MEKANISME REM Pertemuan Ke-2 - Pemeliharaan Sasis Sepeda Motor XII SMK

 

4. Cara Kerja Rem Cakram

Pada kendaraan Rem roda dua, ketika handel rem ditarik, bubungan yang terdapat pada handel rem akan menekan torak  yang terdapat dalam master cylinder. Torak  ini akan mendorong oli rem ke arah saluran oli, yang selanjutnya masuk ke dalam ruangan silinder roda. Pada bagian torak sebelah luar dipasang kampas atau brake pad. Brake pad ini akan menjepit piringan metal dengan memanfaatkan gaya/tekanan torak ke arah luar yang diakibatkan oleh tekanan oli rem tadi dan akhirnya menghentikan putaran ban. Rotor rem cakram dan bantalan rem cakram saling menggesek sehingga terjadi panas akibat friksi tadi. Namun, panas friksi yang terjadi dapat menguap dengan mudah karena rotorrem cakram danbadan rem terbuka.

 

Gambar Konstruksi dan Operasi Rem Cakram

 

5. Bahan Baku Rem Cakram

Salah satu bahan baku yang biasa digunakan pada komponen rem cakram adalah Ceramic Composite Material (CCM). Ceramic composite material merupakan material komposit yang terdiri dari serat karbon silikon karbida dan logam silikon. Rem ini biasanya diaplikasikan pada Ferrari, Maserati, Alfa Romeo, Aston Martin, Corvette, dan lain-lain.

Silikon karbida merupakan komponen utama yang menjaga tingkat kekerasan dari material komposit. Serat karbon berfungsi untuk menjamin kekuatan mekanik yang tinggi serta memberikan kekuatan anti patah yang sangat dibutuhkan pada aplikasinya. Jika diaplikasikan pada sistem pengereman, silikon karbida merupakan pilihan pertama untuk high performance brake systems, khususnya dalam mengejar bobot yang ringan, tingkat kekerasan, karakteristik yang stabil dalam tekanan tinggi dan temperatur tinggi, serta ketahanan terhadap thermal shock.

Sifat yang quasiductility membuat umur pemakaian disc brake semakin lama dan juga menghindari masalah rem yang biasa ditemukan pada disc brake dengan material grey cast iron. Jenis lainnya ialah Carbon Ceramic Brake (CCB). CCB merupakan floating disc brake yang terbuat dari material karbon yang diperkuat oleh serat karbon dan lapisan keramik tambahan pada kedua sisi disc brake yang permukaannya akan mengalami gesekan. Rem jenis ini biasanya diaplikasikan pada VW, Porche, Lamborghini, Bugatti, AMG, dan lain sebagainya.

Selain kedua bahan tersebut, bahan yang biasanya dipakai adalah Ceramic Matrix Composite (CMC). CMC merupakan floating disc brake yang diperkuat dengan lapisan keramik tambahan pada kedua permukaan pengereman. Rem cakram jenis ini diaplikasikan pada McLaren SLR.

 

B. REM TROMOL

1. Pengertian dan Fungsi Rem Tromol

Rem tromol adalah salah satu konstruksi rem yang sistem pengeremannya menggunakan tromol rem (brake drum), sepatu rem (brake shoe), dan silinder roda (wheel cylinder). Pada dasarnya, jenis rem tromol yang digunakan pada roda depan dan belakang tidak sama. Hal ini dimaksudkan agar sistem rem dapat berfungsi dengan baik dan sesuai dengan persyaratan. Mekanisme penghentian roda dilakukan dengan mengembangkan kedua brake shoe sehingga menghimpit dinding bagian dalam kover tromol. Komponen yang memicu pengembangan kedua brake shoe ialah putaran batang pengungkit (brake shoe floating cam). Pada intinya, gaya menghimpitrem tromol dipicu gerak hidrolik atau pneumatik. Umumnya, rem tromol diaplikasikan pada kedua roda bagian belakang. Seperti rem pada umumnya, rem tromol berfungsi untukmengurangikecepatan,menghentikan kendaraan, serta memungkinkan kendaraan dapat terparkir di tempat yang menurun. Rem tromol merupakan sistem rem yang telah menjadi metode pengereman standar yang digunakan sepeda motor kapasitas kecil pada beberapa tahun belakangan ini. Alasannya adalah karena rem tromol sederhana dan harganya lebih murah.

Rem tromol digunakan pada kendaraan tipe terdahulu, tetapi biasanya juga digunakan untuk rem bagian belakang kendaraan. Kelebihan dan kekurangan rem tromol dijabarkan sebagai berikut. .

 

a. Keuntungan

Rem tromol digunakan untuk kendaraan yang memerlukan kerja ekstra dalam pengereman.Contohnya kendaraan operasional, seperti bus, truk, minibus, dan sebagainya. Jadi, rem tromoldapat digunakan pada kendaran dengan beban angkut yang berat (heavy duty).

 

b. Kekurangan

Rem tromol masih menerapkan sistem tertutup dalam prosesnya. Oleh karena itu, partikel debu dan kotoran dapat terjebak pada ruang tromol tersebut. Jadi, roda harus dibuka agar rumah rem dapat dibersihkan dari debu atau kotoran.

2. Jenis Rem Tromol

Sistem rem tipe tromol pada sepeda motor dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis berdasarkan cara pengoperasian sepatu rem, yaitu:

a. Tipe Single Leading Shoe

Rem tromol tipe single leading shoe merupakan rem paling sederhana yang hanya mempunyai sebuah cam (nok) penggerak untuk menggerakkan dua buah sepatu rem. Pada ujung sepatu rem lainnya dipasang pivot pin (pasak) sebagai titik tumpuan sepatu rem.

 

 

Gambar Rem Tromol Tipe Single Leading shoe

 

b. Tipe Two Leading Shoe

Rem tromol tipe two leading shoe dapat menghasilkan gaya pengereman kira-kira 11/2 kali single leading shoe. Rem tromol tipe ini digunakan sebagai rem depan, tetapi penggunaannya digantikan oleh disc brake (rem cakram) baru-baru ini. Rem tipe ini mempunyai dua cam (nok) dan ditempatkan pada masing-masing ujung dari leading shoe dan trailing shoe.

Cam tersebut bergerak secara bersamaan ketika rem digunakan melalui batang penghubung yang dapat disetel. Setiap sepatu rem mempunyai titik tumpuan tersendiri (pivot) untuk menggerakkan cam.

 

Gambar Rem Tromol Tipe Two Leading Shoe

3. Komponen Rem Tromol

Rem tromol terdiri dari komponen rumah rem atau drum dan kampasrem. Rem tromol bekerja atas dasar gesekan antara sepatu rem dengan drum yang ikut berputar dengan putaran roda kendaraan. Agar gesekan dapat memperlambat kendaraan dengan baik, sepatu rem dibuat dari bahan yang mempunyai koefisien gesek yang tinggi. Berikut adalah komponen rem tromol.

a. Tromol Rem (Drum Brake)

Tromol rem atau drum brake terletak di tengah-tengah roda motor. Oleh sebab itu, rem tromol sepeda motor dapat menghemat pemakaian ruang pada bagian belakang sepeda motor. Tromol rem berfungsi sebagai media gesekan agar gaya putar pada roda dapat dihentikan. Tromol rem terbuat dari metal padat yang tahan terhadap panas sehingga ketika bergesekan dengan kampas rem, hal itu akan menyebabkan perlambatan pada putaran roda.

b. Sepatu Rem (Brake Shoe)

Salah satu komponen yang memiliki peran sangat penting dalam sistem pengereman adalah sepatu rem. Sepatu rem berbentuk busur yang disesuaikan dengan lingkaran drum dan dilengkapi dengan kampas yang dikeling ataupun direkatkan pada bagian permukaan dalam sepatu rem. Kampas rem tromol berbeda dengan kampas rem cakram. Kampas rem ini berbentuk persegi panjang yang melengkung. Salah satu ujung sepatu rem dihubungkan pada anchor pin atau pada baut silinder penyetel sepatu rem. Ujung lainnya dipasangkan pada roda silinder yang berfungsi untuk mendorong sepatu ke drum dan juga sepatu rem ini berhubungan dengan mekanisme rem tangan.

c. Kampas Rem

Kampas rem adalah bahan semi-organik yang digunakan sebagai media gesek bersama tromol rem. Kampas rem terbuat dari bahan organik dan keramik supaya dapat bertahan pada suhu tinggi dan tidak melukai tromol rem.

Bahan penyusun kampas rem akan terkikis selama proses pengereman terus berlangsung. Dalam kurun waktu tertentu, kampas rem bisa habis sehingga perlu dilakukan penggantian. Lamanya penggantian tergantung ketahanan kampas rem dan bahan penyusunnya.

d. Tuas Penggerak

Tuas penggerak rem akan menggerakkan sepatu rem untuk menekan tromol rem saat pedal rem ditekan. Tuas rem bekerja secara mekanik melalui sebuah cam yang terletak di ujung tuas penggerak. Saat tuas penggerak rem bekerja, cam akan mendorong sepatu rem untuk menekan drum brake.

e. Pegas Pengembali (Return Spring)

Pegas pengembali (return spring) terletak di dalam sistem rem tromol di antara dua buah sepatu rem. Pegas ini berfungsi untuk mengembalikan posisi sepatu rem setelah rem digunakan. Pegas ini akan menarik sepatu rem agarrenggang dengan tromol sehingga roda dapat kembali berputar.

f. Pivot Pin

Pivot pin terletak di pangkal sepatu rem yang fungsinya sebagai center sepatu rem. Pivot pin akan menjaga sepatu rem di area pangkal agar dapat bergerak membuka dan menutup.

g. Tuas Penghubung

Tuas penghubung terletak di luar sistem utama rem tromol. Komponen ini berupa batang besi yang menghubungkan tuas penggerak rem dengan pedal rem. Tuas penghubung ada pada sistem rem tromol motor versi pedal injak. Sementara itu, pada motor matik yang menggunakan tuas rem tangan, digunakan kabel kawat untuk menghubungkan tuas dengan batang penggerak rem.

Di ujung tuas penggerak biasanya dilengkapi dengan adjusting screw yang berfungsi untuk menyesuaikan ketinggian rem.

h. Pedal Rem

Pedal rem adalah komponen input yang berfungsi sebagai tempat pengguna untuk mengaktifkan sistem pengereman. Ada dua macam pedal rem, yaitu pedal rem injak yang ada pada sepeda motor bebek dan pedal rem tipe tuas yang ada pada motor matik. Meskipun berbeda, keduanya memiliki fungsi yang sama.

 

Gambar Komponen-Komponen Rem Tromol

 

4. Prinsip Kerja Rem Tromol

Rem berfungsi mengurangi kecepatan atau menghentikan kendaraan melalui gesekan antara sepatu rem dan tromol dengan mekanisme tertentu. Salah satu komponen yang memiliki peran sangat penting dalam sistem pengereman adalah sepatu rem. Sepatu rem berbentuk busur yang disesuaikan dengan lingkaran drum dan dilengkapi dengan kampas yang dikeling ataupun direkatkan pada bagian permukaan dalam sepatu rem. Salah satu ujung sepatu rem dihubungkan pada anchor pin atau pada baut silinder penyetel sepatu rem. Ujung lainnya dipasangkan pada roda silinder yang berfungsi untuk mendorong sepatu ke drum. Sepatu rem ini berhubungan dengan mekanisme rem tangan. Prinsip kerja sistem rem tromol dijabarkan sebagai berikut.

 

a. Sebelum Rem Bekerja

 

Gambar Sebelum Rem Bekerja

Pada saat tuas rem belum ditarik/diinjak maka rem belum bekerja. Di antara tromol dan kampas rem masih ada celah dan tidak bersinggungan. Per pengembali kampas masih belum meregang.

 

b. Setengah Pengereman

 

Gambar Rem Setelah Pengereman

Apabila tuas rem ditarik rem. setengah, Camakan mulai bergerak terjadi pergerakanpadakomponen bergerak keluar sehingga akan memutar dankampas akan mulai bergesekan dengan drum/tromol. Terjadilah gesekankecil dan rem bekerja sedikit.

c. Rem Bekerja Penuh

 

Gambar. Rem Bekerja Penuh

 

Pada saat rem tuas rem ditarik penuh maka akan terjadi gesekan yang kuat antara tromol dan kampas rem. Cam memutar maksimal dan penekanan pada kampas rem dengan tromol akan kuat. Oleh karena itu, adanya gaya gesekan yang kuat akan mampu menghentikan putaran tromol. Per pengembali juga meregang maksimal.

d. Pelepasan Rem

 

Gambar. Pelepasan Rem

Saat pelepasan rem ialah ketika tuas dilepas dan kembali pada posisi semula. Per pengembali kampas bekerja untuk mengembalikan kedudukan kampas seperti pada saat rem belum bekerja. Gesekan antara kampas dan tromol tidak ada.

 

C. KAMPAS REM

1. Pengertian Kampas Rem

Kampas rem merupakan Rem media yang berfungsi untuk memperlambat maupun menghentikan laju kendaraaan. Pada saat kendaraan melaju dengan kecepatan tinggi, fungsi kampas rem memiliki beban hingga 90% dari komponen lainnya. Kampas rem memiliki peranan yang sangat penting, bahkan keselamatan jiwa pengendara tergantung pada kualitas dari komponen tersebut. Oleh karena itu, kampas rem yang dibutuhkanharusmemiliki kemampuan yang baik dan efisien supaya fungsi pengereman dapat optimal.

 

2. Karakteristik Bahan Kampas Rem

Karakteristik kampas rem terbagi menjadi tiga bagian, yaitu:

a.    Material Kampas Rem

Bahan baku yang digunakan pada kampas rem standar umumnya terdiri dari serat aluminium, grafit, barium, alumina, asbestos, cashew dust, NBR powder, dan lainnya, sebagai bahan penguat atau serat. Sementara itu, bahan untuk matriks atau pengikatnya adalah resin phenolic. Serat dalam komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan beban serta memberikan sifat kekakuan, kekuatan, dan stabilitas panas dalam komposit.

Matriks dalam komposit berperan sebagai pengikat serat dan mendistribusikan tegangan pada saat pembebanan. Bahan matriksyang sering digunakan dalam pembuatan komposit adalah matriks polimer. Matriks polimer dibagi menjadi dua jenis, yaitu thermoset dan thermoplastic. Beberapa bahan yang termasuk thermoset, antara lain epoxy, polyester, dan phenolic. Sementara itu, beberapa bahan yang termasuk thermoplastic, antara lain polyetylene dan polypropylene.

 

b.    Proses Produksi Kampas Rem

Berdasarkan proses pembuatannya, bahan penguat kampas rem terdiri atas partikel yang tersebar merata dalam matriks yang berfungsi sebagai pengikat sehingga menghasilkan bentuk solid yang baik. Proses penekanan sekaligus pemanasan pada saat pencetakan (sintering) akan menghasilkan kekuatan, kekerasan, serta gaya gesek yang semakin meningkat pada kampas rem. Pemanasan dilakukan pada suhu antara 130?C - 150?C. Pemanasan padasuhutersebut akan menyebabkan bahan tersebut mengalami perubahan struktur, yakni antara partikel satu dengan yang lain akan saling melekat sehingga akan diperoleh bentuk solid yang baik dan matriks pengikat yang kuat.

 

c. Sifat Mekanik Kampas Rem

Masing-masing tipe kendaraan memiliki bentuk serta kualitas bahan kampas rem khusus. Secara umum, bagian-bagian kampas rem terdiri dari daging kampas (bahan friksi), dudukan kampas (body brake shoe), dan dua buah spiral. Pada aplikasi sistem pengereman otomotif yang aman dan efektif, bahan friksi harus memenuhi persyaratan minimum mengenai unjuk kerja, noise, dan daya tahan.

Bahan rem harus memenuhi persyaratan keamanan, ketahanan, dan dapat mengerem dengan halus. Selain itu, bahan rem juga harus mempunyai koefisien gesek yang tinggi, keausan kecil, kuat, tidak melukai permukaan roda, dan dapat menyerap getaran. Sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan/komponen tersebut. Agar mendapatkan standar acuan tentang spesifikasi teknik kampas rem, nilai kekerasan, keausan, bending, dan sifat mekanik lainnya harus mendekati nilai standar keamanannya.

 

3. Jenis Kampas Rem

Kampas rem terbagi menjadi dua jenis berdasarkan bahan utama penyusun kompositnya.

a.    Kampas Rem Asbestos

Kampas rem yang terbuat dari bahan asbestos hanya memiliki 1 jenis fiber, yaitu asbes. Asbes merupakan komponen yang menimbulkan karsinogenik. Harga kampas rem ini lebih murah. Kampas rem asbestos memiliki kelemahan dalam kondisi basah. Kampas asbestos hanya terdiri dari 1 jenis fiber sehingga ketika kondisi basah, bahan tersebut akan mengalami efek licin seperti menggesekkan jari di atas kaca basah (licin/tidak pakem). Hal itu juga dapat menyebabkan piringan menjadi cepat habis dan rem menjadi kurang pakem. Kampas rem asbestos hanya dapat bertahan sampai dengan suhu 200⁰C sehingga rem asbestos akan blong (fading) pada suhu 250⁰C. Kampas rem asbestos juga tidak ramah lingkungan dan dapat menyebabkan penyakit kanker.

 

b.    Kampas Rem Non-Asbestos

Kampas rem yang terbuat dari bahan non-asbestos biasanya terdiri dari 4 - 5 macam fiber, di antaranya kevlar, steel fiber, rock wool, cellulose, dan carbon fiber yang memiliki serat panjang. Hal ini bertujuan agar efek licin tersebut dapat teratasi. Rem non-asbestos dapat bertahan hingga suhu 360⁰C sehingga cenderung stabil (tidak blong). Kampas rem non-asbestos yang terbuat dari material berkualitas ialah kampas rem berbahan kevlar/aramid. Kevlar merupakan bahan yang digunakan untuk baju anti-peluru. Kevlar mampu menghambat laju putaran peluru hingga berhenti. Pada dasarnya, kevlar dapat menghentikan putaran peluru, bukan memantulkan peluru seperti baja. Oleh sebab itu, banyak orang yang berpendapat bahwa bahan non-asbestos keras, padahal tidak demikian. Kemampuan kevlar dalam menghentikan peluru tersebut membuktikan bahwa kampas rem nonasbestos tersebut juga mampu menghentikan putaran atau drum pada kendaraan bermotor. Berdasarkan sifat tersebut maka harga non-asbestos lebih mahal. Namun, bahan tersebut lebih ramah lingkungan.