Latar Belakang dan Gambaran Umum Otomotif
Sebuah mobil yang dibangun oleh henry fordm (Model Quadrycicle)
B. Bodi Kendaraan, Sistem Sasis dan Rangka
1. Sistem Bodi Kendaraan
Kendaraan motor awal berevolusi dari kereta kuda yang ditarik hewan. Mesin dan sistem tenaga dipasang pada kereta yang dimodifikasi, yang menghasilkan istilah “kendaraan tanpa kuda” atau “kereta tanpa kuda.” Bodi kendaraan berkembang hingga pada era 1930-an, bodi yang sepenuhnya terbuat dari baja menjadi tipe yang paling umum digunakan. Semua badan kendaraan bergantung pada rangka dari kayu atau baja untuk mendukung komponen sasis.
Semua komponen bodi terbuat dari rangka kayu sampai tahun 1920
2. Sistem Sasis Kendaraan
Sistem sasis kendaraan
mencakup komponen-komponen berikut:
a. Rangka atau bodi kendaraan, yang
digunakan untuk memberikan dukungan bagi komponen suspensi dan kemudi serta
powertrain.
b. Sistem suspensi kendaraan yang
menyediakan perjalanan yang mulus bagi pengemudi dan penumpang serta membantu
ban agar tetap berada di jalan meskipun kendaraan melaju di jalan yang tidak
rata. Sistem suspensi mencakup pegas dan lengan kendali yang memungkinkan roda
bergerak naik-turun dan menjaga ban tetap menyentuh jalan.
c. Sistem pengereman kendaraan untuk
memperlambat dan menghentikan putaran roda, yang pada gilirannya menghentikan
kendaraan. Sistem pengereman mencakup pedal rem, silinder master, ditambah rem
roda di setiap roda. Ada dua jenis rem roda yang digunakan. Rem cakram mencakup
kaliper yang menerapkan gaya pada kampas rem di kedua sisi cakram/rotor yang
berputar. Rem tromol menggunakan kampas rem yang diterapkan secara hidraulik ke
luar terhadap tromol rem yang berputar. Tromol rem terpasang pada dan
menghentikan putaran roda. Rem tromol banyak digunakan di bagian belakang
banyak kendaraan.
d. Roda dan ban — Roda dipasang pada hub
bantalan pada poros. Ban harus menyediakan traksi untuk akselerasi, pengereman,
dan cornering, serta memberi kenyamanan berkendara. Roda terbuat dari baja atau
paduan aluminium dan dipasang ke hub kendaraan menggunakan mur baut, yang harus
dikencangkan dengan torsi yang tepat. Produsen kendaraan dapat merancang
platform yang dapat menggunakan powertrain yang berbeda.
Beberapa produsen kendaraan mampu
memproduksi satu platform yang bisa digunakan dengan mesin pembakaran internal,
powertrain plug-in hybrid, atau powertrain listrik murni.
Banyak produsen mobil mewah pada tahun
1920-an dan 1930-an memiliki bodi yang dibuat oleh perusahaan lain. Pada
akhirnya, sebagian besar bodi terbuat dari baja dan banyak yang tidak
membutuhkan rangka untuk mendukung drivetrain dan suspensi.
Atap
kendaraan didukung oleh pilar-pilar dan mereka diberi label A, B, C, dan D dari
depan ke belakang kendaraan. Semua kendaraan memiliki pilar A di kaca depan,
tetapi banyak yang, seperti hardtop, tidak memiliki pilar B. Station wagon dan
kendaraan sport utility (SUV) sering memiliki pilar D di bagian belakang
kendaraan.
Bodi dan istilah
3. Rangka
Konstruksi
rangka biasanya terdiri dari balok baja berbentuk kanal yang dilas dan/atau
diikat bersama. Kendaraan dengan rangka dan bodi terpisah biasanya disebut
kendaraan body-on-frame (BOF). Banyak istilah yang digunakan untuk melabeli
atau mendeskripsikan rangka kendaraan, termasuk:
a. KONSTRUKSI UNIT-BODI
Konstruksi
unit-bodi (kadang-kadang disebut unibody) adalah desain yang menggabungkan bodi
dengan struktur rangka. Bodi terdiri dari banyak panel baja cetakan individual
yang dilas bersama. Kekuatan jenis konstruksi ini terletak pada bentuk
rakitannya. Kendaraan pada umumnya menggunakan 300 panel baja cetakan terpisah
yang dilas titik bersama untuk membentuk bodi kendaraan.
Perhatikan rusuk-rusuk dan banyaknya potongan lembaran logam yang berbeda yang digunakan dalam konstruksi bodi ini.
CATATAN: Sebuah kendaraan pada umumnya mengandung sekitar 10.000 bagian individual terpisah.
b. SPACE-FRAME CONSTRUCTION / KONSTRUKSI
RANGKA RUANG
Beberapa kendaraan menggunakan konstruksi rangka ruang, yang terdiri dari lembaran baja yang dibentuk untuk membangun kerangka seluruh kendaraan. Kendaraan tersebut kemudian memiliki panel plastik atau baja untuk menutupi kerangka baja.
C. Evolusi Desain Mesin Kendaraan
Semua mesin bensin dan diesel disebut mesin pembakaran internal dan
dirancang untuk mengompres campuran yang dapat dinyalakan. Campuran ini
dinyalakan dengan menggunakan percikan api (bensin) atau dengan panas kompresi
(diesel). Piston-piston dihubungkan ke poros engkol, yang mengubah gerakan
naik-turun piston menjadi gaya putar yang digunakan untuk menggerakkan
kendaraan.
1. DESAIN INLINE VERSUS TIPE-V
Sebagian besar mesin awal menggunakan
empat atau enam silinder yang disusun sejajar. Ini disebut mesin segaris dan
masih diproduksi hingga saat ini. Beberapa mesin dengan 4, 6, 8, 10, 12, atau 6
silinder disusun dengan separuh silinder pada setiap set "V" dan
dihubungkan ke poros engkol umum di bagian bawah "V." Poros engkol
mengubah gerakan naik-turun piston menjadi gerakan putar, memungkinkan mesin
untuk menggerakkan roda penggerak.
2. DESAIN LOKASI KATUP
Desain di mana katup-katup terletak di blok mesin disebut desain flathead karena kepala silinder hanya menutupi ruang bakar dan menyertakan lubang untuk busi. Blok mesin berisi saluran untuk cairan pendingin serta oli pelumas dan merupakan penopang untuk semua sistem mesin lainnya.
Mesin Ford flathead V-8. Desain mesin ini digunakan oleh Ford Motor
Company dari tahun 1932 hingga 1953. Dalam desain flathead, katup-katup
terletak di samping (di sebelah) silinder.
Pada tahun 1950-an, sebagian besar desain
mesin menempatkan katup di kepala silinder. Ini disebut desain katup atas atau
OHV (overhead valve). Bahkan desain mesin yang lebih baru menampilkan poros
bubungan atas (OHC: overhead camshafts) yang disebut desain poros bubungan atas
tunggal (SOHC: single overhead camshaft) dan mesin yang menggunakan dua poros
bubungan atas per bank silinder yang disebut desain poros bubungan atas ganda
(DOHC: double overhead camshaft). Penempatan
poros bubungan menghasilkan aliran udara masuk yang lebih baik ke dalam dan gas
buang keluar dari mesin. Kebutuhan akan pengurangan emisi dan penghematan bahan
bakar yang lebih besar menyebabkan kemajuan dalam desain mesin. Perubahan ini
meliputi:
■
Sistem pengapian elektronik
■
Injeksi bahan bakar elektronik
■
Kontrol mesin terkomputerisasi
D. Gambaran Umum Sistem Engine
Setiap mesin membutuhkan banyak
sistem agar berfungsi dengan benar.
1. COOLING SYSTEM/Sistem Pendingin
Meskipun beberapa mesin lama didinginkan
dengan udara, semua mesin yang saat ini diproduksi didinginkan dengan cairan.
Cairan pendingin disirkulasikan oleh pompa air melalui saluran di blok silinder
dan kepala yang disebut jaket air. Cairan pendingin adalah campuran antibeku
dan air untuk memberikan perlindungan korosi dan pembekuan. Setelah cairan
pendingin menyerap panas dari mesin, ia mengalir melalui radiator, yang
mendinginkan cairan pendingin dengan melepaskan panas ke udara. Suhu cairan
pendingin dipertahankan dengan menggunakan termostat yang terletak di saluran
cairan pendingin, yang membuka untuk memungkinkan cairan pendingin mengalir ke
radiator atau menutup sampai cairan pendingin cukup panas untuk membutuhkan
pendinginan.
2. LUBRICATION SYSTEM/Sistem Pelumasan
Semua mesin membutuhkan pasokan oli
pelumas untuk mengurangi gesekan dan membantu mendinginkan mesin. Sebagian
besar mesin dilengkapi dengan bak oli, juga disebut penampung oli, yang berisi
3 hingga 7 liter oli. Pompa oli yang digerakkan mesin memaksa oli di bawah
tekanan melalui filter oli, kemudian ke saluran di blok dan kepala yang disebut
galeri oli, dan kemudian ke semua bagian yang bergerak.
3. AIR INTAKE SYSTEM/SISTEM PEMASUKAN
UDARA
Semua mesin, baik mesin bensin maupun
diesel, menarik udara dari atmosfer. Dibutuhkan sekitar 9.000 galon udara untuk
setiap galon bensin yang digunakan. Udara harus ditarik di mana air yang dalam
di jalan tidak dapat ditarik ke dalam mesin. Udara kemudian disaring oleh
filter udara yang dapat diganti. Setelah udara disaring, ia melewati katup
throttle dan kemudian masuk ke mesin melalui manifold intake.
4. SISTEM BAHAN BAKAR
Sistem
bahan bakar meliputi komponen dan sistem berikut:
■ Tangki bahan bakar
■ Saluran dan filter bahan bakar
■ Injektor bahan bakar
■ Kontrol elektronik pompa bahan bakar dan injeksi bahan bakar
Injektor
bahan bakar dirancang untuk mengatomisasi bensin cair menjadi tetesan kecil
sehingga dapat bercampur dengan udara yang masuk ke mesin. Campuran bahan bakar
dan udara ini kemudian dinyalakan oleh busi.
5. SISTEM START DAN PENGISIAN
Sistem
start dan pengisian mesin meliputi baterai, sistem start (engkol), komponen
sistem pengisian, dan sirkuit.
6. SISTEM PENGAPIAN
Sistem
pengapian meliputi modul kontrol pengapian (ICM:) ignition control module dan koil
pengapian (Ignition Coil), yang menciptakan percikan tegangan tinggi dengan
menaikkan tegangan baterai. Busur di antara elektroda busi menyulut campuran
udara-bahan bakar di ruang bakar dan tekanan yang dihasilkan mendorong piston ke
bawah pada langkah tenaga.
7. EMISSION CONTROL SYSTEM
Pengendalian emisi kendaraan meliputi
pengendalian uap bensin agar tidak terlepas ke atmosfer selain mengurangi emisi
dari knalpot. Emisi yang dikendalikan meliputi bensin yang tidak terbakar, yang
disebut hidrokarbon (HC), dan gas buang, karbon monoksida (CO) dan oksida
nitrogen (NOX). Sistem kontrol emisi evaporatif, yang biasanya disebut sistem
EVAP, dirancang untuk mencegah pelepasan asap dan uap bensin. Sistem kontrol
emisi lainnya meliputi:
■ Ventilasi bak mesin positif (PCV: Positive crankcase ventilation).
Sistem ini menggunakan katup yang disebut katup PCV untuk mengatur aliran gas
yang terbentuk di bak mesin yang sedang berjalan, yang dialirkan kembali ke
manifold intake. Mesin kemudian akan menarik gas-gas ini ke dalam ruang bakar
di mana gas-gas tersebut dibakar untuk membantu mencegah pelepasan gas ke
atmosfer.
■ Resirkulasi gas buang (EGR: Exhaust gas recirculation). Sistem EGR mengukur
sekitar 3% hingga 7% gas buang kembali ke intake di mana gas-gas tersebut
mengurangi suhu pembakaran puncak dan mencegah oksigen (O2) dan nitrogen (NO)
dari udara bergabung membentuk oksida nitrogen.
■ Konverter katalitik. Konverter katalitik adalah unit yang
terletak di sistem pembuangan biasanya dekat dengan mesin, yang menyebabkan
perubahan kimia pada gas buang.
■ Diagnostik on-board. Ini berarti bahwa mesin, serta sistem
manajemen mesin dapat menguji dirinya sendiri, untuk pengoperasian yang benar
dan memperingatkan pengemudi jika terdeteksi adanya kesalahan. Lampu peringatan
disebut lampu indikator malfungsi (MIL: malfunction indicator light) dan diberi label "Check
Engine" atau "Service Engine Soon." Sistem diagnostik on-board
saat ini berada di generasi kedua dan disebut OBD-II. Penguji genggam elektronik,
yang disebut alat pemindai/scanner, diperlukan untuk mengakses (mengambil) kode
masalah diagnostik (DTC) yang tersimpan dan melihat data sensor dan sistem.
E. Gambaran Umum Power Train
Tujuan dari powertrain adalah untuk
mentransfer output torsi mesin ke roda penggerak.
1. POWERTRAIN PENGGERAK RODA BELAKANG
Kendaraan
penggerak roda belakang menggunakan komponen-komponen berikut untuk mentransfer
torsi mesin ke roda penggerak belakang:
· Transmisi. Transmisi otomatis biasanya
menggunakan set roda gigi planet dan kontrol elektronik untuk mengubah rasio
gigi. Dalam transmisi yang digeser secara manual, drivetrain berisi rakitan
kopling, yang memungkinkan pengemudi untuk melepaskan torsi mesin dari
transmisi untuk memungkinkan pengemudi berpindah dari satu rasio gigi ke rasio
gigi lainnya. Transmisi terdiri dari roda gigi dan rakitan lainnya yang
memberikan output torsi tinggi pada kecepatan rendah untuk akselerasi dan
output torsi lebih rendah tetapi pada kecepatan lebih tinggi untuk penghematan
bahan bakar maksimum pada kecepatan jalan raya.
· Poros Penggerak (Driveshaft). Poros penggerak, juga disebut poros
baling-baling, digunakan untuk menghubungkan dan mentransmisikan torsi mesin
dari transmisi ke poros penggerak belakang. Sambungan universal (U-joint/Universal joints) digunakan untuk
memungkinkan poros penggerak belakang bergerak naik dan turun pada suspensi
belakang dan masih dapat mentransmisikan torsi mesin.
· Drive axle. Drive Axle digunakan di
bagian belakang beberapa kendaraan dan melakukan tiga fungsi:
-
Ini
berisi diferensial yang memungkinkan kecepatan poros yang berbeda saat
menikung.
-
Ini
meningkatkan torsi yang diterapkan ke roda penggerak belakang dengan
menggunakan set roda gigi reduksi (roda gigi cincin dan pinion).
-
Ini
mengubah arah torsi mesin yang diterapkan dan menggunakan axle shafts untuk
mentransfer torsi ke roda penggerak.
2. FRONT-WHEEL-DRIVE POWERTRAIN ( POWERTRAIN
PENGGERAK RODA DEPAN)
Kendaraan
penggerak roda depan menggunakan transaxle, yang merupakan kombinasi transmisi
dan diferensial dalam satu rakitan. Poros gandar penggerak (Drive axle
shafts) kemudian mentransfer torsi mesin
ke roda penggerak depan dari output transaxle.
3. FOUR-WHEEL-DRIVE SYSTEM
Ada banyak jenis metode untuk menggerakkan keempat roda. Banyak di antaranya menyertakan transfer case untuk membagi torsi mesin ke roda depan dan belakang.
F. Gambaran Umum Sistem Kelistrikan
Kendaraan awal tidak dilengkapi dengan sistem kelistrikan karena sistem
pengapiannya tidak memerlukan baterai. Mesin-mesin awal menggunakan magnet
untuk menghasilkan percikan api, bukan tenaga listrik dari baterai seperti yang
digunakan pada kendaraan modern. Komponen kelistrikan pertama yang digunakan
pada kendaraan adalah lampu yang ditenagai oleh baterai, yang berfungsi tidak
hanya untuk membantu pengemudi melihat jalan, tetapi juga agar kendaraan dapat
terlihat oleh pengguna jalan lainnya pada malam hari. Penggunaan baterai secara
luas baru dimulai setelah tahun 1912, seiring dengan ditemukannya self-starter
(motor starter otomatis). Charles F. Kettering juga menciptakan sistem
pengapian tipe point (pengapian kontak platina) pada waktu yang hampir
bersamaan dengan self-starter.
Oleh karena itu, baterai awal sering disebut sebagai baterai SLI, yang
merupakan singkatan dari Starting, Lighting, dan Ignition (Penghidupan,
Penerangan, dan Pengapian). Mulai tahun 1920-an hingga 1950-an, komponen
kelistrikan lainnya mulai ditambahkan, seperti radio, kipas pemanas kaca
(defroster fan), dan klakson. Baru pada dekade 1960-an, aksesori kelistrikan
seperti pendingin udara (AC), kursi bertenaga listrik (power seats), dan
jendela otomatis (power windows) menjadi umum digunakan dalam kendaraan.
Pada masa lalu, jumlah komponen elektronik pada kendaraan masih terbatas.
Namun, seiring perkembangan teknologi otomotif, jumlah dan kompleksitas
komponen elektronik telah meningkat secara signifikan dan kini mencakup hampir
seluruh sistem dalam kendaraan, antara lain:
■ Sistem pemantauan tekanan udara pada
ban (Tire Pressure Monitoring System)
■ Kursi dengan fitur pemanas dan
pendingin (Heated and Cooled Seats)
■ Pengaturan iklim otomatis (Automatic
Climate Control)
■ Jendela dengan penggerak listrik
(Power Windows)
■ Sistem keamanan kendaraan (Vehicle
Security Systems)
■ Kemudi bertenaga listrik (Electric
Power Steering)
■ Suspensi elektronik (Electronic
Suspension)
Perkembangan ini mencerminkan
transformasi kendaraan dari sistem mekanis sederhana menjadi sistem
elektromechanical yang kompleks, di mana kontrol dan kenyamanan berkendara
sangat bergantung pada teknologi elektronik terintegrasi.
Alternator bertanggung jawab untuk
menyuplai kebutuhan listrik kendaraan serta menjaga agar baterai tetap terisi.
G. Gambaran Umum Pemanas, Ventilasi, dan
Pendingin Udara (HVAC)
Kendaraan model awal tidak dilengkapi dengan pemanas atau metode lain
untuk memberikan kenyamanan bagi pengemudi dan penumpang. Sebagian besar
kendaraan awal memiliki desain terbuka dengan atap sederhana yang dapat
dilepas. Beberapa di antaranya dilengkapi dengan tirai samping opsional yang
memberikan perlindungan terhadap cuaca. Pada tahun 1930-an dan 1940-an, ketika
bodi kendaraan tertutup sepenuhnya mulai umum digunakan, produsen kendaraan
mulai menyertakan sistem pemanas, yang merupakan radiator kecil dengan aliran
cairan pendingin mesin di dalamnya. Pada masa yang sama dan berlanjut hingga
tahun 1950-an, pilihan fitur yang tersedia pada banyak kendaraan umumnya hanya
radio dan pemanas, yang dikenal dengan singkatan R & H (Radio and Heater).
Saat ini, sistem pendingin udara (AC) telah menjadi fitur standar pada sebagian besar kendaraan, yang juga mencakup fungsi defroster serta pemanas ruang kabin penumpang, sering kali dibagi dalam dua zona untuk memberikan kenyamanan maksimal bagi pengemudi dan penumpang. Fitur kenyamanan tambahan yang kini tersedia meliputi kursi yang dapat dipanaskan maupun didinginkan, serta setir yang dilengkapi dengan pemanas.
H. Sistem Suspensi Mobil
Sistem suspensi mobil adalah bagian dari kendaraan yang berfungsi untuk menyerap guncangan, menjaga stabilitas, dan meningkatkan kenyamanan saat berkendara. Sistem ini menjadi penghubung antara rangka (chassis) mobil dan roda, serta membantu memastikan roda tetap menyentuh permukaan jalan meskipun jalanan bergelombang atau tidak rata.
Fungsi utama sistem suspensi:
-
Menyerap guncangan dari jalan (misalnya jalan berlubang, tidak rata, atau bergelombang).
-
Menjaga kestabilan dan keseimbangan kendaraan, terutama saat menikung, mengerem, atau melewati jalan bergelombang.
-
Meningkatkan kenyamanan penumpang dan pengemudi.
-
Menjaga traksi roda, agar ban selalu menyentuh permukaan jalan, sehingga mobil bisa dikendalikan dengan baik.
Komponen Sistem Suspensi Mobil
Sistem suspensi mobil terdiri dari berbagai komponen yang bekerja bersama-sama untuk mengendalikan pergerakan roda dan memberikan kenyamanan serta stabilitas selama berkendara. Berikut adalah beberapa komponen utama dalam sistem suspensi mobil:
1. Spring (Pegas/Per)
Per adalah salah satu komponen utama dalam sistem suspensi mobil. Per berbentuk pegas yang terletak di atas atau di bawah roda dan berfungsi untuk menyerap goncangan di jalan serta mendistribusikan beban kendaraan ke roda.
Ada dua jenis per utama, yaitu per daun (leaf spring) dan per spiral (coil spring). Pegas merupakan komponen yang terbuat dari baja elastis yang kuat, daya elastisitas pada pegas ini yang nantinya akan dimanfaatkan untuk menyerap semua getaran pada permukaan jalan.
2. Shock Absorber (Peredam Kejut)
Shock absorber bekerja bersama per untuk mengendalikan pergerakan roda dan mengurangi getaran. Shock absorber berfungsi untuk menghentikan pergerakan per atas dan bawah secara cepat, sehingga roda bisa tetap kontak dengan jalan.
3. Wheels and Tires (Roda dan Ban)
Roda dan ban merupakan bagian penting dari sistem suspensi karena roda adalah titik kontak utama dengan jalan. Ban yang baik dan seimbang dapat membantu meningkatkan traksi dan kenyamanan ketika berkendara.
4. Bearing (Bantalan Roda)
Bantalan roda memungkinkan roda dapat berputar secara lembut. Komponen ini harus berfungsi dengan baik untuk menghindari gesekan yang berlebihan dan kerusakan.
5. Control Arm (Lengan Suspensi)
Control Arm atau lengan suspense adalah komponen yang menghubungkan roda dengan kerangka kendaraan yang memungkinkan roda dapat bergerak naik-turun dan berputar, sehingga kendaraan dapat menyesuaikan diri dengan medan jalan.
6. Bushing (Per Bantalan)
Per bantalan adalah elemen karet yang digunakan untuk menghubungkan berbagai komponen suspensi, seperti Control Arm dengan kerangka kendaraan yang berfungsi untuk mengurangi gesekan dan menyerap getaran.
7. Stabilizer Bar
Stabilizer bar adalah komponen dalam suspensi mobil yang terbuat dari batang besi yang terhubung di antara lower arm roda kanan serta kiri dan pada bagian tengahnya dihubungkan dengan mobil. Komponen ini berfungsi untuk menjaga keseimbangan bodi mobil saat berbelok.
8. Strut Bar
Strut Bar berfungsi buat menahan lower arm agar kemiringan roda depan dapat terjaga dengan baik.
9. Electronic Components (Komponen Elektronik)
Beberapa mobil modern sudah dilengkapi dengan komponen elektronik dalam sistem suspensinya, seperti sensor kecepatan roda, sistem kontrol traksi, dan suspensi adaptif yang memungkinkan penyesuaian karakteristik suspensi secara otomatis sesuai dengan kondisi jalan dan gaya mengemudi.
Komentar
Posting Komentar