Sistem Rem (Brake System)

Pada setiap kendaraan baik mobil, motor, ataupun kendaraan lainya sistem rem pasti akan dipasang, karena rem adalah salah satu bagian yang sangat penting pada sebuah kendaraan.

A.    FUNGSI

Sistem Rem berfungsi untuk :

1.      Mengurangi kecepatan (memperlambat) dan menghentikan kendaraan.

2.      Memungkinkan parkir pada tempat yang menurun

3.      Sebagai alat pengaman dan menjamin pengendaraan yang aman

 

Gambar: Posisi pemasangan komponen sistem rem

B.     PRINSIP REM

Prinsip rem adalah merubah energi panas menjadi energi gerak. Umumnya, rem bekerja disebabkan oleh adanya sistem gabungan penekanan melawan sistem gerak putar. Efek pengereman (braking effect) diperoleh dari adanya gesekan yang ditimbulkan antara dua objek / benda.

                          Gambar : Prinsip kerja rem

C.    TIPE REM

Rem yang dipergunakan pada kendaraan bermotor dapat digolongkan menjadi beberapa tipe tergantung pada penggunaannya.

1.      Rem kaki (foot brake) digunakan untuk mengontrol kecepatan dan meng-hentikan kendaraan

2.      Rem parkir (parking brake) untuk memarkir kendaraan.

3.      Rem tambahan (auxiliary brake) untuk membantu rem kaki dan digunakan pada kendaraan besar

                                                                   Rem hidraulis

                               Rem kaki                                                         Rem roda       

                                                                   Rem pneumatis

                                                                                                       Center brake

Rem                      Rem parkir                  Rem mekanik

                                                                                                       Rem roda belakang

                               Rem tambahan            Exhaust brake

D.    REM KAKI

Rem kaki (foot brake) dikelompokkan menjadi dua tipe : rem hidraulis (hydraulic brake) dan rem pneumatis (pneumatis brake).

Rem hidraulis mempunyai keuntungan lebih respon (lebih cepat) dan konstruksi lebih sederhana, sedangkan rem pneumatis menggunakan kompre-sor yang menghasilkan udara bertekanan untuk menambah daya pengereman.

                                                                   Master silinder (master cylinder)

                   Mekanisme kerja                     Booster rem (brake booster)   

                                                                   Katup proporsi (proportioning valve)

Sistem

rem

                                                                   Tipe tromol (drum brake)

                   Mekanisme rem                                 

                                                                   Tipe piringan (disc brake)

 

E.     MEKANISME KERJA

Master Silinder

Bila pedal ditekan, master silinder akan menghasilkan tekanan hidraulis

Cara kerja pedal rem didasarkan pada prinsip tuas yang merubah tekanan pedal rem yang kecil menjadi besar

F2 = F1 x  A

             B                                                                                      

F1 :   Tenaga pedal (kg)

F2 :   Output push rod (kg)

A1 :   Jarak pedal ke fulcrum

A2 :   Jarak pushrod ke fulcrum

 

Berdasarkan hukum Pascal :

Tekanan pada zat cair akan dite-ruskan ke segala arah dengan tekanan yang sama besar.

a.       Tipe dan Konstruksi Master Silinde

Ada dua tipe master silinder :

Tunggal dan ganda (tandem)

Pada umumnya untuk sistem rem digunakan master silinder tipe ganda (tandem), yang mem-punyai keuntungan bila salah satu sistem tidak bekerja , tetapi sistem lain tetap berfungsi deng-an baik

Pada sistem penggerak roda belakang, piston no.1 untuk roda depan dan piston no.2 untuk roda belakang. Pada kendaraan penggerak roda depan, terdapat beban tambahan pada roda depan, untuk mengatasi hal ini digu-nakan diagonal split hydraulic system

 

Kendaraan penggerak roda belakang   Kendaraan penggerak roda depan

b.      Cara Kerja

-       Saat pedal rem tidak diinjak

Piston cup no. 1 & 2 terletak di antara inlet port dan compensa-ting port, sehingga terdapat salu-ran antara cylinder dan reservoir tank.

 

-       Saat pedal rem diinjak

Piston no. 1 bergerak ke kiri dan piston cup menutup compensa-ting port, sehingga menyebab-kan tekanan hidraulis dalam si-linder bertambah dan tekanan ini diteruskan ke wheel cylinder kembali ke reservoir.

 

-       Saat pedal rem dibebaskan

Piston kembali ke posisi semula oleh tekanan hidraulis dan te-gangan return spring, dan mi-nyak kembali ke reservoir.

 

c.       Outlet Check Valve

Pada beberapa master silinder terdapat outlet check valve yang berfungsi untuk mempertahan-kan tekanan sisa pada pipa rem (1 kg/cm²) untuk mencegah ter-lambatnya pengereman

 

1.      REM TROMOL (DRUM BRAKE)

Pada rem tromol, kekuatan tena-ga pengereman (self energizing action / effect) diperoleh dari se-patu rem yang diam menekan bagian dalam tromol yang ber-putar.

 

A.    KOMPONEN

Komponen rem tromol terdiri dari : backing plate, silinder roda (wheel cylinder), sepatu rem dan kanvas (brake shoe & lining), tromol rem (brake drum).

 

a.      Backing Plate

Backing plate terbuat dari baja press, karena sepatu rem terkait pada backing plate, maka aksi daya pengereman tertumpu pa-da backing plate

  

b.       Silinder Roda

Ada dua tipe silinder roda (wheel silinder): double piston dan single piston. Bila timbul tekanan hidraulis pada master silinder maka akan menggerak-kan piston cup, piston akan menekan ke arah sepatu rem, kemudian menekan tromol rem.

Apabila rem tidak bekerja, piston akan kembali ke posisi semula karena kekuatan pegas pembalik sepatu rem.

Bleeder plug berfungsi sebagai baut pembuangan udara yang terdapat pada sistem rem 

 

c.       Sepatu Rem dan Kanvas Rem

Sepatu rem terbuat dari plat baja Kanvas rem dipasang dengan cara dikeling atau dilem

Kanvas terbuat dari campuran fiber metalic, brass, lead, plastic dan sebagainya

Kanvas harus mempunyai koefi-sien gesek yang tinggi dan harus dapat menahan panas dan aus

d.      Tromol Rem

 

Tromol rem (brake drum) ter-buat dari besi tuang (gray cast iron)

Ketika kanvas menekan bagian dalam dari tromol akan terjadi gesekan yang menimbulkan pa-nas yang mencapai suhu 200 - 300°C

 

B.     TIPE REM TROMOL

a.      Tipe Leading Trailing

Pada tipe ini terdapat satu wheel silinder dengan dua piston yang akan mendorong bagian tas dari tromol rem. Leading shoe lebih cepat aus dari pada trailing shoe

 

b.      Tipe Two Leading

Tipe ini mempunyai dua wheel silinder yang masing-masing me-miliki satu piston.

 

·      Keuntungan :

Saat kendaraan maju kedua sepatu rem menjadi leading shoe sehingga daya penge-reman baik

·      Kerugian :

Saat kendaraan mundur ke-dua sepatu rem menjadi trailing shoe sehingga daya pengereman kurang baik

c.       Tipe Dual Two Leading

Tipe ini mempunyai 2 silinder ro-da (wheel cylinder), yang ma-sing-masing memiliki 2 buah piston, dan menghasilkan efek pengereman yang baik saat ken-daraan maju maupun mundur

 

d.      Tipe Uni-Servo

Tipe ini mempunyai 1 wheel cylinder dengan 1 piston.

 

 Keuntungan :

Saat kendaraan maju kedua sepatu rem menjadi leading shoe sehingga daya penge-reman baik

 Kerugian :

Saat kendaraan mundur kedua sepatu rem menjadi trailing shoe sehingga daya pengereman kurang baik

e.        Tipe Duo-Servo

Tipe ini merupakan penyempur-naan dari tipe uni-servo yang mempunyai 1 wheel cylinder dengan 2 piston.

Gaya pengereman tetap baik tanpa terpengaruh oleh gerakan kendaraan.

 

C.       CELAH SEPATU REM

Celah yang tidak tepat dapat menyebabkan :

·         Celah sepatu rem terlalu besar akan menyebabkan kelambatan pada pe-ngereman.

·         Celah sepatu rem terlalu kecil, rem akan terseret dan menyebabkan keausan pada tromol dan kanvas

·         Celah sepatu rem tidak sama akan menyebabkan kendaraan tertarik ke satu arah

Oleh karena itu dibutuhkan mekanisme penyetel otomatis celah sepatu rem.

Penyetelan Otomatis Celah Sepatu Rem

 Cara Kerja

Saat rem parkir bekerja, maka tuas tertarik ke kiri. Pada saat yang bersamaan, tuas penyetel berputar searah jarum jam me-ngelilimgi pin tempat sepatu rem terpasang, memutarkan adjust-ing screw. 

 

a.  Celah Sepatu Rem Lebih Besar dari Standar

Saat tuas rem parkir ditarik, maka adjusting lever akan bergerak jauh melebihi jarak gigi berikut dari adjusting screw. Saat tuas rem parkir dibe-baskan, adjusting lever akan turun dan memutar adjusting screw sehingga menyetel celah.

 

b. Celah Sepatu Rem Standar

Saat rem parkir ditarik, adjusting lever hanya bergerak sedikit (tidak melebihi gigi berikut pada adjusting wheel). Celah sepatu rem tetap (tidak berubah).

 

2.      REM CAKRAM (DISC BRAKE)

Rem cakram (disc brake) terdiri dari cakram (disc rotor) yang terbuat dari besi tuang yang berputar dengan roda, dan disc pad yang berfungsi untuk men-dorong dan menjepit cakram

Daya pengereman dihasilkan ka-rena gesekan antara disc pad dan disc rotor

Keuntungan :

·   Radiasi panas baik

·   Bila terkena air lebih cepat kering

·   Konstruksi sederhana

·   Mudah dalam perawatan serta penggantian pad

Kerugian :

·      Self energizing effect kecil

·      Membutuhkan tekanan hidraulis yang besar

·      Pad lebih cepat aus

A.    KOMPONEN-KOMPONEN

                                                       Piringan (disc rotor)

Komponen utama                           Caliper*

                                                       Pad rem (disc pad)

* Caliper akan dijelaskan pada “Jenis-jenis Caliper”

 a.      Piringan (Disc Rotor)

Disc rotor terbuat dari besi tuang dalam bentuk solid (biasa) dan berlubang-lubang untuk ventilasi

Tipe ventilasi digunakan untuk menjamin pendinginan yang baik untuk mencegah fading (koefisien gesek berkurang). 

 

      TIPE SOLID            TIPE VENTILASI      TIPE SOLID DENGAN TROMOL        

b.      Pad Rem

Pad (disc pad) terbuat dari campuran metallic fiber dan serbuk besi, yang disebut semi-metallic disc pad

Pada pad diberi celah untuk menunjukkan tebal batas pad yang diijinkan (mempermudah pemeriksaan)

Pada beberapa pad terdapat anti-squel shim yang berfungsi untuk mence-gah bunyi saat pengereman, dan pad wear indicator untuk menginformasi-kan keausan pad yang sudah tipis.

 

B.     JENIS-JENIS CALIPER

a.      Tipe Fixed Caliper (Double Piston)

Pada tipe ini daya pengereman didapat bila pad ditekan piston secara hidraulis pada kedua sisi disc.

 

b.      Tipe Floating Caliper

·   Cara Kerja

Pada tipe ini hanya terdapat satu piston. Tekanan hidraulis dari master cylinder mendorong piston (A) dan selanjutnya menekan disc. Pada saat yang sama tekanan hidraulis menekan sisi pad (B) menyebabkan caliper bergerak ke kanan dan menjepit cakram dan terjadilah pengereman

C.    PENYETELAN OTOMATIS CELAH  ROTOR DENGAN PAD

Bila pad menjadi aus, maka celah antara rotor dan pad bertambah dan memerlukan langkah yang lebih besar. Oleh karena itu dibutuhkan suatu mekanisme penyetelan celah otomatis yaitu piston seal type adjusting mechanism

  

Cara Kerja

1.      Celah Normal (Keausan Pad Tidak Ada)

Bila rem dioperasikan ,maka piston seal membentuk elastis seperti pada gambar. Bila pedal rem dilepas, piston seal akan kembali ke bentuk semula, dan menarik piston kembali. Besarnya deformasi (amount of deformation) seal adalah celah pad.

2.      Celah Terlalu Besar (Pad Aus)

Saat pad aus, bila rem dioperasikan maka gerakan piston akan lebih jauh, tetapi besarnya deformasi seal tetap. Bila pedal rem dilepaskan, maka piston kembali dengan jarak yang sama besar dengan deformasi seal, dan celah sepatu rem telah distel. 

 

·                            Saat piston ditekan keluar

 

·                            Saat tekanan dibebaskan

  

3.      REM PARKIR

Rem parkir (parking brake) terutama digunakan untuk memarkir kendaraan

Rem parkir terbagi menjadi dua tipe : tipe roda belakang dan tipe center brake

Kendaraan penumpang menggunakan tipe roda belakang, dan kendaraan truk atau niaga menggunakan tipe center brake

 

Cara kerja :

Mekanisme kerja (operating mechanism) pada dasarnya sama untuk tipe rem parkir roda belakang dan tipe center brake. Tuas rem parkir ditempatkan ber-dekatan dengan tempat duduk pengemudi. Dengan menarik tuas rem parkir, maka rem bekerja melalui parking brake cable, intermediate lever, pull rod, equalizer, parking brake cable kiri dan kanan. Di bawah ini beberapa tipe tuas yang digunakan tergantung pada design tempat duduk pengemudi dan sistem kerja yang dikehendaki.

 

Tuas rem parkir dilengkapi dengan rachet untuk mengatur tuas pada suatu posisi pengetesan

Pada beberapa tuas rem parkir mur penyetelannya dekat dengan tuas rem un-tuk memudahkan penyetelan. Kabel rem parkir memindahkan gerakan tuas ke tromol rem sub-assembly. Pada rem parkir roda belakang, dibagian tengah kabel diberi equalizer untuk menyamakan daya kerja pada roda kiri dan kanan

Tuas intermediate (intermediate lever) dipasang untuk menambah daya pengoperasian

A.    BODI REM PARKIR

a.      Rem Parkir Tipe Roda Belakang

Bodi rem parkir dikelompokan menjadi dua tipe struktural bergantung pa-da pada andilnya tromol rem atau piringan rem (menjadi satu) atau kom-ponen rem yang terpisah

                                                                                    Tipe rem parkir sharing

                        Klasifikasi struktural

                                                                                    Tipe rem parkir devoted 

b.      Tipe Rem Parkir Sharing

Tipe rem ini digabungkan dengan rem kaki Hubungannya dilakukan secara mekanik dengan sepatu rem atau pad rem

1.      Kendaraan dengan Tromol Rem

Pada tipe rem parkir ini, sepatu rem akan mengembang oleh brake shoe lever dan shoe strut.

2.      Kendaraan dengan Rem Piringan

Dalam tipe rem parkir ini, meka-nisme rem parkir disatukan da-lam caliper rem

Gerakan tuas menyebabkan le-ver shaft berputar menyebabkan spindle menggerakkan piston dan piston mendorong pad men-jepit disc.

c.       Tipe Rem Parkir Devoted

Pada tipe rem parkir ini, tromol rem terpisah dari disc brake be-lakang

Cara kerjanya sama dengan tipe rem parkir seperti pada tromol rem.

d.      Rem Parkir Tipe Center Brake

Tipe ini banyak digunakan pada kendaraan komersil (niaga)

Tipe ini salah satu dari tipe rem tromol tetapi dipasang antara ba-gian belakang transmisi dan ba-gian depan propeller shaft

Pada rem parkir tipe ini daya pe-ngeremannya terjadi saat sepatu rem yang diam menekan bagian dalam tromol yang berputar ber-sama out put shaft transmisi

Cara kerjanya sama dengan tipe rem parkir seperti pada tromol rem.

 

4.      BOOSTER REM

Booster berfungsi untuk melipat gandakan (2 sampai 4 kali) daya penekanan pedal, sehingga daya pengereman yang lebih besar dapat diperoleh

Contoh :

Bila pedal rem ditekan dengan gaya 40 kg, gaya ini diperbesar oleh tuas pedal menjadi 200 kg untuk menekan booster. Misalkan besarnya vakum pada booster adalah 500 mm.Hg, gaya output yang dihasilkan adalah 410 kg

 

a.      Prinsip keja

Bila vakum bekerja pada kedua sisi piston, maka piston akan terdorong ke ka-nan oleh pegas. Bila tekanan atmosfir masuk ke ruang A, maka piston bergerak ke kiri menekan pegas karena adanya perbedaan tekanan, menyebabkan batang piston menekan piston master silinder.   

b.      Konstruksi

1.      Bagian dalam booster dihubungkan dengan pompa vakum (diesel) atau intake manifold (bensin) melalui check valve

2.   Check valve berfungsi sebagai katup satu arah yang hanya memungkinkan udara mengalir dari booster ke mesin

3.   Ruang booster terbagi menjadi dua bagian oleh diapragm yaitu constant pressure chamber dan variable pressure chamber

4.   Pada control valve mechanism terdapat air valve dan vacum valve

5.   Valve operating rod dihubungkan ke pedal rem

c.       Cara Kerja

Ketika Pedal Rem Belum Ditekan

Air valve tertarik ke kanan oleh air valve return spring bertemu dengan control valve sehingga tertutup, dan udara luar tidak bi-sa masuk ke variable pressure chamber. Vacum valve terbuka menyebabkan terjadinya keva-kuman pada constant dan vari-able pressure chamber. Piston terdorong ke kanan oleh pegas diapragma.

 

Ketika Pedal Rem Ditekan

valve operating rod mendorong air valve dan control valve, me-nyebabkan vacum valve tertutup dan air valve terbuka. Hal ini me-nyebabkan udara luar masuk ke variable pressure chamber. Per-bedaan tekanan antara variable dan constant pressure chamber menyebabkan piston bergerak ke kiri. 

 

5. KATUP PENYEIMBANG

Kendaraan yang mesinnya terle-tak di depan, bagian depannya lebih berat dibandingkan dengan bagian belakangnya. Bila kenda-raan direm, akan menyebabkan beban ban depan bertambah dan beban ban belakang berku-rang

Bila daya cengkeram pengerem-annya berlaku sama pada ke em-pat rodanya, maka roda bela-kang yang memiliki beban lebih kecil cenderung akan mengunci lebih dulu sehingga menyebab-kan ngepot (skid)

Dengan alasan tersebut, diperlu-kan proportioning valve yang berfungsi untuk mengurangi te-kanan hidraulis untuk wheel cylinder roda belakang, sehing-ga mencegah terjadinya ngepot.

Proportioning valve ditempatkan pada brake pipe belakang
 

1.  JENIS-JENIS PROPORTIONING VALVE

2.  PRINSIP KERJA

Tekanan Master Cylinder Tidak Ada

Piston terdorong ke kanan oleh pegas, katup C terbuka

Tekanan Master Cylinder Rendah

Tekanan hidraulis dari master silinder diteruskan dari ruang A ke ruang B melalui katup C. Tekanan di ruang A dan B menjadi sama.

Tetapi luas permukaan piston di ruang B lebih besar dari pada ruang A, menyebabkan piston bergerak ke kiri. Gerakan ini berlawanan dengan pegas yang mendorong piston dan menyetop gerakan piston bila mencapai titik dimana daya pegas seimbang dengan tekanan hidraulis

Tekanan Master Cylinder Tinggi

Piston makin bergerak ke kiri sampai katup C menutup.

Pada saat ini terjadi split point (titik a pada grafik)

Bila tekanan hidraulis di dalam ruang A dinaikkan lagi, piston bergerak ke kanan dan membuka katup C. Karena tekanan di ruang B bertambah, piston bergerak ke kiri karena perbedaan luas penampang dan menutup katup C

Proses ini terjadi secara berulang untuk mengatur tekanan yang bekerja di wheel cylinder belakang 

 

3. CARA KERJA PROPORTIONING VALVE

 

Tekanan Master Silinder Rendah

Piston terdorong ke kanan oleh pegas. Minyak rem mengalir dari master silinder melalui celah an-tara cylinder cup dan piston ke wheel cylinder belakang.

  

Tekanan Master Silinder Tinggi

Tekanan minyak mendorong pis-ton ke kiri melawan tegangan pe-gas, menyebabkan piston menu-tup cylinder cup. Piston terus bergerak ke kiri menyebabkan volume di sebelah kanan cylin-der cup bertambah dan tekanan wheel cylinder belakang berkurang.

 

4. CARA KERJA BLEND PROPORTIONING VALVE

 a. Tekanan Master Cylinder Rendah

Cara kerja saat tekanan master cylinder rendah pada blend proportioning valve sama dengan cara kerja saat tekanan master cylinder rendah pada proportioning valve

b.Tekanan Master Cylinder Sedang

Cara kerja saat tekanan master cylinder sedang pada blend proportioning valve sama dengan cara kerja saat tekanan master cylinder tinggi pada proportioning valve

c. Tekanan Master Cylinder Tinggi

Saat tekanan master cylinder tinggi, by pass valve (II) bekerja, dimana tekanan minyak rem mendorong piston (1) melawan tegangan pegas. Seal tidak menutup saluran(4), sehingga tekanan hidraulis di master cylinder sama dengan wheel cylinder

Pada blend proportioning valve terda-pat dua split point

Tekanan master silinder

6. SISTEM REM ANTI LOCK (ANTI LOCK BRAKE SYSTEM)

Rem anti-lock ini berfungsi untuk mengerem kendaraan dengan cara tidak langsung mengunci (rem-tidak-rem-tidak-dan seterusnya)

a. KOMPONEN-KOMPONEN DAN FUNGSI

1.   Speed Sensor Depan : mendeteksi kecepatan roda pada masing-masing roda depan.

2.  Speed Sensor Belakang : mendeteksi kecepatan roda pada masing-masing roda depan.

3.  Switch Lampu Rem : mendeteksi tanda pengereman dan mengirimkan signal ke ABS computer.

4.  Anti-Lock Warning Light : lampu menyala sebagai peringatan bahwa pada ABS ada yang tidak berfungsi.

5.  ABS Actuator : mengontrol tekanan minyak rem pada masing-masing wheel cylinder dengan signal dari ABS computer.

6. ABS Computer : dengan signal-signal dari masing-masing speed sensor komputer menghitung jumlah akselerasi dan deselerasi, dan mengirim signal ke ABS actuator.