INFO : Steering

Gambar sekadar hiasan

Artikel ini telah ditulis oleh Syammim Arifin

Sistem steering berfungsi untuk mengubah arah pergerakan kenderaan. Ia penting kerana komunikasi antara kenderaan dan pemandu banyak bergantung kepada steering.

Untuk peminat automotif/pemandu tegar, kata-kata seperti “kereta ikut cakap”, “corner tak masuk”, “liar”, “sedap dipandu” dan seumpamanya bertitik tolak dari prestasi sistem steering dalam sesebuah kereta. Orang-orang lama bidang automotif faham bahawa tiada gunanya jentera beratus kuasa kuda tanpa sistem steering yang baik.

Tugas jurutera R&H serta pereka bentuk sistem chassis adalah untuk menterjemah kenyataan-kenyataan deskriptif seperti tadi kepada parameter yang boleh diukur, yang kemudiannya boleh direka bentuk, dibangunkan dan diuji. Untuk sistem steering tradisional, ia ditakrif sebagai sistem yang merangkumi komponen dari roda-ke-roda; dari roda jalan, hingga ke roda steering di dalam kokpit pemandu.

Dalam sistem steering tradisional, komponen utama biasanya terdiri dari:
– Roda steering
– Shaf steering – batang silinder yang menyambungkan roda steering dengan steering gear
– Steering gear (atau steering rack) – menukar putaran roda steering kepada gerakan translasi yang mengubah sudut roda jalan
– Sistem bantuan – boleh jadi dari jenis pam hidraulik atau sistem motor EPS. Dalam steering manual, tiada sistem bantuan yang digunakan.

Umum, kriteria prestasi steering dalam R&H dibahagi kepada tiga bahagian utama (yang juga adalah sub-area subjektif untuk steering).

1. Effort (bagaimana steering memberat bila roda steering diputar, atau halaju membelok bertambah)
2. Respon (bagaimana respon kereta itu sendiri bila roda steering diputar)
3. Lineariti atau keprogresifan pertambahan effort dan respon

Effort, adalah ciri yang dirasakan tangan pemandu sebagai rasa “berat” atau “ringan” pada roda steering. Ia berkait rapat dengan nisbah sudut roda steering dan roda jalan (yang dipanggil steering ratio – nisbah tuas mekanikal) dan juga kadar daya yang datang dari sistem bantuan steering (dijana oleh sistem hidraulik atau yang semakin popular kini, sistem motor elektrik (EPS)).

Effort juga tidak terlepas dari pengaruh daya dan momen yang dijana oleh tayar dan permukaan jalan, yang terus berhubung dengan roda steering menerusi steering gear.

Dari segi subjektif, effort steering yang “berat” lebih digemari – kerana ia dikaitkan dengan rasa tepat/jitu dan mempunyai “feedback”. Namun rasa berat ini haruslah dibina secara progresif. Ia harus berhubung dengan faktor berikut:
– Sudut putaran roda steering
– Kelajuan kenderaan
– Ketajaman selekoh

Juga tidak kurang penting ialah kadar effort sewaktu mengemudi di halaju rendah seperti di dalam kawasan parking. Effort yang tinggi mungkin akan menyukarkan pemandu. Disinilah sistem EPS mempunyai kelebihan kerana bantuan motor biasanya lebih fleksibel dari pam hidraulik.

Berbeza dengan effort, respon pula merujuk kepada tindakbalas kereta apabila roda steering diputar. Ia tidak seharusnya dikelirukan dengan feedback pada roda steering.

Banyak yang menganggap respon dalam selekoh (off-centre) sahaja yang penting, tetapi hakikatnya respon sudut kecil atau on-centre tidak kurang penting kerana lebih 90% dari masa pemanduan tipikal hanya melibatkan pergerakan steering pada sudut kecil ini. Ini termasuk memandu di lebuhraya, pergerakan memotong kenderaan atau menukar lorong, atau selekoh panjang berhalaju tinggi yang melibatkan pergerakan steering yang sedikit. Respon on-centre biasanya secara sedar atau tidak akan memberikan gambaran awal kepada pemandu akan karekter steering kenderaan. Jikalau respon kereta berlaku secara mengejut, tentu sekali keyakinan pemandu akan berkurangan. Dari satu segi pula, jika respon terlalu rendah (steering “kosong” bila diputar secara sedikit), pemandu akan susah untuk mengagak respon kereta ketika mahu membelok.

Respon off-centre merujuk kepada tindakbalas dalam selekoh, biasanya dikaitkan dengan pergerakan membelok yang signifikan.

Respon off-centre menunjukkan keupayaan kereta membelok dan berkait dengan keseimbangan understeer pada kenderaan serta bagaimana axle atau gandar hadapan dan belakang “berkomunikasi” sebaik sahaja bahagian off-centre ditempuh. Ada kereta yang terasa “malas” untuk membelok (perlu sudut roda steering yang besar, dan terasa kereta terasa menolak keluar dari selekoh), dan ada yang terasa lincah (terasa kereta bersaiz lebih kecil dari yang sebenar). Ada juga yang terasa “gayat”, contohnya apabila bahagian belakang terasa membuang sebaik sahaja roda steering diputar. Topik ini akan disentuh di dalam siri seterusnya.

Lineariti memastikan pertambahan berat steering dan kadar tindakbalas berlaku secara seprogresif mungkin. Ini kerana fisiologi manusia yang mudah mengadaptasi dengan sistem mekanikal yang linear. Ciri yang linear atau progresif memudahkan pemandu mengagak jumlah respon steering yang akan dijana dengan pertambahan kelajuan, sudut roda stering yang membesar atau selekoh yang makin menajam.

Aspek-aspek lain diluar dari effort, respon dan lineariti pula adalah seperti kualiti NVH, getaran pada roda steering ketika melalui jalan berlopak, prestasi ergonomik, keselamatan dan sebagainya. Kesemua ini bergabung dengan aspek-aspek penting R&H untuk memberikan prestasi umum sesebuah sistem steering.

Dari segi teknologi pula, terdapat pelbagai sistem steering yang semakin canggih sesuai dengan kemajuan bidang elektronik. Sistem 4-wheel steering sebagai contoh banyak digunakan untuk memberikan efek kereta kecil sewaktu memarkir, dan efek kereta panjang (lebih stabil) sewaktu memandu di halaju tinggi. Ada juga yang menggunakan sistem by-wire yang menghubung roda steering ke roda jalan hanya menerusi jaringan wayar dan sistem elektronik. Sistem eksperimental yang menggunakan force-feedback atau tuil joystick sebagai ganti roda steering juga telah dibangunkan. Tidak kurang juga sistem steering yang diintegrasi dengan sistem radar untuk sistem self-parking, dan dengan sistem kawalan kestabilan untuk autonomous-driving, lane-correction dan seumpamanya.

Apa pun, kualiti subjektif yang dibincangkan tadi masih menjadi penanda aras utama sistem steering. Buktinya, jarang sekali contohnya artikel-artikel permotoran memberikan komen steering dalam nada objektif seperti yang digunakan untuk prestasi enjin atau rating pelanggaran. Seperti bidang subjektif yang lain-lain (masakan, nyanyian, keselesaan, dsb.) tiada satu set karekter subjektif steering yang wajib dituruti seratus peratus untuk diklasifikasikan sebagai yang baik. Ia banyak bergantung kepada apa yang dirasakan sesuai berdasarkan pengalaman, kehendak pasaran, model-model saingan, maklumbalas dari pengguna dan seumpamanya. Dan tentu sekali tidak semua aspek steering yang ditala akan dapat memuaskan kesemua “target market” yang disasarkan.

Selagi kereta masih dipandu oleh manusia (sekarang telah banyak pihak membangunkan sistem kawalan bolehpandu sendiri – autonomous driving – atas nama keselamatan), sistem steering akan terus kekal sebagai komponen terpenting yang menterjemah dan melambangkan kebebasan manusia untuk mengemudi kenderaan kearah yang dituju.

* Syammim Arifin kini berkhidmat dengan sebuah firma automotif, Benteler Engineering Services, anak syarikat Benteler Automotive di China. Sebelum itu beliau telah berkhidmat dengan Proton dan antara jurutera yang telah terlibat untuk penalaan sistem suspensi Proton Prevé.