## ANALISA KENYAMANAN KENDARAAN MULTIGUNA PEDESAAN PADA KEKASARAN JALAN ISO 8608

## Nanda Pranandita
Politeknik  Manufaktur  Negeri  Bangka  Belitung Jurusan  Teknik  Mesin Program Studi Perawatan dan Perbaikan Mesin Kawasan  Industri  Airkantung  ungailiat, Telp.0717-93586,   Fax.0717-93585 nda_akano@yahoo.co.id

## Abstract
The vehicle suspension system is an important part to minimize the vibration of the vehicle caused by road unevenness. The classification of the road surface in this study is based on the classification of road roughness "Good" according to ISO 8606. The analysis of passive suspension system in this research may explain the frequency response which is received by the motorists while driving. The full car model with  1  DOF  riders  used  in  this  study,  simulated  by  using  the  numerical  simulation  software.  The frequency  response  analysis  is  done  on  the  vertical  movement  of  the  driver.  Based  on  the  analysis performed, the highest acceleration of 2.375 m / s2 at a frequency of 3.258 Hz. This value indicates the condition  of  "Uncomfortable"  based  on  the  table  of  ISO  2631.  This  condition  will  cause  the  rider  to experience dizziness, therefore it is strongly advised motorists to avoid frequencies below 7 Hz.
Keywords: suspension system, ISO 8606, half car, frequency response

## Abstrak
Sistem  suspensi  kendaraan  merupakan  bagian  penting  untuk  meminimalisasi  getaran  pada kendaraan  yang  diakibatkan  ketidakrataan  jalan.  Klasifikasi  permukaan  jalan  pada  penelitian  ini berdasarkan  klasifikasi  kekasaran  jalan  “Good”  menurut  ISO  8606.  Analisa  sistem  suspensi  pasif  pada penelitian  ini  diharapkan  dapat  menjelaskan  respon  frekuensi  yang  diterima  pengendara  selama berkendara.  Pemodelan  half  car  dengan  1  DOF  pengendara  yang  digunakan  pada  penelitian  ini, disimulasikan  menggunakan  software  simulasi  numerik.  Analisa  respon  frekuensi  dilakukan  pada pergerakan vertikal pengendara. Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan, percepatan tertinggi sebesar 2,375 m/s 2 pada frekuensi 3,258 Hz. Nilai ini menunjukkan kondisi “Uncomfortable” berdasarkan tabel ISO  2631.  Kondisi  ini  akan  menyebabkan  pengendara  mengalami  pusing,  oleh  karena  itu  sangat disarankan pengendara untuk menghindari frekuensi dibawah 7 Hz.
Kata kunci: sistem suspensi, ISO 8606, half car, respon frekuensi

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  industri  otomotif  mengalami  kemajuan  yang  sangat  pesat . Mobil  merupakan salah  satu  alat  transportasi  yang  banyak  digunakan  untuk  mendukung  mobilitas.  Salah  satu  faktor penting  yang  menjadi  pertimbangan  konsumen  dalam  memilih  mobil,  yaitu  faktor  kenyamanan  mobil yang akan digunakan. Mobil dengan tingkat kenyamanan yang rendah, akan mengakibatkan pengendara cepat mengalami kelelahan.
Menurut  data  KORLANTAS POLRI, mobil menyumbang sekitar 14% dari jumlah kecelakaan yang terjadi  beberapa  tahun  terakhir  [3].  Salah  satu  faktor  yang  dapat  menyebabkan  kecelakaan  tersebut adalah  kelelahan  pengemudi.  Sebagai  upaya  untuk  mengurangi  tingkat  kecelakaan  mobil  yang dipengaruhi  tingkat  kelelahan  pengemudi,  maka  diperlukan  adanya  analisa  kenyamanan  pada  sebuah mobil. Analisa kenyamanan tersebut, salah satunya adalah respon frekuensi yang diterima pengendara.
Pada penelitian ini, terfokus pada analisa respon frekuensi yang dialami pengendara Kendaraan Multiguna Pedesaan. Penelitian ini mengacu pada penelitian sebelumnya mengenai analisa kenyamanan
berdasarkan ISO 2631 sehingga  diketahui lamanya  ketahanan pengendara  untuk  mengemudikan KMP. Pada penelitian tersebut, eksitasi jalan dimodelkan dalam bentuk gelombang sinusoidal. Berbeda halnya dengan penelitian ini, yang menitik beratkan pemodelan eksitasi jalan berdasarkan klasifikasi kekasaran permukaan  jalan ISO  8606  . Klasifikasi  kekasaran  permukaan  jalan  yang  digunakan  yaitu  klasifikasi ” Good ”.

## 2. METODE PENELITIAN
Langkah-langkah penelitian yang digunakan pada penelitian ini ditunjukkan Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## 2.1. SPESIFIKASI KENDARAAN
Data  spesifikasi  yang  ditunjukkan  Tabel  1  merupakan  data  spesifikasi  Toyota  Fortuner  yang digunakan pada penelitian ini.
Tabel 1. Spesifikasi Kendaraan Multiguna Pedesaan [2]
Dimensi Jarak antara sumbu roda depan dan belakang (L) 2590 mm Jarak sumbu roda depan ke CoG (L f ) 1560,30mm Jarak sumbu roda belakang ke CoG (L re ) 1029,69 mm Jarak CoG pengendara ke CoG kendaraan 1(L h1 ) 447 mm Jarak CoG ke ground 803,836 mm Massa Kendaraan Massa total (W) 1650 kg Suspensi Kekakuan pegas suspensi depan (k sf ) 53024,26015N/m Kekakuan pegas suspensi belakang (k sr ) 40630,38127N/m Konstanta redaman suspensi depan (c sf ) 2675,5 N/m.s Konstanta redaman suspensi belakang (c sr ) 2342 N/m.s Ban Tipe ban 265 / 65 R13 Jenis ban Radial Lebar ban 265 mm Massa ban
50 kg
Tidak Ya MULAI SPESIFIKASI KENDARAAN PEMBUATAN MODEL KENDARAAN  DAN MANUSIA PEMBUATAN EKSITASI GANGGUAN JALAN VERIFIKASI PEMODELAN SIMULASI PADA SOFTWARE SIMULASI NUMERIK NILAI RESPON FREKUENSI PENARIKAN KESIMPULAN SELESAI A A
Kekakuan ban (k t ) 221973,4385 N/m Konstanta redaman ban (c t )
3430 N/m.s
Selain  data  pada  Tabel  1,  pada  penelitian  ini  menggunakan  jenis  kursi  ROHO  LOW  PROFILE sehingga  didapatkan  nilai  kekakuan  bantalan  kursi  sebesar  65900  N/m  dan  nilai  konstanta  redaman bantalan kursi sebesar 855 N/m.s [4].

## 2.2. PEMBUATAN PEMODELAN KENDARAAN DAN MANUSIA
Pemodelan  kendaraan  dan  manusia  pada  penelitian  ini  menggunakan  model half  car memanjang, seperti yang ditunjukkan Gambar 2.
Gambar 2. Pemodelan Half Car dengan 1 DOF Pengendara
Berdasarkan  pemodelan  pada  Gambar  2,  dapat  dituliskan free  body  diagram -nya  sebagai berikut: 𝑚𝑥̈ = 𝑘 𝑠𝑓 (−𝑥 − 𝑙 𝑓 𝜃 + 𝑥 𝑤𝑓 ) + 𝑐 𝑠𝑓 (−𝑥̇ − 𝑙 𝑓 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑤𝑓 ) + 𝑘 𝑠𝑟 (−𝑥 + 𝑙 𝑟 𝜃 + 𝑥 𝑤𝑟 ) +𝑐 𝑠𝑟 (−𝑥̇ + 𝑙 𝑟 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑤𝑟 ) + 𝑘 𝑘 (−𝑥 − 𝑙 𝑝 𝜃 + 𝑥 𝑝 ) + 𝑐 𝑘 (−𝑥̇ − 𝑙 𝑝 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑝 ) (1)
𝐼 𝑦 𝜃̈ = 𝑘 𝑠𝑓 (−𝑥 − 𝑙 𝑓 𝜃 + 𝑥 𝑤𝑓 )𝑙 𝑓 + 𝑐 𝑠𝑓 (−𝑥̇ − 𝑙 𝑓 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑤𝑓 )𝑙 𝑓 − 𝑘 𝑠𝑟 (−𝑥 + 𝑙 𝑟 𝜃 + 𝑥 𝑤𝑟 )𝑙 𝑟 −𝑐 𝑠𝑟 (−𝑥̇ + 𝑙 𝑟 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑤𝑟 )𝑙 𝑟 + 𝑘 𝑘 (−𝑥 − 𝑙 𝑝 𝜃 + 𝑥 𝑝 )𝑙 𝑝 + 𝑐 𝑘 (−𝑥̇ − 𝑙 𝑝 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑝 )𝑙 𝑝 (2)
𝑚 𝑤𝑓 𝑥̈ 𝑤𝑓 = 𝑘 𝑡𝑓 (𝑦 1 − 𝑥 𝑤𝑓 ) + 𝑐 𝑡𝑓 (𝑦̇ 1 − 𝑥̇ 𝑤𝑓 ) − 𝑘 𝑠𝑓 (−𝑥 − 𝑙 𝑓 𝜃 + 𝑥 𝑤𝑓 ) − 𝑐 𝑠𝑓 (−𝑥̇ − 𝑙 𝑓 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑤𝑓 ) (3)
𝑚 𝑤𝑟 𝑥̈ 𝑤𝑟 = 𝑘 𝑡𝑟 (𝑦 2 − 𝑥 𝑤𝑟 ) + 𝑐 𝑡𝑟 (𝑦̇ 2 − 𝑥̇ 𝑤𝑟 ) − 𝑘 𝑠𝑟 (−𝑥 + 𝑙 𝑟 𝜃 + 𝑥 𝑤𝑟 ) − 𝑐 𝑠𝑟 (−𝑥̇ + 𝑙 𝑟 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑤𝑟 ) (4) 𝑚 𝑝 𝑥̈ 𝑝 = −𝑘 𝑘 (−𝑥 − 𝑙 𝑝 𝜃 + 𝑥 𝑝 ) − 𝑐 𝑘 (−𝑥̇ − 𝑙 𝑝 𝜃̇ + 𝑥̇ 𝑝 ) (5)
Dimana:
m x m p X p m wr X wr Y 2 m wf X wf Y 1 θ L f L r L P
m
: massa kendaraan m wf
: massa ban depan
m wr : massa ban belakang I y : momen inersia kendaraan m p : massa pengendara k sf : kekakuan pegas suspensi depan k sr : kekakuan pegas suspensi belakang c sf : konstanta redaman suspensi depan c sr : konstanta redaman suspensi belakang k tf : kekakuan ban depan k tr : kekakuan ban belakang c tf : konstanta redaman ban depan c tr : konstanta redaman ban belakang k k : kekakuan bantalan kursi c k : konstanta redaman bantalan kursi L p : jarak pengendara ke CoG L f : jarak sumbu ban depan ke CoG L r
: jarak sumbu ban belakang
ke CoG x = ẋ = ẍ : pergerakan vertikal massa    kendaraan x wf = ẋ wf = ẍ wf : pergerakan massa ban depan x wr = ẋ wr = ẍ wr : pergerakan massa ban
belakang 𝜃 =   𝜃̇ =   𝜃̈ : pergerakan angular massa kendaraan

## 2.3. VERIFIKASI PEMODELAN
Pada  proses  verifikasi  pemodelan,  hal  yang  dilakukan  yaitu  melakukan  perbandingan  dengan penelitian  serupa  yang  menggunakan  pemodelan half  car dengan  1 DOF pengendara.  Jika  hasil  yang didapatkan sama, maka dapat disimpulkan bahwa pemodelan yang dilakukan benar.

## 2.4. PEMBUATAN EKSITASI GANGGUAN JALAN
International Organization for Standardization (ISO) juga telah mengajukan klasifikasi permukaan jalan  menggunakan  nilai-nilai Power  Spectral  Density  (PSD). Untuk  menghitung  profil  jalan  yang  tidak rata dalam 1 dimensi dapat digunakan rumusan yang ditunjukkan persamaan 6, sedangkan profil jalan yang digunakan ditunjukkan Gambar 3.
𝑧 𝑟 (𝑖) =   ∑ √∆𝑛 𝑁 𝑖=0 2 𝑘 10 −3 ( 𝑛0 𝑖∙∆𝑛 ) 𝑐𝑜𝑠(2𝜋 ∙ 𝑖 ∙ ∆𝑛 ∙ 𝑥 + 𝜑 𝑖 ) (6)
dengan Δn = 1/L , 𝑛 𝑚𝑎𝑥 = 1/B , dan 𝑛 𝑒𝑓𝑓 = n 𝑚𝑎𝑥 /2
Gambar 3. Profil Jalan “ Good” Berdasarkan ISO 8606
Dimana: 𝐺 𝑑 (n 0 ) : koefisien kekasaran (m 3 )
n : spatial frequency (cycle/m)
L
: panjang lintasan 𝜑 𝑛 : sudut phasa ( probabilistic distribution within 0 - 2π range ) 𝐵 : sampling interval

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  analisa  fourier  yang  dilakukan,  didapatkan  respon  frekuensi  yang  terjadi  pada pengendara  seperti  yang  ditunjukkan  Gambar  4.  Pada  Gambar  4,  menunjukkan  bahwa  percepatan tertinggi  sebesar  2,375  m/s 2 pada  frekuensi  3,258  Hz.  Nilai  tersebut  menunjukkan  kondisi “Uncomfortable” berdasarkan tabel ISO 2631.
Gambar 4. Respon Frekuensi Pergerakan Pengendara

## 4. SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan, percepatan tertinggi sebesar 2,375 m/s 2 pada frekuensi 3,258 Hz. Nilai ini menunjukkan kondisi “ Uncomfortable” berdasarkan tabel ISO 2631. Kondisi ini akan menyebabkan  pengendara  mengalami  pusing,  oleh  karena  itu  sangat  disarankan  pengendara  untuk menghindari frekuensi dibawah 7 Hz.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 5 10 15 20 A cc e le ra ti on (m /s 2 ) Frequency (Hz)

## DAFTAR PUSTAKA
[1.] I N Sustantra, B Sampoerno, Teknologi Otomotif , Edisi Kedua, Surabaya : Guna Widya, 2010.
[2.] Bayu  E  Suprayogi, “ Perancangan  Ulang  dan  Analisa  Sistem  Suspensi  Mobil  Multiguna  Pedesaan dengan Standar Kenyamanan ISO 2631 ” , Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya. 2015.
[3.] Puja P, I N Sutantra, “Analisa Kenyamanan Serta Redesain Pegas Suspensi Mobil Toyota Fortuner 4.0 V6 SR”, Jurnal Teknik Mesin ITS, vol. 4, no. 1, pp. 1 – 6, 2015.
[4.] Reza  N  Jazar,  Vehicle  Dynamics  Theory  and  Application,  Second  Edition,  New  York  :  Springer, 2014.