step 1-chassis-brake-system

BRAKE SYSTEM

Training Support & Development 1

Brake System

© Copyright by Hyundai Motor Company, All right reserved Published by Chonan Technical

Service Training Center.

Translate by Training Support & Development

[email protected]

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

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.

[Gambar 1-1 Komponen brake system]

Oil reservoir tank

Pipe

Parking brake lever Parking

brake cable

Wheel cylinder

Master cylinder

Hydro vac

Brake pedal

Front brake (disc)

Caliper

Rear brake (disc)

Rear brake (drum)

Caliper

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 :

��Brake system tidak mempengaruhi gerak roda saat tidak dipakai.

��Brake system harus bisa berfungsi dengan baik dalam keadaan maximum speed dan

beban pada kendaraan

��Pengoperasian rem harus mudah tanpa menimbulkan kelelahan pada pengendara.

��Harus menghasilkan pengereman yang pasti dan mudah dalam mengecek dan mengontrol.

��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.

[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

Wheel cylinder

Brake hose

Brake pipe

Master cylinder

Brake shoe

return spring

Brake pedal

Brake drum

Brake shoe

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.

[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.

[Gambar 1-4 Structure of hand brake]

2) Foot brake

Foot brake, dipakai untuk mengurangi atau menghentikan gerak kendaraan,

Anchor

holder

Drum Holding cam

Brake drum

Hand brake lever

Brake shoe lever

Brake shoe Shoe strut

Lining Cable

Return spring

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.

[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.

[Gambar 1-6 Struktur bagian dalam expansion type]

Brake pedal

Brake hose

Flexible hose

Brake drum

Wheel cylinder hose

Brake pipe Master cylinder

Wheel cylinder

Brake drum

Brake pedal

Brake shoe

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.

[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.

[Gambar 1-8 Struktur disc brake]

Brake lining

Brake band

Adjusting bolt

Fixing plate

Brake drum

Propeller shaft

Adjusting nut

Adjusting screw

Rod

Disc Caliper

Brake cylinder

Pad

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.

[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.

[Gambar 1-10 Structure of hydraulic type]

Brake lever Brake

pedal Wheel joint

Brake cam

Brake shoe

Brake

lining

Brake

adjust

screw

Brake pipe Master cylinder

Wheel cylinder

Brake drum

Brake pedal

Brake shoe

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.

[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.

[Gambar 1-12 Structure of hydro vac brake]

Air compressor

Check valve Check valve

Air reservoir tank

Air reservoir tank Exhaust

pressure regulator

Air pressure gauge

Lower pressure switch

Drain cock

Exhaust

Relay valve

Front brake

Cam

Brake chamber

Bake pedal

Quick release valve

Brake chamber

Cam

Exhaust

Brake valve

Rear brake Exhaust

Relay valve

Brake shoe

Drain cock

Relay valve

Bake pedal

Booster

Master cylinder

Vacuum pump or intake manifold

Front brake

Rear brake

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.

[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

Relay valve

Piston

Cylin

der

Air reservoir tank

Air compressor

Relay valve piston

Return spring

Push rod

To wheel cylinder

Hydraulic cylinder

Hydraulic piston

From master cylinder

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.

[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.

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

Brake band

Adjust bolt

Brake lining

Rod

Adjust screw

Adjust nut

Fixing plate

Brake drum

Propeller shaft

Side brake lever

Brake drum Brake shoe lever

Brake shoe Shoe strut

Lining Cable

Return spring

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.

(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.

��+DUXV�WDKDQ�SDQDV�GDQ�IUHH�IURP�IDGH�SKHQRPHQD��

��7HUEXDW�GDUL�EDKDQ�\DQJ�NXDW�GDQ�WDKDQ�WHUKDGDS�NHDXVDQ�

��0HPSXQ\D�NRHILVLHQ�JHVHN�\DQJ�VWDELO�WHUKDGDS�SHUXEDKDQ�VXKX��DLU�'OO.

Push rod

Shoe

Brake drum

Cable

Brake adjuster

Anchor pin

Pivot

Shoe

Shoe return spring

Lever

Cable tension spring

Parking brake lever

Middle lever

Pull rod

Fixing nut

Equalizer

Cable

Cable

Adjusting nut

BRAKE SYSTEM


[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.

��0HQJJXQDNDQ�GUXP�\DQJ�WHUEXDW�GDUL�EDKDQ�PDWHULDO�PHPSXQ\DL�SHUDPEDWDQ�SDQDV�NHFLO��

��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.

��5LQJDQ�GDQ�.XDW��

��0HPSXQ\DL�NHVHLPQDQJDQ�6WDWLF�GDQ�G\QDPLF��

��0HPSXQ\DL�GD\D�SHQGLQJLQDQ�\DQJ�EDLN�VHKLQJJD�WLGDN�WHUMDGL�RYHUKHDWLQJ��

��'D\D�WDKDQ�WHUKDGDS�NHDXVDQ�WLQJJL

Lining

Brake shoe

Return spring Brake shoe

Adjust screw Brake shoe

Lower return

spring

Hold

down

spring

Upper return spring

Lining

Wheel cylinder

Backing plate

Hold

down

spring

BRAKE SYSTEM


[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.

[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.

Hold down spring

Brake drum

Down spring pin

Return spring

Return spring

Adjust screw

Lining

Backing plate

Return

spring

Brake cylinder

Pad

Caliper Disc

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.

[Gambar 3-1] Air is

compressed. [Gambar 3-2] Liquid is not

compressed.

��3HUJHUDNDQ�GDSDW�GLSLQGDKNDQ�PHODOXL�FDLUDQ�

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

��*D\D�GDSDW�GLWUDQVIHU�PHODOXL�FDLUDQ�

Load Load

Piston

Load

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\D�GDSDW�GLSHUEHVDU�PHODOXL�FDLUan.

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\D�GDSDW�GLNXUDQJL�GHQJDQ�PHQJJXQDNDQ�FDLUDQ��

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

BRAKE SYSTEM


bergerak hanya setengah dari jarak pergerakan piston kanan. Meskipun, gaya akan lebih

besar 2 kali jika jarak pergerakannya setengah.

[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\D�SHQJHUHPDQ�\DQJ�GLKDVLONDQ�VDPD�SDGD�WLDS�URGD��

��.HKLODQJDQ�JHVHNDQ�VHGLNLW�NDUHQD�SHOXPDVDQQ\D�PHQJJXQDNDQ�EUDNH�RLO��

��6HGLNLW�WHQDJD�SDGD�SHQJRRSHUDVLDQQ\D�NDUHQD�PHQJJXQDNDQ�EUDNH�RLO��

(2) Kekurangan hydraulic brake

��3HUIRUPD�SHQJHUHPDQ�Dkan hilang karena rusaknya hydraulic system.

��3HUIRUPD�SHQJHUHPDQ�PHPEXUXN�NDUHQD�DGDQ\D�XGDUD�SDGD�RLO�OLQH��

��'DSDW�WHUMDGL�YDSRU�ORFN�SDGD�EUDNH�OLQH�

[Gambar 3-7. Structure of hydraulic brake]

Piston

Cylinder

Connecting pipe

Oil reservoir tank

Master cylinder

Pipe

Front brake (disc)

Caliper

Parking brake lever Parking brake

cable

Hydro vac

Brake pedal

Rear brake (disc)

Wheel cylinder

Rear brake (drum)

Caliper

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.

[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.

Oil reservoir tank

Compensation hole

Compensation hole

Bleeder hole

Primary piston Secondary piston

Return spring

Cylinder body

Check valve

Bleeder hole

Stopper

Primary cup Secondary

cup

Return spring

Secondary cup

Push rod

BRAKE SYSTEM


[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

��0HQFHJDK�WHUMDGLQ\D�SHQJHUHPDQ�WXQGD��

��0HQFHJDK�YDSRU�ORFN��

��0HQFHJDK�XGDUD�PDVXN�NHGDODP�VLUNXLW��

��0HQFHJDK�NHERFRUDQ�PLQ\DN�UHP�GDUL�ZKHHO�F\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.

Primary cup Spacer Piston Secondary cup

BRAKE SYSTEM


[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.

[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.

Tube Alcohol lamp

To front wheels

Oil reservoir tank 1 Oil reservoir tank 2

Push rod

Sealing Sealing

To rear wheels

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.

[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\D�WHSDW�GHQJDQ�LQGHN�NHNHQWDODQ�EHVDU��

��'D\D�SHOXPDVDQQ\D�EDLN� ��0HPSXQ\DL�WLWLN�EHNX�UHQGDK�GDn titik didih tinggi

��%DKDQ�NLPLD�\DQJ�PHPSXQ\D�NHVWDELODQ�EDLN�

��7LGDN�PHQLPEXONDQ�NRURVL��PHOHOHKNDQ�DWDX�PHQJHPEDQJNDQ�NDUHW�DWDX�PHWDO�SDUWV��

��7LGDK�PHQJDQGXQJ�HQGDSDQ�

Cap

Bleeder screw Wheel cylinder body

Brake shoe actuator pin

Dust boot

Piston

Piston cup

Expansion spring

Brake shoe return spring

Brake shoe

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.

[Gambar 4-1 Structure of double anchor type]

Forward shoe

Reverse shoe

Distribution of braking force

Direction of rotation

Distribution of braking force

Reverse shoe B

Forward shoe A

Anchor pin

Drum

BRAKE SYSTEM


[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.

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

Lining

Drum Shoe

Anchor pin Biased cam

Lock nut

Adjusting wheel

Wheel cylinder

Brake

shoe

Anchor pin Link

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 self-

reaction 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 self-

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

[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.

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

Anchor pin

Anchor pin

Forward shoe

Forward shoe

Biased cam adjuster

Biased cam adjuster

Wheel cylinder

Anchor pin

Guide bolt

Brake shoe

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.

[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.

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

Forward shoe

Reverse shoe

Distribution

of braking

force

Forward shoe A

Reverse shoe B

Distribution of

braking force

Rotational direction

Anchor pin

Drum

Wheel cylinder

Adjusting tube

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.

[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.

[Gambar 4-8. Self-reaction]

First shoe Hold down clip

Star wheel adjuster

Spring

Second shoe

Wheel cylinder

Return spring

Drum

Anchor

Front

Lining

Drum rotation direction

Leading shoe

Trailing shoe

For ward

Re verse Force applied

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.

[Gambar 4-9. Automatically adjusting brake]

Anchor pin

Anchor pin

Shoe A

Shoe B

Adjusting spring

Adjusting wheel

Adjusting spring

Wheel cylinder

Adjusting lever

Brake shoe

Adjusting cable

Cable guide

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.

BRAKE SYSTEM


[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�$LU�FRPSUHVVRU�PHQJJXQDNDQ�WHQDJD�0HVLQ��

��0DKDO�GDQ�NRPSOHN��

Brake valve

Relay valve

Air tank

Air compressor

Brake chamber

Brake drum

Brake shoe

Brake cam

Slack adjuster

BRAKE SYSTEM


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

5.2 Struktur Utama air brake

(1) Compression system

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. Unload valve,

terpasang pada air intake, mencegah terjadinya tekanan udara

yang berlebih bersama dengan air pressure regulator dan

mengatur tekanan udara didalam air storage tank secara

konstan.

[Gambar 5-3. Air compressor]

Air reservoir

tank Air compressor

Check valve Check valve

Air reservoir

tank

Air pressure gauge

Cam

Brake shoe

Rear brake

Relay valve

Brake

chamber

Brake valve

Front brake

Cam

Brake chamber

Brake pedal

Quick release valve

Exhaust

Drain cock

Exhaust

Safety

valve

Safety valve Low-

pressure switch

Exhaust

Drain cock

Exhaust pressure regulator

Unloader

Exhaust

Unloader valve

Exhaust valve

Bearing

Crankshaft

Ball bearing

Spacer

Driven gear

Cylinder

Piston

Cylinder head

Intake valve

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��NJI�FP². 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.

(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.

(2) Brake system

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

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

untuk melepaskan valve pada front brake, relay valve untuk

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

To unloader valve

From air tank

Filter

Exhaust hole Spring

Valve rod

Air pressure adjusting valve

Unloader valve From air pressure

regulator

From air filter

Unloader

Intake valve

Exhaust valve spring

Push button

Brake pedal

Adjusting shim

Plunger

Main spring

Return spring

Exhaust valve

Supply valve Valve spring From air tank

To brake chamber

Exhaust to the air

[Figure 5-5. Structure of brake valve]

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.

[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.

Air inlet

Brake chamber valve

Exhaust hole

Spring

Cover

To brake chamber

To brake chamber

From brake valve

Diaphragm

Exhaust valve

From air tank

Drain valve

Supply valve

Valve spring

Exhaust

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.

[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.

Cam

Activated

position

Push rod

Diaphragm

Air inlet

Brake chamber

Slack adjuster

Deactivated position

Brake chamber

Slack adjuster

Brake shoe

BRAKE SYSTEM


[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.

[Gambar 5-10. Operation diagram of air brake]

Brake shoe

Slack adjuster

Push rod

Anchor pin Camshaft

Cam

Roller

Brake chamber

Brake valve

Air reservoir tank

Relay valve

Air

drier

Quick release valve

Brake chamber

Slack adjuster

Exhaust

Exhaust Brake drum

Brake shoe

Return spring

Return spring

Brake chamber

Exhaust

Cam Air compressor

Brake shoe

Brake drum

Cam

Slack adjuster

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

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.

[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.

Diaphragm return spring Push rod

Power piston Power piston

To intake manifold

Rear cushion disc

Valve plunger

Stop key

Valve plunger

Poppet

Valve return spring

Operating rod

Poppet

Vacuum valve

Air valve

Poppet end

Valve plunger of chamber B

BRAKE SYSTEM


�� Dibutuhkan ruang yang kecil dalam pemasangannya karena servo brake terpasang

diantara pedal and master cylinder.

[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.

© Opening of air valve

Master cylinder piston

Push rod

Power piston

Air inlet

Valve plunger poppet return spring

Air flow

Poppet

Rear cushion disc

(a) Operation of servo brake

(b) Closing of vacuum valve

Air inlet

Vacuum valve Poppet return spring

Operating rod

Air valve

Valve plunger Valve plunger

Rear cushion disc

Air valve Stopper

Poppet return spring

BRAKE SYSTEM


[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.

(a) Relay valve (before operation) (b) Relay valve (after operation)

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

|b Hydraulic system

- Hydraulic cylinder• Terpasang didalam cylinder pada hydraulic piston yang mana

pengoperasiannya menggunakan push rod power piston.

Control tube Relay valve piston Diaphragm Vacuum valve

Air valve Air supply from air filter

Hydraulic cylinder Return spring

Peel cylinder

Hydraulic piston Push rod

Check valve

Hydraulic pressure supply from master cylinder

Hydraulic piston

To peel cylinder

Diaphragm

Air inlet

Vacuum valve

Air valve

Relay valve piston

Relay valve return spring

Diaphragm return spring

Air inlet

Relay valve return spring

Air valve

Vacuum valve

Relay valve piston

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.

[Gambar 6-4 Brake operation] [Gambar 6-4(2) Brake

release]

��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.

Check ball

Hydraulic piston Check ball return spring

Piston stop washer

Power piston push rod

Yoke

Hydraulic piston

BRAKE SYSTEM


(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.

Brake pedal Piston relay

valve

Master cylinder

Air valve

Vacuum valve Vacuum

valve

Vacuum valve

Check ball

Piston stop washer

Check valve

Intake manifold

Wheel cylinder

Air filter

Hydraulic cylinder

Hydraulic piston

Check ball

Air valve

Yoke

Push road

Power piston

Power piston

Hydraulic

piston

Return spring

BRAKE SYSTEM


[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.

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

Brake valve

Wheel cylinder

Air tank

Exhaust Oil reservoir

tank

Oil reservoir tank

Air compressor Air vac

Brake drum

Front wheel

Air vac

Wheel cylinder Brake drum

Brake shoe Brake shoe

Rear wheel

Air line

Oil line

Atmospheric hole

Atmospheric valve

Air tank

Air valve

Air compressor

Power piston

Power

cylinder

To wheel cylinder


Hydraulic piston

Hydraulic cylinder

Relay valve piston

Return spring

Push rod

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\D�NRPSOHN�GDQ�ELD\D�SHPEXDWDQQ\D�PDKDO��

��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

BRAKE SYSTEM


menghasilkan pengereman yang stabil karena adanya performa pengereman yang tetap baik

walaupun dipakai secara berulang ulang pada kecepatan tinggi.

[Gambar 7-1. Principle of disc brake]

7.2 Keunggulan dan kekurangan disc brake

(1) Keunggulan

��Menghasilkan radiasi panas yang baik karena disc panas yang ditimbulkan diserap oleh

udara

��Menghasilkan performa pengereman yang stabil karena terhindar dari efek fading.

��Penggantian parts secara sebagian akan terhindar karena tidak adanya reaksi dan aksi

yang menghasilkan performa pengereman stabil antara roda kanan dan kiri.

��Menghasilkan performa pengereman yang stabil karena memburuknya performa

pengereman dengan pemakaian berulang ulang kecil.

��Air dan Lumpur dapat dengan mudah dihilangkan dari disc.

�� Langkah Brake pedal jarang sekali berubah karena disc tidak mudah mengalami deformasi

karena panas.

��Mudah dalam pemeriksaan dan perawatan.

(2) Kekurangan

��Membutuhkan tenaga yang kuat untuk menekan pad karena gesekannya kecil

��Dibutuhkan material yang kuat untuk membuat Pad.

��Membutuhkan usaha yang kuat untuk menekan brake pedal.

��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.

Disc

Brake oil

Pad

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.

[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.

(b) Floating caliper type

Caliper Piston Piston Piston

Disc

(a) Fixed caliper type

BRAKE SYSTEM


[Gambar 7-3. Caliper integral type] [Gambar 7-4. Ventilated disc]

��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.

��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.

�� 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.

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

��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.

Brake cylinder

Caliper Disc

Pad

Brake oil

Boot

Pad

Piston seal

Cylinder Piston

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.

[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.

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


Piston seal

Piston

Cylinder

Cylinder mounting

Pad

Bush Cylinder

Piston seal

Piston

Disc Pad

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

��Simpel dan ringan.

��Bebas dari vapor lock sejak dipasang cylinder dengan ventilasi yang baik.

��Hanya terjasi sedikit kebocoran minyak karena komponennya sedikit.

(2) Kekurangan

�� Langkah piston harus panjang.

��Benda asing seperti debu dapat menghambat langkah piston yang lembut.

��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.

BRAKE SYSTEM


[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.

[Gambar 7-10. Operation of piston seal]

When brake pedal is pressed

Piston seal

Retainer Boot

Cylinder

Piston Brake

oil

When brake pedal is released

Sound generates

Pad

Wear indicator Brake disc

BRAKE SYSTEM


Rod

To wheel cylinder

From master

cylinder

Spring

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. [Figure 8-9. Brake operation]

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.

[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.

From

master cylinder

To wheel cylinder

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.

[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

Driving direction Danger

A

Finding

the

danger

A

Finding

the

danger

TIME

TIME

t1 : Reaction time

t2 : Foot changing time

t3 : Pedal pressing time

A1 Start

moving the right foot

(release the

accel pedal)

A2

Placing

the

right

foot

on the

brake

pedal

B Braking starts

Stopping distance

Deceleration time

Actual braking time

Actual braking distance

Preparation time

Preparation distance

Male

Female

Hand

operation

Foot operation

Reaction time

Relative frequency

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.

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 :

��Mobil tetap stabil (Vehicle Stability)

��Proses penghentiannya lebih cepat (jarak lebih dekat, kecuali jalan tanah, bersalju)

��Penguasaan control kendaraaan menjadi maksimal (Steerability)

�� Jika roda depan terkunci mobil tidak mungkin bisa dikendalikan

�� 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.

BRAKE SYSTEM


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.

<Braking without ABS> <Braking with ABS>

Low • road High • road

<FF car, X-line brake system>

Low • road High • road

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 ‘Select-

low 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,

<FF car, H-line brake system>

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

ban terdiri dari komponen berikut :

- driving force FD karena pengendalian

- lateral force FS karena steering dan

- normal force FN karena berat kendaran

Lateral force FS mentransfer gerakan pengemudian terhadap

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.

<FR car, H-line brake system>

FN

FS

FD

BRAKE SYSTEM


<Friction circle>

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>

Fractional force generated at tire patch

Driving force

Side force Side force

Braking force

Portion of frictional force acting as braking force

Cornering force(Fy’)

Cornering resistance(Fx’) Friction force(F)

Side force(Fy)

Self aligning torque

Vehicle traveling direction

x

y

x

y

(a: Side slip angle)

Fx

0 10 30 50 70 90

Side slip angle (°) - Bias tire

Corn

ering f

orc

e [kgf]

Cornering force

Side force

BRAKE SYSTEM


Tire shape when vehicle is cornering

Road condition Braking force coefficient(�B)

Dry concrete 0.8 ~ 1

Wet asphalt 0.2 ~ 0.65

Ice 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 memutDU�DGDODK�VHOLS�µ��µ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �� (VV - VW)/ VV

XX

Rasio Selip

Rasio selip = (VV - VW)/ VV × 100, VV : Kecepatan kendaraan, VW : Wheel Speed

Gaya pengereman maksimum :�.LUD�NLUD��a��6OLS

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% :�:KHQ�D�WLUH�LV�UROOLQJ�IUHHO\ 100% :�:KHQ�D�WLUH�ORFNV�XS�FRPSOHWHO\

5) Lateral force (side force)

Gaya pengereman dan gaya penggerak bereaksi pada kontak area dimana roda berputar,

Tire shape when vehicle is traveling straight

Tire overturning moment

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.

9.4 Konstruksi ABS

HCU

ABSCM

G-Sensor (with 4WD)

Proportioning valve (Without EBD)

Normal force

Point of acceleration

Understeering Oversteering

Center

Side force

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 Electronic Cable

2 Permanent Magnet

3 Housing

4 Winding

5 Pole Pin

6 Tone Wheel

1 Electronic Cable

2 Permanent Magnet

3 Housing

4 Housing Block

5 Pole Pin

6 Winding

7 Air gap

8 Tone wheel

[Bagian1] [Bagian2]

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

1 Magnet

2 Winding

3 Tone Wheel

4 Rotates

5 High Speed

6 Low Speed

7 Air Gap

1

2

I

4

5

6

3

BRAKE SYSTEM


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&0�PHPDMXNDQ�DWDX�PHQXQGD��XQWXN�PHQJXUDQJL�WHNDQDQ�hydraulic :� SHQJXQFLDQ� URGD� WHUWXQGD�DWDX� GLSHUFHSDW��:� MDUDN� SHUKHQWLDQEHUWDPEDK�DWDX�berkurang).

Waveform 3 (At high speed)

Waveform 2 (At low speed) Waveform 1 (Minimum P-P voltage)

150mV or more at 10km/h (MGH-10),

20km/h(Nisshinbo,TEVES)

120mV or more at 12km/h (Bosch 5.3)

step 1-chassis-brake-system

Education

anchor link

jika pedal

floating caliper

direct controlling

double anchor

leading shoe

air pressure

tandem master