Dengan kemudi rack and pinion, putaran pinion menyebabkan gerakan linear pada rak, yang memutar roda kendaraan ke kiri atau ke kanan.Sistem rak dan pinion adalah komponen umum di perkeretaapian.
Sistem kemudi rack and pinion terdiri dari pinion (roda gigi melingkar) dengan rak (roda gigi linier).Sistem ini bekerja dengan mengubah gerak putar menjadi gerak linier.Sebagian besar mobil, truk kecil, dan SUV dilengkapi dengan sistem rak dan pinion, daripada kemudi bola sirkulasi yang ditemukan di truk yang lebih besar, SUV yang lebih besar, dan kendaraan tugas berat lainnya.
Rak dan Pinion
Dengan kemudi rack and pinion, putaran pinion menyebabkan gerakan linear pada rak, yang memutar roda kendaraan ke kiri atau ke kanan.Sistem rak dan pinion adalah komponen umum di perkeretaapian.Di antara rel kereta terdapat rak yang berinteraksi dengan pinion yang melekat pada lokomotif dan gerbong kereta untuk membantu kereta bergerak di tanjakan yang curam.
Sementara sistem rak dan pinion mungkin tampak rumit, menurut Advance Autoparts, itu hanyalah roda gigi yang terpasang pada batang bergigi.Batang menempel pada satu set batang pengikat.Rak pembangkit adalah kerangka rak yang digunakan dalam desain alat pembangkit, seperti kompor atau pemotong pembentuk roda gigi, untuk menunjukkan detail dan dimensi gigi.Aktuator linier sederhana sering terdiri dari beberapa kombinasi rak dan pinion.Rotasi poros pinion ditenagai oleh tangan atau motor untuk menciptakan gerakan linier.
Sementara sistem kemudi rack and pinion telah digunakan oleh pabrikan otomotif AS selama kurang dari 50 tahun, konsep ini sudah berusia hampir satu abad di negara lain.Hemmings Motor News melaporkan bahwa pada 1930-an, BMW memproduksi girboks rak dan pinion pertama.Pabrikan otomotif Amerika pertama yang menggunakan kemudi rack and pinion dalam produksinya adalah Ford, yang menggunakannya untuk Mustang II 1974 dan Pinto 1974.Sementara AMC mengadopsi sistem segera setelah untuk Pacer 1975, GM dan Chrysler tidak akan memproduksi mobil dengan kemudi rak dan pinion sampai tahun 1980-an.
Meskipun butuh beberapa waktu bagi pabrikan AS untuk mulai memproduksi sistem kemudi rack and pinion, mereka segera menyadari apa yang telah dikenal oleh perusahaan otomotif Eropa dan Asia selama beberapa dekade.Kemudi rak dan pinion adalah desain yang lebih sederhana dibandingkan dengan sistem kemudi bola sirkulasi yang datang sebelumnya.Desain yang lebih lugas itu membuat sistem kemudi rack and pinion lebih hemat biaya untuk dibuat.
Hemmings juga mencatat bahwa sistem kemudi rack and pinion memiliki berat kurang dari girboks bola resirkulasi, yang membantu meningkatkan jarak tempuh.Sistem rak dan pinion lebih ringan karena tidak memerlukan lengan pemalas, lengan Pitman, tautan tengah, dan lengan tie rod yang ditemukan dalam sistem kemudi konvensional.Ukuran dan berat sistem rack and pinion membuatnya lebih cocok untuk aplikasi penggerak roda depan karena pabrikan dapat memasangnya tepat di sebelah drivetrain melintang.Lebih mudah bagi produsen untuk menyesuaikan gearbox rack dan pinion agar sesuai dengan wheelbase dan paket penanganan tertentu.
Rak dan Pinion: Aplikasi
Sementara sebagian besar konsumen akrab dengan sistem rak dan pinion untuk mobil kemudi dan truk kecil, kombinasi rak dan pinion memiliki beberapa aplikasi lain.Sistem rack and pinion tidak hanya digunakan untuk membantu kereta mendaki tanjakan yang curam, tetapi juga memberikan kontrol rem yang lebih baik, terutama dalam kondisi bersalju dan dingin.The Stairlift.com menyatakan bahwa sistem rak dan pinion adalah komponen standar di sebagian besar lift tangga.Mekanisme rack and pinion sering kali beroperasi menggunakan energi hidrolik atau listrik.
Pada 1970-an, Arthur Ernest Bishop menemukan rak variabel.Dikombinasikan dengan pinion standar, rak variabelnya digunakan untuk meningkatkan penanganan kendaraan.
Bagaimana Cara Kerja Kemudi Rack dan Pinion?
Menurut sebuah artikel oleh Moog Parts, kemudi rack and pinion bekerja dengan menggunakan sistem roda gigi untuk menerjemahkan gerakan melingkar roda kemudi menjadi gerakan linier yang diperlukan untuk memutar roda.Sebuah tabung logam menampung gearset.Tabung memiliki bukaan di setiap ujungnya untuk memungkinkan rak menempel pada batang aksial.Roda gigi pinion terhubung ke poros kemudi sehingga roda gigi akan berputar dan menggerakkan rak saat roda kemudi berputar.Batang aksial terhubung ke ujung batang pengikat, yang menempel pada poros.
Rak dan pinion gear set memiliki dua fungsi utama:
- Konversi gerak rotasi roda kemudi menjadi gerak linier yang diperlukan agar roda kendaraan dapat berputar
- Pengurangan gigi, yang memudahkan roda kemudi untuk memutar roda
Rasio Kemudi Rak dan Pinion
Moog Parts mendefinisikan "rasio kemudi" sebagai rasio seberapa jauh roda kemudi berputar dengan seberapa banyak roda berputar.Misalnya, jika putaran roda kemudi 360 derajat menyebabkan roda mobil berputar 20 derajat, maka rasio kemudi mobil tersebut adalah 18:1 (360 dibagi 20).Rasio kemudi yang lebih tinggi membutuhkan lebih banyak putaran roda kemudi untuk memutar roda.Rasio kemudi yang lebih rendah diinginkan karena menunjukkan kemudi yang lebih responsif.
Mobil sport ringan cenderung memiliki rasio kemudi yang lebih rendah jika dibandingkan dengan mobil besar dan truk.Berkat power steering, semua kendaraan konsumen memiliki rasio kemudi yang ditingkatkan.