PRINSIP DASAR SISTEM REM

8:06 AM
Under Construction------ Akademi Otomotif Indonesia---- Rumah Belajar Teknisi Otomotif Indonesia----- Powered by  www.montirpro.com

Dapat menjelaskan siklus panas yang diterapkan pada system rem otomotif.
Menjelaskan dampak perpindahan panas berhubungan dengan rem fading
Memahami teori hidrolik  ketika diterapkan pada sirkuit hidrolik tertutup.
Dapat menjelaskan bagaimana output tekanan dapat dirubah dengan merubah diameter piston.
Menjelaskan bagaimana koefisien gesek mempengaruhi tingkat pemindahan panas.
Mengetahui syarat – syarat dari minyak rem yang digunakan pada rem otomotif.

Rem merupakan fitur keamanan utama pada kendaraan.
Kemampuan system rem menghentikan kendaraan dengan aman secara berulang merupakan kunci keamanan berkendara.
Prinsip dasar rem adalah perubahan energy.
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha / kerja.
Bentuk energy yang umum dijumpai dalam otomotif antara lain energy kimia,energy listrik dan energy mekanik ( gerak ).
Sebagai contoh pada saat kita starter mobil,proses ini melibatkan beberapa proses perubahan energy.energy kimia dari battery berubah menjadi energy listrik pada motor starter, energy listrik berubah menjadi energy gerak yang kemudian memutar mesin agar dapat hidup.

Energi adalah kemampuan melakukan kerja / usaha dalam berbagi bentuk
Cycle heat of energy

  • Energi tidak dapat hilang namun hanya berubah bentuk
  • Pembakaran bahan bakar didalam mesin menghasilkan energy panas.
  • Energy panas dirubah menjadi energy kinetic pada saat kendaraan bergerak.
  • Energi kinetis atau energi gerak (juga disebut energi kinetik) adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakannya.
  • Energi kinetis sebuah benda didefinisikan sebagai usaha yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah benda dengan massa tertentu dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan tertentu
  • Karena besaran energi kinetik berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya, maka sebuah objek yang kecepatannya meningkat dua kali lipat, maka benda itu mempunyai energi kinetik 4 kali lipat dari semula. Contohnya adalah, sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan 2 kali dari kecepatan mobil lainnya, maka mobil itu juga membutuhkan jarak 4 kali lebih jauh untuk berhenti, diasumsikan besar gaya pengeremannya konstan.

Energi panas dirubah menjadi energy kinetic yang kemudian dirubah kembali ke energy panas
Energi kinetik meningkat sesuai dengan bobot kendaraan
Energi kinetic meningkat sesuai dengan peningkatan kecepatan kendaraan.
Gerak inertia menciptakan perpindahan berat kearah depan,sehingga membutuhkan pengereman lebih kuat pada rem depan

Kendaraan penggerak roda depan mempunyai beban yang lebih berat pada roda depan.


Friction ( Gesekan 

Gesekan adalah tahanan terhadap gerakan dua buah benda
Gesekan merubah energy gerak menjadi energy panas.
Sistem rem bekerja berdasarkan prinsip merubah energy kinetic melalui penekanan brake shoe / pad terhadap disc / tromol yang berputar sehingga menimbulkan gesekan dan panas.
Gesekan dipengaruhi oleh :

1.Tekanan diantara dua benda
2.Komposisi benda
3.kondisi permukaan benda

Semakin besar tekanan diberikan,gesekan dan panas yang timbul akan   semakin besar,kendaraan lebih cepat berhenti.

Koefisien nilai gesek
Koefisien nilai gesek tergantung pada komposisi material dan kondisi permukaan bidang gesekKoefisien nilai gesek adalah pengukuran gaya gesek antara 2 benda yang saling bersinggungan.
Gaya adalah usaha yang dibutuhkan benda untuk meluncur diatas benda lain.
Koefisien nilai gesek ditentukan dengan persamaan,gaya yang dibutuhkan benda untuk bergerak dibagi berat benda tsb.
                          KOEFISIEN NILAI GESEK 

                               = GAYA / BERAT

BALOK KAYU DENGAN BERAT 200 POUND MEMBUTUHKAN GAYA 100 UNTUK DAPAT BERGERAK
KOEFISIEN GESEK NYA
100 / 200 = 0,5

Jenis material mempengaruhi koefisien gesek , koefisien gesek balok es dibawah hanya 0,05
BALOK ES DENGAN BERAT 200 POUND MEMBUTUHKAN GAYA 10 POUND UNTUK DAPAT BERGERAK DILANTAI

 NILAI KOEFISIEN GESEKNYA 
     10 / 2OO   = 0.05


KOEFISIEN NILAI GESEK DIPENGARUHI OLEH JENIS BENDA

CONTOH PERBEDAAN KOEFISIEN NILAI GESEK DI ATAS KARENA PERBEDAAN MATERIAL BENDA.

PRINSIP YANG SAMA BERLAKU PADA SISTEM REM
JENIS MATERIAL BRAKE LINING DAN KONDISI PERMUKAAN DISC ATAU TROMOL MEMPENGARUHI NILAI KOEFISIEN GESEK


Nilai koefisien gesek benda yang diam lebih besar dari pada benda yang sudah bergerak

Sistem Rem Dasar

Sistem rem yang secara luas digunakan saat ini adalah system rem yang pengoperasian kaki dan perking brake type manual.
Sistem rem mengaktifkan unit rem pada setiap roda secara bersamaan melelui system hidrolik.
Tekanan hidrolik fluid dihasilkan oleh master silinder yang kemudian disalurkan ketiap silinder roda melalui pipa – pipa minyak rem.
Kemudian wheel silinder menekan shoes dan brake pad sehingga berhubungan dengan tromol rem atau disc brake yang berputar bersama roda dan menimbulkan gesekan dan merubah energy kinetic menjadi energy panas.
Panas yang besar dihasilkan menghasilkan jarak perhentian yang pendek dan pengontrolan kendaraan.
Panas yang dihasilkan diserap oleh tromol atau disc yang kemudian dilepaskan keudara luar.


Brake fade
Brake fade kondisi penurunan efisiensi pengereman, biasanya karena panas yang berlebihan.
Brake disc rotor dan tromol berfungsi menyerap panas selama proses pengereman.
Panas yang diserap oleh brake disc / tromol dilepaskan ke udara luar.
Brake fade terjadi karena panas yang terjadi lebih cepat dari pada proses pelepasan panas ke udara luar.
Pada saat pengereman mendadak temperature disc / tromol dapat meningkat 100 0f dalam 1 detik,dan membutuhkan waktu 30 detik untuk mendinginkan komponen, apabila pengereman mendadak dilakukan secara berulang dengan jarak yang singkat maka akan menimbulkan panas yang berlebih sehingga efektivitas pengereman menurun.
Ada dua jenis  brake fade yang disebabkan panas.
         1.Mechanical fade
          2. Lining fade

Mechanical fade terjadi ketika tromol mengalami panas yang berlebih.
Panas yang berlebih meyebabkan tromol memuai. 
Pemuaian mengakibatkan jarak antara brake shoe dan tromol bertambah besar, akibatnya jarak pedal rem akan semakin besar dan mengurangi efektivitas pengereman.
Memompa pedal rem secara cepat akan menjaga brake shoe mempunyai jarak yang cukup dengan tromol untuk pengereman yang efektif

Panas meningkatkan koefisien gesek, tetapi panas yang berlebih dapat membuat koefisien gesek menurun tajam

Tromol rem dan rotor disc dipaksa untuk menyerap panas melebihi dari kemampuan melepas panasnya

Salah satu penyebab terjadinya brake fade ketika phonelic resin salah satu material dari brake pad mendapat panas yang berlebih sehingga menguap, gas penguapan dari brake pad tersebut terperangkap diantara brake disc dan brake pad . karena brake pad kehilangan kontak dengan brake disc maka efektifitas pengereman akan menurun.

Gas yang terbentuk karena panas yang berlebih

Lining fade 
Lining fade dapat terjadi baik rem tromol maupun brake disc

Lining fade terjadi ketika material yang bergesekan mengalami panas yang berlebihan sampai titik nilai koefisien gesek nya menurun.

Ketika nilai koefisien gesek menurun gesekan akan berkurang,kemampuan system rem untuk melepas panas juga menurun.

Teori Dasar Hidrolik


Hukum Pascal
 menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar

Sistem rem menggunakan cairan hidrolik didalam system tertutup untuk memindahakan gerakan.
Sistem rem hidrolik diatur oleh hokum fisika yang membuat pemindahan gerak dan gaya secara efisien.
Blaise pascal menemukan hukum fisika yang menjelaskan sifat sifat fluida ketika diberikan tekanan.
Hukum Pascal mengatakan zat cair yang diberikan tekanan dalam ruang tertutup akan meneruskan tekanan secara sama kesemua arah atau bidang.
Dengan kata lain bila tekanan sebesar 100 psi dihasilkan pada master silinder maka akan menghsailkan tekanan yang sama pada setiap wheel silinder.

Lebih jelas nya tentang teori hidrolik perhatikan gambar diatas yang menunjukkan tekanan pada master silinder di pindahkan sama besar kesetiap wheel silinder.

Saluran hidrolis rem meneruskan gaya pengereman ke tiap system rem yang terpasang pada semua roda

Udara dapat dikompresikan sedangkan cairan tidak dapat dikompresi

Salah satu perbedaan antara udara dan ciran adalah  udara dapat dikompresikan sedangkan cairan tidak dapat.
Sistem hidrolik harus terbebas dari udara agar dapat bekerja dengan baik.
Jarak main pedal rem akan bertanbah besar ketika terdapat udara didalam system rem.
Karena cairan tidak dapat dikompresikan ,maka cairan mampu memindahkan gerakan didalam system yang tertutup.

Sistem hidrolis harus bebas dari udara agar dapat bekerja dengan sempurna. jika udara terdapat didalam system hidrolis, karena udara dapat dikompresi mengakibatkan saat pedal rem ditekan minyak rem tidak dapat memindahkan tenaga ke wheel brake.


Tenaga pengereman akan bervariasi tergantung pada diameter silinder
Tekanan cairan ditunjukkan dalam satuan PSI ( Pound per square Inchi )yang ditentukan dengan cara membagi gaya yang diterima piston dengan diameter piston. Jika gaya sebesar 100 pound  diberikan kepada piston silinder master yang berdiameter 2 inchi maka tekanan nya adalah 50 psi.tekanan sebesar ini akan diteruskan keseluruh bagian dengan sama rata.

Force / area = psi 
100 / 2 = 50 psi
Pada beberapa contoh dibawah ini kita akan mempelajari gaya yang bekerja dan pemindahan gaya pada piston dengan diameter yang berbeda- beda.

Pada setiap contoh Piston A mempunyai diameter yang sama  ( 1 inch ) dan mendapatkan gaya yang sama sebesar 100 lb.
Ketika gaya diberikan ke piston A ,maka piston B menghasilkan gata  sebesar 100 lb dan jarak gerak yang sama dengan piston A ( karena keduanya mempunyai ukuran piston yang sama )

Pada piston C akan menghasilkan gaya 2 kalilebih besar dari piston A karena mempunyai diameter 2 kali lebih besar dari piston A, dan piston C hanyabergerak ½ dari piston A.

Pada piston D yang mempunyai diameter 1/ 2 dari piston A .system yang sama akan bekerja sepaerti ke dua contoh sebelumnya,tetapi karena piston D ½ kali lebih kecil dari piston A maka tekanan out put nya ½ kali dari piston A namun jarak pergerakannya 2 kali dari piston A.

Sistem rem hidrolis akan memeberikan tekanan pengereman  yang sama ke setiap roda dengan sedikit kerugian pemindahan tekanan.rem hidrolik mempunyai keuntungan dapat di desain lebih fleksible dimana tenaga pengereman dapat dirubah hanya dengan merubha diameter master silinder dan wheel silinder.

Gaya sebesar 1 pound di berikan kepada piston yang kecil  dalam sebuah system yang tertutup meneruskan tekanan ke tiap inch2.pada contoh ini, gaya sebesar 1 pound mampu mengangkat beban 100 pound karena di dukung oleh piston dengan diameter 100X lebih besar dari piston yang kecil.

Gaya ( force ) pada piston = pressure (P)  X surface area (A)
Besarnya gaya mekanikal dan diameter piston master cylinder menentukan tekanan hidrolis didalam system rem

Gbr A
Force = 100 pound
Area = 1inch2
Pressure = 100/ 1=100psi

Gbr B
Force = 100 pound
Area = 2 inch2
Pressure =100 / 2 = 50 Psi

Gbr C 
Force = 100 pound
Area = 0.5 inch2
Pressure = 100 / 0.5 = 200 psi



 Tekanan hidrolis didalam system yang tertutup akan sama jika gaya ( force ) dan diameter nya sama
Tekanan master cylinder sebesar 100 psi 
=
Tekanan pada tiap wheel cylinder 100 Psi
Karena 
Diameter master cylinder
=
Diameter wheel cylinder

Perbedaan antara diameter brake caliper dengan diameter wheel cylinder piston mempunyai dampak yang besar pada daya pengereman.
Tekanan master cylinder 100 Psi
Diameter caliper 4 inchi2
Pressure = 100 psi
Gaya pengerman ( force ) =
4 X 100 = 400 psi

Diameter wheel cylinder ¾ inchi
Pressure  = 100 Psi 
Gaya pengereman ( force ) =

¾ X 100 = 75 Psi

Peningkatan gaya pengereman tercipta oleh caliper rem yang lebih besar namun memberi konsekuensi penurunan jarak main piston.

Artikel Terkait

Previous
Next Post »