Abstrak — Melihat  tingginya  tingkat  produksi  dan  penjualan mobil di Indonesia, seharusnya pihak produsen mengimbanginya  dengan  upaya  memberikan  informasi  detail mengenai  mobil  kepada  konsumen,  agar  konsumen  juga tercerdaskan, seperti yang sudah dilakukan di beberapa negara maju.  Realitas  yang  terjadi  di  pasaran  Indonesia,  informasi yang diberikan oleh pihak produsen mengenai detail spesifikasi mobil, bahkan untuk tingkat SUV yang merupakan mobil kelas premium  pun  masih  sangatlah  terbatas.  Hal  tersebut  yang mendasari  penulis  untuk  melakukan  analisa  perbandingan karakteristik  traksi  dan  karakteristik  tenaga  dari  tiga  jenis mobil SUV. Dalam penelitian ini, penulis melakukan tiga tahap analisa.  Tahap  pertama,  penulis  akan  melakukan  analisa perhitungan gaya hambat dan gaya dorong kendaraan sehingga akan  didapatkan  karakteristik  traksi  ketiga  kendaraan. Kemudian pada tahap kedua, penulis akan melakukan analisa perhitungan kecepatan kendaraan dan daya aktual kendaraan, sehingga  didapatkan  karakteristik  tenaga  kendaraan.  Tahap terakhir, penulis akan melakukan evaluasi grafik karakteristik traksi dan tenaga ketiga kendaraan, kemudian membandinkannya.  Dari  penelitian  ini  diperoleh  grafik karakteristik  traksi  dan  tenaga  ketiga  kendaraan.  Setelah dilakukan  analisa  didapatkan Toyota  Rush  mampu  menanjak dengan gradeability 40% dan menempuh kecepatan maksimum sebesar 130,98 km/jam, Mitsubishi Xpander mampu menanjak dengan gradeability 40% dan menempuh kecepatan maksimum sebesar  166,28  km/jam,  Daihatsu  Terios  mampu  menanjak dengan gradeability 50% dan menempuh kecepatan maksimum sebesar 141,58  km/jam. Dilihat dari grafik yang diperoleh perlu adanya  peningkatan  gaya  dorong  terutama  pada  tiga  tingkat transmisi  awal.  Diperlukanya  peningkatan  gaya  dorong tersebut  agar  memungkinkan  kendaraan  untuk  melalui  jalan tanjak  dengan  gradeability  yang  lebih  besar  dan  mengurangi losses yang terjadi.
Kata  Kunci—Karakteristik  Traksi,  Karakteristik  Tenaga,  Toyota Rush,  Mitsubishi  Xpander,  Daihatsu  Terios,    Rasio  Transmisi, Gradeability

## I. PENDAHULUAN
ASYARAKAT  di  Tanah  Air  memang  lebih menggemari  Multi  Prupose  Vehicle  (MPV),  namun keberadaan  Sport  Utility  Vehicle  (SUV)  pun  tak  kalah memikat di mana pada setiap bulannya, para agen pemegang merk (APM) selalu mengantungi pemesanan. Awal 2018, PT Toyota-Astra  Motor  merilis  all-new  Toyota  Rush.  Selain punya wajah baru, SUV ini juga datang dengan dimensi lebih panjang dan hadir dengan sederet fitur baru. Mobil bermesin 2NR 1.500 cc, 4-silinder, DOHC, Fuel Injection, Dual VVT- i ini rupanya paling banyak dibeli yakni 45.156 unit. Toyota Rush juga menawarkan varian TRD Sportivo yang tentu saja dibanderol  lebih  tinggi  dari  varian  standar.  Menariknya,
Toyota  Rush  TRD  Sportivo  M/T  dan  A/T  menjadi penyumbang  jualan  terbanyak  Toyota  Rush  selama  periode tersebut.
Tingginya  tingkat  produksi  dan  penjualan  mobil  di Indonesia,  seharusnya  pihak  produsen  mengimbanginya dengan upaya memberikan informasi detail mengenai mobil kepada konsumen, agar konsumen juga tercerdaskan, seperti yang sudah dilakukan di beberapa negara maju. Realitas yang terjadi  di  pasaran  Indonesia,  informasi  yang  diberikan  oleh pihak  produsen  mengenai  detail  spesifikasi  mobil,  bahkan untuk  tingkat  SUV  yang  merupakan  mobil  kelas  premium pun  masih  sangatlah  terbatas.  Kebanyakan  brosur  hanya menampilkan upgrade teknologi  dan fitur tambahan terbaru yang  mereka  miliki.  Jika  hal  ini  terus  berlanjut,  maka selamanya masyarakat Indonesia hanya akan menjadikonsumen  tanpa  ada  peningkatan  pengetahuan mendetail mengenai karakteristik atau performa mesin mobil yang mereka beli.

## Analisis Perbandingan Karakteristik Traksi dan Tenaga Toyota Rush, Mitsubishi Xpander dan Daihatsu Terios
Aam Masgroana Anassi, dan I Nyoman Sutantra Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : tantra@me.its.ac.id
M
Gambar 2. Grafik pengaruh tekanan ban terhadap f o dan f s.. Gambar 3. Grafik gaya hambat aerodinamis kendaraan. 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 0 40 80 120 160 200 Gaya (k N ) Kecepatan (km/h) Gaya Hambat Aerodnamis Rush Xpande r
Terios

## II. URAIAN PENELITIAN
Adapun  metode  penelitian  yang  dilakukan  dapat diilustrasikan dalam sebuah flowchart seperti gambar 1.

## A. Studi Literatur
Penelitian  ini  diawali  dengan  melakukan  studi  literatur. Pada  bagian  ini  dilakukan  pengumpulan  literatur  berupa buku, jurnal, serta katalog yang dapat mendukung penelitian tugas  akhir  ini.  Referensi  tersebut  erat  kaitannya  dengan penelitian  mengenai  analisa  karakteristik  traksi  dan  tenaga, informasi  mengenai  spesifikasi  kendaraan  serta  penelitian mengenai proses redesign transmisi.
B. 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. 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  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 k 2 (1)
dimana,
R a = Hambatan aerodinamika (N)
Gambar 1. Flowchart penelitian.
ρ    = Massa jenis udara (kg.m 3 ) C d = Koefisien drag A f = Luas frontal kendaraan (m 2 ) V k = 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
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)
Gambar 6. Grafik karakteristik traksi Toyota Rush.
Gambar 7. Grafik karakteristik traksi Mitsubishi Xpander. 0 2 4 6 8 10 12 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Gaya (k N ) Kecepatan (km/h) Karakteristik Traksi Toyota Rush 0 2 4 6 8 10 12 0 25 50 75 100 125 150 175 200 G ay a (k N ) Kecepatan (km/h) Karakteristik Traksi Mitsubishi Xpander Gambar 4. Grafik gaya hambat rolling kendaraan. Gambar 5. Grafik gaya hambat total kendaraan. 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2,000 0 40 80 120 160 200 Gaya (k N ) kecepatan (km/h) Gaya Hambat Rolling Rush Xpand er Terios 0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 11,000 12,000 13,000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Gay a (kN ) Kecepatan (km/h)

## Gaya Hambat Tanjakan Total
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)

## C. 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 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)

## D. Karakteristik Traksi 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. Karakteristik Tenaga Kendaraan
Tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakkan kendaraan pada  beban  dan  kecepatan  tertentu  dinamakan road  load horsepower (Rhp). 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)
Gambar 10. Grafik karakteristik tenaga Mitsubishi Xpander. Gambar 11. Grafik karakteristik tenaga Daihatsu Terios. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 50 100 150 D ay a ( Hp ) Kecepatan (km/h) Karakteristik Tenaga Mitsubishi Xpander Tingkat 1 Tingkat 2 Tingkat 3 Tingkat 4 Tingkat 5 RHP 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 50 100 150 D ay a ( Hp ) Kecepatan (km/h) Karakteristik Tenaga Daihatsu Terios Tingkat 1 Tingkat 2 Tingkat 3 Tingkat 4 Tingkat 5 RHP
Gambar 8. Grafik karakteristik traksi Daihatsu Terios.
Gambar 9. Grafik karakteristik tenaga Toyota Rush. 0 2 4 6 8 10 12 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Gaya (k N ) Kecepatan (km/h) Karakteristik Traksi Daihatsu Terios 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 100 D ay a ( HP ) Kecepatan (km/h) Karakteristik Tenaga Toyota Rush Tingkat 1 Tingkat 2
Tingkat 3 Tingkat 4 Tingkat 5 RHP
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 diperhitungkan  dan  dianalisa  karakteristik  traksi  dan karakteristik  tenaga  kendaraan  dengan  memperhatikan beberapa batasan:
1. Analisa dilakukan dengan kondisi kendaraan kosong
2. Kinerja engine tidak dipengaruhi oleh lingkungan sekitar.
3. Jalan yang dilalui menanjak dan rata (tidak bergelombang).
4. Tekanan ban 30 psi.
5. Letak pusat masa (CG) ketiga kendaraan sama

## A. Perhitungan Gaya Hambatan Kendaraan
Gaya dorong yang dibutuhkan oleh kendaraan ditentukan berdasarkan  tinjauan  beban  yang  dialami  kendaraan,  yaitu beban  saat  kendaraan  berjalan  dalam  kondisi  lurus  yang meliputi  gaya  hambat  aerodinamis  (R a )  dan  gaya  hambat rolling (R r ),  serta  saat  kendaraan  dalam  kondisi  menanjak (R g ). Perhitungan gaya dorong digunakan untuk mengetahui kecepatan  serta  percepatan  yang  mampu  dihasilkan kendaraan saat beroperasi.
Dengan  menggunakan  persamaan  yang  telah  disebutkan sebelumnya,  didapatkan  grafik  gaya  hambat  terhadap kecepatan  kendaraan  dapat  dilihat  pada  Gambar  4  samapai Gambar 6.
B. Formula Matematika
Gaya dorong kendaraan dapat diperhitungkan menggunakan persamaan (6). Berikut merupakan karakteristik traksi kendaraan yang  diperoleh dari memplotting  gaya  dorong  dan  gaya  hambat  terhadap kecepatan kendaraan, dapat dilihat pada Gambar 7.
Dari ketiga Gambar 7 samapai 9 grafik karakteristik yang telah  didapat  terlihat  bahwa  hanya  Daihatsu  Terios  yang mampu  melalui  jalan  tanjakan  dengan  gradeabiity  50%, sedangkan  Toyota  Rush  dan  Mitsubishi  Xpander  hanya mampu  pada  gradeability  40%.  Untuk  dapat  melalui  jalan menanjak  dengan  gradeability  60%  ketiga  mobil  perlu menaikan  traksi  maksimal  pada  tingkat  gigi  pertama, terutama  untuk  Xpander  yang  memiliki  traksi  maksimum paling rendah. Tentu saja jika hanya traksi maksimum pada tingkat  gigi  pertama  yang  dinaikan  kendaraan  akan mengalami losses traksi  saat  melakukan  perpindahan  gigi ketingkat berikutnya, oleh karena itu dari grafik pun terlihat bahwa  ketiga  kendaraan  perlu  mengoptimalkan  traksi  pada tiga tingkat transmisi awal.
Untuk  kecepatan  maksimal  yang  mampu  dicapai kendaraan Xpander memiliki kemampuan terbesar dan Terios memiliki  kecepatan  maksimum  terkecil.  Dalam  hal  ini dengan  melihat  rumus  2.14. V k = 𝑛𝑒 𝑖𝑘 x 𝑖𝑔 x 𝜋 30 x r ,  dimana
kecepatan  maksimal  pada  tiap  tingkat  transmisi  berbanding terbalik  dengan  rasio  gardan  dan  rasio  transmisi  maka  jika mengoptimalkan traksi maksimal pada tingkat gigi lima maka kecepatan  maksimal  kendaraan  pun  akan  berkurang,  oleh karena itu sebaiknya pada tingkat gigi ke empat dan kelima diminimalisir  penambahan  rasio  transmisi  dan  rasio gardannya.

## C. Karakterisitik Tenaga
Gambar  10  samapai  11  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).
Mengacu  pada  grafik  diatas,  trendline  garis  nilai  Rhp semakin  besar  dengan  bertambahnya  kecepatan  yang ditempuh  oleh  kendaraan.  Hal  ini  dikarenakan  oleh  gaya hambat  yang  terjadi  pada  kendaraan  semakin  besar  seiring dengan bertambahnya kecepatan kendaraan.
Dari  grafik  diatas  didapatkan  bahwa  karakteristik  dari ketiga  kendaraan  pada  setiap  desain  tingkat  transmisi terhadap power yang dihasilkan mempunyai nilai yang sama dengan  grafik  karakteristik  traksi  kendaraan  pada  setiap tingkat transmisi. Dari spesifikasi kendaraan Toyota rush dan Daihatsu  Terios  memiliki  daya  maksimum  yang  sama  dan Mitsubishi  dibawah  keduanya  sesuai  dengan  grafik  yang didapat.  Pada  tingkat  gigi  lima  Rush  dan  Terios  perlu dioptimalkan  hingga  mencapai  batas  Rhp  yang  diperlukan agar  dapat  mencapai  kecepatan  maksimal  yang  lebih  besar sedangkan  Xpander  untuk  mencapai  kecepatan  maksimal yang lebih besar perlu ditambah daya maksimal yang dapat dicapai.

## IV. KESIMPULAN

## A. Kesimpulan
Berdasarkan  data  dan  analisa  yang  telakh  dilakukan, diperoleh  beberapa  kesimpulan  penelitian  sebagai  berikut; (1)Toyota  Rush  mampu  menempuh  kecepatan  maksimum sebesar  130,98  km/jam,  Mitsubishi  Xpander  mampu menempuh  kecepatan  maksimum  sebesar  166,28  km/jam, dan  Daihatsu  Terios  mampu  menempuh  kecepatan maksimum  sebesar  141,58  km/jam  pada  tingkat  gigi terakhirnya; (2)Toyota Rush dan Mitsubishi Xpander mampu melaju pada jalan yang memiliki gradeability 40% sedangkan Daihatsu Terios mampu melewati jalan dengan gradeability 50%; (3)Traksi maksimum yang mampu dicapai oleh Toyota Rush adalah 9,31 kN pada putaran 4600 rpm pada tingkat gigi pertama, Mitsubishi Xpander mencapai 8,8 kN pada putaran 4200  rpm  pada  tingkat  gigi  pertama,  dan  Daihatsu  Terios mencapai 10,36 kN pada putaran 4600 rpm pada tingkat gigi pertama; (4)Toyota Rush dan Daihatsu Terios memiliki daya maksimum  yang  sama  dan  Mitsubishi  Xpander  dibawah keduanya.  Pada  tingkat  gigi  lima  Rush  dan  Terios  perlu dioptimalkan  hingga  mencapai  batas  Rhp  yang  diperlukan agar  dapat  mencapai  kecepatan  maksimal  yang  lebih  besar sedangkan  Xpander  untuk  mencapai  kecepatan  maksimal yang lebih besar perlu ditambah daya maksimal yang dapat dicapai;(5)Perlu  peningkatan gaya dorong  dan  pengurangan losses  terutama  pada  tiga  tingkat  transmisi  awal.
Diperlukanya  peningkatan  gaya  dorong  tersebut  agar memungkinkan kendaraan untuk melalui jalan tanjak dengan gradeability yang lebih besar. Tetapi, dengan meningkatkan rasio

## B. Saran
Setelah  dilakukan  analisa  pada  tugas  akhir  ini  saran  agar tugas  akhir  ini  dapat  menjadi  lebih  baik  adalah,  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. Taborek, Mechanics of Vehicles . Cleveland: Penton, 1957.