Sabtu, 24 November 2012

ABS



MAKALAH
ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM (ABS)



 




PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF
FKIP
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOREJO
2011








BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang
Pada zaman modern ini, banyak teknologi baru yang bermunculan, baik itu teknologi dalam bidang elektronik, otomotif, dunia informasi dan lain sebagainya, mungkin pada zaman dulu teknologi dalam bidang otomotif hanya berputar seputar otomotif saja, tapi seiring berkembangnya zaman teknologi dalam bidang otomotif pun menjadi berkembang hingga teknologi elektronik pun digunakan dalam bidang otomotif, seperti: EFI (Electronic Fuel Injection), ABS (Anti-Lock Brake System), D-TSI (Digital Twin Spark Ignition), VVTI (Variable Valve Timing Intelegent) dan lain sebagainya.
Salah satu penggunaan teknologi elektronik dalam bidang otomotif adalah pada system rem, pada zaman dulu dunia otomotif hanya menggunakan rem konvensional, seperti rem tromol dan cakram, tapi sekarang sudah terjadi mergerisasi teknologi elektronik terhadap dunia otomotif, khususnya pada system rem ini. Brake system atau system rem mutlak diperlukan pada setiap kendaraan, karena ketika kendaraan sedang melaju maka untuk menghentikan kendaraan tersebut pengemudi harus dengan mudah menghentikannya. Permasalahan akan timbul katika dilakukan pengereman mendadak pada jalan yang licin, musim hujan, jalan penuh salju maka roda akan terkunci dan kendaraan pun sulit untuk dikendalikan.
Saat roda belakang terkunci, gaya sentripetal pada roda belakang akan mendekati angka “0”. Pada kondisi tersebut, bila roda depan dibelokan atau ada gaya lain (misalnya kondisi permukaan jalan, perubahan koefisien gesek, dll), maka akan terjadi gaya sentrifugal (seperti gaya memutar kendaraan) sehingga kendaraan akan membanting ke salah satu sisi. Untuk menghindari terkuncinya roda kendaraan akibat pengereman yang mendadak, maka digunakan ABS atau Anti-lock brake system, yang fungsinya untuk mengontrol tekanan fluida pada setiap roda, sehingga roda-roda kendaraan pun tidak terkunci.
B.     Tujuan
1.      Sebagai salah satu tugas Mata Kuliah Listrik Dan Elektronika Otomotif
2.      Sebagai stimulus untuk menambah ilmu lebih dalam lagi
























BAB II
PEMBAHASAN

A.    Uraian Umum
Rem dirancang untuk mengurangi kecepatan (memperlambat) dan menghentikan kendaraan atau untuk memungkinkan parker pada tempat yang menurun. System ini sangat penting pada kendaraan dan berfungsi sebagai alat keselamatan dan menjamin untuk pengendaraan yang aman. Dewasa ini menurut para ahi permobilan, rem adalah merupakan kebutuhan yang sangat penting untuk keamanan berkendara dan juga dapat berhenti di tempat manapun, dan dalam berbagaikondisi dapat berfungsi dengan baik dan aman.

B.     Prinsip Rem
Kendaraan tidak dapat berhenti dengan segera apabila mesin dibebaskan (tidak dihubungkan) dengan pemindah daya, kendaraan cenderung tetap bergerak. Kelemahan ini harus dikurangi dengan maksud untuk menurunkan kecepatan gerak kendaraan hingga berhenti. Mesin mengubah energy panas menjadi energy kinetic (energy gerak) untuk menggerakan kendaraan. Sebaliknya, rem mengubah energy kinetic kembali menjadi energy panas untuk menghentikan kendaraan. Umumnya, rem bekerja disebabkan oleh adanya system gabungan penekanan melawan system gerak putar. Efek pengereman (braking effect) diperoleh dari adanya gesekan yang ditimbulkan dari adanya gesekan yang ditimbulkan antara dua objek. Sehingga dibutuhkan beberapa persyaratan untuk mencapai kondisi pengendaraan yang aman, yaitu:
1.      System rem tidak boleh mempengaruhi gerak roda saat tidak dipakai.
2.      System rem harus bisa berfungsi dengan baik dalam keadaan kecepatan maximum dan beban maksimum pada kendaraan.
3.      Pengoperasian rem harus mudah tanpa menimbulkan kelelahan pada pengendara.
4.      Harus menghasilkan pengereman yang pasti dan mudah dalam mengecek dan mengontrol.

C.    Anti-lock Braking System (ABS)
ABS merupakan system pengereman yang didesain untuk menghindari terjadinya selip (skidding) karena roda terkunci (locked) pada saat pengereman yang mana hal ina akan dapat menimbulkan bahaya karena roda yang selip akan menyebabkan kendaraan tidak dapat dikendalikan.
Roda yang selip juga adkan dapat memperpanjang jarak pengereman, karena koefisien gesek ban yang selip lebih kecil daripada ban yang menggelinding. Tujuan serta kelebihan dari sistem ABS adalah antara lain: memaksimalkan daya pengereman; menjaga agar kendaraan dapat tetap terkontrol dengan mencegah roda terkunci atau selip; mamperpendek jarak pengereman pada kebanyakan kondisi.

Gambar 2.1 Anti-lock Braking System (ABS)


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 :
1.      Mobil tetap stabil (Vehicle Stability)
2.      Proses penghentiannya lebih cepat (jarak lebih dekat, kecuali jalan tanah, bersalju)
3.      Penguasaan control kendaraaan menjadi maksimal (Steerability)
4.      Jika roda depan terkunci mobil tidak mungkin bisa dikendalikan
5.      Jika yang terkunci roda belakang mobil akan tidak stabil dan dapat tergelincir ke satu sisi
jika 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.

Pengereman tanpa ABS                                                              Pengereman dengan ABS
2)      Komponen Utama ABS
Sistem ABS merupakan kombinasi dari sistem elektronik dan hidrolik untuk mengatur pengereman masing-masing roda agar menghindari roda terkunci. Komponen utama ABS adalah:

a.       Speed sensor
Speed sensor berfungsi untuk memperoleh informasi tentang kecepatan masing-masing roda, informasi ini diperlukan agar sistem dapat mengetahui roda mana yang sedang akan terkunci. Speed sensor ini dapat terpasang terpasang pada setiap roda, atau ada juga yang dipasang pada diferensial.
Gambar 2.2 Speed Sensor

b.      Valves
Terdapat sebuah valve pada open masing-masing rem yang dikontrol oleh ABS, valve ini memiliki tiga posisi:
1.      Valve terbuka (open), tekanan dari master cylinder diteruskan langsung ke rem.
2.      Valve menutup jalur dan mengisolasi rem roda yang bersangkutan sehingga mencegah tekanan terus meningkat pada saat rem ditekan lebih kuat.
3.      Valve melepaskan (release) tekanan pada rem.
c.       Pump
Valve melepaskan tekanan pada rem, oleh karena itu maka harus ada alat yang mengembalikan tekanan pada rem, dan inilah fungsi dari pompa tersebut.
Gambar 2.3 ABS Hydraulic Modulator assembly (valves, pump)

d.      ABS Controller / Computer
Perangkat ini berfungsi untuk memantau informasi kecepatan yang diperoleh speed sensor dan mengatur masing-masing valve.

e.       Actuator ABS
Actuator rem mengontrol tekanan hidrolik pada masing-masing silinder disc brake dengan signal dari ABS computer.

f.       Combination meter
(1)   Lampu peringatan ABS
Bila ECU mendeteksi adanya malfungsi pada ABS atau pada sistem bantu rem, lampu ini menyala untuk member
(2)   Lampu peringatan sistem rem
Bila ini menyala bersama-sama dengan lampu peringatan ABS, ia akan memberi peringatan kepada pengemudi bahwa ada malfungsi

3)      Prinsip Kerja ABS
Salah satu cara kerja dari sistem ABS secara sederhana adalah dengan memonitor speed sensor pada roda sepanjang waktu untuk mencari terjadinya perlambatan (deceleration) yang tidak wajar. Tepat sebelum terkunci, roda akan mengalami perlambatan yang sangat cepat. Apabila dibiarkan, roda akan berhenti jauh lebih cepat dari mobil, misalnya mobil yang bergerak dengan kecepatan 60 mil per jam akan berhenti dalam 5 detik, namun roda yang terkunci akan berhenti berputar dalam waktu kurang dari 1 detik. ABS Controller kemudian membaca perubahan yang “tidak mungkin” ini dan mengurangi tekanan (release) pada rem tersebut sampai kembali terjadi akselerasi dan kemudian meningkatkan tekanan lagi sehingga menimbulkan deselerasi lagi. Sistem ABS dapat bekerja dengan sangat cepat dalam melakukan siklus tersebut, sebelum roda mengalami perubahan kecepatan yang signifikan. Hal ini menyebabkan roda melambat dengan perlambatan yang sama dengan mobil, dengan rem menjaga roda sangat dekat dengan titik dimana roda akan mulai terkunci (lock up). Kondisi ini menghasilkan daya pengereman yang maksimum pada sistem, begitu juga hal ini dapat menjaga roda terus berputar sehingga tetap dapat dikendalikan.
Kesimpulannya, prinsip utama dari sistem ABS adalah mengontrol kecepatan putaran roda dengan cara mengontrol tekanan pada jalur system pengereman. Dengan demikian dicapai kondisi dimana roda sedang tepat sebelum terkunci, yang mana akan menghasilkan pengereman yang paling efektif.
Gambar 2.4 Prinsip kerja ABS





4)      Jenis - jenis Anti-Lock Brake Sistem (ABS)
ABS menggunakan beberapa macam skema yang dapat dibedakan menurut jumlah chanel ( berapa banyak yang dikontrol secara individual ) dan jumlah dari speed sensor.
1.      ABS dengan 4-SENSOR 4-CHANNEL
Jenis ini umumnya dipakai untuk mobil FF (Front engine Front driving) yang memakai X-brake lines. Roda depan dikontrol tersendiri dan kontrol roda belakang biasanya mengikuti select-low logic agar mobil bisa stabil saat ABS bekerja. Jenis ABS ini mempunyai 4 wheel sensor dan 4 hydraulic control channel dan masing-masing mengontrol secara tersendiri. Sistem ini mempunyai tingkat keamanan dan jarak pemberhentian yang lebih pendek di berbagai macam kondisi jalan. Namun apabila permukaan jalannya licin, besar gaya rem antara kanan dan kiri yang tidak rata akan mengakibatkan terjadi gerakan pada bodi kendaraan sehingga bisa mengurangi kestabilan. Karena itulah, kebanyakan mobil yang dilengkapi dengan tipe 4 channel ABS memasukkan satu select low logic pada roda belakang agar mobil tetap stabil, di berbagai macam kondisi jalan.
2.      ABS dengan 4-SENSOR 3-CHANNEL
Jenis ini umumnya dipakai dipakai untuk mobil FF (Front engine Front driving), kebanyakan berat kendaraan terpusat di roda depan dan berat titik tengah kendaraan saat direm juga berpindah ke depan hampir 70%, gaya pengereman ini dikontol oleh roda depan. Artinya adalah kebanyakan tenaga pengereman dibangkitkan oleh roda depan, sehingga agar ABS bisa efektif, maka diperlukan pengaturan tersendiri (independent control) pada roda depan. Namun demikian, roda belakang yang gaya pengeremannya lebih sedikit, juga sangat penting untuk memastikan kendaraan aman saat dilakukan pengereman. Karena itulah apabila saat ABS roda belakang bekerja di permukaan jalan yang licin, maka independent control pada roda belakang mengatur agar gaya pengereman rodaroda belakang tidak merata sehingga mobil mengalami yawing. Untuk menghindari gerakan yawing ini dan untuk menjaga agar mobil tetap aman saat ABS bekerja di berbagai kondisi jalan, maka tekanan rem roda belakang diatur berdasarkan kecenderungan roda mana yang mengalami lock-up. Konsep pengaturan ini dikenal dengan ‘Select-low control’.
3.      ABS dengan 3-SENSOR 3-CHANNEL
Roda depan dikontrol tersendiri namun untuk roda belakang dikontrol secara bersamaan oleh satu wheel speed sensor (khususnya differential ring gear). Mobil yang dilengkapi dengan H-bake line system mempunyai sistem kontrol ABS jenis ini. 2 channel untuk roda depan dan satunya lagi untuk roda belakang. Roda belakang dikontrol bersama dengan select low control logic. Untuk X-brake line system, diperlukan 2 channels (2 brake port di dalam unit ABS) untuk mengatur roda belakang dikarenakan masing-masing roda belakang mempunyai jalur rem yang berbeda.
4.      ABS dengan 1-SENSOR 1-CHANNEL
Hanya mengatur tekanan roda belakang oleh satu sensor. Dipakai Untuk mobil yang dilengkapi dengan H-bake line system, hanya untuk mengontrol tekanan roda belakang. Pada rear differential dipasang satu wheel speed sensor yang berfungsi untuk mendeteksi kecepan roda. Cara kerjanya adalah saat dilakukan pengereman mendadak roda depan akan terkunci, sehingga kestabilan kemudi mobil akan hilang dan jarak henti pada permukaan jalan yang mempunyai daya gesek rendah (low) juga akan bertambah jauh. Sistem ini hanya akan membantu untuk penghentian lurus.

5)      Prinsip Dasar Rem Anti-Lock Braking System (ABS)
Prinsip dasar dari rem ABS yaitu :
a.       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 :
Ø  heavy force (FD) karena pengendalian
Ø  Lateral force (FS) karena steering dan
Ø  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.

b.      Hubungan 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.

c.       Gaya Gesek
Gaya gesek FR adalah sebanding sama dengan gaya normal FN :
FR = μB x FN
μB adalah koefisien gaya pengereman (atau koefisien gesek). 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 hambatan. 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.

d.      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 memutar adalah selip. Ini berarti bahwa untuk mendapatkan pengereman maksimum dibutuhkan beberapa putaran roda. Nilai optimum selip akan berkurang jika gesekan antara ban dan jalan juga berkurang. Rem selip terjadi segera setelah roda mulai berputar lebih lambat dari kecepatan kendaraaan.

e.       Lateral force (side force)
Gaya pengereman dan gaya penggerak bereaksi pada kontak area dimana roda berputar, 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”.

f.       Understeering dan oversteering
Jika kita mempertahankan putaran kemudi pada sudut yang tetap dan berjalan dengan kecepatan yang tetap akan mengakibatkan mobil berputar dengan radius tetap. Dengan 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.


























BAB III
PENUTUP

A.    Kesimpulan
Rem anti-lock ini diciptakan tidak hanya untuk mencegah terkuncinya roda-roda belakang selama pengereman secara tiba-tiba, tetapi juga untuk mengontrol roda-roda depan agar kendaraan tidak berputar (slip) serta menjaga pengendalian kemudi dengan baik. Apabila kendaraan muali ada gejala slip, akan dapat diperbaiki dengan adanya gerakan roda kemudi untuk lebih mudah menghindar dari rintangan, bila rem bekerja selama kendaraan membelok, kendaraan dapat berhenti denga aman tanpa mengalami perubahan langsung.

B.     Saran
Listrik Dan Elektronika Otomotif adalah salah satu Mata Kuliah Teknik yang keberadaannya sangat dipentingkan dalam dunia otomotif, , maka dari itu Mata Kuliah ini menjadi Mata Kuliah dasar untuk mempelajari Teknologi-teknologi otomotif terbaru. Tetapi sayang Mata Kuliah sepenting ini hanya disajikan dalam 3 sks saja, sehingga materi pun tidak semua tersampaikan dan proses praktikum pun tidak berjalan dengan lancar, karena terbentur dengan sarana, prasarana dan waktu yang tersedia, diharapkan untuk perkuliahan Listrik Dan Elektronika Otomotif selanjutnya, agar menambah sarana, prasarana, dan waktu praktikum, sehingga para mahasiswa pun akan lebih mengerti tentang esensi dari Mata Kuliah Listrik Dan Elektronika Otomotif ini.







DAFTAR PUSTAKA

Ø  www.ambulancedriving.com
Ø  www.pipstore.com
 

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar