Sitem Kemudi Tenaga Hidrolik (Hydraulic Power Steering)

Power steering merupakan salah satu perkembangan pada sistem kemudi kendaraan. Salah satunya yaitu hydraulic power steering (HPS). Fungsi power steering hidrolik atau hydraulic power steering adalah salah satu jenis power steering yang memanfaatkan tekanan hidrolis untuk menghasilkan tenaga guna memperingan sistem kemudi pada kendaraan.

Hydraulic power steering (HPS) atau power steering hidrolik memanfaatk minyak power steering untuk menghasilkan tenaga hidrolis. Tekanan hidrolis ini akan disalurkan ke komponen pada mekanisme gear melalui control valve untuk membantu pergerakan steering gear sesuai dengan kebutuhan dan keinginan pengemudi. Oleh karena itu tenaga yang dibutuhkan untuk memutar roda kemudi menjadi lebih ringan.

Konstruksi power steering hidrolik atau hydrauliic power steeringg (HPS) sama seperti sistem kemudi manual. Terdapat steering wheel, steering linkage,steering gear, dan steering column. Namun terdapat beberapa komponen tambahan lain agar fluida atau tekanan hidrolis dapat bekerja sesuai dengan kebutuhan kendaraan.

Meskipun sudah jarang digunakan untuk mobil-mobil keluaran terbaru. Namun power steering hidrolik atau hydraulic power steering (HPS) harus tetap dipelajari. Cara kerja power steering hidrolik sebenarnya sederhana. Pada intinya, tekanan hidrolis akan dialirkan ke salah satu sisi piston. Apabila kendaraan ingin berbelok kekanan maka dialirkan ke kiri piston. Sebaliknya apabila kendaraan ingin berbelok ke kiri maka tekanan hidrolis dialirkan pada sisi kanan piston.

Tekanan hidrolis pada power steering hidrolik atau hydraulic power steering dibangkitkan melalui pompa hidrolik. Pompa hidrolik ini dihubungkan ke mesin melalui v belt. Oleh karena itu apabila mesin berputar maka tekanan hidrolis akan dibangkitkan. Mengingat penggunaan power steering hidrolik yang banyak maka perlu dipelajari mengenai power steering hidrolik atau hydraulic power steering. Apa pengertian power steering hidrolik? Apa saja komponen power steering hidrolik beserta fungsinya? Bagaimana cara kerja power steering hidrolik? Semua hal tersebut akan dibahas pada artikel berikut ini.

Pengertian Hydraulic Power Steering

Hydraulic power steering merupakan jenis sistem kemudi pada kendaraan yang menggunakan sistem hidrolik atau servo hidrolik yang memiliki fungsi untuk memperingan tenaga untuk memutar kemudi kendaraan. Power steering hidrolik ini bekerja pada saat kecepatan rendah dan menyesuaikan pada saat kecepatan tinggi. Dengan begitu, kesetabilan dan efisiensi sistem kemudi pada kendaraan dapat dicapai secara maksimal.

Hydraulic power steering memanfaatkan servo hidrolik untuk menghasilkan tenaga tambahan untuk membantu pemutaran kemudi kendaraan. Hal ini yang menyebabkan roda kemudi lebih ringan ketika diputar. Selain itu sistem kemudi akan lebih responsif ketika kendaraan memerlukan perubahan arah laju.

Komponen Power Steering Hidrolik atau Hydraulic Power Steering

Pada power steering hidrolik terdapat beberapa komponen. Komponen ini membentuk tenaga tambahan untuk sistem kemudi sehingga sistem kemudi dapat berfungsi sebagai mana mestinya. Sistem kemudi terdiri dari tiga komponen utama yaitu pompa, control valve, dan power cylinder. Berikut pembahasan mengenai komponen power steering hidrolik.

1. Pompa Power Steering

Pompa merupakan salah satu komponen pada power steering hidrolik yang memiliki fungsi untuk membangkitkan tekanan hidrolik. Tekanan hidrolik ini yang dibutuhkan untuk membantu pergerakan sistem kemudi kendaraan. Pada pompa power steering minyak atau fluida dimampatkan sedemikian rupa sehingga menghasilkan tekanan hidrolis.

Pada penggunaan dikendaraan, pompa power steering terdiri dari beberapa jenis atau tipe. Jenis atau tipe pompa power steering yaitu torak, membran, plunger, roda gigi dalam, roda gigi luar, vane, screw, dan lain sebagainya. Penggunaan berbagai jenis pompa power steering disesuaikan dengan kebutuhan kendaraan. Namun kebanyakan menggunakan pompa power steering tipe vane atau roda gigi.

Pompa power steering memanfaatkan putaran mesin untuk mendapatkan tekanan hidrolis. Pompa power steering dihubungkan dengan putaran mesin melalui V Belt. Oleh karena itu ketika mesin berputar maka pompa power steering juga akan bekerja untuk menghasilkan tekanan hidrolis.
Untuk mengatur kinerja dari power steering hidrolik maka diberikan pengontrolan aliran tekanan hidrolis. Pengontrolan atau pengaturan minyak power steering yang keluar dilakukan oleh flow control valve. Semisal saja pada saat kecepatan dan tahanan pengemudian tinggi maka minyak atau fluida dikurangi untuk menjaga kesetabilan pengemudian kendaraan.

2. Control Valve

Control valve meupakan salah satu kompoen pada power steering hidrolik yang memiliki fungsi untuk mengontrol aliran dan arah fluida bertekanan sehingga power steering hidrolik dapat bekerja sesuai dengan keinginan dan kebutuhan. Control valve ini terletak pada steering main shaft. Oleh karena itu control valve akan bekerja jika terdapat putaran pada steering main shaft dan roda kemudi.

Cara kerja control valve sebenarnya sangat sederhana. Pada saat posisi normal maka control valve juga pada posisi normal. Pada posisi ini maka minyak fluida yang dialirkan ke control valve akan langsung diteruskan dan dikembalikan ke reservoir. Apabila steering wheel diputar maka control valve berputar dan sehingga akan membuka saluran. Pada proses ini maka minyak fluida akan diteruskan pada salah satu sisi power cylinder. Pada sisi lain akan tetap sama fuida kembali ke reservoir. Dengan perbedaan tekanan fluida ini maka power cylinder akan bergerak pada salah satu sisi untuk mengubah sudut roda.

Control valve terdiri dari tiga jenis yaitu spool valve,  rotary valve, dan flapper valve. Semua jenis dari control valve bekerja berdasarkan puntiran. Saat roda kemudi di putar maka torsion bar atau torsion shaft akan ikut berputar. Putaran pada torsion bar ini yang akan menjadi sensor untuk mengaktifkan atau menonaktifkan power steering hidrolik.

3. Power Cylinder

Power cylinder merupakan mekanisme pada power steering hidrolik atau hydraulic power steering yang memiliki fungsi sebagai tempat mekanisme piston penggerak sistem kemudi. Pada power cylinder terdapat silinder serta piston. Piston ini dihubungkan dengan relay rod sehingga ketika piston bergerak maka relay rod juga akan ikut bergerak

Pergerakan piston ini dikontrol dengan tekanan hidrolis yang dihasilkan dari pompa power steering. Ketika berbelok ke kiri maka fluida bertekanan diarahkan pada sisi kanan piston sehingga power cylinder akan bergerak ke kiri. Sementara itu apabila roda kemudi diputar ke kanan maka fluida bertekanan diarahkan pada sisi kiri piston sehingga power cylinder akan bergerak ke kanan.

Dalam mekanisme kerjanya, power cylinder terdapat dua jenis tergantung dari jenis power steering hidrolik yang digunakan. Power cylinder terbagi menjadi tipe integral dan tipe rack and pinion. Pada tipe integral menggunakan gigi cacing dan pinion gear yang dimodifikasi sehingga pada bagian ujungnya terdapat piston yang berguna agar power steering hidrolik dapat bekerja. Sementara itu tipe rack and pinion memanfaatkan batang rack yang sudah dimodifikasi dengan penambahan piston.

4. Selang atau Power Steering Hose

Selang merupakan salah satu bagian pada hydraulic power steering atau power steering hidrolik yang memiliki fungsi untuk menyalurkan fluida ke berbagai bagian yang membutuhkan atau dengan kata lain agar fluida dapat bersirkulasi. Selang ini biasanya dibuat dengan bahan karet atau plastik, dan besi dengan daya tahan tekanan yang tinggi.

5. Reservoir Tank

Reservoir tank merupakan salah satu bagian dari hydraulic power steering atau power steering hidrolik yang memiliki fungsi untuk menyimpan dan menampung sementara minyak atau fluida power steering sebelum digunakan. Reservoir ini biasanya terbuat dari bahan plastic kuat dan tembus pandang. Selain untuk menyimpan, reservoir juga berfungsi untuk mendeteksi jumlah minyak atau fluida power steering cukup atau kurang.

Cara Kerja Power Steering Hidrolik

Sebenarnya cara kerja power steering hidrolik atau hydraulic power steering sebagian sudah dibahas pada artikel diatas. Pada umumnya power steering hidrolik memanfaatkan tekanan hidrolis guna membantu pergerakan pada steering gear sehingga roda kemudi menjadi lebih ringan, efektif, dan efisien. Untuk lebih lengkapnya berikut merupakan cara kerja power steering hidrolik.

1. Pada Posisi Lurus

Pada posisi melaju lurus maka, sistem kemudi tidak diputar sama sekali. Oleh karena itu posisi control valve pada posisi yang netral. Hal ini dikarenakan control shaft belum menyentuh rotary control valve. Pada posisi netral, pembukaan orifice x dan y baik silinder kanan maupun kiri sama. Hal ini menyebabkan piston tidak terdorong karena tekanan pada kedua sisi piston sama. Fluida bertekanan dari pompa masuk ke orifice x → orifice y → reservoir.

2. Pada Posisi Belok Kanan

Pada saat kendaraan berbelok ke kanan maka sistem kemudi diputar ke kanan. Tenaga putar ini diteruskan ke steering column dan dilanjutkan ke steering gear. Rotary control valve akan ikut berputar akibat pergerakan main shaft. Akibatnya tekanan hidrolis yang dibangkitkan oleh pompa power steering akan dibatasi alirannya oleh orifice x dan orifice y. Hal ini yang menyebabkan orifice pada kedua sisi power silinder berbeda tekanan. Dengan adanya perbedaan tekanan ini maka tekanan hidrolis akan menekan pada salah satu sisi piston. Saat berbelok ke kanan maka sisi kanan tekanan lebih besar sehingga power cylinder akan terdorong ke sisi kiri. Dorongan ini akan diteruskan oleh mekanisme steering linkage untuk mengubah arah laju roda kendaraan.

3. Pada Posisi Belok Kiri

Pada saat kendaraan berbelok ke kiri maka sistem kemudi diputar ke arah kanan. Tenaga putar diteruskan sampai ke steering gear sehingga akan menggerakkan rotary control valve. Hal ini akan menyebabkan dibatasinya aliran tekanan hidrolis dari pompa pada salah satu sisi orifice x dan y. Oleh karena itu fluida bertekanan akan dialirkan ke power cylinder sisi kiri. Sementara itu aliran fluida pada power cylinder sisi kanan akan langsung dikembalikan ke reservoir tank. Maka tekanan pada kedua sisi power cylinder berbeda. Akibatnya power cylinder akan terdorong ke kanan akibat tekanan hidrolis pada fluida. Gerakan ini akan diteruskan ke roda melalui steering linkage sehingga laju kendaraan akan berbelok ke kiri.

Sumber : Perpustakaan SMK Perintis