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:
Posting Komentar