BAB II LANDASAN TEORI

(1)

5 BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Mobil Listrik

Mobil listrik adalah mobil yang digerakkan dengan motor listrik, menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai atau tempat penyimpan energi lainnya. Selain itu, mobil jenis ini juga mengurangi emisi gas rumah kaca karena tidak membutuhkan bahan bakar fosil sebagai penggerak utamanya.

Seperti halnya mobil berbahan bakar minyak, mobil listrik juga dilengkapi dengan panel indikator yang berfungsi sebagai sarana informasi penting bagi pengemudi untuk mengetahui kodisi kendaraan secara langsung saat berkendara sehingga pengemudi merasa nyaman dan aman serta dapat melakukan tindakan dengan cepat dan tepat ketika terjadi sesuatu pada kendaraannya.

2.2 Pengertian Suspensi

Sistem suspensi adalah suatu bagian dari chasis yang berfungsi menyerap kejutan dari jalan agar tidak tersalur ke bodi, serta untuk menambah kenyamanan berkendara. Suspensi terdiri atas pegas, shock absorber, stabilizer dan sebagainya.

Pada umumnya suspensi dapat di golongkan menjadi suspensi tipe rigid (rigid axle suspension) dan tipe bebas (independent suspension). Suspensi mengubungkan bodi kendaraan dengan roda-roda dan berfungsi sebagai berikut :

a. Selama berjalan kendaraan secara bersama-sama dengan roda menyerap getaran, oksilasi dan kejutan dari permukaan jalan, hal ini untuk melindungi penumpang agar aman, serta menambah kenyamanan dan stabilitas.

b. Memindahkan gaya pengereman dan gaya gerak ke bodi melalui gesekan antara jalan dengan roda-roda.

c. Menopang bodi pada axle dan memelihara letak geometris antara bodi dan roda-roda.

(2)

6 2.3 Komponen Utama Suspensi

Sistem suspensi terdiri dari kompenen berikut ini, dan dari komponen- komponen ini, pegas-pegas dan shock absorber di gunakan pada semua sistem suspensi, sedangkan komponen lainnya di gunakan pada model tertentu saja.

2.3.1 Pegas

Pegas berfungsi untuk menyerap kejutan dari permukaan jalan dan getaran roda-roda agar tidak ke bodi.

a. Pegas Coil

Pegas coil spring di buat dari batang baja khusus dan berbentuk spiral. Dapat dilihat pada gambar 2.1

Gambar 2.1 Pegas coil spring (Feri Ariyanto 2008) b. Pegas Daun (Leaf spring)

Pegas Daun dibuat dari bilah baja yang bengkok dan lentur. Dapat dilihat pada gambar 2.2

Gambar 2.2 Pegas Daun (Leaf spring) (Feri Ariyanto 2008) c. Pegas Batang Torsi

Pegas batang torsi dibuat dari batang baja yang elastis terhadap puntiran. Dapat dilihat pada gambar 2.3

(3)

7 Gambar 2.3 Pegas batang torsi (Feri Ariyanto 2008)

2.3.2 Shock Absorber a. Uraian

Apabila pada suspensi hanya terdapat pegas, kendaraan akan cenderung beroskilasi naik turun pada saat menerima kejutan di jalan. Akibatnya berkendara menjadi tidak nyaman. Untuk itu shock absorber dipasang untuk meredam oskilasi dengan cepat agar memperoleh cengkraman dan ban terhadap jalan.

b. Cara keja

Di dalam shock absorber telescopic terdapat cairan khusus yang disebut minyak shock absorber. Pada shock absorber tipe ini, gaya redamnya dihasilkan oleh adanya tahanan aliran minyak karena melalui lubang kecil pada waktu piston bergerak.

Saat kompresi katup terbuka, minyak dapat mengalir dengan mudah sehingga tidak terjadi peredaman. Dapat dilihat pada gambar 2.4

Gambar 2.4 Cara kerja shock absorber saat kompresi katup terbuka.

(4)

8 Saat Ekspansi, katup tertutup, minyak mengalir melalui orifice (lubang kecil) sehingga terjadi peredaman. Dapat dilihat pada gambar 2.5

Gambar 2.5 Cara kerja shock absorber saat Ekspansi Katup tertutup.

2.3.2.1 Tipe Shock Absorber

Shock absorber dapat di golongkan menurut cara kerjanya, kontruksi dan medium kerjanya.

A. Penggolongan Menurut Cara Kerja

1. Shock absorber kerja tunggal (single action)

Efek meredam hanya terjadi pada waktu shock absorber berekspansi, Sebaliknya pada saat kompresi tidak terjadi efek meredam. Dapat dilihat pada gambar 2.6

Gambar 2.6 Shock absorber kerja tunggal (Feri Ariyanto 2008)

(5)

9 2. Shock absorber kerja ganda (double action)

Bila saat ekspansi maupun kompresi shock absorber selalu bekerja meredam pada umumnya kendaraan sekarang menggunakan tipe shock absorber ganda. Dapat dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Shock absorber kerja ganda (Feri Ariyanto 2008)

B. Penggolongan menurut konstruksi 1. Shock absorber tipe mono tube

Di dalam shock absorber terdapat satu silinder tanpa reservoir. Dapat dilihat pada gambar 2.8

Gambar 2.8 Shock absorber tipe mono tube (Feri Ariyanto 2008)

(6)

10 2. Shock absorber tipe twin tube

Di dalam shock absorber tipe ini terdapat pressure tube dan outer tube yang membatasi working chamber (silinder dalam) dan reservoir (silinder luar). Dapat dilihat pada gambar 2.9

Gambar 2.9 Shock absorber tipe twin tube (Feri Ariyanto 2008)

C. Penggolongan menurut medium kerja 1. Shock absorber tipe hidraulis

2. Di dalamnya hanya terdapat minyak shock absorber sebagai medium kerja 3. Shock absorber tipe gas ini adalah absorber hidraulis yang berisi gas. Gas

biasanya digunakan adalah nitrogen.

Gambar 2.10 Shock absorber tipe hidraulis.(Feri Ariyanto 2008)

(7)

11 2.3.3 Ball Joint

a. Uraian

Ball joint berfungsi untuk menerima beban vertikal dan lateral, juga sebagai sumbu putaran roda saat kendaraan membelok. Dapat dilihat pada gambar 2.11

Gambar 2.11 Ball Joint (Feri Ariyanto 2008)

b. Pelumas Ball Joint

Pada bagian dalam ball joint terdapat gemuk untuk melumasi bagian yang bergesekan yang setiap interval tertentu harus diganti dengan tipe molybdenum disulfide lithium base.

Gambar 2.12 Pelumas ball joint (Feri Ariyanto 2008)

2.3.4 Stabilizer Bar a. Uraian

Stabilizer berfungsi untuk mengurangi kemiringan kendaraan akibat gaya sentrifugal pada saat kendaraan membelok. Di samping itu untuk meningkatkan kontraksi ban . Dapat dilihat pada gambar 2.13

(8)

12 Gambar 2.13 stabilizer bar (Feri Ariyanto 2008)

2.3.5 Bumper

Pada saat kendaraan melalui jalan berlubang atau tonjolan besar, pegas mengerut dan mengembang secara berlebihan. Keadaan ini dapat menyebabkan kerusakan komponen lainnya. Untuk itu bounding, dan rebounding bumper di pasang sebagai pelindung frame axle, shock absorber, dan lain-lain pada waktu pegas mengerut dan mengembang diluar batas maksimum.

Gambar 2.14 Bumper (Feri Ariyanto 2008)

2.4 Tipe dan Karakter Suspensi

Menurut kontruksinya suspensi dapat dibedakan menjadi dua tipe

- Suspensi rigid pada suspensi rigid roda kiri dan kanan oleh axle tunggal.

- Suspensi model bebas pada suspensi model bebas (independent suspension), masing-masing pada roda kiri dan kanan bergerak bebas tanpa saling mempengaruhi.

(9)

13 2.4.1 Suspensi model rigit axle

Pada suspensi model rigid axle, roda kiri dan kanan dihubungkan oleh satu axle tunggal. Axle dihubungkan ke bodi dan frame melalui pegas. Suspensi rigid banyak digunakan pada roda depan dan belakang truck dan pada roda belakang pada mobil penumpang hal ini karena kontruksi nya kuat dan sederhana. Dapat dilihat pada gambar 2.15

Gambar 2.15 Suspensi model rigit axle (www.trustmechanic.com 2008)

2.4.2 Suspensi model bebas (independent suspension)

Pada suspensi independent roda kiri dan kanan tidak dihubungkan oleh axle tunggal. Kedua roda dapat bergerak secara bebas tanpa saling mempengaruhi.

Digunakan pada suspensi depan mobil penumpang dan truck kecil juga suspensi belakang mobil penumpang.

Gambar 2.16 Suspensi model bebas (www.trustmechanic.com 2008)

2.4.3 Suspensi Independent Depan

Perbedaan besar antara suspensi depan dan belakang adalah disebabkan pada roda depan membelok. Ketika kendaraan membelok atau melalui jalan yang

(10)

14 tidak rata, roda-rodanya menerima gaya dari permukaan jalan suspensi berfungsi menyerap gaya-gaya ini agar kendaraan bejalan sesuai dengan arah yang diinginkan. Disamping ini untuk mencegah roda goyang, bergerak kearah depan, belakang, samping secara berlebihan, atau merubah kemiringan roda, hal ini mempengaruhi kestabilan kendaraan. Karena faktor inilah suspensi model bebas sering di gunakan pada roda depan. Sebagai contoh suspensi model bebas adalah tipe double wishbone dan tipe macpherson strut.

2.4.3.1 Tipe Macpherson Strut

Suspensi Macpherson Strut menggunakan lengan control bawah (lower control arm) lengan kontrol bawah dibedakan kontruksi dan pemasangannya yaitu bentuk lengan melintang dan L. Dapat dilihat pada gambar 2.17

Gambar 2.17 Tipe Machpherson Strut (www.trustmechanic.com 2008)

a. Suspensi machpherson lengan melintang

Suspensi machpherson dengan lengan melintang mempunyai kontrol bawah berbentuk “lurus” lengan melintang sebagai dudukan komponen, salah satu ujungnya dipasangkan pada knuckle kemudi dengan sambungan ball joint dan ujung yang lain dipasangkan pada kemudi bodi.

Lengan melintang dan kelengkapannya berfungsi meneruskan beban kendaraan ke roda dan mengontrol gerakan ke sisi. Lengan melintang bersama batang penompang (strut bar) berfungsi merubah perubahan jejak roda-roda depan.

(11)

15 b. Suspensi machpherson lengan L

Lengan melintang control arm adalah bentuk lengan kontrol bawah berbentuk L pada gambar menunjukan suspensi machpherson lengan bentuk L yang dipergunakan pada mobil dengan motor engine di depan dan penggerak roda didepan front engine front wheel drive.

Lengan kontrok L mempunyai dua tempat pemasangan pada rangka, masing-masing di pasangkan menggunakan bos karet, ke knuckle kemudi melalui sambungan peluru. Lengan kontrol dua tempat pemasangan yang terpisah berfungsi untuk mencegah gerakan dari arah samping dan gerakan aksial roda-roda karena itu suspensi machpherson dengan lengan L tidak lagi memerlukan batang penompang strut bar. Dapat dilihat pada gambar 2.18

Gambar 2.18 Suspensi machpherson lengan L (www.trustmechanic.com 2008)

2.4.3.2 Tipe double wishbone Jenis-jenis tipe double wisbone :

1. Jenis wishbone menggunakan pegas koil, dipasangkan antara lengan kontrol atas (upper control arm) dan rangka.

2. Jenis wishbone menggunakan pegas daun.

3. Jenis machpherson merupakan satu kesatuan antara pegas koil dan peredam getaran, yang menghubungkan lengan kontrol bawah rangka.

A. Suspensi double wishbone dengan pegas koil

Sifat-sifat suspensi wishbone dengan pegas koil di antaranya adalah sebagai berikut :

(12)

16 1. Dengan desain yang kompak dari pegas koil, sangat cocok di gunakan untuk

suspensi depan.

2. Ujung luar dengan kontrol atas dan bawah yang di pasangkan pada knuckle kemudi menggunakan sambungan peluru, memungkinkan lengan suspensi dapat bergerak ke atas dan ke bawah mengikuti naik turunnya roda.

3. Knuckle kemudi dan spindle yang terpasang pada bagian ujung lengan- lengan kontrol atas dan bawah dipasangkan melalui sambungan peluru, memberikan kemungkinan knuckle kemudi dapat berputar dan di arahkan.

Dapat dilihat pada gambar 2.19

Gambar 2.19 Suspensi double wishbone dengan pegas koil (www.trustmechanic.com 2008)

B. Suspensi double wishbone dengan batang torsi

Sifat-sifat suspensi double wishbone dengan pegas batang torsi diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Pegas batang torsi di gunakan pada kendaraan yang tidak menggunakan pegas koil atau pegas daun pada suspensi depan.

2. Sistem suspensi batang torsi pada bagian ujung belakang di pasangkan pada rangka. Bagian ujung depannya, dipasangkan pada lengan kontrol bawah, kedua tempat di pasang mati.

3. Pemegasan batang torsi dibuat dari baja yang mempunyai sifat elastis.

(13)

17 Gambar 2.20 Suspensi double wishbone dengan batang torsi

(www.trustmechanic.com 2008) C. Suspensi wishbone dengan pegas daun

Sifat-sifat suspensi wishbone dengan pegas daun diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Pegas daun terdiri dari beberapa lapis lempengan baja.

2. Pegas berbentuk kurva apabila pegas menerima beban yang berubah-ubah bentuk kurva akan mendekati lurus/rata

3. Pegas daun akan terjadi gesekan, pada saat daun-daun memegas yang mengakibatkan timbulnya gaya perlawanan terhadap pemegasan

4. Pegas dengan jumlah daun lebih banyak, lebih keras dapat menahan beban tetapi jalan kendaraan menjadi kasar.

Gambar 2.21 Under Slung Parallel Leaf Spring (www.trustmechanic.com 2008)

Gambar 2.22 Over Slung Parallel Leaf Spring (www.trustmechanic.com 2008)

(14)

18 2.5 Hukum Hooke

k merupakan koefisien elatisitas benda ataupun ukuran kelenturan pegas.

Hubungan ini pertama kali diketahui oleh Robert Hooke (1635-1703), oleh karena itu dikenal juga sebagai hukum hooke. Untuk mencari konstanta (k) menurut hukum hooke di rumuskan :

F = k.x (Alfiyah 2013)

keterangan :

F = besarnya gaya yang diberikan (N) x = pertambahan panjang (m)

k = konstanta benda (N/m)

Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam bidang ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastis dari sebuah pegas. Lewat rumus matematis dapat digambarkan sebagai berikut :

F = -k.Δx (Alfiyah 2013)

Keterangan :

F = gaya luar yang diberikan (N) k = konstanta pegas (N/m)

Δx = jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya (mm)

2.5.1 Susunan pegas menurut Hukum Hooke Susunan parallel pegas

Prinsip susunan parallel beberapa pegas, adalah sebagai beriku :

1. Gaya tarik pada pegas pengganti F sama dengan total gaya tarik pada tiap- tiap pegas F1 dan F2.

2. Pertambahan panjang tiap pegas sama besarnya, dan pertambahan panjang ini sama besarnya dengan pertambahan panjang pegas pengganti X=X1+X2.

(15)

19 Gambar 2.23 susunan parallel pegas.

Apabila pegas disusun secara parallel, panjang pegas akan tetap semula, sedangkan luas penampangnya menjadi lebih 2x dari semula jika pegas disusun 2 buah. Adapun persamaan pegas untuk dua pegas yang disusun secara parallel, yaitu :

Kp = 2k (Alfiyah 2013) Ketrengan :

Kp = Persamaan pegas susunan parallel k = Konstanta pegas (N/m)

Sedangkan persamaan untuk n pegas yang tetapannya sama dan disusun secara parallel, akan dihasilkan pegas yang lebih kuat karena tetapan pegasnya menjadi lebih besar. Persamaan pegasnya dapat di tulis sebagai berikut :

Kp = n.k (Alfiyah 2013) Keterangan :

Kp = persamaan pegas susunan parallel k = konstanta pegas (N/m)

n = jumla pegas

2.5.2 Regangan

Regangan dalam elastisitas adalah pertambahan panjang yang terjadi pada suatu benda karena pengaruh gaya luar. Regangan di rumuskan :

e =^ΔL_LO (Alfiyah 2013) keterengan :

e = Regangan

ΔL = Pengurangan panjang (mm) Lo = panjang awal (mm)

(16)

20 2.5.3 Tegangan

Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja pada permukaan benda persatuan luas. Tegangan dalam elastisitas di rumuskan :

σ =^𝐹