Tips : mengenal teknologi Power Steering (1 dari 4)

Sahabatku , mobil keluaran baru umumnya dilengkapi peranti power steering elektrik. Selain menjadikan tingkat pengendalian (handling)  lebih ringan dan stabil. Perangkat ini  diklaim mampu menghemat konsumsi BBM 3-5 persen , dibanding dgn teknologi power steering konvensional (hidrolis). Ukuran peranti ini lebih ringkas dan bobot lebih ringan, shg pengendalian mobil lebih mudah, stabil, dan semakin nyaman.  Sistem kemudi kendaraan makin nyaman dikendalikan bantuan mesin hidrolis ataupun menggunakan motor elektrik dgn sumber daya dari aki yg  memperingan kinerja sistem kemudi dan memudahkan  proses membelokkan kemudi terutama pada saat kendaraan parkir ( berhenti).

Sebelum masuk ke materi power steering. Kita perlu tahu dulu tentang sistem kemudi. Sistem kemudi merupakan suatu mekanisme pada kendaraan yang berfungsi untuk mengatur arah kendaraan dengan cara membelokkan roda depan.

Sistem kemudi terdiri dari 3 (tiga) bagian utama, yaitu steering column, steering gear dan steering linkage. Steering column terdiri dari steering main shaft dan column tube. Steering column terpasang pada body melalui brakeaway bracket, sehingga saat terjadi benturan steering column dapat terlepas dengan mudah. Untuk mengurangi pemindahan kejutan jalan, pada steering main shaft dipasangkan universal joint.

Mekanisme-mekanisme yang terdapat pada steering column adalah peredam benturan, tilt steering, steering lock, telescophic steering.

Steering gear berfungsi untuk mengarahkan roda depan dan meningkatkan momen dengan reduksi giginya sehingga kemudi menjadi lebih ringan. Tipe steering gear yang banyak dipakai sekarang adalah tipe rack & pinion dan recirculating ball. Pemakaian tipe rack & pinion dikarenakan konstruksinya yang sedarhana dan ringan serta memungkinkan untuk konstruksi kendaraan yang rendah. Sedangkan pemakaian recirculating ball dikarenakan menginginkan keuntungan momen yang besar sehingga pengemudian relatif lebih ringan. Selain itu penggunaan recirculating ball juga karena lebih tahan beban yang berat dan lebih tahan keausan serta sifat peredaman getarannya lebih baik.

Steering linkage berfungsi meneruskan tenaga gerak dari steering gear ke roda depan dengan tepat/ akurat. Pada steering lingkage dilengkapi engsel yang biasa disebut ball joint, sehingga walaupun ada banyak variasi gerakan dari kendaraan, pemindahan tenaga gerak tetap akurat. Tipe steering linkage tergantung dari jenis steering gear dan sistem suspensi yang digunakan, yaitu steering linkage untuk suspensi rigid ( gb. 5) maupun steering linkage untuk suspensi independent

Power steering merupakan   sistem yang kemudi berfungsi  membantu memutar sistem kemudi kendaraan sehingga menghasilkan putaran kemudi yanglebih  ringan untuk handling kemudi.  .

Secara garis besar ada 2 teknologi dasar Sistem Power steering ;:

1.    Power Steering Hidrolik. Power Steering hidrolik merupakan sistem power kemudi yang memanfaatkan media zat cair (oli) di dalam berkerja. yakni oli yang di pompa untuk membantu meringankan sistem kemudi. Perangkat utama system ini adalah  sebuah sistem hidrolik (servo hidrolik) yang berfungsi untuk memperingan tenaga yang dibutuhkan untuk memutarkan kemudi terutama pada kecepatan rendah dan menyesuaikannya pada kecepatan menengah serta tinggi. Pada kecepatan rendah gaya gesek ban dengan jalan cukup tinggi, apalagi untuk tipe ban tekanan rendah dengan telapak ban yang lebar.

2.    Power steering Elektrik. Power Steering elektrik merupakan sistem power kemudi yang memanfaatkan aliran listrik(motor listrik) di dalam berkerja. yakni motor listrik yang digunakan untuk membantu meringankan sistem kemudi. electronic power steering (EPS) atau controled by wire,  adalah power steering yang kerjanya dibantu atau bahkan diambil alih oleh suatu unit elektronik/ komputer yang biasanya disebut ECU.

Era 1970-an
Pada era ini, sistem kemudi masih terbagi menjadi dua sistem:

·         menggunakan kotak gigi kemudi (gearbox) , atau Integral power steering gear untuk kendaraan berpenggerak roda belakang digunakan dan

·     power rack-and-pinion system atau integral power steering gear assembly (untuk kendaraaan penggerak roda depan), atau konstruksi rack and pinion. 

Model kotak gigi lebih diminati lantaran pada era tersebut, mayoritas mobil masih menerapkan penggerak belakang. Sehingga ruang mesin pun masih tersedia lapang untuk mengakomodasi as kemudi.

Sedangkan kendaraan berpenggerak depan yang memiliki ruang mesin terbatas tentu memerlukan sistem kemudi yang lebih kompak. Pilihan rack and pinion  kemudian mulai digemari karena desainnya yang kompak. As kemudi pun mulai dibuat terpotong dan dihubungkan oleh joint kopel.

Seluruh sistem menggunakan satu power steering pump yang dipasang pada engine dan driven menggunakan satu belt, pressure hose assembly, dan return line. Juga menggunakan satu control valve yang dipasang di dalam hydraulic circuit.
Automobile power steering sebenarnya adalah power-assisted steering. Seluruh sistem dibuat sedemikian rupa sehingga mobil bisa dikemudikan secara manual pada saat mesin mati atau jika terjadi kesalahan pada sumber power.

Ketika steering wheel diputar, tahanan yang terbentuk oleh berat kendaraan dan mobil gesekan antara ban dan permukaan jalan menyebabkan torsion bar di dalam rotary valve menjadi membelok. Hal ini merubah posisi valve spool dan sleeve, kemudian mengarahkan minyak power steering dibawah tekanan ke power cylinder.
Perbedaan tekanan pada satu sisi piston (yang dipasang pada rack) membantu menggerakkan rack untuk mengurangi usaha putar. Minyal pelumas yang ada di dalam sisi power cylinder lainnya dipaksa ke control valve dan kembali ke pump reservoir. Pada saat steering efforts berhenti, maka control valve diketengahkan oleh gaya puntir dari torsion bar, tekanan diseimbangkan pada kedua sisi piston, dan roda depan kembali lurus ke posisi depan.

Kendala dari kedua model ini terletak pada beratnya  putaran kemudi ketika mobil dalam kondisi diam atau bergerak perlahan. Apalagi bagi kendaraan yang telah diganti ukuran ban yang lebih besar atau tekanan ban yang sedikit kempis.

Power Steering System (Integral power steering gear)
Integral power steering gear menggunakan sistem re-circulating ball dimana steel balls bekerja sebagai rolling antara steering main (worm) shaft dan rack piston.

Prinsip  kerja  integral power steering gear adalah rotary valve yang mengarahkan minyak power steering dibawah tekanan ke sisi rack piston lainnya. Rack piston kemudian merubah tekanan hydraulic menjadi tenaga putar. Rack piston di dalam gear bergerak ke atas ketika main (worm) shaft berputar ke kanan. Dan akan turun ke bawah begitu worm shaft berputar ke kiri. selama proses kerja ini, steel balls berputar kembali dengan rack piston, yang tenaga gerakannya dibantu oleh tekanan hydraulic.
Gaya yang dihasilkan oleh pergerakan rack piston kemudian disalurkan dari gigi rack piston ke sector teeth yang ada pada pitman shaft, melalui shaft dan pitman arm ke steering linkage.

Konstruksi Sistem Power steering system terdiri dari:

-      Rack dan pinion steering gear box

-      Power steering oil pump

-      Oil reservoir

-      Tubes

Sistem power steering menggunakan tekanan hydraulic pressure yang dibangkitkan oleh power steering pump untuk mengurangi usaha dalam memutar steering wheel. Power steering pump dipasang di depan engine. Pump mempunyai vane-type design, yang digerakkan oleh crankshaft melalui drive belt.
Minyak power steering ditarik ke dalam pump dari reservoir ketika engine dalam keadaan hidup. Pelumas tersebut diatur oleh power steering switch dan control valve yang letaknya di dalam power steering pump.

Teknologi power steering
Memasuki era 1980-an, tekonlogi power steering mulai diperkenalkan. Tujuan awal power steering diciptakan untuk memberikan kemudahaan ketika mobil hendak diparkir. Namun hal ini memiliki efek negatif ketika mobil dipacu pada kecepatan tinggi.   Terlalu ringannya kemudi membuat kendaraan begitu sensitif terhadap gerakan tangan pengemudi. Hal ini bisa membahayakan.

Untuk mengatasi hal tersebut , dikembangkan teknologi speed sensor  pada mobil yang telah dilengkapi power steering.  Sehingga  pada kecepatan tertentu (di atas 40-60 km/jam)  kerja power steering  ditiadakan sehingga kemudi terasa seperti tidak menggunakan peranti pembantu pengemudi ini.

Bersambung ……

Allahu a’lam

Semoga bermanfaat.

Sumber : OtomotifNet , http://www.liektoyota.com , SRIPOKU.com,. Training Manual Chasis Group, PT. Toyota-Astra Motor. dan bacaan lainnya