14
Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017 139 ANALISA RESPON DINAMIK SPRUNG MASS TERHADAP SUDUT KEMIRINGAN SUSPENSI PADA KENDARAAN RODA EMPAT Oleh : Ir. Resep Sembiring. MT Sekolah Tinggi Teknologi Immanuel Medan ABSTRAK Kenyamanan berkendaraan sudah menjadi tuntutan bagi para pengendara, sejalan dengan itu penelitian tentang kenyamanan berkendaraan serta gangguannya banyak dilakukan kondisi yang ingin dicapai dalam kenyamanan adalah kemampuan pengendara untuk menahan getaran selama mungkin. Hal ini sulit dicapai sehingga ditempuh dengan meminimumkan efek gangguan ketidak rataan jalan dengan memasang system suspensi diantara roda dan badan kendaraan. Hasilnya masih belum sesuai dengan yang diharapkan sehingga berbagai macam penelitian dilakukan, salah satu pada kesempatan ini adalah dengan memiringkan pemasangan suspensi. Pengaruh sudut pemasangan suspensi terhadap kenyamanan dan stabilitas kendaraan diharapkan signifikan. Pemodelan matematika setengah kendaraan dengan empat derajat kebebasan disimulasikan untuk menganalisa effek sudut kemiringan suspensi terhadap sprung mass. Respon dinamik yang dianalisa adalah perpindahan,kecepatan dan percepatan sprung massa kendaraan. Untuk simulasi digunakan software MATLAB Ra2008 versi 7.6 dengan input ketidakrataan jalan atau sinusoidal. Sudut pemasangan suspensi diambil 85, 75, 70, 65, 60, 55 dan 50 derajat pada kecepatan kendaraan 50,40 dan 30 km/h. Hasil analisa menunjukkan bahwa pada kecepatan 50 km/jam dinyatakan pada kondisi sedikit tidak nyaman untuk semua sudut yang diuji, pada kecepatan 40 km/jam nyaman pada sudut 60 sampai 75 drajat sedangkan pada kecepatan 30 km/jam nyaman pada sudut 50 sampai 85 drajat dan sudut kemiringan yang nyaman pada kecepatan 50, 40, dan 30 km/jam adalah 70 drajat dengan gangguan jalan yang sinusoidal amplitudo 0,05 m , panjang gelombang 5 m. Kata kunci : Sprung mass, Unsprung mass Getaran , Kemiringan suspensi

ANALISA RESPON DINAMIK SPRUNG MASS · PDF fileTabel 1.2 Batasan Penelitian suspensi kendaraan ... computer dengan menggunakan prangkat lunak MATLAB Ra2008 versi 7.6. 3.1.1 Sistematika

  • Upload
    vudang

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

139

ANALISA RESPON DINAMIK SPRUNG MASS TERHADAP SUDUT

KEMIRINGAN SUSPENSI PADA KENDARAAN RODA EMPAT

Oleh : Ir. Resep Sembiring. MT

Sekolah Tinggi Teknologi Immanuel Medan

ABSTRAK

Kenyamanan berkendaraan sudah menjadi tuntutan bagi para pengendara, sejalan

dengan itu penelitian tentang kenyamanan berkendaraan serta gangguannya

banyak dilakukan kondisi yang ingin dicapai dalam kenyamanan adalah

kemampuan pengendara untuk menahan getaran selama mungkin. Hal ini sulit

dicapai sehingga ditempuh dengan meminimumkan efek gangguan ketidak rataan

jalan dengan memasang system suspensi diantara roda dan badan kendaraan.

Hasilnya masih belum sesuai dengan yang diharapkan sehingga berbagai macam

penelitian dilakukan, salah satu pada kesempatan ini adalah dengan memiringkan

pemasangan suspensi. Pengaruh sudut pemasangan suspensi terhadap

kenyamanan dan stabilitas kendaraan diharapkan signifikan. Pemodelan

matematika setengah kendaraan dengan empat derajat kebebasan disimulasikan

untuk menganalisa effek sudut kemiringan suspensi terhadap sprung mass.

Respon dinamik yang dianalisa adalah perpindahan,kecepatan dan percepatan

sprung massa kendaraan. Untuk simulasi digunakan software MATLAB

Ra2008 versi 7.6 dengan input ketidakrataan jalan atau sinusoidal. Sudut

pemasangan suspensi diambil 85, 75, 70, 65, 60, 55 dan 50 derajat pada

kecepatan kendaraan 50,40 dan 30 km/h. Hasil analisa menunjukkan bahwa

pada kecepatan 50 km/jam dinyatakan pada kondisi sedikit tidak nyaman untuk

semua sudut yang diuji, pada kecepatan 40 km/jam nyaman pada sudut 60 sampai

75 drajat sedangkan pada kecepatan 30 km/jam nyaman pada sudut 50 sampai 85

drajat dan sudut kemiringan yang nyaman pada kecepatan 50, 40, dan 30 km/jam

adalah 70 drajat dengan gangguan jalan yang sinusoidal amplitudo 0,05 m ,

panjang gelombang 5 m.

Kata kunci : Sprung mass, Unsprung mass Getaran , Kemiringan suspensi

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

140

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kendaraan merupakan alat

transportasi yang dewasa ini

semakin dibutuhkan untuk menjawab

tantangan kesibukan dalam

memanfaatkan waktu seefisien

mungkin. Oleh karena itu

dibutuhkan kendaraan yang

nyaman untuk dikendarai. Salah satu

komponen yang berpengaruh

terhadap kenyamanan berkendaraan

adalah sistim suspensi kendaraan.

Kendaraan yang memiliki tingkat

kenyamanan dan kesetabilan yang

tinggi akan menjadi nilai yang

tersendiri pada kendaraan dan bagi

pengendaranya.

Getaran akibat jalan yang tidak

rata menyebabakan guncangan pada

kendaraan sehingga menyebabkan

ketidak nyamanan.

I.2. Identifikasi Masalah

Dari uraian diatas dapat

disimpulkan bahwa getaran pada

kendaraan merupakan penyebab

utama ketidak stabilan kendaraan

pada saat melintas diajalan yang

tidak rata (sinusoidal). Getaran

merupakan perpindahan energy dari

roda ke sprung mass yang

menyebabkan sprung mass begetar

dan tidak nyaman. Oleh sebab itu

energi tersebut direduksi dengan

pemasangan suspensi antara

unsprung mass dengan sprung mass.

I.3 Rumusan Masalah

Dari uraian diatas penulis

merumuskan masalah sebagai

berikut:

1. Berapakah sudut kemiringan

suspensi yang nyaman untuk

kecepatan kendaraan 50, 40 dan

30 km/h dengan amplitudo 0,05

m, panjang gelombanga 5 m.

2 Berapakah besar sudut kemiringan

suspensi yang paling efektif untuk

meredam getaran yang

ditimbulkan oleh jalan yang tidak

rata

I.4 Tujuan Penelitian

Analisa ini dilakukan dengan

tujuan untuk mengetahui:

Untuk mengetahui sudut kemiringan

suspensi yang nyaman pada sprung

mass pada kecepatan kendaraan 50,

40 dan 30 km/h dengan amplitudo

jalan 0,05 m dan panjang gelombang

jalan 5 m.

I.5 Manfaat Penelitian faat

Dari hasil penelitian tesis ini

diharapkan akan mempunyai manfaat

yaitu

1. Sebagai informasi ke masyarakat

dan dunia teknologi tentang

pengaruh sudut kemiringan

pemasangan suspensi pada

kendaraan roda empat.

2. Sebagai pertimbangan dan

pembanding bagi perkembangan

suspensi otomotif Indonesia

dimasa mendatang.

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

141

3. Sebagai bahan masukan untuk

pengembangan materi praktek dan

teori pembelajaran.

I.6 Parameter Penelitian dan

Variabel Bebas

Sebagai parameter dalam

penelitian ini adalah :

Tabel 1.1 Parameter penelitian dan

Variabel penelitian

Varibel bebas

Parameter

yang di ukur

Sudut

pemasangan

suspensi

terhadap

lateral

Kecepatan

kendaraan

85o, 80o,

75o, 70o,

65o

60o, 55o dan

50o

30

km/jam,

40

km/jam,

50

km/jam

Amplitudo

respon

displacement,

kecepatan

dan

perpecatan

badan

kenderaan

(sprung

mass)

I.7 Batasan dan Lingkup

Penelitian

1. Penelitian ini dibatasi hanya

membahas respon dinamik

percepatan gerak vertical dan

lateral sprung mass.

2. Dalam penelitian ini tidak

ditentukan jenis kendaraan

sebagai objek tetapi hanya

berdasarkan spesifikasi suspensi

yang ditabelkan berikut.

Batasan spesifikasi suspensi

kendaraan ditabelkan seperti

Tabel 1.2 berikut ini.

Tabel 1.2 Batasan Penelitian

suspensi kendaraan

No Parametr Nilai Param

eter

Nilai

1 MB 7161

N

Bf 1290

Ns/m

2 JB 12066

N m2

Br 1620

Ns/m

3 Mf 392 N

Ktf,Ktr

175500

Ns/m

4 Mr 353

N

Lf 1.8 m

5 Kf 19960

N/m

Lr 1 m

6 Kr 17500

N/m

3. Nilai konstanta K dan C

diasumsikan linier untuk semua

interval perpindahan kecepatan

dan percepatan

4. Gangguan hanya berasal dari

ketidak rataan jalan.

II. STUDI LITERATUR

2.1 Sudut Kemiringan Suspensi

Menurut ketentuan yang

dianjurkan oleh Society of

Automotive Engineering ( SAE )

bahwa untuk kenyamanan,

percepatan getaran ke vertikal

dibawah 0,315 m/s2 sedangkan

percepatan getaran ke lateral

dibawah 0,2 m/s2. Dengan adanya

batasan-batasan diatas tidak tertutup

kemungkinan untuk mengurangi

percepatan getaran ke vertikal

dengan memiringkan pemasangan

suspensi. Hubungan antara sudut

kemiringan dan kenyamanan hanya

sebatas percepatan getaran lateral

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

142

yang dianjurkan yaitu dibawah 0,2

m/s2.

Gambar 2.5 Diagram perubahan

respon dinamik terhadap sudut

kemiringan suspense

2.2 Pemodelan Sistim Suspensi

Pasif

Sistim suspensi passif terdiri dari

komponen pegas dan komponen

peredam Sistim suspensi kendaraan

setengah dapat direpresentasikan

seperti gambar berikut:

Gambar 2,6 Suspensi passif

setengah kendaraan

Dengan:

Zb =perpindahan sprung mass

(Mb) (m)

Zr =perpindahan sprung mass

belakang (Mr) (m)

Zf =perpindahan sprung mass

depan (Mf) (m)

Zr, Z f=perpindahan unsprung mass

belakang dan depan (m)

Mb = massa sprung mass (Mb)

(kg)

Mr, Mf = unsprung mass belakang

dan depan (kg)

Kr, Kf =koefisien kekakuan pegas

belakang dan depan (N/m)

Br, Bf =koefisien kekakuan

peredam belakang dan

depan (Ns/m)

Wr,Wf =gangguan pada roda

belakang dan depan

lf,lr =jarak CG terhadap

suspensi depan dan

belakang (m)

∅b = pitch angle kendaraan

Jb = momen inersia bodi

kendaraan(kg.m2)

2.3 Persamaan Gerak Suspensi

Pasif

Persamaan gerak badan kendaraan

(sprung mass)

�̈�b = (𝐾𝑟 + 𝐾𝑓)𝑧𝑏

𝑀𝑏 +

(𝐾𝑓.𝑙𝑓−𝐾𝑟. 𝑙𝑟)∅

𝑀𝑏 -

𝐾𝑟.𝑧𝑚𝑟

𝑀𝑏 +

(𝐵𝑟 + 𝐵𝑓)�̇�𝑏

𝑀𝑏 +

(𝐵𝑓.𝑙𝑓 − 𝐵𝑟. 𝑙𝑟)∅̇

𝑀𝑏 -

𝐵𝑟. �̇�𝑚𝑟

𝑀𝑏 –

𝐾𝑓. 𝑧𝑚𝑓

𝑀𝑏 -

𝐵𝑓. �̇�𝑚𝑓

𝑀𝑏

2.1 Persamaan momen inersia sprung mass

∅̈b = (𝐵𝑓.𝑙𝑓−𝐵𝑟.𝑙𝑟)�̇�𝑏

𝐽𝑏 +

((𝐵𝑓.(𝑙𝑓)2+ 𝐵𝑟.(𝑙𝑟)2))∅̇

𝐽𝑏 -

(𝐵𝑓.𝑙𝑓)�̇�𝑚𝑓

𝐽𝑏 +

(𝐵𝑟.𝑙𝑟)𝑧𝑚𝑟̇

𝐽𝑏

(𝐾𝑓.𝑙𝑓−𝐾𝑟.𝑙𝑟)𝑧𝑏

𝐽𝑏+

((𝐾𝑓(𝑙𝑓)2+𝐾𝑟(𝑙𝑟)2))∅

𝐽𝑏−

(𝐾𝑓. 𝑙𝑓)𝑍𝑚𝑓

𝐽𝑏 +

(𝐾𝑟.𝑙𝑟)𝑍𝑚𝑟

𝐽𝑏

2.2 Persamaan gerak badan kendaraan

unsprung mass bagian depan

𝑍�̈� = - (𝐵𝑓)𝑧�̇�

𝑀𝑓 –

(𝐵𝑓.𝑙𝑓)∅̇

𝑀𝑓 +

(𝐵𝑓)�̇�𝑚𝑓

𝑀𝑓 –

(𝐾𝑓)𝑧𝑏

𝑀𝑓 –

(𝐾𝑓.𝑙𝑓)∅

𝑀𝑓 +

(𝐾𝑡𝑓+ 𝐾𝑓)𝑧𝑚𝑓

𝑀𝑓 -

𝐾𝑡𝑓.𝑤𝑓

𝑀𝑓

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

143

2.3 Persamaan gerak badan kendaraan

unsprung mass bagian belakang

�̈�r = - (𝐵𝑟)𝑧�̇�

𝑀𝑟 +

(𝐵𝑟.𝑙𝑟)∅̇

𝑀𝑟 +

(𝐵𝑟)�̇�𝑚𝑟

𝑀𝑟-

(𝐾𝑟)𝑧𝑏

𝑀𝑟 +

(𝐾𝑟.𝑙𝑟)∅

𝑀𝑟 +

(𝐾𝑟+𝐾𝑡𝑟)𝑧𝑚𝑟

𝑀𝑟 –

𝐾𝑡𝑟 𝑤𝑟

𝑀𝑟

2.4Dengan memilih variable keadaan sebagai

berikut;

x1= �̇�b , Kecepatan sprung mass

𝑥2= ∅̇ ,Kec. Sudut

𝑥3= �̇�f ,Kec.unsprung mass (depan)

𝑥4= �̇�r , Kec. Unsprung mass (belakang)

𝑥5= zb , Perpindahan sprung mass

𝑥6= ∅̇ ,Sudut momen

𝑥7= zf ,Perpindahan unsprung mass

(depan)

x8= zr Perpindahan unsprung mass

(belakang)

Dari persamaan 2.1, 2.2, 2.3, dan 2.4

diatas dapat dituliskan sebagai

berikut:

Matrik keadaan sistim (matrik A)

Matrik gangguan system (matrik B)

Matrik keluaran system (matrik C)

Matrik transmisi langsung (matrik D)

2.5. Persamaan State Space Sistem

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

144

2.6.1 Vertikal

2.6.2 Horizontal

2.7 Kriteria Kenyamanan

Kendaraan

A. Keriteria Kenyamanan Janeway

Gambar 2.11 Batas getaran vertical

kereteria Janeway

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

145

Kenyamanan penumpang pada

kendaraan darat telah dirumuskan

oleh Jane way yang berdasarkan

kenyamanan penumpang ini pada

hubungan laju kecepatan, percepatan

terhadap amplitudo dan frekuensi

getar yang terjadi. Pada umumnya

tingkat kenyamanan tersebut

didasarkan pada tiga level frekuensi

yaitu masing-masing pada frekuensi

level pertama pada 1–6 Hz, kedua

pada frekuensi 6–20 Hz dan level

ketiga pada frekuensi 20–60 Hz.

Untuk level frekuensi 1–6 Hz harga

maksimum dari atau besarnya

percepatan getaran persatuan waktu

tidak boleh melebihi 12,6 m/dt3 atau

sebesar 496 inci/dt3 besarnya

amplitudo maksimum adalah:

A1 = 12,6

𝑚

𝑑𝑡3

𝜔3 𝑟𝑎𝑑

𝑑𝑡3

= 12,6

𝑚

𝑑𝑡3

(2.3,14)3 𝑟𝑎𝑑

𝑑𝑡3

= 0,0508

m

Untuk level 2 mulai frekuensi 6–20

Hz besarnya percepatan maksimum

yang diijinkan pada batas nyaman

adalah: 0,33 m/dt2, maka amplitudo

maksimum yang diturunkan dari

hubungan ini adalah:

A2= 0,33

𝑚

𝑑𝑡2

𝜔2 𝑟𝑎𝑑

𝑑𝑡2

= 0,33

𝑚

𝑑𝑡2

(2.3,14)2 𝑟𝑎𝑑

𝑑𝑡2

= 0,008

m

Untuk level frekuensi 20–60 Hz,

besarnya amplitudo maksimum yang

diijinkan didasarkan pada kecepatan

maksimum yang diijinkan yaitu

sebesar 2,7 m/dt atau sekitar 0,105

in/dt, maka besar amplitudo

maksimum yang diijinkan adalah:

A3 = 2,7

𝑚

𝑑𝑡

𝜔 𝑟𝑎𝑑

𝑑𝑡

= 2,7

𝑚

𝑑𝑡

2.3,14 𝑟𝑎𝑑

𝑑𝑡

= 0,48 m

B. Keriteria Kenyamanan getaran

vertical menurut ISO 2631-1974

Tabel 2.1 Keriteria kenyamanan

getaran vertikal menurut ISO

2631,1974

No Getaran

(percepatan)

Keterangan

1 >0,315 m/s2 Tidak ada

keluhan

2 0,315m/s2 s/d

0,63m/s2

Sedikit tidak

nyaman

3 0,5 m/s2 s/d 1

m/s2

Agak tidak

nyaman

4 0,8 m/s2 s/d 1,6

m/s2

Tidak

nyaman

5 1,25 m/2 s/d 2,5

m/s2

Sangat tidak

nyaman

6 >2,5 m/s2 Amat sangat

tidak nyaman

C. Keriteria kenyamanan getaran

lateral menurut ISO 2631-1974

Gambar 2.12 Standard getaran

lateral ISO

2631-1974

2.8 Perumusan Profil Permukaan

Jalan

Profil permukaan jalan

diasumsikan sebagai gerak harmonic

dengan karakteristik sebagai berikut:

Wf(t) = A1 sin ωt

2.29

Wr(t) = A2 sin (ωt – φ) 2.30

dengan:

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

146

wf(t) = profil permukaan jalan pada

roda depan

wr(t) = profil permukaan jalan pada

roda belakang

ω = frekuensi profil jalan = 2л𝑣

𝜆

A = amplitudo profil permukaan

jalan

φ = beda fase antara roda depan

dengan roda belakang = 2л𝐿

𝜆

λ = panjang gelombang profil jalan

V = kecepatan kendaraan

Perbedaan waktu yang diberikan

untuk ban depan dan belakang

sebesar td, dengan td = 𝑙𝑓−𝑙𝑟

𝑉

Dalam penelitian ini diasumsikan :

l = 2,8 m lf = 1,8 m, lr = 1

m (dari titik CG)

A= 0,05 m

λ= 5 m

Karena kondisi jalan

merupakan fungi sinusoidal dengan

panjang gelombang L m per siklus

dan kecepatan kendaraan adalah v

km/h maka frekwensi eksitasinya

adalah :

f = 𝑣

3600.𝐿 Hz 2.31

atau

ω = 2л 𝑣

3600. 1

𝐿 rad/s 2.32

III.METODOLOGI

PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode yang dipilih dalam penelitian

ini agar memperoleh hasil yang

maksimum adalah metode simulasi

computer dengan menggunakan

prangkat lunak MATLAB Ra2008

versi 7.6.

3.1.1 Sistematika Penelit

IV. Analisis Data Hasil Penelitian

4.1 Analisa Data

Analisa data dilakukan pada sistem

suspensi pasif, dengan

memvariasikan posisi atau sudut

pemasangan suspensi..

4.2 Grafik Hasil Simulasi

Pengujian Getaran Vertikal

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

147

Pengujian getaran Lateral

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

148

Grafik 4.1 adalah grafik amplitudo

sprung mass vs sudut kemiringan

suspensi dimana pada grafik tersebut

dapat diketahui bahwa amplitudo

getaran secara vertikal mengalami

peningkatan dengan meningkatnya

sudut kemiringan suspensi,

sedangkan amplitudo getaran secara

horizontal mengalami penurunan,

seperti yang ditunjukkan pada grafik

4.4.

Demikian juga grafik 4.2,

grafik kecepatan sprung mass vs

sudut krmiringan suspensi yang

menunjukkan bahwa kecepatan

sprung mass secara vertical juga

mengalami peningkatan seiring

dengan meningkatnya sudut

kemiringan suspensi dan sebaliknya

mengalami penurunan seiring dengan

menurunnya sudut kemringan

suspensi dan hal tersebut ditunjukkan

pada grafik 4.5. Demikian juga

dengan grafik 4.3 adalah grafik

respon dinamik percepatan sprung

mass vs sudut kemiringan suspensi,

dimana percepatan sprung mass

kearah vertikal juga mengalami

prningkatan seiring dengan

meningkatnya sudut kemiringan

suspensi dan sebaliknya mengalami

penurunan seiring dengan

menurunnya sudut kemiringan

suspensi dan ditunjukkan pada grafik

4.6. Dari uraian diatas amplitudo,

kecepatan dan percepatan sprung

mass mengalami penurunan dengan

menurunnya sudut pemasangan

suspensi dan sebaliknya meningkat

dengan meningkatnya sudut

pemasangan suspensi. Dari grafik

4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4,5 dan 4.6 respon

dinamik sprung mass berubah secara

non linier dan antara respon dinamik

vertikal dengan respon dinamik

horizontal terjadi kontradiksi atau

berbanding terbalik.

Dari grafik 4.4, 4.5 dan 4.6

adalah grafik respon dinamik sprung

mass kearah horizontal dimana

amplitudo, kecepatan dan percepatan

sprung mass mengalami penurunan

dengan meningkatnya sudut

pemasangan suspensi dan sebaliknya

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

149

akan meningkat dengan menurunnya

sudut pemasangan suspensi.

Meningkatnya respon

dinamik kearah horizontal berarti

menurunnya respon dinamik kearah

vertical dan sebaliknya

meningkatnya respon dinamik kearah

vertical berarti menurunnya respon

dinamik kearah horizontal.

Meningkatnya respon dinamik

khususnya amplitudo kearah

horizontal yang berarti defleksi

suspensi kearah vartikal menurun

dan jika hal ini sampai pada titik

tertentu dimana defleksi suspensi

vertikal lebih kecil dari defleksi

suspensi horizontal berakibat

terjadinya benturan pada sprung

mass (tidak nyaman).

4.3 Analisa Kenyamanan

4.3.1Analisa respon dinamik

sprung massa mengacu keriteria

Janeway

Dengan mengasumsikan

permukaan jalan merupakan fungsi

sinusoidal seperti diuraikan pada bab

2, maka dengan persamaan 2.31

dapat dihitung bahwa untuk

kecepatan 30 km/jam panjang

gelombanga 5 m maka frekwensinya

adalah:

f =𝑉

𝜆.3,6 hz =

30

5(3,6)hz = 1,666 hz

Maka amplitudo ijin dari kriteria

Janeway dengan persamaan 2.32

adalah:

A= 12,6

𝜔3 (meter)=12,6

(2л.1,666)3 meter =

0,011 m

Sedangkan untuk kecpatan 40

km/jam frekwensi (f) adalah;

f = 𝑉

𝜆(3,6) ℎ𝑧 =

40

5(3,6) hz=2,222 hz

dan amplitudo ijin dari criteria

Janeway adalah:

A = 12,6

𝜔3 m = 12,6

(2л.2,222)3=0,00437 m

Demikian juga untuk kecepatan 50

km/jam frekwensi(f) adalah:

f = 2,777 haz

dan amplitudo ijin dari kriteria

Janeway adalah;

A=0,002584 m

Dari hitungan diatas dapat

dipastikan bahwa kecepatan

kendaraan 30, 40 dan 50 km/jam

berada pada level frekwensi 1 – 6 hz

menurut keriteria Janeway (batasan

waktu bagi tubuh manusia

tahan,aman terhadap kesehatan

akibat getaran). amplitudo

maksimum pada setiap sudut

kemiringan suspensi masih dibawah

ijin kriteria Janeway. Berarti

knyamanan dan stabilitas kendaraan

baik pada kecepatan 30, 40 dan 50

km/jam berbasis amplitudo.

4.3.2 Analisa respon dinamik

sprung mass dengan ketentuan

ISO 2631

Mengacu kepada ketentuan

ISO (International Standard

Organization ) 2631-1974 bahwa

kenyamanan getaran vertical sprung

mass berada pada percepatan

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

150

maksimum < 0,315 𝑚

𝑑𝑡2 (tabel 2.1)

dan kenyamanan getaran lateral

sprung mass berada pada percepatan

maksimum < 0,2 𝑚

𝑑𝑡2 (grafik 2.2).

Dengan demikian dari grafik

perepatan vertical dan lateral sprung

mass (grafik 4.3 dan 4.6) diketahui

bahwa pada kecepatan 50 km/jam

tidak pada kondisi nyaman (sedikit

tidak nyaman) untuk setiap sudut,

sedangkan untuk kecepatan 40

km/jam nyaman pada sudut

kemiringan suspensi ( 60 sampai 75

) deg. Pada kecepatan kendaraan 30

km/jam nyaman pada sudut

kemiringan suspensi 50 sampai 85 )

deg. Dari analisa diatas diproleh

sudut-sudut kemiringan suspensi

efektif menurut standart ISO .Sudut-

sudut tersebut adalah:

Pada kecepatan 50 km/jam

kondisi sedikit tidak nyaman

Pada kecepatan 40 km/jam

nyaman pada sudut 60 sampai 75 deg

Pada kecepatan 30 km/jam

nyaman pada sudut 50 sampai 85 deg

4.3.3 Penentuan sudut yang paling

efektif

Sudut paling efektif yang

dimaksutkan adalah sudut

kemiringan suspensi yang nyaman

pada kecepatan 50, 40 dan 30

km/jam. Pada kecepatan 50 km/jam

dengan sudut kemiringan 70 deg

sampai 85 deg masih pada kondisi

sedikit tidak nyaman. Dengan

demikian maka sudut kemiringan

suspensi yang paling efektif adalah

70 deg.

V. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

Dari uraian demi uraian dan

pembahasan diatas maka dapat

disimpulkan bahwa:

1. Dari analisa yang telah dilakukan

diatas pada kondidsi jalan sinusoidal

dengan amplitudo 0,05 m, panjang

gelombang 5 m dan veriasi sudut

kemiringan suspensi dari 50 deg

sampai 85 deg dengan interval 5

deg pada kecepatan 30, 40 dan

50 km/jam diproleh sudut

kemiringan suspensi sebagai beikut:

Mengacu kepada ketentuan

Janeway kecepatan 50, 40 dan 30

km/jam berada pada level

frekwensi 1 – 6 Hz dan pada

kecepatan 30 dan 40 km/jam

dinyatakan nyaman sedangkan pada

kecepatan 50 km/jam dinyatakan

sedikit tidak nyaman.

Menurut ISO 2631 – 1974 sudut

kemirimgan suspensi yang nyaman

adalah:

Pada kecepatan 50 km/jam

dinyatakan pada kondisi sedikit

tidak nyaman untuk semua sudut

kemiringan suspensi yang di uji.

Pada kecepatan 40 km/jam

dinyatakan pada kodisi nyaman pada

sudut kemiringan suspensi 60

sampai 75 deg

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

151

Pada kecepatan kendaraan 30

km/jam dinyatakan pada kondisi

nyaman untuk sudut kemiringan

suspensi 50 sampai 85 deg

2. Sudut kemiringan suspensi yang

efektif untuk kecepatan 50, 40 dan

30 km/jam berada pada sudut 70 deg

3. Perubahan respon dinamik

sprung mass akibat perubahan

sudut pemasangan terjadi

secara non linier. 4. Respon

dinamik vertical dangam respon

dinamik horizontal berbanding

terbalik.

2. Saran

1. Agar mendapatkan hasil

yang lebih mendekati

sebenarnya hendaknya dilakukan

dengan menggunakan model

kendaraan penuh sehingga

pengaruh gerakan horisontal dan

lateral dapat dianalisa dengan lebih

komplit.

2. Sebaiknya ditentukan jenis

kendaraan yang dianalisa agar dapat

diaplikasikan dengan nyata.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Darus,Rosheila. 2008. Modelling

and Control of

Active Suspensions for a Full

Car Model. Malaysia

Universitas Teknologi

Malaysia

[2] Stone, Richard dan Ball, J .K.

2004. Automotive Engineering

Fundamentals.Warrendale SAE.

[3] Thomas D. Gillespie, “

Fundamentals of Vehicle

Dynamics”, Society of

Automotive Engineers, Inc.

1994

[4] Sutantra, Nyoman I,

Teknologi Otomotif Teori

dan Aplikasinya, Edisi

Pertama, Penerbit Guna

Widya, Surabaya. 2010

[5] Ramses Y. Hutahaean,

Getaran Mekanik, dilengkapi

pemrograman dan simulasi

dengan Matlab, Penerbit ANDI

Yogyakarta 2011.

[6] Hutahaean, Ramses,

Mekanisme dan Dinamika

Mesin, Edisi

revisi,Penerbit Andi,Yogyakarta,

2001

[7]. http: / /paparisa. unpatti. ac. id.

Analisa Respon Dinamik Sepeda

Motor Terhadap Posisi Sudut

Suspensi. Diaskes pada tanggal

3 November 2014.

[8]. Jazar, Reza N.. (2008). Vehicle

Dynamic Theory and

Application. New

York:Springer

[9] SS.2011. Mechanical Vibration

Fifth Edition. Miami :

pearson Education

Jurnal Ilmiah Research Sains VOL. 3. NO. 1 Februari 2017

152

[10]. Hasri.2014. Sistem Suspensi.

(Online) , (http: //

hasri2jujur rotomotif.

blogspot.com/2014/03/

/siste suspensi .html),

diakses 4 Februari 2014

[11]. Arhami Muhammad, Desiani

Anita. (2005 )

Pemrograman MATLAB.

Yogyakarta: Andi.

[12]. Modeling Simulation of

Dinamic System, Robert

L. Wood & Kent L.

Lawrence, University of

Texas at Arlington,

Prentice Hall, Upper

Saddle River,NJ 07508

[13]. Corriga, G., Sanna, S. & Usai,

G., An Optimal Tandem

Active-Passive Suspension

Systems for Road Vehicles

with Minimum Power

Consumption, IEEE

Transactions on Industrial

Electronics, Vol. 38, No. 3

(June 1991).

[14]. Campos, J, David, F,

Lewis, S, Ikenaga, S,

Scully, Enans, M., Active

Suspension Control of

Ground Vehicle Heave and

Pitch Motion. Automation

And Robotics Research

Institute, The University

of Texas at Arlington.

2004