Geometri Roda

GEOMETRI RODA (Wheel Alignment )

Download Materi

a. Tujuan kegiatan belajar 

Peserta didik dapat memahami fungsi geometri roda kendaraan.

1)      Peserta didik dapat memahami prinsip kerja geometri roda kendaraan.

2)      Peserta didik dapat memahami komponen-komponen geometri roda.

b.  Uraian materi

1)   Pengertian

Geometri roda (wheel alignment) adalah  sudut-sudut kemiringan roda yang dibentuk oleh garis sumbu vertikal jika kendaraan dipandang  dari depan, samping atau atas.

2)   Fungsi

Fungsi geometri roda adalah untuk memudahkan pengemudian kendaraan, menstabilkan pengemudian, menghasilkan daya balik kemudi yang baik, mengurangi keausan ban.

3)   Komponen-komponen

Geometri roda (wheel alignment) terdiri dari : Camber, Caster, Steering Axis Inclination (Kingpin Inclination), Toe-in dan Toe-out, Perbedaan sudut belok.

4)   Prinsip Kerja

a)  Camber

Camber adalah kemiringan roda  bagian atas kearah dalam/luar terhadap garis sumbu vertikal jika kendaraan dilihat dari depan. Besar sudut kemiringannya diukur dalam  derajat.                   Bila   kemiringan roda bagian atas ke arah luar disebut camber positif. Pada Camber positif roda-roda terdorong ke dalam sehingga mencegah roda agar tidak lepas. Bila sudut camber positif terlalu besar mengakibatkan keausan roda terjadi pada bagian luar roda.Camber positif menyebabkan pengemudian menjadi ringan

                      

   Camber positif

Bila kemiringan roda bagian atas kearah dalam disebut camber negatif. Camber negatif membuat kendaraan cenderung lurus dan stabil.  Bila sudut camber negatif terlalu besar mengakibatkan keausan roda terjadi pada bagian dalam roda. Camber negatif menyebabkan pengemudian berat.Camber negatif menyebabkan efek kebebasan bantalan roda bertambah dan dapat memperbesar momen bengkok spindle.

          

                    

                    Camber Negatif

Bila garis tengah roda sejajar dengan garis sumbu vertikal,maka disebut camber 0.

Camber 0 dapat mencegah keausan ban yang tidak merata. Camber 0 menyebabkan stabilitas pengemudian berkurang, menyebabkan getaran pada roda kemudi besar dan tidak stabil.

               

                             Camber 0

Besar sudut camber.

Besar sudut camber umumnya : -1 s.d 3 derajat

Besar sudut camber yang sering dipakai : 0 s.d 1 derajat

Perbedaan sudut camber.

Yang dimaksud perbedaan sudut camber adalah perbedaan sudut camber roda kiri dan kanan.

Perbedaan sudut camber yang diperbolehkan biasanya sekitar 0,5 derajat ( 30 menit )

b)  Caster

Caster adalah kemiringan steering axis bagian atas kearah depan atau belakang terhadap garis sumbu vertikal bila dipandang dari samping kendaraan.

Saat jalan lurus caster berfungsi menggerakkan roda tetap stabil dalam posisi lurus walau roda kemudi dilepas dan pada saat kendaraan membelok ban menopang pada permukaan jalan dengan baik.

Trail adalah jarak antara dari titik potong garis tengan steering axis dengan jalan dan titik pusat singgung ban dengan jalan.

Caster positif adalah bila kemiringan steering axis bagian atas ke arah belakang.

Kendaraan pada umumnya menggunakan caster positif karena menghasilkan kestabilan kendaraan saat berjalan lurus dan daya balik kemudi setelah membelok. Bila caster positif terlalu besar maka akan menyebabkan trail makin panjang dan daya balik kemudi makin besar, akan tetapi kemudi cenderung menjadi lebih berat.

           

           Trail

                  Caster  Positif

Caster negatif adalah bila kemiringan steering axis bagian atas kearah depan. Caster negatif membuat kemudi ringan, tetapi kestabilan kendaraan saat berjalan lurus menjadi berkurang dan kemudi kurang dapat dikendalikan sehingga jarang digunakan pada kendaraan pada umumnya.

        

                Trail

         Caster  Negatif

Caster 0 adalah bila steering axis sejajar dengan garis sumbu vertikal.Pada caster 0 saat kendaraan jalan lurus,roda tidak cenderung mencari sikap lurus,sehingga tidak ada kestabilan saat jalan lurus.

                

                Caster 0

Sudut caster umumnya : 3 – 8 derajat

Perbedaan yang diijinkan antara roda kiri dan kanan : 0,5 derajat ( 30 menit )

c)   Steering Axis Inclination (Kingpin Inclination)

Steering axis adalah garis sumbu tempat roda berputar saat berbelok kekiri atau kekanan dan bisa digambarkan antara bagian atas dari shock absorber upper support bearing sampai lower suspension arm ball joint.

Steering axis inclination adalah kemniringan steering axis bagian atas ke arah dalam bila dipandang dari depan kendaraan.

Offset adalah jarak antara titik potong steering axis dengan jalan dan titik potong garis tengah ban dengan jalan.

Offset yang lebih kecil akan membuat kemudi menjadi lebih ringan dan kejutan akibat pengereman dan percepatan berkurang.

Steering axis inclination juga menghasilkan daya balik kemudi dengan cara memanfaatkan berat kendaraan.

                        

Steering Axis Inclination

d)   Wheel Angle (Perbedaan sudut belok)

Wheel angle (Perbedaan sudut belok) adalah jarak antara roda kanan dan roda kiri terhadap titik pusat yang sama kedua roda pada saat membelok.

Bila roda depan kanan dan kiri harus mempunyai sudut belok yang sama besar, perbedaan sudut beloknya harus sama (r1 = r2). Akan tetapi masing-masing roda akan berputar mengelilingi titik pusat yang berbeda (O1 dan O2). Akibatnya kendaraan tidak dapat membelok dengan lembut karena terjadinya side-slip pada roda-roda.

   Titik pusat berbeda pada saat membelok

Untuk mencegah ini, knuckle arm dan tie rod disusun agar pada saat membelok roda-roda sedikit toe-out. Akibatnya sudut belok roda inner sedikit lebih besar dari pada sudut belok roda outer dan titik pusat putaran roda kiri dan kanan berimpit. Akan tetapi sudut beloknya berbeda (r1 > r2). Prinsip ini disebut prinsip Ackerman.                     

                 

                           Titik pusat sama pada saat berbelok

Untuk tipe suspensi yang tie rodnya terletak di belakang spindle, knuckle arm sedikit diserongkan ke arah dalam ( Ø).

       

e)    Toe Angle (Toe-In dan Toe-Out)

adalah perbedaan antara jarak bagian depan dan jarak bagian belakang roda kanan dan  kiri bila kendaraan dilihat dari atas.

Bila bagian depan roda lebih kecil ke arah dalam dari pada bagian belakang roda (dilihat dari atas), ini disebut toe-in. sebaliknya susunan yang berlawanan disebut toe-out.

Bila bagian depan roda sama dengan bagian belakang roda,disebut toe-0

                      

     

            Toe-in : A < B

                       Roda bagian depan berada pada posisi saling mendekat

                    

           Toe-out : A > B

  Roda bagian depan berada pada posisi saling menjauh

    

                            Toe-0 : A = B

           Roda kiri dan kanan pada posisi paralel

Bila roda-roda depan memiliki camber positif, maka bagian atas roda miring mengarah keluar. Hal ini akan menyebabkan roda-roda berusaha menggelinding ke arah luar pada saat mobil berjalan lurus, dan akan terjadi side-slip. Dan ini akan mengakibatkan ban menjadi aus.

Untuk itu toe-in digunakan pada roda-roda depan untuk mencegah roda menggelinding keluar yang disebabkan oleh camber.

Dengan demikian toe-in berfungsi sebagai koreksi camber dan sebagai koreksi gaya penggerak.

Mobil dengan penggerak roda belakang, penyetelan toe-in umumnya : 0 + 5 mm

Mobil dengan penggerak roda depan, penyetelan toe out umumnya : 0 + 2 mm

            

c. Rangkuman

1)  Wheel alignment (geometri roda) adalah sudut-sudut kemiringan roda yang dibentuk oleh garis sumbu vertikal jika kendaraan dipandang dari depan,samping atau atas

2)  Wheel alignment (geometri roda) terdiri dari faktor-faktor/komponen-komponen sebagai berikut :

          a)  Camber

          b)  Caster

          c)  Steering Axis Inclination

          d)  Wheel Angle (perbedaan sudut belok)

          e)  Toe Angle (Toe-in dan Toe-out)

3)  Faktor-faktor/komponen-komponen tersebut diatas saling mempengaruhi satu terhadap yang lainnya. Sehingga dalam pengukuran dan penyetelannya masing-masing harus tepat.

4)  Fungsi wheel alignment adalah agar kendaraan :

     a)  Mudah dikemudikan

     b)  Pengemudian menjadi stabil

     c)  Pengembalian kemudi setelah belok baik

     d)  Mengurangi keausan ban

d. Test Formatif

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini :

1)   Sebutkan yang dimaksud geometri roda ?

2)   Apa kegunaan geometri roda ?

3)   Sebutkan komponen-komponen geometri roda ?

4)   Apa yang dimaksud camber ?

5)   Mengapa caster negatif jarang digunakan pada kendaraan ?

6)   Jelaskan tentang offset ?

7)   Mengapa sudut belok roda depan kanan dan roda depan kiri saat kendaraan membelok tidak sama ?

8)            Mengapa roda depan kendaraan dibuat toe-in ?