Analisis Pengaruh Beban Dan Sudut Kemiringan Jalan Terhadap Jarak Pengereman Pada Mobil Prototype Gasoline

Abstrak

Mobil Prototype Gasoline adalah sebuah kendaraan yang terbuat dari potongan-potongan aluminium sehingga mobil ini hanya dapat di kendarai oleh satu orang saja. Mobil Prototype Gasoline didesain layaknya mobil masa depan yang mengunakan konstruksi roda tiga. Pengereman merupakan komponen atau sistem yang sangat penting yang dapat mempengaruhi keamanan dan kestabilan mobil. Performa sistem pengereman kendaraan dapat dinilai dari jarak pengereman minimum ketika beban pengemudi ditambah. Tujuan dari penelitian ini ialah untuk mencari berapa jarak pengereman mobil saat diberi beban yang berbeda yakni 46, 47, 48, 49 ,50 , 55 , 60 dan 65kg dengan sudut kemiringan jalan 20°, 35°, dan 50° sehingga diketahui pengaruh beban dan sudut terhadap jarak pengereman. Alat yang digunakan dalam pengujian ini diantaranya meteran, stopwatch, marker, dan papan. Pada pengujian dengan kemiringan jalan 20°

didapat jarak pengereman terendah dengan rata – rata 11.92cm dan tertinggi dengan rata – rata 53.3cm, untuk kemiringan jalan 35° didapat jarak pengereman terendah dengan rata – rata 50.62cm dan tertinggi dengan rata – rata 123.96cm, dan untuk kemiringan jalan 50° didapat jarak pengereman terendah dengan rata – rata 299.84cm dan tertinggi dengan rata – rata 408.92cm. Perbandingan selisih 1kg dan 5kg pada sudut kemiringan jalan 20° ialah 3cm dan 10cm untuk yang 35°

ialah 5cm dan 15cm dan untuk sudut 50° ialah 7cm dan 26cm.

Kata kunci: Mobil Prototype Gasoline, Aluminium, Sistem Pengereman, Jarak pengereman

Abstract

Gasoline Prototype car is a vehicle that is made from pieces of aluminum so that the car can only drive by one person only. Gasoline Prototype car designed like a car of the future construction using a tricycle. Braking is a component or system that is very important to affect the security and stability of the car. Vehicle braking system performance can be assessed from the minimum braking distance when the load plus the driver. The purpose of this study was to find how the braking distance of the car when given a different load that is 46, 47, 48, 49, 50, 55, 60 and 65kg with a slope angle of the 20°, 35°, and 50° in order to know the influence of the load and angle with respect to braking distance. The tools used in this test including meter, stopwatch, marker, and the board. In the test with a 20° slope of the road braking distances obtained with the lowest and highest average 11.92cm and 53.3cm average, for the 35 ° slope of the road braking distances obtained with the lowest and highest average 50.62cm and 123.96cm average, and for the road gradient of 50°

obtained distance average braking with the lowest and highest average 299.84cm and 408.92cm. 3. The comparison of the difference between 1kg and 5kg on the tilt angle of 20° is 3cm and 10cm for the 35° is 5cm and 15cm and for a 50° angle is 7cm and 26cm.

Keywords : Gasoline prototype car, Aluminium, Braking system, Braking distances

1. PENDAHULUAN

Mobil Prototype Gasoline adalah sebuah kendaraan yang terbuat dari potongan-potongan aluminium sehingga mobil ini hanya dapat di kendarai oleh satu orang saja.

Mobil Prototype Gasoline didesain layaknya mobil masa depan yang menggunakan konstruksi roda tiga.

Salah satu komponen sangat penting diperhatikan adalah sistem pengereman. Sistem pengereman sangat berkaitan dengan faktor keselamatan dalam berkendara, jika jarak pengereman pada kendaraan sangat jauh akibat pengaruh beban yang ditambahkan, ini menandakan bahwa kurang maksimalnya kinerja sistem rem tersebut, dan kurang

Analisis Pengaruh Beban Dan Sudut Kemiringan Jalan Terhadap Jarak Pengereman Pada Mobil Prototype

Gasoline

Muhammad Rafqi, Cahyo Budi Nugroho S.T., M.Sc., Andrew Mantik S.T., GCEngSc.

Batam Polytechnics

Mechanical Engineering Study Program

Parkway Street, Batam Centre, Batam 29461, Indonesian E-mail:

muhammadrafqi07@yahoo.com

amannya sistem rem itu jika digunakan pada kendaraan, sehingga perlu di lakukan pengujian untuk mendapatkan sistem rem yang aman untuk digunakan, disini penulis melakukan pengujian pengaruh penambahan beban terhadap sistem rem cakram, karena rem cakram yang dianggap lebih aman, mempunyai daya pengereman dapat mencapai 100%, dimana seluruh pad bergesekan langsung dengan cakram sehingga pengereman dapat maksimal (Laskar Suzuki, 28 Januari 2012) serta pendinginan rem lebih baik karena menganut sistem pengereman terbuka.

Sementara itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peforma sistem rem saat beban mobil ditambah. Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai sumber dan bahan referensi terhadap pengaruh beban dan sudut terhadap jarak pengereman pada mobil prototype gasoline.

2. METODOLOGI PENELITIAN

Gambar 1. Skema dari Percobaan Jarak Pengereman 20°

Gambar 2. Skema dari Percobaan Jarak Pengereman 35°

Gambar 3. Skema dari Percobaan Jarak Pengereman 50°

Alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah papan, meteran, marker, dan stopwatch. Meteran digunakan untuk mengukur jarak pengereman, stopwatch untuk menghitung kecepatan mobil, penanda/marker digunakan untuk menandai jarak mulai pengereman, papan digunakan untuk landasan jalan mobil prototype gasoline.

lintasan digunakan untuk area jalan mobil dengan sudut kemiringan jalan 20°, 35° dan 50°, ilustrasi sudut dan pengambilan datanya dapat ditunjukkan pada gambar 1, 2, dan 3. Kemiringan sudut ini ditentukan dengan menggunakan aplikasi waterpass di smartphone.

Variasi beban yang digunakan dalam percobaan ini adalah 46, 47, 48, 49, 50, 55, 60, dan 65 kg, selisih 46 hingga 50kg dibuat dalam per 1 kg. Hal ini agar didapat cacahan yang kecil, sedang 55 hingga 65 kg, dibuat per 5kg agar didapat data dengan range yang lebih lebar dengan begitu jangkauan perubahan bisa di prediksi. Cara pengambilan data ialah dengan menambahkan beban pada mobil sebelum dibiarkan melaju dari titik start hingga titik pengereman yang jaraknya 90 cm dari titik start. Hal ini ditunjukan pada gambar 1, 2, dan 3.

Cara menghitung jarak pengereman dimulai saat roda melewati garis akhir 90 cm dari start kemudian di rem sampai mobil benar-benar berhenti pada keadaan diam, dan ukur jarak setelah melewati garis 90cm dengan menggunakan meteran. Percobaan yang sama di lakukan sebanyak lima kali agar mendapat data yang akurat.

Untuk menghitung perlambatan digunakan rumus : Vt² = V₀² - 2as

Dari rumus diatas untuk mencari perlambatan dan di turunkan menjadi rumus seperti dibawah ini :

Vt² = V₀² + 2.g.sinθ.s - 2.a.s

kemudian rumus diatas di turunkan untuk mencari percepatan sekaligus perlambatan menjadi rumus seperti dibawah ini :

Vt = V₀+ ½.g.sinθ.t² - ½ a.t²

Untuk mencari waktu dari percepatan dan perlambatan

digunakan rumus :

𝒕 = √(−𝐕𝐨)/(½. 𝐠. 𝐬𝐢𝐧𝛉. ½. 𝐚)

Keterangan : a = Percepatan (cm/s²) s = Jarak (cm)

V₀ = Kecepatan Mula-mula (cm/s) Vt = Kecepatan Ahir (cm/s) t = waktu (s)

g = gravitasi (cm/s²)

Data yang disajikan berupa tabel dan grafik sehingga didapat kesimpulan dari proses pengujian pengaruh beban dan sudut terhadap jarak pengereman.

3. ANALISIS DATA

A. Hasil pengujian dengan skema pengereman 20°

TABELI

DATAPENGEREMANSTATIS20°

Data pengereman sudut 20° ditunjukkan pada tabel 1.

Tabel satu di dapat data bahwa beban 46kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 11.92cm, pada beban 47kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 14.62cm, beban 48kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 17.32cm, beban 49kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 20.22cm, kemudian pada beban 50kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 23.22cm, beban 55kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 33.32cm, beban 60kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 43.38cm, kemudian pada beban 65kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 53.82cm sehingga didapatkan selisih perbedaan beban 1kg kurang lebih 3cm dan 5kg mencapai 10cm.

Data perlambatan dan waktu pengereman dapat disimpulkan semakin ringan beban maka semakin cepat

waktu pengeremannya dan sebaliknya.

Gambar 4. Grafik hasil pengujian dengan skema pengereman 20°

Grafik pengereman sudut 20° pada beban 46 hingga 50 pola yang dihasilkkan naik dengan selisih kurang lebih 3 cm dan beban 55kg hingga 65kg pola yang dihasilkan naik dengan selisih kurang lebih 10cm. dari semua beban didapat jarak pengereman minimum 11.92cm dan maximum 53.82cm. bahwa kemiringan grafik yang dihasilkan tidak terlalu tinggi. Hal ini terjadi karena jarak pengeremannya tidak terlalu panjang sesuai data pada tabel 1.

Gambar 5. Grafik perlambatan dengan skema pengereman 20°

Grafik pengereman sudut 20° beban 46kg hingga 50kg perlambatan mengalami perlambatan dengan selisih kurang lebih 350cm/s² dan beban 55 hingga 65 mengalami perlambatan dengan selisih 200cm/s² sehingga dari hasil grafik ini dapat diambil kesimpulan bahwa perlambatannya mengalami penurunan saat beban ditambah, sesuai data pada tabel 1.

P1 P2 P3 P4 P5

46 11.5 11.6 11.7 12.3 12.5 11.92 244.90 2848.97 0.44 47 14.2 14.5 14.7 14.8 14.9 14.62 244.90 2384.36 0.49 48 16.9 17 17.4 17.5 17.8 17.32 244.90 2064.61 0.53 49 19.9 20.1 20.2 20.4 20.5 20.22 244.90 1816.29 0.57 50 23.3 22.8 23.6 23.2 23.1 23.2 244.90 1625.79 0.62 55 33.1 33.2 33.5 33.8 33 33.32 244.90 1233.20 0.74 60 44.2 42.2 43.2 43.5 43.8 43.38 244.90 1024.49 0.84 65 53.5 53.3 54.9 55.1 52.3 53.82 244.90 890.39 0.94 Beban

(kg)

Rata- Rata (cm)

Vo (cm/s²)

Perlambatan (cm/s) 20 Derajat

Jarak Pengereman (cm) waktu

Pengereman (s)

Gambar 6. Grafik waktu pengereman dengan skema pengereman 20°

Grafik pengereman sudut 20° beban 46kg hingga 50kg didapat selisih waktu pengereman kurang lebih 4s dan beban 55kg hingga 65kg didapat selisih waktu pengereman kurang lebih 10s sehingga hasil dari grafik dapat diambil kesimpulan bahwa waktu pengereman mengalami penaikan saat beban ditambah, sesuai data pada tabel 1.

B. Hasil pengujian dengan skema pengereman 35°

TABEL II

DATA PENGEREMAN STATIS 35°

Data pengereman sudut 35° ditunjukkan pada tabel 2.

Tabel dua di dapat data bahwa beban 46kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 50.62cm, pada beban 47kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 55.34cm, beban 48kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 60.08cm, pada beban 49kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 65.26cm, kemudian pada beban 50kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 70.02cm. Pada beban 55kg didapatkan jarak pengereman 88cm, pada beban 60kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 106.02cm kemudian pada beban 65kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 123.96cm, maka didapatkanlah selisih perbedaan sehingga didapatkan selisih perbedaan beban 1kg kurang lebih 5cm

dan 5kg mencapai 15cm.

Data perlambatan dan waktu pengereman dapat disimpulkan semakin ringan beban maka semakin cepat waktu pengeremannya dan sebaliknya.

Gambar 7. Grafik hasil pengujian dengan skema pengereman 35°

Grafik pengereman sudut 35° pada beban 46kg hingga 50kg pola yang dihasilkkan naik dengan selisih kurang lebih 5 cm dan beban 55kg hingga 65kg pola yang dihasilkan naik dengan selisih kurang lebih 15cm. dari semua beban didapat jarak pengereman minimum 50.62cm dan maximum 123.96cm. bahwa kemiringan grafik yang dihasilkan tidak terlalu tinggi. Hal ini terjadi karena jarak pengeremannya tidak terlalu panjang sesuai data pada tabel 1.

Gambar 8. Grafik perlambatan dengan skema pengereman 35°

Grafik pengereman sudut 35° beban 46kg hingga 50kg perlambatan mengalami perlambatan dengan selisih kurang lebih 100cm/s² dan beban 55kg hingga 65kg mengalami perlambatan dengan selisih 150cm/s² sehingga dari hasil grafik ini dapat diambil kesimpulan bahwa perlambatannya mengalami penurunan saat beban ditambah, sesuai data pada tabel 2.

P1 P2 P3 P4 P5

46 50.1 51.3 51.4 50.5 49.8 50.62 317.09 1551.76 0.80 47 55.5 55 55.9 55 55.3 55.34 317.09 1467.06 0.84 48 59.7 60.2 60.3 60.7 59.5 60.08 317.09 1395.38 0.87 49 64.5 65.1 65.7 65.5 65.5 65.26 317.09 1328.96 0.91 50 70.5 69.5 70.7 70.2 70.1 70.2 317.09 1274.75 0.94 55 87.9 89.1 87.8 87.9 87.3 88 317.09 1129.90 1.05 60 106.5 106.8 105.8 106.1 104.9 106.02 317.09 1032.79 1.16 65 124.8 123.9 123.5 123.5 124.1 123.96 317.09 964.17 1.25

Jarak Pengereman (cm) Beban

(kg) Rata- Rata

35 Derajat

Vo (cm/s²)

Perlambatan (cm/s)

waktu Pengereman

(s)

Gambar 9. Grafik waktu pengereman dengan skema pengereman 35°

Grafik pengereman sudut 35° beban 46kg hingga 50kg didapat selisih waktu pengereman kurang lebih 3s dan beban 55kg hingga 65kg didapat selisih waktu pengereman kurang lebih 9s sehingga hasil dari grafik dapat diambil kesimpulan bahwa waktu pengereman mengalami penaikan saat beban ditambah, sesuai data pada tabel 2.

C. Hasil pengujian dengan skema pengereman 50°

TABEL III

DATA PENGEREMAN STATIS 50°

Data pengereman sudut 50° ditunjukkan pada tabel 3.

Tabel tiga di dapat data bahwa beban 46kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 299.84cm, pada beban 47kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 307.54cm, beban 48kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 315.42cm, pada beban 49kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 323.16cm, pada beban kemudian 50kg didapatkan jarak pengereman dengan rata- rata 330.8cm. pada beban 55kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 356.94cm, pada beban 60kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 383.64cm kemudian pada beban 65kg didapatkan jarak pengereman dengan rata-rata 408.92cm sehingga didapatkan selisih perbedaan beban 1kg kurang lebih 7cm dan 5kg mencapai 26cm.

Data perlambatan dan waktu pengereman dapat disimpulkan semakin ringan beban maka semakin cepat waktu pengeremannya dan sebaliknya.

Gambar 10. Grafik hasil pengujian dengan skema pengereman 50°

Grafik pengereman sudut 50° pada beban 46kg hingga 50kg pola yang dihasilkkan naik dengan selisih kurang lebih 7 cm dan beban 55kg hingga 65kg pola yang dihasilkan naik dengan selisih kurang lebih 26cm. dari semua beban didapat jarak pengereman minimum 299.84cm dan maximum 408.92cm. bahwa kemiringan grafik yang dihasilkan tidak terlalu tinggi. Hal ini terjadi karena jarak pengeremannya tidak terlalu panjang sesuai data pada tabel 1.

Gambar 11. Grafik perlambatan dengan skema pengereman 50°

Grafik pengereman sudut 50° beban 46kg hingga 50kg perlambatan mengalami perlambatan dengan selisih kurang lebih 5cm/s² dan beban 55kg hingga 65kg mengalami perlambatan dengan selisih 12cm/s² sehingga dari hasil grafik ini dapat diambil kesimpulan bahwa perlambatannya mengalami penurunan saat beban ditambah, sesuai data pada tabel 3.

P1 P2 P3 P4 P5

46 299.5 299.9 299.5 299.8 300.5 299.84 366.15 968.36 1.81 47 308.1 307.3 307.2 307.6 307.5 307.54 366.15 962.76 1.83 48 315.2 314.9 316.1 315.7 315.2 315.42 366.15 957.32 1.86 49 322.8 323.2 322.7 323.9 323.2 323.16 366.15 952.23 1.88 50 331.1 330.5 331.8 330.7 330.8 330.98 366.15 947.33 1.90 55 357.5 357.1 356.1 357.7 356.3 356.94 366.15 932.60 1.97 60 384.2 384.3 382.9 383.2 383.6 383.64 366.15 919.53 2.05 65 408.9 408.6 408.9 408.7 409.5 408.92 366.15 908.72 2.11

50 Derajat Rata- Rata

(cm) Vo (cm/s²)

Perlambatan (cm/s)

waktu Pengereman

(s) Jarak Pengereman (cm)

Beban (kg)

Gambar 12. Grafik waktu pengereman dengan skema pengereman 50°

Grafik pengereman sudut 35° beban 46kg hingga 50kg didapat selisih waktu pengereman kurang lebih 2s dan beban 55kg hingga 65kg didapat selisih waktu pengereman kurang lebih 6s sehingga hasil dari grafik dapat diambil kesimpulan bahwa waktu pengereman mengalami penaikan saat beban ditambah, sesuai data pada tabel 3.

4. KESIMPULAN

Berdasarkan dari hasil analisis dan data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa pengaruh beban dan sudut sangat mempengaruhi jarak pengereman, karna semakin ringan beban mobil maka semakin pendek jarak pengeremannya dan sebaliknya.

Perbandingan selisih 1kg dan 5kg pada sudut 20° ialah 3cm dan 10cm untuk yang 35° ialah 5cm dan 15cm dan untuk sudut 50° ialah 7cm dan 26cm.

Semakin berat beban yang diberikan kepada mobil maka semakin lama waktu yang ditempuh mobil menuju titik akhir.

Semakin berat beban yang ditambah maka semakin lama waktu pengeremannya.

5. DAFTAR PUSTAKA

[1] Ahmad, 2016. Rem Cakram Yang Sederhana Nan Penting http://duniaotomotif.co/2112/rem-cakram-yang- sederhana-nan-penting/ 23 Januari 2016. Diakses pada tanggal 16 maret 2016 pada jam 22.35 WIB

[2] Thoyib, 2012. Kelebihan Dan Kekurangan Dari Rem Cakram Dan Tromol. http://www.laskar- suzuki.com/2012/01/kelebihan-dan-kekurangan-dari- rem.html) 28 Januari 2012. Diakses pada tanggal 1 maret 2016 pada jam 23.10 WIB

[3] Iskandar, Irvan, 2014. Sistem Rem Sepeda Motor.

http://irvaniskandar.blogspot.co.id/2014/02/esistem-rem- sepeda-motor.html Kendal, Jawa tengah, Indonesia, 2014.

Diakses pada tanggal 20 februari 2016 pada jam 23.30 WIB

[4] Adesta, Seveno, 2015. Studi Kecepatan Maksimum Dan Jarak Pengereman Pada Gokart Robbin Engine Dengan Mengunakan Mesin Pengerak 6.0 Hp. Juli 2015 , Batam, Indonesia, 2009. Diakses pada tanggal 5 maret 2016 pada jam 22.30 WIB

[5] Setyono, Bambang, dan Setiawan, Yudhi 2015.

Rancang Bangun Sistem Transmisi, Kemudi, Dan Pengereman Mobil Listrik Semut Abang, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Surabaya, Jawa timur, Indonesia, 2015. Diakses pada tanggal 27 maret 2016 pada jam 23.30 WIB