PENGARUH SUSPENSI PEGAS TERHADAP BEBAN PADA KENDARAAN JELAJAH ATV BUGGY
BERBASIS 150 CC
Zum Adrianto, Mujiburrahman dan Heri Irawan
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam Kalimantan Muhammad Arsyad Al Banjari
Jl. Adhiyaksa ( Kayu Tangi) No. 02 Banjarmasin, 70123 zumadrianto99@gmail.com
ABSTRAK
Kenyamanan berkendara sudah menjadi tuntutan bagi para pengendara. Kondisi ideal yang ingin diperoleh dalam kenyamanan adalah dalam kabin kendaraan yang diam ditempat walaupun ada gangguan yang disebabkan ketidak rataan jalan. Tetapi kondisi ini tidaklah mungkin dicapai, sehingga pendekatan yang ditempuh adalah meminimumkan efek gangguan yang berupa ketidak rataan jalan dengan memasang sistem suspensi diantara roda dan kendaraan. Pengujian ini menggunakan metode eksperimental dengan pengujian performa alat secara langsung. Sistem suspensi yang akan diaplikasikan pada roda depan yaitu tipe double wishbone dengan pegas coil. Tingkat redaman yang di hasilkan sistem suspensi pada rancangan ATV Buggy 150 cc dengan berat 181,6 Kg. dengan masing masing rintangan atau gundukan 5 cm, 10 cm, 15 cm. adalah : Pada suspensi kiri menghasilkan redaman sebanyak 7,63, 5,93, 4,85, 4,45 dan suspensi kanan menghasilkan redaman sebanyak 6,68, 5,34, 4,45, 4,11. Kinerja pegas dinamis sistem suspensi pada rancangan ATV Buggy 150 cc dengan berat 181,6 Kg. dengan masing masing rintangan atu gundukan 5 cm, 10 cm, 15 cm. adalah : Pada suspensi kiri menghasilkan konstanta pegas dinamis sebanyak 25,44, 19,79, 16,69, 14,84 dan suspensi kanan menghasilkan konstanta pegas dinamis sebanyak 22,26, 17,81, 14,84, 13,70.
Kata kunci : Gaya pegas, Gaya redaman.
ABSTRACT
Driving comfort has become a demand for motorists. The ideal condition to be obtained in comfort is in a vehicle cabin that is stationary even though there are disturbances caused by road unevenness. However, this condition is not possible to achieve, so the approach taken is to minimize the effect of disturbance in the form of uneven roads by installing a suspension system between the wheel and the vehicle. This test uses an experimental method by testing the performance of the tool directly. The suspension system that will be applied to the front wheels is a double wishbone type with coil springs. The level of damping produced by the suspension system on the 150 cc ATV Buggy design weighs 181.6 kg. with each obstacle or mound 5 cm, 10 cm, 15 cm. are: The left suspension produces 7.63, 5.93, 4.85, 4.45 damping and the right suspension produces 6.68, 5.34, 4.45, 4.11 damping. The dynamic spring performance of the suspension system on the 150 cc ATV Buggy design with a weight of 181.6 Kg. with each obstacle or mound 5 cm, 10 cm, 15 cm. are: The left suspension produces dynamic spring constants of 25.44, 19.79, 16.69, 14.84 and the right suspension produces dynamic spring constants of 22.26, 17.81, 14.84, 13.70.
Keywords : Spring force, Damping force.
I. Latar Belakang
Kenyamanan berkendara sudah menjadi tuntutan bagi para pengendara. Kondisi ideal yang ingin diperoleh dalam kenyamanan adalah dalam kabin kendaraan yang diam ditempat walaupun ada gangguan yang disebabkan ketidak rataan jalan. Tetapi kondisi ini tidaklah mungkin dicapai, sehingga pendekatan yang ditempuh adalah meminimumkan efek gangguan yang berupa ketidak rataan jalan dengan memasang sistem suspensi diantara roda dan kendaraan.
Sistem suspensi pada kendaraan memegang peranan penting dalam memperoleh kenyamanan, selain dapat mempengaruhi kestabilan kendaraan dan daya lekat ban pada jalan, sistem suspensi berfungsi juga untuk mengurangi getaran pada kabin kendaraan yang disebabkan oleh ketidak rataan jalan.
Sistem suspensi dirancang untuk menahan getaran akibat benturan roda dengan kondisi jalan.
Selain itu, sistem suspensi juga diharapakan mampu untuk membuat lembut saat sepeda motor menikung, sehingga mudah dikendalikan. Dengan system suspensi juga, getaran akibat kerja mesin dapat diredam, Saat roda roda menerima kejutan dari permukaan jalan, maka akan diteruskan ke lower maupun upper arm, lalu gaya tersebut ditahan oleh pegas dan mengakibatkan terjadinya pemendekan dan pemanjangan pegas, kemudian gaya pemegasan diperhalus oleh peredam getaran (shock absorber) agar tidak terjadi oksilasi berlebihan. Hal ini memungkinkan roda roda tetap menapak pada jalan.
II. Tinjauan Pustaka 1. Pengertian Suspensi
Sistem suspensi adalah salah satu bagian rangka motor yang menghubungkan bagian kendaraan terpegas (bodi kendaraan) dengan bagian kendaraan tak terpegas (poros roda dan roda). Sistem suspensi berfungsi menyerap getaran dan kejutan dari permukaan jalan sehingga meningkatkan keamanan, kenyamanan, dan stabilitas berkendaraan, memelihara ketinggian kendaraan selama
berkendara, dan meneruskan gaya pengereman. Suspensi pada kendaraan berawal pada abad XVI, pada saat itu suspensi dipergunakan pada kereta kuda agar nyaman. Dimana jalan-jalan saat itu banyak yang bergelombang. Sistem suspensi pada kendaraan digantung pada keempat tiang yang terkait ke sasis atau rangka. Suspensi pada dasarnya merupakan bagian dari sasis. Sasis terdiri atas rangka kendaraan, sistem suspensi, sistem kemudi, dan roda. Sistem suspensi terdiri atas pegas, peredam (shock absorber), dan komponen lain seperti lengan ayun, sambungan (joints), batang pengkaku (anti-roll bar atau stabilizer), dan karet-karet.
Berkenaan dengan konfigurasi, terdapat dua jenis sistem suspensi, yakni dependent dan independent. Suspensi dependent dapat dicirikan dari poros penghubung roda kiri dan kanan yang merupakan satu kesatuan utuh serta kaku (rigid). Biasanya,suspensi dependent dipakai di kendaran angkutan barang (truk). Pegas yang digunakanuntuk menumpu beban kendaraan biasanya dari jenis pegas daun (leaf spring).
2. Fungsi Dan Komponen Suspensi Ada beberapa macam fungsi dari komponen suspense, yaitu :
1. Pegas
Gambar 2.1. Pegas. Sumber https://showroommobil.co.id/info-
mobil/komponen-suspensi-mobil/
Pegas berfungsi menyerap kejutan dari jalan, pegas harus fleksibel. Akan tetapi jika pegas terlalu fleksibel maka pegas akan terus berosilasi, sedangkan jika
terlalu keras maka pegas tidak akan berosilasi, sehingga dapat mengganggu kenyamanan dalam berkendara.
2. Shock Absorber (Peredam Kejut)
Gambar 2.2. Peredam kejut. Sumber https://showroommobil.co.id/info- mobil/komponen-suspensi-mobil/
Fungsi dari komponen ini adalah untuk meredamkan oksilasi (gerakan naik turun) yang diakibatkan oleh pegas ketika sedang menyerap kejutan-kejutan yang berasal dari permukaan jalan. Di dalam shock absorber terdapat cairan yang disebut sebagai minyak shock absorber.
3. Ball Joint
Gambar 2.3 Ball Joint Sumber https://showroommobil.co.id/info-
mobil/komponen-suspensi-mobil/
Komponen sistem suspensi ini memiliki fungsi untuk menerima beban lateral maupun horizontal, yang juga berfungsi sebagai sumbu putaran ketika kendaraan tersebut sedang berbelok. Ball join terdiri dari dua jenis, yaitu lower ball joint dan upper ball joint.
4. Bumper
Gambar 2.4 Bumper. Sumber
https://showroommobil.co.id/info- mobil/komponen-suspensi-mobil
Komponen lainnya yang ada di dalam sistem suspensi adalah bumper. Komponen ini terdiri dari beberapa komponen lainnya yaitu bounding serta rebounding bumper yang dipasang untuk melindungi frame, shock absorber, axle, dan lainnya pada saat pegas dalam kondisi mengerut dan mengembang di luar dari batas maksimumnya.
5. Batang Penyeimbang (Stabilizer Bar)
Gambar 2.5. Stabilizr Bar Sumber : Fajri Prawira,2017
Komponen yang memiliki fungsi untuk menjaga keseimbangan bodi mobil ketika akan berbelok. Pada saat mobil berbelok,terjadi gaya sentrifugal yang mana merupakan gaya dari benda berputar untuk dapat terlempar ke luar dari lintasan.
6. Upper dan Lower Arm
Gambar 2.6. Upper dan Lower Arm. Sumber https://showroommobil.co.id/info-
mobil/komponen-suspensi-mobil
Bagian sistem suspensi yang menghubungkan antara bodi mobil dengan knuckel arm, yang mana pada roda yang terpasang di knuckel arm. Namun tidak semua sistem suspensi depan mobil memiliki upper arm, namun mereka tetap menggunakan lower arm. Dapat diibaratkan jika arm ini bekerja seperti tangan pada manusia, yang mana dapat bergerak naik dan turun pada sistem suspensi kendaraan mobil.
7. Knuckle Arm
Gambar 2.7. Knuckle Arm. Sumber https://showroommobil.co.id/info-
mobil/komponen-suspensi-mobil
Komponen suspensi yang ada pada roda depan mobil. Roda mobil berputar terus menerus pada poros spindel yang berasal dari knuckle arm. Komponen ini dihubungkan juga dengan lower arm dengan melalui ball joint.
3. Analisis Sistem Suspensi Gaya Pegas
Rumus menghitung gaya pegas pada data penelitian :
K = m.g / x (1)
Dimana :
𝑘 = Gaya pegas (N/cm) 𝑚 = massa beban (kg)
𝑔 = percepatan gravitasi 9,81 (m/s3)
𝑥=perubahan panjang suspensi (cm)
Gaya Redaman
Sedangkan cara menghitung gaya redaman adalah :
. t c m g
x (2)
Dimana :
𝑐 = gaya redaman (Ns/cm) 𝑚 = massa beban (kg)
𝑔 = percepatan gravitasi 9,81 (m/s2) 𝑡 = waktu perubahan suspensi 0,5- 3 (s) 𝑥 = perubahan panjang suspensi (cm)
III. Metode Penelitian
Pengujian ini menggunakan metode eksperimental dengan pengujian performa alat secara langsung. Sistem
suspensi yang akan diaplikasikan pada roda depan yaitu sistem suspensi independent (bebas) yaitu antara roda depan dalam satu poros tidak terhubung secara langsung, masing-masing roda (roda kiri dan kanan) terhubung ke rangka dengan lengan suspensi (suspension arm), pegas. Getaran pada salah satu roda tidak mempengaruhi roda yang lain. tipe suspensi depan yang diaplikasikan adalah tipe double wishbone dengan pegas coil.
Suspensi jenis ini mempunyai ketahanan dan kekuatan yang kokoh karena menggunakan dua lengan ayun, sehingga dapat meredam tekanan dari segala arah (kiri , kanan, atas maupun bawah ). Di mana pada pengujian kinerja sistem suspensi kondisi jalan, jarak lintasan, beban kendaraan, dan setelah data pengujian di peroleh, kemudian dilakukan perhitungan dan analisis data.
1. Gambar Desain Alat
Gambar 3.1. ATV Boogy 150 cc Sumber : Sofware Catia V6
2. Spesifikasi Alat
Tabel 3.1. Spesifikasi Teknis
3. Pengujian Alat
Pada tahapan ini semua bagian pada pada sistem suspense dan kompunen harus kokoh dan baik, dan tidak ada keretakan pada setiap komponen. Pengujian ini dilakukan dengan beban yang berbeda beda, 55 kg, 110 kg dan 165 kg. dan jarak sudah di tentukan 100 m, 200 m, dan 300 m. dan mencari tau putaran mesin dan putaran poros transmisi, serta melakukan putaran steer kekiri dan kekanan, dan melakukan pengukuran perubahan panjang suspense kanan dan kiri .
Adapun tahapan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mempersiapkan bahan dan alat sistem suspensi.
2. Pemasangan sistem suspense secar bertahap, dan mecek kembali komponen tersebut.
3. Menghidupkan dan menjalanka kendaraan jelajah ATV 150 cc hingga mencapai suhu kerja.
4. Melakukan pengukuran putaran poros tranmisi dengan menggunakn Tacho Meter.
5. Melakukan pengukuran perubahan panjang sistem suspense kiri dan kanan.
6. Menguji sebanyak tiga kali dan mecatat perubahan panjang pegas tersebut dan sebagai hasil akhir dari penelitian ini.
4. Kerangka Penelitian
Uraian langkah-langkah penelitian dijabarkan kedalam diagram alir penelitian sebagai berikut :
Diagram 3.1 Kerangka Penelitian
4.1 Hasil Penelitian
Perhitungan Gaya Pegas Suspensi Kanan Dan Kiri Dengan Beban 181,9 Kg
Rumus Gaya Dinamis : k = m.g / x Berikut diagram hasil perhitungan dari perhitungan gaya pegas suspensi kanan dan kiri dengan beban 181,6 Kg :
Gambar 4.1 Diagram Hasil Pengujian Perhitungan Gaya Pegas Dinamis Suspensi
Perhitungan Gaya Redaman Pegas Suspensi Kanan Dan Kiri Beban 181,6 Kg
Rumus perhitungan gaya redaman:
𝑚 𝑔 𝑡 𝑥
Berikut diagram hasil Perhitungan Gaya Redaman Pegas Suspensi Kanan Dan Kiri Beban 181,6 Kg :
Gambar 4.2 Diagram Hasil Perhitungan Gaya Redaman
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Tingkat redaman yang di hasilkan sistem suspensi pada rancangan ATV Buggy 150 cc dengan berat 181,6 Kg. dengan masing masing rintangan atau gundukan 5 cm, 10 cm, 15 cm. adalah :
Pada suspensi kiri menghasilkan redaman sebanyak 7,63, 5,93, 4,85, 4,45 dan suspensi kanan menghasilkan redaman sebanyak 6,68, 5,34, 4,45. 4,11
2. Kinerja pegas dinamis sistem suspensi pada rancangan ATV Buggy 150 cc dengan berat 181,6 Kg. dengan masing masing rintangan atu gundukan 5 cm, 10 cm, 15 cm. adalah :
Pada suspensi kiri menghasilkan konstanta pegas dinamis sebanyak 25,44, 19,79, 16,69, 14,84 dan suspensi kanan menghasilkan
konstanta pegas dinamis sebanyak 22,26, 17,81, 14,84, 13,70
Saran
Berdasarkan hasil penelitian hal yang disarankan sebagai berikut :
1. Perlu dilakukan studi lebih lanjut untuk mengkontrol tekanan yang masuk kedalam sistem suspensi.
2. Sebaiknya konstruksi sistem suspensi double wishbone yang diaplikasikan pada mobil ATV ini memakai ball joint, agar sewaktu roda berbelok posisi roda bisa membentuk sudut chamber yang berguna agar roda tidak mengunci pada saat berbelok.
Daftar Pustaka
Azis, F. A., 2018. Analisis Sistem Suspensi Belakang Pada Rancang Bangun
Kendaraan Off Road Toyota Fj40.
http://repository.upi.edu/35049 / [diakses 15 Juli 2020]
Fajri Prawira, 2017. Pembuatan Rangka Dan Sistem Suspensi Pada Gokart
Dengan Menggunakan Mesin
Vario 110 CC.
https://repo.pnp.ac.id/1241/
[diakses 15 juli 2020]
Mulyono, 2007. Uji Kinerja Dinamis Sistem Suspensi serta Analisis Stabilitas Micro Car.
https://jurnalmahasiswa.unesa.
ac.id/index.php/jurnal- pendidikan-teknik-
mesin/article/view/34174.
[diakses 15 juli 2020]
Ahmad Fauzan, 2018. Analisis Getaran Pada Sistem Suspensi Sepeda Motor.
http://eprints.unpam.ac.id/id/e print/3757 . [diakses 15 juli 2020]
Wulandari, D. 2013. Rancang Bangun Sistem Suspensi Double Wishbone pada Mobil Listrik Garnesa. JRM. Volume. (01) :
50-53.
https://jurnalmahasiswa.unesa.
ac.id/index.php/jurnal- rekayasa-
mesin/article/view/2332.
[diakses 15 juli 2020].
Restuaji, PR., Wasiwitono, U. 2016.
Perancangan dan Analisa Sistem Kemudi dan Sistem Suspensi Quadrilateral Pada Narrow Tilting Vehicle.
http://ejurnal.its.ac.id/index.ph p/teknik/article/view/20733 [diakses 15 juli 2020].
Shodiq, JF. 2015. Analisa Kinematis Dan Kekuatan Sistem Suspensi Mobil Listrik Its Brajawahana.
http://repository.its.ac.id/7196 1/ [diakses 15 juli 2020].
Firdaus Ja’far Shodiq. Baqarizky, AF.
2017. Desain Dan Analisa Sistem Suspensi Mobil
Multiguna Pedesaan
Menggunakan Peredam Magnetorheological Dengan Standar Kenyamanan Iso 2631.
http://repository.its.ac.id/4629 5/ [diakses 15 juli 2020].
