Teknologi power steering menjadi salah satu bagian penting dalam perkembangan kendaraan modern. Sistem ini membantu pengemudi memutar roda kemudi tanpa harus mengeluarkan tenaga besar, terutama ketika mobil bergerak pelan, berbelok di jalan sempit, atau melakukan manuver parkir.
Sebelum teknologi tersebut digunakan secara luas, pengemudi harus mengandalkan kekuatan tangan untuk menggerakkan mekanisme kemudi. Beban akan terasa semakin berat pada kendaraan berukuran besar, mobil dengan ban lebar, serta kendaraan yang membawa muatan penuh. Kehadiran power steering mengubah pengalaman berkendara karena putaran kemudi dapat dilakukan dengan lebih ringan dan terkendali.
Perkembangannya tidak berhenti pada sistem hidrolik. Industri otomotif kemudian memperkenalkan sistem elektro hidrolik dan electric power steering atau EPS. Teknologi terbaru mampu menyesuaikan tingkat bantuan berdasarkan kecepatan kendaraan, posisi setir, tenaga putar pengemudi, hingga kondisi sistem keselamatan.
Cara Kerja Sistem Kemudi pada Sebuah Kendaraan
Sistem kemudi bertugas meneruskan gerakan tangan pengemudi menuju roda depan. Ketika setir diputar, gerak tersebut dikirim melalui steering column menuju perangkat kemudi yang mengubah putaran menjadi gerakan ke samping.
Sebagian besar mobil penumpang menggunakan sistem rack and pinion. Komponen pinion berbentuk roda gigi kecil yang terhubung dengan batang kemudi. Ketika pinion berputar, rack bergerak ke kiri atau kanan. Gerakan rack kemudian diteruskan melalui tie rod untuk mengubah arah roda.
Tanpa bantuan tenaga tambahan, seluruh beban dari ban dan permukaan jalan harus dilawan oleh kekuatan tangan pengemudi. Gesekan ban terhadap aspal menjadi lebih besar ketika kendaraan berhenti. Karena itu, setir mobil tanpa power steering biasanya terasa sangat berat saat digunakan untuk parkir.
Power steering menambahkan tenaga bantuan pada mekanisme tersebut. Bantuan dapat berasal dari tekanan cairan hidrolik atau motor listrik. Pengemudi tetap menjadi pihak yang menentukan arah, sedangkan sistem membantu mengurangi tenaga yang diperlukan untuk menggerakkan roda.
Power Steering Hidrolik Mengandalkan Tekanan Cairan
Hydraulic Power Steering atau HPS merupakan jenis yang pernah mendominasi kendaraan penumpang dan kendaraan niaga. Sistem ini menggunakan pompa untuk mengalirkan cairan bertekanan menuju steering gear.
Pompa biasanya digerakkan oleh mesin melalui sabuk. Ketika mesin hidup, pompa ikut berputar dan menghasilkan tekanan hidrolik. Cairan disimpan di dalam reservoir, kemudian dialirkan melalui selang bertekanan tinggi menuju katup pengatur.
Saat pengemudi memutar setir, katup mengarahkan cairan ke salah satu sisi piston di dalam rumah rack. Tekanan tersebut mendorong rack sehingga roda lebih mudah diarahkan. Cairan dari sisi lainnya kembali menuju reservoir untuk digunakan kembali.
Bantuan hidrolik dikenal memberikan rasa kemudi yang alami. Pengemudi dapat merasakan perubahan permukaan jalan melalui setir karena hubungan mekanis dan hidroliknya cukup langsung. Karakter inilah yang membuat sebagian penggemar mobil masih menyukai sistem hidrolik.
Namun, pompa terus bekerja selama mesin hidup, termasuk ketika kendaraan bergerak lurus dan bantuan kemudi tidak banyak dibutuhkan. Kerja pompa mengambil sebagian tenaga mesin dan ikut menambah konsumsi bahan bakar.
Komponen Utama pada Power Steering Hidrolik
Power steering hidrolik terdiri atas beberapa bagian yang bekerja dalam satu rangkaian tertutup. Kondisi setiap komponen sangat menentukan ringan atau beratnya putaran setir.
Pompa power steering bertugas menciptakan tekanan cairan. Reservoir menyimpan cairan sekaligus menjadi tempat pemeriksaan volumenya. Selang tekanan tinggi membawa cairan menuju steering gear, sedangkan selang pengembali mengalirkan cairan kembali ke reservoir.
Control valve mengatur arah aliran berdasarkan putaran setir. Piston hidrolik memberikan tenaga dorong pada rack. Seal dipasang untuk mencegah cairan keluar dari rumah rack, sambungan selang, dan bagian pompa.
Sabuk penggerak juga memiliki peran penting. Sabuk yang kendur dapat membuat pompa tidak berputar secara optimal. Kondisi ini sering ditandai oleh suara berdecit dan kemudi yang terasa berat ketika mobil bergerak lambat.
Cairan power steering tidak hanya meneruskan tekanan, tetapi juga membantu melumasi dan mendinginkan komponen. Jenis cairan harus mengikuti ketentuan produsen karena perbedaan kekentalan dan bahan kimia dapat memengaruhi seal serta kinerja pompa.
Electric Power Steering Menggunakan Motor Listrik
Electric Power Steering menjadi sistem yang semakin banyak digunakan pada mobil penumpang. Teknologi ini tidak membutuhkan pompa hidrolik, reservoir, selang tekanan tinggi, maupun cairan power steering.
Bantuan kemudi dihasilkan oleh motor listrik. Ketika pengemudi memutar setir, sensor membaca besar tenaga putar, arah putaran, dan kecepatan gerakan. Informasi tersebut dikirim ke electronic control unit atau ECU.
ECU kemudian menghitung jumlah bantuan yang dibutuhkan. Motor listrik menerima perintah untuk membantu memutar steering column, pinion, atau rack sesuai rancangan kendaraan.
Motor tidak harus terus bekerja ketika mobil berjalan lurus. Tenaga listrik digunakan ketika pengemudi melakukan input pada setir. Sistem ini mengurangi beban mesin dan membantu meningkatkan efisiensi kendaraan.
EPS juga mudah dihubungkan dengan berbagai fitur elektronik. Sistem dapat bekerja bersama kontrol stabilitas, bantuan parkir, peringatan keluar jalur, dan pengendalian arah semi otomatis.
“Perubahan dari sistem hidrolik menuju motor listrik bukan sekadar membuat setir lebih ringan, tetapi membuka hubungan langsung antara kemudi dan berbagai perangkat keselamatan kendaraan.”
Tiga Penempatan Motor pada Electric Power Steering
Motor EPS tidak selalu ditempatkan pada lokasi yang sama. Produsen memilih posisi motor berdasarkan ukuran kendaraan, kebutuhan tenaga bantuan, biaya produksi, dan karakter kemudi yang diinginkan.
Column assist menempatkan motor pada steering column di dalam kabin. Jenis ini banyak ditemukan pada mobil kecil dan kendaraan perkotaan. Susunannya relatif ringkas serta tidak membutuhkan ruang besar di ruang mesin.
Pinion assist menempatkan motor di sekitar bagian pinion. Bantuan diberikan lebih dekat dengan mekanisme rack and pinion. Sistem ini dapat memberikan respons yang lebih langsung dibandingkan bantuan pada kolom.
Rack assist menempatkan motor langsung pada rack. Teknologi ini mampu menghasilkan bantuan yang lebih besar dan sering digunakan pada mobil berukuran menengah, kendaraan premium, atau kendaraan dengan ban lebar.
Posisi motor ikut memengaruhi sensasi kemudi. Column assist cenderung lebih ringan dan ekonomis, sedangkan rack assist dapat memberikan kontrol yang lebih kuat serta pengaturan yang lebih terperinci.
Sensor Menjadi Mata dan Telinga Sistem EPS
Electric power steering bergantung pada sejumlah sensor. Tanpa pembacaan yang akurat, ECU tidak dapat menentukan tenaga bantuan secara tepat.
Torque sensor mengukur tenaga yang diberikan pengemudi ketika memutar setir. Sensor ini dapat mengenali arah putaran serta besar usaha yang dikeluarkan. Semakin besar tenaga pengemudi, semakin besar bantuan yang dapat diberikan motor.
Steering angle sensor membaca sudut dan posisi setir. Informasi ini digunakan oleh EPS serta berbagai sistem keselamatan. Kendaraan dapat mengetahui apakah pengemudi sedang berbelok, melaju lurus, atau melakukan koreksi kecil.
Vehicle speed sensor memberikan informasi mengenai kecepatan mobil. Pada kecepatan rendah, sistem memberikan bantuan lebih besar agar setir ringan. Pada kecepatan tinggi, bantuan dikurangi agar kemudi terasa lebih mantap dan tidak terlalu sensitif.
Sejumlah kendaraan juga menggunakan data dari yaw sensor, sensor percepatan, kamera, dan radar. Gabungan informasi tersebut membantu kendaraan mempertahankan arah atau memberikan koreksi ketika mobil mulai menyimpang dari jalur.
Perbedaan Rasa Kemudi Hidrolik dan Elektrik
Power steering hidrolik dan elektrik mempunyai karakter berbeda. Sistem hidrolik dikenal mampu memberikan umpan balik jalan yang lebih terasa. Perubahan grip ban, tekstur aspal, dan beban ketika berbelok dapat diteruskan menuju tangan pengemudi.
EPS pada generasi awal sering dianggap terlalu ringan dan kurang komunikatif. Motor listrik memberikan bantuan yang terasa seragam sehingga informasi dari roda tidak selalu sampai secara jelas ke setir.
Perkembangan perangkat lunak kemudian memperbaiki karakter tersebut. Produsen dapat mengatur besar bantuan berdasarkan kecepatan, sudut setir, mode berkendara, dan karakter kendaraan. Mobil perkotaan dapat dibuat ringan, sedangkan mobil berperforma tinggi dapat diberi kemudi yang lebih berat dan responsif.
Rasa kemudi EPS juga dapat diubah melalui pembaruan perangkat lunak tanpa mengganti banyak komponen mekanis. Hal ini memberikan keleluasaan kepada produsen untuk menyesuaikan karakter beberapa varian kendaraan yang menggunakan perangkat serupa.
Electro Hydraulic Power Steering Menggabungkan Dua Sistem
Electro Hydraulic Power Steering atau EHPS berada di antara teknologi hidrolik dan elektrik. Sistem ini tetap menggunakan cairan, pompa, dan piston hidrolik, tetapi pompa digerakkan oleh motor listrik.
Pompa tidak mengambil tenaga langsung dari mesin melalui sabuk. Motor listrik dapat mengaktifkan pompa ketika bantuan kemudi diperlukan. Cara kerja tersebut lebih efisien dibandingkan pompa hidrolik konvensional yang terus berputar mengikuti mesin.
EHPS banyak digunakan sebagai tahap peralihan sebelum produsen mengadopsi EPS sepenuhnya. Sistem ini masih mempertahankan karakter hidrolik, tetapi memberikan pengaturan bantuan yang lebih fleksibel.
Kekurangannya terletak pada jumlah komponen. Kendaraan tetap membutuhkan cairan, selang, pompa, motor, serta modul elektronik. Perawatan dan bobot sistem dapat lebih besar dibandingkan EPS.
Bantuan Kemudi Berubah Mengikuti Kecepatan
Salah satu kemampuan penting power steering modern adalah variable assist. Sistem memberikan tingkat bantuan berbeda berdasarkan kondisi kendaraan.
Ketika mobil diparkir, roda harus dibelokkan dalam keadaan kendaraan hampir berhenti. Gesekan ban dengan permukaan jalan cukup tinggi sehingga bantuan besar diperlukan. EPS akan menggerakkan motor dengan tenaga lebih kuat agar setir mudah diputar.
Saat kendaraan melaju cepat, bantuan dikurangi. Setir menjadi lebih berat dan stabil sehingga gerakan kecil tangan tidak langsung menghasilkan perubahan arah yang berlebihan.
Pengaturan ini meningkatkan kenyamanan sekaligus rasa aman. Pengemudi tidak perlu melawan setir berat di area parkir, tetapi tetap memperoleh kendali yang mantap ketika berkendara di jalan bebas hambatan.
Beberapa kendaraan menyediakan mode berkendara seperti comfort, normal, dan sport. Setiap mode dapat mengubah besar bantuan. Mode comfort membuat setir lebih ringan, sementara mode sport memberikan bobot tambahan.
Hubungan EPS dengan Fitur Keselamatan Mobil
Electric power steering tidak hanya menunggu perintah dari tangan pengemudi. Sistem juga dapat menerima instruksi dari perangkat keselamatan untuk memberikan koreksi kecil pada arah kendaraan.
Lane Keeping Assist menggunakan kamera untuk membaca marka jalan. Ketika mobil bergerak keluar jalur tanpa lampu sein, sistem dapat memberikan getaran atau tenaga lembut pada setir. Koreksi tersebut mengarahkan kendaraan kembali menuju bagian tengah jalur.
Park assist menggunakan sensor untuk mengukur ruang parkir. Pada sistem tertentu, mobil dapat mengendalikan putaran setir secara otomatis, sedangkan pengemudi mengatur pedal gas, rem, dan perpindahan transmisi.
Electronic Stability Control juga dapat bekerja bersama EPS. Ketika kendaraan kehilangan kestabilan, sistem dapat mengubah karakter bantuan setir agar pengemudi lebih mudah melakukan koreksi.
Fitur tersebut tidak menggantikan perhatian pengemudi. Tangan tetap perlu berada di setir dan pandangan harus tertuju pada jalan. Sistem dirancang sebagai bantuan, bukan alasan untuk melepaskan tanggung jawab berkendara.
Variable Steering Ratio Mengubah Respons Putaran
Selain tingkat bantuan, beberapa kendaraan memiliki rasio kemudi yang dapat berubah. Rasio menentukan seberapa jauh roda berbelok dibandingkan putaran setir.
Pada sistem biasa, hubungan putaran setir dan sudut roda relatif tetap. Pada variable steering ratio, respons dapat berubah berdasarkan posisi setir atau kecepatan kendaraan.
Ketika mobil bergerak pelan, sedikit putaran setir dapat menghasilkan sudut roda yang lebih besar. Pengemudi tidak perlu memutar setir berkali kali saat parkir atau berbalik arah.
Pada kecepatan tinggi, respons dibuat lebih tenang. Putaran kecil setir tidak langsung membelokkan roda terlalu tajam. Mobil tetap stabil ketika pengemudi melakukan koreksi arah.
Sistem ini dapat menggunakan susunan gigi khusus atau penggerak elektronik. Kendaraan premium bahkan dapat menggabungkannya dengan kemudi roda belakang untuk memperkecil radius putar dan meningkatkan kestabilan.
Steer by Wire Mengurangi Hubungan Mekanis
Steer by wire merupakan pengembangan sistem kemudi yang menggunakan sinyal elektronik untuk meneruskan perintah pengemudi. Putaran setir dibaca sensor, kemudian modul mengirim perintah kepada aktuator di bagian roda.
Pada rancangan penuh, hubungan mekanis langsung antara setir dan roda dapat dikurangi atau digantikan. Aktuator memberikan tenaga untuk mengubah arah roda, sedangkan motor pada setir menciptakan sensasi bobot dan umpan balik.
Teknologi ini memberikan keleluasaan besar dalam pengaturan rasio, bobot kemudi, dan respons kendaraan. Setir tidak harus berputar dalam jumlah yang sama pada setiap kecepatan.
Sistem steer by wire membutuhkan pengamanan berlapis. Sensor, sumber listrik, modul kontrol, dan aktuator harus memiliki cadangan agar kendali tetap tersedia ketika salah satu bagian mengalami gangguan.
Regulasi keselamatan juga menjadi pertimbangan penting. Produsen harus membuktikan bahwa sistem mampu bekerja secara konsisten dalam berbagai suhu, getaran, gangguan listrik, dan kondisi darurat.
Gejala Gangguan pada Power Steering Hidrolik
Kerusakan power steering hidrolik biasanya menampilkan tanda yang dapat dirasakan atau didengar. Salah satu gejala paling umum adalah setir menjadi berat, terutama ketika kendaraan bergerak lambat.
Suara mendengung saat setir diputar dapat berasal dari cairan yang kurang, pompa aus, atau udara yang masuk ke dalam sistem. Cairan berbusa di reservoir menunjukkan adanya udara atau aliran yang tidak normal.
Kebocoran dapat terlihat melalui tetesan cairan di bawah mobil. Lokasinya dapat berasal dari selang, sambungan, pompa, atau seal rack. Warna cairan bergantung pada jenis yang digunakan, tetapi biasanya tampak merah, kekuningan, atau cokelat.
Setir yang terasa tersendat dapat menandakan tekanan pompa tidak stabil. Sabuk penggerak yang kendur atau retak juga dapat mengurangi kemampuan pompa menghasilkan tekanan.
Kebocoran tidak sebaiknya dibiarkan. Volume cairan yang terus berkurang dapat membuat pompa bekerja tanpa pelumasan memadai dan akhirnya mengalami kerusakan lebih berat.
Gejala Gangguan pada Electric Power Steering
Gangguan EPS biasanya ditandai oleh lampu peringatan berbentuk setir pada panel instrumen. Ketika sistem mendeteksi kesalahan, bantuan motor dapat dikurangi atau dihentikan.
Setir masih dapat diputar karena hubungan mekanis umumnya tetap tersedia, tetapi bebannya akan terasa jauh lebih berat. Kondisi ini sangat terasa saat parkir atau bergerak pada kecepatan rendah.
Penyebabnya tidak selalu berasal dari motor EPS. Tegangan aki yang lemah, alternator bermasalah, konektor longgar, sensor rusak, atau gangguan komunikasi antar modul juga dapat memicu lampu peringatan.
Kalibrasi steering angle sensor terkadang diperlukan setelah penggantian aki, perbaikan kaki kaki, spooring, atau pembongkaran sistem kemudi. Proses tersebut biasanya dilakukan menggunakan alat pemindai.
Pemeriksaan tidak cukup hanya dengan melihat komponen secara fisik. Teknisi perlu membaca kode kerusakan, memeriksa data sensor, mengukur tegangan, dan memastikan mekanisme rack tidak macet.
Perawatan Sistem Hidrolik dan EPS Memiliki Kebutuhan Berbeda
Power steering hidrolik memerlukan pemeriksaan cairan secara berkala. Volume harus berada di antara batas minimum dan maksimum. Warna serta aromanya juga perlu diperhatikan karena cairan yang terlalu gelap atau berbau terbakar dapat menunjukkan penurunan kualitas.
Selang perlu diperiksa dari retakan, rembesan, atau bagian yang menggelembung. Sabuk pompa harus memiliki ketegangan sesuai ketentuan. Penggantian cairan mengikuti jadwal produsen dan kondisi penggunaan kendaraan.
EPS tidak menggunakan cairan sehingga perawatannya lebih sedikit. Namun, kondisi aki dan sistem pengisian harus dijaga. Motor listrik membutuhkan pasokan tegangan stabil untuk memberikan bantuan secara normal.
Bagian mekanis seperti tie rod, ball joint, steering column, dan rack tetap memerlukan pemeriksaan. Setir berat tidak selalu disebabkan oleh power steering. Tekanan ban rendah, sudut roda tidak tepat, dan komponen kaki kaki yang aus dapat menghasilkan keluhan serupa.
“Power steering yang ringan belum tentu sehat. Setir perlu kembali ke posisi lurus dengan baik, tidak memiliki bunyi, dan tidak menunjukkan kelonggaran berlebihan.”
Kebiasaan Mengemudi yang Membebani Sistem Kemudi
Cara menggunakan kendaraan dapat memengaruhi usia komponen power steering. Kebiasaan memutar setir sampai mentok lalu menahannya terlalu lama memberikan beban tinggi pada pompa hidrolik atau motor EPS.
Pada sistem hidrolik, posisi mentok membuat tekanan mencapai tingkat tinggi. Pompa dapat mengeluarkan suara keras dan cairan mengalami peningkatan suhu. Setir sebaiknya dikembalikan sedikit setelah mencapai batas putaran.
Memutar setir ketika mobil berhenti total juga memberi beban besar karena ban harus bergeser di atas permukaan jalan tanpa bantuan gerak kendaraan. Membiarkan mobil bergerak sangat pelan dapat mengurangi tekanan pada sistem.
Menaiki trotoar atau menghantam lubang dengan roda berbelok dapat membebani tie rod, rack, dan steering column. Benturan semacam ini berpotensi mengubah keselarasan roda.
Tekanan ban perlu dijaga sesuai rekomendasi. Ban yang kekurangan udara membuat bidang kontak dengan jalan lebih besar sehingga setir terasa berat dan komponen kemudi bekerja lebih keras.
Teknologi Power Steering pada Mobil Listrik
Mobil listrik hampir seluruhnya menggunakan EPS karena tidak memiliki mesin pembakaran yang terus berputar untuk menggerakkan pompa hidrolik. Motor kemudi memperoleh tenaga dari sistem kelistrikan kendaraan.
EPS mendukung kebutuhan efisiensi karena energi hanya digunakan ketika bantuan diperlukan. Sistem juga lebih mudah disatukan dengan fitur pengendalian elektronik dan bantuan pengemudi.
Ketiadaan pompa, cairan, dan selang membantu mengurangi jumlah komponen di ruang depan. Penempatan perangkat kendaraan dapat diatur dengan lebih leluasa, terutama pada mobil listrik yang memiliki susunan mekanis berbeda.
Bobot baterai dan penggunaan ban lebar membuat kendaraan listrik membutuhkan motor EPS dengan kemampuan cukup besar. Perangkat lunak kemudian mengatur bantuan agar setir tetap ringan saat parkir dan stabil ketika kendaraan melaju cepat.
Keheningan kabin mobil listrik juga menuntut motor dan roda gigi EPS bekerja dengan suara sangat rendah. Bunyi kecil yang dahulu tertutup suara mesin dapat terdengar lebih jelas pada kendaraan listrik.
Pemilihan Teknologi Disesuaikan dengan Jenis Kendaraan
Tidak ada satu jenis power steering yang selalu paling unggul untuk seluruh kendaraan. Sistem hidrolik masih sesuai untuk kendaraan tertentu yang membutuhkan rasa kemudi kuat dan kemampuan menghadapi beban berat.
EPS lebih sesuai bagi mobil penumpang modern karena efisien, ringan, dan mudah terhubung dengan perangkat keselamatan. Produsen dapat mengatur karakter setir melalui perangkat lunak untuk memenuhi kebutuhan kendaraan perkotaan, keluarga, sport, atau listrik.
Kendaraan niaga berat memiliki kebutuhan berbeda. Beban pada roda depan sangat besar sehingga sistem hidrolik masih banyak digunakan. Sebagian produsen mulai memadukannya dengan penggerak elektronik untuk memperoleh efisiensi yang lebih baik.
Mobil performa tinggi membutuhkan kemudi yang cepat dan komunikatif. Motor EPS, rasio kemudi, kekakuan rack, geometri suspensi, serta jenis ban harus disetel sebagai satu kesatuan agar respons setir terasa alami.
Pada akhirnya, teknologi power steering bekerja di belakang banyak gerakan sederhana yang dilakukan pengemudi. Memarkir mobil, berpindah jalur, berbelok di persimpangan, dan menjaga kendaraan tetap lurus melibatkan sensor, motor, cairan, roda gigi, serta perangkat lunak yang bekerja dalam waktu sangat singkat.
