Abstrak —Mobil  multiguna  pedesaan  merupakan  sebuah kendaraan yang dirancang untuk  meningkatkan produktifitas masyarakat  pedesaan.  Mobil  ini  dikatakan  multiguna dikarenakan box pada  bagian  belakang  dapat  diganti  sesuai dengan  angkutan  yang  dibawa  yaitu  manusia  atau  perlatan pedesaan.  Untuk  menjaga  kenyamanan  penumpang  dan peralatan  pedesaan  diperlukan  sistem  suspensi  yang  baik. Penggunaan sistem suspensi dengan peredam magnetorheological  merupakan  salah  satu  caranya,  karena pada sistem ini nilai konstanta redaman dapat berubah sesuai dengan  profil  permukaan  jalan.  Untuk  merancang  sistem suspensi  tersebut  terdapat  dua  macam  tahapan,  yaitu  tahap perancangan dan analisa. Pada tahap  perancangan  dilakukan perhitungan dan simulasi untuk  mendapatkan nilai  konstanta pegas suspensi dan  arus yang masuk kedalam peredam. Pada tahap analisa, dilakukan analisa kenyamanan yang dihasilkan sistem  suspensi  yang  sudah  dirancang  dengan  menggunakan beberapa  standar  kenyamanan  dan  keamanan  seperti  ISO 2631, Assesment  Diagram  for  Vibration,  Beissbarth  Automotive Group .  Hasil  yang  didapatkan  pada  studi  ini  adalah  nilai kekakuan  pegas  suspensi  depan  (Ksf)  =  56904,57541  N/m, kekakuan  pegas  belakang  (Ksr)  =  70864,50183  N/m.  Dan analisa menunjukkan dengan menggunakan dengan menggunakan  standar  kenyamanan  dan  kemanan  diatas, suspensi  hasil  rancangan  memiliki  tingkat  keamanan  dan kenyamanan yang baik.
Kata Kunci —Peredam magnetorheological , keamanan, Beissbarth  Automotive  Group ,  kenyamanan,    ISO  2631, Assesment Diagram for Vibration.

## I. PENDAHULUAN
ERTUMBUHAN  industri  otomotif  di  dunia  membuat banyak perusahaan yang bergerak dalam bidang otomotif berlomba-lomba  untuk  menciptakan  kendaraan  dengan tujuan akhir zero fossil fuel, zero energy loss, zero emission, zero  accident,  zero  congestion .  Selain  itu, salah  satu  faktor yang  penting  lainnya  pada  kendaraan  adalah  kenyamanan. Dimana  salah  satu  hal  yang  berpengaruh  pada  kenyaman kendaraan adalah sistem suspensi.  Sistem suspens yang ada saat  ini  dibagi  menjadi  3,  yaitu  sistem  suspensi  pasif,  semi aktif, dan aktif. Sistem suspensi yang umum digunakan pada kendaraan  sampai  saat  ini  adalah  sistem  suspensi  pasif, dimana sistem suspensi pasif memiliki besar kekakuan pegas dan konstanta  redaman yang bernilai konstan. Namun, pada akhir-akhir  ini  dikembangkan  teknologi  yang  dapat mengendalikan  getaran  secara  aktif  pada  sprung  mass  agar kenyamanan dapat terkendali pada setiap kondisi jalan, yaitu sistem  suspensi  semi  aktif  dan  aktif.  Dimana  perbedaan antara sistem suspensi semi aktif  dan  suspensi aktif adalah untuk suspensi semi aktif hanya nilai peredamnya saja yang berubah  sesuai  profil  jalan,  sementara  untuk  suspensi  aktif niali  kekakuan pegas dan  konstanta redaman  dapat berubah
ubah  sesuai  profil  jalan.  Dimana  setiap  jenis  suspensi memiliki kelebihan dan kelemahan masing masing dari segi struktur, biaya, kenyamanan, handling, reability .
Pada  penelitian  sebelumnya  tentang  desain  dan  analisa sistem suspensi  mobil produksi  multiguna  pedesaan dengan standar  kenyamanan  ISO  2631  dimana  penelitian  tersebut bertujuan untuk mendapatkan nilai kekakuan pegas suspensi dan  konstanta  redaman  suspensi  untuk  mobil  multiguna pedesaan,  dengan  sistem  suspensi  pasif  [1].  Kemudian penelitian lainnya tentang permodelan dan studi karakteristik sistem suspensi semi-aktif dengan peredam magnetorheological berisikan perbandingan antara tiga jenis suspensi  semi-aktif  dengan  peredam magnetorheological yaitu  Metode Parametrik  ( Spencer,  Bouc-Wen), Model  Non Parametrik, yang dibandingkan dengan suspensi pasif [2].
Pada  penelitian  ini  merupakan  kelanjutan  dari  kedua penelitian sebelumnya. Yaitu akan dirancang sistem suspensi pada  mobil  multiguna  pedesaan  menggunakan  peredam magnetorheological .  Dimana  sistem  suspensi  dengan peredam magnetorheological adalah  sistem  suspensi  yang memanfaatkan  arus  listrik  untuk  memperbesar  gaya  redam. Dengan menggunakan pemodelan dari peredam magnetorheological dan kendaraan half car , didapatkan nilai kekakuan  pegas  dengan  damper magnetorheological. Sehingga,  dari  dapat  dianalisa  respon  kenyamanan  dan keamanan  akibat  penggunaan  peredam magnetorheological pada sistem suspensi mobil multiguna pedesaan.

## II. URAIAN PENELITIAN
Penelitian  ini  diawali  pengumpulan  data  dan  pemodelan mobil  multiguna  pedesaan  dengan  model  setengah kendaraan. Langkah selanjutnya adalah melakukan perancangan  sistem  suspensi  (pegas  dan  redaman),  dan menganalisanyadengan  menggunakan  standar  kenyamanan dan keamanan.

## A. Pegas  Sistem Suspensi
Sebuah  pegas  didefinisikan  sebagai  suatu  benda  elastis (elastic  body). Sebuah  pegas  akan  berubah  bentuk  apabila diberi beban dan kembali lagi ke bentuk awal apabila beban yang diberikan dilepaskan. Dimana pegas memiliki beberapa perananan penting yaitu sebagai bantalan yang menyerap dan mengontrol  energy  ketika  terjadi  getaran.  sebagai  penahan dan pengukur gaya, sebagai pengontol gerakan dengan cara mempertahankan kontak antara 2 elemen, seperti pada cams dan followers. Dan sebagai penyimpan energi. Pegas memiliki banyak  jenis  seperti  pegas  daun,  pegas  puntir,  pegas  ulir. Dimana  yang  digunakan  pada  penelitian  kali  ini  untuk suspensi depan dan belakang adalah pegas ulir.

## Desain dan Analisa Sistem Suspensi Mobil Multiguna Pedesaan Menggunakan Peredam Magnetorheological Dengan Standar Kenyamanan ISO 2631
Fridam Amruloh Baqarizky dan I Nyoman Sutantra Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : tantra@me.its.ac.id
P
Spring  Rate  (k) atau  konstanta  kekakuan  pegas  adalah beban  yang  diperlukan  per  unit  defleksi  dari  pegas.  Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.
𝑘 = 𝑊/𝛿
(1)
dimana W adalah  beban  total, δ adalah  defleksi  dari  pegas. Untuk  beban  yang  diperhitungkan  pada  penelitian  ini digunakan perhitungan beban statis dan dinamis. Dimana dari kedua  jenis  beban  tersebut  akan  dipilih  beban  paling  besar untuk  digunakan  pada  perhitungan  kekakuan  pegas. Persamaan  beban  dinamis  dan  statis  dirumuskan  sebagai berikut.

## 1. Beban Statis
𝑊𝑓 = 𝐿𝑟 𝐿 𝑊 (2)
𝑊𝑟 = 𝐿𝑓 𝐿 𝑊 (3)
2. Beban Dinamis Diperlambat
𝑊 𝑓 = 1 𝐿 [𝑊𝐿 𝑟 + ℎ  ( 𝑊 𝑔 𝑎 − 1 2 𝜌 𝐶 𝑑 𝐴 𝑓 𝑉 2 )] (4)
𝑊 𝑟 = 1 𝐿 [𝑊𝐿 𝑓 + ℎ  ( 1 2 𝜌 𝐶 𝑑 𝐴 𝑓 𝑉 2 − 𝑊 𝑔 𝑎)] (5)
3. Beban Dinamis Dipercepat
𝑊 𝑓 = 1 𝐿 [𝑊𝐿 𝑟 − ℎ  ( 𝑊 𝑔 𝑎 + 1 2 𝜌 𝐶 𝑑 𝐴 𝑓 𝑉 2 )] (6)
𝑊 𝑟 = 1 𝐿 [𝑊𝐿 𝑓 + ℎ  ( 𝑊 𝑔 𝑎 + 1 2 𝜌 𝐶 𝑑 𝐴 𝑓 𝑉 2 )] (7)
dimana W f adalah distribusi beban pada ban depan, W r adalah distribusi beban pada ban belakang, W adalah beban total, L f adalah jarak sumbu roda depan ke center of gravity , L r adalah jarak sumbu belakang ke center of gravity , L adalah panjang wheelbase , h adalah  tinggi center  of  gravity ke  permukaan tanah, g adalah  konstanta  gravitasi, ρ adalah  massa  jenis udara, C d adalah  koofiesien drag , A f adalah  luas  frontal kendaraan, V adalah kecepatan relaif kendaraan.
B. Peredam Magnetorheological
Peredam magnetorheological menggunakan  partikel magnetik  sebagai  pengganti  cairan  yang  digunakan  pada peredam pasif. Dengan menggunakan prinsip medan magnet cairan  magnetik  ini  dapat  merubah  viskositasnya.  Fluida peredam ini berisi cairan peredam pasif standar sebesar 20- 40%, partikel besi dengan ukuran 3-10 mikron.
Prinsip  kerja  dari  peredam  ini  adalah  ketika  tidak  ada medan magnet (arus masuk), cairan ini akan bersifat seperti cairan newtonian yang dapat bergerak bebas. Namun, ketika sebuah medan magnet diterapkan partikel besi akan bertindak sebagai  dipol  yang  akan  membentuk  pola  yang  selaras sepanjang  garis  fluks.  Fenomena  ini  hanya  terjadi  pada wilayah  medan  magnet  saja,  diluar  itu  cairan  yang  lain bergerak  bebas  namun  terbatas.  Hal  tersebut  menyebabkan gaya redaman semakin membesar.
Peredam magnetorheological dapat  dimodelkan  menjadi beberapa pemodelan, dianataranya adalah parametrik ( bouc- wen , spencer ), dan non parametrik. Pada metode parametrik, peredam  dikarakteristikkan  sebagai  sistem  dengan  elemen
linear  mauupun  non  linear,  yang  didefenisikan  dengan parameter spring,  dashspot (peredam  viscous)  dan  elemen mekanik lainnya. Dimana model spencer hanya pengembangan dari model bouc-wen . Sementara, untuk non parametrik  peredam  dimodelkan  dengan  fungsi  khusus sebagai  polinomial,  tangen  hiperbolik,  delay,  offset  atau dapat dimodelkan dengan metode kecerdasan buatan (logika fuzzy).  Pada penelitian kali ini digunakan model bouc-wen yaitu seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Struktur Model Bouc-Wen [3]
dimana  model Bouc-Wen memiliki  persamaan  gaya  redam yang dirumuskan sebagai berikut.
𝐹 = 𝐶 𝑜 𝑥 𝑑 +   𝑘 𝑜 𝑥 𝑑 ̇ + 𝛼𝑧 (8)
dimana variabel z dirumuskan sebagai
𝑧̇ =   −𝛾 |𝑥̇ 𝑑 |𝑧|𝑧| 𝑛−1 − 𝛽𝑥̇ 𝑑 |𝑧| 𝑛 + 𝐴𝑥̇ 𝑑 (9)
untuk metdode parametrik berlaku beberapa persamaan yaitu sebagai berikut.
𝛼 = 𝛼 𝑎 + (𝛼 𝑏 𝑢) (10)
𝑐 1 = 𝑐 1𝑎 + (𝑐 1𝑏 𝑢) (11)
𝑐 0 = 𝑐 0𝑎 + (𝑐 0𝑏 𝑢) (12)
𝑢̇ = −𝜂(𝑢 − 𝑣) (13)
dimana γ,  β,  A adalah  parameter  kontrol  linear  sebelum pembebanan, α adalah parameter kekakuan gaya redaman, k o adalah kekakuan pegas, c o adalah peredam viscous, n adalah parameter  yang  menyatakan  kehalusan  transisi  karakter peredam, dan η adalah filter waktu.

## C. Pemdodelan Getaran Kendaraan
Analisa  getaran  yang  terjadi  pada  kendaraan  untuk melihhat  karakteristik  getaran  dapat  dilakukan  dengan  cara pemodelan getaran kendaraan. Pemodelan dinamis kendaraan terdiri  dari  beberapa  jenis  sesuai  dengan  kebutuhannya, diantaranya  adalah  model  seperempat  kendaraan,  setengah kendaraan dan full kendaraan. Pemodelan dinamis kendaraan dipilih sesuai dengan kebutuhan analisa getaran kendaraan.
Pada  penelitian  ini  digunakan  model  setengah  kendaraan yang ditunjukkan pada gambar 2 untuk  menganalisa respon getaran kendaraan. Selanjutnya, dilakukan analisa gaya-gaya yang berkerja pada massa yang ditinjau ( degree of freedom ). Sehingga, dengan melakukan penyederhanaan sesuai dengan hukum  Newton  kedua,  maka  akan  didapat  persamaan matematis sistem gerak suspensi kendaraan seperti berikut.
Gambar 2. Pemodelan Getaran Setengah Kendaraan
dari free body diagram diatas dapat ditulis persamaan gerak sebagai berikut :
Persamaan gerak unsprung mass depan (m wf ) :
𝑚 𝑤𝑓 ẍ 𝑤𝑓 +   [(𝑐 𝑡𝑓 + 𝑐 𝑠𝑓 ) ẋ 𝑤𝑓 ] −   𝑐 𝑡𝑓 ẏ 𝑓 − 𝑐 𝑠𝑓 ẋ − 𝑐 𝑠𝑓 𝜃̇𝑙𝑓 + [(𝑘 𝑡𝑓 + 𝑘 𝑠𝑓 )𝑥 𝑤𝑓 ]   −   𝑘 𝑡𝑓 𝑦 𝑓 −   𝑘 𝑠𝑓 𝑥 − 𝑘 𝑠𝑓 𝜃𝑙𝑓 = 0 (14)
Persamaan gerak unsprung mass belakang (m wr ) :
𝑚 𝑤𝑟 ẍ 𝑤𝑟 +   𝑐 𝑡𝑟 ẋ 𝑤𝑟 −   𝑐 𝑡𝑟 ẏ 𝑟 + 𝐹𝑑 𝑟 + [(𝑘 𝑡𝑟 + 𝑘 𝑠𝑟 )    𝑥 𝑤𝑟 ]   −   𝑘 𝑡𝑟 𝑦 𝑟 −   𝑘 𝑠𝑟 𝑥 − 𝑘 𝑠𝑟 𝜃 𝑙𝑟 = 0 (15)
Persamaan gerak massa bodi kendaraan (m b ):
𝑚 𝑏 ẍ + 𝐹 𝑑𝑓 + 𝐹 𝑑𝑟 + [(𝑘 𝑠𝑟 + 𝑘 𝑠𝑓 )𝑥] + [(𝑘 𝑠𝑓 𝑙𝑓 − 𝑘 𝑠𝑟 𝑙𝑟)𝜃] − 𝑘 𝑠𝑟 𝑥 𝑤𝑟 − 𝑘 𝑠𝑓 𝑥 𝑤𝑓 + 𝑘 𝑘 𝑥 + 𝑘 𝑘 𝑙𝑝𝜃 − 𝑘 𝑘 𝑥 𝑘 + 𝑐 𝑘 ẋ + 𝑐 𝑘 𝑙𝑝𝜃̇ − 𝑐 𝑘 ẋ 𝑘 + 𝑘 𝑎 𝑥 + 𝑘 𝑎 𝑙𝑎𝜃 − 𝑘 𝑎 𝑥 𝑎 + 𝑐 𝑎 ẋ + 𝑐 𝑎 𝑙𝑎𝜃̇ − 𝑐 𝑎 ẋ 𝑎 = 0 (16) 𝐼 𝑏 Ӫ − 𝐹 𝑑𝑓 𝑙𝑓 + 𝐹 𝑑𝑟 𝑙𝑟 + [(−𝑘 𝑠𝑟 + 𝑘 𝑠𝑓 𝑙𝑓)𝑥] + [(𝑘 𝑠𝑓 𝑙𝑓 2 + 𝑘 𝑠𝑟 𝑙𝑟 2 )𝜃] + 𝑘 𝑠𝑟 𝑙𝑟 𝑥 𝑤𝑟 − 𝑘 𝑠𝑓 𝑙𝑓 𝑥 𝑤𝑓 + 𝑘 𝑘 𝑙𝑝 𝑥 + 𝑘 𝑘 𝑙𝑝 2 𝜃 − 𝑘 𝑘 𝑙𝑝 𝑥 𝑘 + 𝑐 𝑘 𝑙𝑝 ẋ + 𝑐 𝑘 𝑙𝑝 2 𝜃̇ − 𝑐 𝑘 𝑙𝑝 ẋ 𝑘 + 𝑘 𝑎 𝑙𝑎 𝑥 + 𝑘 𝑎 𝑙𝑎 2 𝜃 − 𝑘 𝑎 𝑙𝑎 𝑥 𝑎 + 𝑐 𝑎 𝑙𝑎 ẋ + 𝑙𝑎 2 𝜃̇ − 𝑐 𝑎 𝑙𝑎 ẋ 𝑎 = 0 (17)
Persamaan gerak massa alat yang dibawa (m a ) :
𝑚 𝑎 ẍ 𝑎 − 𝑘 𝑎 (𝑥 + 𝑙𝑎𝜃 − 𝑥 𝑎 ) − 𝑐 𝑎 (ẋ + 𝑙𝑎𝜃̇ − ẋ 𝑎 ) = 0 (18)
Persamaan gerak massa kursi pengemudi kendaraan (m k ):
𝑚 𝑘 ẍ 𝑘 + [(𝑘 𝑘 + 𝑘 1 )𝑥 𝑘 ] + [(𝑐 𝑘 + 𝑐 1 )ẋ 𝑘 ] − 𝑘 1 𝑥 1 − 𝑐 1 ẋ 1 − 𝑘 𝑘 𝑥 − 𝑐 𝑘 ẋ − 𝑘 𝑘 𝑙𝑝𝜃 − 𝑐 𝑘 𝑙𝑝𝜃 = 0 ̇
(19) Persamaan gerak massa lower torso (m 1 ) :
𝑚 1 ẍ 1 + [(𝑘 1 + 𝑘 4 + 𝑘 2 )𝑥 1 ] + [(𝑐 1 + 𝑐 4 + 𝑐 2 )ẋ 1 ] − 𝑘 1 𝑥 𝑘 − 𝑐 1 ẋ 𝑘 − 𝑘 4 𝑥 3 − 𝑐 4 ẋ 3 − 𝑘 2 𝑥 2 −
𝑐 2 ẋ 2 = 0 (20)
Persamaan gerak massa viscera (m 2 ) :
𝑚 2 ẍ 2 + [(𝑘 2 + 𝑘 3 )𝑥 2 ] + [(𝑐 2 + 𝑐 3 )ẋ 2 ] − 𝑘 2 𝑥 1 − 𝑐 2 ẋ 1 − 𝑘 3 𝑥 3 − 𝑐 3 ẋ 3 = 0 (21)
Persamaan gerak massa upper torso (m 3 ) :
𝑚 3 ẍ 3 + [(𝑘 4 + 𝑘 3 + 𝑘 5 )𝑥 3 ] + [(𝑐 4 + 𝑐 3 + 𝑐 5 )ẋ 3 ] − 𝑘 4 𝑥 1 − 𝑐 4 ẋ 1 − 𝑘 3 𝑥 2 − 𝑐 3 ẋ 2 − 𝑘 5 𝑥 5 − 𝑐 5 ẋ 5 = 0 (22)
Persamaan gerak massa head and neck (m 5 ) :
𝑚 5 ẍ 5 + 𝑘 5 𝑥 5 + 𝑐 5 ẋ 5 − 𝑘 5 𝑥 3 − 𝑐 5 ẋ 3 = 0 (23)
dimana 𝑚 𝑤𝑓 adalah  massa  ban  depan, 𝑚 𝑤𝑟 adalah  massa ban  belakang, 𝑚 𝑏 adalah  massa  bodi  kendaraan, 𝑚 𝑎 massa alat, 𝑚 𝑘 adalah massa kursi, 𝑚 1 massa lower torso , 𝑚 2 adalah massa viscera , 𝑚 3 adalah  massa upper  torso , 𝑚 5 adalah massa head  &  neck. , ẏ 𝑓 , 𝑦 𝑓 adalah  kecepatan  permukaan jalan,  defleksi  jalan, ẍ 𝑤𝑓 , ẋ 𝑤𝑓 , 𝑥 𝑤𝑓 adalah  percepatan  ban depan,  kecepatan  ban  depan  dan  defleksi  ban  depan. ẍ 𝑤𝑟 , ẋ 𝑤𝑟 , 𝑥 𝑤𝑟 adalah percepatan ban belakang, kecepatan ban belakang dan defleksi ban belakang. ẍ , ẋ, 𝑥 adalah percepatan bodi,  kecepatan  bodi  dan  defleksi  bodi. 𝜃̈, 𝜃̇, 𝜃 adalah percepatan sudut bodi, kecepatan sudut bodi, dan sudut posisi bodi. ẍ 1 , ẋ 1 , 𝑥 1 adalah  percepatan lower  torso ,  kecepatan lower  torso dan  defleksi lower  torso . ẍ 𝑘 , ẋ 𝑘 , 𝑥 𝑘 adalah percepatan kursi, kecepatan kursi dan defleksi kursi. ẍ 2 , ẋ 2 , 𝑥 2 adalah  percepatan viscera ,  kecepatan viscera dan defleksi viscera . ẍ 3 , ẋ 3 , 𝑥 3 adalah  percepatan upper  torso , kecepatan upper  torso dan  defleksi upper  torso. ẍ 5 , ẋ 5 , 𝑥 5 adalah percepatan head & neck , kecepatan head & neck dan defleksi head & neck . 𝑐 𝑡𝑓, 𝑘 𝑡𝑓 adalah konstanta redaman dan pegas ban depan. 𝑐 𝑡𝑟, 𝑘 𝑡𝑟 adalah konstanta redaman dan pegas ban belakang. 𝑐 𝑠𝑓, 𝑘 𝑠𝑓 adalah konstanta redaman dan pegas suspensi depan. 𝑐 𝑠𝑟, 𝑘 𝑠𝑟 adalah konstanta redaman dan pegas suspensi belakang. 𝑐 𝑎, 𝑘 𝑎 adalah konstanta redaman dan pegas alat. 𝑐 𝑘, 𝑘 𝑘 adalah  konstanta  redaman  dan  pegas  kursi. 𝑐 1, 𝑘 1 adalah konstanta redaman dan pegas lower torso . 𝑐 2, 𝑘 2 adalah konstanta redaman dan pegas viscera . 𝑐 3, 𝑘 3 adalah konstanta redaman  dan  pegas upper  torso . 𝑐 4, 𝑘 4 adalah  konstanta redaman dan pegas antara lower torso dan upper torso . 𝑐 5, 𝑘 5 adalah  konstanta  redaman  dan  pegas  anatar head  &  neck . 𝑙𝑓 adalah  jarak  sumbu  roda  depan  ke center  of  gravity . 𝑙𝑟
adalah  jarak  sumbu  roda  belakang  ke center  of  gravity . 𝑙𝑝 adalah jarak penumpang ke center of gravity . 𝑙𝑎 adalah jarak penumpang ke center of gravity .

## III. HASIL DAN ANALISIS

## A. Perancangan Pegas Sistem Suspensi
Berdasarkan  spesifikasi  mobil  multiguna  pedesaan  yang ditunjukkan pada tabel 3 di lampiran. Dengan mendapatkan perubahan center of gravity akibat adanya perubahan muatan, maka dengan  menggunakan persamaan (2) - (7) didapatkan nilai  beban  maksimal  yang  diterima  kendaraan  yang ditunjukkan pada tabel 4 pada lampiran. Dari tabel 4 dipilih beban maksimal yaitu pada W f dinamis diperlambat dan W r dinamis  dipercepat.  Sehingga,  dengan  menggunakan persamaan  (1)  didapatkan  nilai  kekakuan  pegas  depan  dan belakang yang ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Perhitungan Nilai Kekakuan Pegas

## B. Perancangan Redaman Sistem Suspensi
Untuk  mencari  nilai  konstanta  redaman  suspensi  perlu diketahui besar arus  yang  masuk  ke dalam redaman., untuk mengetahuinya  digunakan  simulasi  dengan  pemodelan setengah kendaraan. Dimana nilai konstanta redaman dipilih dengan memvariasikan nilai arus yang masuk kedalam sistem suspensi.  Parameter  utama  untuk  pemilihan  konstanta redaman dipilih dari sisi kenyamanan.
Untuk  pemodelan  redaman magnetorheological pada penelitian  ini  digunakan  pemodelan Bouce-Wen .  Dimana pemodelan Bouce-Wen memiliki  parameter-parameter  yang ditunjukkan  pada  tabel  2  pada  lampiran.  Dengan menggunakan  pemodelan  setengah  kendaraan  dan  peredam magnetorheological dengan  model bouc-wen pada  simulasi dengan software .  Didapatkan  respon  getaran  terhadap kenyamanan  dan  keamanan  kendaraan  yang  ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 5. Pengaruh Variasi Arus Terhadap Percepatan RMS Pengemudi .
Pada  respon  percepatan  RMS  bodi  yang  ditunjukkan gambar  5  menunjukkan  bahwa  semakin  besar  arus  yang masuk  ke  dalam  sistem  suspensi  maka  semakin  besar  juga nilai  percepatan  arah  vertikal  yang  diterima  oleh  bodi kendaraan, sehingga menyebabkan tingkat kenyamanan yang
diterima  pengemudi  maupun  penumpang  akan  semakin menurun.  Sehingga,  berdasarkan  parameter  diatas,  yaitu RMS bodi kendaraan, dipilih  arus  untuk range 0  A,  sampai 0,25  A.  Dikarenakan  dengan  arus  tersebut  dapat menghasilkan percepatan RMS bodi kendaraan yang kecil di bandingkan dengan 2 arus lainnya.

## C. Analisa  Kenyamanan  Suspensi  Pada  Pengemudi, Penumpang, dan Alat
Untuk  menganalisa  kenyamanan  pengemudi  akan  dilihat dari percepatan RMS pada setiap bagian tubuh yaitu head & neck,  upper  torso,  viscera,  lowe  torso .  Menggunakan  input jalan  sinusoidal  dengan  amplitudo  sebesar  0.05  m  dan panjang  gelombang  sebesar  1  m.  Didapatkan  hasil  simulasi yang  ditunjukkan  pada  gambar  6  dan  7.  Dan  untuk  respon kenyamanan penumpang dan alat ditunjukkan pada gambar 8 dan 9.
(a)

## (b)
Gambar 6. Percepatan RMS terhadap Frekuensi Mobil Penumpang pada (a). Head & Neck Pengemudi (b). Lower Torso Pengemudi.

## (b)
Gambar 7. Percepatan RMS terhadap Frekuensi Mobil Alat pada (a). Head & Neck Pengemudi (b). Lower Torso Pengemudi.
Dari  simulasi  pada  gambar  6  -  9  terlihat  bahwa  semakin besar  arus  yang  masuk  ke  dalam  sistem  suspensi menyebabkan nilai percepatan RMS untuk penumpang, alat dan  setiap  bagian  tubuh  pengemudi  semakin  meningkat. Dengan  meningkatnya  nilai  percepatan  RMS  maka  akan menurunkan  tingkat  kenyamanan  pengemudi,  penumpang dan alat. Begitu pula untuk kendaraan kosong , namun pada kendaraan  kosong  perubahan  tingkat  kenyamanannya  lebih besar  untuk  setiap  kenaikan  arus  dibandingkan  dengan kendaraan penuh.
Gambar  8.  Percepatan  RMS  terhadap  Frekuensi  Mobil  Penumpang  pada Penumpang
Gambar 9. Percepatan RMS terhadap Frekuensi pada Alat
Pada penelitian ini bagian tubuh yang dibahas hanya pada bagian head & neck dan lower torso saja, dikarenakan pada bagian tubuh tersebut terjadi penurunan tingkat kenyamanan yang cukup signifikan. Berdasarkan literatur [4] untuk bagian head & neck memiliki tingkat sensitivitas pada frekuensi 25 Hz,  sementara  dari  hasil  simulasi  yang  didapatkan  untuk bagian head  &  neck pada  konfigurasi  mobil  penumpang memiliki tingkat sensitivitas pada range frekuensi 2 – 4 Hz, sementara  untuk  konfigurasi  mobil  alat  memiliki  tingkat sensitivitas pada 2 – 8 Hz. Dan untuk bagian lower torso dari literatur didapatkan memiliki sensitivitas pada frekuensi 2  – 20  Hz,  sementara  untuk  dari  hasil  simulasi  untuk  bagian
lower  torso pada  konfigurasi  mobil  penumpang  didapatkan sensitivitas  pada  frekuensi  2-4  Hz.  Sementara,  untuk konfigurasi mobil alat memiliki tingkat sensitivitas pada 2 – 8  Hz.  Terjadi  perbedaan  yang  sangat  signifikan  antara literatur  dan  simulasi  pada  bagian head  &  neck dimana  hal tersebut  terjadi  dikarenakan  pada  penelitian  ini  hanya memperhatikan  ke  arah  vertikal  saja,  sementara  sensitivitas sangat  diperngaruhi  oleh    2  hal  yaitu  frekuensi  dan  arah getaran.  Untuk  penumpang,  berdasarkan  literatur  untuk seluruh tubuh manusia rata rata memiliki tingkat sensitivitas pada frekuensi 4  - 8 Hz, sementara dari hasil simulasi yang didapatkan untuk seluruh tubuh penumpang memiliki tingkat sensitivitas pada range frekuensi 2 – 8 Hz. Dari hasil diatas dapat  dikatakan  bahwa  hasil  simulasi  sudah  sesuai  dengan standar yang ada.
Sehingga,  dapat  disimpulkan  nilai  konstanta  pegas  dan arus redaman yang digunakan sudah sesuai untuk digunakan, karena  percepatan  RMS  yang  didapatkan  untuk  alat  berada dibawah displacement 1  mm  dan  masuk  kedalam  kondisi recommended .  Begitu  pula  untuk  setiap  anggota  tubuh  dan penumpang  dapat  dikatakan  pada  kondisi  nyaman    karena percepatan RMS  yang didapatkan  setiap anggota tubuh dan penumpang termasuk kedalam kriteria tidak ada keluhan atau nilai percepatan RMS <0,315 m/s 2 .

## D. Analisa Kinerja Suspensi 1) Rasio Redaman Suspensi
Untuk kecepatan 60 km/h pada arus 0 A di dapat nilai nilai gaya  redaman  rata-rata  sebesar  158,8931  N  dengan  nilai kecepatan  relatif  sebesar  0,0365  m/s.  Untuk  mendapat konstanta peredam didapatkan dengan membagi gaya redam dengan kecepatan relatif. Sehingga didapatkan nilai konstanta redaman sebesar 5266,67 N.s/m yang memiliki rasio redaman dengan  cara  membagi  dengan critical sebesar  0,41.  Begitu pula  untuk  setiap  arus  lainnya,  sehingga  pada  arus  0,125 A didapat rasio redaman sebesar 0,55. Pada arus 0,25 A didapat sebesar 0,9. Pada suspensi pasif rasio redaman sebesar 0,45.
Gambar 10. Gaya Redaman Suspensi terhadap Kecepatan Relatif

## 2) Defeleksi Suspensi
Dari simulasi di atas terlihat bahwa jenis sistem  suspensi sangat  berpengaruh  terhadap  defleksi  maksimal  suspensi. Semakin  besar  rasio  redaman  maka  nilai  defleksi  akan semakin kecil. Pada gambar 11 menunjukkan hasil simulasi defleksi suspensi depan mobil menggunakan sistem suspensi semi aktif dengan arus 0 A memiliki nilai defleksi yang paling besar  yaitu  sebesar  0,0011 m,  Untuk  sistem  suspensi  semi aktif  dengan  arus  0,125  A  memiliki  nilai  defleksi  sebesar 9,171 x10 -4 m. Untuk sistem suspensi semi aktif dengan arus 0,25 A  memiliki  nilai defleksi sebesar 7,5304 x10 -4 m. Dan untuk  sistem  suspensi  pasif  memiliki  nilai  defleksi  sebesar 9,6740  x  10 -4 m.  Begitu  pula  untuk  suspensi  belakang suspensi didapatkan hasil yang sama dimana sistem suspensi memiliki  nilai  defleksi  yang  masih  dibawah  batas  defleksi maksimal  yang  di  diizinkan.  Sehingga,  dapat  dikatakan bahwa  suspensi  aman  terhadap  syarat  batas  defleksi maksimal.

## 3) Keamanan Kendaraan
Gambar  12    menunjukkan  perbandingan  antara  respon kemampuan ban menapak jalan antara jenis sistem suspensi pasif,  dan  sistem  semi  aktif  yang  direpresentasikan  dengan persentase ban depan  menapak jalan. Dimana parameter ini digunakan  untuk  menyatakan  tingkat  keamanan  kendaraan, semakin  besar  prosentase  ban  menapak  maka  tingkat keamanan  kendaraan  tersebut  juga  semakin  besar.  Pada gambar  12  menunjukkan  bahwa  minimum  dari  prosentase ban depan menapak jalan pada frekuensi 0 Hz sampai 100 Hz adalah  sebesar  50,0167%  dimana  menurut  Kriteria Keamanan  Kendaraan  menurut BEISSBARTH  Automotive Group untuk  prosentase  ban  menapak  antara  40%  -  59% dikategorikan dalam kondisi cukup baik.
Gambar 12. Persentase Ban Depan Mobil Menapak Jalan

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  simulasi  dan  analisa  terhadap  respon gerak  mobil  multiguna  pedesaan  dengan  model  setengah kendaraan (half car) diisimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan  perhitungan  suspensi  mobil  multiguna pedesaan didapatkan nilai kekakuan pegas helical depan (Ksf)  sebesar  56904,57541  N/m,  sementara  untuk  nilai kekakuan  pegas helical belakang  (Ksr)  sebesar 70864,50183 N/m.
2. Berdasarkan  ISO  2631  dan Assesment  Diagram  of Vibration ,  didapatkan  sistem  suspensi  semi  aktif menghasilkan  keyamanan  yang  baik  (RMS<0,3  m/s 2 ) untuk  setiap  bagian  tubuh  pengemudi,  penumpang  dan alat.
3. Defleksi  yang terjadi pada suspensi depan dan belakang berada dibawah batas defleksi maksimal yaitu sebesar 0,1 m (suspensi depan) dan 0,12 m (suspensi belakang).
4. Berdasarkan  Kriteria  Keamanan  Kendaraan  menurut BEISSBARTH  Automotive  Group prosentase  ban menapak dengan perancangan sistem suspensi dikategorikan dalam kondisi cukup baik yaitu pada range 40%-59%.

## LAMPIRAN
Tabel 2.
Parameter Peredam Magnetorheological dengan Model Bouc-Wen [3]
Tabel 3.
Data Mobil Multiguna Pedesaan
Tabel 4. Perhitungan Beban yang Diterima Kendaraan Parameter Bouce-Wen Parameter Bouce-Wen k 0 46.9 N/cm A 301 C oa 21 N s/cm γ 363 sec -2 C ob 3.5 N s/cm.V β 363 sec -2 α a 140 N/cm n 2 α b 695 N/cm.V η 190 sec -1

## DAFTAR PUSTAKA
[1] P.  .  Ramadhana,  “Desain  dan  Analisa  Sistem  Suspensi  Mobil Produksi Multiguna Pedesaan Dengan Standar Kenyamanan  ISO 2631,” ITS, 2016.
[2] N.  R.  Gunawan,  “Permodelan  dan  Studi  Karakteristik  Sistem
Suspensi Semi-Aktif dengan Peredam Magnetorheological,” ITS,
2015.
[3] A. A. . S.J Dyke, B.S., “Acceleration Feedback Control Strategies For  Active  and  Semi-Active  Control  System :  Modeling, Alogarithm Development and Experimental Verification,” 1996.
[4] S.  .  Singiresu, Mechanical  Vibration .  Singapore:  Prentice  Hall PTR, 2004.