Step 1 Chassis Brake System (bhs Indo)

BRAKE SYSTEM

Brake System

© Copyright by Hyundai Motor Company, All right reserved

Published by Chonan Technical

Service Training Center. Translate by Training Support & Development [email protected]

Training Support & Development

1

BRAKE SYSTEM

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 ---------------------------------------------------------------------------------------

Training Support & Development

2

BRAKE SYSTEM

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.

Oil reservoir tank

Pipe

Parking brake lever

Wheel cylinder

Parking brake cable

Hydro vac Master cylinder

Brake pedal Rear brake (drum)

Front brake (disc)

Rear brake (disc)

Caliper

Caliper

[Gambar 1-1 Komponen brake system]

Training Support & Development

3

BRAKE SYSTEM

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 :

ƒ Brake system tidak mempengaruhi gerak roda saat tidak dipakai. ƒ Brake system harus bisa berfungsi dengan baik dalam keadaan maximum speed dan beban pada kendaraan ƒ Pengoperasian rem harus mudah tanpa menimbulkan kelelahan pada pengendara. ƒ Harus menghasilkan pengereman yang pasti dan mudah dalam mengecek dan mengontrol. ƒ 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.

Brake pipe Wheel cylinder Master cylinder Brake hose

Brake pedal Brake drum Brake shoe return spring

Brake shoe

[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

Training Support & Development

4

BRAKE SYSTEM

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. Drum

Holding cam

Anchor holder

[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.

Hand brake lever

Brake drum

Brake shoe lever Brake shoe

Shoe strut

Return spring Cable Lining

[Gambar 1-4 Structure of hand brake] 2) Foot brake Foot brake,

dipakai

untuk

Training Support & Development

mengurangi

atau

menghentikan

gerak

kendaraan,

5

BRAKE SYSTEM

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.

Brake pedal

Flexible hose

Brake drum Brake hose

Wheel cylinder hose

[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.

Brake pipe

Master cylinder

Wheel cylinder Brake drum

Brake pedal

Brake shoe

[Gambar 1-6 Struktur bagian dalam expansion type]

Training Support & Development

6

BRAKE SYSTEM

2) External shrinkage type Pada rem tipe external shrinkage, gaya pengereman terjadi pada brake drum dengan cara menahan brake band ketika tuas rem ditarik. Brake lining Rod Brake band Adjusting screw Adjusting nut

Adjusting bolt

Fixing plate Brake drum Propeller shaft

[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. Disc

Caliper

Brake cylinder

Pad

[Gambar 1-8 Struktur disc brake]

Training Support & Development

7

BRAKE SYSTEM

(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.

Wheel joint

Brake pedal

Brake lever

Brake adjust screw

Brake lining Brake cam Brake shoe

[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. Brake pipe

Master cylinder

Wheel cylinder Brake drum

Brake pedal

Brake shoe

[Gambar 1-10 Structure of hydraulic type]

Training Support & Development

8

BRAKE SYSTEM

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. Check valve

Air reservoir tank

Air reservoir tank

Exhaust pressure regulator

Air compressor

Check valve

Relay Lower valve pressure switch Drain cock

Air pressure gauge

Relay Drain cock valve Exhaust Relay valve

Bake pedal Brake chamber

Brake shoe

Quick release valve

Cam

Rear brake

Exhaust

Front brake Cam Exhaust

Brake chamber

Brake valve

[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.

Booster Master cylinder Vacuum pump or intake manifold

Bake pedal

Front brake

Rear brake

[Gambar 1-12 Structure of hydro vac brake] Training Support & Development

9

BRAKE SYSTEM

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.

Relay valve Relay valve piston Return spring

Air reservoir tank

Push rod

Air compressor Cylinder

To wheel cylinder Hydraulic cylinder Hydraulic piston Piston

From master cylinder

[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

Training Support & Development

10

BRAKE SYSTEM

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.

Brake lining Rod

Brake band

Adjust screw Adjust nut

Adjust bolt

Fixing plate Brake drum Propeller shaft

[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. Side brake lever

Brake drum

Brake shoe lever

Brake shoe

Shoe strut

Return spring Cable Lining

[Gambar 2-2 Structure of internal expansion type brake]

Training Support & Development

11

BRAKE SYSTEM

(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.

Anchor pin Pivot

Push rod

Parking brake lever

Shoe

Middle lever Shoe

Brake drum

Shoe return spring Cable Lever Brake adjuster

Cable Pull rod Fixing nut

Adjusting nut

Equalizer Cable

Cable tension spring

(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.

Training Support & Development

12

BRAKE SYSTEM

Return spring Brake shoe

Brake shoe

Wheel cylinder Lining

Upper return spring Backing plate Hold down spring

Hold down spring

Lining

Lower return spring Adjust screw

Brake shoe

[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

Training Support & Development

13

BRAKE SYSTEM

Down spring pin Hold down spring

Return spring

Return spring

Return spring Adjust screw Brake drum

Backing plate

Lining

[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.

Disc

Caliper

Brake cylinder

Pad

[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.

Training Support & Development

14

BRAKE SYSTEM

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. Load

[Gambar 3-1] Air is compressed. compressed. Piston

Load

[Gambar 3-2] Liquid is not

3HUJHUDNDQGDSDWGLSLQGDKNDQPHODOXLFDLUDQ Load

[Gambar 3-3] Movement of Piston A is delivered to piston B.

*D\DGDSDWGLWUDQVIHUPHODOXLFDLUDQ

Training Support & Development

15

BRAKE SYSTEM

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 Training Support & Development

16

BRAKE SYSTEM

bergerak hanya setengah dari jarak pergerakan piston kanan. Meskipun, gaya akan lebih besar 2 kali jika jarak pergerakannya setengah.

Piston

Cylinder

Connecting pipe

[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 Oil reservoir tank

Pipe

Parking brake lever

Parking brake cable

Wheel cylinder

Hydro vac Brake pedal Master cylinder

Front brake (disc)

Rear brake (drum) Rear brake (disc)

Caliper

Caliper

[Gambar 3-7. Structure of hydraulic brake]

Training Support & Development

17

BRAKE SYSTEM

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. Oil reservoir tank Compensation hole Compensation hole

Bleeder hole

Secondary piston Return spring

Secondary cup

Stopper

Cylinder body

Check valve

Primary piston

Bleeder hole

Return spring Primary cup

Push rod Secondary cup

[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.

Training Support & Development

18

BRAKE SYSTEM

Primary cup

Spacer

Piston Secondary cup

[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.

Training Support & Development

19

BRAKE SYSTEM

Tube

Alcohol lamp

[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. Oil reservoir tank 1

Oil reservoir tank 2 Push rod

To front wheels Sealing

Sealing To rear wheels

[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.

Training Support & Development

20

BRAKE SYSTEM



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.

Cap Wheel cylinder body

Brake shoe actuator pin

Bleeder screw

Piston Dust boot

Expansion spring

Piston cup Brake shoe return spring

Brake shoe

[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

Training Support & Development

21

BRAKE SYSTEM

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.

Direction of rotation Drum Reverse shoe B

Reverse shoe Distribution of braking force Forward shoe

Forward shoe A

Anchor pin

Distribution of braking force

[Gambar 4-1 Structure of double anchor type]

Training Support & Development

22

BRAKE SYSTEM

Lining Drum

Shoe

Anchor pin

Biased cam Lock nut

[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. Adjusting wheel

Wheel cylinder

Brake shoe

Anchor pin Link

[Gambar 4-2. Structure of anchor link type]

Training Support & Development

23

BRAKE SYSTEM

(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 selfreaction 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 selfreaction. Tipe ini dipakai untuk rear drum brake pada kendaraan KIA K2700.

Forward shoe

Anchor pin

Biased cam adjuster

Forward shoe

Biased cam adjuster

Anchor pin

[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. Wheel cylinder

Anchor pin Brake shoe Guide bolt

[Gambar 4-4. Double acting two leading shoe type]

Training Support & Development

24

BRAKE SYSTEM

(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.

Rotational direction Drum Reverse shoe B Reverse shoe Distribution of braking force

Forward shoe

Forward shoe A

Anchor pin

Distribution of braking force

[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.

Wheel cylinder

Adjusting tube

[Gambar 4-6. Structure of uni-servo type]

Training Support & Development

25

BRAKE SYSTEM

(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. Anchor

Lining

Drum

Front

Return spring

Wheel cylinder Second shoe

First shoe

Hold down clip Spring Star wheel adjuster

[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.

Drum rotation direction

For ward

Force applied

Re verse

Leading shoe

Trailing shoe

[Gambar 4-8. Self-reaction]

Training Support & Development

26

BRAKE SYSTEM

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. Anchor pin

Anchor pin

Brake shoe Adjusting cable

Shoe A

Cable guide

Wheel cylinder

Shoe B Adjusting lever

Adjusting spring

Adjusting wheel

Adjusting spring

[Gambar 4-9. Automatically adjusting brake]

Training Support & Development

27

BRAKE SYSTEM

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.

Training Support & Development

28

BRAKE SYSTEM

Brake valve

Air tank

Relay valve

Brake chamber Slack adjuster Brake cam

Air compressor

Brake shoe Brake drum

[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

Training Support & Development

29

BRAKE SYSTEM

Check valve Air reservoir tank

Exhaust pressure regulator

Air compressor

Check valve

Air pressure gauge

Air reservoir tank Safety

valve Lowpressure switch Drain cock

Drain cock

Safety valve

Exhaust Relay valve Brake pedal Brake shoe Brake chamber

Quick release valve

Cam Exhaust

Rear brake

Front brake Cam Exhaust

Brake chamber

Brake valve

[Gambar 5-2. Piping and structure of air brake]

Unloader

5.2 Struktur Utama air brake

(1) Compression system

Unloader valve Intake valve Cylinder head

Exhaust Exhaust valve

Piston

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. Bearing Unload valve, terpasang pada air intake, mencegah terjadinya tekanan udara yang berlebih bersama dengan air pressureCrankshaft regulator dan mengatur tekanan udara didalam air storage tank secara konstan.

Cylinder

Driven gear Spacer

Ball bearing

[Gambar 5-3. Air compressor]

Training Support & Development

30

BRAKE SYSTEM

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.

Exhaust hole Spring Valve rod

From air pressure regulator

Unloader valve

Unloader

To unloader valve Filter

Intake valve Exhaust Air pressure valve adjusting valve spring From air filter

From air tank

(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.

Push button

(2) Brake system

Brake pedal

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 Adjusting shim 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 brakevalve chamberuntuk untuk melepaskan valve pada front brake, To relay 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

Plunger Main spring

Return spring Exhaust valve Supply valve Valve spring From air tank

Exhaust to the air

[Figure 5-5. Structure of brake valve] Training Support & Development

31

BRAKE SYSTEM

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. Air inlet

Brake chamber valve Exhaust hole

To brake chamber

Spring Cover

[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.

From brake valve Diaphragm

Exhaust valve To brake chamber Supply valve Valve spring From air tank Drain valve Exhaust

Training Support & Development

32

BRAKE SYSTEM

[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. Diaphragm Push rod Activated position Air inlet

Deactivated position Brake chamber Slack adjuster Brake chamber

Slack adjuster

Cam Brake shoe

[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.

Training Support & Development

33

BRAKE SYSTEM

Push rod

Brake chamber

Slack adjuster

Cam

Anchor pin

Camshaft

Roller 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. Brake valve Air reservoir tank Air drier

Relay valve

Exhaust

Quick release valve Exhaust Slack adjuster Cam Brake chamber

Brake drum Brake shoe

Air compressor Brake shoe Brake drum Return spring

Exhaust Return spring Cam

Slack adjuster

Brake chamber

[Gambar 5-10. Operation diagram of air brake] Training Support & Development

34

BRAKE SYSTEM

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

Training Support & Development

35

BRAKE SYSTEM

• 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. Diaphragm return Push rod spring Power piston Poppet

Power piston Poppet Vacuum valve Air valve

Valve return spring

Operating rod Valve plunger To intake manifold

Valve plunger Stop key

Poppet end Valve plunger of chamber B

Rear cushion disc

[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.

Training Support & Development

36

BRAKE SYSTEM



Dibutuhkan ruang yang kecil dalam pemasangannya karena servo brake terpasang diantara pedal and master cylinder.

Power piston Air inlet Valve plunger poppet return spring Air flow

Master cylinder piston Push rod

Poppet Rear cushion disc

(a) Operation of servo brake Air inlet

Rear cushion disc

Vacuum valve Poppet return spring Operating rod Air valve Valve plunger (b) Closing of vacuum valve

Poppet return spring

Air valve

Stopper Valve plunger © Opening of air valve

[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.

Training Support & Development

37

BRAKE SYSTEM

Control tube Relay valve piston Diaphragm

Vacuum valve Air valve

Air supply from air filter

Return spring Hydraulic cylinder

To peel cylinder

Peel cylinder Hydraulic piston

Check valve

Hydraulic pressure supply from master cylinder Hydraulic piston

Push rod

[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. Air inlet

Diaphragm

Vacuum valve

Air inlet

Air valve

Relay valve piston

Relay valve return spring Diaphragm return spring

(a) Relay valve (before operation)

Relay valve return spring Relay valve piston

Air valve Vacuum valve

(b) Relay valve (after operation)

[Gambar 6-3. Relay valve and valve piston]

|b Hydraulic system -

Hydraulic cylinder• Terpasang didalam cylinder pada pengoperasiannya menggunakan push rod power piston.

Training Support & Development

hydraulic

piston

yang

mana

38

BRAKE SYSTEM

-

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. Hydraulic piston Power piston push rod

Piston stop washer

Check ball return spring

Hydraulic piston

Yoke Check ball

[Gambar 6-4 Brake operation] release]

[Gambar 6-4(2) Brake

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.

Training Support & Development

39

BRAKE SYSTEM

Brake pedal Intake Piston relay Check manifold valve valve Master cylinder Vacuum valve

Air filter Hydraulic cylinder

Wheel cylinder Check ball

Vacuum valve Power piston

Return spring Hydraulic Power piston piston

Vacuum valve Check ball

Hydraulic piston

Push road

Air valve

Piston Yoke Air valve stop washer

(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.

Training Support & Development

40

BRAKE SYSTEM

Brake valve

Air tank Oil reservoir tank

Exhaust

Air compressor Oil reservoir tank

Air vac

Wheel cylinder

Wheel cylinder

Brake drum

Brake drum Air vac Brake shoe

Air line Oil line

Brake shoe Rear wheel

Front wheel

[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. Atmospheric hole Atmospheric valve Relay valve piston Return spring Push rod

Air valve Air tank Air compressor To wheel cylinder

Power cylinder Hydraulic cylinder Hydraulic piston Power piston

From master cylinder

[Gambar 6-7 Servo brake of compressed air type]

Training Support & Development

41

BRAKE SYSTEM

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

Training Support & Development

42

BRAKE SYSTEM

menghasilkan pengereman yang stabil karena adanya performa pengereman yang tetap baik walaupun dipakai secara berulang ulang pada kecepatan tinggi. Brake oil

Pad

Disc

[Gambar 7-1. Principle of disc brake] 7.2 Keunggulan dan kekurangan disc brake (1) Keunggulan

ƒ Menghasilkan radiasi panas yang baik karena disc panas yang ditimbulkan diserap oleh udara ƒ Menghasilkan performa pengereman yang stabil karena terhindar dari efek fading. ƒ Penggantian parts secara sebagian akan terhindar karena tidak adanya reaksi dan aksi yang menghasilkan performa pengereman stabil antara roda kanan dan kiri. ƒ Menghasilkan performa pengereman yang stabil karena memburuknya performa pengereman dengan pemakaian berulang ulang kecil. ƒ Air dan Lumpur dapat dengan mudah dihilangkan dari disc. ƒ Langkah Brake pedal jarang sekali berubah karena disc tidak mudah mengalami deformasi karena panas. Mudah dalam pemeriksaan dan perawatan. ƒ (2) Kekurangan

ƒ Membutuhkan tenaga yang kuat untuk menekan pad karena gesekannya kecil ƒ Dibutuhkan material yang kuat untuk membuat Pad. ƒ Membutuhkan usaha yang kuat untuk menekan brake pedal. ƒ 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.

Training Support & Development

43

BRAKE SYSTEM

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. Caliper

Piston

Piston

Piston

Disc

(a) Fixed caliper type

(b) Floating caliper type

[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.

Training Support & Development

44

BRAKE SYSTEM

Caliper

Disc

Brake cylinder

Pad

[Gambar 7-3. Caliper integral type]

[Gambar 7-4. Ventilated disc]

ƒ 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.

ƒ 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.

ƒ 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.

Piston seal Boot Pad

Cylinder Piston

Brake oil

[Gambar 7-5. Assembly of cylinder and piston]

ƒ 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.

Training Support & Development

45

BRAKE SYSTEM

(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. From master cylinder Piston seal Piston

Cylinder

Cylinder mounting Pad

[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. Bush

Cylinder Piston seal

Piston Disc

Pad

[Gambar 7-7. Operation of floating caliper type]

Training Support & Development

46

BRAKE SYSTEM

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

ƒ Simpel dan ringan. ƒ Bebas dari vapor lock sejak dipasang cylinder dengan ventilasi yang baik. ƒ Hanya terjasi sedikit kebocoran minyak karena komponennya sedikit. (2) Kekurangan

ƒ Langkah piston harus panjang. ƒ Benda asing seperti debu dapat menghambat langkah piston yang lembut. ƒ 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.

Training Support & Development

47

BRAKE SYSTEM

Pad

Wear indicator

Brake disc

Sound generates

[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.

Boot Retainer

Piston seal Cylinder Piston Brake oil

When brake pedal is released

When brake pedal is pressed

[Gambar 7-10. Operation of piston seal]

Training Support & Development

48

BRAKE SYSTEM

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 tekanan.

Training Support & Development

To wheel cylinder

From master cylinder

Spring

Rod

[Figure 8-9. Brake operation]

49

BRAKE SYSTEM

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.

To wheel cylinder

From master cylinder

[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.

Training Support & Development

50

BRAKE SYSTEM

(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.

Driving direction

A Finding the danger

Danger

A1 A2 Start Placing B moving the Braking the right starts right foot foot (release on the the brake accel pedal pedal)

A Finding the danger

Deceleration time TIME Actual braking time

TIME

Actual braking distance

Preparation time

t1 : Reaction time t2 : Foot changing time t3 : Pedal pressing time

Preparation distance

Stopping distance

Relative frequency

Male Female Hand operation

Foot operation

Reaction time

[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

Training Support & Development

51

BRAKE SYSTEM

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.

Training Support & Development

52

BRAKE SYSTEM

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 :

ƒ Mobil tetap stabil (Vehicle Stability) ƒ Proses penghentiannya lebih cepat (jarak lebih dekat, kecuali jalan tanah, bersalju) ƒ Penguasaan control kendaraaan menjadi maksimal (Steerability) ƒ Jika roda depan terkunci mobil tidak mungkin bisa dikendalikan

ƒ 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.

Training Support & Development

53

BRAKE SYSTEM



Low • road



High

•

road

Low • road

High

•

road

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.



Training Support & Development

54

BRAKE SYSTEM

2) 4-Sensor 3-Channel type (Front wheels: independent control, Rear wheels: Select low control ) Pada kendaraan FF(Front engine Front driving), rata rata berat kendaraan terpusat pada poda depan dan titik berat kendaraan saat direm juga akan bergerak kedepan hampir 70 % , gaya pengereman ini dikontrol oleh roda depan. Ini berarti kebanyakan tenaga pengereman dihasilkan oleh roda depan dan untuk mendapatkan efisiensi pengereman saat menggunakan ABS secara maksimum maka diperlukan pengaturan tersendiri pada roda depan. Namun, roda belakang yang gaya pengeremannya lebih sedikit, juga merupakan hal yang tidak kalah pentingnya untuk mendapatkan keamanan dalam pengereman. Karena itulah disaat ABS bejerja pada roda belakang dengan kondisi jalan yang licin maka independent control pada roda belakang mengatur agar pengereman roda roda belakang yang tidak rata yang dapat menyebabkan kendaraan yawing Untuk mencegahnya dan juga untuk menjaga agar mobil tetap aman dalam penggunaan ABS diberbagai kondisi jalan, maka tekanan rem roda belakang diatur berdasarkan kecenderungan roda mana yang mengalami lock up. Konsep pengaturan ini disebut ‘Selectlow control’. 3) Tipe 4-Sensor 3-Channel type (Roda depan;indendent control, Roda belakang;Select control ) Keendaraan yang dilengkapi dengan sistim H-bake line mempunyai jenis pengontrol ABS dengan tipe ini. 2 channels dipakai untuk roda depan dan yang lainnya untuk mengontrol roda belakang. Roda belakang dikontrol secara bersamaan dengan menggunakan a select low control logic. Untuk system X-brake line, 2 channels (2 brake ports didalam unit ABS) diperlukan untuk mengontrol tekanan pada roda belakang karena masing masing roda belakang mempunyai jalur rem sendiri sendiri.



4) 1-Sensor 1-Channel type ( Rear wheels: Select low control ) Kendaraan yang menggunakan sistim H-bake line. Hanya mengontrol tekanan roda belakang saja. Pada defferential belakang dipasang satu wheel speed sensor yang berfungsi untuk mendeteksi kecepatan roda belakang. Ketika dilakukan pengereman roda depanakan terkunci,

Training Support & Development

55

BRAKE SYSTEM

kendaraan akan kehilangan kendali dan jarak pemberhentiannya pada jalan yang berdaya gesek rendah akan bertambah jauh. Sistim ini membantu untuk penghentian lurus.

9.3 Prinsip dasar



1) Gaya ban Gaya dapat menyebabkan kendaraan bergerak , gaya ini disebut dengan gaya grafitasi, gaya angin(tahanan udara ) dan gaya ban (rolling resistance). pergerakan atau perpindahan gerak sesuai dengan yang diinginkan dapat diperoleh dengan melalui gaya ban. Gaya FN ban terdiri dari komponen berikut : - driving force FD karena pengendalian - lateral force FS karena steering dan - normal force FN karena berat kendaran

FD

Lateral force FS mentransfer gerakan pengemudian terhadap FS jalan dan membuat kendaraan belok. Normal force FN ditentukan oleh berak kendaraan dan muatannya, karena itu berat komponen bertindak sebagai garis tegak lurus diatas ban. Besarnya suatu gaya dapat dipengaruhi oleh kondisi jalan. Ban dan cuaca, yaitu gaya gesekan antara roda dan permukaan jalan 2) Hubunhan antar gaya hubungan antara gaya gesek, gaya menyamping, gaya pengereman, dan gaya pengemudian dapat dijelaskan dengan siklus gesek (“friction circle”). Friction circle diasumsikan sebagai gaya gesek antara roda dan permukaan jalan pada semua arah. Juga dapat digunakan untuk menjelaskan hubungan antara gaya menyamping, gaya pengereman, dan gaya penggerak. Saat berbelok pada kecepatan tetap, semua gaya gesek pada roda tertumpu pada sisi dimana roda berbelok. Saat berbelok dilakukan pengereman, sebagian dari gaya gesek ban dipakai sebagai gaya pengereman, sehingga mengurangi gaya buang kesamping. Akibatnya, dengan memutar kemudi saat melakukan pengereman maka gaya pengeremannya akan berkurang, karena bagian ban yang bergesekan menjadi menyudut.

Training Support & Development

56

BRAKE SYSTEM

Braking force Portion of frictional force acting as braking force

Fractional force generated at tire patch

Side force

Side force

Driving force

x x

(a: Side slip angle)

Self aligning torque

y

Cornering force [kgf]

Vehicle traveling direction

Side force

Cornering force

Cornering force(Fy’)

Fx Side force(Fy) Cornering resistance(Fx’) Friction force(F)

0 10

30

50

70

90

y Side slip angle (°) - Bias tire

3) Gaya Gesek gaya gesek FR adalah sebanding sama dengan gaya normal FN : FR B x FN

B adalah koefisien gaya pengereman (atau koefisien esek). Factor koefisien dapat dipengaruhi oleh karakteristik dari ban yang dipakai. Koefisien gaya pengereman adalah suatu ukuran pengiriman gaya pengereman. Untuk roda kendaraan, koefisien gaya pengereman mencapai nilai maksimalnya saat permukaan jalan dalam kondisi kering dan bersih dan hanya sedikit terdapat salju. <Example> Training Support & Development

57

BRAKE SYSTEM

Road condition

Braking force coefficient(B)

Dry concrete

0.8 ~ 1

Wet asphalt Ice

0.2 ~ 0.65 0.05 ~ 0.1

Koefisien gaya pengereman tergantung pada kecepatan kendaraan. Saat mengerem pada kecepatan tinggi, roda roda bisa terkunci jika koefisien gaya pengeremannya kecil dimana tidak ada lagi daya cengkram antara roda dan jalan. 4) Slip Saat mobil melaju atau mengerem, terjadi gaya fisik yang rumit antara bagian ban dengan jalan. Elemen – elemen pada karet ban mengalami distorsi mengakibatkan ban meluncur sendiri, meskipun roda belum terkunci. Satuan ukuran komponen yang meluncur pada gerakan memutDUDGDODKVHOLSµµ

                    (VV - VW)/ VV

X

Rasio Selip

Rasio selip = (VV - VW )/ VV × 100,

VV : Kecepatan kendaraan, VW : Wheel Speed

:

Gaya pengereman maksimum .LUDNLUDa6OLS Ini berarti bahwa untuk mendapatkan pengereman maksimum dibutuhkan beberapa putaran roda. Nilai optimum selip akan berkurang jika gesekan antara ban dan jalan juga berkurang. Dimana Vv adalah kecepatan kendaraan dan VW adalah kecepatan putaran roda. Pada rumus terlihat bahwa rem selip terjadi segera setelah roda mulai berputar lebih lambat dari kecepatan kendaraaan. Gaya pengereman dapat terjadi pada situasi seperti ini. 0% 100%

::KHQDWLUHLVUROOLQJIUHHO\ ::KHQDWLUHORFNVXSFRPSOHWHO\

5) Lateral force (side force) Gaya pengereman dan gaya penggerak bereaksi pada kontak area dimana roda berputar,

Tire shape when vehicle is traveling straight

Training Support & Development

Tire shape when vehicle is cornering

Tire overturning moment 58

BRAKE SYSTEM

disitu juga terdapat gaya menyamping “Lateral force”. Gaya menyamping adalah dasar daya yang terjadi saat mobil berbelok. Dasar gaya selama kendaran berbelok adalah gaya dari bagian ban yang bergesekan dengan permukaan jalan untuk kembali pada bentuk semula. Gaya ini mendorong ban kesamping menahan permukaan jalan, sehingga disebut dengan gaya samping (Side force). Dan gerakan yang dibangkitkan oleh perubahan ban tersebut disbut dengan “ Over turning moment ” 6) Understeering dan oversteering

Jika kita mempertahankan putaran kemudi pada sudut yang tetao dan berjalan dengan kecepatan yang tetap akan mengakibatkan mobil berputar dengan radius tetap. Dengna menambah kecepatan pada titik ini, dapat mengakibatkan mobil bergerak keluar dari lingkaran dikarenakan adanya “Understeering”, atau bergerak kedalam lingkaran dikarenakan “Oversteering”. Karakter dari actual steering (Understeering atau Oversteering) ini tergantung dari kendaraan itu sendiri yang dihubungkan dengan distribusi berat antara roda depan dan belakang, spesifikasi ban, karakteristik suspensi, dan cara pengendaraannya. Point of acceleration Normal force Side force Oversteering

Understeering

Center

9.4 Konstruksi ABS

Proportioning valve (Without EBD) HCU

ABSCM

G-Sensor (with 4WD)

Training Support & Development

59

BRAKE SYSTEM

1) ABSCM

ABS terdiri dari wheel speed sensors yang berfungsi untuk mendeteksi kecenderungan suatu roda mengalami penguncian, sebagai dasr dari wheel speed sensor signal ABSCM (Control Module) mengontrol signal outputs dan HCU(Hydraulic Control Unit) sebagai penyuplai tekanan rem ke setiap roda tergantung pada signal output yang dihasilkan oleh ABSCM. 2) WHEEL SPEED SENSOR

1 2 3I 4 5 6

1 Electronic Cable

4 Winding

2 Permanent Magnet

5 Pole Pin

3 Housing

6 Tone Wheel

1 Electronic Cable

5 Pole Pin

2 Permanent Magnet

6 Winding

3 Housing

7 Air gap

4 Housing Block

8 Tone wheel

[Bagian1]

[Bagian2]

1 Magnet 2 Winding 3 Tone Wheel 4 Rotates 5 High Speed 6 Low Speed 7 Air Gap

Disaat Tone Wheel berputar, magnetic field merubah dan membiaskan tegangan didalam winding. - Permanent magnetic

= penghasil tegangan

- Higher speeds

= menghasilkan frequency yang tinggi

- Lower speeds

= menghasilkan frequency yang rendah

Training Support & Development

60

BRAKE SYSTEM

Waveform 1 (Minimum P-P voltage)

Waveform 2 (At low speed)

150mV or more at 10km/h (MGH-10), 20km/h(Nisshinbo,TEVES) 120mV or more at 12km/h (Bosch 5.3)

Waveform 3 (At high speed)

3) G-sensor ABS control yang dipakai pada 4WD manggunakan sensor signal G untuk mengatasi problem penguncian dini pada semua roda L (dan keterlambatkan respon dikarenakan perubahan permukaan jalan. Signal G-sensor diperoleh dan disaring setiap 7 milidetik, ABSCM mengeset m-flags (High, Medium, Low) untuk menghitung secara detail turun naiknya dan mengontrol ambang batas dibadningkan dengan 2WD. Ketika mengendarai kendaraan 4WD, keempat rodanya mengunci scara mekanis, sehingga semua roda berkurang kecepatannya dengan hampir sama, hal ini sangat tidak cocok saat mobil melaju pada jalan yang licin, sehingga ABS control menjadi tidak stabil. Untuk mencegah kejadian ini, maka dipasang G sensor. Dengan signal ini, ABSCM mengindikasikan bahwa kendaraan berhenti pada jalan yang mempunyai koefisien gesek rendah atau tinggi, karena itu maka siklus kerja ABS dirubah

:

:

Small(atau besar) G braking  * YDOXH UHQGDK DWDX WLQJJL   5HQGDK DWDX WLQJJL   (koefisien) jalan terdeteksi $%6&0PHPDMXNDQDWDXPHQXQGD XQWXNPHQJXUDQJLWHNDQDQ hydraulic  SHQJXQFLDQ URGD WHUWXQGDDWDX GLSHUFHSDW   MDUDN SHUKHQWLDQEHUWDPEDKDWDX berkurang).

:

:

Training Support & Development

:

61