Ilmu Kereta - Sistem Pengereman Udara Tekan Pada Kereta Api

halo netizen...sudah sekian lama saya off karena kesibukan pekerjaan dan juga aktifitas lainnya. Kali ini saya akan membahas mengenai sistem pengereman udara ( air brakes ) yang di gunakan di dunia perkereta-apian. Sistem ini juga masih di pakai hingga sekarang di Indonesia disamping sistem pengereman yang lainnya. Seperti apa sih? yuk kita simak.

Penjelasan dan Komponen Air Brake
Setelah beberapa postingan sebelumnya membahas sistem Traksi atau tenaga yang digunakan kereta untuk bisa bergerak dan melaju diatas Rel, sekarang kita membahas sistem pengereman yaitu sistem yang digunakan untuk mengurangi atau menghentikan laju dari kereta atau kebalikannya dari sistem Traksi. Sistem pengereman juga mengalami perkembangan semenjak di ciptakan pertama kalinya. Ada beberapa sistem pengereman yang digunakan dalam kereta api, namun kali ini akan saya bahas yang paling umum digunakan hingga saat ini yaitu Sistem Pengereman Udara Bertekanan ( biasa disebut "Air Brakes" ).

Air Brakes merupakan sistem pengereman yang memanfaatkan udara tekan atau udara terkompresi untuk menggerakkan kampas rem. Prinsip pengereman air brake memanfaatkan gaya tekan udara. Pada Air Brakes terdapat beberapa komponen utama yaitu :
1. Kompresor Udara
2. Pipa Pengereman
3. Distributor Valve / Triple Valve
4. Auxilliary Reservoir
5. Brake Cylinder
6. Brake Lever

Gambar 1. Blok Diagram Komponen dasar Pengereman udara /"Air Brakes"

sumber gambar : http://www.railway-technical.com/air-block.gif

1. Kompresor Udara
Merupakan komponen yang memampatkan atau mengkompresi udara biasa menjadi udara bertekanan. Udara pada tekanan normal akan di pompa dan di mampatkan hingga tekanannya naik sekitar 5 bar atau 10 bar, tergantung sistem pengereman yang di gunakan. Kompresor udara ini dapat digerakkan oleh motor listrik, Sistem Hidrostatik atau di kopel langsung dengan mesin diesel.Di Indonesia, aplikasi Kompresor yang digerakkan oleh Motor Listrik dapat di jumpai di KRDI, KRDE maupun KRL, sedangkan kompresor dengan penggerak sistem Hidrostatik ada pada lokomotif CC300 sedangkan kompresor yang dikopel langsung dengan lokomotif banyak dijumpai di loko seri CC20x.

Gambar 2. Kompresor yang dikopel langsung dengan Mesin Diesel pada Lokomotif

Pada proses pemampatan, udara juga melalui proses pengeringan menggunakan suatu Air Dryer yang berguna agar mengurangi uap air yang muncul selama proses pemampatan sehingga dihasilkan udara bertekanan yang bebas atau sedikit mengandung uap air.

2. Pipa Pengereman
Pipa Pengereman ( Brake Pipe ) merupakan jalur pipa yang digunakan untuk menyalurkan udara bertekanan dari kompresor ke tiap-tiap Distributor valve di seluruh rangkaian KA. Berbicara soal Brake Pipa, sebenarnya ada 2 sistem pengereman udara berdasarkan pipa udara yang di pakai yaitu Single Pipe dan Double Pipe Air Brake.

Single Pipe Air Brake
Merupakan sistem pengereman udara yang menggunakan satu pipa saja yaitu Brake Pipe. Tekanan pada Brake Pipe adalah sekitar 5 Bar. Sistem ini banyak di gunakan di kereta konvensional ditarik lokomotif terutama di Indonesia. Udara bertekanan di hasilkan dari kompresor yang terletak di lokomotif kemudian di salurkan ke seluruh rangkaian hingga ujung paling belakang.

Gambar 3. Single Pipe Air Brake

Sumber gambar :  http://www.railway-technical.com/air-block.gif

Double Pipe Air Brake
Merupakan sistem pengereman udara yang menggunakan dua jalur pipa berisi udara bertekanan. satu pipa disebut sebagai Main reservoir Pipe sedangkan yang satunya adalah Brake Pipe. Yang membedakan adalah tekanan udara pada Main Pipe bisa mencapai 10 Bar. Kompresor juga terhubung dengan Main Pipe bukan dengan Brake Pipe. Main pipe selain digunakan untuk sistem pengereman , juga digunakan untuk sistem lain seperti Sistem Penggerak Pintu atau Suspensi Udara. Aplikasi sistem brake ini digunakan pada kereta barang di U.S. Di Indonesia, sistem ini digunakan pada sistem pengereman KRDI maupun KRDE. Selain pada KRD, sistem ini juga terdapat pada rangkaian KA Argo Anggrek dengan bogie K9 dimana terdapat Suspensi udara. Oleh karena itu pada kereta pembangkit ( BP ) Argo Anggrek, terdapat Kompresor tambahan yang digunakan untuk mensuplai udara bertekanan hingga 10 bar.

Gambar 4. Double Pipe Air Brake 

Sumber gambar : http://www.railway-technical.com/air-block2.gif

3. Triple Valve / Distributor Valve
Pengoperasian rem pada Kereta dikendalikan oleh " Triple Valve" , disebut demikian karena awalnya terdiri tiga katup - sebuah "slide valve " yang menggabungkan " Graduating valve " dan " Regulator Valve ". Triple Valve melakukan tiga fungsi yaitu : Pengisian udara ke dalam sebuah tangki udara auxilliary reservoir , Brake applied , dan Brake release .Distributor valve pada prinsipnya merupakan penyempurnaan Triple Valve. Pada masa sekarang Distributor valve banyak di gunakan pada pengereman kereta. Baik triple valve maupun Distributor Valve mempunyai kerja sbb:
-Saat tekanan pada pipa pengereman lebih tinggi dari auxilliary ( kurang lebih 5 bar ), maka akan terjadi pengisian kembali tanki Auxilliary Reservoir dan membuka lubang exhaust silinder rem ( Brake Cylinder ) sehingga rem akan rilis.
-Saat tekanan turun dan lebih rendah dari auxilliary maka akan menutup lubang exhaust Silinder rem dan melewatkan udara dari tanki auxilliary reservoir ke silinder rem sehingga terjadi proses pengereman.
-Apabila tekanan pipa pengereman sama, maka akan Menahan tekanan pada tanki auxlilliary reservoir dan silinder pada suatu level/tingkat tekanan tertentu 

Gambar 5. Distributor Valve

Sumber foto : http://www.pindad.com/uploads/images/product/full/DV_KE_2.JPG

4. Auxilliary Reservoir
Merupakan tabung / tanki penyimpan udara yang berfungsi untuk mengisi silinder rem saat terjadi proses pengereman. tanki ini akan diisi kembali dari pipa pengereman saat rem dalam kondisi rilis. Karena tangki ini butuh diisi kembali maka apabila kereta dibiarkan dalam kondisi pengereman dalam jangka waktu yang lama, seperti kereta Off /parkir, maka silinder rem akan kehilangan tekanan dan sepatu rem akan merenggang sehingga tidak terjadi pengereman lagi. Oleh karena itu, pada kereta selalu dilengkapi rem parkir baik itu menggunakan silinder terpisah dengan prinsip yang berkebalikan dengan slinder rem atau rem tangan manual yang dipasang pada ujung kereta.

Gambar 6. Tabung Auxilliary reservoir

5. Brake Cylinder / Silinder Pengereman
Merupakan komponen yang mendorong sepatu rem untuk menekan roda atau cakram pengereman / disk brake sehingga terjadi pengereman. Silinder pengereman pada dasarnya merupakan suatu slinder udara dengan tipe Single acting Spring return air. Sepatu rem akan terdorong oleh udara bertekanan yang masuk ke dalam silinder yang berasal dari tangki auxilliary Reservoir. Sementara itu untuk silinder rem parkir merupakan silinder udara dengan tipe single acting spring extend air yang bekerja dengan sistem sebaliknya, yaitu sepatu rem akan terdorong jika tidak ada udara bertekanan yang masuk

Gambar 7. Macam silinder udara

Gambar 8. Brake Cylinder

6. Brake Lever / Tuas Rem
Merupakan komponen berupa tuas yang berada pada kabin masinis yang berfungsi untuk mengatur tekanan udara yang di masukkan ke dalam pipa pengereman. dari Brake lever inilah masinis mengatur tingkat pengereman agar di dapat pengereman yang sesuai harapan.

Gambar 9. Tuas Rem Rangkaian pada lokomotif CC201

Sumber foto : https://rickyrianto.files.wordpress.com/2012/04/dsc05363.jpg

Mekanisme Pengereman
a. Brake applied / Rem Ikat
Apabila masinis menggeser tuas rem ke posisi brake dan terjadi penurunan tekanan pada pipa pengereman, maka distributor valve / Tripple Valve akan membuka jalan dari tangki auxilliary reservoir ke silinder pengereman sehingga udara akan masuk ke silinder dan sepatu rem akan terdorong sehingga terjadi pengereman.

Gambar 10. Brake Applied

 Sumber gambar : http://www.railway-technical.com/airbra-app.gif

b. Brake Release
Apabila masinis menggeser tuas rem ke posisi release maka tekanan udara pada pipa pengereman akan naik hingga mencapai 5 Bar. Distributor valve akan bekerja membuka jalan dari pipa pengereman ke tangki auxilliary reservoir sekaligus membuka jalan dari silinder pengereman ke udara bebas, sehingga udara pada silinder terbuang dan sepatu rem akan mundur pada posisi semula dan rem akan release. Selain itu juga  pengisian kembali tangki auxlilliary sehingga siap digunakan untuk proses pengereman lagi.

 Gambar 11. Brake Release

Sumber gambar : http://www.railway-technical.com/airbra-rel.gif

c. Brake Lapp
Apabila masinis menggeser tuas rem, sehingga terjadi tekanan yang sama antara pipa pengereman dengan tangki auxilliary reservoir, maka Distributor valve akan menutup semua jalan untuk Tangki auxilliary reservoir maupun silinder pengereman. Hal ini menyebabkan udara bertekanan terperangkap dalam silinder pengereman pada nilai tertentu sehingga tuas rem terdorong pada jarak tertentu dalam kondisi tetap pada interval waktu tertentu.

Gambar 12. Brake Lapp

Sumber gambar :  http://www.railway-technical.com/airbra-lap.gif

Mungkin itu yang bisa saya bahas mengenai sistem pengereman udara. Semoga postingan ini bermanfaat dan bisa menambah ilmu kita semua dan juga saya sendiri.