Abstrak —Sistem  suspensi  mempunyai  peranan  penting  pada kendaraan  sebagai  penunjang  kenyamanan  dan  keselamatan berkendara. Berbagai usaha telah dilakukan untuk meningkatkan performa sistem suspensi, salah satunya dengan menggunakan  sistem  suspensi  aktif.  Kebutuhan  terhadap energi  yang  sangat  besar  pada  sistem  suspensi  aktif menginspirasi  banyak  peneliti  untuk  meningkatkan  performa sistem  suspensi  dengan  kebutuhan  energi  yang  tidak  terlalu besar.  S elain  pemilihan  pegas  dan  pere dam  yang  sesuai, geometri  sistem  suspensi  juga  mempunyai  pengaruh  yang signifikan terhadap kinematika dan dinamika sistem suspensi. S ehingga  salah  satu  usaha  untuk  meningkatkan  performa sistem  suspensi  adalah  dengan  memanipulasi geometri sistem suspensi atau yang dikenal sebagai variable geometry suspension . Pada  penelitian  ini  akan  dianalisis  pengaruh  perubahan geometri  terhadap  dinamika  getaran  sistem  suspensi  roda belakang  sepeda  motor.  Perubahan  geometri  yang  dianalisis adalah perubahan posisi bottom mounting suspensi dan panjang link untuk  konstanta  kekakuan  pegas  yang juga divariasikan. Dari  hasil  simulasi  diperoleh  bahwasanya  apabila  semakin dekat  jarak bottom  mounting suspensi  dengan  titik mounting pada connecting  rod ,  maka  semakin  kecil  respon  perce patan yang diperoleh. Jika link semakin panjang, maka semakin kecil pula  nilai  respon  percepatan  yang  diperoleh.  Dan  apabila semakin kecil kekakuan pegas yang digunakan, semakin kecil respon percepatan yang diperoleh. S elain itu, berdasarkan hasil simulasi,  dibandingkan  dengan  suspensi Pro-Link ,  sistem suspensi  yang  dipelajari  pada  penelitian  ini memberikan respon percepatan yang lebih baik.
Kata  Kunci — bottom  mounting suspensi,  geometri  suspensi, Honda CBR 150R, panjang link , respon percepatan.

## I. PENDAHULUAN
USPENSI  kendaraan  bermotor  dapat  diklasifikasikan menjadi  3  jenis,  yaitu  suspensi  pasif,  semi-aktif, dan aktif [1].  Hingga  saat  ini  jumlah  penggunaan  suspensi pasif masih mendominasi.  Karena  dibandingkan  dengan  suspensi  semi- aktif  dan  aktif  harganya  lebih  murah,  konstruksinya  lebih sederhana, dan lebih mudah untuk diaplikasikan. Namun dalam hal  keamanan, kenyamanan, dan performa dinamis masih lebih rendah  dibandingkan  suspensi  semi-aktif  dan  aktif.  Suspensi
semi-aktif  dan  aktif  lebih  handal  dalam  meniminalkan  efek ketidakrataan jalan terhadap pengendara. Tetapi konstruksinya yang  rumit  dan  konsumsi  energinya  yang  besar  menjadi kekurangan  dua  jenis  suspensi  ini  [2].  Oleh  karena  itu dikembangkan variable geometry suspension untuk mengatasi hal tersebut.
Melalui  aktuator  aktifnya, variable  geometry  suspension memanipulasi bentuk geometrinya untuk  mendapatkan koefisien  pegas  tertentu  sedemikian  hingga  dapat  memenuhi tingkat  kenyamanan  yang  diinginkan.  Berbeda  dengan suspensi  aktif  konvensional  lainnya, variable  geometry suspension bersifat fail-safe  system ,  artinya  jika  aktuatornya tidak dapat menyalurkan gaya aktuasi, maka variable geometry suspension dapat  berfungsi  selayaknya  suspensi  pasif. Konstruksinya  yang  relatif  lebih  sederhana  dan  lebih  ringan, serta  gaya  aktuasinya  yang  lebih  rendah  [2],  menjadikan penerapan variable geometry suspension tidak hanya terbatas pada  kendaraan  bermotor  roda  empat  [3][4][5][6],  dan  [7], melainkan  juga  dapat  diterapkan  pada  roda  dua  [8]. Penerapannya  pada  sepeda  motor  dengan  menggunakan kontrol  aktif  juga  telah  dilakukan  oleh  Simos  Evangelou  [9]. Pada  penelitian  tersebut  [9]  terdapat  dua  tujuan  yaitu penggunaan fungsi levelling pada pembebanan yang berbeda dan  saat  bermanuver,  serta  stabilisasi  pada  saat  berbelok dengan kecepatan tinggi.
Secara  umum,  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari pengaruh  perubahan  geometri  pada  suspensi  terhadap dinamika  getaran  pada  Honda  CBR  150R.  Secara  khusus, penelitian  ini  mempelajari  pengaruh  pergeseran  posisi bottom mounting suspensi dan panjang link terhadap respon getaran yang  ditimbulkan,  serta  pengaruh  nilai kekakuan pegas untuk pada sistem suspensi Honda CBR 150R.
Garis  besar  artikel  ilmiah  ini  yaitu  sebagai  berikut:  Pada Bagian  II  dijelaskan pemodelan sistem suspensi konvensional Pro-Link dan  suspensi  dengan  adanya  perubahan  geometri. Bagian  III  mencakup  hasil  simulasi  dan  diskusi.  Sedangkan Bagian IV berisi kesimpulan dari penelitian ini serta saran untuk penelitian selanjutnya.

## Analisis Pengaruh Perubahan Geometri Suspensi terhadap Dinamika Getaran Sepeda Motor
Mukhamad Ilham Alfian dan Unggul Wasiwitono Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : unggul@me.its.ac.id
S

## II. PEMODELAN SISTEM SUSPENSI

## A. Suspensi Pro-Link
Model  sistem  suspensi  sepeda  motor  yang  digunakan sebagai  pembanding  dalam  penelitian  ini  adalah  Honda  CBR 150R. Sistem suspensi belakang pada Honda CBR 150R dikenal dengan  sebutan  suspensi Pro-Link .  Model  simulasi  dinamis dibuat  dengan  menggunakan numerical  software ,  model 3D assembly model half-car ini ditunjukkan oleh Gambar 1.
Pada  simulasi  tugas  akhir  ini  terdapat  beberapa  parameter kendaraan  yang  digunakan.  Parameter  kendaraan  yang dimodelkan  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.  Pada numerical software ,  parameter  tersebut  digunakan  sebagai  acuan  dalam membuat gambar 3D assembly pada Gambar 1. Parameter pada model ini juga digunakan untuk memodelkan dan mensimulasikan  sistem  dengan  perubahan  geometri  suspensi belakang seperti yang ditunjukkan Gambar 2. Sistem suspensi
belakang  pada  Gambar  2  dapat  disederhanakan  menjadi diagram  pada  Gambar  3.  Kemudian  dilakukan  modifikasi pada komponen link  p-q-r menjadi bentuk geometri pada Gambar 4b sedemikian  hingga  kekakuan  pegas  yang  diinginkan  dapat diperoleh. Pada Gambar 4 ditunjukkan perbedaan model sistem suspensi Pro-Link dan  sistem  suspensi  belakang  dengan perubahan geometri. Perbedaan antara keduanya  terletak pada geometri link -nya.

## B. Model Suspensi Geometri
Suspensi geometri yang dimodelkan mengacu pada  diagram Gambar 3 dengan bentuk geometri link  p-q-r ditunjukkan pada Gambar  4b.  Diagram  pada  Gambar  3  mengacu  model  diagram pada  penelitian yang  dilakukan  oleh  Simos  Evangelou  [9]. Simulasi pada numerical software dilakukan pada 3 macam nilai kekakuan  pegas,  yaitu  25  kN/m,  30  kN/m,  dan  35  kN/m. Pada masing-masing panjang link atau jarak p-r 5 cm, 6,5 cm, dan 8 cm dilakukan variasi posisi bottom mounting suspensi dengan jarak q-r 2  cm,  4,5  cm,  dan  7 cm. Sehingga didapat 27 respon percepatan hasil simulasi.
Simulasi  dinamis  pada  penelitian  ini  dilakukan  dengan memberikan kecepatan  kendaraan  sebesar  20  km/jam. Kendaraan  yang  disimulasikan  akan  melaju  pada  profil  jalan lurus  dengan  satu bump (gundukan).  Adanya bump pada
Gambar 1.  Model 3D assem bly sistem suspensi.
Gambar  4.    Geometri link pada  sistem  suspensi (a) Pro-Link ; (b) Sistem suspensi belakang dengan perubahan geometri.
T abel 1. Parameter kendaraan Parameter Nilai Massa total kendaraan 135 kg Massa pengendara 70 kg Massa unsprung depan Massa unsprung belakang 15 kg 20 kg Konstanta kekakuan suspensi depan 18 kN/m Redaman suspensi depan 2 kNs/m Redaman suspensi belakang 3 kNs/m Jarak sumbu roda 1311 mm Ukuran ban depan 100/80-17* Ukuran ban belakang Jarak terendah ke tanah 130/70-17* 166 mm
* Kode ukuran ban
Gambar 2.  Sistem suspensi belakang tampak samping kiri.
Gambar 3.  Diagram sistem suspensi belakang.
simulasi ini digunakan sebagai  eksitasi  atau  wujud ketidakrataan  jalan. Bump tersebut  didesain  dengan  dimensi maksimum  yang  diizinkan  berdasarkan  aturan  dalam  Undang - undang  Menteri  Perhubungan  nomor  22  tahun  2009.  Hal tersebut  dimaksudkan  agar  respon  percepatan  yang  didapat mudah  diamati  tetapi  masih  dalam  batas  wajar  dan  dapat ditemui pada kondisi sesungguhnya. Sehingga seteleh respon percepatan  tersebut  dibandingkan,  pengaruh  perubahan geometri suspensi dapat diperoleh.

## III. HASIL SIMULASI

## A. Pengaruh Posisi Bottom Mounting Suspensi
Pengambilan  data simulasi ini dilakukan dengan mengubah - ubah posisi bottom mounting suspensi belakang dengan jarak q-r 2  cm,  4,5  cm,  dan  7  cm  pada  penggunaan  nilai  kekakuan
pegas  dan  panjang link   p-r yang  sama.  Respon  percepatan untuk  berbagai  posisi bottom  mounting ditunjukkan  pada Gambar  5.  Pada  Gambar  5  dibandingkan  nilai  percepatan maksimumnya untuk menunjukkan pengaruh perubahan posisi bottom  mounting suspensi  terhadap  respon percepatan yang diperoleh.  Dengan  nilai  kekakuan  pegas dan panjang link  p-r yang  sama,  jika  semakin  kecil  nilai  jarak q-r ,  maka  respon percepatan  yang  didapat  juga  semakin kecil. Ini menunjukkan bahwa penggunaan jarak q-r yang lebih panjang menghasilkan kekakuan  pegas  ekuivalen  menjadi  lebih  besar.  Sehingga respon percepatan yang didapat lebih besar.
Dengan menggunakan simulasi yang s ama untuk mendapatkan  grafik  pada  Gambar  5,  data  panjang  aktual suspensi  pada  masing-masing  jarak q-r dapat diperoleh. Data tersebut disajikan pada Tabel 2 yang berisi panjang maksimum dan  minimum  suspensi  serta  defleksi  maksimum  yang  terjadi. Dengan  panjang link dan  jarak q-r yang  sama,  defleksi maksimum  yang  terjadi  pada  penggunaan  kekakuan  pegas yang  lebih  besar  menunjukkan  nilai  defleksi  yang  lebih  kecil. Sementara itu, pada penggunaan kekakuan pegas dan panjang link yang sama, defleksi maksimumnya menunjukkan nilai yang lebih  kecil  apabila  jarak q-r lebih  panjang.  Sehingga  dapat disimpulkan  bahwa  posisi bottom  mounting suspensi berpengaruh  terhadap  defleksi  maksimum  yang  terjadi. Berdasarkan  hasil  simulasi,  dibandingkan  dengan  defleksi maksimum yang dapat diterima oleh suspensi yaitu sebesar 65 mm, defleksi suspensi untuk semua konfigurasi pada penelitian ini bernilai kurang dari batasan tersebut.

## B. Pengaruh Panjang Link
Pengambilan  data simulasi ini dilakukan dengan mengubah - ubah link   p-r dengan  panjang  5  cm,  6,5  cm,  dan  8  cm  pada penggunaan  nilai  kekakuan  pegas  dan  panjang link  p-r yang sama.  Respon  percepatan  untuk  berbagai  panjang p-r ditunjukkan pada Gambar 6. Pada Gambar 6 dibandingkan nilai percepatan  maksimumnya  untuk  menunjukkan  pengaruh panjang link terhadap  respon  percepatan  yang  diperoleh. Dengan  nilai  kekakuan  pegas  dan  jarak q-r yang  sama,  jika
(a) (b) (c)
Gambar  5.    Grafik  perbandingan  respon  percepatan  hasil  simulasi dengan link  p-r 5  cm  pada  variasi  kekakuan  pegas  (a)  25 kN/m, (b) 30 kN/m, dan (c) 35 kN/m.
T abel 2. Defleksi suspensi P anjang link p-r (cm) Kekakuan pegas (kN/m) Variasi Jarak q-r (cm) P anjang Supensi Maksimum (mm) Minimum (mm) Defleksi maksimum (mm) 5 25 2 260 223 37 4,5 258 221 37 7 252 217 35 30 2 260 223 37 4,5 257 223 34 7 257 224 33 35 2 260 226 34 4,5 260 227 33 7 257 227 30
didapat  semakin  besar.  Ini  menunjukkan  bahwa  penggunaan link yang  lebih  pendek  membuat  kekakuan  pegas  ekuivalen menjadi  lebih  besar.  Sehingga  respon  percepatan  yang ditimbulkan  pada  sasis  menjadi lebih besar. Berdasarkan hasil analisis  di  atas  dapat  disimpulkan  bahwa  panjang link mempengaruhi respon getaran pada sasis.
Dengan menggunakan simulasi yang sama untuk mendapatkan  grafik  pada  Gambar  6,  data  panjang  aktual suspensi  pada  masing-masing  panjang p-r dapat  diperoleh. Data tersebut disajikan pada Tabel 3, yaitu panjang maksimum
dan  minimum  suspensi  serta  defleksi  maksimum  yang  terjadi. Dengan  jarak q-r dan  panjang link yang  sama,  defleksi maksimum  yang  terjadi  pada  penggunaan  kekakuan  pegas yang  lebih  besar  menunjukkan  nilai  defleksi  yang  lebih  kecil. Sementara itu, pada penggunaan kekakuan pegas dengan jarak q-r yang sama, defleksi maksimumnya menunjukkan nilai yang lebih  kecil  apabila link p-r lebih  pendek.  Sehingga  dapat disimpulkan  bahwa  panjang link   p-r berpengaruh  terhadap defleksi maksimum yang terjadi.

## C. Perbandingan RMS Percepatan terhadap Suspensi Pro- Link
Grafik  respon  RMS  percepatan  suspensi  dengan  berbagai variasi geometri dibandingkan dengan suspensi Pro-Link pada Gambar 7. Pengambilan data dilakukan dengan mensimulasikan sistem suspensi pada gambar 4a dengan geometri tetap dan 4b dengan  variasi  panjang link   p-r dan  posisi bottom mounting suspensi.  Rentang  waktu  yang  digunakan  untuk  memperoleh RMS  percepatan  pada  gambar 4.7 adalah 2,5 hingga 4,1 detik, yaitu  sesaat  sebelum  roda  depan  menyentuh bump hingga kedua  roda  melewati bump dan  respon  percepatan mendekati stabil.  Selanjutnya  data  simulasi  diplot  untuk  memperlihatkan perbandingan  RMS  percepatannya  terhadap  suspensi Pro- Link .
Perbandingan  respon  RMS  percepatan  pada  gambar  7, ketiganya  memperlihatkan  bahwa  semakin  jauh  posisi bottom mounting dari  titik r atau  semakin  panjang  jarak q-r , menghasilkan  RMS  percepatan  yang  lebih  besar.  Gambar  7 juga  menunjukkan  bahwa  nilai  RMS  percepatan  yang  lebih rendah secara berurutan dihasilkan oleh panjang link p-r 8 cm, 6,5  cm,  dan  yang  tertinggi  yaitu  5  cm.  Pada  penggunaan panjang link p-r dan posisi bottom mounting yang sama, jika digunakan  kekakuan  pegas  lebih  kecil  maka  didapat  RMS percepatan yang lebih kecil pula.
Sementara  itu,  pada nilai kekakuan pegas 25 kN/m, 30 kN/m dan  35  kN/m,  nilai  RMS  percepatannya  selalu  lebih  rendah dibandingkan  suspensi Pro-Link .  Kecuali  pada  kekakuan pegas  25  kN/m  dengan  panjang link p-r 5 cm dan jarak q-r 7 cm,  menghasilkan RMS percepatan yang lebih tinggi daripada RMS  percepatan  suspensi Pro-Link dengan  kekakuan  pegas yang sama. Pada gambar 7a ditandai dengan kurva yang saling
(a)
(b) (c)
Gambar  6.    Grafik  perbandingan  respon  percepatan  hasil  simulasi dengan  jarak q-r 2  cm pada variasi kekakuan pegas (a) 25 kN/m, (b) 30 kN/m, dan
(c) 35 kN/m. T abel 3. Defleksi suspensi Jarak q- r (cm) Kekakuan pegas (kN/m) Variasi P anjang link p-r (cm) P anjang Supensi Maksimum (mm) Minimum (mm) Defleksi maksimum (mm)
2 25 5 260 223 37
6,5 260 218 42 8 260
203 57 30 5
260 223 37
6,5 260 221 39 8 260 219 41 35 5 260 226 34
6,5
260 224 36 8 260 220 40
beririsan  pada  suatu  nilai q-r antara  6  cm  dan  7  cm.  Ini menunjukkan  batas  parameter  yang  menghasilkan  performa suspensi  yang  identik  dengan  suspensi  konvensional Pro- Link .
Pada  penggunaan  kekakuan  pegas  25  kN/m,  RMS percepatan  memiliki  rentang  nilai  paling  luas  dibandingkan dengan kekakuan pegas 30 kN/m dan 35 kN/m. Selain itu pada kekakuan pegas ini didapatkan nilai RMS percepatan terendah yaitu  3  m/s 2 .  Berdasarkan  analisis  di  atas  dapat  disimpulkan
bahwa  RMS  percepatan  yang  lebih  rendah  dihasilkan  oleh kekakuan pegas yang lebih kecil, link yang lebih panjang, serta jarak q-r yang lebih pendek.

## IV. KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini  telah  dilakukan  analisis  pengaruh perubahan  geometri  suspensi  terhadap  dinamika  getaran sepeda  motor.  Dari  hasil  analisis  diperoleh  bahwa  apabila semakin  dekat  jarak bottom  mounting suspensi  dengan  titik mounting pada connecting  rod ,  maka  semakin  kecil  pula respon  percepatan yang diperoleh. Jika link semakin panjang, maka  semakin  kecil  respon  percepatan  yang  dipero leh.  Dan apabila  semakin  kecil  nilai  kekakuan  pegas  yang  digunakan, semakin  kecil  pula  respon  percepatan  yang  diperoleh. Sehingga  dapat  disimpulkan  pula  bahwa  perubahan  posisi bottom  mounting suspensi  dan  panjang link mempengaruhi nilai  kekakuan  pegas  ekuivalen.  Selain  itu,  berdasarkan  hasil simulasi,  dibandingkan  dengan  suspensi Pro-Link ,  sistem suspensi yang dipelajari pada penelitian ini memberikan respon percepatan yang lebih baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D.  Xue et  al. ,  “ Study  of  Art  of  Automotive  Active Suspensions,” in International Conference on Power Electronics System s and Applications , 2011, pp. 1–7. [2] S.  A.  Arana,  Evangelou,  and  D.  Dini,  “ Series  Active  Variable
Geometry  Suspension  for  Road  Vehicles,”  in IEEE/ASME Transactions On Mechatronics , 2013, pp. 1–3.
[3] P.  J.  P.  J.  T .  Venhovens,  A.  C.  M.  K.  van  Der,  and  H.  B. Pacejka,  “ Semi-active  attitude  and  vibration  control,”  Vehicle System  Dynamics,” Veh. Syst. Dyn. , vol. 22, no. 5–6, pp. 359– 381, 1993. [4]
N.  J.  Leighton  and  J.  Pullen,  “ A  novel  active  suspension system  for  automotive  application,”  in Proceedings  of  the Institution  of  Mechanical  Engineers  Part  D-Journal  of Autom obile Engineering , 1994, pp. 243–250.
[5] D.  Karnopp  and  S.  G.  So,  “ Energy  flow  in  active  attitude control  suspensions:  A  bond  graph  analysis,” Veh.  Syst.  Dyn. , vol. 29, no. 2, pp. 69–81, 1998. [6]
Watanabe  and  R. S. Sharp, “ Mechanical and control design of a variable  geometry  active  suspension  system,” Veh.  Syst.  Dyn. , vol. 32, no. 2–3, pp. 217–235, 1999.
[7] W.  J.  Evers,  A.  K.  van  Der,  I.  Besselink,  and  H.  Nijmeijer, “Modeling,  analysis  and  control  of  a  variable  geometry actuator,”  in IEEE  Intelligent  Vehicles  Sym posium   (IV). Eindhoven , 2008, pp. 251–256.
[8] S.  A.  Evangelou,  C.  Kneip.,  M.  Dini,  and  T ocatlian,  “ Variable Geometry  Suspension  Apparatus  and  Vehicle  Comprising  such Apparatus,” 2010.
[9]
S.  A.  Evangelou,  “ Control  of  Motorcycles  by  Variable Geometry  Rear  Suspension,” in IEEE Internasional Conference on Control Applications , 2010.
(a) (b) (c)
Gambar  7.    Perbandingan  respon  RMS  percepatan  terhadap  suspensi Pro-Link pada variasi kekakuan pegas (a) 25 kN/m, (b) 30 kN/m, (c) 35 kN/m