BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Posisi Engsel A (Titik A)Analisis posisi Titik A yang terletak pada engsel yang menghubungkan lengan ayun (batang penghubung 2) dengan batang penghubung 3 dan titik referensi yang terletak pada titik 02ditunjukkan oleh Gambar 4.1. -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 0 1 2 3 280 281 282 283 284 285 286 287 288 x (mm) z (mm) y (mm)v s. time (s) Gambar 4.1 Analisis posisi titik A dalam arah sumbu y dan z Dari Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa titik A dalam arah y (arah kiri dan kanan pembaca) mengalami perubahan posisi terhadap referensi. Ini menunjukkan bahwa dalam arah y, jarak titik A terhadap referensi titik O2bervariasi terhadap waktu. Dalam perjalanannya, titik A semakin mendekati titik O2(terjadi dari awal gerak sampai waktu 0,36 detik) dan kemudian menjauh lagi (sampai waktu 0,76 detik). Setelah itu, titik A kembali ke posisi awal pada waktu 1,76 detik (akhir
Analisis posisi Titik A yang terletak pada engsel yang
menghubungkan
lengan ayun (batang penghubung 2) dengan batang penghubung 3
dan titik
referensi yang terletak pada titik 02 ditunjukkan oleh Gambar
4.1.
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
x (mm) z (mm) y (mm) v s. time (s)
Gambar 4.1 Analisis posisi titik A dalam arah sumbu y dan
z
Dari Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa titik A dalam arah y (arah kiri
dan
kanan pembaca) mengalami perubahan posisi terhadap referensi. Ini
menunjukkan
bahwa dalam arah y, jarak titik A terhadap referensi titik
O2 bervariasi terhadap
waktu. Dalam perjalanannya, titik A semakin mendekati titik
O2 (terjadi dari awal
gerak sampai waktu 0,36 detik) dan kemudian menjauh lagi (sampai
waktu 0,76
gerak). Posisi terdekat titik A dalam arah y terhadap referensi
terjadi pada waktu
0,36 detik.
Titik A dalam arah z (arah atas dan bawah pembaca) bergerak bolak
balik
(osilasi) terhadap referensi. Ini menunjukkan bahwa dalam arah z,
titik A
mendekati titik O2 sampai waktu 0,76 detik kemudian kembali
ke posisi awal
sampai waktu 1,76 detik. Posisi terdekat titik A dalam arah z
terhadap referensi
terjadi pada waktu 0,76 detik. Dari kedua arah gerak titik A
tersebut dapat
disimpulkan bahwa waktu yang diperlukan oleh titik A menempuh
perjalanan dari
posisi awal sampai ke posisi akhir adalah 1,76 detik.
4.2 Analisis Kecepatan Linier Engsel A (Titik A)
Grafik kecepatan linier titik A (VA) dalam arah y dan z ditunjukkan
oleh
Gambar 4.3.
Vx (mm/s) Vz (mm/s) Vy (mm/s) vs. time (s)
Dari grafik tersebut kecepatan linier titik A dalam arah y
(VAy) bernilai
positif dari awal gerak sampai waktu 0,36 detik, kemudian
berharga negatif
sampai 0,76 detik. Bila dihubungkan dengan analisis posisi dalam
arah y, harga
VAy yang menurun dan bernilai nol pada 0,36 detik menunjukkan
bahwa posisi
titik A dalam arah y saat itu berada pada jarak terdekat dengan
titik referensi O2.
VAy yang bernilai nol juga terjadi pada 0,76 detik Dengan kata
lain, VAy bernilai
nol ketika terjadi perubahan arah gerak. Harga VAy maksimum
terjadi di awal
gerak.
Secara matematis, kemiringan kurva (slope) grafik posisi
menentukan
harga kecepatan linier. Dari awal gerak sampai 0,36 detik
kemiringan kurva posisi
titik A dalam arah y cenderung positif dan ini menunjukkan
VAy berharga positif.
Kemudian slope menjadi nol dimana terjadi perubahan arah gerak
dalam arah y
sehingga VAy menjadi nol pada 0,36 detik. Kemudian slope
menjadi negatif dan
ini menunjukkan VAy berharga negatif sampai 0,76 detik. Pada
waktu 0,76 detik,
slope menjadi nol yang menunjukkan terjadinya perubahan arah gerak
titik A
dalam arah y. Kemudian slope menjadi positif lagi sehingga
VAy bernilai positif
lagi sampai 1,14 detik. Kemudian slope menjadi nol dan VAy
bernilai nol.
Kemudian slope menjadi negatif sampai waktu 1,76 detik dan
VAy menjadi negatif
(waktu tempuh titik A dalam arah y adalah 1,76 detik).
Dalam arah z, gerak titik A tidak bervariasi atau bisa disimpulkan
titik A
hanya mengalami gerak naik-turun. Ketika titik A naik,
VAz bernilai positif (slope
kurva posisi positif) sampai waktu 0,76 detik. Pada waktu ini, V
Az bernilai nol
(berbalik). Kemudian VAz bernilai negatif lagi (slope kurva
posisi negatif) sampai
waktu 1,76 detik.
Analisis percepatan linier titik A ditunjukkan oleh Gambar
4.3.
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
Ax (mm/s^2) Az (mm/s^2) Ay (mm/s^2) vs. time (s)
Gambar 4.3 Analisis percepatan linier titik A dalam arah
sumbu y dan z
Pada grafik ini dapat dilihat bahwa dalam arah y titik A
mengalami
perlambatan (AAy bernilai negatif) sampai waktu 0,6
detik, sedangkan dalam arah
z titik A mengalami percepatan (AAz) sampai 0,26 detik. Kemudian
dalam arah y
titik A mengalami percepatan dari 0,6 sampai 0,9 detik, sedangkan
dalam arah z
titik A mengalami perlambatan dari 0,26 sampai 1,26 detik. Kemudian
dalam arah
y titik A mengalami perlambatan lagi dari 0,9 sampai 1,52 detik,
mengalami
percepatan dari 1,52 detik sampai 1,76 detik, sedangkan dalam
arah z titik A
harga AAy lebih bervariasi terhadap waktu bila dibandingkan
dengan harga AAz.
Ini menunjukkan bahwa titik A dalam arah y sempat mengalami
perubahan laju
kecepatan atau perubahan percepatan menjadi perlambatan atau
sebaliknya. Bila
dihubungkan dengan grafik kecepatan linier, harga AAy
dipengaruhi oleh slope
kurva VAy yang bervariasi terhadap waktu sedangkan AAz
tidak bervariasi. AAy
bernilai nol ketika slope VAy bernilai nol, begitu juga
pada AAz. Harga maksimum
AAy dan AAz terjadi pada saat slope VAy dan
VAz maksimum. Harga AAy dan AAz
maksimum terjadi pada waktu 1,76 detik. Harga AAy minimum
terjadi pada saat
slope VAy minimum, yaitu pada waktu 0,28 detik dan 1,22
detik. Harga A Az
minimum terjadi pada saat slope VAz minimum, yaitu pada waktu
0,76 detik.
4.4 Analisis Posisi Engsel B (Titik B)
Analisis posisi engsel B (titik B) ditunjukkan oleh Gambar
4.4.
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
x (mm) z (mm) y (mm) v s. time (s)
Dalam arah y, titik A bergerak mendekati titik referensi
sampai waktu 0,56
detik (pada waktu ini, jarak ini merupakan jarak terdekat titik A
dalam arah y
dengan titik referensi O2). Posisi ini sempat tertahan selama 0,34
detik (tidak
terjadi perubahan posisi selama selang waktu antara 0,56 detik
sampai 0,9 detik).
Kemudian pada waktu 0,9 detik, titik A dalam arah y kembali
menjauhi titik
referensi sampai waktu 1,76 detik.
Dalam arah z, titik A bergerak mendekati titik referensi sampai
waktu 0,76
detik (pada waktu ini, jarak ini merupakan jarak terdekat titik A
dalam arah z
dengan titik referensi O2). Kemudian, titik A dalam arah z kembali
menjauhi titik
referensi sampai waktu 1,76 detik.
4.5 Analisis Kecepatan Linier Engsel B (Titik B)
Analisis kecepatan linier engsel B (titik B) ditunjukkan oleh
Gambar 4.5.
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
Dari grafik dapat dilihat bahwa kecepatan linier titik B dalam arah
y (VBy)
berharga positif sampai waktu 0,64 detik, kemudian bernilai
nol (atau mendekati)
dalam selang waktu 0,64 detik sampai 0,84 detik, dan menjadi
negatif sampai
waktu 1,76 detik. Dalam arah z, kecepatan linier titik B (VBz)
bernilai positif
sampai 0,76 detik kemudian bernilai negatif sampai 1,76 detik.
Harga maksimum
(dan minimum) VBy dan VBz tidak terjadi pada waktu yang
bersamaan. Sedangkan
harga VBy dan VBz yang bernilai nol terjadi pada waktu
0,76 detik dan 1,76 detik.
Hal ini disebabkan bahwa pembalikan arah titik B dalam arah y dan z
terjadi
bersamaan pada waktu 0,76 detik dan 1,76 detik.
Bila dihubungkan dengan grafik posisi titik B, kemiringan (slope)
kurva
posisi titik B dalam arah y bernilai positif sampai 0,56
detik (menunjukkan VBy
positif), bernilai nol sampai 0,9 detik (menunjukkan
VBy nol), dan bernilai negatif
sampai 1,76 detik (menunjukkan VBy negatif). Langkah serupa
dapat digunakan
untuk menjelaskan slope kurva posisi titik B pada arah z.
Dari analisis sebelumnya dapat disimpulkan bahwa titik B dalam arah
y
lebih banyak mengalami variasi kecepatan (perubahan laju kecepatan
terhadap
waktu) yang disebabkan oleh pembalikan arah posisi titik B dalam
arah y sempat
tertahan selama 0,34 detik.
4.6 Analisis Percepatan Engsel B (Titik B)
Hasil analisis percepatan linier engsel B (titik B) ditunjukkan
oleh Gambar
4.6.
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
Gambar 4.6 Analisis percepatan linier titik B dalam arah sumbu y
dan z
Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa titik B dalam arah y
cenderung
mengalami perlambatan dari 0,04 detik sampai 1,46 detik (harga
ABy negatif).
Variasi perlambatan dalam selang waktu antara 0,34 detik sampai
1,18 detik
menunjukkan bahwa perubahan laju kecepatan tidak sama dengan nol
(slope
kurva VBy hanya mendekati nol dan tidak sempat bernilai
positif). Setelah 1,46
detik, ABy berharga positif (titik A dalam arah y mengalami
percepatan) sampai
waktu 1,76 detik.
Dalam arah z, titik B mengalami perlambatan (ABz paling
minimum dan
pada waktu 0,76 detik. ABz bernilai maksimum dan positif
ketika titik B berbalik
arah dari bawah ke atas, pada waktu 1,76 detik (VBz bernilai
nol).
4.7 Analisis Posisi Poros Roda Belakang (Titik C)
Analisis posisi poros roda belakang atau titik C ditunjukkan oleh
Gambar
4.7.
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
x (mm) z (mm) y (mm) v s. time (s)
Gambar 4.7 Analisis posisi titik C dalam arah sumbu y dan
z
Dalam arah y, titik C bergerak mendekati titik referensi sampai
waktu 0,56
detik (pada waktu ini, jarak ini merupakan jarak terdekat titik C
dalam arah y
dengan titik referensi O2). Posisi ini sempat tertahan selama 0,34
detik (perubahan
posisi yang terjadi tidak signifikan selama selang waktu
antara 0,56 detik sampai
0,94 detik). Kemudian pada waktu 0,94 detik, titik C dalam arah y
kembali
menjauhi titik referensi sampai waktu 1,76 detik.
Dalam arah z, titik C bergerak mendekati titik referensi
sampai waktu 0,76
detik (pada waktu ini, jarak ini merupakan jarak terdekat titik C
dalam arah z
dengan titik referensi O2). Kemudian, titik C dalam arah z kembali
menjauhi titik
referensi sampai waktu 1,76 detik.
4.8 Analisis Kecepatan Linier Poros Roda Belakang (Titik C)
Analisis kecepatan linier poros roda belakang atau titik C
ditunjukkan
oleh Gambar 4.8.
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
Vx (mm/s) Vz (mm/s) Vy (mm/s) vs. time (s)
Gambar 4.8 Analisis kecepatan linier titik C dalam arah
sumbu y dan z
Dari grafik dapat dilihat bahwa kecepatan linier titik C dalam arah
y (VCy)
berharga positif sampai waktu 0,64 detik, kemudian bernilai
nol (atau mendekati)
dalam selang waktu 0,64 detik sampai 0,84 detik, dan menjadi
negatif sampai
waktu 1,76 detik. Dalam arah z, kecepatan linier titik B (VCz)
bernilai positif
(dan minimum) VCy dan VCz tidak terjadi pada waktu yang
bersamaan. Sedangkan
harga VCy dan VCz yang bernilai nol terjadi pada waktu
0,76 detik dan 1,76 detik.
Hal ini disebabkan bahwa pembalikan arah titik C dalam arah y dan z
terjadi
bersamaan pada waktu 0,76 detik dan 1,76 detik.
Bila dihubungkan dengan grafik posisi titik C, kemiringan (slope)
kurva
posisi titik C dalam arah y bernilai positif sampai 0,56
detik (menunjukkan VCy
positif), bernilai nol sampai 0,9 detik (menunjukkan
VCy nol), dan bernilai negatif
sampai 1,76 detik (menunjukkan VCy negatif). Langkah serupa
dapat digunakan
untuk menjelaskan slope kurva posisi titik C pada arah z.
Dari analisis sebelumnya dapat disimpulkan bahwa titik C dalam arah
y
lebih banyak mengalami variasi kecepatan (perubahan laju kecepatan
terhadap
waktu) yang disebabkan oleh pembalikan arah posisi titik C dalam
arah y sempat
tertahan selama 0,34 detik.
Hasil analisis percepatan linier poros roda belakang (titik C)
ditunjukkan
oleh Gambar 4.9. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa titik C
dalam arah y
cenderung mengalami perlambatan dari 0,04 detik sampai 1,46 detik
(harga ACy
negatif). Variasi perlambatan dalam selang waktu antara 0,34 detik
sampai 1,18
detik menunjukkan bahwa perubahan laju kecepatan tidak sama dengan
nol (slope
sama dengan nol) pada waktu 0,76 detik. ACz bernilai maksimum
dan positif
ketika titik C berbalik arah dari bawah ke atas, pada waktu 1,76
detik (VCz bernilai
nol).
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-200
-100
0
100
200
300
Ax (mm/s^2) Az (mm/s^2) Ay (mm/s^2) vs. time (s)
Gambar 4.9 Analisis percepatan linier titik C dalam arah
sumbu y dan z
4.10 Estimasi Gerak Langkah (Travel) Roda
Gerak langkah (travel) roda dapat diukur dari selisih jarak antar
dua posisi
ekstrem (atas dan bawah). Posisi ekstreme bawah poros roda dan
posisi ekstrem
diperoleh dari grafik posisi terutama gerak poros roda dalam arah
z.dari analisis
sebelumnya (Gambar 4.4). Perhitungannya adalah
Jarak langkah poros roda (travel) = Harga maksimum – Harga
minimum
= 4,33 mm-(-143) mm= 147,33 mm
Seperti yang telah dijelaskan, mekanisme suspensi belakang ini
merupakan
salah satu inversi mekanisme empat batang. Untuk mengetahui
kondisi
mekanisme suspensi ATV ini termasuk inversi dalam kondisi Grashof
atau bukan,
ketidaksamaan Grashof digunakan dengan data-data (dimana hubungan
seluruh
panjang batang penghubung atau jarak dari pin ke pin) sebagai
berikut
S = panjang batang penghubung terpendek (batang 1) = 54,08 mm
L = panjang batang penghubung terpanjang (batang 4) = 451,07
mm
P = panjang batang penghubung lainnya (batang 2) = 100 mm
Q = panjang batang penghubung sisa (batang 3) = 250 mm
maka
QPLS
Ini menunjukkan bahwa kondisi mekanisme suspensi roda belakang ATV
ini tidak
termasuk kondisi Grashof (kondisi non-Grashof). Kondisi non-Grashof
ini
menunjukkan bahwa di dalam mekanisme tidak terdapat satupun
batang
penghubung yang dapat berevolusi penuh.
4.11 Pembahasan
Dari ketiga grafik kecepatan linier tersebut bila dibandingkan satu
sama
lain terdapat perbedaan yang signifikan hanya pada titik A. Harga
kecepatan linier
detik sampai 0,76 detik. Perbedaannya hanya terletak pada besar
harga kecepatan
linier. Perbandingan ketiga grafik kecepatan lineir tersebut
ditunjukkan oleh
Gambar 4.10.
Kecepatan Linier Titik A
Kecepatan Linier Titik B
-60
-40
-20
0
20
40
60
Kecepatan Linier Titik C
Dari ketiga titik sambungan tersebut, gerak masing-masing titik
dalam
arah y dalam selang waktu antara 0,46 detik sampai 0,76 detik
terjadi laju
perubahan kecepatan linier, dan laju yang terbesar terjadi
pada titik A. Hal ini
-600
-400
-200
0
200
400
600
-100
-50
0
50
100
150
Ax ( mm/s^2) Az ( mm/s^2) Ay (mm/s^2) vs. time (s)
Percepatan Linier Titik A
-100
-50
0
50
100
150
Ax ( mm/s^2) Az ( mm/s^2) Ay (mm/s^2) vs. time (s)
Percepatan Linier Titik B
-200
-100
0
100
200
300
Ax ( mm/s^2) Az ( mm/s^2) Ay (mm/s^2) vs. time (s)
Percepatan Linier Titik C
Gambar 4.11 Perbandingan percepatan linier
Dari ketiga gambar tersebut, percepatan linier titik A dalam arah y
(AAy)
pada selang waktu 0,46 detik sampai 0,76 detik sempat
mengalami percepatan
(AAy positif) sedangkan pada titik B dan C hanya mengalami
perlambatan (ABy
dan ACy negatif) saja. Hal ini disebabkan oleh pembalikan arah
titik A lebih
signifikan terjadi pada selang waktu tersebut sehingga laju
kecepatan linier juga
berubah