Sistem Suspensi [PDF]

Citation preview

SISTEM SUSPENSI SUSPENSI PASIF, SUSPENSI SEMI AKTIF DAN SUSPENSI AKTIF MAKALAH Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Management Chassis pada semester genap 2016/2017 yang diampu oleh Ir. Kasijanto, M.T. Oleh : 3C-D4 MUHAMMAD IBNAN UTAMA BHAKTI TAMAS MAHARDIKA



1541223002 1441220040



PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMOTIF ELEKTRONIK JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MALANG MALANG 2017 KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr. Wb. Pertama-tama kami mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan yang Maha Esa yang telah memberkahi kami sehingga makalah ini dapat diselesaikan. Kami juga ingin mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu kami dalam pembuatan makalah ini dan berbagai sumber yang telah kami gunakan sebagai data dan fakta pada makalah ini. Makalah ini memuat tentang “Sistem Suspensi” dan sengaja dipilih guna menyelesaikan tugas mata kuliah Management Chasis. Kami mengakui bahwa kami adalah manusia yang mempunyai keterbatasan dalam berbagai hal. Oleh karena itu tidak



ada hal yang dapat diselesaikan dengan sangat sempurna. Begitu pula dengan makalah ini yang telah kami selesaikan. Tidak semua hal dapat kami analisa dengan sempurna dalam karya tulis ini. Kami melakukannya semaksimal mungkin dengan kemampuan yang kami miliki. Di mana kami juga memiliki keterbatasan kemampuan. Semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan kita tentang system suspensi. Terima kasih. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Malang, 12 Mei 2017 Penulis



BAB I PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang Getaran



adalah



suatu



gerak



bolak-balik



di



sekitar



kesetimbangan.



Kesetimbangan di sini maksudnya adalah keadaan di mana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Pada sistem kendaraan bertumpu pada satu titik kesetimbangan, getaran terjadi pada kendaraan yang diakibatkan beban, kinerja mesin, dan kecepatan laju kendaraan. Sistem suspensi merupakan materi yang penting dalam mata kuliah sistem manajemen casis, namun ada kesenjangan antara teori dan praktek. Jika mahasiswa tidak menguasai materi tersebut, maka mahasiswa akan kesulitan dalam mata sistem manajemen casis. Jika mahasiswa menguasai materi tersebut mahasiswa akan muda memahami dan berkompetensi pada mata kuliah sistem manajemen casis. Sudah ada usaha untuk mengatasi kesenjangan itu, antara lain (1) dosen menyuruh mempelajari Sistem suspensi dengan membaca referensi; (2) diskusi mandiri tentang Sistem suspensi antar mahasiswa. Namun hasilnya tidak maksimal. Kondisi diatas tidak boleh dibiarkan berlarut-larut, harus ada usaha untuk mengatasinya. Salah satu usaha yang efektif adalah menyusun makalah dengan topic



sistem suspensi. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, makalah ini disusun berdasarkan rumusan masalah sebagai berikut: 1) Apa pengertian sistem suspensi? 2) Apa fungsi sistem suspensi? 3) Apa komponen sistem suspensi? 4) Apa saja osilasi dan kenyamanan pada kendaraan? 5) Bagaimana cara kerja sistem Suspensi? 6) Apa keunggulan dan kelemahan sistem suspensi?



1.3



Rumusan Tujuan Berdasarkan rumusan masalah tersebut, makalah ini disusun berdasarkan rumusan



tujuan sebagai berikut: 1) Dapat menjelaskan pengertian sistem suspensi. 2) Dapat menjelaskan fungsi sistem suspensi. 3) Dapat menjelaskan komponen sistem suspense. 4) Dapat menjelaskan osilasi dan kenyamanan pada kendaraan. 5) Dapat menjelaskan cara kerja sistem suspensi. 6) Dapat menjelaskan keunggulan dan kelemahan sistem suspensi.



BAB II SISTEM SUSPENSI Pada bagian ini dibahas tiga hal, yaitu (1) pengertian sistem suspensi, fungsi



sistem



suspensi,



(3)



komponen



sistem



suspensi,



(4)



osilasi



(2) dan



kenyamanan kendaraan, (5) cara kerja system suspense dan (4) keunggulan kelemahan sistem suspensi. 2.1 Pengertian Suspesnsi Suspensi adalah kompnonen kendaraan yang fungsi utamanya a d a l a h untuk menjamin kenyamanan kepada penumpang jika kendaraan berjalan pada jalan bergelombang dan juga jika kendaraan pada berbagai jenis permukaan jalan serta berbagai gerak kendaraan. Untuk menjaga kenyamanan penumpang maka sistim suspensi harus mampu mengisolasi penumpang dari pengaruh getaran yang terjadi dari pengaruh eksitasi gelombang jalan. Secara ideal suspensi juga harus mampu meredam atau mengendalikan gerakan atau getaran serta goyangan dari bodi yang dapat mengganggu stabilitas arah kendaraan akibat gelombang jalan gerakan Zigzag dan belokan.



Macam-macam suspense dibagi menjadi 3 yaitu: 1. Suspensi Pasif Sistem suspensi adalah kumpulan komponen tertentu yang berfungsi meredam kejutan, getaran yang terjadi pada kendaraan akibat permukaan jalan yang tidak rata yang dapat meningkatkan kenyamanan berkendara dan pengendalian kendaraan. 2.



Suspensi Semi Aktif



Suspensi semi aktif adalah suspensi tanpa per atau shockbreker seperti umumnya dipake mobil lain.Citroen merupakan mobil satu2nya di dunia yang menggunakan suspensi Hidrolik Pnematic yaitu terdapat 5buah bola2 (3didepan 2dibalakang) disetiap masing2 kaki2 mobil terdapat bola2 yang didalamnya ada cairan oli dan oksigen udara yang bekerja secara hidrolis naik turun kebawah dan keatas sehingga terjadi ayunan suspensi yang sangat empuk dan lembut namun tetap nyaman bagi pengemudi dan penumpang yang duduk dibelakangnya. 3.



Suspensi Aktif Salah satu suspensi aktif yang pertama dikembangkan untuk automotive adalah suspensi aktif milik Lotus di era 80-an yang dipakai untuk kompetisi Formula 1 dengan menggantikan pegas dan peredam dengan aktuator hidrolik atau elektromagnetik untuk mengontrol posisi roda. Dalam konfigurasi suspensi konvensional, sistem aksi reaksi dimana permukaan jalan mendorong roda dan pegas mendorong ke bawah untuk mempertahankan kesimbangan beban. Dalam sistem suspensi aktif, aktuator mengontrol posisi roda dengan aktif mengangkat roda jika bertemu dengan tonjolan atau mendorongnya ke bawah jika bertemu dengan lubang, sehingga mampu menjaga posisi sasis tetap pada posisi awalnya. Suspensi aktif dapat digunakan secara otomatis maupun manual untuk mengontrol pitch (ketinggian dan posisi bagian mobil depan dan belakang), roll (ketinggian dan posisi mobil kiri dan kanan), kenyamanan, dan karakteristik suspensi untuk meningkatkan cengkeraman ban.



2.2 Fungsi Suspesnsi Adapun fungsi sistem suspensi pada kendaraan adalah sebagai berikut: 1.



Selama kendaraan berjalan, kendaraan secara bersama-sama dengan roda menyerap getaran, guncangan dan kejutan dari permukaan jalan,



hal



ini untuk memberikan kenyamanan dan keamanan penumpang. 2.



Memindahkan gaya pengereman dan gaya gerak ke bodi melalui gesekan antara jalan dengan roda-roda.



3.



Menopang bodi pada axle dan memelihara letak geometris antara bodi dan roda-roda.



2.3



Komponen-komponen Suspensi 1.



Pegas (Spring) Pegas berfungsi untuk menyerap kejutan yang diterima dari jalan dan getaran pada roda-roda agar tidak sampai ke bodi. Pegas juga berfungsi untuk meningkatkan kemampuan cangkeraman roda terhadap jalan. Pegas dikelompokkan menjadi 3 yaitu pegas coil, pegas daun dan pegas batang torsi. a. Pegas Coil Pada saat pemegasan, batang pegas koil menerima beban puntir dan lengkung Sifat – Sifat : a) Langkah pemegasan panjang b) Tidak dapat meredam getaran sendiri c) Tidak dapat menerima gaya horisontal ( perlu lengan – lengan ) d) Energi beban yang diabsorsi lebih besar daripada pegas daun e) Dapat dibuat pegas lembut Penggunaan : Pada suspensi independen dan aksel rigrid.



Gambar 2.1 Pegas Coil b. Pegas Daun Sifat – Sifat : a) Konstruksi sederhana b) Dapat meredam getaran sendiri ( gesekan antara daun pegas ) c) Berfungsi sebagai lengan penyangga ( tidak memerlukan lengan memanjang dan melintang ) Penggunaan : Aksel depan / belakang, tanpa / dengan penggerak roda



Gambar 2.2 Pegas Daun c. Pegas Batang Torsi Pada saat pemegasan, pegas menerima beban punter. Sifat – Sifat : a) Memerlukan sedikit tempat b) Energi yang diabsorsi lebih besar daripada pegas lain c) Tidak mempunyai sifat meredam getaran sendiri d) Dapat menyetel tinggi bebas mobil e) Langkah pemegasan panjang f) Mahal Penggunaan : a) Suspensi Independen



Gambar 2.3 Pegas Batang Torsi 2.



Shock Absorber (Peredam Kejut) Shock absorber berfungsi untuk untuk meredam atau melawan oskilasi (gerak naik turun) yang disebapkan pegas saat menyerap kejutan dari permukaan jalan. Cara shock absorber diantaranya:  Saat Kompresi Katup terbuka, minyak dapat mengalir dengan mudah sehingga tidak terjadi peredaman.



Gambar 2.4 Saat Kompresi  Saat Ekspansi Katup tertutup, minyak mengalir melalui orifice (lubang kecil) sehingga terjadi peredaman.



Gambar 2.5 Saat Ekspansi Tipe shock absorber menurut cara kerjanya diantaranya: 1.



Shock



absorber



kerja



tunggal



(single



action) Efek



meredam hanya terjadi saat ekspansi. Sebaliknya saat kompresi tidak terjadi peredaman.



2.



Gambar 2.6 SA single action Shock absorber kerja ganda (double action) Saat ekspansi dan kompresi selalu terjadi peredaman.



Gambar 2.7 SA double action Tipe shock absorber menurut kontruksinya diantaranya: 1.



Shock absorber tipe mono tube Dalam shock absorber terdapat satu silinder tanpa reservoir.



Gambar 2.8 SA tipe mono tube 2.



Shock absorber tipe twin tube Dalam shock absorber terdapat pressure dan outer c hamber yang membatasi working chamber dan reservoir chamber.



Gambar 2.9 SA tipe twin tube Tipe shock absorber menurut medium kerja diantaranya: 1.



Shock absorber tipe hidraulis



Di dalamnya terdapat minyak shock absorber sebagai media 2. 3.



kerja. Shock absorber tipe gas



Ball Joint Berfungsi untuk menerima beban vertikal maupun lateral dan berfungsi juga sumbu putara pada saat kendaraan berbelok. Ball joint ada dua upper ball joint dan lower ball joint.



Gambar 2.10 Ball joint 4.



Stabilizer Bar Stabilizer Bar berfungsi untuk mengurangi traksi ban dan mengurangi kemiringan kendaraan akibat gaya sentrifugal pada saat kendaraan berbelok.



Gambar 2.11 Stabilizer 5.



Strut Bar Berfungsi untuk menahan lower arm agar tidak bergerak maju dan mundur pada saat menerima kejutan dari permukaan jalan yang tidak rata, bergelombang atau dorongan akibat terjadinnya pengereman. Ujung strut bar dipasang pada lower arm dan ujung lainnya diikatkan pada cross member melalui bracket dan karet bantalan.



Gambar 2.12 Strut Bar 6.



Lateral Control Rod Berfungsi untuk menahan axle pada posisinya terhadap beban dari arah samping.



Gambar 2.13 Lateral control rod 7.



Bumper Bumper terdiri dari bounding dan rebounding bumper yang dipasangang sebagai pelindung frame, axle, shock absorber, dan lain lain pada waktu pegas mengerut dan mengembang di luar batas maximumnya sehingga tidak terjadi kerusakan pada komponen komponen tersebut. Bounding bumper bertugas pada saat kendaraan mengerut, dan rebounding bumper bertugas pada saat kendaraan mengembang.



Gambar 2.14 Bumper



8.



Lower arm Berfungsi untuk menopang roda dan bodi kendaraan.



Gambar 2.15 Lower arm 2.4



Osilasi dan Kenyaman Kendaraan 1.



Sprung Weight dan Unsprung Weight. Berat bodi dan lain-lainya yang ditoang oleh pegas-pegas disebt sprung wegiht. Adapun roda-toda dan poros serta komponen lainya yang tidak ditopang ole pegas disebut unsprng weight.



Pada umumnya dapat dikatakan bahwa makin besar sprung weightnya dari suatu kendaraan akan menjadikanya maikin baik karena tendesi bodyuntuk terguncang akan menjadi kurang.Sebalknya , unsprung weight yang terlalu besar cenderung menyebabkan bodi muda terguncang. Osilasi dan bergoyangnya bagian pegas dari kendaraan terutama bodi berpengaruh besar pada kenyamanan kendaraan.



Gambar 2.16 Sprung Weight dan Unsprung Weight 2.



Osilasi Sprung Weight Sprung weight adalah bera bodi mobil yang dijamin olh pegas suspensi. Osilasi dan goyangan ini dibedakan menjadi empat, yaitu : a. Pitching b. Rolling (bergulir) c. Bounching (melambung), dan d. Yawing (zigzag).



Gambar 2.17 Osilasi Sprung Weight a. Pitching Pitching adalah osilasi turun naiknya bagian depan dan belakang berhubungan dengan titik berat depan dan belakang kendaraan. Hal ini terjadi khususnya jika kendaaan



melalui jalan yang kasar dan banyak lubang. Pitching juga lebih mudah terjadi pada kendaraan yang pegasnya lemah dibandingkan yang pegasnya lebih kuat.



Gambar 2.18 Pitching b. Rolling (Bergulir) Ketika kendaraan membelok atau melalui jalan yan begelombang, salah satu pegas pada salah satu sisi kendaraan mengembang dan pada sisi lainya mengerut. Hal ini mengkibatkan bodi beputar (rolling) dalam ara yang lurus (dari sisi ke sisi)



Gambar 2.19 Rolling c. Bounching (Melambung) Bounchig adalah gerakan aik turunya bodi kendaraan secara keseluruan. Jika kendaraan berjaan pada kecepatan tinggi melalui jalan yang bergelombang, maka seoah-olah terjadi gerakan naik turun. Juga mudah terjadi jika keadaan pegas-pegas lemah.



Gambar 2.20 Bounching



d. Yawing (Zigzag) Yawing adalah gerakan bodi kendaraan arah memanjang, ke kanan dan ke kiri terhadap titik tengah (centerline). Pada permukaan jalan dimana terjadinya pitching seperti juga pada yawing.



Gambar 2.21 Yawing



3.



Osilasi Unsprung Weiht Unsprung weight adalah berat poros-oros dan bagian-bagian lainya yang tedapat antara ban dan pegas-pegas susupensi. Osilasi ini dibedakan menjadi tiga, yaitu : a. Hopping, b. Tramping, dan c. Wind Up.



Gambar 2.22 Osilasi Unsprung Weiht a. Hopping Hopping adalah gerakan melambung (bounching) roda-roda ke atas dan ke bawah yang biasanya terjadi pada jalan-jalan berobmak dengan kecepatan sedang dan tinggi.



b. Tramping Tramping adalah gerakan osilasi turun naik dengan arah yang berlawanan pada roda-roda kiri dan kanan. Akibatnya roda-roda kiri dan kanan melompat terhadap permuakaan jalan. Keadaan ini muda terjadi pada kendaraan yang menggunakan suspensi poros rigid (rigid axle suspension).



Gambar 2.23 Tramping c. Wind Up Wind Up adalah gejala terjadinya pegas daun melintir di sekeliling poros yang disebabkan oleh momen pengerak (driving torque) kendaraan.



Gambar 2.24 Wind up 2.5



Cara Kerja Sistem Suspensi 1.



Suspensi Pasif Saat roda roda menerima kejutan dari permukaan jalan, maka akan diteruskan ke lower maupun upper arm, lalu gaya tersebut ditahan oleh pegas dan mengakibatkan terjadinya pemendekan dan pemanjangan pegas,



kemudian gaya pemegasan diperhalus oleh peredam getaran (shock absorber) agar tidak terjadi oksilasi berlebihan. Hal ini memungkinkan roda roda tetap menapak pada jalan.



2. Suspensi Semi Aktif



Gambar 2.25 Suspensi semi aktif Komponen sistem suspensi semi aktif terdiri dari komponen hidrolik dengan tidak menggunakan sensor dan tidak dikontrol ECU. Sistem suspensi semi aktif bekerja jika kendaraaan pada kondisi menyala sistem suspensi akan aktif dapat dikatakan fluida dalam sistem suspensi tidak akan masuk melalui saluran hidolik ke ruang suspensi. Suspensi semi aktif berhubungan dengan medan listrik dengan merubah kekentalan dari fluida dan gas nitrogen. Suspensi ini tidak menggunakan spring dan tingkat kenyamanan tergantung dari viskositas fluida dan udara nitrogen yang mempengaruhi.



3.



Sistem Suspensi aktif Dengan adanya perkembangan teknologi di bidang komputer, elektronik, hidrolik dan teknik control permasalahan kenyamanan berkendara dapat diatasi dengan hadirnya teknologi baru pada dunia otomotif, yaitu sistem suspensi aktif. Suspensi aktif adalah suatu sistem suspensi yang menggunakan microkontrol dan sensor dengan feedback loop untuk meningkatkan perfomen suspensi yang optimal. Secara prinsip komponenkompenen hampir sama dengan suspensi biasa, hanya saja ada beberapa komponen yang dikontrol secara elektronik sehingga ada beberapa komponen tambahan, antara lain : 



Sensor, berbagai macam sensor dipasang pada kendaraan untuk mengetahui kondisi kendaraan dan aktivitas pengemudi.







ECU (Electronic Control Unit), semua sinyal dari sensor akan dibaca oleh ECU dan dengan bantuan memori yang sudah diprogram, sinyal yang masuk akan diolah untuk menentukan tingkat suspensi sesuai kebutuhan.







Actuator, perintah dari ECU akan dirubah menjadi sinyal elektrik dan langsung diteruskan ke berbagai aktuator untuk mengontrol sistem suspensi.



Gambar 2.26 Diagram Alir Suspensi Aktif Tenaga suspensi aktif disuplai dari pompa yang digerakkan oleh engine. Minyak dari pompa diteruskan ke unit pertama dari Fail Safe Valve. Unit ini mempunyai dua fungsi, yaitu pertama mematikan sistem pada saat emergency sehingga suspensi menjadi passive dan yang kedua mengatur



suplai tekanan. Ketika suspensi aktif tidak bekerja maka unit Fail Safe Valve mengurangi. 2.6



Keunggulan dan Kelemahan Sistem Suspensi Perkembangan suspensi merupakan perkembangan dari sistm kenyamanan



kendaraan, selain kenyamanan sistem suspensi bertujuan agar kendaraan tetap aman. Perkembangan suspensi mulai dari suspensi pasif kemudian berkembang menjadi semi aktif kemudian menjadi suspensi aktif pada kendaraan kecil, pada kendaraan besar mulai berubah suspensi pasif menjadi suspense udara. Efektivitas suspensi telah mengurngi tingkat guncangan atau getaran yang terjadi pada kendaraan. Tentunya memiiki keunggulan dan kelemahan dalam masingmasing sistem suspensi. Sitem suspensi pasif hanya menggunakan tingkat kekentalan daripada fluida kemudian terantung dari kekuatan spring yang digunakan, kendaraan niaga sering menggunakan leave spring, tentu akan terasa lebih keras jika tidak ada muatan. Sistem suspensi semi aktif merupakan fluida yang dialirkan ketika engine dinyalakan. Sistem suspensi semi aktif juga masih tidak bisa dikontrol seberapa tekanan fluida yang dibutuhkan pada saat berkendara. Sistem suspensi aktif merupakan sistem yang paling efektif dari semua sistem suspensi. Sistem suspensi aktif sama dengan sistem suspensi udara tetapi terdapat perbedaannya, jika sistem suspensi aktif bekerja sesuai dengan kondisi dan pendeteksian sensor kemudian sinyal dikirimkan ke ECU dan secara otomatis ECU akan memerintahkan aktuator hidrolik sehingga suspensi bekerja sesuai dengan kondisi jalan tetapi sistem suspensi udar pengkondisian udara tergantung dari penyetelan atau pemasukan udara sesuai kebutuhan secara mekanis menggunakan pedal yang terhubung ke katup melalui pedal yang ada pada dashbard kemudi.sistem suspensi udara jika muatan berat pengemudi akan mengontrol dan menyeting tekanan angin agar lebih ditingkatkan kemudian jika muatan kosong tekanan angina akan disetting sedikit lebih rendah hal ini berpengaruh pada kenyamanan dan getaran yang terjadi pada kendaraan. Sistem suspensi udara sering digunakan pda kendaraan besar seperti truk dan bus.



BAB III KESIMPULAN Sistem suspensi adalah kumpulan komponen tertentu yang berfungsi meredam kejutan, getaran yang terjadi pada kendaraan akibat permukaan jalan yang tidak rata yang dapat meningkatkan kenyamanan berkendara dan pengendalian kendaraan. Ada empat macam sistem suspensi yaitu sistem suspensi pasif, semi aktif dan aktif. Suspensi pasif merupakan sistem suspensi dengan mnggunakan hidrolik. Suspensi semi-aktif



yaitu



sistem hydropneumatic yatu fluida bercampur dengan udara



bertekanan yang prinsip kerjanya tanpa menggunakan spring. Suspensi aktif yaitu suspensi dengan sistem control ECU yang dideteksi oleh sensor yang kemudian ECU akan memerintahkan aktuator hirolik sesuai dengan kondisi suspensi yang dideteksi.



DAFTAR PUSTAKA



Aristianto, Anggoro. (1999). Suspensi Semi-aktif Pada Kendaraan Citroen. Teknik Elektro Fakultas Teknik : Univesitas Diponegoro Automotive Suspension By Jack Erjavec. BOSCH Hand Book Daryanto. (2014). Bagaimana Mobil Bekerja?. Bandung: Alfabeta. Robert BOSCH GmbH, Bremsanlagen fur Kraftfahrzeuge, Stutgart, 1994. Toyota. (2003). Suspension. Japan: Toyota Technical Description Manual. Training module ”Rad Bremsen” STF Wintherture Switzerland Avensis, Verso. (2010). Brake Control System. New Features. https://kendaraanroda4.blogspot.co.id/2016/05/komponen-komponen-suspensimobil.html