25

BAB III METODOLOGI Pada laporan Praktek Industri ini, penulis mengangkat judul Indikasi Kerusakan dan Perawatan Power Steering Tipe Rack and Pinion Pada Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT. Adapun penjelasan tentang Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT, yaitu: 3.1 Daihatsu Sirion Daihatsu Sirion merupakan mobil produksi PT. Astra Daihatsu Motor yang resmi diluncurkan pada ajang Indonesian International Motor Show (IIMS). Daihatsu Sirion pertama kali diluncurkan pada tahun 2007. Pada tahun 2008, Daihatsu Sirion mengalami minor change. Pada tahun 2010, PT. Astra Daihatsu Motor meluncurkan Daihatsu Sirion special edition dan pada tahun 2011 PT. Astra Daihatsu Motor melakukan full model change dengan perubahan design eksterior maupun interior yang membuat all new Sirion tampil lebih stylish, sporty dan modern.

Salah satu tipe Daihatsu Sirion adalah Daihatsu Sirion Drift 1,3 MT. Adapun spesifikasi dari Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT, antara lain:

3.1.1 Dimensi kendaraan Adapun dimensi dari Daihatsu Sirion dapat dilihat pada Tabel 3.1 Tabel 3.1 Dimensi Daihatsu SirionDimensi Panjang Keseluruhan Lebar Keseluruhan Tinggi Keseluruhan Satuan Daihatsu Sirion Draft 1.3 MT mm mm mm 3720 1665 1585

26

Jarak sumbu roda Jarak pijak roda depan Jarak pijak roda belakang Tinggi dari tanah Radius putar minimum Berat kosong kendaraan Berat total kendaraan

mm mm mm mm mm kg kg

2440 1455 1465 195 47 950 1340

3.1.2 Mesin Penggunaan mesin pada Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT menggunakan spesifikasi yang sama. Adapun spesifikasi untuk mesin pada Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT, yaitu:

-

Tipe Kapasitas silinder`` Jumlah silinder Jumlah katup Diameter x Langkah (mm) Tenaga maksimum (PS/rpm) Torsi maksimum Sistem bahan bakar (kg.m/rpm) Bahan bakar Kapasitas tangki bahan bakar

: K3-VE, DOHC WT-i : 1298 cc : 4 silinder segaris : 16 : 72.0 x 79.7 : 92/6000 : 12.2/4400 : EFI (Electronic Fuel Injection) : Bensin tanpa timbal : 40

27

3.1.3 Transmisi Adapun transmisi pada Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT, yaitu manual 5 kecepatan maju dengan rasio gigi akhir yaitu 4,267 dan perbandingan gigi dapat di lihat pada Tabel 3.2 Tabel 3.2 Perbandingan rasio gigiNo Tipe 1 1 Daihatsu Sirion drift 1.3 MT 3,182 2 1,842 rasio gigi 3 4 5 R

1,250 0,865

0,750 3,143

3.1.4 Pengereman Pada Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT, rem terbagi menjadi tiga bagian, antara lain sebagai berikut:

a. Rem depan. b. Rem belakang. c. Rem parkir.

3.1.5 Suspensi Pada Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT, suspensi terbagi menjadi dua bagian, antara lain sebagai berikut:

a. Suspensi depan. b. Suspensi belakang.

28

3.1.6 Ban Adapun ukuran ban pada Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT, yaitu 195/65 R16 (Alumunium) yang berarti lebar telapak ban 195 mm, aspek rasio untuk ketebalan ban 65% dari telapak ban dan diameter velg 16 inchi dangan bahan velg alumunium. 3.1.7 Kemudi Daihatsu Sirion Drift 1.3 MT menggunakan sistem kemudi berupa power steering tipe rack and pinion. 3.2 Sistem Power Steering Tipe Rack and Pinion Sistem kemudi mempunyai fungsi untuk mengatur arah kendaraan dengan cara membelokkan roda depan, apabila roda kemudi diputar maka steering column akan meneruskan tenaga putarannya ke steering gear. Dengan diperbesarnya tenaga putar steering gear sehingga dihasilkan momen yang lebih besar untuk menggerakkan roda depan dengan steering linkage, seperti terlihat pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Rack dan Pinion dengan Power Steering 3.2.1 Konstruksi Sistem Power Steering Rack and Pinion Sistem power steering memiliki konstruksi yang tidak jauh beda dengan sistem kemudi manual. Dengan komponen steering wheel (roda kemudi), steering

29

column (batang kemudi) dan steering linkage. Hanya saja pada sistem power steering ditambah mekanisme hidrolis yang bertujuan membantu mendorong piston ke power silinder. Adapun bentuk dari sistem kemudi manual dapat dilihat pada Gambar 3.2

Gambar 3.2 Sistem Kemudi Manual Pada Daihatsu Sirion menggunakan power steering tipe rack and pinion, dimana terdapat komponen-komponen penting dengan fungsi tertentu. Adapun bentuk dari power steering tipe rack and pinion dapat dilihat pada Gambar 3.3

Gambar 3.3 Power Steering Tipe Rack and Pinion 3.2.2 Komponen-komponen pada power steering rack and pinion Adapun komponen-komponen yang terdapat pada power steering rack and pinion antara lain:

30

1.

Gear housing

Gambar 3.4 Gear Housing

Gear housing pada power steering menggunakan roda gigi tipe rack and pinion. Dimana steering pinion bagian ujung pada poros utama kemudi bersinggungan dengan steering rack, sehinga pada saat steering wheel diputar dan diikuti shaft pinion akan menggerakkan steering rack kekiri dan kekanan. Gerakan steering rack diteruskan rack end dan tie rod end ke roda depan kiri dan kanan. Roda gigi rack dan pinion memiliki keuntungan sebagai berikut: a. Konstruksi yang sederhana, ringan karena gear kecil dan rack end sebagai steering linkage. b. Gigi reduksinya lebih besar, maka momen untuk menggerakkan roda lebih ringan. c. Persinggungan giginya langsung, sehingga respon pengemudi meningkat. d. Rakitan steering tertutup sehingga tidak memerlukan perawatan.

31

2. Power silinder

Gambar 3.5 Power Silinder Power silinder adalah tempat piston bekerja dan ditempatkan pada rack, rack bergerak karena tekanan minyak yang dihasilkan oleh tekanan vane pump yang bekerja pada power piston. Kebocoran minyak dicegah oil seal pada kedua ruangan silinder dan bagian ujung power cylinder juga dicegah oil seal untuk mencegah kebocoran fluida.

Pada saat steering wheel dalam posisi lurus, control valve pada posisi netral sehingga minyak dari vane pump tidak bekerja di kedua ruangan tetapi dialirkan ke reservoir tank. Jika steering wheel di putar kesalah satu arah, maka control valve merubah saluran fluida sehingga vane pump bekerja ke salah satu ruangan dan minyak pada salah satu ruangan akan kembali ke reservoir tank. Tipe rack dan pinion yang mengatur perubahan saluran ada dua macam alat, yaitu spool valve dan rotary valve. Pada masing-masing jenis terdapat torsion bar yang terletak diantara control valve dan pinion.

32

Bekerjanya control valve tergantung besarnya puntiran yang diterima torsion bar. Pada saat tidak ada tekanan minyak, torsion bar berputar sampai titik tertentu, sehingga control shaft stopper langsung memutar pinion dan menggerakkan rack, prinsip kerja seperti ini sama halnya seperti pada sistem kemudi manual. 3. Katup rotari

Gambar 3.6 Katup Rotari Arah aliran minyak dari pompa ditentukan oleh contro valve (rotari valve) yang terdapat pada gear housing. Control valve shaft yang menerima momen dari steering wheel dengan pinion gear dihubungkan oleh pasak yang berputar bersama. Bila tidak ada tekanan minyak dari vane pump, torsion bar akan berpuntir sepenuhnya. Control valve shaft dengan pinion gear terhubung oleh stopper, sehingga momen dari control valve diteruskan langsung ke pinion gear.

33

4. Vane Pump

Gambar 3.7 Vane Pump Vane pump adalah bagian utama dari sistem power steering berfungsi menghasilkan tekanan tinggi dan debit yang besar. Vane pump juga berfungsi untuk mengatur jumlah aliran fluida yang diperlukan sesuai dengan putaran mesin, dilengkapi dengan idle up untuk mencegah kondisi mesin tidak mati pada saat steering wheel diputaran maksimal. Vane pump termasuk jenis pompa rotari. Pompa rotari yang digunakan pada vane yang berbentuk sliding blide, karena di dalam rotornya berbentuk blide yang bekerja karena gaya sentrifugal dan tipe ini banyak digunakan pada power steering.

34

3.2.3 Prinsip kerja power steering Prinsip kerja power steering dari sistem kemudi yang menggunakan peralatan hidrolis adalah beroperasi untuk meringankan pengemudian, adapun sumber tenaganya dari pompa yang menggunakan putaran mesin. Pompa pada power steering yang digerakkan mesin bertujuan untuk membangkitkan tekanan fluida. Fluida yang bertekanan, menekan piston dalam power silinder yang membantu tenaga gerak pada pinion dan batang rack. Besarnya tenaga bantu yang dihasilkan, tergantung pada tekanan hidrolis yang bekerja pada torak. Oleh karna itu, diperlukan tenaga pengemudian yang besar, maka tekanan harus ditingkatkan. Tekanan fluida ini diatur oleh katup pengontrol (control valve) yang dihubungkan dengan steering main shaft. Control valve menurut cara kerjanya terbagi menjadi dua, yaitu:

1.

Posisi Netral (Lurus)

Gambar 3.8 Posisi Netral Minyak dari pompa dialirkan ke katup pengontrol (control valve) bila katup pengontrol berada pada posisi netral, semua minyak akan mengalir melalui katup pengontrol keseluruh relief port dan kembali ke pompa. Pada saat ini tidak terbentuk

35

tekanan dan tekanan pada kedua sisi piston sama, piston tidak akan bergerak kemanapun. 2. Pada Saat Membelok

Gambar 3.9 Posisi Belok Pada saat poros utama kemudi (steering main shaft) siputar kesalah satu arah, maka katup pengontrol juga akan bergerak kesalah satu saluran minyak. Saluran yang lain akan terbuka dan menjadi perubahan volume aliran minyak dan akhirnya terbentuk tekanan. Pada kedua sisi torak akan bergerak kesisi yang bertekanan lebih rendah sehingga minyak yang berada dalam ruangan tersebut dialirkan kepompa melalui katup pengontrol.

3.8.4 Cara Kerja Pengaturan Minyak

Gambar 3.10 Pengaturan Sirkuit Minyak

36

Pembatasan pada sirkuit hidrolis dilakukan oleh gerakan putar dari control valve shaft dalam kaitannya dengan rotari valve. Pada saat berbelok ke kanan, tekanan di tutup orifice X dan orifice Y namun pada saat berbelok ke kiri maka pembatasan dilakukan oleh orifice X dan orifice orifice Y. Pada saat steering wheel diputar, maka control shaft valve berputar memutaran pinion gear melalui torsion bar. Pada saat ini control valve terpuntir berlawanan dengan pinion gear sesuai dengan gaya permukaan jalan, control valve shaft berputar hanya sebatas puntiran dan bergerak ke kiri dan ke kanan mengikuti rotari valve. Akibatnya, orifice X dan orifice Y maupun orifice X dan orifice Y terbentuk dari tekanan hidrolis pada ruang silinder kiri atau kanan. Dengan cara ini, putaran control valve melakukan perubahan saluran untuk merubah pengaturan tekanan minyak. Minyak dalam vane pump dari lingkaran luar rotari valve akan kembali ke tangki reservoir melalui celah antara torsion bar dan control valve shaft. Pengaturan minyak terdiri dari beberapa posisi, antara lain: 1. Posisi netral

Gambar 3.11 Rotari Valve Posisi Belok Netral

37

Selama control valve shaft dan rotari valve tidak berputar, maka posisi ini disebut posisi netral. Posisi ini terjadi saat mobil berjalan lurus tanpa memutar roda kemudi. Minyak yang dialirkan dari pompa kembali ke tangki reservoir melalui lubang D pada ruang D. Ruangan sebelah kiri dan kanan dalam silinder mulai bertekanan, tetapi keduanya tidak memiliki perbedaan, maka tidak terjadi bantuan dari power steering. 2. Posisi belok kanan

Gambar 3.12 Rotari Valve Posisi Belok Kanan Pada saat berbelok ke kanan, torsion bar terpuntir dan control valve berputar ke kanan. Minyak dari pompa di tahan oleh orifice X dan orifice Y dari edge untuk menghentikan aliran ke lubang C dan D. akibatnya minyak mengalir dari lubang B ke sleeve B dan kemudian ke silinder kanan, menyebabkan rack pinion bergerak ke kiri dengan bantuan power steering. Pada saat bersamaan, minyak dari ruang silinder kiri kembali ke reservoir tank melalui sleeve C - lubang C - lubang D dan ruang D.

38

3.

Posisi belok kiri

Gambar 3.13 Rotari Valve Posisi Belok Kiri Sama halnya dengan berbelok ke kanan, pada saat berbelok ke kiri torsion bar terpuntir dan control shaft berputar ke kiri. Minyak yang dialirkan dari pompa ditahan oleh orifice X dan orifice Y dan menutup aliran ke lubang B dan D. akibatnya minyak mengalir dari lubang C ke sleeve C dan kemudian ke ruang silinder kiri memberikan bantuan power steering pada waktu yang sama. Minyak pada silinder kanan mengalir kembali ke reservoir tank melalui sleeve C - lubang B lubang D ruang D. 3.8.5 Cara kerja komponen bagian dalam sistem kemudi tipe rack dan pinion Adapun cara kerja komponen bagian dalam pada sistem kemudi tipe rack dan pinion antara lain:

39

1.

Vane Pump

Gambar 3.14 Mekanisme Kerja Vane Pump Rotor berputar dalam cam ring yang diikatkan pada rumah roda gigi pompa (pump housing). Pada rotor terdapat alur dimana pada alr tersebut di pasang vane plate. Keliling bagian luar rotor terbentuk lingkaran tetapi permukaan bagian dalam cam ring terbentuk oval dan membentuk celah antara rotor dan cam ring. Vane plate menyekat celah tersebut dan membentuk ruangan minyak. Vane plate terdorong merapat kepermukaan bagian dalam cam ring karena gaya sentrifugal dan tekanan fluida pada bagian belakang vane plate akan membentuk seal sehingga terjadi tekanan minyak. Pada saat rotor berputar, kapasitas minyak akan membesar dan mengecil untuk melakukan pemompaan. Saat hisap, ruangan fluida akan membesar sehingga fluida dari reservoir akan tertekan ke ruangan fluida melalui saluran hisap. Pada saat ruangan fluida menyempit pada sisi luar, apabila mencapai titik nol maka fluida terhisap ke ruangan melalui ruangan ke luar melewati saluran luar. Untuk satu kali putaran terjadi dua kali penghisapan dan pengeluaran fluida.

40

2.

Flow control valve dan control spool Volume pengeluaran minyak dari vane pump akan bertambah sebanding

dengan kenaikan putaran mesin. Besarnya steering assist yang diberikan power piston ke gear housing ditentukan oleh volume minyak dari pompa. Apabila rpm naik, maka volume alirannya semakin besar dan akibatnya diperlukan usaha kemudi yang lebih kecil. Oleh karena itu, fungsi dari flow control valve adalah untuk mempertahankan aliran minyak dari pompa agar tetap konstan meskipun rpm mesin berubah-ubah, saat kendaraan berjalan dengan kecepatan tinggi dan tekanan ban berkurang sehingga dibutuhkan usaha pengemudian yang lebih kecil, singkatnya, volume aliran minyak dari pompa ke gear housing dikurangi selama pengendaraan pada kecepatan tinggi dan tidak adanya bantuan dari power steering. Volume pengeluaran dari pompa akan bertambah apabila kecepatan pada pompa juga bertambah tetapi aliran minyak pada gear housing dikurangi. Ini berlaku pada rpm tinggi pada power steering yang mempunyai flow control valve dengan control spool.

Cara kerja dari flow control valve itu sendiri terbagi menjadi 3, yaitu: a. Selama kecepatan rendah Tekanan pompa P1 dialirkan sebelah kanan flow control valve dan tekanan P2 dialirkan ke sebelah kiri melewati orifice 1 dan 2, perbedaan tekanan antara P1 dan P2 akan semakin besar bila kecepatan rpm mesin bertambah. Bila perbedaan tekanan P1 dan P2 mampu mengalahkan pegas A pada flow control valve maka flow control valve akan bergerak ke kiri. Hal ini akan

41

menyebabkan saluran pada sisi hisap pompa (pump section side) terbuka, sehingga minyak akan kembali ke sisi hisap pompa, seperti terlihat pada Gambar 3.16

Gambar 3.16 Cara Kerja Flow Control Valve Saat Kecepatan Rendah b. Selama kecepatan sedang Tekanan pengeluaran P1 dialirkan ke sebelah control spool. Apabila pompa berputar lebih dari 1250 rpm, maka tekanan P1 mengalahkan tegangan pegas B dan mendorong control spool ke kanan sehingga volume minyak yang melalui orifice 2 akan berkurang dan menyebabkan turunan pada tekanan P2. Sehingga, perbedaan tekanan antara P1 dan P2 bertambah. Akibatnya, flow control valve bergerak sendiri sehingga minyak kembali ke sisi hisap pompa (pump suction side) dan menurunkan tekanan volume aliran minyak ke gear housing. Dengan kata lain, apabila control spool bergerak ke kanan, ujung spool bergerak kearah orifice 2 menurunkan volume minyak yang mengalir ke lubang. Seperti terlihat pada Gambar 3.17

42

Gambar 3.17 Cara Kerja Flow Control Valve Saat Kecepatan Sedang

c. Selama kecepatan tinggi

Gambar 3.18 Cara Kerja Flow Control Valve Saat Kecepatan Tinggi Pada saat kecepatan melebihi 2500 rpm, maka control spool terdorong sepenuhnya ke kanan, menutup rapat lubang orifice 2. Pada kondisi ini, tekanan P2 ditentukan oleh banyaknya minyak yang mengalir melalui orifice1. 3. Relief valve Relief valve adalah katup pembebas yang ditempatkan pada flow control valve, yaitu apabila tekanan P2 melebihi 80 km/cm2 (roda diputar sepenuhnya), maka relief valve akan terbuka dan menurunkan tekanan. Pada saat P2 turun, control valve

43

terdorong ke kiri dan mengatur tekanan maksimum. Seperti terlihat pada Gambar 3.19

Gambar 3.19 Relief Valve