Abstrak —Dunia
militer belakangan ini mengalami perkembangan  yang  cukup  pesat.  S alah  satu  perkembangan teknologi  transportasi  bidang militer adalah mobil anti -peluru atau biasa disebut Armored Personnel Carrier (APC). S alah satu produk transportasi militer PT. Pindad adalah APC KOMODO 4X4  yang  merupakan  kendaraan  tempur  anti -peluru  yang dilengkapi  dengan  persenjataan  berat.  APC  KOMODO  4X4 berkapasitas  5  penumpang  dan  memiliki daya sebesar 158 kW namun hanya memiliki kecepatan maksimum sebesar 100 km/h serta daya tanjak sebesar 60%. S edangkan kompetitornya, GKN S imba  yang  memiliki  daya  engine  sebesar  160  kW  dan berkapasitas  10  penumpang,  memiliki  kemampuan yang sama dengan  beban yang dua kali lipat lebih besar. Oleh karena itu perlu dilakukan analisa kinerja APC KOMODO 4X4 agar dapat meningkatkan performa kendaraan tersebut. Dalam penelitian ini  telah  dilakukan  tiga  tahap  analisa.  Tahap  pertama merupakan  analisa  perhitungan  grafik  karakteristik  traksi kendaraan. Tahap kedua, dilakukan analisa terhadap karakteristik  tenaga  kendaraan.  S elanjutnya  tahap  ketiga dilakukan evaluasi terhadap grafik karakteristik traksi standar kendaraan, kemudian meredesain rasio setiap tingkat tran s mi s i menggunakan  teori  progresi  geometri.  Dari  penelitian  ini diperoleh  grafik  karakteristik  traksi  standar  kendaraan  serta hasil redesain 6, 7, dan 8 tingkat transmisi. S etelah dilakukan analisa  ternyata  kemampuan  tanjak  kendaraan  tidak  sesuai dengan  klaim  yang  ada  pada  brosur kendaraan dimana brosur tersebut mengklaim kendaraan mampu menanjak dengan 60% gradeability  sedangkan  pada  analisa  perhitungan  hanya  50%. S etelah  dilakukan  redesign  dengan  6  tingkat  kecepatan, kendaraan  mampu  menanjak  dengan  gradeability  70%  dan menempuh kecepatan maksimum sebesar 140 km/jam.
Kata Kunci —APC KOMODO 4X4, Karakteristik traksi, progresi geometri, redesign, rasio transmisi.

## I. PENDAHULUAN
ERKEMBANGAN  industri  di  dunia  militer  saat  ini  sudah melaju  dengan  pesat.  PT.  Pindad  (Persero)  telah  bekerja sama  dengan  berbagai  pihak,  baik  dalam  maupun  luar  negeri dalam  upaya  untuk  mengembangkan  teknologi  fungsi kendaraan  khusus,  termasuk  kendaraan  anti-peluru atau yang biasa  disebut Armored  Personnel  Carrier (APC).  Salah  satu produk Armored  Personnel  Carrier milik  PT.  Pindad  adalah APC  KOMODO  4X4  yang  digunakan  sebagai  kendaraan pengintai  maupun  tugas  berat  yang  lainnya  terutama  pada medan jalan yang ekstirm.
Kendaraan  khusus  APC  KOMODO  4X4  dirancang  dan  di assembly oleh  PT.  Pindad  di manufacturing  facility Pindad, Bandung,  Jawa  Barat.  Kendaraan  ini  memiliki  transmisi manual  dengan  6  tingkat  gigi  dan  satu  tingkat  gigi  mundur
( reverse )  yang  membuatnya  dapat  menempuh  jalan off-road . APC  KOMODO  4X4  juga  dilengkapi  dengan  Senap an  Mesin Berat  (SMB)  kaliber  12.7  mm  serta  Remote  Control  Weapon System  (RCWS).  GKN  Simba  adalah  produk Armored Personnel Carrier buatan Inggris yang digunakan oleh negara Filipina.  GKN  Simba  tersebut  memiliki  output  daya  engine sebesar  160  kW  dengan  konfigurasi All-Wheel  Drive 4X4. Kendaraan  ini  mampu  mengangkut  sampai  dengan  10  orang dan  mampu  melaju  dengan  kecepatan  maksimum  100  km/h pada  jalan  beraspal.  Berdasarakan  data  tersebut,  APC KOMODO  4X4  yang  hanya  mampu  mengangkut  5  personnel dengan  output  engine  158  kW  hanya  mampu  mencapai kecepatan  maksimum  yang  sama  yaitu  100  km/h.  Dari permasalahan  tersebut  perlu  dilakukan  analisis  transmisi  dan kinerja  traksi  pada  APC  KOMODO  4X4  untuk  mengetahui gaya  hambat  yang  terjadi  serta  gaya  dorong  yang dihasilkan oleh kendaraan tersebut. Selanjutnya perlu dilakukan redesign rasio  transmisi  kendaraan  APC  KOMODO  4X4  yang bertujuan  untuk  menyelesaikan  permasalahan  yang  terdapat pada  kendaraan  tersebut,  yaitu  meningkatkan  kecepatan maksimum,  percepatan serta gradeability .

## II. METODE PENELITIAN
Adapun  metode  penelitian  yang dilakukan dapat dijelaskan sesuai dengan urutan analisa berikut:

## A. Menghitung Gaya Hambat Kendaraan
Gaya-gaya  yang  bekerja  pada  sebuah  kendaraan  yang sedang  melaju  pada  sebuah  permukaan  dengan  sudut  tanjak tertentu dapat dijabarkan  dalam  gambar 2 berikut,
Gambar 1. Dinamika kendaraan saat menanjak.
Gaya  dorong  (F t )  dibagi  menjadi  dua,  yaitu  gaya  dorong roda  depan  (F f )  dan  gaya  dorong  roda  belakang  (F r ).  Gaya dorong  pada  kendaraan  yang  sedang  melaju  dihambat oleh 3

## Analisis  Kinerja Traksi Dan Redesign Transmisi Armored Personnel Carrier Komodo 4x4
M. Anggi  Siregar dan I Nyoman Sutantra
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi  Industri,  Institut Teknologi  Sepuluh  Nopember (ITS)
e-mail : tantra@me.its.ac.id
P
macam  gaya  hambat,  yaitu aerodinamic  resistance (R a ) , rolling  resistance (R r ) , dan  gaya  hambat  akibat  sudut  tanjak (R g ).
Gaya  hambat  udara  ( drag  force )  dipengaruhi  beberapa faktor antara lain hambatan bentuk, hambatan pusaran/turbulensi,  hambatan  tonjolan  dan  hambatan  aliran dalam. Tetapi pada kenyataannya hanya hambatan bentuk dan hambatan  pusaran  saja  yang  paling  besar  pengaruhnya terhadap gaya hambat angin secara keseluruhan. Gaya hambat angin dapat dihitung dengan persamaan berikut:
R a = 1 2 x ρ x  C d x  A f x  V a 2 (1) dimana,
R a = Hambatan aerodinamika  (N) ρ    = Massa jenis udara (kg.m 3 ) C d = Koefisien drag A f = Luas frontal kendaraan (m 2 ) V a = Kecepatan relative  angin terhadap kendaraan (m/s) Besar  C d dari  kendaraan  APC  KOMODO  4X4  adalah sebesar 0.57. Sedangkan luas frontal  area  dihitung menggunakan software CAD  sebesar 4.22  m 2 .
Gaya  hambat  yang  berikutnya  adalah  gaya  hambat rolling yaitu  gaya  hambat  yang  disebabkan  oleh  sifat  histerisis  ban karena adanya defleksi dari ban. Defleksi tersebut menyebabkan  terjadinya  momen  tahanan rolling yang  dapat melawan  atau  menghambat  gerakan  ban.  Untuk  mencari besarnya gaya hambat rolling yang terjadi, sebelumnya harus ditentukan  terlebih  dahulu  besarnya  koefisien  hambatan rolling (f r ).  Besarnya  f r dapat  dicari menggunakan persamaan hasil eksperimen J.J Taborek [1]  berikut:
f r = f o + f s ( 𝑉 100 ) 2,5 (2) dimana, f r = Koefisien hambatan rolling f o dan f s = Koefisien yang tergantung pada tekanan ban, didapat dari gambar 3
V      = Kecepatan kendaraan dalam  km/jam
Gambar 2. Grafik pengaruh tekanan ban terhadap f o dan f s.
Setelah mendapatkan nilai  koefisien hambat rolling (f r ), dengan menggunakan rumus di bawah ini maka  didapat nilai dari gaya hambat rolling , R r = f r x W cos θ              (3) dimana,
R r = Gaya hambatan rolling (N) f r = Koefisien hambatan rolling W  = Berat kendaraan (N)
Gaya  hambat  yang  terakhir  adalah  gaya  hambat  tanjakan, gaya  hambat  yang  terjadi  dikarenakan adanya sudut tanjakan pada  jalan.  Dengan  adanya  gaya  hambatan  tanjakan  maka beban  kendaraan  akan  bertambah  akibat  pengaruh  gaya gravitasi  bumi.  Besar  gaya  hambat  akibat  sudut  tanjak  dapat dihitung dengan rumus berikut:
R g = W sinθ                   (4) dimana,
R g = Gaya hambat tanjakan (N) W  = Berat kendaraan (N) θ    = Sudut tanjakan dalam  derajat
Setelah  mengetahui  penjelasan  dari  masing -masing  gaya hambat yang mempengaruhi kendaraan, maka dapat dirumuskan  gaya  hambat  total  yang  terjadi  pada  kendaraan sebagai berikut:
F r = R a + R r + R g (5)

## B. Menghitung Gaya Dorong Kendaraan
Gaya  dorong  adalah gaya yang bekerja berlawanan dengan arah  gerak  gaya  hambat  kendaraan.  Untuk  dapat  bergerak maju,  suatu  kendaraan  harus  memiliki  gaya  dorong  yang cukup  untuk  melawan  semua  gaya  hambat  yang  terjadi  pada kendaraan.  Untuk  menghitung  besarnya  gaya  dorong  yang mampu  dihasilkan  kendaraan,  digunakan  persamaan   [2] berikut:
F t = ig  𝑥 it 𝑥 Me  𝑥 ηt
𝑅
(6) dimana,
F t = Gaya dorong pada kendaraan (N) i t = Perbangindan gigi transmisi i g = Perbandingan transmisi pada gardan η t = Efisiensi  transmisi R    = Jari-jari  roda (m)

## C. Desain Tingk atan Gigi
Salah  satu  cara  untuk  mencari  perbandingan  gigi  antara tingkat transmisi terendah dan tertinggi adalah dengan metode progresi  geometri.  Batas  kecepatan  operasi  dari  mesin terendah  (ne 2 )  dan  tertinggi  (ne 1 )  harus  ditetapkan  terlebih dahulu.  Penetapan  ini  berdasarkan  karakteristik  torsi  dari mesin,  dimana  batas  ini  umumnya  dipilih  pada  sekitar  torsi maksimum engine .  Sebagai  contoh,  untuk  transmisi  4  tingkat kecepatan,  didapat  hubungan  perbandingan  gigi  sebagai berikut:
𝑖2 𝑖1 = 𝑖3 𝑖2 = 𝑖4 𝑖3 = 𝑛𝑒2 𝑛𝑒1 = K g (7)
dimana, i 1 i 2 i 3 i 4 = Perbandingan gigi pada tingkat transmisi 1,2,3,4 K g = Konstanta perbandingan
Langkah  pertama  untuk merancang tingkat transmisi adalah menentukan  terlebih  dahulu  rasio  transmisi pertama dan rasio transmisi  terakhir  dari  kendaraan.  Untuk  menentu kan  rasio transmisi pertama,  dapat digunakan rumus berikut:
i 1 = 𝐹1 x 𝑅 𝑀𝑒 𝑥 𝑖𝑔  𝑥 ηt (8)
Kemudian  rasio  transmisi  pada  tingat  terakhir  (n)  dihitung menggunakan rumus:
i n = 𝐹𝑛 x 𝑅
𝑀𝑒 𝑥 𝑖𝑔  𝑥 ηt (9) Dengan  demikian,  nilai  factor  K g dapat  ditentukan  dengan menggunakan  persamaan  2.24.  Selanjutnya,  nilai  K g tersebut digunakan untuk menentukan nilai  i 2 , i 3 dan seterusnya.
K g = ( 𝑖𝑛 𝑖1 ) 1 𝑛−1 (10)

## D. Karak teristik Transmisi Kendaraan
Untuk  dapat  mengetahui  karakteristik  suatu  kendaraan, lebih  mudah  jika  digunakan  grafik  gaya  dorong  –  kecepatan dari  kendaraan  tersebut.  Pada  grafik  tersebut  ditunjukkan hambatan  rolling  (R r )  dan  hambatan  aerodinamik  (R a )  yang terjadi  pada  kendaraan,  serta  gaya dorong total, gaya dorong bersih,  dan  gaya  dorong  maksimum  yang  dapat  terjadi  pada bidang  kontak  ban  dan  jalan dengan asumsi koefisiesn gesek tertentu.  Grafik  tersebut  juga  menunjukkan gradeability kendaraan  sehingga  besarnya  kecepatan  maksimum  yang dapat  dicapai  kendaraan  pada gradeability tertentu  dapat diketahui.

## E. Karak teristik Tenaga Kendaraan
Tenaga  yang  dibutuhkan  untuk  menggerakkan  kendaraan pada  beban  dan  kecepatan  tertentu  dinamakan road  load horsepower (Rhp)  [3].  Besarnya  tenaga  yang  dibutuhkan (Rhp)  tergantung  pada  besarnya  gaya  hambat  yang  terjadi pada  kendaraan  (F r )  dan  kecepatan  kendaraan  (V k ).  Tenaga yang dibutuhkan dapat dirumuskan sebagai berikut:
Rhp = 𝐹𝑟 𝑥 𝑉𝑘 375 (11) dimana, Rhp  = Road load horsepower (hp) F r = Gaya hambat kendaraan (lb) V k = Kecepatan kendaraan (mil/jam)
Untuk  mendapatkan  grafik  karakteristik  tenaga,  dibutuhkan data input berupa  tenaga  yang  disuplai  dan  kecepatan kendaraan. Tenaga yang disuplai dapat dihitung menggunakan perasamaan sebagai berikut:
P = P e x η e
(12)
dimana,
P  = Tenaga aktual yang disuplai oleh engine P e = Tenaga engine η e = Effisiensi engine

## III. HASIL DAN ANALISIS
Berdasarkan  data  teknis  dan  spesifikasi  kendaraan  APC KOMODO  4X4,  diperhitungkan  dan  dianalisa  karakteristik traksi dan karakteristik tenaga kendaraan dengan memperhatikan  beberapa batasan:
1. Analisa  dilakukan  dengan  kondisi  kendaraan  terisi muatan  seberat  350  kg  (5  personnel)  dan  dilengkapi dengan  senjata  SMB  (Senapan Mesin Berat) kaliber 12.7 mm  seberat  30  kg  sehingga  berat  kendaraan  menjadi 7650  kg [4].
2. Kinerja engine tidak  dipengaruhi  oleh  lingkungan sekitar.
3. Kendaraan menggunakan bahan bakar solar.
4. Jalan yang dilalui menanjak dan rata (tidak bergelombang).
5. Tekanan ban 50  psi.
6. Tipe ban yang digunakan adalah 365/80  R20 runflat tyre .

## A. Perhitungan Gaya Hambat Kendaraan
Dengan  menggunakan  persamaan  yang  telah  disebutkan sebelumnya,  didapatkan  grafik  gaya  hambat  terhadap kecepatan kendaraan seperti berikut,
Gambar 3. Grafik gaya hambat total kendaraan.

## B. Perhitungan Gaya Dorong Kendaraan
Gaya dorong kendaraan dapat diperhitungkan menggunakan persamaan (6). Berikut merupakan  karakteristik  traksi kendaraan  kondisi  standar  yang  diperoleh  dari  memplotting gaya  dorong  dan gaya hambat kendaraan terhadap kecepatan kendaraan:
Gambar 4. Grafik karakteristik traksi kendaraan standar.
Garis  tipis  pada  grafik  tersebut  mewakilkan  gaya  hambat yang  terjadi  pada  kendaraan  pada  setiap  tingkat gradeability. Sedangkan  garis  tebal  merupakan  gaya  dorong  yang  mampu dihasilkan  kendaraan  pada  setiap  tingkat  gigi.  Dapat  dilihat bahwa  pada  kondisi standar, kendaraan hanya mampu melalui jalan tanjak dengan gradeability sebesar 50% (garis hijau) dan kecepatan  maksimum  sebesar  110  km/jam.  Kedua  hal terseebut  dijadikan  indikator  perbaikan  rasio  gigi  dan  jumlah tingkat transmisi  pada penelitian ini.
Grafik  dibawah  ini  merupakan  grafik  karakteristik  tenaga kendaraan  pada  kondisi  transmisi  standar  yang  diperoleh melalui perhitungan daya yang disuplai kendaraan pada setiap tingkat  transmisi  kemudian  dibandingkan  dengan  daya  yang dibutuhkan  kendaraan  pada  tingkatan  kecepatan  tertentu (Rhp).
Gambar 5. Grafik karakteristik tenaga kendaraan standar.

## C. Perhitungan Redesign Rasio Transmisi
Tingkat  gigi  pertama  dirancang  dengan mempertimbangkan gaya  hambat  gradeability  yang  ingin  dicapai  pada  gigi  awal tersebut.  Dimana  F 1 =  R a +R r +R g kemudian  rasio  awal diperhitungkan menggunakan persamaan (8):
i 1 = 43876.409  x 0.548 600 𝑥 5.857 𝑥 0.78 i 1 = 8.711 Kemudian  rasio  gigi  terakhir ditentukan  berdasarkan kecepatan  maksimum  yang  diharapkan  mampu  dicapai  oleh kendaraan,  yaitu  160  km/jam.  Saat  berada  pada  tingkat  gigi terakhir,  beban  yang  dialami  kendaraan  terdiri  dari  gaya hambat  angin  serta  gaya  hambat rolling ,  sehingga  besarnya gaya total adalah F n = R a +R r i n = 3001 .66 𝑥 0.548 600 𝑥 5.857 𝑥  0.78 i n = 0.6 Setelah  i1  dan  in  didapatkan,  rasio  hail redesign untuk 6,7, dan  8  tingkat  kecepatan  dapat  dihitung  menggunakan persamaan (10)  dengan hasil sebagai berikut:
1) Pemasangan 6 tingk at k ecepatan
Kg = ( 0.6 8.711 ) 1 5
Kg = 0.585 Sehingga, i 2 = 0.585 x 8.711  = 5.095 i 3 = 0.585 x 5.095  = 2.981 i 4 = 0.585 x 2.981  = 1.743 i 5 = 0.585 x 1.743  = 1.020

## 2) Pemasangan 7 tingk at k ecepatan
Kg = ( 0.6 8.711 ) 1 6
Kg = 0.64 Sehingga, i 2 = 0.64 x 8.711  = 5.575 i 3 = 0.64 x 5.575  = 3.568 i 4 = 0.64 x 3.568  = 2.283 i 5 = 0.64 x 2.283  = 1.461 i 6 = 0.64 x 1.461  = 0.935
3) Pemasangan 8 tingk at k ecepatan
Kg = ( 0.6 8.711 ) 1 7 Kg = 0.682
Sehingga, i 2 = 0.682 x 8.711  = 5.940 i 3 = 0.682 x 5.095  = 4.051 i 4 = 0.682 x 2.981  = 2.763 i 5 = 0.682 x 1.743  = 1.884
i 6 = 0.682 x 1.743  = 1.285 i 7 = 0.682 x 1.743  = 0.876

## D. Grafik  Karak teristik  Hasil Redesign
Grafik  karakteristik  traksi  hasil redesign dengan  6,7,  dan  8 tingkat  kecepatan  ditampilkan  pada  gambar  7,8,  dan  9  secara urut.
Gambar  6.  Grafiik  karakteristik  traksi  APC  KOMODO  4X4  6  tingkat kecepatan hasil redesign.
Gambar  7.  Grafiik  karakteristik  traksi  APC  KOMODO  4X4  7  tingkat kecepatan hasil redesign.
Gambar  8.  Grafiik  karakteristik  traksi  APC  KOMODO  4X4  8  tingkat kecepatan hasil redesign.
Jika grafik karakteristik traksi kendaraan standar dibandingkan  dengan grafik karakteristik traksi hasil redesign , dapat  dilihat  bahwa  gradeability  yang  mampu  dilalui kendaraan meningkat, begitu  juga  dengan  kecepatan maksimumnya.  Pada keadaan semula kendaraan hanya mampu melalui  gradeability  50%  dan  kecepatan  maksimum  sebesar 110  km/jam.  Setelah  dilakukan redesign kendaraan  mampu menempuh  kecepatan 140  km/jam  dan gradeability 70%. Kemudian  menggunakan  metode  pemeringkatan  faktor, maka  dapat  ditentukan  jumlah  tingkat  transmisi  yang  paling tepat  berdasarkan  penilaian  bobot  tertentu  pada  setiap faktornya.  Faktor-faktor  tersebut  antara  lain,  efisiensi konstruksi  (dimensi  transmisi),  distribusi  traksi  yang  terjadi, percepatan, efisiensi transmisi, dan traksi yang dihasilkan pada setiap tingkat giginya.
T abel 1.
Pemilihan jumlah tingkat transmisi berdasarkan bobot faktor tertentu
Berdasarkan  tabel  diatas,  dengan  mempertimbangkan faktor-faktor  yang  telah  disebutkan  sebelumnya,  dapat disimpulkan  bahwa  transmisi  hasil redesign dengan  6 tingkat kecepatan  memiliki  poin  yang  paling  besar.  Sehingga  hasil redesign transmisi  yang digunakan adalah redesign dengan 6 tingkat kecepatan.

## IV. KESIMPULAN/SA RAN

## A. Kesimpulan
Berdasarkan  data  dan  analisa  yang  telah  dilakukan, diperoleh  pada  kondisi  standar,  kendaran  APC  KOMODO 4X4  mampu  melaju  dengan  kecepatan  maksimum  sebesar  110 km/jam  pada  tingkat  gigi  keenam.  Sedangkan  gradeability yang  mampu  dilalui  adalah  sebesar  50%.  Sehingga  dapat dikatakan  bahwa  karakteristik  traksi  kendaran  tidak  sesuai dengan  klaim  pabrikan  yang  dicantumkan  pada  brosur kendaraan.
Setelah  dilakukan redesign 6,7,  dan  8  tingkat  transmisi, kendaraan  mampu  menempuh  kecepatan  maksimum  sebesar 140  km/jam  dan  gradeability  70%.  Kesimpulan  yang  dapat diperoleh  dari  hasil  analisa  adalah  ketika  rasio  gear  awal ditingkatkan  maka  gaya  dorong  yang  dihasilkan  oleh kendaraan  juga  meningkat,  selain  itu  dengan  menambah jumlah  tingkat  transmisi, losses yang  terjadi  pun  semakin kecil.  Tetapi, dengan meningkatkan rasio transmisi dan jumlah tingkat  transmisi,  perlu  diperhatikan  hal-hal  lainnya,  seperti dimensi  gear,  dimensi  poros,  dan  dimensi transmission  case. Pada  akhirnya,  hasil redesign yang  dianggap  paling  tepat adalah  6  tingkat  dengan  rasio  tiap  transmisinya  8.711;  5.095; 2.981;  1.743;  1.020;  0.6.

## B. Saran
1. Selain  memvariasikan  rasio  pada  setiap  tingkat  transmisi, rasio final drive atau gardan juga dapat divariasikan agar mampu  mencapai  perfoma  kendaraan yang lebih optimal.
2. Perlu  dilakukan  analisa  lebih  lanjut  mengenai  desain detail  susunan  transmisi  sebelum  dan  setelah  dilakukan redesign agar  dapat  dipertimbangkan  untuk  produksi massal.
3. Perlu dilakukan  analisa  perhitungan  menggunakan efisiensi  aktual  yang  dapat  ditentukan  menggunakan pengujian  dyno  test  pada  kendaraan  agar  karakteristik traksi  hasil  perhitungan  mendekati  karakteristik  traksi kendaraan pada kondisi aktual.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] J. J. T aborek, Mechanics of Vehicles . Ohio: Penton Publishin g Co ,
1957.
[2] dan B. S. Sutantra, I Nyoman, Teknologi Otomotif, E disi Ke d ua . Surabaya: Guna Widya, 2010.
[3] S. . Nyoman, Teknologi Otomotif Hybrid . Surabaya: Guna  W idy a , 2015.
[4] P. Pindad, “ Spesifikasi Komodo 4X4.,” 2017. [Online]. Available : https://www.pindad.com/apc-4-x-4.