SISTEM KEMUDI

Sistem kemudi berfungsi mengatur arah kendaraan dengan cara,membelokkan roda depan. Bila roda kemudi diputar, kolom kemudi
meneruskan putaran ke roda gigi kemudi. Roda gigi kemudi ini memperbesar momen putar, sehingga menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk
menggerakkan roda depan melalui sambungan-sambungan kemudi (steering linkage).

Ada dua model sistem kemudi yang umum digunakan pada mobil,yaitu model recirculating ball
dan model rack dan punion


Kolom kemudi (steering column) 
Kolom kemudi terdiri atas main shaft yang meneruskan putaran
roda kemudi ke roda gigi kemudi, dan kolom kemudi yang mengikat
main shaft ke bodi. Ujung atas dari main shaft dibuat meruncing dan
bergigi.

Di ujung inilah roda kemudi diikat dengan sebuah mur
Bagian-bagian dari kolom kemudi ditunjukkam pada


2. Roda gigi kemudi (steering gear) 
Roda gigi kemudi selain berfungsi mengarahkan roda depan, juga
berfungsi sebagai gigi reduksi untuk memperbesar momen agar 
kemudi menjadi ringan dan gangguan-gangguan terhadap roda tidak
langsung dirasakan oleh pengemudi.

Ada beberapa jenis roda gigi kemudi, tetapi yang banyak digunakan dewasa ini adalah jenis recirculating ball



Janis recirculating ball digunakan  pada
mobil penumpang ukuran sedang sampai besar dan mobil komercial
sedangkan jenis rack dan pinion digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil sampai sedang. 
sambunbungan-sambungan kemudi (steering linkage)

Walaupun mobil bergerak naik-turun, gerakan roda kemudi harus dapat diteruskan ke roda·roda dengan sangat tepat (akurat) setiap saat, untuk ilu diperlukan sambungan-sambungan kemudi (steering linkage. Babarapa model sambungan·sambungan kemudi
suspensi rigid

suspensi independen




Power steering

Sistem power steering direncanakan untuk mengurangi tenaga pengemudian saat mobil bergerak pada putaran rendah dem menyesuainya pada tingkat tertentu bila kendaraan bererak mulai kecepatan
sedang sampai kecepatan tinggi.

Pada sistem power steering terdapat
bosster hidraulis yang ditempatkan di bagian tengah mekanisme kemudi.
Power steering model integral


memperlihatkan mekanisme power steering model
integral. Bagian utamanya terdiri atas tangki reservoir (berisi fluida),
vane pump yang membangkitkan tenaga hidraulis, gear box yang berisi control valve, power pinton, dan steerig gear (jenis recirculating balt).
pipa-pipa yang mcngalirkan fluida dan selang-selang fleksibel.
Power sfeering model rack dan pinion
Power steering model ini mekanismenya sama dengan model integral, tetapi control valvenya termasuk di dalam gear housing dan power pistonnya terpisah di dalam power cylinder.



Output terakhir dari tenaga putar mesin adalah pada roda. Sambil
memikul berat kendaraan roda juga berfungsi meredam kejutan
kejutan dan menambah kenyamanan pengendara. Roda dapat dibagii
menjadi dua bagian, yaitu pelek roda (disc wheel dan ban (tire).
Pelek roda



memperlihatkan
sebuah model velg roda yang banyak
digunakan pada mobil penumpang.

Velg roda dipasangkan pada poros
roda (axle shaft) dengan menggunakan
empat atau enam baut. Baut-baut

Ban adalah bagian mobil yang barsentuhan langsung dengan permukaan jalan. Selain berfungsi meredam kejutan, ban juga bertugas menjejak dengan gaya geseknya pada jalan selama kendaraan berjalan, membelok, dan saat pengereman.

Menurut konstruksinya ban dapat dibedakan menjadi ban bias
dan ban radial


Ban bias mengasilkan jalannya kendaraan lebih lembut, tetapi kemampuan membelok dan ketahanan ausnya kurang. Ban radial menghasilkan kemampuan membelok dan kemampuan kecepatan tinggi yang baik serta tahanan gelindingnya
rendah.

Daya tahan ausnya lebih tinggi dibanding ban biasa. Tetapi pada jalan yang tidak rata dengan kecepatan rendah, ban radial lembut
dirasakan pengendara.
Menurut penampungan isi udaranya, dapat dibedakan menjadi ban
biasa dan ban tubles

Pada ban biasa, udara ditampung
pada ban dalam. Katup atau pentilnya bersatu dengan ban dalam. Bila ban
biasa tertusuk benda tajam maka akan langsung kempes. Pada ban
tubles tidak terdapat ban dalam, tekanan udara hanya ditahan oleh lapisan ban dalam yang kedap udara. Katup atau pentilnya langsung
terpasang pada pelek. Bila ban tubles tertusuk benda tajam, tidak langsung menjadi kempes (tekanan udaranya tidak turun seketika) karena
lapisan dalamnya menghasilkan efek merapatkan sendiri.

2. C a s t e r
Caster adalah sudut antara king pin dengan garis vertikal yang dilihat dari samping kendaraan


Bila miringnya ke arah belakang disebut caster positif sebaliknya bila miringnya ke arah depan disebut caster negatif. Pada umumnya yang dipakai adalah caster positif karena dapat menghasilkan kestabilan kendaraan saat berjalan lurus dan daya balik kemudi setelah membelok lebih baik.

3. King pin inclination
Garis sumbu yang melalui ball joint atas dan ball joint bawah di-
sebut steering axis (sumbu kemudi). Sumbu ini dimiringkan ke arah da-
lam sekitar 5-7°. Kemiringan ini dinamakam king pin inclination. '
" Dengan adanya king pin inclination bersama-sama dengan camber, maka jarak  (offset) akan menjadi sangat kecil, sehingga kemudi akan lebih ringan dan kejutan akibat pengereman dan percepatan dapat berkurang. Di samping itu, dengan adanya king pin inclination dapat dihasilkan daya balik kemudi
dengan ,memanfaatkan berat kendaraan.



Toe-in
Bila dilihat dari atas, roda-roda depan terlihat menyudut ke arah
dalam di bagian depan

Yang dimaksud toe-in adalah selisih antara jarak A dan B (toe-in = B - A). Biasanya selisih ini diatur
2 - 6 mm. Bila jarak bagian depan (A) lebih besar daripada jarak bagian belakang (B) disebut toe-out

Bila roda-roda depan memiliki camber positif maka bagian atas roda
mlring mengarah ke luar, sehingga roda-roda berusaha menggelinding ke arah luar pada saat mobil berjalan lurus dan akan terjadi
side slip yang berakibat ban cepat aus. Untuk mencegah hal ini maka diatasi oleh adanya toe-in.



penyetelan toe-in, cember; dan caster
Pada model suspensi independen, besarnya toe-in distel oleh tie-rod kiri dan kanan, sedangkan besar sudut camber dan caster distel dengan menambah atau mengurangi shim yang disisipkan pada upper arm rangka. Pada model suspensi tetap (satu poros), toe-in distel dengan mengubah-ubah tie-rod yang panjang, sedangkan besar caster distel
dengan menyisipkan busi tirus (bentuk baji) antara pegas daun dan rumah pores.

Mekanisme Katup

Mekanisme katup adalah suatu mekanisme pengaturan proses pembukaan dan penutupan katup pada saluran masuk dan buang motor bakar. Mekanisme tersebut berfungsi untuk membuka dan menutup katup isap dan katup buang yang sesuai dengan firing order suatu silinder dan proses pengerjaannya, yang memasukkan campuran bahan bakar dan udara serta mengeluarkan gas buang sisa pembakaran.

Sebelum lebih jauh mendalami mekanisme pembukaan dan penutupan katup isap dan buang pada motor bakar, kita harus mengenal dahulu bagaimana kinerja katup isap dan katup buang dalam ruang pembakaran. Untuk itu kita harus mengenal kinerja motor bakar, yang pada tulisan ini saya wakili dengan motor bakar empat langkah. Saya tidak membedakan apakah motor bakar ini termasuk dalam SIE atau CIE.

Motor Bakar Empat Langkah

Untuk menghasilkan satu langkah kerja pada sebuah motor bakar empat langkah, membutuhkan siklus empat langkah gerakan piston atau dua langkah putaran crankshaft yang sempurna. Siklus empat langkah ini dikenal sebagai siklus otto, yang ditemukan oleh Nikolaus August Otto pada tahun 1867. Empat langkah tersebut terdiri dari :

1. Langkah Isap, adalah langkah piston dari TMA (Titik Mati Atas) dimana katup buang tertutup dan katup isap terbuka, dan piston begerak menuju TMB (Titik Mati Bawah) sehingga dapat menghisap campuran bahan bakar dan udara ke dalam ruang pembakaran melalui katup isap.
2. Langkah Kompresi, adalah langkah piston menekan campuran bahan bakar dan udara dengan bergerak dari TMB ke TMA, dimana katup isap dan katup buang sama – sama dalam posisi tertutup. Sehingga campuran bahan bakar dan udara tadi terkompresi. Kompresi tersebut membuat tekanan di dalam ruang pembakaran menjadi tinggi. Sesaat piston mendekati TMA, busi memancarkan percikan api untuk membakar campuran bahan bakar dan udara yang terkompresi tadi. Sehingga terjadilah ledakan di dalam ruang pembakaran.
3. Langkah Ekspansi, adalah langkah piston yang bergerak turun dari TMA ke TMB akibat terdorong oleh ledakan di dalam ruang pembakaran tersebut dan memaksa crankshaft berputar. Posisi katup isap dan buang masih sama – sama tertutup. Langkah inilah yang dapat menghasilkan tenaga dan mesin dapat bekerja.
4. Langkah Buang, adalah langkah dimana piston bergerak ke atas dari TMB ke TMA, dimana katup isap tertutup dan katup buang terbuka. Sehingga piston dapat membuang sisa pembakaran. Pada saat piston mencapai TMA maka katup buang tertutup dan katup isap terbuka sehingga siklus empat langkah dapat dimulai kembali.

 

Gambar 1 Siklus Empat Langkah

Kinerja Mekanisme Katup

            Sebenarnya bagaimana mekanisme yang dapat membuat katup isap dan katup buang dapat bergerak membuka dan menutup saluran masuk dan buang pada ruang pembakaran? Untuk menjawab pertanyaan tersebut dapat kita lihat ilustrasi dibawah ini.

Gambar 2 Mekanisme Kinerja Katup Isap dan Katup Buang

Katup isap dan katup buang dapat bergerak membuka dan menutup saluran masuk dan buang dikarenakan adanya dorongan nok dari mekanisme cam pada suatu camshaft. Gambar camshaft berikut dapat memperjelas maksud tulisan saya.

Gambar 3 Camshaft

Camshaft adalah sebuah poros yang memiliki beberapa nok yang menonjol tetapi dengan arah tonjolan nok yang berbeda – beda untuk katup isap dan katup buangnya. Adanya tonjolan nok itulah yang dapat menekan katup isap dan katup buang sehingga katup isap dan katup buang dapat membuka dan menutup saluran masuk dan buang pada ruang pembakaran.

Seiring dengan putaran camshaft dan arah tonjolan nok yang berbeda untuk tiap katup isap dan buang, maka dorongan dari nok pertama misalnya,  menekan katup isap sehingga dapat membuka saluran masuk pada ruang bakar. Demikian juga nok yang selanjutnya akan mendorong katup buang untuk membuka saluran buang pada ruang bakar.

Tentu saja hal ini seiring pula dengan gerakan naik dan turunnya piston dari TMA menuju TMB dan TMB menuju TMA sehingga langkah tersebut dapat membuat campuran bahan bakar dan udara terhisap masuk ke dalam ruang pembakaran dan membuang sisa pembakaran melalui saluran buang. Hal ini sesuai dengan siklus empat langkah seperti yang dijelaskan diatas. Karena arah tonjolan nok berbeda – beda untuk tiap katup isap dan buang maka putaran camshaft tersebut memberikan dorongan yang berbeda tergantung arah nok saat menekan katup yang mana sehingga siklus empat langkah diatas dapat berjalan seiring dengan putaran camshaft.

Lalu ada pertanyaan yang timbul berikutnya bagaimana camshaft dapat berputar? Untuk menjawab pertanyaan tersebut diatas maka ada beberapa hal lagi yang perlu kita ketahui juga. Mekanisme dari camshaft yang menekan katup isap dan buang serta hubungannya dengan putaran crankshaft biasanya disebut dengan valve train mechanism. Valve train mechanism adalah suatu mekanisme yang menghubungkan katup isap dan katup buang dengan gerakan piston, katup isap dan katup buang dengan camshaft, hubungan camshaft dengan crankshaft serta hubungan crankshaft dengan piston yang dihubungkan melalui connecting rod.

Untuk mengetahui secara detail valve train mechanism, ada baiknya jika kita dapat memotong sebagian mesin kita agar kita dapat melihat lebih jelas dan seksama bagaimana hubungan keseluruhan mekanisme katup tersebut. Namun melalui ilustrasi berikut ini mungkin dapat membantu kita lebih memahami bagaimana mekanisme-nya tanpa harus melakukan pemotongan terhadap mesin kita.

Gambar 4 Motor Bakar Empat Langkah

            Dari ilustrasi diatas dapat kita lihat bahwa camshaft dapat berputar akibat putaran dari crankshaft yang dihubungkan melalui suatu belt yang biasanya disebut timing belt. Namun bukan hanya belt saja yang menghubungkan antara crankshaft dengan camshaft. Jenis penghubung lainnya adalah rantai atau biasa disebut timing chain, dan juga roda gigi yang disebut timing gear.

            Untuk timing belt, belt tersebut tidak dapat langsung memutar camshaft maupun crankshaft. Belt tersebut memerlukan sprocket yang memiliki gerigi yang sesuai dengan jenis gerigi belt pada timing belt tersebut. Hal ini ditujukan untuk menghindari adanya backlash pada putaran camshaft. Karena jika terjadi hal tersebut maka waktu pembukaan katup isap dan penutupan katup buang menjadi terlambat yang dapat mengakibatkan waktu dengan peledakan busi menjadi tidak sesuai. Tentu hal ini dapat mengakibatkan pembakaran pada ruang bakar menjadi tidak sempurna.

Untuk mekanisme dengan menggunakan model timing belt dapat dilihat lebih sederhana dengan ilustrasi berikut ini.

Gambar 5 Mekanisme dengan Timing Belt

Pada ilustrasi diatas juga menjelaskan kepada kita bahwa putaran crankshaft tersebut juga menyebabkan gerakan piston naik dan turun. Antara piston dan crankshaft tersebut dihubungkan dengan adanya connecting rod. Sehingga gerakan naik turun piston tersebut akan sesuai dengan pembukaan dan penutupan katup isap dan katup buang pada ruang bakar. Kekurangan dari mekanisme katup model timing belt adalah belt dapat putus jika karetnya menjadi keras. Namun kelebihan dari timing belt lebih halus dan tidak memerlukan pelumasan.

 Selanjutnya dapat kita lihat model mekanisme yang lain, yaitu model Timing Gear melalui ilustrasi berikut.

Gambar 6 Mekanisme dengan Timing Gear

Sama dengan mekanisme dengan model timing belt, pada mekanisme dengan model timing gear ini juga menghubungkan putaran crankshaft dan camshaft. Namun melalui mekanisme roda gigi. Kekurangan dari model ini adalah model ini lebih berisik namun lebih kuat.

Berikutnya adalah ilustrasi sederhana mekanisme timing chain.

Gambar 7 Mekanisme dengan Timing Chain

Pada mekanisme dengan model timing chain, crankshaft dihubungkan dengan camshaft melalui sprocket dan rantai. Kelebihan dari mekanisme ini juga lebih kuat dari belt namun juga sedikit berisik walaupun tidak seberisik model timing gear. Tetap memerlukan pelumasan.

Untuk memulai gerakan crankshaft pada awalnya adalah dengan adanya starter motor yang memutar flywheel (starter motor hanyalah penggerak awal flywheel pada crankshaft). Flywheel tersebut berputar memutarkan crankshaft. Crankshaft berputar menggerakkan piston dari TMA ke TMB. Sementara itu crankshaft melalui timing belt juga memutar camshaft. Camshaft dengan tonjolan nok mendorong katup isap. Seiring dengan turunnya piston dan terbukanya katup isap maka akan menghisap campuran bahan bakar dan udara. Sesuai siklus empat langkah maka akan terjadi ledakan, yang membuat crankshaft terdorong berputar. Begitu selanjutnya sehingga motor bakar dapat menyala.