Analisa Pengujian Steering system pada kendaraan

Analisis Pengujian Steering System
 ( Menganalisa kerusakan pada sistem kemudi kendaraan, penyebab penyebab terjadinya kerusakan komponen dan  bagian sistem kemudi  )

Pada sistem kemudi banyak komponen yang harus diuji pada pengujian, karena setiap komponenya itu memiliki peran yang sangat penting dalam menunjangnya fungsi sitem kemudi

A. SISTEM KEMUDI (STEERING SYSTEM)

Sistem kemudi adalah sebuah sistem yang sangat penting dalam kendaraan bermotor, merupakan gabungan dari komponen-komponen yang fungsinya satu sama lain saling berhubungan dan menjadi satu kesatuan sistem yang berfungsi untuk membantu pengemudi dalam mengarahkan roda kendaraan, membelokkan roda kendaraan.
Karena peran sistem kemudi pada kendaraan sangat penting maka dari itu wajib dilakukannya pengujian pada sistem kemudi, supaya dapat memenuhi persyaratan teknis dan laik jalan yang di tentukan hukum, hal ini bertujuan mengurangi kecelakaan akibat kerusakan pada sistem kemudi yang dapat berakibat fatal bagi pengemudi dan pengguna jalan lain.
 
B. KOMPONEN SISTEM KEMUDI

 1. STEERING COLUMN

Steering column atau batang kemudi merupakan tempat daripada poros utama atau yang bisa juga disebut main shaft. Steering column terdiri dari main shaft yang mempunyai fungsi untuk meneruskan putaran dari steering wheel ke steering gear, dan column tube yang berfungsi untuk mengikat main shaft ke body. Ujung atas poros utama dibuat meruncing dan bergerigi, dan steering wheel diikatkan ditempat tersebut dengan sebuah mur. Steering column juga merupakan mekanisme penyerap energi yang menyerap gaya dorong dari pengemudi pada saat tabrakan. Ada dua tipe steering column yaitu :

a. Model Collapsible

Pada gambar diatas merupakan kondisi steering column ketika mendapatkan benturan kuat, ketika kendaraan bertabrakan. Ketika gearbox menerima benturan yang sangat kuat secara otomatis steering column akan runtuh maka roda kemudi akan menyusut secara cepat sehinga tidak berakibat fatal bagi pengemudi untuk menubruk roda kemudi.


Model ini mempunyai keuntungan : Apabila kendaraan berbenturan / bertabrakan dan steering gear box mendapat tekanan yang kuat, maka main shaft column atau bracket akan runtuh sehingga pengemudi terhindar dari bahaya.

Kerugiannya adalah :
a. Main shaft nya yang kurang kuat, sehingga hanya digunakan pada mobil penumpang atau mobil ukuran kecil. Konstruksinya lebih rumit
b. Konstruksinya yang rumit sehinggga membuat harganya lebih mahal
c. Apabila terjadi tumbukan yang membuat rusaknya mainshaft, maka mainshaft harus segera diganti dengan yang baru.

b. Model Non collapsible

Pada tipe seperti ini, mainshaft berhubungan langsung dengan gearbox. Sehingga jenis konstruksi ini sangatlah kuat dan sangat cocok untuk kendaraan niaga seperti Truck hingga Container. Tetapi dibalik kuatnya konstruksi ini sangatlah berbahaya karena apabila terjadi kecelakaan secara frontal maka mainshaft dapat langsung menghantam tubuh pengemudi. Untuk menghubungkan antara main shaft dengan gearbox ada beberapa cara, seperti :
a. One piece (sambungan langsung)
b. Universal joint dan spline
c. Universal joint
d. Flexible joint

Model ini mempunyai keuntungan : Main shaftnya lebih kuat sehingga banyak digunakan pada mobil-mobil besar atau mobil-mobil kecil, Konstruksinya sederhana.

Kerugiannya adalah :Apabila berbenturan dengan keras, kemudinya tidak dapat menyerap goncangan sehingga keselamatan pengemudi relatif kecil

Analisis hasil pengujian pada steering column

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : batang kemudi bengkok atau patah (pada tipe non collapsible)

Penyebab kerusakan : karena bentuk dari mainshaft semacam pipa memanjang, maka rentan terhadap bengkok/patah biasanya disebabkan oleh benturan kuat pada kendaraan atau disebut dengan kecelakaan.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Mur penyambung antara roda kemudi dengan steering column kendor.

Penyebab kerusakan : kemungkinan disebabkan karena aus nya mur pada sambungan, mur sendiri berbentuk ulir yang lama kelamaan karena dia bersifat logam maka akan terjadi keausan jika digunakan terus menerus. Analisis lain kemungkinan disebabkan oleh pemakaian yang tidak sesuai dengan prosedur (bisa jadi terlalu sering diputar-putar dengan tidak beraturan pada roda kemudi nya)

Analisa kerusakan : Sambungan-sambungan seperti breacket dll kendor (pada tipe collapsible)

Penyebab kerusakan : pemakaian yang tidak sesuai prosedur seperti pada jalan yang berlubang-lubang parah diterjang saja sehingga input yang diterima oleh ban diteruskan ke sistem kemudi sehingga bekerja extra atau disebabkan oleh mur mur penyambungnya sudah aus, ataupun kendor pada setiap sambungan komponen steering column.


2. STEERING GEAR

Steering Gear berfungsi untuk mengarahkan roda depan dan juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk meningkatkan momen agar pengemudian menjadi lebih ringan. Untuk itu diperlukan perbandingan reduksi yang disebut perbandingan Steering Gear, biasanya perbandingan steering gear adalah 18:1 atau 20:1. Perbandingan yang semakin besar akan menyebabkan kemudi menjadi semakin ringan, tetapi jumlah putarannya akan bertambah banyak, untuk sudut belok yang sama. Steering gear ada beberapa type dan yang paling banyak di gunakan adalah type recirculating ball (gambar kiri) dan rack and pinion (gambar kanan).

Gambar Steering Gear tipe Recirculating Ball dan Rack and Pinion

Analisis hasil pengujian pada steering gear secara umum :

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Kerusakan yang terjadi antara lain gerak bebas roda kemudi tetap besar meskipun sudah di stel

Penyebab kerusakan : ausnya sector gear, worm shaft, nut atau bisa juga adjusting bolt mengalami kerusakan.
Tipe yang pertama, digunakan pada mobil penumpang ukuran sedang sampai besar dan mobil komersial. Sedangkan tipe kedua, digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil sampai sedang. Ada beberapa tipe steering gear selain yang dua tadi, yaitu :

1. Model Worm Dan Sector

Pada model ini worm dan sector berkaitan langsung

Worm and Sector berhubungan langsung sehingga apabila Worm digerakan maka Sector langsung bergerak. Dalam kondisi ini memungkinkan kemudi akan berat untuk digerakan karena tidak ada alat pembantu untuk memperingan kemudi. Keadaan ini hanya mengandalkan kekuatan si pengemudi untuk menggerakan roda depan.Sebetulnya steering gear ini hampir sama dengan worm and sector roller perbedaana hanya di sector rollernya.Tipe gear ini memiliki komponen sebagai berikut :
1. Worm.
2. Sector.
3. Adjusting nut
4. Filler plug
5. Steering gear shaft
6. Tapered
7. Pitman arm shaft.
8. Steering shaft.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Kotak roda gigi retak atau pecah (Housing retak atau pecah).

Penyebab kerusakan :
a. Pemakaian yang tidak sesuai dengan semestinya (karena benturan/kendaraan mengalami tabrakan/saat pemasangan terkena palu dan terkena benda keras lainnya).
b. Pemasangan yang kurang hati – hati.
c. Worm and Sector tidak bekerja pada porosnya sehingga dapat menekan housing gear dan dapat memecahkan housing gear.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Roda gigi kemudi tidak terpasang pada posisinya atau alurnya (Gear dapat macet karena tidak terpasang pada alurnya dan dapat mengakibatkan tidak dapat membelok dengan maksimal bahkan tidak dapat membelok sama sekali).

Penyebab kerusakan :
a. Pemasangan yang kurang hati – hati sehingga tidak pas pada alurnya.
b. Pemakaian yang kurang baik.
c. Keausan pada alur gear sehingga tidak dapat memutar dengan gear yang lain.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Flens atau penutup kendor (Penutup steering gear membuka).

Penyebab kerusakan :
a. Pemasangan yang kurang kuat.
b. Perawatan yang kurang baik.
c. Pemakaian yang kurang terkendali.


2. Model Worm Dan Sector Roller

Worm gear berkaitan dengan sector roller di bagian tengahnya. Gesekannya dapat mengubah sentuhan antara gigi dengan gigi menjadi sentuhan menggelinding. Prinsip kerjanya hampir sama dengan worm and sector hanya pada worm and sector roller terdapat komponen roller yang fungsi nya memperingan (pada fungsi roller adalah memutar)

Tipe steering gear ini memiliki beberapa komponen yaitu :
1. Worm.
2. Roller.
3. Roller bearing.
4. Housing.
5. Cross shaft (bagian yang dihubungkan ke steering coloum).
6. Steering shaft (bagian yang dihubungkan ke pitman arm).


Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Kotak roda gigi retak (Housing retak atau pecah).

Penyebab kerusakan :
a. Pemakaian yang tidak sesuai prosedur (karena benturan/kendaraan mengalami tabrakan/saat pemasangan terkena palu dan terkena benda keras lainnya).
b. Worm and Sector tidak bekerja pada porosnya sehingga dapat menekan housing gear dan dapat memecahkan housing gear.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Roda gigi kemudi tidak terpasang baik dengan rangka. (Housing gear koclak)

Penyebab kerusakan :
a. Baut – baut pada dudukan housing gear yang dihubungkan ke rangka pemasangannya kurang kuat.
b. Pemasangan yang tidak sesuai pada baut sehingga mengakibatkan keausan pada alur sehingga tidak dapat kencang (dol).

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Roda gigi kemudi tidak terpasang pada alurnya (Gear dapat macet karena tidak terpasang pada alurnya).

Penyebab kerusakan :
a. Pemasangan yang kurang hati – hati sehingga tidak pas pada alurnya.
b. Keausan pada alur gear sehingga tidak dapat memutar dengan gear yang lain.

3. Model Screw Pin

Pada model ini pin yang berbentuk tirus bergerak sepanjang worm gear

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : terjadi keuasan pada worm dan Pin

Penyebab kerusakan : karena bersifat logam, dan prinsip kerja pin yang selalu bergerak seanjang gear pasti akan terjadi keausan pada komponen


Analisa kerusakan(alasan penolakan) : pin patah

Penyebab kerusakan : akibat terjadi benturan kuat pada gearbox

4. Model Screw Dan Nut

Model ini di bagian bawah main shaft terdapat ulir dan sebuah nut terpasang padanya. Pada nut terdapat bagian yang menonjol dan dipasang kan tuas yang terpasang pada rumahnya.
Analisa prinsip kerjanya menurut saya, ketika mainshaft meneruskan putaran dari roda kemudi, maka mainshaft juga ikut berputar. Nut bergerak naik turun sejauh ulir mainshaft. Lever berperan seperti Roll on, memutar dan membantu meringankan lever pada saat naik dan turun karena adanya minyak pelumas pada lever (licin).



Analisa kerusakan(alasan penolakan) : lever pada gearbox tidak mau memutar lagi (seret)

Penyebab kerusakan : oli/minyak pelumas habis (harus dilumasi lagi agar licin kembali dan nut pada gearbox berjalan dengan lancar)


Analisa kerusakan(alasan penolakan) : ulir pada mainshaft aus dan nut

Penyebab kerusakan : karena sering kali gearbox bekerja pada saat sistem kemudi digerakan, seperti analisa prinsip kerja diatas. Gerakan nut adalah naik turun sejauh ulir dari mainshaft jika difungsikan terus maka akan aus karena mainshaft dan nut sendiri bersifat logam sehingga bisa terjadi ke ausan pada keduanya


Analisa kerusakan(alasan penolakan) :  lengan pitman tidak erat pada sambungan gearbox nya

Penyebab kerusakan : keausan pada mur-mur pemnyambung antara pitman dengan gearbox, karena bersifat logam pasti akan terjadi korosi dan keausan






5. Model Recirculating Ball

Pada model ini, terdapat worm yang dikelilingi oleh bola-bola yang dapat bersirkulasi pada recirculation channel. Sehingga saat roda kemudi diputar, maka bola-bola akan bersirkulasi disekeliling worm and gear  dan apabila sector gear sudah mencapai gigi terakhir, itu menandakan putaran roda kemudi atau sudut arah roda susdah mencapai sudut maksimal peluru-peluru terdapat dalam lubang-lubang nut untuk membentuk hubungan yang menggelinding antara nut dan worm gear. Model ini paling banyak digunakan pada kendaraan niaga berat dan mobil-mobil yang diciptakan untuk melewati medan berat. Mempunyai sifat tahan aus dan tahan goncangan yang baik

Kelebihan :
a. Komponen roda gigi kemudi relative lebih besar, bisa digunakan pada mobil yang berukuran sedang, mobil penumpang besar, dan kendaraan komersial.
b. Rangkaian antara gigi menggunakan bantalan peluru yang bergulung, menyebabkan keausan relative kecil dan pemutaran roda relative ringan.

Kekurangan :
a. Hubungan antar gigi sector dan gigi pinion tidak langsung, melainkan dengan bantuan mur dan peluru, menyebabkan konstruksi menjadi rumit
b. Konstruksi yang rumit menyebabkan servis pada kemudi memerlukan perhatian khusus.
c. Biaya perbaikan mahal jika terjadi kerusakan

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : cacing-cacing ulir pada gear box aus

Penyebab kerusakan : disebabkan karena debu dan kotoran yang masuk pada gearbox melalui celah-celah/ komponen pada gearbox yang ada berlubang atau pecah

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : gesekan antara gigi-gigi pada gearbox seret (tidak licin)

Penyebab kerusakan : kekeringan atau kurang dilumasi minyak pelumas agar licin kembali, karena prinsip kerjanya adalah logam bergesekan dengan logam sehingga selalu dianjurkan rutin di beri minyak pelumas agar tidak cepat aus

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : terjadi kekocakan antara sambungan pada gearbox

Penyebab kerusakan : akibat keausan komponen penyambung (bisa juga karena korosi)


6. Model Rack And Pinion

Cara kerja : Jenis steering gear ini memiliki cara kerja pada waktu roda kemudi diputar, pinion pun ikut berputar. Gerakan ini akan menggerakkan rack dari samping ke samping dan dilanjutkan melalui tie rod ke lengan nakel pada roda-roda depan sehingga satu roda depan didorong, sedangkan satu roda tertarik, hal ini menyebabkan roda-roda berputar pada arah yang sama. Kemudi jenis rack and pinion jauh lebih efisien bagi pengemudi untuk mengendalikan roda-roda depan.Pinion yang dihubungkan dengan poros utama kemudi melalui poros intermediate, berkaitan denngan rack.Memiliki komponen sebagai beriukt :

1. Rack.
2. Pinion.
3. Pinion housing.

Gerakan putar pinion diubah langsung oleh rack menjadi gerakan mendatar. Model rack and pinion mempunyai konstruksi sederhana, sudut belok yang tajam dan ringan, tetapi goncangan yang diterima dari permukaan jalan mudah diteruskan ke roda depan.

Keuntungan :
a. Konstruksi kompak, sederhana, ringan, roda gigi relative kecil dan rak yang berfungsi sebagai lengan kemudi
b. Persinggungan antara gigi pinion dan rak terjadi secara langsung, sehingga respon pengemudian terjadi secara langsung pula (responsive)
c. Pemindahan momen relative lebih baik,sehingga kemudi menjadi sangat ringan

Kerugian :
a. Bentuk roda gigi relative kecil, sehingga kemudi jenis ini hanya dapat digunakan pada mobil penumpang kecil sampai sedang
b. Persinggungan antara gigi-gigi terjadi secara langsung sehingga keausan relative lebih cepat terjadi
c. Bentuk gigi rak adalah lurus (spur gear), sehingga dapat menyebabkan cepatnya keausan pada rak

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Roda gigi kemudi tidak terpasang dengan baik (Rack dengan Pinion tidak terpasang dengan baik sehingga tidak dapat membelok dengan maksimal).

Penyebab kerusakan :
a. Salah satu dari rack atau pinion ada yang haus.
b. Pemasangan yang tidak pas.
c. Perawatan yang kurang sehingga terjadi korosi.
d. Pelumas yang kurang dan mengakibatkan tidak dapat memutar.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : Speeling pada bantalan roda gigi (kekoclakan yang terjadi pada Rack atau Pinion).
Penyebab kerusakan :
a. Bantalan pada gear terlalu longgar karena terlalu aus.
b. Pemakaian yang terlalu lama dan tidak pernah dirawat.
c. Kurangnya pelumas sehingga pada diputar berat.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : sambungan antara mainshaft dengan gearbox kendor, sambungan antara rack and pinion kendor.

Penyebab kerusakan : mur-mur penyambung kendor, atau terjadi keausan












3. STEERING LINKAGE

Steering linkage terdiri dari rod dan arm yang meneruskan tenaga gerak dari steering gear ke roda depan. Walaupun mobil bergerak naik dan turun, gerakan roda kemudi harus diteruskan ke roda-roda depan dengan sangat tepat setiap saat. Ada beberapa tipe steering linkage dan konstruksi joint yang dirancang untuk tujuan tersebut. Bentuk yang tepat sangat mempengaruhi kestabilan pengendaraan.


1. Steering linkage untuk suspensi rigid

Gambar Steering linkage suspensi rigid

2. Steering linkage untuk suspensi independent

Gambar Steering Lingkage Tipe Rack And Pinion

Gambar Steering Lingkage Tipe Recirculating Ball

Analisa hasil pengujian pada steering lingkage :

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : sambungan penarik (draglink) atau idler arm bengkok
Penyebab kerusakan : bekas bentuaran atau kecelakaan kendaraan

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : mur mur penyambung kendor atau unsur-unsur pengunci dan pengikat tidak ada

Penyebab kerusakan : pengikat hilang. Mur-mur kendor/ aus

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : flens idler arm kendor

Penyebab kerusakan : karena pemakaian yang lama jadi terkadang kendor harus dikencangkan

Adapun komponen-komponen tambahan yang terdapat pada sistem kemudi :

1. Steering wheel.

Ada beberapa macam roda kemudi ditinjau dari konstruksinya yaitu :

a. Steering Wheel Besar

bentuk ini mempunyai keuntungan, yaitu mendapatkan momen yang besar sehingga pada
waktu membelokkan kendaraan , akan terasa ringan dan lebih stabil









b. Steering wheel kecil

Mempunyai keuntungan tidak memakan tempat dan peka terhadap setiap gerakan yang
diberikan pada saat jalan lurus, akan tetapi dibutuhkan tenaga besar untuk membelokkan kendaraan karena mempunyai momen kecil

c. Steering wheel ellips

model ini dapat mengatasi kedua-duanya karena merupakan gabungan roda kemudi besar dan kecil

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : bagian2 struktural roda kemudi patah, retak
Penyebab kerusakan : pemakaian yang tidak sesuai prosedur

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : gerakan diantara poros kemudi dan roda kemudi kocak

Penyebab kerusakan : adanya kekocakan terjadi karena sambungan-sambungan kendor, dan bisa juga karena pemakaian yang tidak sesuai prosedur

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : pinggir bergerigi dapat melukai tangan pengemudi, sisi dari roda kemudi licin, permukaan roda kemudi berlubang-lubang membuat tidak nyaman.

Penyebab kerusakan : biasanya karena modifikasi yang aneh-aneh oleh pemilik kendaraan.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : spelling roda kemudi melebihi 1/5 dari diameter roda kemudi

Penyebab kerusakan : penggunaan tidak sesuai prosedur

Batas spelling pada roda kemudi

Diameter Batas
(mm) (mm)
300 60
350 70
400 80
450 90
500 100
550 110
600 120


2. Steering Main Shaft

Steering main shaft atau Poros Utama Kemudi berfungsi untuk menghubungkan atau sebagai tempat roda kemudi dengan steering gear.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : steering mainshaft bengkok atau patah

Penyebab kerusakan : akibat benturan atau kecelakaan (pemakaian tidak sesuai prosedur)

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : sambungan-sambungan kendor antara mainshaft dengan roda kemudi dan antara mainshaft dengan gearbox

Penyebab kerusakan : ausnya komponen-komponen penyambung (mur) atau terjadi korosi pada mur

3. Pitman Arm

Pitman arm meneruskan gerakan gigi kemudi ke relay rod atau drag link. Berfungsi untuk
merubah gerakan putar steering column menjadi gerakan maju mundur.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : pitman arm bengkok atau patah

Penyebab kerusakan : akibat benturan keras pada kendaraan


Analisa kerusakan(alasan penolakan) : terjadi kekocakan antara sambungan pitman dengan gear box

Penyebab kerusakan : komponen-komponen penyambungnya kendor

4. Relay Rod

Relay rod dihubungkan dengan pitman arm dan tie rod end kiri serta kanan. Relay rod ini berfungsi untuk meneruskan gerakan pitman arm ke tie rod

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : kondisi relayrod patah, bengkok atau terdapat bekas las(sambungan akibat patah)

Penyebab kerusakan : pemakaian tidak sesuai prosedur

5. Tie Rod

Ujung tie rod yang berulir dipasang pada ujung rack pada kemudi rack end pinion, atau ke dalam pipa penyetelan pada recirculating ball, dengan demikian jarak antara joint- joint dapat disetel.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : sambungan kocak/ kendor

Penyebab kerusakan : karena komponen penyambung sudah aus atau terjadi korosi


7. Tie Rod End ( Ball Joint )

Tie rod end dipasanglkan pada tie rod untuk menghubungkan tie rod dengan knuckle arm, relay roda dan lain-lain.

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : terjadi kekocakan pada tierod end

Penyebab kerusakan : secara alamiah, karena karet tie rod end pecah/ rusak

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : tie rod end tidak berfungsi (sebagai sendi peluru)

Penyebab kerusakan : kerusakan terjadi akibat kondisi tierod end yang sudak rusak (karet tierod end tidak lagi berfungsi)

8. Knuckle arm

Knuckle arm berfungsi meneruskan gerakan tie rod atau drag link ke roda depan melalui steering
knuckle.

9. Steering knuckle

Steering knuckle untuk menahan beban yang diberikan pada roda-roda depan dan berfungsi sebagai poros putaran roda. Berputar dengan tumpuan ball joint atau king pin dari suspension arm

 
10. Idler arm

Pivot dari idler arm dipasang pada body dan ujung lainnya dihubungkan dengan relay rod dengan swivel joint. Arm ini memegang salah satu ujung relay rod dan membatasi gerakan relay rod pada tingkat tertentu

Analisa kerusakan(alasan penolakan) : idler arm tidak menyatu dengan kuat padarangka

Penyebab kerusakan : sambungan antara idler arm dengan rangka kendor/kocak


Analisa kerusakan(alasan penolakan) :  idler arm sudah tidak layak kondisinya/ pecah dan patah (bengkok)

Penyebab kerusakan : karena benturan yang terjadi

posted by. Fajar Ayu Nurillah