## OPTIMASI KINERJA SUSPENSI UNTUK MENINGKATKAN KENYAMANAN DENGAN VARIASI TEKANAN BAN DAN BERAT PADA KENDARAAN INNOVA 2000 CC
Gunawan 1 ,
Prodi Teknik Rekayasa Otomotif, Politeknik Keselamatan Transportasi Jalan, Tegal Jl Semeru No. 3 Kota Tegal

## ABSTRAK
Perkembangan teknologi kendaraan tidak hanya mengurangi tingkat emisi dan tingkat konsumsi bahan  bakar  saja  namun  peningkatan  kenyamanan  kendaraan  sangat  penting.  Kenyamanan adalah  parameter  utama  yang  menentukan  kualitas  kendaraan.Kriteria  getaran  untuk  tubuh manusia  berdasarkan  standar  internasional  ISO  2631(1974)dimana  kendaraan  transportasi dengan  frekuensi  1 – 80  Hz.  Salah  satu  bagian  penting  kendaraan  yang  berpengaruh  besar terhadap  keamanan  dan  kenyamanan  kendaraan  adalah  sistem  suspensi.  Setelah  dilakukan pengujian  nilai  amplitudo  tertinggi  2,06  dan  terendah  1,75.  Hasil  nilai  getaran  optimasi sebesar10,780  Y  12,220. ω = 12,57 rad/s .  Ω n =  12,7  rad/s,  f n =2,02  H z ,  rasio  redaman  ξ  = 0,210,  δ  =  0,163. Perbandingan  amplitudo  ini  mempunyai  standar  jika  perbandingan  frekuensi eksitasi (ω) dengan frekuensi pribadi (ω n ) lebih kecil dari √2 = 1,414 maka amplitudo kendaraan bisa lebih besar dari amplitudo eksitasi jalan. Sebaliknya jika harga perbandingan tersebut lebih besar  dari √2 = 1,414 maka  amplitudo  getaran  kendaraan  lebih  kecil  dari  amplitudo  eksitasi jalan,  kondisi  inilah  yang  diharapkan  pada  kendaraan  sehingga  dampak  getaran  pada  tubuh manusia tidak besar.
Kata Kunci : ISO 2631(1974), optimasi,tekanan ban,berat kendaraan,amplitudo.

## ABSTRACT
The  development  of  vehicle  technology  not  only  reduces  the  level  of  emissions  and  fuel consumption levels alone but increase vehicle comfort is very important. Convenience is the main parameter that determines the quality of the vehicle. Criteria vibration to the human body based on international standards ISO 2631 (1974) in which the transport vehicle with a frequency of 1- 80 Hz. One of the important parts of vehicles which have great impact on the safety and comfort of the vehicle is the suspension system. After testing the highest amplitude value of 2.06 and the lowest was 1.75. Results of the optimization of the value of vibration 10.780  Y  12.220. ω = 12.57  rad  /  s.  Ωn  =  12.7  rad  /  s,  fn  =  2,02  Hz,  damping  ratio  ξ  =  0.210,  δ  =  0.163.  This amplitude comparison has standard if the comparison frequency excitation (ω) with the natural frequency (ωn) is smaller than √2 = 1.414 then the vehicle may be greater amplitude than the amplitude of the excitation path. Conversely, if the price comparison is greate r than √2 = 1.414 then the vehicle vibration amplitude smaller than the amplitude of the excitation path, this is the condition expected at the vehicle so that the impact of vibration on the human body is not great.
Keywords: ISO 2631 (1974), optimasion, tire pressure, vehicle weight, amplitude

## PENDAHULUAN
Kenyamanan adalah parameter utama yang menentukan kualitas kendaraan.  Salah satu kriteria  kenyamanan  bagi  penumpang  kendaraan  yang  terkena  getaran  vertikal  adalah kriteria Janeway yaitu Society of Automotive Engineering (SAE) yang diwujudkan dalam manual  ride  and  vibration.  Kriteria  getaran  untuk  tubuh  manusia  berdasarkan  standar internasional ISO 2631(1974) dimana kendaraan transportasi dengan frekuensi 1 – 80 Hz. Salah satu bagian penting kendaraan yang berpengaruh besar terhadap keamanan dan kenyamanan  kendaraan  adalah  sistem  suspensi.  Sistem  suspensi  berfungsi  untuk menyerap getaran yang ditimbulkan oleh kondisi jalan yang tidak rata maupun menjaga stabilitas kendaraan pada berbagai kondisi jalan dalam rangka mereduksi oskilasi pada kendaraan (rolling, pitching, bouncing dan yawing) yang sangat berpotensi menimbulkan kecelakaan. Sistem suspensi terbagi menjadi dua bagian, yaitu sistem suspensi pasif dan sistem suspensi aktif. Sistem suspensi pasif memiliki konstanta peredaman dengan nilai konstan  sehingga  tingkat  kenyamanan  berubah  mengikuti  kondisi  permukaan  jalan. Sedangkan  suspensi  aktif  merupakan  tipe  suspensi  yang  memiiki  proses  pengendalian. Kinerja  suspensi  baik  pasif  maupun  aktif  sangat  ditentukan  dari  desain,  kualitas komponen  suspensi,  kondisi  ban  serta  komposisi  berat  kendaraan  (masa terpegas  dan masa tidak terpegas). Masa terpegas (sprung mass) adalah masa yang ditopang pegas yaitu bodi dan berat (penumpang dan barang didalamnya), sedang masa tidak terpegas (unsprung mass) adalah bagian di bawah pegas yaitu poros ban dan roda.
Analisa  dan  prediksi  dari  perilaku  dinamik  (dynamics  behavior)  dari  sistem  suspensi ditandai  oleh  gerakan  vibrasi.  Getaran  sistem  suspensi  ini  berisolasi  terhadap  posisi keseimbangan yang mempengaruhi kenyamanan dan keamanan berkendaaraan. Sistem suspensi  ini  sendiri  sangat  kompleks untuk  dianalisa,  disisi lain  diperlukan  kemampuan untuk  memprediksi  perilaku  sistem  suspensi  itu  sendiri.  Pengembangan  sebuah  model matematis yang diasumsikan memenuhi syarat dalam menggambarkan sistem suspensi dengan  banyak  derajat  kebebasan  (multi  degree  of  fredom).  Permodelan  dinamik merupakan  gambaran  nyata  dari  getaran  pada  kendaraan  yang  sebenarnya  sehingga mudah dalam mempelajarai dan analisis.Obyek dalam penelitian ini adalah mobil kijang innova  2000  cc  th  2005,  dengan  Suspensi  depan  Double  Whisbone,  ukuran  ban 205/65R15, berat aksel depan 820 kg dan berat Aksel belakang 1035 kg.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  eksperimen  dengan mengkombinasikan enam variabel dan lima level serta menggunakan metode Industriel Taguchi.  Matrik  orthogonal  Taguchi  digunakan  untuk  menentukan  jumlah  eksperimen dan kombinasi yang optimal.

## Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  dilakukan  secara  langsung  pada  saat  pengujian  dengan menggunakan alat uji suspensi

## 1. Alat dan bahan yang digunakan

## Tabel 1. Bahan Penelitian

## Tabel 2. Alat Penelitian

## Alat dan bahan
Bahan yang digunakan:
Kantong  Pasir  adalah  tempat  yang  digunakan  untuk  menyimpan  barang,  tetapi dipenelitian  ini  saya  gunakan  untuk  menyimpan  pasir  agar  dapat  mengetahui pembebanan  yang  terjadi  pada  suspensi  kendaraan,  pada  bagian  depan  dan  belakang bila kendaraan diisi penuh dengan penumpang.

## Alat penelitian
Kendaraan yang digunakan adalah satu buah kijang innova 2000 cc.  Dimana dilakukan pengujian  untuk  mengetahui  pembebanan  yang  terjadi  pada  kendaraan  dengan menggunakan  suspensi  tester.  Serta  mengoptimalkan  kemampuan  chasis  dengan dilakukan  pengujian  dengan  menggunakan  metode  Taguchi.  Taguchi  merupakan pengujian  eksperimental  dimana  untuk  mengetahui  pembebanan  yang  sesuai  dengan kendaraan.

## Kombinasi Faktor dan Variabel yang akan diteliti

## 2. Bagan Alur Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisa data pada penelitian ini terdiri dari dua tahap yaitu tahap pengumpulan data dan tahap pengolahan data. Pengumpulan data meliputi kegiatan pembebanan sumbu depan dan belakang serta pemberian tekanan ban depan dan belakang kanan-kiri. Tahap kedua adalah pengolahan data meliputi pengelompokan data analisis variasi, identifikasi faktor- level, identifikasi faktor-level dominan dan memperkirakan hasil yang optimum.
Faktor  dan  level  setelah  dimasukkan  ke  dalam  tabel  matrik  Taguchi  menunjukkan  uji kinerja  suspensi  berdasarkan  tabel  eksperimen  Taguchi  dengan  25  kali  percobaan, A,B,C,D,E,dan F merupakan faktor pengujian sedang tingkat atau level yang akan diuji ditunjukkan pada kolom dan baris dengan ditunjukkan angka 1 sampai dengan 5 yang artinya ada 5 level pengujian. Dari matrik Taguchi di atas diperoleh hasil  seperti tabel 4.3 berikut ini:
Keterangan:
Faktor A : Berat sumbu depan (kg)
Faktor B
: Tekanan ban kanan depan (psi) Faktor C : Tekanan ban kiri depan (psi)
Faktor D : Berat sumbu belakang (kg) Faktor E : Tekanan ban kanan belakang (psi) Faktor F
: Tekanan ban kiri belakang (psi) sedangkan amplitudonya adalah sebagai berikut :

## spesifikasi kijang innova

## Level Faktor Optimum
Pengaruh tiap-tiap level dan faktor terhadap getaran dapat dilihat pada tabel 4.4  berikut ini.

## Tabel 5. Tabel respon dari pengaruh faktor
Berdasarkan  tabel  4.4  diatas  dapat  diketahui  bahwa  kombinasi  level  faktor  untuk mendapatkan getaran terkecil diperoleh pada C3, D2, F2, B4, E3, A2 yaitu tekanan ban kiri  depan  27  psi,  berat  sumbu  belakang  1135  kg,  tekanan  ban  kiri  belakang  23  psi, tekanan ban kanan depan 31 psi, tekanan ban kanan belakang 27 psi dan berat sumbu depan 870 kg.
Berdasarkan  hasil  prediksi  hasil  penelitian  yang  optimum,  kemudian  dilakukan  uji konfirmasi  untuk  membuktikan  bahwa  hasil  optimasi  berada  dalam  daerah  penerimaan confident  interval.  Kombinasi  level  faktor  prediksi  hasil  optimum  pada  getaran  terkecil
diperoleh pada C3, D2, F2, B4, E3, A2 yaitu tekanan ban kiri depan 27 psi, berat sumbu belakang 1135 kg, tekanan ban kiri belakang 23 psi, tekanan ban kanan depan 31 psi, tekanan  ban  kanan  belakang  27  psi  dan  berat  sumbu  depan  870  kg.  Hasil  percobaan konfirmasi dengan menggunakan kombinasi faktor level optimun adalah sebagai berikut: Rerata Hasil Pengujian
Berdasarkan  tabel  diatas  menunjukkan  bahwa  hasil  pengujian  getaran  skala  optimasi yaitu  bernilai  11,67    yang  masih  berada  dalam  interval  kepercayaan  10,780  sampai 12,220  berarti  hasil  uji  konfirmasi  getaran  sebesar  11,67  berada  dalam  interval penerimaan.

## Tabel 5. Hasil perhitungan analisa getaran
Hasil Y(t) 1 sampai dengan Y(t) 25 dapat digambarkan dengan grafik seperti di bawah ini:

## Gambar 1. Persamaan Getaran Paksa dengan Peredaman
Dari 25 eksperimen menunjukan bahwa 4 eksperimen mempunyai nilai frekuensi netral ( fn) terkecil yang sama, ditunjukan pada gambar1 dan tabel 6 dibawah ini
Gambar 6. Persamaan Getaran Paksa Dengan Peredam Eksperimen 1, 9, 10 dan 13
Tabel 7. Persamaan Getaran Paksa Dengan Peredam Pada Eksperimen 1, 9, . 10 dan 13.
Gambar 6 dan tabel 7 diatas menunjukkan bahwa pada eksperimen 9 dan 10 nilai frekuensi pribadi teredam (ω d ) dan amplitudo (Y (t) ) terkecil.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengolahan  data  dan  analisis  yang  telah  dilakukan  pada  bab sebelumnya, maka dapat ditarik kesimpulan:
1. Berdasarkan  identifikasi  faktor  maka  faktor-faktor  yang  berpengaruh  adalah  faktor berat sumbu depan (A), tekanan ban kanan depan (B), berat sumbu belakang  (D), tekanan ban kanan belakang (E) dan tekanan ban kiri  belakang (F).
2. Kombinasi  level  dari  faktor  ayng  menhasilkan  nilai  rata-rata  dan  variasi  penurunan getaran untuk kenyamanan berkendaraan yang optimal adalah C3, D2, F2, B4, E3, A2
-1 0 1 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 -0,5 0 0,5 1 0 20 40 60 80 Y(t) t (detik) 5 2 5 1 5 3 6 5 7 6 8 4 7
yaitu tekanan ban kiri depan 27 psi, berat sumbu belakang 1135 kg, tekanan ban kiri belakang 23 psi, tekanan ban kanan depan 31 psi, tekanan ban kanan belakang 27 psi dan berat sumbu depan 870 kg.
3. Berdasarkan dari percobaan konfirmasi hasil pengujian getaran untuk keamanan dan kenyamanan berada pada interval penerimaan.
4. Jenis shock absorber yang di pakai pada sistem suspensi bagian depan kendaraan ini dengan  nilai  kekakuan  pegas  sebesar  250  kN/m,  nilai  kekauan  ban  sebesar  150 kN/m,  nilai  koefesien  peredam  suspensi  sebesar  20  kN  s/m  dan  nilai  koefesien peredam ban sebesar 3,68 kN s/m.
5. Dari 25 eksperimen menunjukan bahwa 4 eksperimen mempunyai nilai frekuensi netral yaitu eksperimen 1, 9, 10 dan 13, eksperimen 9 dan 10 nilai frekuensi pribadi teredam (ω d ) dan amplitudo (Y (t) ) mempunyai nilai terkecil.

## DAFTAR PUSTAKA
Elbani,  A.  2012.    Kendalian  pada  Sistem  Suspensi  Kendaraan  dengan  Metoda  Pole Placement dan Linier Quadratic Optimal Control. Jurnal Elkha, Vol. 4. No.1. Sutantra,  N  dan  Sampurno,  B,  2010,  Teknologi  Otomotif,  Penerbit  Guna  Widya, Surabaya.
Reimpell J, Stoll H and Betzler JW. 2001. The Automotive Chassis: Engineering Principles.
Second Edition, Butterworth-Heinemann, Linacre House, Jordan Hill, Oxford.
Gillespie,  TD.  1992.  Fundamentals  of  Vehicle  Dynamics.  Society  of  Engineers,  Inc,
Warrendale.
Wong, J.Y. 1978. Theory of Ground Vehicle. John Wiley & Sons, New York.
Daryono.    2009.  Optimasi Disain  Model  Pegas Daun  Suspensi  Kendaraan  Dump  Truck.
Lembaga Penelitian, UMM, Malang.
Susatio  dan  Biyanto.  2006.  Perancangan  Sistem  Suspensi  Aktif  pada  Kendaraan  Roda Empat,  Menggunakan  Pengendali  Jenis  Robust  Proporsional,  Integral  dan  Derivatif. Jurnal Teknik Mesin, Vol. 8, No. 2.
Karmiadji  D.W.  2011.  Optimasi  Desain  Material,  Komponen,  Konstruksi:  Teori  Dasar  & Aplikasi. Engineering Clinics FTUP, Jakarta.
Achmad,  A.  2002.  Rancang  Bangun  Sistem  Suspensi  Semiaktif  Untuk  Peningkatan Kenyamanan Kendaraan. Jurnal Teknik Mesin, Volume 2, Nomor 1 Wibowo,  2011.  Perancangan  Karakteristik  Sistem  Suspensi  Semi  Aktif  Untuk Meningkatkan Kenyamanan Kendaraan,Jurnal Teknik Mesin,Volume 10, Nomor 1 Stone,  Richer  and  Jeffrey  K.  Ball,  2004.  Automotive  Engineering  Fundamentals,  SAE Permission 400 Commonwealth Drive,  USA