## Rancang Bangun Chasis Kendaraan Hemat Energi Satu Silinder
Subur Mulyanto 1 , wahyu anhar 2 , Nurul Huda 3 , Agus Susanto 4
Jurusan Teknik Mesin - Politeknik Negeri Balikpapan Balikpapan, 76126, Indonesia
1 subur.mulyanto@poltekba.ac.id, 2 wahyu.anhar@poltekba.ac.id, 3 nurul.huda@poltekba.ac.id, 4 agus.susanto@poltekba.ac.id
Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan untuk melakukan eksperimen dalam pembuatan chasis dan body kendaraan  roda empat yang mana keduanya merupakan penopang utama selain engine pada kendaraan. Adapun Chasis yang telah dibuat mengadopsi sistem-sistem pada chasis kendaraan roda empat pada umumnya. Komponen yang digunakan pada pembuatan chasis ini meliputi komponen yang sudah ada atau yang dijual dipasaran spare part kendaraan dan ada komponen  yang  dibuat  sendiri  dengan  menyesuaikan  desain  yang  telah  ditentukan.  Perancangan  chasis  ini dilakukan dengan  membuat frame yang  menggunakan  material  besi hollow yang  memiliki  masa ringan  namun kuat  dibantu  dengan  konstruksi  dengan  sambungan  pengelasan.  Selain  rangka  juga  akan  di  lengkapi  system suspensi  dan  sistem  rem  untuk  kenyamanan  serta  keamanan  kendaraan.  Dalam  hal  ini  tidak  kalah  pentingnya adalah pada turning radius pada sistem kemudi serta front alignment . Kedua sistem tersebut dimaksudkan untuk mengurangi hambatan laju kendaraan yang dihasilkan oleh koefisien gesek, sehingga perlu dilakukan pengaturan yang  tepat.  Dimana  hambatan  yang  berupa  koefisien  gesek  dapat  mengurangi  laju  kendaraan,  sehingga  beban menjadi berat dan berdampak pada konsumsi bahan bakar menjadi tinggi. Komponen yang sudah ada meliputi; roda kemudi, master rem, silinder roda, tie rod end, velg roda, ban, gear out put, disc brake . Sedangkan komponen yang dibuat sendiri diantaranya; main frame, steering columb, steering shaft, pitman arm, steering link , dudukan ball joint, shaft roda belakang, pedal gas dan pedal rem. Hasil penelitian menunjukkan ada penurunan konsumsi bahan bakar dengan desain chasis kendaraan yang baru roda empat dibandingkan dengan kendaraan sebelumnya. Yaitu dari konsumsi awal pada mesin pada speed 60 Km/Jam dari konsumsi 13 m/ml menjadi 19 m/ml, pada speed 60Km/Jam dari konsumsi 10m/ml menjadi 15m/ml,  dan pada speed 80 Km/Jam dari konsumsi 8 m/ml menjadi 12 m/ml. Dapat disimpulkan bahwa semakin cepat dengan batas kecepatan 80 km/jam, konsumsi bahan bakar akan semakin rendah.
Kata kunci : Chasis, Main frame, koefisien gesek, konsumsi bahan bakar

## Design and fabrication of One Cylinder Energy Efficient Vehicle Chassis

## Abstract
This study aims to experiments manufacture of the chassis and body of a four-wheeled vehicle, both of which are the main supports besides the engine on the vehicle. The chassis that has been made adopt  the systems on the chassis of four-wheeled common vehicles. The components used in the manufacture of the chassis components that available  at  vehicle  spare  part  store  and  there  are  components  that  are  made  by  themselves  according  to  a predetermined design. The chassis design is carried out by making a frame that uses pipe which has a light but strong mass, assisted by construction with welding joints. In addition to the frame, it will also be equipped with a suspension system and brake system for vehicle comfort and safety. In this case, no less important is the turning radius of the steering system and the front wheel alignment. The two systems are intended to reduce the vehicle speed resistance generated by the friction coefficient, so that it is necessary to make proper adjustments. Where the resistance in the form of a coefficient of friction can reduce the speed of the vehicle, so that the load becomes heavy and has an impact on high fuel consumption. The components that already exist include; steering  wheel, brake master, wheel cylinder, tie rod end, wheel wheel, tire, gear out put, disc brake. While the components that are made by themselves include; main frame, steering columb, steering shaft, pitman arm, steering link, ball joint holder,  rear  wheel  shaft,  gas  pedal  and  brake  pedal.  The  results  showed  that  there  was  a  decrease  in  fuel consumption with a new four-wheeled vehicle chassis design compared to the previous vehicle. Namely from the initial consumption of the engine at a speed of 40Km / hour, from a consumption of 13 m / ml to 19 m / ml, at a speed of 60Km / hour from a consumption of 10m / ml to 15m / ml, and at a speed of 80 Km / hour from consumption 8 m / ml to 12 m / ml. The conclusion that can be drawn is that the faster the speed limit of 80 km / hour, fuel consumption can be lower
Keywords: Chasis, Main frame, coefficient of friction, fuel consumption

## 1. Pendahuluan
Persediaan  bahan  bakar  sebagai  sumber energi  yang  semakin  menipis,  menuntut  kita  untuk berpikir mencari solusi terbaik agar kebutuhan akan
hal tersebut dapat terpenuhi. Berbagai Negara telah melakukan  upaya  untuk  menanggulangi  krisis tersebut, diantaranya adalah dengan melakukan riset
dan  penelitian  khusus  dalam  upaya  penghematan pemakaian  bahan  bakar  dengan  menciptakan kendaraan hemat energi yang mampu meningkatkan efisiensi  penggunaan  bahan  bakar  [1].  Selain memodifikasi  atau  pengembangan  dalam  teknologi sistem  pembakaran,  upaya  yang  dilakukan  untuk penghematan  bahan  bakar  dapat  dilakukan  dengan meningkatkan  efektifitas  sistem  pendukungnya, seperti chasis dan body. Sistem chasis yang meliputi rangka,  sistem  kemudi,  rem  dan  suspensi  dapat  di atur  sedemikian  rupa  hingga  dapat  meningkatkan efisiensi dengan berbagai cara [2].
Rangka merupakan salah satu bagian penting pada  mobil  yang  harus  mempunyai  kontruksi  kuat untuk  menahan  atau  memikul  beban  kendaraan. Semua beban dalam kendaraan baik itu penumpang, mesin,  sistem  kemud1  [3],[4],[5],  dan  segala peralatan  kenyamanan  semuanya  diletakan  di  atas rangka.  Oleh  karena  itu  setiap  kontruksi  rangka harus  mampu  untuk  menahan  semua  beban  dari kendaraan. Sedangkan untuk chasis adalah merupakan satu bagian dari kendaraan [4], [6], atau dengan kata lain adalah bagian yang tinggal bila bodi mobil dilepaskan keseluruhannya.
Sistem  chasis  meliputi  poros  roda,  kemudi, roda,  rem,  dan  suspensi,  dimana  suspensi  yang menopang axle[7]. Sistem-sistem tersebut berpengaruh langsung terhadap kenyamanan berkendaraan, stabilitas dan lain-lain. Sistem chasis kendaraan dibagi menjadi dua, yaitu tipe FR (Mesin Depan  Penggerak  Roda  Belakang)  dan  tipe  FF (Mesin Depan Penggerak Roda Depan)[1], [8].
Poros dalam hal ini dapat dibedakan menjadi poros  dukung  dan  poros  transmisi  atau  poros perpindahan  [9].  Poros  dukung  adalah  poros  yang khusus  diperuntukkan  mendukung  elemen  mesin yang berputar, sedangkan poros transmisi atau poros perpindahan adalah poros yang terutama dipergunakan  untuk  memindahkan  moment  puntir [5], [8]. Poros dukung dapat dibagi dalam poros tetap dan poros berputar.

## Rangka (Frame)
Rangka merupakan salah satu bagian penting pada  pada  mobil  (tulang  punggung)  harus mempunyai  kontruksi  kuat  untuk  menahan  atau memikul  beban  kendaraan.  Semua  beban  dalam kendaraan  baik  itu  penumpang,  mesin,  sistem kemudi, dan segala peralatan kenyamanan semuanya diletakan  di  atas  rangka.  Oleh  karena  itu  setiap kontruksi  rangka  harus  mampu  untuk  menahan semua  beban  dari  kendaraanya.  Sedangkan  untuk chasis adalah merupakan satu bagian dari kendaraan, atau dengan kata lain adalah bagian yang tinggal bila bodi mobil dilepaskan keseluruhannya, untuk bagian chasis  itu  sendiri  terdiri  dari  rangka,  mesin[10], pemindah  tenaga,  sistem  kemudi,  sistem  suspensi, sistem rem dan kelengkapan lainnya. Rangka adalah suatu struktur yang ujung-ujungnya disambung kaku
(las  atau  lebih  dari  satu).  Semua  batang  yang disambung secara kaku (jepit) mampu menahan gaya aksial,  gaya  normal,  dan  momen  [11].  Elemen rangka  merupakan  elemen  dua  dimensi  dan kombinasi  antara  elemen  truss  dan  beam,  sehingga ada  tiga  macam  simpangan  pada  setiap  titik  nodal yaitu simpangan horisontal, vertikal, dan rotasi. Oleh karena  itu,  dibutuhkan  material  yang  kuat  untuk memenuhi  spesifikasi  tersebut.  Fungsi  utama rangka:
a) untuk mendukung berat dari body kendaraan, penumpang, dan mesin.
b) untuk mengakomodasikan suspensi.
c) untuk menahan torsi dari mesin, transmisi, aksi  percepatan  perlambatan,  dan  juga menahan  kejutan  yang  diakibatkan  bentuk permukaan jalan.
d) untuk meredam dan menyerap energi akibat beban  kejut  yang  diakibatkan  benturan dengan benda lain.
e) sebagai  landasan  untuk  meletakkan  bodi kendaraan,  mesin,  sistem transmisi, tangki bahan bakar dan lain-lain.
f) untuk  menahan  getaran  dari  mesin  dan getaran akibat permukaan jalan.

## Fungsi Sistem Suspensi
Sistem suspensi terletak antara body kendaraan dan  roda-roda.  suspensi  dirancang  untuk  menyerap kejutan  dari  permukaan  jalan  sehingga  menambah kenyamanan  dan  stabilitas  berkendaraan  serta memperbaiki  kemampuan  cengkram  roda  terhadap jalan[3],[6].
a) Selama berjalan, kendaraan secara bersama-sama  dengan  roda  menyerap getaran dan kejutan dari permukaan jalan.
b) Memindahkan gaya pengereman dan gaya gerak  ke  body  melalui  gesekan  antara jalan dengan roda-roda.
c) Menopang body pada axle dan memelihara  letak  geometris  antara  body dan roda-roda.
Suspensi  terdiri  dari  pegas,  shock  absorber, stabilizer  dan  sebagainya.  Pada  umumnya  suspensi dapat digolongkan menjadi suspensi tipe rigid (Rigid Axle  Suspension)  dan  tipe  bebas  ( Independent Suspension ) [5].
Gambar 1. Suspensi Rigid
Gambar 2 . Suspensi Independen
Apabila pada suspensi hanya terdapat pegas, kendaraan akan cenderung berosilasi naik turun pada waktu  menerima  kejutan  dari  jalan,  akibatnya kendaraan  menjadi  tidak  nyaman.  Untuk  itu  shock absorber  dipasang  untuk  meredam  osilasi  dengan cepat agar memperoleh kenyamanan saat berkendaraan  dan  kemampuan  cengkeram  ban terhadap jalan. Cara kerja shock absorber adalah di dalam shock absorber telescopic terdapat cairankhusus  yang  disebut  minyak  shock  absorber.
[6]    Pada  shock  absorber  tipe  ini,  gaya  redamnya dihasilkan oleh adanya tahanan aliran minyak karena melalui  orifice  (lubang  kecil)  pada  waktu  piston bergerak.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian yang dilakukan merupakan jenis penelitian  eksperimen.  yaitu  membuat  rancangan desain  serta  membuat  fisik  daripada  chasis kendaraan  yang  diperuntukkan  kendaraan  roda empat  hemat  energi  dengan  mesin  bensin  satu silinder.  Adapun  dalam  penelitian  ini  digunakan bahan-bahan  yang  sudah  ada  dan  juga  ada  bahan yang  digunakan  dari  hasil  bikinan  sendiri.  Hal tersebut terjadi karena adanya penyesuaian terhadap kondisi desain chasis yang telah dirancang.
Gambar 3 .  Desain Ram\ngka kendaraan
Pengujian  bahan  bakar  dilakukan  dengan membandingkan kendaraan yang lama dengan yang baru. Untuk  lebih  memperjelas  pengaruh  desain  terhadap konsumsi  bahan  bakar  maka  pada  pengujian  konsumsi bahan bakar ini di buata variasi kecepatan, Adapun variasi kecepatan  ini  dibuat  menjadi  tiga  yaitu,  kecepatan  40 km/jam, kecepatan 60 km/jam dan kecepatan 80 km/jam. pada masing variaasi tersebut akan dilihat konsumsi bahan bakrnya masing pada satuan ml.

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Pembuatan Komponen Utama Chasis Dalam  pembuatan  rangka  kendaraan,  bahan atau  komponen  yang  digunakan  menggunakan komponen  jadi  dan  komponen  yang  membuat sendiri.  Berikut  adalah  beberapa  komponen  dalam perancangan gokart

## Pembuatan Main frame
Proses pembuatan main frame pada kendaraan ini dilakukan perancangan dan pembuatan  sendiri  dengan  menyesuaikan  dimensi kendaraan. Bahan  menggunakan bahan besi  hollow dengan  dimensi  3x3x1,2  mm.  adapun  proses pembuatan  rangka  ini  menggunakan  metode penyambungan las. Rangka yang dibuat sesuai pada perancangan yaitu ladder
Gambar 4 . Rangka tipe ladder.

## Penyetelan Roda
Persiapan roda pada kendaraan menggunakan komponen yang sudah ada yaitu menggunakan roda kendaraan  dengan  dimensi  80/90/14  untuk  roda belakang  dan  70/90/14  untuk  roda  depan,  velg menggunakan  ukuran  ring  14.  Pembuatan  As  roda belakang  menggunakan  besi  silinder  dengan diameter 20mmm dan dibubut ulir pada bagian ujung kanan  kiri  dengan  ukuran.  Pada  tromol  digunakan bearing dengan ukuran 6302. Bagian roda depan as roda  dibuat  sendiri  dengan  memanfaatkan  as  roda dengan  clamp  U  dengan  tujuan  dapat  berbelok kekanan dan kekiri.
Gambar 5 . Tie rod end dan C clamp roda

## Steering system
Ada  beberapa  komponen  yang  disiapka  dalam steering system, baik melakukan pembuatan sendiri atau  menggunakan  komponen  yang  sudah  ada. Untuk  komponen  yang  sudah  ada  antara  lain;  roda kemudi  dan  tie  rod,  selain  dua  komponen  itu dilakukan pembuatan sendiri, seperti; poros kemudi, steering link dan warm steer.
Gambar 6 . Warm steer dan steering linkage
Gambar 7 . Roda Kemudi dan Poros Kemudi

## Brake system
Komponen  brake  system yang  menggunakan komponen yang sudah ada, yang diantaranya adalah; disc brake dan kampas, master rem dan hose. Bagian brake  system  yang  dibuat  sendiri  yaitu  pada  pedal rem dengan menyesuaikan posisi kabin kemudi.
Gambar 8. Silinder roda
Gambar 9 . Master Rem dan Pedal Rem

## Penghubung putaran
Komponen  penghubung  pada  chasis  ini dimaksudkan  untuk  meneruskan  gerakan  atau putaran  mesin  ke  roda,  dikarenakan  kendaraan  ini didesain  kendaraan  penggerak  roda  belakang sehingga  dibutuhkan  penghubung  putran  tersebut untuk  menggantikan  peran  propeller  shaft  pada mobil-mobil  penggerak  roda  belakang  pada umumnya.  Dalam  desain  ini  penghubung  putaran mesin menggunakan system chain, yaitu menggunakan  rantai  dan  dengan  memasang  gear
pada  output  transmisi  serta  pada  bagian  as  roda belakang yang dapat dilihat pada gambar 4.8
Gambar 10 . Penghubung putaran roda
Hasil Uji Konsumsi Bahan Bakar
Tabel 1 . Pengujian konsumsi bahan bakar
Berdasarkan  pada  tabel  hasil  pengujian  di  atas maka  dapat  dilihat  bahwa  konsumsi  kendaraan  pada kendaraan roda empat mengalami peneurunan konsumsi dibandingkan dengan kendaaran yang lama. sehingga hal ini  dapat  membuktikan  bahwa  dengan  desain  chasis kendaraan  roda  empat  ini  mampu  menghemat  energi. Adapun pada hasil ujian tersebut juga terdapat perbedaan konsumsi pada variasi kecepatan, pada bagian ini penulis ingin membuktikan pengaruh tiap-tiap komponen chasis seperti  meminimalkan  gesekan  yang  terjadi  pada  setiap komponen.  berpengaruhnya  laju  kendaraan  terhadap konsumsi bahan bakar berkaitan dengan desain kendaraan roda empat yang telah dibuat

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat diambil disimpulkan bahwa  rancangan  chasis  ini  diperuntukan  untuk kendaraan  roda  empat  hemat  energi  dengan  mesin silinder 1 berbahan bakar gasoline dan  mempunyai volume ruang  bakar  125cc.  Beberapa  mekanisme mengadopsi sistem-sistem pada kendaraan roda pada umumnya.  Bahan  dan sparepart yang  digunakan meliputi sparepart yang  sudah  ada  dan  membuat sendiri dengan menyesuaikan kebutuhan pada desain yang  dibuat.  Terjadi  penurunan  konsumsi  bahan bakar,  yaitu:  dari  jarak  yang  ditempuh 13m/ml menjadi 19 m/ml, pada speed 40 Km/Jam,  dari jarak tempuh  10m/ml  menjadi  15m/ml  pada  speed  60
Km/Jam,    dan  dari  jarak  8  m/ml  menjadi  12  m/ml pada speed 80 Km/Jam.

## Ucapan Terima Kasih
Peneliti  mengucapkan  terimakasih  kepada  Pusat Penelitian  dan  Pemngabdian  Masyarakat  (P3M) Politeknik  Negeri  Balikpapan,  Jurusan  dan  pengelola workshop  teknik  mesin  Politeknik  Negeri  Balikpapan yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan  penelitian  desain  chasis  kendaraan  hemat energi.
Referensi [1] A.  Irawan,  M.  S.  Laurin,  and  S.  Suherman, “Perancangan animasi pembelajaran perawatan  mesin kendaraan,” PROSISKO  J. Pengemb. Ris. dan Obs. Sist. Komput. , vol. 2, no. 1, 2015.
[2] Z.  Arifin, “Perkembangan  Teknologi
Kendaraan Bermotor,” Yogyakarta Kementrian  Perhub.  Badan  Pengemb.  Sdm Perhub.  Pus.  Pengemb.  Sdm  Perhub.  Darat Balai  Pendidik.  Dan  Pelatih.  Transp.  Darat Bali , 2012.
[3] W. Arismunandar, “motor bakar torak, edisi 5,” ITB, Bandung , 2002.
[4] P.  W.  Gill,  J.  H.  Smith,  and  E.  J.  Ziurys, Fundamentals of internal combustion engines  as  applied  to  reciprocating,  gas turbine,  and  jet  propulsion  power  plants . United States Naval Institute, 1959.
[5]        Nakoela  Soenatra,  Shoici  Furuhama,  “Motor Serbaguna”, Praditya  Paramita,  Jakarta, Cetakan I , 1985
[6] M. L. Mathur and R. P. Sharma, A course in internal  combustion  engines .  Dhanpat  Rai, 1981.
[7]    V.L Malev, “Internal Combustion Engine”, Mc Graw – Hill Book Company , Singapore , 1985
[8]      G  Haryono,    “Mengenal    Motor    Bakar,” Penerbit Aneka Ilmu, Makassar , 1987,
[9]          Dienter,      G.E,      “Engineering      design    A materials  and  processing  approach” .  Tokyo: McGraw-Hill, 1983
[10]    International Book Company, Gere Jemes M. “Mekanika  Bahan  Jilid  1 ”,  Jakarta  : Erlangga,  Gunadi. 2008.  “Teknik  Bodi Otomotif Jilid I ”. 2000.
[11]  Sularso  dkk.,  “Dasar  Perencanaan  dan Pemilihan  Elemen  Mesin”, PT.    Pradnya Paramita:  Jakarta.  Thomas  D.  Gillispie , 1994.  “Fundamentals  of  Vehicle  Dynamic”, Society of Otomotif Engineers Inc, 1997