## Pengaruh Tekanan Udara (Inflation Pressure) pada Ban Tipe Radial Ply terhadap Rolling Resistance
Muttaqin Mar’iy Muslih 1 , Kristianta FX 2 , Hari Arbiantara 2
1 Alumni Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember, Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember, Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email: hariarbi@yahoo.com

## ABSTRACT
Salah  satu  faktor  yang  berperan  penting  pada  efisiensi  bahan  bakar  pada  kendaraan  adalah  rolling resistance. Rolling Resistance adalah tahanan terhadap roda yang akan dan telah menggelinding akibat adanya gaya gesekan antara roda dengan permukaan jalannya roda. Ban radial umumnya mempunyai aspek  ratio  yaitu  perbandingan  tinggi  dan  lebar  lebih  kecil  dari  ban  bias.Ban radial  adalah  ban  yang paling banyak dipakai pada kendaraan penumpang untuk saat ini. Pada penelitian ini akan melakukan analisa  tentang  pengaruh  tekanan  udara  pada  ban  tipe  radial  ply  terhadap  rolling  resistance.  Pada penelitian ini digunakan alat standar pengukuran  rolling resistance yang ditetapkan oleh  International Organization  for  Standardization  (ISO),  yaitu  ISO  18164:  2005.  Tujuan  penelitian  ini  mengetahui pengaruh tekanan udara (inflation preassure) terhadap rolling resistance pada ban tipe radial ply pada kecepatan 36,7 km/jam. Penelitian ini tekanan udara yang diberikan bervariasi mulai dari 100 kPa, 150 kPa,  200  kPa,  250  kPa,  dan  300  kPa  dengan  pembebanan  radial  1kN.  Nilai  rolling  resistance  diukur menggunakan  alat  uji  rolling  resistance  dan  untuk  mengetahui  kecepatan  putar  menggunakan tachometer.  Nilai  rata  –  rata  rolling  resistance  dan  lebar  tapak  terkecil  terdapat  pada  tekanan  udara 300 kPa dengan nilai 9,36 N dan 39 mm. Nilai rata  – rata rolling resistance dan lebar tapak terbesar terdapat pada tekanan 100 kPa dengan nilai 19,97 N dan 51,5 mm. Tekanan udara (inflation preassure) dapat meningkatkan dan menurunkan nilai rolling resistance, dikarenakan luasan kontak ban terhadap permukaan  jalan  yang  berubah  seiring  dengan  perubahan  tekanan  udara  (inflation  preassure)  yang diberikan . Keywords: Tekanan udara, rolling resistance, ban radial ply

## PENDAHULUAN
Rolling  Resistance adalah  tahanan  terhadap  roda yang akan dan telah menggelinding akibat adanya gaya gesekan  antara  roda  dengan  permukaan  jalan.  Pada dasarnya, rolling  resistance adalah  momen  yang digunakan  roda  untuk  melawan  arah  gerakan,  setara dengan  gaya  yang  dibutuhkan  untuk  menggerakkan roda bergerak maju [1]
Rolling Resistance terjadi karena proses deformasi seperti  pada  gambar  1  yang  terjadi  pada  struktur  ban, luasan  kontak  dan  permukaan  jalan.  Namun  dalam prakteknya,  sulit  untuk  menganalisis  parameter  yang signifikan secara rinci karena mereka sangat berkorelasi,  namun  jumlah  panas  yang  dihasilkan merupakan  indikasi  dari  jumlah  gaya  perlawanan tersebut [2].
Ban merupakan komposit elastomer . Strukturnya terdiri dari berbagai lapisan. Seperti halnya komposit ban juga memiliki  matriks  dan  penguat.  Ban  adalah  salah  satu komponen terpenting dari kendaraan karena peranannya dalam fungsi keamanan, stabilitas arah serta kenyamanan  dari  kendaraan.  Dalam  aplikasinya  ban kendaraan  dibedakan  berdasarkan  kondisi  dari  operasi,
berdasarkan  tipe  dan  ukuran  serta  berdasarkan struktur  dari carcass atau casing .  Kekasaran permukaan  jalan  adalah  merupakan  faktor  utama yang mempengaruhi koefisien gesek antara ban dan jalan.  Untuk  jalan  yang  kering  dengan  permukaan yang  halus  akan  memberikan  koefisien  gesek  yang besar  antara  ban  dan  jalan,  namun  sebaliknya  jika dalam keadaan basah maka akan memberi koefisien gesek yang kecil.
Metode  standar  untuk  mengukur rolling  resistance yaitu  ISO  18164:  2005.  Standar  ini  berlaku  untuk ban  mobil  penumpang,  ban  truk,  ban  bus  dan  ban sepeda  motor.  Pengukuran  ban  menggunakan metode  ini  mempermudah  perhitungan rolling resistance ban  pada  kondisi  bebas-bergulir  lurus  ke depan, dalam posisi tegak lurus terhadap permukaan luar Drum, dan dalam kondisi steady state .[3].
Tujuan  penelitian  ini  mengetahui  pengaruh  tekanan udara ( inflation preassure) terhadap rolling resistance pada  ban  tipe radial  ply pada  kecepatan 36,7  km/jam.  Penelitian  ini  tekanan  udara  yang diberikan  bervariasi  mulai  dari  100  kPa,  150  kPa,
200  kPa,  250  kPa,  dan  300  kPa  dengan  pembebanan radial 1kN

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode pengujian  yang  digunakan adalah  metode eksperimental.  Yaitu  dengan  cara  mengamati  tarikan pegas  yang  terukur  pada  spindel  ban  ketika drum diputar pada putaran 375 rpm. Nilai pegas yang diamati yaitu  nilai  pada  saat  pegas  sebelum  diberi  beban  radial pada  roda  (Ft0)  dan  nilai  pegas  pada  saat  diberi  beban radial sebesar 1 kN (Ft1).
.
Gambar 1. Skema gaya berat, gaya gesek, dan Rolling Resistance
Dari percobaan yang dilakukan dengan mekanisme  pengujian Rolling  resistance seperti ditunjukkan pada Gambar 2 didapatkan gaya tangensial yang terjadi pada roda yang diketahui dari tarikan poros yang  terjadi  pada  poros  roda  yang  sedang  diuji.  Dari pengukuran  menggunakan  alat  uji rolling  resistance didapatkan  data  data-data  meliputi  Gaya  Tangansial pada Ban sebelum pembebanan yang dituliskan Ft0 dan gaya  tangensial  ban  setelah  pembebanan  yang dituliskan  Ft1  dengan  satuan  Newton  (N),  kemudian lebar  tapak  ban  yang  kontak  dengan  roda  uji  yang disimbolkan  L,  dengan  satuan  mm.  masing-masing pengukuran menggunakan pengulangan sebanyak 4 kali di  setiap  tekanan  uji.  Beban  (W)  yang  diberikan  pada poros  roda  ban  sebesar  2x500N  dengan  arah  normal terhadap drum uji dan radial terhadap poros ban.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengambilan  data  dilakukan  pada  pegas  ukur. Pegas  ukur  divideo  menggunakan  kamera  dengan resolusi 100 fps. saat alat uji mencapai putaran konstan, diambil  menggunakan  video  yang  merekam  pegas sehingga  terukur  gaya  Ft0  dan  Ft1.  Gaya  Ft0  dan  Ft1 berupa  data  yang  fluktuatif  yang  memiliki  batas minimum dan batas maksimum. Data gaya Ft0 dan Ft1 yang diambil adalah data rata-rata dari data maksimum dam  minimum  yang tampil dalam dalam gambar video tadi.
Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Gaya Rolling Resistance (FRs) dan Koefisien rolling resistance (Cr) berdasarkan pada data pengujian. Tekanan (kPa) Gaya Rolling Resistance (Newton) Koefisien Rolling Resistance (%) Lebar Tapak Ban (mm) 100 19,9713 1,997 51,5 150 15,5106 1,551 47,2 200 13,3981 1,340 45,3 250 11,6919 1,169 42,0 300 09,3681 0,937 39,0 Hubungan  antara  gaya rolling  resistance (Fr) dengan  tekanan  udara  pada  ban  akan  dibahas berdasarkan data yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Grafik gaya r olling resistance terhadap tekanan udara
Dari  Gambar  2 dapat dilihat  bahwa  setiap  kenaikan tekanan udara pada ban, akan terjadi penurunan nilai gaya rolling  resistance dari  ban  tersebut.  Gaya rolling  resistance tertinggi  terjadi  pada  tekanan paling  rendah  yaitu  pada  tekanan  100  kPa  dengan nilai rolling  resistance 19,97125  N.  Selanjutnya terjadi  penurunan  sebesar  22,3%  dari  nilai rolling resistance pada  kenaikan  tekanan  dari  100  kPa, menjadi 150 kPa. Gaya rolling resistance menunjukkan  tren  yang  terus  menurun  pada  setiap kenaikan tekanan udara ban. Penurunan mempunyai standar deviasi presentase penurunan sebesar 4,70%. Pada  penelitian  ini,  gaya rolling  resistance terkecil  berada  pada  tekanan  udara  ban  tertinggi yaitu  pada  tekanan  300  kPa,  dengan  gaya rolling resistance sebesar 9,368125 N.
Dari  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa  setiap kenaikan  tekanan  udara  pada  ban,  akan  terjadi penurunan nilai koefisien rolling resistance dari ban tersebut.  Koefisien rolling  resistance tertinggi terjadi  pada  tekanan  paling  rendah  yaitu  pada tekanan  100  kPa  dengan  nilai rolling  resitance 1,997%.  Selanjutnya  terjadi  penurunan  sebesar 22,3%  dari  nilai  koefisien rolling  resistance pada kenaikan  tekanan  dari  100  kPa,  menjadi  150  kPa. Koefisien rolling resistance menunjukkan tren yang terus  menurun  pada  setiap  kenaikan  tekanan  udara
ban.  Penurunan  mempunyai  standar  deviasi  presentase penurunan sebesar 4,70%. Pada penelitian ini, koefisien rolling  resistance terkecil  berada  pada  tekanan  udara ban  tertinggi  yaitu  pada  tekanan  300  kPa,  dengan koefisien rolling resistance sebesar 0,937%.
Gambar 3 Grafik koefisien rolling resistance terhadap tekanan udara ban
Gambar  4.  Grafik  lebar  tapak  terhadap Rolling Resistance
Dari  Gambar  4  dapat  dilihat  bahwa  setiap kenaikan  tekanan  udara  pada  ban,  akan  terjadi penurunan  lebar  tapak  kontak  dari  ban  tersebut.  lebar tapak  kontak  tertinggi  terjadi  pada  tekanan  paling rendah yaitu pada tekanan 100 kPa dengan sebesar 51,5 mm.  Selanjutnya  terjadi  penurunan  sebesar  22,3%  dari nilai rolling resistance pada kenaikan tekanan dari 100 kPa,  menjadi  150  kPa.  Besarnya  lebar  tapak menunjukkan  tren  yang  terus  menurun  pada  setiap kenaikan tekanan udara ban. Lebar tapak terkecil berada pada tekanan udara ban tertinggi yaitu pada tekanan 300 kPa, dengan lebar sebesar 39 mm.

## KESIMPULAN
Setelah dilakukan penelitian serta menganalisa hasil data  pengujian  yang  sudah  dilaksanakan,  maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Semakin tinggi tekanan udara Inflation
Preassure pada  ban  akan  semakin  rendah  nilai gaya rolling  resistance (Fr).  Didapatkan  nilai rolling  resistance terendah  terjadi  pada  saat tekanan  ban Inflation  Preassure tertinggi  yaitu pada tekanan 300 kPa, dengan nilai gaya rolling resistance sebesar 9,368125 N
2. Dari  hasil  pengujian  diapatkan  kesimpulan bahwa  Semakin  tinggi  tekanan  udara Inflation Preassure pada  ban  akan  semakin  rendah  nilai koefisien rolling resistance (Cr). Dalam pengujian  yang  dilakukan  didapatkan  koefisien rolling  resisntance terkecil  adalah  0,937%  pada tekanan paling tinggi 300 kPa.
3. Semakin tinggi tekanan udara Inflation Preassure pada  ban  akan  semakin  kecil  lebar tapak ban  (L). Dalam pengujian yang dilakukan didapatkan  tapak  ban  paling  lebar  adalah  51,5 mm yang terjadi pada tekanan ban paling rendah 100kPa,  dan  tapak  terkecil  adalah  39  mm  pada tekanan paling tinggi 300 kPa.

## SARAN
Untuk  penelitian  selanjutnya  sebaiknya  dilakukan penambahan  kecepatan  linier  alat  uji  sehingga mencapai  kecepatan  optimum  dari  pengujian. Kecepatan  optimum  sesuai  dengan  referensi  yaitu antara 50 km/jam sampai 90 km/jam.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Juhala,  M.  2014. Improving  vehicle  rolling resistance  and  aerodynamics .  aalto  university, Finland : Woodhead Publishing Limited.
[2]  Taghavifar,  H.  dan  Mardani,  A.  2013. Investigating  the  effect  of  velocity,  inflation pressure,  and  vertical  load  on  rolling resistance  of  a  radial  ply  tire .  Journal  of Terramechanics 50 (2013) 99–106
[3]  IS/ISO 18164 (2005): Passenger Car,Truck,Bus and Motorcycle Tyres - Methods of Measuring Rolling Resistance [TED 7: Automotive Tyres, Tubes and Rims].