Power steering merupakan sebuah
sistem yang berfungsi untuk meringankan memutar sistem kemudi kendaraan
sehingga menghasilkan putaran kemudi yang ringan tanpa membutuhkan tenaga yang
berarti untuk mengendalikan kemudi. Dalam perkembangannya power
steering terbagi menjadi 2, yaitu : Hidrolik Power Steering dan Elektronik
Power Steering.
A. HYDRAULIC POWER
STEERING
Rack-and-pinion assembly merupakan unit
hydraulic-mechanical dengan integral piston dan rack assembly. Di dalamnya ada
satu rotary valve yang mengarahkan aliran minyal power steering dan mengontrol
tekanan untuk mengurangi steering effort (suatu usaha daya yang diperlukan
untuk memutar kemudi). Ketika kemudi diputar, tahanan yang terbentuk oleh
adanya berat dari kendaraan dan gesekan roda ke ban, menyababkan torsion bar di
dalam rotary valve menjadi agak cenderung melenceng. Hal ini akan merubah
posisi valve spool dan sleeve, karena itulah diperlukan pengarahan pelumas
bertekanan ke proper end yang terdapat pada power cylinder. Perbedaan tekanan
pada sisi piston (yang dipasang pada rack) membantu menggerakkan rack untuk
mengurangi langkah usaha putar. Pelumas di dalam power cylinder yang berlawanan
didesak ke control valve dan kembali ke pump reservoir. Ketika steering effort
berhenti, maka control valve akan diketengahkan oleh gaya melintir dari torsion
bar, tekanan pada kedua sisi piston akan disamakan, dan roda depan kembali ke
posisi lurus ke depan.
KONSTRUKSI SISTEM
Rack-and-pinion power steering system terdiri dari:
- Rack and pinion steering gear box
Rack Pinion/Gearbox adalah system penggerak Power
Steering dari kemudi atas kemudian di teruskan ke bagian roda dengan dibantu
oleh komponen understeel atau kaki-kaki kendaraan (tie rod, rack end, idle arm
dll). Di dalam system RackPinion/Gearbox terdapat piston dan valve(katup) yang
bekerja sesuai tekanan olie yang disalurkan melalui Vane Pump, selain itu
terdapat juga seal-seal yang berguna menahan tekanan olie agar tidak bocor
keluar.
- Power steering oil pump
Pompa PS berfungsi sebagai penyalur tenaga dari mesin
dengan oli yang bertekanan tinggi yang kemudian diteruskan ke bagian Rack
Pinion/Gearbox melalui Selang Tekan (Selang bertekanan tingi). Posisi Vane Pump
selalu berada di bagian atas dari RackPinion/Gearbox. Dan hampir setengahnya
system Power Steering dikendalikan/ditentukan dari kerja Pompa, oleh karena itu
bila terdapat kerusakan pada Pompa hampir dipastikan system Power Steeringnya juga tidak akan jalan alias rusak
- Oil reservoir
Oil reservoir berfungsi untuk menampung oli P/S.
- Tubes/Hose (selang)
Selang ini berfungsi yang menyalurkan oli yang
bertekanan tinggi dari Vane Pump ke bagian Rack Pinion/Gearbox, dengan
perputaran/rotasi yang sangat cepat maka dapat menimbulkan efek bunyi jika
bahan selang yang dipakai kurang bagus kualitasnya.
PRINSIP KERJA POWER STEERING HIDROLIS
Sistem power steering menggunakan tekanan hidrolis
yang dibangkatkan oleh power steering pump gunanya adalah untuk mengurangi langkah
usaha yang diperlukan untuk memutar kemudi. Power steering pump dipasang di
depan engine. Pompa yang dipakai adalah tipe vane-type, dan digerakkan oleh
crankshaft melalui drive belt.
Minyak power steering ditarik dari reservoir ke pompa
pada saat mesin dalam keadaan hidup. Minyak ini ditekan oleh satu power
steering switch dan control valve yang letaknya di dalam power steering pump.
B. ELECTRIC POWER
STEERING
]
Sistem Electronic Power Steering (EPS) termasuk di
dalamnya komponen yang sama seperti pada sistem power steering konvensional.
Sebagai tambahannya adalah sebuah solenoid valve pada power steering gear box,
dan satu control unit dekat dibawah audio yang terletak di panel farcia tengah.
Untuk mengontrol aliran oli pada steering gear box, disediakan satu solenoid
yang bekerja berdasarkan arus dari control module yang menerima sinyal dari VSS
(Vehicle Speed Sensor) dan TPS.
CARA KERJA ELECTRIC POWER STEERING
Cara kerja Sistem Electric Power Steering (EPS)
adalah saat kunci diputar ke posisi ON, Control Module memperoleh arus
listrik untuk kondisi stand-by, bersamaan dengan itu indikator EPS pada panel
instrumen menyala. Saat mesin hidup, Noise Suppressor segera menginformasikan
pada Control Module untuk mengaktifkan motor listrik dan clutch pun langsung
menghubungkan motor dengan batang setir. Salah satu sensor yang terletak pada
steering rack bertugas memberi informasi pada Control Module ketika setir mulai
diputar. Disebut Torque Sensor, ia akan mengirimkan informasi tentang sejauh
apa setir diputar dan seberapa cepat putarannya. Dengan dua informasi tersebut,
Control Module segera mengirim arus listrik sesuai yang dibutuhkan ke motor
listrik untuk memutar gigi kemudi. Dengan begitu proses memutar setir menjadi
ringan. Vehicle Speed Sensor bertugas begitu mobil mulai melaju. Sensor ini
menyediakan informasi bagi control module tentang kecepatan kendaraan. Pada
kecepatan tinggi, umumnya dimulai sejak 80 km/jam, motor elektrik akan
dinonaktifkan oleh Control Module.
Dengan begitu setir menjadi lebih berat sehingga
meningkatkan safety. Jadi sistem EPS ini mengatur besarnya arus listrik yang
dialirkan ke motor listrik hanya sesuai kebutuhan saja. Selain mengatur kerja
motor elektrik berdasarkan informasi dari sensor, Control Module juga
mendeteksi jika ada malfungsi pada sistem EPS. Lampu indikator EPS pada panel
instrumen akan menyala berkedip tertentu andai terjadi kerusakan. Selanjutnya,
Control Module menonaktifkan motor elektrik dan clutch akan melepas hubungan
motor dengan batang setir. Namun karena sistem kemudi yang dilengkapi EPS ini
masih terhubung dengan setir via batang baja, maka mobil masih dimungkinkan
untuk dikemudikan. Walau memutar setir akan terasa berat seperti kemudi tanpa
power steering.
Electric Power Steering (EPS) menggunakan beberapa
perangkat elektronik seperti:
1. Control Module:
Sebagai komputer untuk mengatur kerja EPS.
2. Motor elektrik:
Bertugas langsung membantu meringankan perputaran setir.
3. Vehicle Speed Sensor:
Terletak di girboks dan bertugas memberitahu control module tentang kecepatan
mobil.
4. Torque Sensor: Berada
di kolom setir dengan tugas memberi informasi ke control module jika setir
mulai diputar oleh pengemudi.
5. Clutch: Kopling ini
ada di antara motor dan batang setir. Tugasnya untuk menghubungkan dan
melepaskan motor dengan batang setir sesuai kondisi.
6. Noise Suppressor:
Bertindak sebagai sensor yang mendeteksi mesin sedang bekerja atau tidak.
7. On-board Diagnostic
Display: berupa indikator di panel instrumen yang akan menyala jika ada masalah
sengan sistem EPS.
KEUNGGULAN EPS
EPS tidak hanya melakukan fungsi power steering biasa,
namun juga bisa mengontrol tekanan hydraulic pressure yang bereaksi berdasarkan
counter-force plunger yang ada pada gear box tetapnya di dalam input shaft,
oleh karena itulah karakteristik steering effort vs. tekanan hydraulic
bervariasi tergantung dari kecepatan kendaraan untuk memberikan karakteristik
kemudi yang optimal pas dengan kecepatan kendaraan dan kondisi kemudi.
1.Pada saat mobil dalam
keadaan stationer dan berjalan lambat putaran kemudi ringan.
2.Pengaturan steering
effort berdasarkan kecepatan kendaraan.
3.Pada kecepatan sedang
dan cepat, steering effort secara akan bertambah untuk menambah kestabilan dan kenyamanan kemudi.
4Pada kecepatan sedang
dan cepat, ketika posisi kemudi berada atau mendekati posisi netral, fungsi
reactionary plunger akan menambah steering effort agar kemudi lebih stabil.
5. Ketika kendaraan
melewati jalan yang rusak pada kecepatan sedang dan cepat, meskipun ada
rintangan besar dari permukaan jalan, namun tidak akan mempengaruhi arah
control kemudi, karena tekanan ouput hydraulic untuk steering effort menjadi
tinggi sama seperti power steering konvensional.
6. Sistem ini mempunyai
fungsi fail-safe sehingga meskipun sistemnya elektrikal, temasuk control unit
dan sensors, namun karakteristik power steering normal masih bisa di dapat.