Abstrak— Melihat hasil Student Formula Japan 2015, capaian dynamict event dari ITS team sapuangin sangatlah kurang. Pada dynamic event yang meliputi: acceleration, skidpad, autocross dan endurance ITS team Sapuangin hanya mengikuti 2 event. Catatan hasil  waktu  yang  diperoleh  juga  sangatlah  kurang,  rata-rata terpaut  7  second  sampai  10  second  dari  para  juara.  Hal  ini menunjukkan kurangnya kemampuan mobil untuk bermanuver. Salah  satu  faktor  yang  mempengaruhi  adalah  kinerja  dari kendaraan dimana gaya dorong/traksi sebagai parameter. Dalam penelitian  ini  dilakukan  peningkatan  karakteristik  traksi  pada mobil  formula  Sapuangin  Speed  3  yang  menggunakan  mesin husaberg  450  cc  dengan  6  tingkat  kecepatan.  Langkah  pertama harus mengetahui karakteristik mesin husaberg 450cc, kemudian dilakukan  analisa  untuk  memilih  parameter  yang  tepat.  Setelah itu  ditentukan  rancangan  peningkatan  traksi  kendaraan  yaitu dengan  cara  merubah  final  drive  dan  diameter  velg  serta perancangan rasio transmisi ulang apabila diperlukan. Selain itu dilakukan  juga  analisa  traksi  saat  belok  yang  berhubungan dengan pengaruh pemakaian Limitted Slip Differential (LSD) pada mobil sapuangin speed 3 terhadap radius belok lintasan. Dari hasil penelitian,  untuk  meningkatkan  karakteristik  transmisi  tanpa mengubah rasio dipilih mengganti sprocket menjadi 56 dan  velg 13  dengan  estimasi  waktu  tempuh  akselerasi  4.63  s.  Sedangkan untuk meningkatkan karakteristik traksi dengan mengubah rasio mobil  sapuangin  speed  3  dipilih  menggunakan  sprocket  52,  velg 15, dengan 7 tingkat kecepatan, estimasi waktu tempuh akselerasi 4.16  second  dengan  penambahan  negative  wing  pada  bagian belakang untuk  melawan spin. Untuk pengaruh pemakaian LSD pada  mobil  mengakibatkan  mobil  susah  dikendalikan  dan cenderung  merugikan,  torsi/putaran  roda  dalam  dan  roda  luar cenderung  sama  ketika  belok,  namun  pada  kenyataanya kebutuhan torsi/putaran roda berbeda.
Kata  kunci  -  Sapuangin  Speed  3,  traksi/gaya  dorong,  spin, percepatan maksimum, Limitted Slip Differential (LSD).

## I. PENDAHULUAN
ada  mobil  formula  Sapuangin  Speed  3  yang  berlaga pada tahun 2015 terdapat beberapa kesalahan perhitungan dimensi kokpit sehingga perlu diperbaiki dulu. Hal ini  berakibat  lamanya  proses  technical  inspection,  akibatnya mobil  Sapuangin  Speed  3  hanya  mampu  mengikuti  2  event yaitu skidpad dan enduranc e.  Pada  tugas  akhir  ini  akan dievaluasi  kemampuan  mobil  sapuangin  speed  dalam berakselerasi.  Uji  coba  yang  telah  dilakukan  pada  75  meter jarak tempuh mendapatkan waktu 4.8 detik. Hasil ini ternyata masih  jauh  dari  kinerja  juara  yang  hanya  membutuhkan  4.1 detik  pada  lintasan  yang  sama.  Untuk  itu  perlu  dilakukan
analisa pada sistem transmisi dan final drive untuk menghitung perbandingan  yang  tepat  demi  meningkatkan  performa  mobil saat uji akselerasi. Salah satu faktor yang mempengaruhi adalah kinerja  dari  kendaraan  dimana  gaya  dorong/traksi  sebagai parameter.
Kendala  lain  yang  dihadapi  selama  perlombaan  adalah kendaraan  mengalami understeer dan oversteer .  Pada kecepatan  dan  radius  belok  yang  konstan,  mobil  sapuangin speed 3 cenderung mengalami understeer atau sulit dibelokkan. Sedangkan  pada  saat  akselerasi  ketika  berbelok  mobil cenderung  mengalami oversteer atau  roda  belakang  mobil terbuang keluar sehingga menyebabkan sulit untuk dikendalikan. Pada dasarnya suatu mobil akan mudah berbelok yaitu dengan distribusi putaran roda yang sesuai dengan radius beloknya.  Putaran  roda  dalam  dan  luar  haruslah  berbeda, apabila  roda  dalam  dan  luar  berputar  dengan  putaran  sama, maka salah satu ban akan slip, terseret dan menyebabkan akan cepat  aus.  Untuk  mengatasi  hal  tersebut  diperlukan  pembagi daya yaitu differential gear dengan tujuan membedakan putaran roda.
Pada mobil Sapuangin Speed 3 menggunakan pembagi daya Limited  Slip  Differential (LSD).  LSD  adalah salah  satu  alat yang  bisa  menunjang  untuk  memaksimalkan  traksi. LSD kurang  lebih  sama  seperti Open  Differential (gardan  biasa), tetapi  pada  kondisi  roda  yang  memiliki  traksi  rendah  LSD mampu  mentransfer  torsi  lebih  dari  open  differential.  Teori limited  slip  adalah  factor  locking  dalam  presentase,  seberapa banyak torsi yang diberikan dapat diteruskan hanya pada satu poros  [1].  Pada  kenyataanya  saat  berbelok  mobil  Sapuangin Speed 3 cenderung  mengalami understeer hal ini dikarenakan putaran roda dalam dan kanan cenderung sama. .
Dalam tugas akhir ini, dilakukan analisa tentang peningkatan traksi/gaya dorong kendaraan pada mobil formula Sapu Angin Speed 3 pada lintasan lurus dan belok. Selain itu dilakukan juga analisa  traksi  saat  belok  yang  berhubungan  dengan  pengaruh pemakaian Limitted  Slip  Differential (LSD)  pada  mobil sapuangin  speed  3  terhadap  radius  belok  lintasan  agar  dalam perancangan mobil baru untuk kompetisi selanjutnya lebih baik dalam bermanuver.

## II. URAIAN PENELITIAN
Pada  penulisan  tugas  akhir  ini,  prosedur  penelitian dilakukan  dengan  beberapa  tahapan  yang  akan  dilakukan sebagai berikut:

## Peningkatan Karakteristik Traksi Pada Mobil Formula Sapuangin Speed 3
Nursaid Eko Wibowo, dan I Nyoman Sutantra Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : tantra@me.its.ac.id
P
 Tahap  awal,  melakukan   analisa  –  analisa dengan sumber  studi  literatur  terhadap  buku,  jurnal  dan penelitian  terdahulu  tentang  perilaku  traksi/gaya dorong kendaraan.
 Tahap   selanjutnya   adalah   penentuan objek   mobil yang  akan  diteliti,  dalam  hal  ini  mobil  yang  akan diteliti  adalah  mobil  formula  Sapuangin  Speed  3 untuk kompetisi Student Formula Japan 2015 .
 Tahap      ketiga,  setelah  didapat  rancangan  data spesifikasi dari kendaraan formula Sapuangin Speed 3  selanjutnya  dilakukan  analisa  peningkatan karakteristik traksi.
A. Menganalisa Karakteristik Traksi Mesin Husaberg 450 cc Standar
Untuk  menghitung  gaya  dorong  pada  roda  penggerak  (Ft) dengan  memperhatikan  efisiensi  (ηt)  pada  semua  proses transmisi dirumuskan sebagai berikut [2] :
𝐹𝑡 = 𝑖𝑡 .  𝑖𝑔 .𝑀𝑒 𝑟 𝜂𝑡 (1) Dimana: Me  = torsi keluaran dari mesin (N.m) ηt   = efisiensi transmisi
(0.88-0.92)  untuk  mesin  yang  letaknya  memanjang, poros penggerak belakang (0.91-0.95) untuk mesin yang letaknya melintang it    = perbandingan gigi transmisi ig   = perbandingan transmisi pada gardanr  = radius ban
Gaya hambat total pada kendaraan adalah :
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙  =  𝑅𝑎  +  𝑅𝑟
(2) Dimana : Ra = habatan aerodinamik (N) Rr = hambatan rolling (N)
Untuk  menghitung  pengaruh  gaya  hambat  rolling  pada kendaraan dapat menggunakan rumus:
𝑓𝑟 = 𝑓𝑜 + 𝑓𝑠 ( 𝑉𝑘 100 ) 2,5 𝑅𝑟𝑟 = 𝑓𝑟 𝑥 (𝑊𝑓 + 𝑊𝑟) (3) Dimana,   fr = koefisien hambat rolling fo dan fs  =koefisien tergantung pada tekanan ban Vk = Kecepatan pada tingkat k (km/h) Rrr =  gaya  hambat  ressistance  pada  roda belakang    (N) Wf = berat roda depan (N) Wr = berat roda belakang (N)
Untuk  menghitung  pengarug  gaya  hambat  aerodinamika menggunakan rumus sebagai berikut:
𝑅𝑎 = 1 2 𝑥 𝜌 𝑥 𝐶𝑑 𝑥 𝐴𝑓 𝑥 𝑉 ² (4)
Dimana,  Ra = hambatan aerodinamika (N) Ρ  = massa jenis (kg/m³) Cd = koefisien drag Af  = Luas frontal area (m²)
V   = kecepatan (m/s)
B. Menghitung Kecepatan dan Percepatan Kendaraan
Kecepatan  maksimum  kendaran  dalam  setiap  tingkat transmisi (k) dapat dirumuskan:
𝑉𝑘 = 𝑅𝑝𝑚 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒 𝑖𝑘  𝑥 𝑖𝑔 𝑥 2𝜋 60 𝑥 𝑗𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑟𝑜𝑑𝑎 𝑏𝑒𝑙𝑎𝑘𝑎𝑛𝑔 𝑥 3600 1000 (5)
Dimana : Vk = kecepatan pada tingkat k (km/h) Ik = rasio transmisi pada tingkat k Ig = rasio garden
 Untuk  kondisi  percepatan,  kendaran  diam  mencapai kecepatan akhir (Vt)
𝑎 = 𝑉𝑡² 2.𝑆 = 𝑉𝑡 𝑡 = 2.𝑆 𝑡² 𝑡 = 𝑉𝑡 𝑎 = 2.𝑆 𝑉𝑡 = √ 2.𝑆 𝑎 (6) 𝑆 = 𝑉𝑡² 2.𝑎 = 𝑉𝑡.  𝑡 2 = 2.𝑡² 2
 Sedangakan  untuk  mencari  percepatan  untuk  setiap  tingat gigi (k), dapat dirumuskan sebagai berikut:
𝑎 𝑘= (𝐹𝑡−𝑅𝑟𝑟−𝑅𝑎) 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑢ℎ (7)
Dimana:   a    = percepatan (m/s) Ft  = gaya dorong (N)
Rrr  = gaya hambat ressistance pada roda belakang (N)
Ra   = hambatan aerodinamika (N)
C. Menghitung Rasio Baru
Salah  satu  cara  untuk  mencari  perbandingan  gigi  antara tingkat  transmisi  terendah  dan  tertinggi  adalah  dengan  cara progresi geometris [2]:
𝑖2 𝑖1 = 𝑖3 𝑖2 = 𝑖4 𝑖3 = 𝑛𝑒2 𝑛𝑒1 = 𝐾𝑔 atau ( 𝑖𝑚 𝑖1 ) 1 𝑛−1 = 𝑘𝑔 (8)
Dimana : I1, i2, i3, i4 = rasio gigi pada tingkat transmisi Im
= rasio gigi terakhir Kg = konstanta perbandingan
Untuk  mencari  rasio  gigi  awal  dan  terakhir  dapat menggunakan rumus berikut [2]:
 Untuk kebutuhan gaya dorong F1 dan Rasio tingkat satu:
𝐹1 = 𝑊 𝑔 𝑎 + 𝑅𝑟 + 𝑅𝑎
𝑖 1 = ( 𝑤 𝑔 𝑎+𝑓𝑟.𝑊+𝑅𝑎).𝑟
𝑀𝑒.𝑖𝑔.𝜂𝑡 (9)
 Untuk  kebutuhan  gaya  dorong    (Fm)  pada  kecepatan maksimum (Vm), dan rasio tingkat akhir (𝑖𝑚 ):
𝐹𝑚 = 𝑅𝑟 + 𝑅𝑎 = 𝑓𝑟. 𝑊 + 1 2 𝜌. 𝐶 𝐷 . 𝐴 𝑓 . (𝑉𝑚)² 𝑖 𝑚 = 𝐹𝑚 .𝑅 𝑀𝑒.𝑖𝑔𝜂𝑡 (10)
D. Menganalisa kebutuhan Torsi dan Kecepatan Roda Saat

## Belok
Apabila roda dalam dan luar berputar dengan putaran sama, maka salah satu ban akan slip, terseret dan menyebabkan akan cepat aus. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan differential gear  dengan  tujuan  membedakan  putaran  roda.  Cara menghitung  putaran  roda  dalam  maupun  luar  pada  saat
berbelok adalah dengan menggunakan rumus sebagai berikut: 𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 % 𝑙𝑜𝑐𝑘 𝑟𝑜𝑑𝑎 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚,𝑙𝑢𝑎𝑟 ≥ [ 𝑛𝑖 𝑛0 = 𝑅𝑖 𝑅0 ] (11)
Keterangan: 𝑛 𝑖 = putaran roda dalam 𝑛 𝑜 = putaran roda luar 𝑅 𝑖 = jarak sumbu putar roda dalam dengan pusat radius belok
𝑅 𝑜 = jarak sumbu putar roda luar dengan pusat radius belok
Untuk  mengetahui  pengaruh  sudut  belok  rata-rata  terhadap torsi roda dapat menggunakan rumus sebagai berikut [1] :
 Gaya normal roda dalam saat belok
𝐹𝑧𝑖 = 𝑊𝑟 2 − 𝑎 𝑎+𝑏 𝐹𝑐 𝑐𝑜𝑠𝛿.ℎ𝑟 𝑡𝑟 − 𝑎 𝑎+𝑏 (𝐹𝑐 𝑐𝑜𝑠𝛿.𝑟𝑐+𝑊.𝑟𝑐.𝛾 𝑡𝑟 (12)
 Gaya normal roda luar saat belok
𝐹𝑧𝑜 = 𝑊𝑟 2 + 𝑎 𝑎+𝑏 𝐹𝑐 𝑐𝑜𝑠𝛿.ℎ𝑟 𝑡𝑟 + 𝑎 𝑎+𝑏 (𝐹𝑐 𝑐𝑜𝑠𝛿.𝑟𝑐+𝑊.𝑟𝑐.𝛾 𝑡𝑟 (13) 𝐹𝑐 = 𝑚. 𝜔². 𝑅 𝑎𝑐𝑘
 Gaya dorong/traksi roda: 𝐹𝑡 = 𝐹𝑧. 𝜇 (14)
 Torsi roda :
𝑇 = 𝐹𝑡. 𝑅 𝑟𝑜𝑑𝑎 (15)
 Kecepatan roda:
𝑉 = 𝜔. 𝑅 (16)
𝜔 = 2𝜋 𝑡
Keterangan: Fz  = Gaya normal saat belok (N) Wr  = Berat roda belakang (N) Fc  = Gaya sentrifugal (N) ω  = kecepatan sudut roda (rad/s)
R  = jarak pusat lingkaran lintasan menuju roda (m) 𝑅 𝑟𝑜𝑑𝑎 = Jari-jari roda (m)
T = Torsi roda (Nm)
Ft  = trasksi roda (N) V  = Kecepatan roda (m/s) Tr  = Trackwidth belakang kendaraan (m) T = waktu tempuh (s)
E. Limitted Slip Differential
Pada  umumnya  LSD  dibagi  menjadi  3  sistem  yaitu  1  way, 1.5  way,  dan  2  way.  Berikut  adalah  penjelasan  mengenai mekanisme dari ketiga sistem:
Gambar 1 Mekanisme aktivasi LSD [5]
Keterangan :
1. 1 way LSD 1 way hanya aktif/ lock ketika throttle on atau akseleras
2. 1.5 way
LSD 1.5 way aktif/ lock saat akselerasi dan 50% saat dekselerasi
3. 2 way LSD 2 way aktif/ lock 100% lock saat akselrasi maupun dekselerasi.

## III. HASIL DAN ANALISA
A. Grafik Karakteristik Mesin Husaberg 450cc Untuk mengetahui karakteristik traksi sebuah mesin, terlebih dahulu  kita  harus  mengetahui  nilai  daya  maupun  torsi real/sebenarnya  dari  mesin  tersebut,  maka  perlu  dilakukan dynotest .  Setelah  dilakukan  dynotest  maka  akan  didapatkan karakteristik  mesin  husaberg  450  cc.  Berikut  adalah  hasil perhitungannya:

## Gambar 2 Grafik karakteristik mesin 450 cc standar sprocket 52
Untuk  tingkat  gigi  1  mempunyai  gaya  dorong  maksimum sebesar 1.79 kN, gigi  2 sebesar 1.3 kN, gigi 3 sebesar 1.03 kN, gigi  4  sebesar  0.82  kN,  gigi  5  sebesar  0.67  kN,  dan  gigi  6 sebesar 0.56 kN. Sedangkan  perkalian   nilai μ.W ( spin  area ) sebesar  1.72  kN  berada  pada  gigi  1  memotong  kurva  gaya dorong 1. Untuk kecepatan maksimum kendaran dapat dilihat dari perpotongan kurva hambatan total dan gaya dorong gigi 6 sebesar 155 km/h. Dengan kondisi mesin standar, gaya dorong maksimum  1.79  kN  ,  kecepatan  maksimum  kendaraan  155 km/h,  percepatan  maksimum  rata-rata  5.9  m/s²  dan  akan mengalami spin pada rpm 4400-5800 pada gigi1.
B. Perbandingan Sprocket 48,52,56 Pada Mesin Standar dengan Rim velg R13
Salah  satu  cara  untuk  meningkatkan  gaya  dorong  /  traksi kendaraan dapat melalui sistem transmisi dan final drive. Maka dipilih pergantian final drive yaitu sprocket menjadi 48, 52, dan 56.
Melihat hasil perbedaan grafik 2, 3, dan 4 dengan pergantian final  drive sprocket  48,  52,  56  yaitu  bagian  gaya  dorong maksimum  tiap  gigi/percepatan  dan  kecepatan  maksimum, dengan  perubahan  final  drive  sprocket  pun  masih  belum memenuhi kebutuhan gaya dorong dan percepatan kendaraan.
0 0.5 1 1.5 2 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1) Gaya dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5)
Gaya dorong(i6) R.total1=Ra +Rrr Rr (KN)
Ra (KN) μ.W
Gambar 3. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan sprocket 48 rim velg 13
Gambar 4. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan sprocket 52 rim velg 13
Gambar 5. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan sprocket 56 rim velg 13
Begitu  juga  dengan  adanya  spin  akan  merugikan,  banyak traksi yang terbuang percuma. Untuk menghindari hal tersebut yang perlu diperhatikan adalah cara mengemudi driver . Driver harus bisa merasakan kapan mobil akan terjadi spin pada saat gigi  1,  untuk  itu  perlakuannya    cukup half  throttle dan percepatan harus konstan artinya pedal gas tidal boleh diinjak dengan tiba-tiba  melainkan harus perlahan dengan percepatan konstan  sampai  batas  kecepatan  maksimum  atau  torsi maksimum. Batas kecepatan atau torsi maksimum adalah sesaat sebelum  terjadinya  spin.  Sebelum  mencapai  batas  tersebut driver sudah harus mengganti ke gigi 2 dan seterusnya. Untuk gigi 2 dan seterusnya harus full throttle sampai batas kecepatan/ torsi  maksimum.  Selain  itu  salah  satu  cara  untuk  mengurangi atau menghilangkan adalah dengan cara menggeser posisi titik berat lebih ke belakang dan mengganti diameter roda yang lebih besar.
C. Perbandingan Sprocket 48,52,56 pada Mesin Standar dengan Rim velg 15
Salah satu cara untuk menghilangkan spin adalah menggati diameter roda yang lebih besar yang awalnya menggunakan rim velg 13 akan diubah menjadi velg rim 15. Berikut adalah grafik- grafik  karakteristik  mesin  husaberg  450  cc  ketika  digunakan sprocket dengan gigi 48, 52, dan 56  dengan rim velg 15 :
Gambar 6. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan sprocket 48 rim velg 15
Gambar 7. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan sprocket 52 rim velg 15
Gambar 8. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan sprocket 56 rim velg 15
Melihat hasil perbedaan grafik 4, 5, dan 7 dengan pergantian final drive sprocket 48, 52, 56 velg 15 yaitu bagian gaya dorong maksimum  tiap  gigi/percepatan  dan  kecepatan  maksimum. Untuk penggunaan diameter velg 15 tidak akan mengalami spin pada roda belakang tetapi untuk percepatannya akan berkurang karena  efek  dari  momen  inersia  roda  diawal  pada  gigi  1, akibatnya perolehan waktu lebih besar dengan velg 13 dari pada velg 15.
D. Perbandingan Karakteristik Transmisi Tingkat 1, 2 dan 3 Rasio Standar Menggunakan Sprocket 52 Rim Velg 13 dan Velg 15
0 0.5 1 1.5 2 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1) Gaya
dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6) R.total1=Ra
+Rrr Rr (KN) Ra (KN) μ.W 0 0.5 1 1.5 2 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1) Gaya dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4)
Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6) R.total1=Ra
+Rrr Rr (KN) Ra (KN) μ.W 0 0.5 1 1.5 2 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1) Gaya
dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6)
R.total1=Ra+ Rrr Rr (KN) Ra (KN) μ.W 0 0.5 1 1.5 2 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1)
Gaya dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6) R.total1=Ra +Rrr Rr (KN) Ra (KN) μ.W 0 0.5 1 1.5 2 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1) Gaya dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6) R.total1=Ra+ Rrr Rr (KN) Ra (KN) μ.W 0 0.5 1 1.5 2 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1) Gaya dorong(i2)
Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6)
R.total1=Ra+
Rrr Rr (KN) Ra (KN) μ.W
Pada realitanya saat acceleration test mobil Sapuangin speed 3  hanya  sampai  tingkat  transmisi  3  untuk  mencapai  lintasan sejauh 75 meter. Oleh karena itu analisa perbandingan tingkat transmisi hanya dilakukan sebutuhnya.
Gambar 9. Grafik perbandingan karakteristik transmisi tingkat 1,2 dan 3 rasio standar sprocket 52 velg 13 dan velg 15
Untuk  tingkat  1  mempunyai  gaya  dorong  maksimum  pada rasio  standar  sprocket  52  velg  13  sebesar  1,79  kN  sedangkan velg  15  sebesar  1.63  kN.  Tingkat  2  mempunyai  gaya  dorong maksimum pada rasio standar sprocket 52 velg 13 sebesar 1,31 kN  sedangkan  velg  15  sebesar  1.19  kN.  Sedangkan  tingkat  3 mempunyai  gaya  dorong  maksimum  pada  rasio  standar sprocket 52 velg 13 sebesar 1,03 kN sedangkan velg 15 sebesar 0.94  kN.  Kecepatan  optimum  pada  tingkat  1  rasio  standar sprocket  52  velg  13  mencapai  41.03  km/h,  dan  velg  15 mencapai 53.27 km/h. Pada tingkat 2 rasio standar sprocket 52 velg  13  mencapai  66.48  km/h,  dan  velg  15  mencapai  72.78 km/h. Sedangkan pada tingkat 3 rasio standar sprocket 52 velg 13  mencapai 84.92 km/h, dan velg 15 mencapai 92.96 km/h.
Setelah  mengetahui  nilai  kecepatan  dan  percepatan  pada setiap tingkat maka dapat dihitung estimasi waktu tempuh.
Tabel 1.
Tabel perhitungan waktuh tempuh akselerasi STANDAR R13 V max (1) V max (2) V max (3) waktu km/h akselerasi (s) sprocket 48 52.72 72.02 91.99 4.75 sprocket 52 41.03 66.48 84.92 4.69 sprocket 56 33.67 61.73 78.85 4.63 R15 V max (1) V max (2) V max (3) waktu akselerasi (s) sprocket 48 57.71 78.84 100.70 4.97 sprocket 52 53.27 72.78 92.96 4.91 sprocket 56 43.65 67.58 86.32 4.84
Dari hasil pencapaian pergantian sprocket dan diameter velg belum mencapai target, lebih cepat dari tim juara yaitu tim dari Graz  University  dengan  capaian  waktu  4.19  s.  Selanjutnya untuk  meningkatan  traksi  dapat  dilakukan  juga  dengan merancang ulang rasio transmisi. E. Perbandingan tingkat rasio 5,6,7
Setelah  mengubah  gigi  sprocket  dan  diameter  velg, kebutuhan percepatan maksimum sebesar a=9m/s² masih belum terpenuhi  oleh  karena  itu  dilakukan  perhitungan  rasio  ulang.
Berikut  adalah  grafik  karakteristik  dengan  tingkat  rasio  5,  6, dan 7:
Gambar 10 Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan rasio baru 5 tingkat
Gambar 11. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan rasio baru 6 tingkat
Gambar 12. Grafik gaya dorong terhadap kecepatan dengan rasio baru 7 tingkat
Pada grafik 7, 8, dan 9 untuk ketiga tingkat juga mengalami spin  yang  merugikan  performa  kendaraan  yaitu  terbuangnya traksi dengan sia-sia. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan komponen aerodinamik yaitu Negative Wing (Spoiler) dibagian belakang  guna  membantu  melawan  spin  dengan  menambah gaya  berat.  Selain  itu  komponen  aerodinamik  yang  lain  yang mungkin  digunakan  untuk  meningkatkan  performa  adalah Traction  Control. Komponen  ini  berfungsi  untuk  mengatur traksi pada roda sesuai dengan hambatan gesek yang diterima, sehingga roda tidak akan mengalami spin pada rpm/ kecepatan berapapun.
Tabel 2. Perhitungan gaya dorong dan kecepatan dengan perubahan rasio dan sprocket No Variasi Ft max (KN) v (km/h) 1 Penggantian sproket pada kondisi standar velg 13 rasio standar sproket 48 1.65 158 sproket 52 1.79 155 sproket 56 1.93 150
0.5 1 1.5 2 20 40 60 80 100 120 Gaya Do ro n g (KN ) Kecepatan (km/h) STANDARD - 1 - R13 STANDARD -
2 - R13 STANDARD - 3 - R13
STANDARD - 1 - R15 STANDARD - 2 - R15 STANDARD - 3 - R15 SPIN R13 SPIN R15 0 1 2 3 0 50 100 150 200 250 Ga y a D o ro n g ( k N ) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1) Gaya dorong(i2) Gaya dorong(i3)
Ra (KN)
Rr (KN)
R.total1=Ra
+Rrr μ.W Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) 0 1 2 3 0 50 100 150 200 250 Ga y a D o ro n g ( k N ) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1)
Gaya dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6) R.total1=Ra +Rrr Rr (KN) Ra (KN) μ.W 0 1 2 3 0 50 100 150 200 250 Gaya Do ro n g (k N) Kecepatan (km/h) Gaya dorong(i1)
Gaya dorong(i2) Gaya dorong(i3) Gaya dorong(i4) Gaya dorong(i5) Gaya dorong(i6) μ.W Gaya dorong (7)
Rtotal Rr (kN)
2 Penggantian sproket pada kondisi standar velg 15 rasio standar sproket 48 1.50 160 sproket 52 1.63 158 sproket 56 1.76 155 3 Penggantian rasio sproket dan rasio baru velg 15 rasio baru 5 tingkat 48 2.34 158 52 2.54 155 56 2.74 153 6 tingkat 48 2.34 160 52 2.54 158 56 2.74 156 7 tingkat 48 2.34 162 52 2.54 160 56 2.74 158

## F. Pengaruh Limitted Slip Differential (LSD)
Untuk  mengetahui  torsi  roda  dan  kecepatan  roda  dapat dihitung  menggunakan  rumus  2.16  dan  2.17.  Gambar  4.13 adalah grafik pengaruh torsi roda (T) terhadap sudut belok rata- rata (δ) mulai dari 1 derajat sampai 30 derajat
Gambar 13.  Grafik pengaruh sudut belok rata-rata (δ) terhadap torsi roda (T)
Gambar 14. Grafik pengaruh sudut belok rata-rata (δ) terhadap V
Melihat  grafik  hasil  perhitungan  diatas,untuk  grafik  10 semakin besar sudut belok rata-rata atau radius belok semakin kecil,  maka  semakin  besar  perbandingan  torsi  yang  mampu diterima roda dalam maupun luar. Sedangkan grafik 11 semakin besar  sudut  belok  rata-rata  atau  radius  belok  semakin  kecil, maka  semakin  besar  perbandingan  atau  perbedaan  kecepatan roda  dalam  dan  luar.  Artinya  semakin  besar  perbandingan locking roda dalam dan luar dalam penggunaan LSD.
Untuk  skidpad  dengan  sudut  belok  rata-rata  10  derajat dibutuhkan  torsi  roda  dalam  dan  luar  dengan  rasio  0.87  yang artinya torsi roda dalam sama dengan 0.87 kali torsi roda luar (To  =  0.87  To).  Hal  ini  sangat  berbeda  ketika  menggunakan LSD, torsi roda dalam dan luar saat belok cenderung sama.

## IV. KESIMPULAN
Setelah  melakukan  analisa  perhitungan  dan  pembahasan didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Karakteristik  transmisi  mobil  sapuangin  speed  3  standar speocket 52 velg 13 untuk tingkat gigi 1 mempunyai gaya dorong  maksimum  sebesar  1.79  kN.  Percepatan maksimum = 5.9 m/s² , kecepatan maksimum = 155 km/h, dan nilai μ.W  (spin area) sebesar 1.72 kN akan mengalami spin pada rpm 4400-5800 pada gigi1 dan estimasi waktu tempuh akselerasi 4.69 s.
2. Untuk peningkatan karakteristik transmisi tanpa mengubah  rasio  dipilih  mengganti  sprocket  menjadi  56 velg  13  dengan  rincian,  mempunyai  gaya  dorong maksimum sebesar 1.93 kN, percepatan maksimum = 6.41 m/s²  ,  kecepatan  maksimum  =  150  km/h,  dan  nilai  μ.W ( spin area ) sebesar 1.72 kN, mobil akan mengalami spin pada  rpm  3900-6500  rpm  pada  gigi  1,  estimasih  waktu akselerasi 4.63 s.
3. Semakin  besar  rasio final  drive ( 𝑖 𝑔 ) /  sprocket,  semakin besar  pula  traksi  yang  dihasilkan  dan  semakin  pendek jarak  kecepatan  untuk  perpindahan  gigi.  Dari  grafik karakteristik transmisi dengan rasio baru, semakin banyak tingkat transmisi, semakin rapat jarak antara kurva tingkat transmisi yang berarti semakin kecil traksi yang terbuang. Untuk  penggunaan  diameter,  semakin  besar  diameter semakin besar kecepatan tetapi waktu tempuh lebih besar.
4. Semakin  besar  sudut  belok  rata-rata  atau  radius  belok semakin  kecil,  maka  semakin  besar  perbandingan  torsi yang mampu diterima roda dan kecepatan roda dalam dan luar.
5. Penggunaan  LSD  TRD  sistem  1,5  way  dan  2  way  pada mobil  sapuangin  speed  3  untuk  mengikuti  kompetisi Student Formula Japan dapat dikatakan merugikan karena LSD akan lock bersama (kanan dan kiri) ketika akselerasi. Berbanding  terbalik  dengan  karakteristik  lintasan  pada kompetisi  tersebut  yang  penuh  dengan  belokan.  Apabila sistem LSD lock bersama pada saat berbelok, yang artinya torsi/utaran roda dalam dan luar cenderung samam, maka kendaraan  akan  bergeser,  sulit  dibelokkan  atau  dapat dikatakan understeer .

## DAFTAR PUSAKA
[1] Allen Jim. 2002. “ 4-Wheeler’s Bible ”. USA. MBI Publishing Company, 380 Jackson Street, Suite 200, St.Paul
[2] Sutantra, I Nyoman & Bambang Sampurno. 2010. “ Teknologi Otomotif : Edisi Kedua”. Surabaya: Guna Widya.
[3]  Tenaya  I.G.N.P  dan  Adi  Atmika,  I  Ketut.  2004.  “ Karakteristik  Traksi Dan Kinerja Transmisi Pada Sistem Gear Transmission dan Gearless Transmission ”. Teknik Mesin Universitas Udayana Bali.
[4] J.Y. Wong. 1978. “ Theory of Ground Vehicle : 3 rd Edition”.  Canada. John Wiley &n Sons,Inc.
[5]  Active Traction Service. “ LSD - mechanism, function, & benefit ”. 14 Juni 2016. <http://www.ppi-ats.com/LSD/LSD_basics>.
-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 10 20 30 40 Tors i (Nm ) δ (derajat) Ti To 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 K ec epa tan (m /s) δ (derajat) Vi Vo