Studi Eksperimental Pemantauan Kondisi dan Penilaian Analisa Kinematik Pengereman Pada Mobil Sebelum dan Sesudah Dilakukan Perbaikan

(1)

STUDI EKSPERIMENTAL PEMANTAUAN

KONDISI DAN PENILAIAN ANALISA KINEMATIK

PENGEREMAN MOBIL

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh :

ARDHIAN FAUZA (120401002)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

i

ABSTRAK

Peningkatan angka kecelakaan lalu lintas yang terus meningkat di Indonesia membuat Indonesia menjadi negara dengan jumlah korban jiwa terbanyak kelima akibat kecelakaan lalu lintas di dunia. Banyak faktor yang menjadi penyebab kecelakaan di Indonesia, salah satunya adalah malfungsi sistem rem kendaraan. Sistem kendaraan menjadi sangat penting keberaannya di kendaraan yang berperan sebagai sistem keamanan. Tujuan dari Penelitian ini adalah untuk melihat perbandingan dan karateristik pengereman mobil secara kinematik dan melihat apakah parameter output yang ada pada pengujian analisa kinematik yaitu jarak dan waktu pengereman dapat menjadi indikasi performa dari sistem rem pada kendaraan. Manfaat penelitian ini adalah sebagai dasar pengetahuan untuk mengidentifikasi peforma sistem rem kendaraan sehingga kecelakaan akibat malfungsi pada sistem rem dapat dicegah dan angka kecelakaan yang terjadi di Indonesia dapat berkurang. Untuk itu maka dilakukan pemantauan dan penilaian kondisi pada sistem rem kendaraan dengan metode eksperimental dan analisa kinematik pengereman dengan melakukan percobaan dalam varian parameter input

di kecepatan dan gaya pada pedal rem yang kemudian dibebankan pada sistem rem. Berdasarkan varian tersebut maka didapatkan perbandingan varian parameter

output jarak pengereman. Berdasarkan input yang diberikan maka fenomena yang terjadi pada sistem rem kendaraan akan dianalisa. Dengan melakukan analisa dan validasi pada jarak pengereman terhadap kecepatan kendaraan maka didapatkan bahwa parameter output yaitu jarak pengereman dapat menjadi parameter indikasi dari peforma sistem rem yang ada pada kendaraan.

(8)

ii

ABSTRACT

The increasing number of traffic accidents that continue to increase in Indonesia makes Indonesia the country with the fifth most fatalities due to traffic accidents in the world. Many factors are the cause of accidents in Indonesia, one of which is malfunction of vehicle brake system, vehicle system becomes very important presence in vehicle that acts as security system. The purpose of this research is to see the comparison and characteristic of kinematic car braking and to see if the output parameters that exist in kinematic analysis of the distance and braking time can be an indication of the performance of the brake system on the vehicle. The benefit of this research is as a knowledge base to identify the performance of the vehicle brake system so that accidents due to malfunctions in the brake system can be prevented and the number of accidents occurring in Indonesia can be reduced. Therefore, monitoring and assessment of the condition of the vehicle brake system with experimental methods and kinematic braking analysis by experimenting in variant input parameters at the speed and force on the brake pedal which is then charged to the brake system. Based on these variants, we get the comparison of distance variation of output parameters. Based on the input given the phenomenon that occurs in the vehicle brake system will be analyzed. By performing analysis and validation at the braking distance to the speed of the vehicle it is found that the output parameters of the braking distance can be an indication parameter of the existing brake system performance on the vehicle.

Keywords: Crash rate, performance identification, brake system, experimental, kinematic analysis, braking distance.

(9)

iii

KATA PENGANTAR

Puji serta syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan karunia dan

rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Teknik di

Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik , Universitas Sumatera Utara. Adapun

judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah Pemantauan Kondisi dan

Penilaian, yaitu : “Studi Eksperimental Pemantauan Kondisi dan Penilaian Analisa

Kinematik Pengereman Pada Mobil Sebelum dan Sesudah Dilakukan Perbaikan”.

Dalam Penulisan Skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan, motivasi

dan pengetahuan dari pihak – pihak yang terkait dalam proses pembuatan skripsi

ini. Dalam pembahasan dan penyajian serta penulisan penulis telah berupaya sebaik

– baiknya dengan disiplin ilmu yang telah didapatkan dari perkuliahan, juga arahan dan bimbingan dari Bapak Dr.Ir. M. Sabri, M.T. selaku dosen pembimbing.

Pada Kesempatan ini, penulis tidak lupa mengucapkan terimakasi sebesar –

besarnya kepada :

1. Kepada kedua orang tua penulis Irwan Salim dan Khamsi Zahrani atas

dukungan, doa, pengorbanan, dan kasih sayang yang selalu mereka berikan

kepada penulis, dengan dukungan dan kasih sayang mereka penulis akhirnya

dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T. Selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang banyak

memberikan arahan, bimbingan, motivasi, nasehat dan pelajaran yang sangat

berharga selama proses penyelesaian skripsi ini.

3. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T. dan Terang U.H.S.G Damanik, S.T., M. Sc.

Selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal

pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi hingga penulis berhasil

(10)

iv

5. Bapak Ir. Risman Heriadi selaku kepala bengkel SUZUKI Jln. Adam Malik,

Medan yang telah berkenan untuk berdiskusi dengan penulis

6. Teman satu tim saya Anggi Nasution, Ramadhansyah putra, Taufiq Ridho

dan Nofiqbal Anissa yang selalu memberikan mendukung, motivasi, dan

menemani saya dalam menyelesaikan tugas skripsi ini

7. Teman – teman seperjuangan Teknik Mesin stambuk 2012 yang telah banyak

memberikan motivasi dan bantuan dalam penyelesaian skripsi ini.

Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat digunakan sebagai

pengembangan ilmu yang didapatkan selama dibangku kuliah. Apabila terdapat

kesalahan dalam penulisan dan penyusunan serta bahasa yang tidak tepat dalam

skripsi ini maka penulis mengharapkan saran dan kritikan yang bersifat

membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.

Medan, Mei 2017

Penulis,

Ardhian Fauza

120401002

(11)

iv 1. 3. Batasan Masalah Penelitian 2 1. 4. Manfaat Penelitian 3 1. 5. Sistematika Penulisan 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sistem rem 5

2.2. Jenis – Jenis Sistem Rem 7 2.2.1. Jenis – Jenis Sistem Rem berdasarkan prinsip kerjanya 7 2.2.2. Jenis – Jenis Sistem Rem Berdasarkan

Sistem Kendali/kontrol 12 2.3. Tipe – Tipe Rem 15 2.3.1. Rem cakram / Disk Brake 15 2.3.2. Drum Brake / Tromol 16 2.4. Komponen Sistem Rem 18 2.5. Mekanisme Kerja Rem 27 2.6. Kajian yang Dipilih Dalam Akademik 28 2.6.1. Pemilihan Sistem Rem Dalam Kajian Akademik 30 2.6.2. Parameter Kajian Kinematik Pada Sistem Rem 30 2.7. Gerak Kinematik 31 2.7.1. Tipe – Tipe Pengereman 32 2.7.2. Perbandingan Gaya Input dan Output pada Sistem Rem

Mobil 32

2.7.3. Perhitungan Gaya Gesek Terhadap Proses Pengereman 36 2.8 Validasi Kuantitatif dan Kualitatif Data Jarak Pengereman 38 2.8.1. Validasi Kuantitaif 38 2.8.2. Validasi kualitatif 38

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

(12)

v

3.1.2. Variabel yang Diamati 42 3.1.3. Tabel Data Pengukuran 42 3.2. Desain Eksperimen 42 3.2.1. Waktu dan Tempat 42 3.2.2. Alat Bahan dan Objek Penelitian 43 3.2.3. Prosedur pengujian 47 3.2.4. Tahapan Pengujian 48 3.3. Membangun Setup Pengujian 64

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Design Of Analysis 67

4.2. Gaya Input dan Output Pada Komponen Sistem Rem 67 4.3. Perhitungan Gaya Gesek Terhadap Proses Pengereman 71 4.4. Data Hasil Pengukuran Kinematik Pengereman 72 4.4.1. Pengukuran Data Sebelum Perbaikan 73 4.4.2. Pengukuran Data Setelah Perbaikan 82 4.5. Standart Jarak Pengereman Solarso dan Kiyokatsu Suga (�_�) 93 4.6. Kategori Keamanan Jarak Pengereman (� ) 95 4.7. Validasi Standart Jarak Pengereman 96 4.7.1. Validasi Kuantitatif 96 4.7.2. Validasi Kualitatif 98 4.8. Perbandingan Peforma Jarak Pengereman Sebelum dan Setelah

Dilakukan Perbaikan Pada Sistem Rem 101 4.9. Ringkasan hasil pengujian dan Analisa Kinematik Sebelum dan

Setelah Dilakukan Perbaikan Pada Mobil 103

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 105

5.2. Saran 106

DAFTAR PUSTAKA 107

LAMPIRAN

(13)

vi

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1. Perbandingan keunggulan dan kelemahan jenis – jenis sistem rem berdasarkan prinsip kerjanya 9 Tabel 2.2. Keunggulan dan kelemahan tipe rem tromol

dan rem cakram menurut Afif Ahmad (2015) 17 Tabel 2.3. Komponen komponen sistem rem dan fungsinya 19 Tabel 2.4. Parameter input dan faktor penyebabnya 31 Tabel 2.5. Parameter ouput dan faktor penyebabnya 31 Tabel 2.6. Kategori keamanan jarak pengereman 39 Tabel 3.1. Data Pengukuran 42 Tabel 3.2. Spesifikasi mobil Daihatsu Thaft Hiline 47 Tabel 4.1. Parameter design of analysis 67 Tabel 4.2. Gaya input dan output pada komponen – komponen

sistem rem 70

Tabel 4.3. Data perhitungan gaya gesek terhadap proses

pengereman 72

Tabel 4.4. Data hasil pengukuran kinematik pengereman

kendaraan sebelum perbaikan 74 Tabel 4.5. Data hasil pengukuran kinematik pengereman

kendaraan setelah perbaikan 85 Tabel 4.6. Data standart jarak pengereman menurut Solarso

dan Kiyokatsu Suga (�_�) 1997:91 94 Tabel 4.7. Kategori Keamanan jarak pengereman 95 Tabel 4.8. Validasi jarak pengereman sebelum dilakukan

perbaikan pada kendaraan 96 Tabel 4.9. Validasi jarak pengereman setelah dilakukan

(14)

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema sistem rem 6 Gambar 2.2. Sistem rem mekanik 7 Gambar 2.3. Sistem rem hidrolik 8 Gambar 2.4. Sistem rem pneumatik 9 Gambar 2.5. Sistem rem hidrolik ABS dengan wheel sensor 13 Gambar 2.6. Sistem rem hidrolik ABS dengan wear indicator 13 Gambar 2.7. Rem cakram 16 Gambar 2.8. Rem tromol 17 Gambar 2.9. Pedal rem 21 Gambar 2.10. Booster rem 22 Gambar 2.11. Master silinder ganda konvensional dan

Master silinder konvensional 23 Gambar 2.12. Selang Fleksibel 23 Gambar 2.13. tuas rem parkir 24 Gambar 2.14. Kaliper rem 25 Gambar 2.15. Kampas rem 26 Gambar 2.16. Piringan cakram rem 27 Gambar 2.17. Diagram alur proses DOP (Design Of Process) 29 Gambar 2.18. Parameter Kajian Kinematik Pada Pengereman 31 Gambar 2.19. Pedal Rem 33 Gambar 2.20. Gaya pada pedal rem 34 Gambar 2.21. Gaya tekan boster rem 34 Gambar 2.22. Tekanan hidrolik pada sistem rem 35 Gambar 2.23. Gaya tekan boster rem 36 Gambar 2.24. Gaya gesek kampas rem dan piringan rem 37 Gambar 2.25. Gaya gesek ban dan jalan 37 Gambar 3.1. Diagram desain parameter 41 Gambar 3.2. Timbangan pegas 43 Gambar 3.3. Pegas ukuran 15 cm 44 Gambar 3.4. Tang kawat 44 Gambar 3.5. Pita meter 45 Gambar 3.6. Bahan bakar solar 45 Gambar 3.7. Kawat diameter 1 mm 46 Gambar 3.8. Mobil Daihatsu Thaft Hiline 46 Gambar 3.9. Diagram alir penelitian 63 Gambar 3.10. Setup dinamometer pada pedal rem 64 Gambar 3.11. Sketsa setup dinamometer pada pedal rem 64 Gambar 3.12. Jalan Tri Dharma Kampus USU 65

(15)

viii

Gambar 3.13. Jalan Dr. Sofyan Kampus USU 65 Gambar 3.14. Jalan Pasar II Setiabudi Medan 65 Gambar 3.15. Sketsa setup jalan pengujian kinematik pengereman 66 Gambar 4.1. Gaya input dan output pada komponen – komponen

sistem rem 70

Gambar 4.2. Grafik gaya pada pedal rem vs tekanan hidrolik pada

komponen sistem rem 71 Gambar 4.3. Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan

10 km/jam sebelum perbaikan 75 Gambar 4.4. Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan

50 km/jam Sebelum perbaikan 81 Gambar 4.17. Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan

50 km/jam Sebelum perbaikan 82 Gambar 4.18. Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan

(tromol dan kaliper) 83 Gambar 4.19. Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan

(16)

ix

(tromol) 83

Gambar 4.21. Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan

(master rem) 84

Gambar 4.22. Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan

10 km/jam Setelah perbaikan 86 Gambar 4.23. Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan

50 km/jam Setelah perbaikan 92 Gambar 4.35. Grafik gaya vs jarak vs percobaan ke-2 kecepatan

50 km/jam Setelah perbaikan 93 Gambar 4.37. Jarak Pengereman sebelum dilakukan perbaikan pada

sistem rem kendaraan 101 Gambar 4.38. Jarak Pengereman setelah dilakukan perbaikan pada

sistem rem kendaraan 102

(17)

x

K Perbandingan jarak tuas pedal rem

a Jarak keselurahan pedal rem cm

b Jarak titik tengah pedal ke atas cm

FK Gaya yang dihasilkan pedal rem kgf

F Gaya kgf

FKb Gaya yang dihasilkan booster rem kgf

Pe Tekanan hidrolik kg/cm2

dm Diameter silinder master rem cm

Fp Gaya tekan pada pad rem kgf d Diameter silinder kaliper cm F� Gaya Gesek Pengereman N

� Koefisien Gesek

W Beban N

M Massa Kg

se Jarak pengereman hasil pengujian m

se1 Jarak pengereman hasil pengujian m sebelum sistem rem diperbaiki

se2 jarak pengereman hasil pengujia m sebelum sistem rem diperbaiki

ss Standart jarak pengereman Solarso m dan Kiyokatsu Suga