bab iii teddy
DESCRIPTION
zsdsdgsdhgTRANSCRIPT
BAB III MEKANISME SUSPENSI INDEPENDEN
3.1 Sekilas Tentang ATV Z 200
All-Terrain Vehicle (ATV) rancangan Jimmy D.N. secara fisik merupakan
kendaraan roda empat yang berbasis motor. Sebagai sumber tenaga, ATV Z200
ini menggunakan mesin Kawasaki Z200 4 tak (yang lebih dikenal dengan Merzy
Binter) dengan kapasitas silinder 198cc (kelas 200cc). Konstruksi chasis utama
ATV ini menggunakan jenis semi cradle (Tubular) yang terbuat dari pipa besi.
Chasis bagian depan ATV dibuat dari pipa besi yang dirangkai sedemikian rupa
sehingga memungkinkan menjadi tempat peletakan sistem suspensi dan sistem
kemudi. Sistem kemudi depan terdiri dari setang yang menyatu dengan poros
setir, dudukan tie rod, dan tie rod panjang (kiri dan kanan).
Sistem suspensi depan menerapkan sistem independen atau double
wishbone, yang terdiri dari lengan atas (upper arm), lengan bawah (lower arm),
knuckle set (poros roda depan), dan shock absorber dengan per jenis heliks.
Dengan sistem suspensi independen, kedua roda akan tetap menapak rata dengan
tanah ketika badan motor mengalami roll (lihat lampiran mengenai sekilas tentang
dinamika kendaraan atau vehicle dynamics).
Sistem suspensi belakang menerapkan sistem monoshock unitrack atau
juga sering diketahui suspensi dengan sistem multi-link, yang terdiri dari sebuah
lengan ayun (swing arm), shock absorber tunggal dengan per heliks, dan batang
penghubung. Lengan ayun belakang merupakan penghubung chasis utama ATV
dengan poros roda belakang. Poros roda belakang terpasang di bagian lengan
ayun belakang, tepatnya dalam rumahan bantalan khusus. Pada poros roda
terdapat piringan cakram (sisi kanan pengendara) dan gigi belakang (sisi kiri
pengendara). Sistem transmisi dari mesin ke poros roda belakang masih
menggunakan sistem rantai dan gigi dengan perbandingan gigi rantai depan :
belakang = 13 : 46.
Sistem pengereman untuk roda depan (kiri dan kanan) menggunakan
sistem hidrolik atau cakram sedangkan untuk roda belakang menggunakan sistem
cakram tunggal. Rem roda depan dioperasikan melalui tuas rem yang terletak di
setang, dan rem roda belakang dioperasikan melalui tuas kaki.
Untuk mendukung penjelasan sebelumnya, tampilan ATV Z 200 ini dapat
dilihat pada Gambar 3.1 dan Gambar 3.2.
Gambar 3.1 ATV Z200 (tampak samping kanan)
Gambar 3.2 ATV Z200 (tampak samping kiri)
3.2 Sistem Suspensi ATV Z200
Sama halnya dengan suspensi pada mobil, ATV Z200 menerapkan sistem
suspensi independen untuk roda depan yang memungkinkan roda dapat bergerak
atas-bawah (penelitian suspensi roda depan ATV ini telah dilakukan oleh
Wellyanto dan Dicky Zulkarnain). Mekanisme yang digunakan dalam sistem
suspensi ini adalah mekanisme empat batang non-Grashof (kondisi ini dijelaskan
di Bab II). Tujuannya adalah untuk mempertahankan posisi roda supaya tetap
tegak lurus terhadap jalan dengan alasan untuk menjaga traksi dalam segala
kondisi. Teorinya, pusat roda yang terpasang pada coupler dari mekanisme ini
memiliki kurva yang berbentuk garis lurus bila terjadi perpindahan vertikal yang
kecil.
Komponen utama sistem suspensi independen roda depan ATV Z200
terdiri dari lengan atas (upper arm), lengan bawah (lower arm), dan knuckle set
(poros roda). Knuckle set merupakan dudukan poros roda depan, tempat dudukan
kepala tie rod (tie rod menghubungkan poros kemudi dengan knuckle set), dan
juga tempat pemasangan kaliper rem. Tampilan desain sistem suspensi depan
yang terdapat pada ATV Z200 rancangan Jimmy D.N. ditunjukkan oleh Gambar
3.3.
Gambar 3.3 Sistem suspensi independen roda depan ATV Z200
Komponen utama sistem suspensi roda belakang ATV Z200 terdiri dari
lengan ayun, batang-batang multi-link. Pada lengan ayun terdapat dudukan
bantalan tempat pemasangan poros roda belakang dan juga tempat pemasangan
kaliper rem. Tampilan desain sistem suspensi belakang yang terdapat pada ATV
Z200 rancangan Jimmy D.N. ditunjukkan oleh Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Sistem suspensi independen roda belakang ATV Z200
3.2 Pemodelan Mekanisme Suspensi Belakang
Hampir mirip dengan suspensi depan, lengan ayun belakang terbuat dari
pipa besi dengan diameter ¾ in dan ½ in, sedangkan bagian rumah bantalan poros
roda terbuat dari pipa 2 in. Pada bagian pangkal lengan ayun terdapat lubang
tempat pemasangan pin dan bushing sebagai sistem engsel pada chasis. Pada
bagian ujung lengan ayun terdapat rumahan bantalan tempat pemasangan poros
roda belakang.
Berdasarkan dimensi lengan ayun dan batang-batang penghubung multi-
link dari penelitian yang dilakukan Jimmy D.N., mekanisme suspensi roda
belakang ini dimodelkan dengan bantuan CAD, yaitu SolidWorks. Hasil
pemodelan ditunjukkan oleh Gambar 3.5 dan Gambar 3.6.
Gambar 3.5 Model suspensi independen (tampak isometris)
Lengan ayun
Rumah Bantalan Poros R d
Engsel
Engsel Engsel
Engsel
(a) Tampak samping
(a) Tampak atas
Gambar 3.6 Model suspensi belakang (tampak samping dan atas)
Sebelum dianalisis, model 3D dari mekanisme suspensi belakang ini diberi
notasi terlebih dahulu, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.7. Batang pertama
(nomor 1) merupakan batang tetap (fixed) dan batang penghubung 2, 3, dan 4
merupakan batang penghubung yang bergerak relatif terhadap satu sama lain.
Gambar 3.7 Notasi batang penghubung dan titik sambungan
Batang penghubung 2 (lengan ayun), yang merupakan tempat roda
dipasang, memiliki dua titik sambungan, yaitu titik O2 dan titik A. Titik O2
menghubungkan batang penghubung 2 dengan batang penghubung 1 dan titik A
menghubungkan batang penghubung 2 dengan batang penghubung 3. Batang
penghubung 3 (coupler) memiliki dua titik sambungan, yaitu titik A dan titik B.
Titik B menghubungkan batang penghubung 3 dengan batang penghubung 4.
Batang penghubung 4 (link bawah) memiliki dua sambungan, yaitu titik O4 dan
titik B. Titik O4 merupakan titik sambungan batang penghubung 4 dengan batang
penghubung 1. Setiap sambungan merupakan sambungan engsel yang hanya
memungkinkan batang penghubung bergerak pada bidang y-z.
Dimensi batang-batang penghubung (berdasarkan jarak antar sambungan)
ditunjukkan oleh Gambar 3.9 pada halaman selanjutnya (satuan dalam milimeter).
y
z
+
O4
O2
(4)
(2)
(3)
(1) A
B C
Gambar 3.9 Dimensi batang penghubung berdasarkan jarak sambungan
3.3 Simulasi Penggerak Lengan Ayun
Karena pada dasarnya penelitian ini bertujuan untuk menyempurnakan
hasil rancangan mekanisme suspensi belakang ATV Z200, maka perlu dilakukan
riset mengenai karakter gerak mekanisme. Karena mekanisme ini bergerak bolak-
balik (berosilasi) terhadap posisi awalnya, contohnya ketika ATV melewati jalan
yang tidak rata, maka mekanisme suspensi belakang akan disimulasikan
sedemikian rupa dengan menggunakan input gerak yang merupakan fungsi
kecepatan sudut harmonik, seperti pada Gambar 3.11.
-30
-20
-10
01
02
03
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Va
lue
(d
eg
/s)
Time (s)
Gambar 3.11 Fungsi gerak input
Gerak input ini merupakan hasil penelitian (tidak ditampilkan di dalam
tulisan ini) yang berdasarkan bahwa gerak ayun roda belakang dari posisi awal, ke
posisi maksimum (dibatasi oleh langkah shock absorber), dan kembali lagi ke
posisi awal memerlukan waktu rata-rata 2 detik.
Sebagai simulasi, penggerak lengan ayun dipasangkan di sambungan
lengan ayun (batang penghubung 2) dan chasis (batang penghubung 1). Di dalam
perangkat lunak MSC.visualNastran 4D, fasilitas simulator gerak telah tersedia
dan memenuhi persaratan untuk simulasi osilasi lengan ayun. Tampilan
MSC.visualNastran 4D untuk pengaturan simulasi ini ditunjukkan oleh Gambar
3.12 dan Gambar 3.13.
Gambar 3.12 Tampilan MSC.visualNastran untuk pengaturan motor penggerak (revolute motor)
Gambar 3.13 Letak motor penggerak (revolute motor)
Letak Motor input