berulang ulang pada kecepatan tinggi.
[Gambar 7-1. Principle of disc brake] 7.2 Keunggulan dan kekurangan disc brake
(1) Keunggulan
Menghasilkan radiasi panas yang baik karena disc panas yang ditimbulkan diserap oleh udara
Menghasilkan performa pengereman yang stabil karena terhindar dari efek fading. Penggantian parts secara sebagian akan terhindar karena tidak adanya reaksi dan aksi
yang menghasilkan performa pengereman stabil antara roda kanan dan kiri.
Menghasilkan performa pengereman yang stabil karena memburuknya performa pengereman dengan pemakaian berulang ulang kecil.
Air dan Lumpur dapat dengan mudah dihilangkan dari disc.
Langkah Brake pedal jarang sekali berubah karena disc tidak mudah mengalami deformasi karena panas.
Mudah dalam pemeriksaan dan perawatan.
(2) Kekurangan
Membutuhkan tenaga yang kuat untuk menekan pad karena gesekannya kecil Dibutuhkan material yang kuat untuk membuat Pad.
Membutuhkan usaha yang kuat untuk menekan brake pedal. Mahal.
7.3 Tipe disc brake
Disc brake dapat diklasifikasikan kedalam tipe fixed caliper (opposite piston disc brake) dan tipe floating caliper. Yang satu menghasilkan gaya pengereman ketika cylinder pada tiap sisi caliper menekan brake pads ke discs. Yang lainnya menghasilkan gaya pengereman ketika seluruh bagian caliper bergerak karena cylinder terpasang hanya pada satu sisi saja.
Disc
Brake oil
Tipe Floating caliper ada dua jenis yaitu tipe dengan memakai satu piston and dua piston. Seperti terlihat pada gambar tengah dibawah ini, pada tipe satu piston gaya pengereman akan dehasilkan ketika caliper bergerak ke arah kanan dan kiri yang mana terpasang satu cylinder pada sisi caliper dan satu piston terpasang didalamnya. Jika piston menekan pad ke disc saat tekanan hydraulic disuplai dari master cylinder, mengakibatkan pergerakan caliper menekan pad yang lain ke disc sehingga dihasilkan pengereman.
Pada tipe 2-piston seperti gambar sebelah kanan, dalam satu cylinder terpasang 2 pistons. Ketika diberikan tekanan hydraulic, piston sebelah kiri menekan pad langsung ke disc dan piston sebelah kanan menekan pad pada sisi lainnya ke disc melalui caliper sehingga dihasilkan pengereman. Tipe ini digunakan pada sitem rem kendaraan besar ( truk ) buatan luar negeri dan dipasarkan di dalam negeri.
[Gambar 7-2, Types of disc brake]
(1) Fixed caliper type
Fixed caliper terdiri dari disc yang berputar bersama roda, dan caliper yang terpasang tetap pada transaxle atau strut. Cylinders terpasang pada tiap sisi caliper. Piston dan automatic adjuster terpasang sebagai satu kesatuan didalam cylinder. Saat When master cylinder mensuplai tekanan hydraulic ke caliper cylinder, piston menekan pads ke tiap sisi disc untuk menghasilkan pengereman. Tipe ini sudah digunakan pada saat pertama munculnya disc brake pada pasar dalam negeri tetapi sudah tidak digunakan lagi. Tipe ini mempunyai radiasi terhadap panas yang jelek sejak cylinder luar caliper terpasang pada bagian dalam roda. Hal ini menyebabkan sering terjadi vapor lock. Terdapat tipe split dan integral dengan pemisah pada tengah caliper.
(b) Floating caliper type
Caliper Piston Piston Piston
Disc
[Gambar 7-3. Caliper integral type] [Gambar 7-4. Ventilated disc]
Disc : Plat bulat terbuat dari cast iron, terpasng pada hub dari roda, berputar bersama dengan roda. Disc berventilasi mempunyai lubang ventilasi udara dimana proses pendinginan terjadi di dalam disc terhadap radiasi panas selama terjadi proses pengereman seperti terlihat pada gambar.
Caliper : terbuat dari cast iron, terpasang pada transaxle atau strut yang akan tetap diam ketika terjadi reaksi gaya saat menekan pad ke disc dan menerima reaksi gaya pengereman bersamaan.
Cylinder & piston : cylinder dan piston terpasang pada caliper yang dimasukan kedalam disc, strukturnya seperti terlihat pada gambar. Pada ujung cylinder dipasang Flexible rubber boot untuk mencegah masuknya uap air atau kotoran (benda asing). Rubber piston seal dipasang di bagian dalam dinding cylinder untuk mempertahankan tekanan hydraulic didalam cylinder dan secara otomatis menyetel gap antara disc dan pad pad saat yang bersamaan.
[Gambar 7-5. Assembly of cylinder and piston]
Pad : Pad, dibuat dengan ketebalan 10 mm dari material setegah baja, terpasang pada ujung piston. Pada sisi pad terpasang Groove untuk mengetahui keausan pada pad. Keausan pada pad dapat diketahui dalam keadaan terpasang dengan cara mengecek groove yang terpasang pada caliper.
Brake cylinder Caliper Disc Pad Brake oil Boot Pad Piston seal Cylinder Piston
(2) Tipe Floating caliper
Gaya pengereman pada tipe ini dihasilkan dengan menggerakan caliper ke arah kanan dan kiri pada sisi kalper dimana cylinder dipasang dan satu piston dipasang didalamnya. Jika piston menekan pad ke disc saat tekanan hydraulic disuplai dari master cylinder, reaction force menggeser caliper dan menekan pad yang lain ke disc sehingga terjadilah pengereman. Tipe ini termasuk tipe disc brake yang sampai saat ini dipakai pada kebanyakan compact passenger cars.
[Gambar 7-6. Structure of floating caliper type]
Tipe Floating caliper terdiri dari disc yang berputar bersama dengan roda, caliper dengan tipe floating, piston dan boot yang terpasang pada caliper, fungsi dari semua itu adalah sebagai berikut. Saat tekanan hydraulic aktif pada cylinder, piston bergerak ke arah seperti pada gambar untuk menekan pad yang terpasang disebelah kanan caliper ke disc.
[Gambar 7-7. Operation of floating caliper type] From master cylinder
Piston seal Piston Cylinder Cylinder mounting Pad Bush Cylinder Piston seal Piston Disc Pad
Ketika terjasi tekanan hidraulik serupa, secara bersamaan diteruskan ke sisi sebelah kanan cylinder, menarik caliper ke arah B sehingga pad yang terpasang pada sisi kiri caliper menekan ke disc. Sebagai tambahan, pada tipe fixed caliper, piston seal berfungsi untuk menyetel gap antara disc dan pad ketika selesai.
7.4 keunggulan dan kekurangan tipe floating caliper (1) Keunggulan
Simpel dan ringan.
Bebas dari vapor lock sejak dipasang cylinder dengan ventilasi yang baik. Hanya terjasi sedikit kebocoran minyak karena komponennya sedikit.
(2) Kekurangan
Langkah piston harus panjang.
Benda asing seperti debu dapat menghambat langkah piston yang lembut. Kerusakan pada pad tidak merata.
7.5 Disc dengan ventilasi
Disc, terpasang pada hub roda dan berputar bersama dengan roda, terbuat dari cast iron berbentuk bulat. Pada disc ini terdapat lubang ventilasi dimana terjadi proses pendinginan yang terletak di dalam disc sehingga penyebaran panas selama pengereman terhindar seperti terlihat pada gambar berikut ini.
[Gambar 7-8. Ventilated disc] 7.6 Sistim peringatan jika terjadi keausan pada pad.
Saat ketebalan pad berkurang hingga 2 mm, akan terdengar bunyi peringatan yang menandakan keausan sehingga menginformasikan kepada pengendara bahwa sudah saatnya mengganti brake pad.
[Gambar 7-9. Disc wear indicator]
7.7 Automatic gap adjuster
Penyetel gap otomatis menggerakan piston kedepan secara otomatis untuk menjaga agar gap dengan disc konstan ketika pad aus dan karet seal piston merubah gap dengan disc secara otomatis. Seperti terlihat pada gambar sebelah kanan, tekanan diberikan pada pad untuk melakukan pengereman saat piston mendesak seal saat tekanan hydraulic disuplay dari master cylinder. Ketika tekanan hydraulic tidak disuplai lagi, seal piston menarik piston dengan ke-elastisitasannya dan kembali untuk mempertahankan gap antara disc dan pad konstan selamanya.
[Gambar 7-10. Operation of piston seal]
When brake pedal is pressed Piston seal Retainer Boot Cylinder Piston Brake oil
When brake pedal is released
Sound generates Pad
Rod
To wheel cylinder
From master cylinder
Spring
7.8 Operation when pad is worn out
Ketika langkah kerja piston bertambah karena pad aus, hal ini akan merubah seal saat pad bergeser diantara seal dan cylinder ketika perubahan seal ini sudah begitu besar maka baru akan terjadi pengereman saat tekanan terjadi di pad. Saat tekanan hydraulic hilang, piston kembali seperti posisi sebelum piston berubah karena elastisitas seal sehingga terjadi gap yang baru dan menjaga jarak antara disc dan pad.
8. Sistim dan teori rem lainnya Tujuan
Memahami tentang limiting valve, proportioning valve, load sensing proportioning valve dan teori rem, yang mana mulai digunakan tepat sebelum sistim ABS dirancang.
Main contents
1. Load sensing proportioning valve 2. Proses menghentikan kendaraan. 3. Fade
4. Vapor lock
8.1. Load Sensing Proportioning Valve
(1) Sekilas tentang Load Sensing Proportioning Valve
Pada sistim ini, titik awal hydraulic control adalah terletak pada roda belakang, yaitu berdasarkan berat. Terpasang antara master cylinder dan cylinder roda belakang. Tekanan rem hydraulic pada cylinder roda belakang dikontrol setelah adanya sensor berat kendaraan saat dilakukan pengereman. Kemudian, pendistribusian gaya pengereman antara roda depan dan belakang dapat dicapai.
(2) Pengoperasian
Valve piston mengangkat piston dengan tekanan hydraulic yang terjadi pada master cylinder A plus tegangan spring. Kemudian reaksi gaya tekanan hydraulic dihasilkan pada cylinder roda B. disaat brake pedal ditekan, tegangan spring mengangkat ball untuk membuka celah sehingga tekanan hidraulik ditransfer ke cylinder roda. Kemudian, tekanan hydraulic pada master cylinder membesar sampai tekanan tertentu dan gaya pada B lebih besar dari A. Sekarang, piston bergerak ke bawah dan menutup celah tersebut untuk mengurang
Jika tekanan master cylinder naik kembali saat celah tertutup, kenaikan tekanan hydraulic terjadi di bagian A. Kemudian, piston bergerak keatas dan ball membuka celah sehingga tekanan hydraulic beralih ke cylinder roda.
Sejak tekanan pada master cylinder diaplikasikan pada cylinder roda dan B secara bersamaan dengan membukanya celah, piston bergerak turun dan menutup celah untuk mengulangi pengurangan tekanan.
[Gambar 8-10. Operation of load sensing proportioning valve]
8.2 Proses menghentikan kendaraan (1) Reaction time
Mengacu pada saat kritis bagi pengendara untuk melakukan pengereman yang berasal dari situasi yang berbahaya berdasarkan perasaan atau penglihatan atau juga pendengaran sampai mengambil tindakan melawan bahaya tersebut. Pada umumnya menurut mereka waktu reaksinya antara 0.4~0.5 detik.
(2) Perpindahan kaki
Mengacu pada waktu bagi pengendara untuk memindahkan kaki dari pedal gas ke pedal rem. Pada umumnya berpindahnya sekitar 0.2~0.3 detik tergantung juga pada posisi pedal
(3) Penekanan pedal
Berdasarkan waktu yang dilakukan oleh pengendara menggerakan brake pedal dengan kaki hingga tekanan hydraulic dalam jalur rem mulai naik. Pada umumnya, waktu penekanan pedal ini antara 0.1~0.2 detik tergantung clearance pedal dan jarak antara brake shoe dan drum.
From master cylinder To wheel cylinder
(4) Perpindahan brake dan main brake
Ketika tekanan hydraulic pada sirkuit rem bertambah dan gaya pengereman dihasilkan, disertai berkurangnya laju kendaraan. Hal ini pasti akan membutuhkan waktu hingga tekanan hydraulic mencapai tekanan maksimum dan waktu yang dibutuhkan ini disebut perpindahan rem. Main brake adalah interval dari gaya pengereman maksimum hingga berhenti dengan sempurna. Lihatlah gambar berikut ini.
[Gambar 8-11, 8-12. Driver’s operation, relationship between time and deceleration]
8.3 Fade
Seperti pada phenomena hilangnya cahaya, suara atau kekuatan secara berangsur angsur yang berarti sama dengan istilah yang digunakan pada cinema atau TV untuk merubah tampilan. Jika rem sudah dilakukan secara berulang ulang pada jalan yang panjang dan
Driving direction Danger
A Finding the danger A Finding the danger TIME TIME t1 : Reaction time
t2 : Foot changing time
t3 : Pedal pressingtime
A1 Start moving the right foot (release the accel pedal) A2 Placing the right foot on the brake pedal B Braking starts Stopping distance Deceleration time Actual braking time Actual braking distance Preparation time Preparation distance Male Female Hand operation Foot operation Reaction time Relative frequency
menurun, temperatur pada plat brake shoe yang bergesekan akan naik dan gaya pengereman akan berkurang karena gesekannya juga berkurang.
8.4 Vapor lock
Adalah suatu peristiwa dimana fungsi beberapa bagian cair dalam system terkunci karena adanya penguapan cairan karena panas. Pada sistim bahan bakar, suplay bahan bakar akan gagal karena terjadinya penguapan pada pipa bahan bakar dan akhirnya mesin berhenti. Ketika minyak rem menguap dalam wheel cylinder atau pipa rem pada sistim rem hydraulic, maka rem tidak akan bekerja dengan baik saat menekan pedal rem sama seperti menekan spon.
9. ABS system Objective
Untuk memahami keunggulan system rem ABS, konstruksi dan pengoperasiannya.
Pokok utama 9.1 Keunggulan ABS 9.2 Tipe ABS 9.3 Bentuk dasar 9.4 Susunan ABS 9.1 Keunggulan ABS
Anti-lock Brake Systems didisain untuk mencegah terjadinya penguncian roda pada saat pengereman kuat dalam kondisi jalan yang berbeda beda.
Hasil pengereman yang dilakukan pengendara saat pengereman dilakukan : Mobil tetap stabil (Vehicle Stability)
Proses penghentiannya lebih cepat (jarak lebih dekat, kecuali jalan tanah, bersalju)
Penguasaan control kendaraaan menjadi maksimal (Steerability) Jika roda depan terkunci mobil tidak mungkin bisa dikendalikan
Jika yang terkunci roda belakang mobil akan tidak stabil dan dapat tergelincir se satu sisi
J ika permukaan jalan tidak rata saat dilakukan pengereman, roda yang mengalami selip cenderung akan terkunci dan kendaraan akan berputar putar. Tetapi dengan menggunakan sistim ABS hal ini akan terhindar hingga kendaraan berhenti.
9.2 Tipe ABS
1) Tipe 4-Sensor 4-Channel ( Independent control type )
Tipe ini mempunyai empat sensor roda dan 4 hydraulic control channels dan masing masing mengontrol tersendiri. Keamanan mengendalikan kendaraan dan jarak pemberhentian lebih pendek dalam kondisi jalan dan permukaan yang berbeda.
Akan tetapi, apabila permukaan jalannyha licin, besar gaya pengereman antara roda kanan dan kiri akan tidak sama sehingga akan menimbulkan gerakan yawing pada kendaraan sehinnga menimbulkan ketidak stabilan. Maka dari itu, kebanyakan mobil yang dilengkapi dengan 4 channel ABS memasukan pilihan low logic pada roda belakang untuk menjaga kestabilan dalam berbagai kondisi jalan.
<Braking without ABS> <Braking with ABS>
Low • road High • road
<FF car, X-line brake system>
