BAB II LANDASAN TEORI II.1 Pengertian Sistem Rem Rem adalah suatu peranti untuk memperlambat atau menghentikan gerakan roda. Karena gerak roda diperlambat, secara otomatis gerak kendaraan menjadi lambat. Energi kinetik yang hilang dari benda yang bergerak ini biasanya diubah menjadi panas karena gesekan. Pada rem regeneratif, sebagian energi ini juga dapat dipulihkan dan disimpan dalam rodagila ( flywheel ), kapasitor, atau diubah menjadi arus bolak balik oleh suatu alternator, selanjutnya dilalukan melalui suatu penyearah (rectifier ) dan disimpan dalam baterai untuk penggunaan lain. Sistem pengereman sepeda motor, adalah suatu mekanisme yang digunakan untuk menurunkan laju sepeda motor atau memberhentikan laju sepeda motor secara praktis menggunakan pedal atau tuas. Umumnya, sistem rem sepeda motor diaktifkan melalui sebuah tuas rem yang terketal pada kemudi motor. Namun, pada jenis motor tertentu seperti motor bebek dan motor sport juga menggunakan pedal untuk mengaktifkan rem belakang. secara umum system rem adalah suatu sistem yang bekerja untuk memperlambat atau menghentikan suatu perputaran, misalkan perputaran roda kendaraan. Prinsip kerja sistem rem kendaraan adalah mengubah tenaga kinetik menjadi panas dengan cara menggesekan dua buah logam pada benda yang berputar sehingga putarannya akan melambat, dengan demikian laju perputaran roda kendaraan menjadi pelan atau berhenti dikarenakan adanya kerja rem Sistem rem pada kendaraan merupakan suatu komponen penting sebagai keamanan dalam berkendara, tidak berfungsinya rem dapat menimbulkan bahaya dan keamanan berkendara jadi terganggu.Oleh sebab itu komponen rem yang bergesekan ini harus tahan terhadap gesekan (tidak mudah aus), tahan panas dan tidak mudah berubah bentuk pada saat bekerja dalam suhu tinggi. Rem adalah elemen penting pada sebuah kendaraan yang berfungsi untuk mengurangi dan atau menghentikan laju kendaraan. Sejalan dengan pengembangan mesin penggeraknya, saat ini kendaraan dapat bergerak sangat cepat sehingga memerperlukan rem yang juga makin baik. Pada tahun 1902 Louis Renault menemukan rem jenis drum yang bekerja dengan sistim gesek untuk kendaraan. Peralatan utama rem gesek ini terdiri dari drum dan penggesek. Drum dipasang pada sumbu roda, sedang penggesek pada bagian bodi kendaraan dan didudukkan pada mekanisme yang dapat menekan drum. Ketika kedaraan bergerak, maka drum berputar sesuai putaran roda. Pengereman dilakukan dengan cara menekan penggesek pada permukaan drum 4 sehingga terjadi pengurangan energi kinetik (kecepatan) yang diubah menjadi energi panas pada bidang yang bergesekan/Hingga saat ini, rem utama kendaraan yang dikembangkan masih menggunakan sistim gesek sebagimana ditemukan pertama kali. Pengembangan dilakukan pada mekanisme untuk meningkatkan gaya dan mode penekanan serta sifat material permukaan gesek yang tahan terhadap tekanan dan temperatur tinggi. Pada umumnya bahan material gesek yang digunakan adalah jenis asbestos atau logam hasil sinter dengan bahan induk besi atau tembaga. Koefisien gesek asbestos lebih baik tetapi kurang tahan terhadap tekanan. Sebaliknya logam sinter koefisien geseknya lebih kecil tetapi tahan terhadap tekanan dan temperatur tinggi. II.2 Macam-Macam Rem Pada Sepeda Motor a. Rem Tromol Sepeda Motor modern kebanyakan telah menerapkan piranti yang satu ini. Biasanya piranti seperti ini dapat ditemukan pada roda kendaraan baru sehingga dalam setiap penggunaannya menjadi maksimal dan terarah memiliki bidang lebih besar. Sistem rem tromol banyak digunakan pada kendaraan berukuran besar maupun kecil seperti bus dan truk. Selain mobil, rem tromol juga sering diaplikasikan pada rem belakang sepeda motor dan tetapi ada juga pada rem depan sepeda motor taun tua. Rem Drum atau Rem tromol Tromol rem (brake drum) pada umumnya dibuat dari besi tuang (cast iron). Tromol rem ini dipasangkan hanya diberi sedikit renggang dengan sepatu rem dan tromol yang berputar bersama roda. Bila rem ditekan maka firodo rem akan menekan terhadap permukaan dalam tromol, mengakibatkan terjadinya gesekan dan menimbulkan panas pada tromol tinggi 200 -300 C. karena itu, untuk mencegah tromol ini terlalu panas ada semacam tromol yang disekeliling bagian luarnya di beri sirif, dan ada pula yang dibuat dari paduan aluminium yang mempunyai daya hantar panas yang tinggi Kelebihan Rem Tromol : Rem tromol digunakan untuk kendaraan yang memerlukan kerja ekstra dalam pengereman contoh : kendaraan operasional seperti bis, truk, minibus, dan sebagainya. Jadi rem tromol dapat digunakan pada beban angkut yang berat (heavy duty) dengan bekerja secara maksimal. Kekurangan Rem Tromol : Rem tromol yang masih menerapkan sistem tertutup dalam prosesnya. Dengan sistem ini membuat partikel kotoran pada ruang tromol tersebut. Jadi untuk perawatan membersihkannya harus membuka roda agar rumah rem dapat dibersihkan dari debu atau kotoran. Pada saat banjir air akan mengumpul pada ruang tromol sehingga air akan menyulitkan sistem rem untuk bekerja, 5 jadi setelah rem tromol menerjang banjir, maka harus mengeringkannya dengan menginjak setengah rem saat melaju sehingga bagian dalam rem tromol kering karena panas akibat gesekan, setelah itu rem dapat digunakan kembali. Gambar II.1 Rem tromol b. Rem cakram Rem cakram terdiri dari piringan yang dibuat dari metal, piringan metal ini akan dijepit oleh kanvas rem (brake pad) yang didorong oleh sebuah torak yang ada didalam silinder roda. Untuk menjepit piringan ini diperlukan tenaga yang cukup kuat. Guna untuk memenuhi kebutuhan tenaga ini, pada rem cakram dilengkapi dengan sistem hydraulic, agar dapat menghasilkan tenaga yang cukup kuat. Sistem hydraulic terdiri dari master silinder, silinder roda, reservoir untuk tempat oli rem dan komponen penunjang lainnya. Kelebihan Rem Cakram : Kelebihan rem cakram dapat digunakan dari berbagai suhu, sehingga hampir semua kendaraan menerapkan sistem rem cakram sebagai andalanya. selain itu rem cakram tahan terhadap genangan air sehingga pada kendaraan yang telah menggunakan rem cakram dapat menerjang banjir. Kemudian rem cakram memiliki sistem rem yang berpendingin diluar (terbuka) sehingga pendinginan dapat dilakukan pada saat mobil melaju, ada beberapa cakram yang juga dilengkapi oleh ventilasi (ventilatin disk ) atau cakram yang memiliki lubang sehingga pendinginan rem lebih maksimal digunakan,Proses perawatanya atau maintenance nya lebih mudah di banding rem tromol. 6 Kekurangan Rem Cakram : Rem cakram yang sifatnya terbuka memudahkan debu dan lumpur menempel, lama kelamaan lumpur(kotoran) tersebut dapat menghambat kinerja pengeraman sampai merusak komponen pada bagian caliper, seperti piston bila dibiarkan lama. Oleh sebab itu perlu dilakukan pembersihan sesering mungkin Gambar II.2 Rem Cakram II.3 Cara Kerja Sistem Rem a.Cara kerja system rem tromol : Pada saat tuas rem tidak ditekan sepatu rem dengan tromol tidak saling kontak. Tromol rem berputar bebas mengikuti putaran roda, tetapi pada saat tuas rem ditekan lengan rem memutar cam pada sepatu rem sehingga sepatu rem menjadi mengembang dan piradonya bergesekan dengan tromol. Akibatnya, putaran tromol dapat ditahan atau dihentikan. Sepatu rem dipasang pada bagian roda yang tidak berputar pada roda yang disebut hub, hub ini diperkuat dengan jalan dipasang sebuah batang logam yang dibaut pada bagian rangka (frame), batang logam ini dapat mencegah bagian hub turut berputar disaat sedang dilakukan pengereman roda. 7 Gambar II.3 Rem Cara Kerja system tromol Hub dilengkapi dengan anchor pin dan cam (bubungan), sepatu rem ditempatkan diantara anchor pin dan cam ini, dengan diperkuat dengan dua buah pegas yang dipasang pada masing-masing sepatu rem. Pegas ini berguna untuk mengembalikan posisi sepatu rem setelah proses pengereman roda selesai, disamping itu juga untuk memperkuat kedudukan sepatu rem pada bagian hub roda. 10 Ujung lainnya dari cam dipasang lengan rem, yang gunanya untuk memutar cam tersebut. Lengan rem dihubungkan dengan pedal rem melalui batang penarik rem (untuk roda belakang), sedangkan pada roda depan lengan rem dihubungkan dengan handle rem depan melalui kawat. Gambar II.4 Anchor pin dan CAM b. Cara kerja system cakram : Ketika handle rem ditarik, bubungan yang terdapat pada handle rem depan akan menekan torak yang terdapat di dalam master silinder. Torak ini akan mendorong oli rem ke arah saluran oli, yang selanjutnya masuk kedalam ruangan pada silinder roda. Pada bagian torak sebelah luar 8 dipasang kanvas yang disebut brake pad, brake pad ini akan menjepit piringan metal dengan memanfaatkan gaya/ tekanan torak kearah luar yang diakibatkan oleh tekanan oli rem tadi. Gambar II.5 Cara kerja system rem cakram 2.4 Komponen System Rem Beserta Fungsinya 9 10 8 7 1 6 5 2 3 4 Gambar II.6 Komponen System Rem cakram 9 18 17 19 16 20 15 11 13 12 14 Gambar II.7 Lanjutan Komponen System Rem Cakram Fungsi Komponen Rem Cakram : 1. Brake light switch : Untuk menghidupkan lampu rem depan atau rem belakang sedang digunakan.Saklar rem depan biasanya tipe pressure switch atau saklar tekanan yang digerakan oleh system hidrolik rem. 2. Sekrup : Sebagai pengikat untuk menahan dua objek atau benda secara bersama. 3. Pivot nut atau mur :Menggabungkan beberapa komponen sehingga bergabung menjadi satu bagian. 4. Boot : Karet yang di desain khusus sebagai seal agar tidak terjadi kebocoran fluida atau minyak rem. 5. Snap ring : Berfungsi sebagai lock atau stopper untuk menahan. 6. Master Piston : Berfungsi untuk menaikkan tekanan dari handle rem setelah handle rem ditekan oleh pengemudi,yang nantinya tekanan dari handle akan dirubah menjadi tekanan hidrolik 10 7. Spring : Berfungsi sebagai untuk mengembalikan piston. 8. Brake lever atau handle rem : Berfungsi sebagai tuas penggerak rem. 9. Pivot bolt : Sebagai pengikat untuk menahan dua objek atau benda secara bersama. 10. Master cylinder body : Untk menampung minyak rem. 11. Piston seal : Berfungsi sebagai mencegah terjadinya kebocoran minyak rem yang mengalir karena proses hidrolik dan berfungsi sebagai menarik piston agar kembali mundur setelah terjadinya pengereman. 12. Caliper bracket : Berfungsi sebagai mengubah tekanan hidrolik yang didapat dari piston menjadi energy gerak dalam bentuk tekanan. 13. Bracket pin boot : Berfungsi sebagai penopang karet boot. 14. Pad pin : Berfungsi untuk penyangga kanvas rem. 15. Caliper body : Berfungsi sebagai tempat piston. 16. Bleed valve : Berfungsi untuk mengeluarkan fluida atau minyak rem. 17. Caliper piston : Berfungsi untuk menekan kanvas rem. 18. Pad spring : Berfungsi Sebagai tempat kanvas rem dan bisa bergeser saat piston rem menekan kampas dan kembali ke posisi awal 19. Brake pads : Berfungsi sebagai penjepit atau penahan putaran piringan atau disc brake saat motor dalam keadaan laju. 20. Dust seal : Berfungsi untuk mencegah masuknya debu atau kotoran yang dapat melukai dinding piston. Persamaan Untuk Rem cakram Gambar II.8 Notasi untuk rem cakram 11 Jika lambang-lambang seperti diperlihatkan pada gambar 2.19 dipakai, maka momen rem T1 (kg.mm) dari suatu sisi cakram adalah T = μFK1 Rm ( Sumber : Sularso & Suga K, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin ) Gambar II.9 Titik kunci singkron. Sumber : Sularso & Suga K, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin ) Jika waktu rem adalah te =v /α (s) dan luas bidang lapisan adalah ALD dan ALB (mm2), besarnya kapasitas energy dari lapisan (yaitu energy kinetis per satuan luas lapisan dan satuan waktu,yang berkaitan dengan μpv sepeti di uraikan di muka) KLD dan KLB [kg · m/(mm2s)] Gambar II.10 Faktor efektifitas rem terhadap koefisien gesek lapisan. Harga ini adalah harga kasar,dan untuk memperoleh harga yang teliti harus dihitung dari ukuran yang sesungguhnya dengan rumus atau diagram.Jika tekanan minyak adalah pw (kg/cm2), gaya tekan AwD x pw dan AwB x pw (kg) akan dikenakan pada masing-masing roda depan dan roda belakang. Harga yang diperoleh dengan membagi momen rem T (kg·mm) dengan hasil perkalian antara gaya tekan P (kg) yang dikenakan pada ujung-ujung sepatu 12 dan jari-jari drum (mm) disebut faktor efektifitas rem, yang dinyatakan dengan (FER)D dan (FER)B,berturut-turut untuk roda depan dan roda belakang.Tekanan kontak pada lapisan rem tergantung pada letaknya,yaitu P1 = plmax cos (θlmax – θl) Di mana p1 adalah tekanan kontak pada letak θl dari sumbu Y, plmax adalah tekanan kontak maksimum, dan θlmax adalah sudut untuk tekanan kontak maksimum. Tekanan minyak di dalam silinder diperbesar atau diperkecil oleh gaya injakan pada pedal rem yang menggerakkan piston silinder master rem, baik secara langsung atau dengan penguat gaya. Pada pengereman dalam keadaan darurat, untuk mencegah kenaikan gaya rem yang terlalu melonjak,maka kenaikan tekanan minyak yang di timbulkan oleh injakan pedal rem dengan gaya lebih dari 15-22 (kg) dibuat lebih lunak dari pada injakan di bawah 15-22 (kg) w e e g LD LB Gambar II.11 Diagram benda bebas sepeda motor dengan beban pengendara 13 Gambar II.12 Diagram benda bebas Brake lever Gambar II.13 Diagram benda bebas Master cylinder Brake 14 Gambar II.14 Diagram benda bebas Disk Brake Aliran gaya yang terjadi pada system rem cakram vario 110 cc Gambar II.15 Aliran Gaya system rem 15 BAB III TAHAPAN ANALISIS III.1 Flowchart MULAI 1. Mencari gaya rem untuk roda depan pengereman cakram, (beban dinamis) 2. Mencari gaya rem yang diperlukan untuk roda depan,dan Mencari luas penampang silinder hidrolik roda 3.Mencari tekanan minyak dengan menggunakan data dari gaya handle rem dan Mencari Faktor Efektifitas dari Rem depan 4. Mencari gaya rem yang sebenarnya dan Mencari Perbandingan distribusi gaya pada rem depan 5. Mencari kecepatan kendaraan dengan data asumsi maksimum, Mencari energi kinetis dan Mencari waktu rem sesungguhnya A Selesai 16 a. Penjelasan skema proses pada flowchart 1. Mencari gaya rem untuk roda depan pengereman cakram, (beban dinamis) Didapat rumus yaitu WdD = WD + α’( h / L ) x W 2. Setelah mencari beban dinamis praktikan mencari hasil dari gaya rem yang diperlukan untuk roda depan BID = α’ x WdD dan Mencari luas penampang silinder hidrolik roda Aw = 2 ( p x l ) 3. Mencari tekanan minyak rem atau fluida dengan menggunakan data dari gaya handle rem pw = 0,92Q dan Mencari Faktor Efektifitas dari Rem depan (FER)D = 2μD. 4. Mencari gaya rem yang sebenarnya BdD = 2 x FERD x AW x pw x (rm / R ) (𝐵𝐷)𝐷−(𝑊𝐷/𝑊) dan Mencari Perbandingan distribusi gaya pada rem depan 𝑒𝑠 = ℎ/𝑙𝑙 5. Mencari kecepatan kendaraan dengan data asumsi maksimum V = 120 ( km/h ) 𝑒 𝑘= 1𝑚𝑣2 2 , Mencari energi kinetis dan Mencari waktu rem sesungguhnya v= α’ x g x t e 17 BAB IV ANALISIS IV.1 Perhitungan Pada analisa rem cakram ini menggunakan perhitungan elemen mesin dengan beban sebanyak dua pengendara dan masing – masing pengendara mempunyai berat 51 kg dan penumpang kedua dengan berat 61 kg, pada analisa ini juga mengambil data dari dimensi rem cakram. Gambar IV.1 Diagram benda bebas sepeda motor dengan beban pengendara Data yang dapat diketahui: 1. W (berat total dengan 2 penumpang) = 211 kg 2. W D (beban depan 1 penumpang) = 51 kg 3. WB (beban 1 penumpang belakang) = 61 kg 4. L (jarak sumbu roda) = 1273 mm 5. h (tinggi titik berat) = 850 mm 6. R (jari – jari efektif ban) = 400 mm 7. r (jari – jari rem) = 220 mm 18 8. rm (jari – jari rata – rata rem cakram) = 78,83 9. s (panjang sisi silinder hidrolik) = 60 mm x 35 mm Asumsi : 10. Q (gaya handle rem) = Q < 20,7 kg 11. α’ (perlambatan) = 0,6 m/s2 14. v (Kecepatan Maksimum kendaraan) =120 km/h 15. Wp ( berat pengendara ) = 51 kg Karena yang dicari adalah gaya rem untuk roda depan maka beban dinamis yang dicari adalah beban dinamis roda depan didapat dari rumus yaitu : a. WdD = WD + α’( h / L ) x W = 51 + 0,6( 850/1273) x 211 = 135,44 kg b. Mencari gaya rem yang diperlukan untuk roda depan BID = α’ x WdD = 0,6 x 135,44 = 81,264 kg c. Mencari luas penampang silinder hidrolik roda Aw = 2 ( p x l ) = 2 ( 6 x 3,5 ) = 2 ( 21 ) = 42 cm2 d. Mencari tekanan minyak dengan menggunakan data dari gaya handle rem > 20,7 kg maka, pw = 0,92Q + 20,7 = 0,92 x 28 + 20,7 =46,46 kg/cm2 e. Mencari Faktor Efektifitas dari Rem depan (FER)D = 2μD = 2 x 0,40 = 0.8 f. Mencari gaya rem yang sebenarnya dengan menggunakan rumus yaitu : BdD = 2 x FERD x AW x pw x (rm / R ) = 2 x 0,8 x 42 x 52,16 x ( 78,83 / 400 ) = 272,70 kg 19 g. Mencari Perbandingan distribusi gaya pada rem depan (𝐵𝐷)𝐷−(𝑊𝐷/𝑊) s 𝑒𝑠 = ℎ/𝑙𝑙 (𝐵𝐷)𝐷−(51/211) 0.6 400/1273 (BD)D = 0,46 h. Mencari kecepatan kendaraan dengan data asumsi maksimum V = 120 ( km/h ) 120 V=120 x 3600 =4 m/s i. Mencari energi kinetis didapatkan dari rumus 𝑒 𝑘= 1𝑚𝑣2 2 211 𝑥 42 =1 2 𝑥 9.81 =1720,69 Kg (Kg.m) j. Mencari waktu rem sesungguhnya v= α’ x g x t e 4=0.6 x 9.81 x te =18 (s) IV.2 Pembahasan 1. Jadi praktikan mengambil atau mengalisis masalah yang terjadi pada sistem rem cakram depan pada sepeda motor vario 110cc dimana praktikan mengambil batasan masalah atau ruang lingkup kajian nya mencari gaya rem untuk roda depan maka beban dinamis yang dicari adalah beban dinamis,dimana didalamnya menghitung 10 point diantaranya beban dinamis mendapatkan hasil perhitungan = 135,44 kg dimana untuk mendapatkan hasil tersebut harus menghitung terlebih dahulu beban pengendara pertama dan jarak perlambatan dikali tinggi titik berat ditambah ukuran sumbu roda dan dikali dengan total berat keseluruhan maka akan didapat hasil keseluruhan,dan hitungan yang kedua adalah menghitung Mencari gaya rem yang diperlukan untuk roda depan mendapatkan hasil sebesar 81,264 kg praktikan harus mengumpulkan data atau menghitung terlebih dahulu yaitu perlambatan,perlambatan yang didapat ialah sebesar 0.6 m/s2 dan dikali dengan jumlah hasil dari perhitungan yang pertama ialah perhitungan beban dinamis yaitu 20 dikalikan dengan 81.264,praktikan mengambil referensi rumus yang ada pada buku sularso,praktikan selain menghitung berat beban dinamis praktikan juga menghitung seperti mencari waktu rem sesungguhnya,mencari energy kinetis dan lain lain,praktikan juga mengambil ruang lingkup kajian dengan mencari penyebab kerusakan pada system rem cakram pada sepeda motor vario 110cc ini diantaranya penyebab kerusakan system pada rem cakram sepeda motor ini ialah Ada udara di dalam sistem hidraulik.Ada kebocoran pada sistem hidraulik Brake pad/disc tercemar,Caliper piston seals aus, Master cylinder piston cups aus,Brake pad/disc aus,Caliper tercemar,Master cylinder tercemar,Caliper tidak meluncur dengan benar, Tinggi permukaan minyak rem rendah,Saluran minyak rem tersumbat,Brake disk berubah bentuk melengkung,Caliper piston tertahan/aus,Master cylinder piston tertahan/aus, Handel rem bengkok,Handel rem terlalu keras,Sistem rem tersumbat/terbatas,Caliper piston tertahan/aus,Caliper tidak meluncur dengan benar. 21 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan a. Praktikan mengambil atau mengalisis masalah yang terjadi pada sistem rem cakram depan pada sepeda motor vario 110cc dimana praktikan mengambil batasan masalah atau ruang lingkup kajian nya mencari gaya rem dengan salah satu contohnya adalah menhitung beban dinamis b. Praktikan mengambil atau menganilis juga kerusakan yang terjadi pada sistem rem cakram pada sepeda motor vario 110 cc. V.2 Saran a. Praktikan dapat memahami apa itu ruang lingkup kajian b. Kurangnya pemahaman tentang isi laporan. 22
