sistem power stering

Pengertian Sistem Power Steering

img by schaeffler.com

Sistem power steering bisa diartikan seperti namanya, power yang berarti tenaga, dan steering yang berarti pengemudian. Bisa diartikan kalau sistem power steering adalah sebuah sistem tambahan yang digunakan untuk menambah tenaga pengemudian.

Dengan adanya sistem power steering, maka untuk menggerakan roda depan truk yang jelas-jelas memiliki beban cukup besar bisa dilakukan dengan mudah.

Fungsi power steering itu ada beberapa antara lain ;

• Meringankan beban pengemudian
• Menstabilkan steer saat kecepatan tinggi
• Pada beberapa tipe, power steering juga bisa secara otomatis menggerakan steer tanpa manusia membelokan steer.

Namun, sistem power steering ini hanya diaplikasikan pada kendaraan roda empat atau lebih, sementara pada motor tidak da mekanisme power steering. Alasannya, tidak lain karena mobil mempunyai bobot besar ditambah, tapak ban depan itu lebar yang membuat gaya geseknya besar sehingga berat kalau harus dibelokan.

B. Prinsip Kerja Sistem Power Steering

Sistem power steering bekerja dengan memberikan assist atau kekuatan tambahan pada steering rack yang langsung menggerakan roda depan kendaraan. Disini, pengemudi akan membelokan kemudi lalu dari kemudi akan ada mekanisme steering system sampai ke rack.

Pada rack, terdapat lagi mekanisme power assist yang memberi tenaga lebih pada rack steer saat bergerak. Sehingga, pengemudi akan terasa lebih ringan saat memutar roda kemudi.

Mekanisme steering assist

Umumnya, mekanisme penambah tenaga ini berupa sistem hidrolik. Dimana ada sebuah komponen bernama pompa hidrolik yang memompa fluida. Fluida yang diberi tekanan oleh pompa, memiliki energi tekan. Dan energi tekan ini akan dihubungkan ke steering rack agar dapat meringankan beban steer.

Mekanisme lain yang mulai marak dipakai menggunakan bantuan motor listrik. Sebuah motor diletakan pada rack steer, dan motor ini mampu berputar ke kiri ataupun sebaliknya tergantung arah belok steer.

Lalu bagaimana steering assist itu dapat bekerja ?

Kalau hidrolik steering assist itu menggunakan pompa hidrolik yang digerakan oleh mesin, sementara arah tenaganya diatur menggunakan serangkaian katup yang terletak pada steering pinion. Pada tipe motor listrik, menggunakan bantuan tenaga listrik dimana arah putaran rotor itu didapat dari steering angle sensor yang terdapat pada roda kemudi.

C. Jenis-Jenis Sistem Power Steering

Advertisement 

Dalam perkembangannya, ada beberapa tipe sistem power steering yakni ;

1. Integral hydraulic power steering

img by autonovosti.com

Tipe pertama lebih familiar disebut dengan tipe recirculating ball. Anda bisa menemukan tipe steering ini pada kendaraan berbobot besar seperti bus dan truk. Ciri khas steering tipe ini, ada pada mekanisme penggerak kemudi. Dimana sistem ini tidak menggunakan rack steer melainkan menggunakan serangkaian gear box.

Dengan adanya gear box ini, maka putaran putaran roda kemudi akan mengalami pengubahan momentum, oleh sebab itu untuk membelokan bus, supir bus bisa memutar roda kemudi hingga beberapa kali putaran. Dinamakan integral karena mekanisme penambahan tenaga terjadi secara langsung didalam gear box.

2. Rack and Pinion hydraulic power steering

Sementara pada tipe kedua, menggunakan rack gear dan pinion gear. Rack steer adalah batang memanjang yang memiliki roda bergerigi, sementara pinion gear adalah roda gigi yang berkaitan dengan rack gear. Pinion ini tersambung dengan roda kemudi, sehingga putaran roda kemudi sama dengan putaran pinion gear.

Sementara mekanisme penambahan tenaga, terletak terpisah (tidak didalam perkaitan antara rack gear dan pinion gear). Tepatnya ada pada sisi samping dari rack gear yang memiliki piston untuk menangkap energi tekan dari fluida.

 Lebih lengkap Cara kerja sistem power steering rack and pinion

3. EPS (Electronic Power Steering)

EPS adalah terobosan baru dalam power steering system, tipe ini tidak memiliki pompa power steering yang terkadang memberatkan mesin. Tipe ini menggunakan motor listrik yang langsung terhubung ke rack gear.

Dan untuk mengatur berapa RPM putaran motor dan kemana arahnya, ada serangkaian perhitungan yang dilakukan Power steering control module. Module ini menggunakan data dari beberapa sensor yang dipasang, seperti sensor sudut arah kemudi, sensor pendeteksi kecepatan putaran kemudi, sementara sensor kecepatan kendaraan.

Tipe ini memiliki kelebihan pada sektor efisiensi tenaga dan EPS lebih aman digunakan saat kecepatan tinggi karena motor listrik tidak akan berputar saat kecepatan mobil tinggi. Ini akan membuat steer lebih berat sehingga stabil di kecepatan tinggi.

Sistem EFI - Pada mesin bensin, bahan bakar akan dicampurkan terlebih dahulu sebelum udara masuk ke silinder pada langkah hisap. Untuk melakukan proses ini kita mengenal komponen bernama karburator. Fungsi karburator adalah untuk menuangkan bahan bakar sesuai dengan pembukaan katup gas.

Namun karburator ternyata tidak efektif dalam mencampur bahan bakar karena ketidak akuratan yang dimiliki. Sehingga menimbulkan missfire dan emisi yang buruk. Untuk mengatasi hal itu, para enginer otomotif membuat sebuah sistem yang dapat mencampurkan bahan bakar dengan volume yang akurat.

Sistem ini dinamakan EFI, sistem EFI memanfaatkan rangkaian elektronika itulah mengapa sistem ini dinamakan Electronic Fuel Injection (EFI). EFI akan menggantikan fungsi niple jet pada karburator dengan unit injector yang terletak di intake manifold. Apakah EFI masih menggunakan karburator ? EFI masih menggunakan karburator, namun fungsinya bukan lagi pencampur bahan bakar, melainkan untuk throtle body yang akan mengatur RPM mesin. Sementara untuk cara kerja Sistem EFI tentu berbeda dengan karburator.

Perbedaan sistem EFI dan Karburator 

Dilihat dari bentuk fisik dan performa, tentu kedua sistem ini memiliki perbedaan. Perbedaan itu antara lain,

1. Cara kerja

Pertama, perbedaan terletak pada cara kerja kedua sistem ini. Karburator masih menggunakan prinsip mekanikal dan perbedaan tekanan sedangkan EFI sudah mengusung perhitungan logic.

2. Bentuk

Sementara dari bentuknya, akan terlihat perbedaan cukup jelas. EFI memiliki komponen yang lebih singkat namun memiliki rangkaian yang rumit. Sementara karburator memiliki komponen yang mudah dipahami.

Komponen Sistem EFI

Secara umum, komponen EFI masuk dalam sistem bahan bakar seperti pada umumnya. Namun ada perbedaan di area kontrol dan aktuator. Untuk lebih jelas simak nama komponen sistem EFI berikut;

1. Tanki bahan bakar

Pertama, terdapat komponen yang fungsinya untuk menampung bahan bakar yang akan dijadikan sumber tenaga. Baik mesin bensin atau diesel komponen ini wajib ada.

2. Pompa bahan bakar

Pompa bahan bakar berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar dari tanki BBM ke sistem EFI. Selain itu, pompa BBM juga berfungsi untuk membangkitkan tekanan didalam sistem EFI sehingga bahan-bakar dapat terinjeksi ke dalam intake.

Pompa pada sistem EFI, menggunakan motor sebagai penggerak utama dan komponen ini biasanya diletakan terendam didalam tanki bahan bakar. Apakah tidak terbakar saat terjadi percikan arus di pompa elektronik tersebut ? pompa ini terendam didalam tanki sehingga saat terdapat percikan api didalam rendaman bahan bakar tidak akan terbakar karena didalam rendaman bahan bakar tidak terdapat oksigen. Sementara untuk terjadi ledakan atau pembakaran, perlu bahan-bakar, oksigen, dan pemicu.

3. Relief valve/Pressure Regulator

Komponen ini berfungsi sebagai katup yang akan mengembalikan bahan bakar dari sistem EFI ke tanki. Relief valve akan terbuka saat tekanan maksimal sistem bahan bakar tercapai. Sehingga akan menghindari terjadinya over pressure.

4. Fuel Pipe

Fuel pipe berfungsi sebagai selang tempat untuk menyalurkan bahan bakar dari tanki ke rangkaian EFI. Fuel pipe ini berbahan plastik dan bersifat getas. Sehingga akan tahan terhadap benturan ringan namun dapat pecah ketika dibengkokan.

5. Fuel Filter

Komponen selanjutnya, dinamai fuel filter karena komponen ini akan menyaring bahan bakar dari debu dan partikel kotoran yang ikut terbawa ke dalam sistem. Fuel filter pada EFI, harus memiliki kemampuan yang cukup baik. Karena jika terdapat kotoran masuk ke rangkaian EFI, akan menyumbat injector dan sistem kerja mesin akan terganggu.

Untuk itu, terdapat dua macam filter pada sistem EFI. Saringan kasar terletak menyatu dengan pompa bahan bakar. Komponen ini akan menyaring bahan bakar dari kotoran dan partikel berukuran besar. Saringan kasar tidak perlu dilakukan penggantian sebab saringan ini berbahan baja yang awet.

Saringan kedua terletak didalam line bahan bakar yang akan menuju rangkaian EFI. Saringan kedua bersifat lebih halus karena akan menyaring kotoran berukuran nano dan menyaring air yang terbawa didalam bahan bakar.

6. Delivery Pipe

Delivery pipe adalah komponen EFI yang berbentuk seperti pipa yang terletak diatas injector. Komponen ini akan menampung bahan bakar dari tanki yang dikirimkan melalui fuel pipe. Bahan-bakar didalam delivery pipe memiliki tekanan tertentu dan saat injector terbuka maka bahan bakar akan keluar akibat tekanan tersebut.

7. Sensor

Sistem EFI tidak dapat terlepas dari komponen elektronika. Salah satu komponen elektronika dalam sistem EFI adalah sensor. Secara umum, sensor berfungsi untuk mendeteksi suatu kondisi atau keadaan. Beberapa sensor yang ada pada mesin EFI yaitu

IAT

Sensor ini terletak setelah saringan udara, fungsinya untuk mendeteksi suhu udara yang masuk ke intake manifold.

MAF

MAF juga terletak setelah saringan udara, sensor ini berfungsi untuk menghitung masa udara yang masuk ke intake berdasarkan aliran udara.

MAPS

MAPS (Manifold Absolute Pressure Sensor) berfungsi untuk mendeteksi tingkat kevakuman di intake manifold setelah throtle body.

ECT

ECT (Engine Coolant Temperature) berfungsi untuk mendeteksi temperature air pendingin pada mesin.

CKP dan CMP

CKP dan CMP merupakan signal sensor yanng berfungsi untuk mendeteksi RPM mesin dan mendeteksi posisi TOP silinder 1.

TPS

Throtle Position Sensor (TPS) berfungsi untuk mendeteksi posisi sudut pembukaan katup gas, yang akan dijadikan patokan untuk menentukan bahan bakar yang diinjeksikan berdasarkan RPM yang diinginkan.

O2S

O2 sensor atau oksigen sensor berfungsi untuk mengukur kadar oksigen pada gas buang mesin. Kadar oksigen ini akan menunjukan tingkat emisi yang dihasilkan mesin.

Knock Sensor

Knock sensor berfungsi untuk mendeteksi ketukan atau knocking yang terjadi pada mesin. Knocking terjadi karena pembakaran yang tidak sempurna pada mesin.

Untuk mengenal selengkapnya tentang sensor, bisa membaca Kumpulan Sensor pada mesin serta penjelasan.

8. ECM (Engine Control Module)

ECM adalah pusat pengendalian elektronik pada sistem kelistrikan mesin. ECM akan mengendalikan berbagai rangkaian elektrical mesin dari mulai sistem pengapian, sistem pendingin, dan sistem EFI. ECM disusun dari berbagai rangkaian IC yang dapat melakukan perhitungan secara logic. ECM menerima signal dan memberi perintah menggunakan besaran tegangan.

9. Actuator

Actuator berfungsi untuk mengekekusi perintah dari ECM. Actuator pada sistem EFI meliputi injector dan ISC.

Injector

Injector adalah komponen aktuator yang berfungsi untuk menyemprotkan bahan bakar kedalam intake manifold. Injector menggunakan rangkaian solenoid untuk membuka dan menutup noozle. Sehingga fungsi injector sebenarnya hanya membuka noozle untuk mengeluarkan bahan bakar kedalam intake manifold. Sementara untuk mengatur lama pembukaan dan timing pembukaan diatur oleh ECM.

ISC

ISC (Idle Speed Control) adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengatur kecepatan idle mesin dengan mengatur suplai udara di idle port pada throtle body

Cara kerja Sistem EFI

Cara kerja EFi cukup sederhana. Bahan bakar dipompa melalui pompa bahan bakar dari tanki menuju delivery valve. Kemudian, ECM akan membuka injector sehingga bahan bakar dapat keluar dari lubang noozle. Secara rinci, cara kerja sistem EFI meliputi ;

1. Saat Kunci Kontak "on"

Saat kunci kontak berada pada posisi "ON", sistem elektrikal pada mobil akan aktif melalui terhubungnya main relay. Saat ini, ECM akan mengaktifkan fuel pump sehingga saat kunci kontak on, pompa bahan bakar menyala.

Namun, pompa bahan bakar akan menyala dalam selang waktu tertentu. Tujuannya, untuk membangkitkan tekanan bahan bakar didalam rangkaian sistem EFI mencapai 315 -  340 KPa.

Pompa akan otomatis mati saat jelang waktu tertentu. ECM akan mengatur pompa agar dapat mati di sela waktu tertentu. Biasanya digunakan komponen semi konduktor seperti condenser didalam ECM untuk mengatur hal ini.

Bahan bakar mengalir dari tanki ke delivery pipe sampai tekanan bahan bakar maksimal tercapai. Saat tekanan bahan bakar maksimal tercapai, pressure regulator selaku penjaga tekanan bahan bakar akan membuka saluran return feed. Yang akan mengembalikan bahan bakar kembali ke tanki.

2. Saat Engine Start dan Run

Saat kunci kontak diputar pada posisi START, motor starter akan memutar flywheel dan mengakibatkan engine berputar atau cranking. Sehingga sensor-sensor yang terkait dengan sistem EFI akan bekerja untuk mendeteksi keadaan masing-masing.

Sensor CKP dan CMP akan menginformasikan ke ECM bahwa mesin sedang berputar. Sehingga ECM akan memberi tegangan ke pompa bahan bakar agar tetap hidup selama mesin berputar.

Bahan-bakar kembali dipompa dari tanki menuju delivery pipe sehingga didalam sistem bahan bakar timbul tekanan mencapai 315-340 KPa.

ECM akan memberikan tegangan ke tiap injector dengan waktu sesuai dengan perhitungan ECM sesuai dengan berbagai informasi yang masuk kedalam ECM.

Sehingga, bahan bakar dapat keluar dari lubang injector karena didalam delivery pipe, bahan bakar tersebut memiliki tekanan.

Sensor seperti MAF, IAT, MAP, O2, TPS, akan menjadi acuan ECM dalam menentukan banyaknya bahan bakar yang akan diinjeksikan kedalam intake manifold.

Untuk mengatur jumlah bahan bakar yang akan diinjeksikan, ECM menggunakan pengaturan waktu pembukaan injector. Misal saat injector membuka selama 0,5 detik, maka bahan bakar yang diinjeksikan sedikit. Namun saat injector membuka lebih lama misal 1,0 detik, otomatis bahan bakar yang diinjeksikan juga lebih lama.

3. Pengaturan kecepatan idle

Pada sistem karburator, kita mengenal sekrup ISAS dan IMAS untuk mengatur RPM idle mesin. Di sistem EFI, hal itu sudah tidak diperlukan, karena sistem EFI menggunakan komponen ISC(idle speed control),  atau disebut juga IAC (Idle Actuator Control)

ISC bekerja secara otomatis yang dikendalikan oleh ECM. ISC berfungsi sebagai katup yang akan mengatur aliran udara melalui idle port pada throtle body. ISC terdapat pada sistem EFI yang masih menggunakan katup gas pengendali manual atau kawat.

Pada sistem DBW (Drive by wire), komponen ISC tidaj diperlukan. Karena ECM akan mengatur idle speed dari katup gas langsung, dengan kata lain sistem DBW tidak memiliki idle port. Untuk lebih jelas, simak cara kerja sistem Drive-by-wire.

Keuntungan Sistem EFI

Mesin lebih halus, karena campuran bahan-bakar diatur secara logic oleh ECM sehingga mencapai campuran ideal di tiap RPM.

Lebih irit, ECM akan mencegah pemakaian bahan bakar yang berlebih selain itu, sistem EFI lebih tertutup sehingga kerugian bahan bakar akan ditekan.

Lebih ramah lingkungan, sistem EFI menyebabkan pembakaran pada mesin menjadi lebih sempurna. Sehingga gas buang yang dihasilkan juga lebih ramah linkungan.

Tenaga lebih terasa, sistem EFI memiliki berbagai macam sensor yang akan mendeteksi kondisi mesin di berbagai RPM, sehingga perhitungan ECM akurat yang menyebabkan tenaga mesin maksimal.

Kelemahan Sistem EFI

Lebih sensitif, komponen EFI menggunakan rangkaian elektronika. Komponen seperti sensor lebih sensitif terhadap kondisi tertentu. Sehingga bisa berpengaruh pada sistem EFI.

Bisa masuk angin, masuk angin terjadi saat terdapat gelembung udara didalam sistem EFI. Gelembung ini bisa masuk saat bahan bakar kosong atau penggantian filter. Sehingga mesin akan susah start.

Perawatan Ekstra, berbeda dengan karburator yang memiliki komponen yang mudah dipahami. Sistem EFI lebih rumit sehingga perlu perawatan dari teknisi ahli yang menguasai sistem EFI.