PENGEMBANGAN SISTEM KEMUDI MOBIL BASUDEW (1)
PENGEMBANGAN SISTEM KEMUDI MOBIL BASUDEWO
UNTUK MENINGKATKAN STABILITAS KENDARAAN DENGAN SIMULASI SOFTWARE
MATLAB R2015a
Abdul Kadir Zuhri1), Dr. Ir. Bambang Sampurno, MT.2)
Jurusan D3 Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, ITS Surabaya
E-mail : abdulkadir900@gmail.com
Abstrak
Salah satu sistem dalam kendaraan yang penting adalah sistem kemudi. Sistem kemudi merupakan
pengendali arah suatu kendaraan. Sistem ini harus mampu mengendalikan dan menyeimbangkan kendaraan
saat kendaraan bermanuver dalam jalan lurus, naik-turun, dan berbelok. Stabilitas kemudi yang baik
meningkatkan keseimbangan kendaraan secara keseluruhan.
Steering lingkage dalam sistem kemudi berfungsi untuk mentransfer gaya kemudi dari tangan menuju
ke roda depan. Dengan menggunakan sistem linkage berat total komponen kemudi menjadi lebih ringan.
Pada tugas akhir ini akan dilakukan pengembangan sistem kemudi pada mobil basudewo dengan
mekanisme linkage. Parameter yang akan dianalisis diantaranya posisi centre of gravity, skid kendaraan,
guling kendaraan, gaya untuk memutar kemudi dan simulasi yaw kendaraan.
Setelah dilakukan analisis didapat gaya yang bekerja pada roda depan adalah 980,665 N, torsi pada
knuckle arm adalah 27,177 ��, diameter steering wheel adalah 0,3 m, perbandingan panjang steering
linkage yang digunakan adalah 1:4. Sehingga gaya yang dibutuhkan oleh pengemudi adalah 36,236 N.
Untuk menjaga kendaraan agar stabil maka radius belok minimal pada kecepatan 40 km/jam adalah 15,73
m. Dari hasil perhitungan, dilakukan simulasi dengan hasil yaw rate cenderung stabil pada nilai 1-3 deg/sec.
Kata kunci : steering linkage, stabil, yaw rate
1. PENDAHULUAN
Salah satu sistem dalam kendaraan adalah
sistem kemudi. Sistem kemudi berfungsi
mengendalikan arah suatu kendaraan. Sistem ini
harus
mampu
mengendalikan
dan
menyeimbangkan kendaraan saat kendaraan
bermanuver dalam jalan lurus, naik-turun, dan
berbelok. Untuk itu diperlukan suatu perancangan
sistem kemudi yang tepat untuk suatu kendaraan.
Pada sistem kemudi mobil Basudewo yang
sudah ada, masih memiliki permasalahan seperti,
roda depan tidak stabil pada kecepatan di bawah
25 km/jam, pengendalian kemudi masih terlalu
berat, mobil tidak mempunyai kecenderungan
lurus saat roda kemudi dilepas, radius belok yang
dilakukan terlampau kecil dari regulasi yang
disyaratkan, dan mobil mengalami skid pada
kecepatan 35-45 km/jam. Berbagai masalah di
atas membuat sistem kemudi mobil basudewo
kurang sempurna sehingga perlu adanya
perbaikan pada sistem kemudi.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mengatur Posisi Titik Berat Kendaraan
Pengukuran (a) dan (b) dilakukan dengan
menimbang bagian depan dan bagian belakang
kendaraan pada posisi horizontal. Dengan
memakai hasil penimbangan tersebut dan
menerapkan konsep statika maka didapat :
…………………..(2.1)
Gambar 2.1. Cara penimbangan mobil basudewo
(Sutantra & Sampurno, 2010)
Setelah jarak dari pusat berat terhadap poros
depan (a) dan jarak pusat berat terhadap poros
belakang (b) didapat, maka kemudian dapat dicari
tinggi pusat dari kendaraan.
yang utuh tanpa pengaruh dari suspensi(Sutantra
dan Sampurno 2010).
Gambar 2.4. Gaya dan momen kendaraan belok
dilihat dari atas (Sutantra & Sampurno, 2010)
Gambar 2.2. Penimbangan miring dengan sudut
tertentu (Sutantra & Sampurno, 2010)
Dengan mengacu pada gambar di atas dan dengan
mengambil momen di titik B maka didapat :
……………………….(2.2)
2.2. Kondisi Ideal (Ackerman) Kendaraan
Berbelok
Geometri kondisi ackerman dapat dilihat
pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.3. Keadaan ackerman kendaraan
belok (Sutantra & Sampurno, 2010)
Dengan mengacu pada gambar 2.23. dan
konsep dasar geometris didapat hubungan antara
radius belok dengan wheel base adalah sebagai
berikut :
…………………..(2.3)
2.3. Analisis Skid Kendaraan Pada Jalan Datar
Dalam menganalisis dinamika kendaraan
belok untuk menghindari kompleksitas yang dapat
membingungkan, maka pada analisis awal
kendaraan dianggap sebagai sebuah benda kaku
Gambar 2.5. Gaya dan momen kendaraan belok
dilihat dari samping (Sutantra & Sampurno, 2010)
Gambar 2.6. Gaya momen kendaraan belok dilihat
dari belakang (Sutantra & Sampurno, 2010)
Gaya kesamping pada roda depan (�� ) dapat
dirumuskan sebagai berikut :
�� =
�� 2
………………..….(2.4)
���
Kondisi kritis dimana roda akan skid, jika:
�� = ��� ………….………….(2.5)
Kecepatan maksimum kendaraan belok agar roda
depan tidak skid dapat dirumuskan sebagai berikut:
��� = ���� �……………………(2.6)
2.4. Analisis Guling Kendaraan Belok Datar
Kendaraan dikatakan mengalami guling jika
pada saat belok ada roda yang terangkat. Jika satu
roda depan terangkat maka kendaraan dalam
keadaan kritis terguling depan, untuk roda
belakang terangkat maka kendaraan dalam keadaan
kritis guling belakang, dan bila roda belakang dan
depan terangkat maka kendaraan kritis terguling
total. Roda terangkat jika gaya normal pada roda
tersebut bernilai 0 atau negatif (Sutantra dan
Sampurno 2010). Kecepatan belok maksimum
diizinkan agar roda depan tidak terangkat adalah :
��� =
��� ���
…………………(2.7)
2ℎ
2.5. Yaw Rate
Yaw adalah gerakan di sekitar sumbu yaw dari
kendaraan yang mengubah arah, ke kiri atau kanan
arah gerak. Yaw umumnya diukur dalam derajat
per detik atau radian per detik. Berikut adalah
model dinamik kendaraan yang digunakan:
kemudi, terlebih dahulu mencari besarnya torsi
untuk membelokkan ban.
Gambar 2.8. Offset pada kingpin kemudi
(Safarzadeh, 2011)
Gambar 2.9. Diagram torsi kemudi
(Safarzadeh et al., 2011)
Gambar 2.7. Dinamika kendaraan dilihat dari atas
(Shino dan Nagai 2001)
Dari model kendaraan pada gambar. didapatkan
persamaan sebagai berikut:
Cara mencari lateral motion:
����̇ + �� = ���� + ���� + ���� + ���� ….(2.7)
Cara mencari yaw motion:
�� �̇ = ������ + ���� � − ������ + ���� � + �.(2.8)
1
2
� = �(���� − ���� )……………….(2.9)
Cara mencari longitudinal motion:
��̇ = −(���� + ���� + ���� + ���� )………(2.10)
2.6. Menghitung Gaya Untuk Memutar Kemudi
Pada sistem kemudi diperlukan analisis gaya
untuk memutar kemudi. Analisis ini digunakan
untuk merancang geometri roda depan. Rancangan
geometri yang tepat membuat pengendalian
kendaraan lebih efisien. Untuk mengetahui
besarnya torsi yang dibutuhkan dalam memutar
Gambar 2.10. Diagram benda bebas pinion dengan
rack (Safarzadeh et al., 2011)
Bila koefisien gesek roda adalah µ dan berat
yang ditumpu roda depan adalah W, didapat
persamaan torsi pada kingpin adalah sebagai
berikut :
�2
�� = �� �� 8 + � 2 ……………………(2.11)
3. METODOLOGI
Metodologi penelitian merupakan suatu
kerangka yang dibuat sebagai acuan untuk
melakukan proses analisis terhadap sistem kemudi
basudewo. Dalam hal ini mencakup langkah kerja
sistematis yang dilakukan oleh peneliti dalam
melakukan perhitungan. Prosedur penelitian dan
pelaksanaan penyusunan tugas akhir ini dapat
dijelaskan pada diagram alir (flow chart) berikut:
Untuk menghitung skid yang terjadi maka
perlu menghitung gaya sentrifugal kendaraan,
rumus gaya sentrifugal kendaraan mengacu pada
persamaan (2.15) adalah sebagai berikut:
�� 2
�� =
���
Jadi gaya sentrifugal yang terjadi pada kendaraan,
dimana v= 40 km/jam = 11.111 m/s adalah sebagai
berikut:
� �2
�� = �
�
�
(11.111 �/�)2
1961,33 �
�
=
5�
9,80665 �/� 2
= 444,444 �
Gambar 3.1. Diagram alir analisis sistem kemudi
4. ANALISIS DAN SIMULASI
4.1. Menentukan Besar Sudut Belok
Radius belok yang direncanakan adalah 5
meter dengan wheel base 1,6 m. Dari perubahan
persamaan diatas maka sudut belok dapat dicari
sebagai berikut:
�
�� = �57,29
�
1,6
=
�57,29
5
= 18,332 o
Dari hasil perhitungan didapat sudut belok depan
minimum adalah 18,3o atau bisa dikatakan sudut
belok minimum kendaraan agar radius belok 5
meter adalah 20o.
P
4.2. Menentukan Besar Gaya Kesamping
Kendaraan
Gaya normal roda depan dan belakang
dianggap sama, karena COG dianggap berada tepat
di tengah kendaraan. Jadi gaya normal roda pada
kendaraan pada roda depan dan belakang adalah
sebagai berikut:
0,8 �
1961,33 N
��� = ��� =
0,8 � + 0,8 �
= 980,665 �
Mobil basudewo digunakan pada sirkut aspal
dengan asumsi aspal masih baru dengan kondisi
kering sehingga, koefisien gesek pada jalan adalah
0,8 < 48 km/h. Besar gaya kesamping pada roda
depan dapat dicari dengan mengacu persamaan
(2.18) sebagai berikut:
��� = �. ���
= 0,8 � 980,665 �
= 784,532 �
Dari perhitungan di atas didapat gaya kesamping
yang terjadi pada roda depan adalah 785,532 N.
Gaya normal roda depan dan belakang
direncanakan sama sehingga gaya kesamping pada
roda belakang adalah 785,532 N.
4.3. Menentukan Efek Skid Kendaraan
Mobil basudewo dengan kecepatan 40
km/jam dan gaya gesek jalan 0,8 akan mengalami
perilaku sebagai berikut :
�� = ��
= 1961,33 � � 0,8
= 1569,064 N
Dari perhitungan sebelumnya telah didapat nilai F cf
784,532 N, sedangkan dari perhitungan F g
didapat 1569,064 N. Jadi mobil ini tidak
mengalami skid pada roda depan dengan kecepatan
40 km/jam.
4.4. Menentukan Radius Belok Minimum
Kendaraan Agar Tidak Skid
Mobil Basudewo tidak melakukan
pengurangan kecepatan saat belok. Efisiensi bahan
bakar disebabkan tidak adanya akselerasi dan
deselerasi pada engine. Karena kecepatan tetap
maka, menggunakan kecepatan 40km/jam sebagai
acuan. Untuk menghitung radius belok optimal
pada kecepatan tersebut mengacu adalah sebagai
berikut:
��2
�=
��
(11,11)2
=
0,8�9,81
= 15,728 �
4.5. Menentukan Jarak COG Terhadap Jalan
agar Kendaraan Tidak Mengalami Guling
Langkah
pertama
untuk
menghitung
kemungkinan guling kendaraan adalah menghitung
gaya normal pada masing-masing roda. Gaya
guling dipengaruhi oleh letak COG dari permukaan
jalan, semakin tinggi maka guling akan semakin
besar. Untuk mencari tinggi COG mengacu sebagai
berikut:
�
�� ℎ = �
2
�
ℎ = �� � /��
2
1,2
�1961,33 �
�
2
=
1569,064 �
= 0,75 m
Jadi didapat penempatan COG maksimal agar
kendaraan tidak guling adalah 0,75 meter dari
jalan. Namun pada perancangan mobil basudewo
ini COG direncanakan 0,5 meter dari permukaan
jalan. Selanjutnya menghitung kecepatan belok
maksimum diizinkan agar roda depan tidak
terangkat mengacu sebagai berikut :
��� ���
��� =
2ℎ
2
���� 2ℎ�
�� =
���
(11,11 �⁄� � 2 � 0,5 �)2
9,80665 �� 2 � 1,2 �
�
= 10,49 �
Jadi radius belok minimum pada kecepatan 40
km/jam agar mobil tidak terguling adalah 10,49
meter
Perhitungan gaya kemudi digunakan untuk
mengetahui gaya yang terjadi pada kemudi.
Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
�2
�� = ��� + � 2
8
(0.08 �)2
= 980,665 � � 0.8�
8
+ (0.02 �)2
= 27,177 �m
��
��
27,177 ��
=
0,25 �
= 108,708 �
�� =
�� ���
��
108,708 � � 0,05 �
=
0,15 �
= 36,236 N
Dari perhitungan di atas dengan diameter roda
kemudi adalah 30 cm dan torsi pada knuckle arm
27,177 Nm maka didapat gaya untuk memutar
kemudi adalah 36,236 N dan perbandingan Lk dan
rp adalah 1:5.
�� =
4.7. Simulasi Sudut Belok terhadap Radius
Belok
=
4.6. Menghitung Gaya-gaya pada Kemudi
Gambar 4.1. Hubungan antara radius belok dan
sudut belok
Dari grafik di atas sumbu x menunjukkan
sudut belok kendaraan, dan sumbu y menunjukkan
radius belok kendaraan. Dengan memasukkan
input sudut belok hasil perhitungan adalah 18,33o
dan wheel base 1,6 meter, didapat hasil simulasi
bahwa semakin besar sudut belok yang dilakukan
maka semakin kecil radius belok yang dihasilkan.
4.8. Simulasi Pengendalian Kemudi
• Radius belok minimum
• Grafik yaw rate
�� = 18,332
Gambar 4.7. Grafik yaw rate mobil basudewo
pada kenaikan kecepatan konstan
Gambar 4.2. Radius belok minimum yang mampu
dilakukan mobil basudewo
Penjelasan:
Gambar di atas menunjukkan grafik radius
belok yang dihasilkan pada sudut kemudi
konstan mobil basudewo. Pada grafik
terlihat bahwa radius belok paling kecil yang
dapat dilakukan adalah 5,703 meter. Pada
radius belok 5,703 meter mobil basudewo
mampu berjalan dengan kecepatan 5 m/s
dengan seimbang.
• Radius belok pada 40 km/jam
Penjelasan:
Dari grafik di atas menunjukkan kecepatan belok
kendaraan terhadap yaw kendaraan. Simulasi
menghasilkan
parameter
kendaraan
yang
menunjukkan perilaku cenderung understeer. Pada
kenaikan kecepatan konstan dan sudut belok
18,332o, kendaraan cenderung bergerak ke arah
luar jalur. Terlihat nilai yaw semakin besar saat
kecepatan kendaraan bertambah. Nilai yaw pada
kecepatan 11,11 m/s (40 km/jam) dan sudut belok
18,332o adalah 2o. Dari data tersebut diketahui
bahwa body mobil basudewo melenceng sebesar 2o
saat berbelok dengan kecepatan 40 km/jam.
4.9. Simulasi Gaya pada Kemudi
�� = 18,332
Gambar 4.3. Radius belok pada kecepatan 40
km/jam
Penjelasan :
Gambar di atas menunjukkan grafik radius
belok yang dihasilkan pada sudut kemudi
18,332o pada mobil basudewo. Kendaraan
pada simulasi tersebut berbelok dengan
kecepatan 11,11 m/s (40 km/jam). Pada
grafik terlihat bahwa radius belok pada
kecepatan 40 m/s yang dapat dilakukan
adalah 6,648 meter.
Gambar 4.8. Hubungan antara gaya tangan dan
torsi pada knuckle arm
Penjelasan:
Sumbu x pada grafik menunjukkan gaya pada
tangan pengemudi yang dibutuhkan. Sumbu y
menunjukkan gaya pada knuckle arm. Terlihat
pada grafik semakin besar gaya tangan yang
dilakukan torsi pada knuckle arm semakin
besar. Pada nilai gaya tangan 40 N torsi pada
knuckle arm yang terjadi adalah 33,5 Nm.
4.10. Simulasi Kecepatan Longitudinal,
Percepatan Lateral dan Yaw Rate pada
macam-macam Sudut Belok
Gambar 4.9. Grafik hasil simulasi dinamik mobil
basudewo
Penjelasan:
Pada grafik di atas dapat diketahui hasil
simulasi mobil basudewo dengan parameter
output adalah kecepatan longitudinal,
percepatan lateral dan yaw rate. Kecepatan
longitudinal menunjukkan pergerakan mobil
basudewo ke arah depan. Percepatan lateral
menunjukkan pergerakan mobil basudewo
berputar ke kanan-kiri melintasi sumbu lurus
kendaraan berjalan. Sedangkan yaw rate
menunjukkan tingkat pergerakan kendaraan
berputar ke kanan-kiri melewati sumbu
normal. Pada grafik di atas dapat diketahui
bahwa kecepatan kendaraan mengalami
penurunan saat berbelok terlihat pada grafik
semakin menurun dengan rentang waktu 20 s.
Pada saat berbelok percepatan lateral
kendaraan naik dan yaw rate juga mengalami
kenaikan sejalan dengan percepatan lateral
kendaraan. Pada simulasi ini dapat diketahui
yaw rate bernilai antara 0,002-0,007 rad/s.
4.11. Hasil Pengembangan Sistem Kemudi
Dari hasil perhitungan pada sistem kemudi
mobil basudewo dapat diketahui bahwa pada sudut
roda 18,332o radius belok yang dapat dilakukan
minimal 5 meter. Pada perhitungan skid kendaraan
dapat diketahui radius belok kendaraan agar tidak
mengalami skid adalah 15,728 m Dari perhitungan
guling kendaraan dapat diketahui radius belok
kendaraan agar tidak terguling adalah 10,49 m
sedangkan gaya yang digunakan untuk memutar
roda kemudi maksimal adalah 36,236 N. Dari hasil
simulasi dengan parameter di atas didapat:
1. Kemampuan belok kendaraan akan
mengalami peningkatan saat sudut belok
semakin besar, dan akan mengalami
penurunan saat sudut belok yang dilakukan
semakin kecil
2. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok konstan dan kecepatan
kendaraan naik diketahui bahwa radius
belok minimal yang mampu dilakukan
adalah 5,703 meter.
3. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok konstan dan kecepatan
kendaraan dinaikkan diketahui bahwa pada
kecepatan 40 km/jam kendaraan mampu
bebelok dengan radius belok 6,648 m
4. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok berubah-ubah dan kecepatan
kendaraan konstan diketahui bahwa
percepatan lateral kendaraan mengalami
kenaikan saat berbelok tajam
5. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok berubah-ubah dan kecepatan
kendaraan konstan diketahui bahwa
percepatan lateral kendaraan sangat
mempengaruhi yaw rate
Dari data-data di atas kami membuat tabel
perbandingan antara sistem kemudi yang lama
dengan yang baru pada mobil basudewo. Dari tabel
tersebut dapat diketahui parameter pembanding
antara sistem kemudi yang baru dengan yang lama
sehingga dapat diketahui dengan lebih detail.
Tabel 4.1. Perbandingan antara sistem kemudi
yang lama dengan sistem kemudi baru pada mobil
basudewo
No
Parameter
Sistem
Kemudi
Lama
Sistem
Kemudi
Baru
1
Sudut belok
30o
18,332o
2
Radius belok
3,708 m
5,703 m
3
Gaya
untuk
membelokkan
kendaraan
267,776 N
36,236 N
4
Panjang
knuckle arm
0,17 m
0,25 m
5
Panjang pinion
arm
0,15 m
0,05 m
6
Diameter roda
kemudi
0,36 m
0,30 m
7
Jarak
COG
dengan sumbu
roda depan
0,894 m
0,8 m
8
Jarak
COG
dengan sumbu
roda belakang
0,717 m
0,8 m
9
Tinggi COG
dengan
permukaan
jalan
0,877 m
0,5 m
10
Gaya
sentrifugal
pada
kendaraan
1456,4987
N
784,532
N
11
Yaw rate pada
simulasi 1
3 deg/sec
2 deg/sec
12
Yaw rate pada
simulasi
dinamik
0,4 rad/sec
0,007
rad/sec
Dari data yang dihasilkan dari perhitungan
maupun simulasi kami dapat merencanakan sketsa
rancangan
sistem
kemudi
yang
akan
diimplementasikan pada mobil basudewo generasi
2. rancangan ini berbeda dari sistem kemudi
generasi 1. Perbedaan terletak pada penempatan
pinon arm. Pada generasi pertama pinion arm
menggerakkan link penghubung antara roda kanan
dan kiri. Sehingga menyebabkan banyak
kekocakan pada sambungan tersebut. Untuk itu
kami memindahkan penempatan pinion arm yaitu
langsung menggerakkan knuckle arm roda kanan.
Sedangkan roda kiri sudah digerakkan oleh
sambungan dari roda kanan. Berikut adalah sketsa
dari konstruksi sistem kemudi yang kami buat dan
perbandingan antara generasi 1 dan 2:
Gambar 4.10. Sketsa sistem kemudi mobil
basudewo yang lama
Terlihat pada sketsa sistem kemudi mobil
basudewo generasi 1 penempatan pinion arm
langsung pada tengah penghubung roda kanan dan
kiri. Penempatan seperti ini menyebabkan banyak
kekocakan antara pinion arm dan link. Kekocakan
akan semakin besar akibat sambungan yang
digunakan adalah sambungan bola (ball joint).
Selain kekocakan yang besar gaya yang diperlukan
untuk memutar kemudi terlalu besar sehingga
pengemudi sulit mengontrol kemudi saat
kendaraan berjalan.
Gambar 4.11. Sketsa sistem kemudi mobil
basudewo hasil dari pengembangan
Terlihat pada sketsa sistem kemudi mobil
basudewo hasil pengembangan. Penempatan
pinion arm pada knuckle arm roda kanan.
Penempatan seperti ini dapat mengurangi
kekocakan pada sistem kemudi. Konstruksi sistem
kemudi ini mampu mreduksi gaya pengemudian
dengan baik. Gaya pengemudian kecil dan
kekocakan komponen kecil meningkatkan
handling pemngemudi terhadap kendaraan.
5. PENUTUP
Berdasarkan analisis dan simulasi yang telah
dilakukan terhadap sistem kemudi yang akan
diimplementasikan dalam mobil basudewo
generasi 2 dapat disimpulkan bahwa performa
sistem kemudi meningkat, dinilai dari beberapa
parameter yaitu:
1. Hasil evaluasi sistem kemudi mobil
basudewo yang sudah ada menunjukkan
bahwa kemampun belok yang dapat
dilakukan mencapai 30o dengan radius
belok yang dihasilkan 3,708 m.
Kemudian didapat kecepatan belok
dengan radius 15 meter adalah 10,84 m/s.
Sedangkan gaya untuk memutar sistem
kemudi adalah 267,776 N.
2. Didapat hasil rancangan kemudi untuk
memperoleh radius belok minimal 5
meter dengan sudut kemudi yang
dibutuhkan minimal 18,332o.
3. Didapat radius belok yang diperlukan
rancangan baru sistem kemudi basudewo
pada kecepatan 40 km/jam agar
kendaraan tidak skid yaitu 15,728 m.
4. Didapat radius belok yang diperlukan
rancangan baru sistem kemudi basudewo
pada kecepatan 40 km/jam agar
kendaraan tidak terguling adalah 10,49
m.
5. Gaya yang diperlukan untuk memutar
roda kemudi mengalami penurunan yang
cukup
jauh
akibat
perubahan
perbandingan lengan kemudi yang
digunakan. Dengan L k direncanakan 25
cm, r p direncanakan 5 cm, dan radius roda
kemudi direncanakan 15 cm, didapat
gaya untuk memutar kemudi hanya
36,236 N.
6. Dari simulasi sistem kemudi dapat
menunjukkan nilai yaw kendaraan
cenderung stabil pada kecepatan yang
disimulasikan naik dengan sudut belok
18,332o
7. DAFTAR PUSTAKA
1. Crolla, A David. 2009. Automotive
Engineering. Oxford:Elsevier
2. Denton, Tom. 2011. Automobile
Mechanical and Electrical System.
Oxford:Elsevier
3. Knight, Andrew. 2000. Basic Matlab
and Beyond. New York:CRC Press
LLC
4. Pramono & Kaunang. 2012. Analisa
Kestabilan Arah pada Kendaraan
Formula
Sapu
Angin
Speed
Berdasarkan Variasi Posisi Titik Berat,
Kecepatan dan Tes Dinamik Student
Formula Japan 2013. Volume 1,
Nomor
2.
http://digilib.its.ac.id/public/ITSpaper-32373-2109100118-Paper.pdf.
21 Mei 2015
5. Stone & Ball. 2004. Automotive
Engineering
Fundamentals.
Warrendale PA:SAE International
6. Sutantra Sampurno. 2010. Teknologi
Otomotif. Surabaya:Guna Widya
7. Safarzadeh. 2011. Steer by Switch
System Design for Vehicles. Volume 6,
Nomor
31. http://www.academicjournals.org/j
ournal/SRE/article-full-textpdf/0BBCC1B31282. 30 Mei 2015
8. Shino & Nagai. 2001. Yaw-Moment
Control of Electric Vehicle for
Improving Handling and Stability.
JSAE
review. http://www.sciencedirect.com/s
cience/article/pii/S0389430401001308
UNTUK MENINGKATKAN STABILITAS KENDARAAN DENGAN SIMULASI SOFTWARE
MATLAB R2015a
Abdul Kadir Zuhri1), Dr. Ir. Bambang Sampurno, MT.2)
Jurusan D3 Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, ITS Surabaya
E-mail : abdulkadir900@gmail.com
Abstrak
Salah satu sistem dalam kendaraan yang penting adalah sistem kemudi. Sistem kemudi merupakan
pengendali arah suatu kendaraan. Sistem ini harus mampu mengendalikan dan menyeimbangkan kendaraan
saat kendaraan bermanuver dalam jalan lurus, naik-turun, dan berbelok. Stabilitas kemudi yang baik
meningkatkan keseimbangan kendaraan secara keseluruhan.
Steering lingkage dalam sistem kemudi berfungsi untuk mentransfer gaya kemudi dari tangan menuju
ke roda depan. Dengan menggunakan sistem linkage berat total komponen kemudi menjadi lebih ringan.
Pada tugas akhir ini akan dilakukan pengembangan sistem kemudi pada mobil basudewo dengan
mekanisme linkage. Parameter yang akan dianalisis diantaranya posisi centre of gravity, skid kendaraan,
guling kendaraan, gaya untuk memutar kemudi dan simulasi yaw kendaraan.
Setelah dilakukan analisis didapat gaya yang bekerja pada roda depan adalah 980,665 N, torsi pada
knuckle arm adalah 27,177 ��, diameter steering wheel adalah 0,3 m, perbandingan panjang steering
linkage yang digunakan adalah 1:4. Sehingga gaya yang dibutuhkan oleh pengemudi adalah 36,236 N.
Untuk menjaga kendaraan agar stabil maka radius belok minimal pada kecepatan 40 km/jam adalah 15,73
m. Dari hasil perhitungan, dilakukan simulasi dengan hasil yaw rate cenderung stabil pada nilai 1-3 deg/sec.
Kata kunci : steering linkage, stabil, yaw rate
1. PENDAHULUAN
Salah satu sistem dalam kendaraan adalah
sistem kemudi. Sistem kemudi berfungsi
mengendalikan arah suatu kendaraan. Sistem ini
harus
mampu
mengendalikan
dan
menyeimbangkan kendaraan saat kendaraan
bermanuver dalam jalan lurus, naik-turun, dan
berbelok. Untuk itu diperlukan suatu perancangan
sistem kemudi yang tepat untuk suatu kendaraan.
Pada sistem kemudi mobil Basudewo yang
sudah ada, masih memiliki permasalahan seperti,
roda depan tidak stabil pada kecepatan di bawah
25 km/jam, pengendalian kemudi masih terlalu
berat, mobil tidak mempunyai kecenderungan
lurus saat roda kemudi dilepas, radius belok yang
dilakukan terlampau kecil dari regulasi yang
disyaratkan, dan mobil mengalami skid pada
kecepatan 35-45 km/jam. Berbagai masalah di
atas membuat sistem kemudi mobil basudewo
kurang sempurna sehingga perlu adanya
perbaikan pada sistem kemudi.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mengatur Posisi Titik Berat Kendaraan
Pengukuran (a) dan (b) dilakukan dengan
menimbang bagian depan dan bagian belakang
kendaraan pada posisi horizontal. Dengan
memakai hasil penimbangan tersebut dan
menerapkan konsep statika maka didapat :
…………………..(2.1)
Gambar 2.1. Cara penimbangan mobil basudewo
(Sutantra & Sampurno, 2010)
Setelah jarak dari pusat berat terhadap poros
depan (a) dan jarak pusat berat terhadap poros
belakang (b) didapat, maka kemudian dapat dicari
tinggi pusat dari kendaraan.
yang utuh tanpa pengaruh dari suspensi(Sutantra
dan Sampurno 2010).
Gambar 2.4. Gaya dan momen kendaraan belok
dilihat dari atas (Sutantra & Sampurno, 2010)
Gambar 2.2. Penimbangan miring dengan sudut
tertentu (Sutantra & Sampurno, 2010)
Dengan mengacu pada gambar di atas dan dengan
mengambil momen di titik B maka didapat :
……………………….(2.2)
2.2. Kondisi Ideal (Ackerman) Kendaraan
Berbelok
Geometri kondisi ackerman dapat dilihat
pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.3. Keadaan ackerman kendaraan
belok (Sutantra & Sampurno, 2010)
Dengan mengacu pada gambar 2.23. dan
konsep dasar geometris didapat hubungan antara
radius belok dengan wheel base adalah sebagai
berikut :
…………………..(2.3)
2.3. Analisis Skid Kendaraan Pada Jalan Datar
Dalam menganalisis dinamika kendaraan
belok untuk menghindari kompleksitas yang dapat
membingungkan, maka pada analisis awal
kendaraan dianggap sebagai sebuah benda kaku
Gambar 2.5. Gaya dan momen kendaraan belok
dilihat dari samping (Sutantra & Sampurno, 2010)
Gambar 2.6. Gaya momen kendaraan belok dilihat
dari belakang (Sutantra & Sampurno, 2010)
Gaya kesamping pada roda depan (�� ) dapat
dirumuskan sebagai berikut :
�� =
�� 2
………………..….(2.4)
���
Kondisi kritis dimana roda akan skid, jika:
�� = ��� ………….………….(2.5)
Kecepatan maksimum kendaraan belok agar roda
depan tidak skid dapat dirumuskan sebagai berikut:
��� = ���� �……………………(2.6)
2.4. Analisis Guling Kendaraan Belok Datar
Kendaraan dikatakan mengalami guling jika
pada saat belok ada roda yang terangkat. Jika satu
roda depan terangkat maka kendaraan dalam
keadaan kritis terguling depan, untuk roda
belakang terangkat maka kendaraan dalam keadaan
kritis guling belakang, dan bila roda belakang dan
depan terangkat maka kendaraan kritis terguling
total. Roda terangkat jika gaya normal pada roda
tersebut bernilai 0 atau negatif (Sutantra dan
Sampurno 2010). Kecepatan belok maksimum
diizinkan agar roda depan tidak terangkat adalah :
��� =
��� ���
…………………(2.7)
2ℎ
2.5. Yaw Rate
Yaw adalah gerakan di sekitar sumbu yaw dari
kendaraan yang mengubah arah, ke kiri atau kanan
arah gerak. Yaw umumnya diukur dalam derajat
per detik atau radian per detik. Berikut adalah
model dinamik kendaraan yang digunakan:
kemudi, terlebih dahulu mencari besarnya torsi
untuk membelokkan ban.
Gambar 2.8. Offset pada kingpin kemudi
(Safarzadeh, 2011)
Gambar 2.9. Diagram torsi kemudi
(Safarzadeh et al., 2011)
Gambar 2.7. Dinamika kendaraan dilihat dari atas
(Shino dan Nagai 2001)
Dari model kendaraan pada gambar. didapatkan
persamaan sebagai berikut:
Cara mencari lateral motion:
����̇ + �� = ���� + ���� + ���� + ���� ….(2.7)
Cara mencari yaw motion:
�� �̇ = ������ + ���� � − ������ + ���� � + �.(2.8)
1
2
� = �(���� − ���� )……………….(2.9)
Cara mencari longitudinal motion:
��̇ = −(���� + ���� + ���� + ���� )………(2.10)
2.6. Menghitung Gaya Untuk Memutar Kemudi
Pada sistem kemudi diperlukan analisis gaya
untuk memutar kemudi. Analisis ini digunakan
untuk merancang geometri roda depan. Rancangan
geometri yang tepat membuat pengendalian
kendaraan lebih efisien. Untuk mengetahui
besarnya torsi yang dibutuhkan dalam memutar
Gambar 2.10. Diagram benda bebas pinion dengan
rack (Safarzadeh et al., 2011)
Bila koefisien gesek roda adalah µ dan berat
yang ditumpu roda depan adalah W, didapat
persamaan torsi pada kingpin adalah sebagai
berikut :
�2
�� = �� �� 8 + � 2 ……………………(2.11)
3. METODOLOGI
Metodologi penelitian merupakan suatu
kerangka yang dibuat sebagai acuan untuk
melakukan proses analisis terhadap sistem kemudi
basudewo. Dalam hal ini mencakup langkah kerja
sistematis yang dilakukan oleh peneliti dalam
melakukan perhitungan. Prosedur penelitian dan
pelaksanaan penyusunan tugas akhir ini dapat
dijelaskan pada diagram alir (flow chart) berikut:
Untuk menghitung skid yang terjadi maka
perlu menghitung gaya sentrifugal kendaraan,
rumus gaya sentrifugal kendaraan mengacu pada
persamaan (2.15) adalah sebagai berikut:
�� 2
�� =
���
Jadi gaya sentrifugal yang terjadi pada kendaraan,
dimana v= 40 km/jam = 11.111 m/s adalah sebagai
berikut:
� �2
�� = �
�
�
(11.111 �/�)2
1961,33 �
�
=
5�
9,80665 �/� 2
= 444,444 �
Gambar 3.1. Diagram alir analisis sistem kemudi
4. ANALISIS DAN SIMULASI
4.1. Menentukan Besar Sudut Belok
Radius belok yang direncanakan adalah 5
meter dengan wheel base 1,6 m. Dari perubahan
persamaan diatas maka sudut belok dapat dicari
sebagai berikut:
�
�� = �57,29
�
1,6
=
�57,29
5
= 18,332 o
Dari hasil perhitungan didapat sudut belok depan
minimum adalah 18,3o atau bisa dikatakan sudut
belok minimum kendaraan agar radius belok 5
meter adalah 20o.
P
4.2. Menentukan Besar Gaya Kesamping
Kendaraan
Gaya normal roda depan dan belakang
dianggap sama, karena COG dianggap berada tepat
di tengah kendaraan. Jadi gaya normal roda pada
kendaraan pada roda depan dan belakang adalah
sebagai berikut:
0,8 �
1961,33 N
��� = ��� =
0,8 � + 0,8 �
= 980,665 �
Mobil basudewo digunakan pada sirkut aspal
dengan asumsi aspal masih baru dengan kondisi
kering sehingga, koefisien gesek pada jalan adalah
0,8 < 48 km/h. Besar gaya kesamping pada roda
depan dapat dicari dengan mengacu persamaan
(2.18) sebagai berikut:
��� = �. ���
= 0,8 � 980,665 �
= 784,532 �
Dari perhitungan di atas didapat gaya kesamping
yang terjadi pada roda depan adalah 785,532 N.
Gaya normal roda depan dan belakang
direncanakan sama sehingga gaya kesamping pada
roda belakang adalah 785,532 N.
4.3. Menentukan Efek Skid Kendaraan
Mobil basudewo dengan kecepatan 40
km/jam dan gaya gesek jalan 0,8 akan mengalami
perilaku sebagai berikut :
�� = ��
= 1961,33 � � 0,8
= 1569,064 N
Dari perhitungan sebelumnya telah didapat nilai F cf
784,532 N, sedangkan dari perhitungan F g
didapat 1569,064 N. Jadi mobil ini tidak
mengalami skid pada roda depan dengan kecepatan
40 km/jam.
4.4. Menentukan Radius Belok Minimum
Kendaraan Agar Tidak Skid
Mobil Basudewo tidak melakukan
pengurangan kecepatan saat belok. Efisiensi bahan
bakar disebabkan tidak adanya akselerasi dan
deselerasi pada engine. Karena kecepatan tetap
maka, menggunakan kecepatan 40km/jam sebagai
acuan. Untuk menghitung radius belok optimal
pada kecepatan tersebut mengacu adalah sebagai
berikut:
��2
�=
��
(11,11)2
=
0,8�9,81
= 15,728 �
4.5. Menentukan Jarak COG Terhadap Jalan
agar Kendaraan Tidak Mengalami Guling
Langkah
pertama
untuk
menghitung
kemungkinan guling kendaraan adalah menghitung
gaya normal pada masing-masing roda. Gaya
guling dipengaruhi oleh letak COG dari permukaan
jalan, semakin tinggi maka guling akan semakin
besar. Untuk mencari tinggi COG mengacu sebagai
berikut:
�
�� ℎ = �
2
�
ℎ = �� � /��
2
1,2
�1961,33 �
�
2
=
1569,064 �
= 0,75 m
Jadi didapat penempatan COG maksimal agar
kendaraan tidak guling adalah 0,75 meter dari
jalan. Namun pada perancangan mobil basudewo
ini COG direncanakan 0,5 meter dari permukaan
jalan. Selanjutnya menghitung kecepatan belok
maksimum diizinkan agar roda depan tidak
terangkat mengacu sebagai berikut :
��� ���
��� =
2ℎ
2
���� 2ℎ�
�� =
���
(11,11 �⁄� � 2 � 0,5 �)2
9,80665 �� 2 � 1,2 �
�
= 10,49 �
Jadi radius belok minimum pada kecepatan 40
km/jam agar mobil tidak terguling adalah 10,49
meter
Perhitungan gaya kemudi digunakan untuk
mengetahui gaya yang terjadi pada kemudi.
Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
�2
�� = ��� + � 2
8
(0.08 �)2
= 980,665 � � 0.8�
8
+ (0.02 �)2
= 27,177 �m
��
��
27,177 ��
=
0,25 �
= 108,708 �
�� =
�� ���
��
108,708 � � 0,05 �
=
0,15 �
= 36,236 N
Dari perhitungan di atas dengan diameter roda
kemudi adalah 30 cm dan torsi pada knuckle arm
27,177 Nm maka didapat gaya untuk memutar
kemudi adalah 36,236 N dan perbandingan Lk dan
rp adalah 1:5.
�� =
4.7. Simulasi Sudut Belok terhadap Radius
Belok
=
4.6. Menghitung Gaya-gaya pada Kemudi
Gambar 4.1. Hubungan antara radius belok dan
sudut belok
Dari grafik di atas sumbu x menunjukkan
sudut belok kendaraan, dan sumbu y menunjukkan
radius belok kendaraan. Dengan memasukkan
input sudut belok hasil perhitungan adalah 18,33o
dan wheel base 1,6 meter, didapat hasil simulasi
bahwa semakin besar sudut belok yang dilakukan
maka semakin kecil radius belok yang dihasilkan.
4.8. Simulasi Pengendalian Kemudi
• Radius belok minimum
• Grafik yaw rate
�� = 18,332
Gambar 4.7. Grafik yaw rate mobil basudewo
pada kenaikan kecepatan konstan
Gambar 4.2. Radius belok minimum yang mampu
dilakukan mobil basudewo
Penjelasan:
Gambar di atas menunjukkan grafik radius
belok yang dihasilkan pada sudut kemudi
konstan mobil basudewo. Pada grafik
terlihat bahwa radius belok paling kecil yang
dapat dilakukan adalah 5,703 meter. Pada
radius belok 5,703 meter mobil basudewo
mampu berjalan dengan kecepatan 5 m/s
dengan seimbang.
• Radius belok pada 40 km/jam
Penjelasan:
Dari grafik di atas menunjukkan kecepatan belok
kendaraan terhadap yaw kendaraan. Simulasi
menghasilkan
parameter
kendaraan
yang
menunjukkan perilaku cenderung understeer. Pada
kenaikan kecepatan konstan dan sudut belok
18,332o, kendaraan cenderung bergerak ke arah
luar jalur. Terlihat nilai yaw semakin besar saat
kecepatan kendaraan bertambah. Nilai yaw pada
kecepatan 11,11 m/s (40 km/jam) dan sudut belok
18,332o adalah 2o. Dari data tersebut diketahui
bahwa body mobil basudewo melenceng sebesar 2o
saat berbelok dengan kecepatan 40 km/jam.
4.9. Simulasi Gaya pada Kemudi
�� = 18,332
Gambar 4.3. Radius belok pada kecepatan 40
km/jam
Penjelasan :
Gambar di atas menunjukkan grafik radius
belok yang dihasilkan pada sudut kemudi
18,332o pada mobil basudewo. Kendaraan
pada simulasi tersebut berbelok dengan
kecepatan 11,11 m/s (40 km/jam). Pada
grafik terlihat bahwa radius belok pada
kecepatan 40 m/s yang dapat dilakukan
adalah 6,648 meter.
Gambar 4.8. Hubungan antara gaya tangan dan
torsi pada knuckle arm
Penjelasan:
Sumbu x pada grafik menunjukkan gaya pada
tangan pengemudi yang dibutuhkan. Sumbu y
menunjukkan gaya pada knuckle arm. Terlihat
pada grafik semakin besar gaya tangan yang
dilakukan torsi pada knuckle arm semakin
besar. Pada nilai gaya tangan 40 N torsi pada
knuckle arm yang terjadi adalah 33,5 Nm.
4.10. Simulasi Kecepatan Longitudinal,
Percepatan Lateral dan Yaw Rate pada
macam-macam Sudut Belok
Gambar 4.9. Grafik hasil simulasi dinamik mobil
basudewo
Penjelasan:
Pada grafik di atas dapat diketahui hasil
simulasi mobil basudewo dengan parameter
output adalah kecepatan longitudinal,
percepatan lateral dan yaw rate. Kecepatan
longitudinal menunjukkan pergerakan mobil
basudewo ke arah depan. Percepatan lateral
menunjukkan pergerakan mobil basudewo
berputar ke kanan-kiri melintasi sumbu lurus
kendaraan berjalan. Sedangkan yaw rate
menunjukkan tingkat pergerakan kendaraan
berputar ke kanan-kiri melewati sumbu
normal. Pada grafik di atas dapat diketahui
bahwa kecepatan kendaraan mengalami
penurunan saat berbelok terlihat pada grafik
semakin menurun dengan rentang waktu 20 s.
Pada saat berbelok percepatan lateral
kendaraan naik dan yaw rate juga mengalami
kenaikan sejalan dengan percepatan lateral
kendaraan. Pada simulasi ini dapat diketahui
yaw rate bernilai antara 0,002-0,007 rad/s.
4.11. Hasil Pengembangan Sistem Kemudi
Dari hasil perhitungan pada sistem kemudi
mobil basudewo dapat diketahui bahwa pada sudut
roda 18,332o radius belok yang dapat dilakukan
minimal 5 meter. Pada perhitungan skid kendaraan
dapat diketahui radius belok kendaraan agar tidak
mengalami skid adalah 15,728 m Dari perhitungan
guling kendaraan dapat diketahui radius belok
kendaraan agar tidak terguling adalah 10,49 m
sedangkan gaya yang digunakan untuk memutar
roda kemudi maksimal adalah 36,236 N. Dari hasil
simulasi dengan parameter di atas didapat:
1. Kemampuan belok kendaraan akan
mengalami peningkatan saat sudut belok
semakin besar, dan akan mengalami
penurunan saat sudut belok yang dilakukan
semakin kecil
2. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok konstan dan kecepatan
kendaraan naik diketahui bahwa radius
belok minimal yang mampu dilakukan
adalah 5,703 meter.
3. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok konstan dan kecepatan
kendaraan dinaikkan diketahui bahwa pada
kecepatan 40 km/jam kendaraan mampu
bebelok dengan radius belok 6,648 m
4. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok berubah-ubah dan kecepatan
kendaraan konstan diketahui bahwa
percepatan lateral kendaraan mengalami
kenaikan saat berbelok tajam
5. Simulasi kondisi kendaraan berbelok pada
sudut belok berubah-ubah dan kecepatan
kendaraan konstan diketahui bahwa
percepatan lateral kendaraan sangat
mempengaruhi yaw rate
Dari data-data di atas kami membuat tabel
perbandingan antara sistem kemudi yang lama
dengan yang baru pada mobil basudewo. Dari tabel
tersebut dapat diketahui parameter pembanding
antara sistem kemudi yang baru dengan yang lama
sehingga dapat diketahui dengan lebih detail.
Tabel 4.1. Perbandingan antara sistem kemudi
yang lama dengan sistem kemudi baru pada mobil
basudewo
No
Parameter
Sistem
Kemudi
Lama
Sistem
Kemudi
Baru
1
Sudut belok
30o
18,332o
2
Radius belok
3,708 m
5,703 m
3
Gaya
untuk
membelokkan
kendaraan
267,776 N
36,236 N
4
Panjang
knuckle arm
0,17 m
0,25 m
5
Panjang pinion
arm
0,15 m
0,05 m
6
Diameter roda
kemudi
0,36 m
0,30 m
7
Jarak
COG
dengan sumbu
roda depan
0,894 m
0,8 m
8
Jarak
COG
dengan sumbu
roda belakang
0,717 m
0,8 m
9
Tinggi COG
dengan
permukaan
jalan
0,877 m
0,5 m
10
Gaya
sentrifugal
pada
kendaraan
1456,4987
N
784,532
N
11
Yaw rate pada
simulasi 1
3 deg/sec
2 deg/sec
12
Yaw rate pada
simulasi
dinamik
0,4 rad/sec
0,007
rad/sec
Dari data yang dihasilkan dari perhitungan
maupun simulasi kami dapat merencanakan sketsa
rancangan
sistem
kemudi
yang
akan
diimplementasikan pada mobil basudewo generasi
2. rancangan ini berbeda dari sistem kemudi
generasi 1. Perbedaan terletak pada penempatan
pinon arm. Pada generasi pertama pinion arm
menggerakkan link penghubung antara roda kanan
dan kiri. Sehingga menyebabkan banyak
kekocakan pada sambungan tersebut. Untuk itu
kami memindahkan penempatan pinion arm yaitu
langsung menggerakkan knuckle arm roda kanan.
Sedangkan roda kiri sudah digerakkan oleh
sambungan dari roda kanan. Berikut adalah sketsa
dari konstruksi sistem kemudi yang kami buat dan
perbandingan antara generasi 1 dan 2:
Gambar 4.10. Sketsa sistem kemudi mobil
basudewo yang lama
Terlihat pada sketsa sistem kemudi mobil
basudewo generasi 1 penempatan pinion arm
langsung pada tengah penghubung roda kanan dan
kiri. Penempatan seperti ini menyebabkan banyak
kekocakan antara pinion arm dan link. Kekocakan
akan semakin besar akibat sambungan yang
digunakan adalah sambungan bola (ball joint).
Selain kekocakan yang besar gaya yang diperlukan
untuk memutar kemudi terlalu besar sehingga
pengemudi sulit mengontrol kemudi saat
kendaraan berjalan.
Gambar 4.11. Sketsa sistem kemudi mobil
basudewo hasil dari pengembangan
Terlihat pada sketsa sistem kemudi mobil
basudewo hasil pengembangan. Penempatan
pinion arm pada knuckle arm roda kanan.
Penempatan seperti ini dapat mengurangi
kekocakan pada sistem kemudi. Konstruksi sistem
kemudi ini mampu mreduksi gaya pengemudian
dengan baik. Gaya pengemudian kecil dan
kekocakan komponen kecil meningkatkan
handling pemngemudi terhadap kendaraan.
5. PENUTUP
Berdasarkan analisis dan simulasi yang telah
dilakukan terhadap sistem kemudi yang akan
diimplementasikan dalam mobil basudewo
generasi 2 dapat disimpulkan bahwa performa
sistem kemudi meningkat, dinilai dari beberapa
parameter yaitu:
1. Hasil evaluasi sistem kemudi mobil
basudewo yang sudah ada menunjukkan
bahwa kemampun belok yang dapat
dilakukan mencapai 30o dengan radius
belok yang dihasilkan 3,708 m.
Kemudian didapat kecepatan belok
dengan radius 15 meter adalah 10,84 m/s.
Sedangkan gaya untuk memutar sistem
kemudi adalah 267,776 N.
2. Didapat hasil rancangan kemudi untuk
memperoleh radius belok minimal 5
meter dengan sudut kemudi yang
dibutuhkan minimal 18,332o.
3. Didapat radius belok yang diperlukan
rancangan baru sistem kemudi basudewo
pada kecepatan 40 km/jam agar
kendaraan tidak skid yaitu 15,728 m.
4. Didapat radius belok yang diperlukan
rancangan baru sistem kemudi basudewo
pada kecepatan 40 km/jam agar
kendaraan tidak terguling adalah 10,49
m.
5. Gaya yang diperlukan untuk memutar
roda kemudi mengalami penurunan yang
cukup
jauh
akibat
perubahan
perbandingan lengan kemudi yang
digunakan. Dengan L k direncanakan 25
cm, r p direncanakan 5 cm, dan radius roda
kemudi direncanakan 15 cm, didapat
gaya untuk memutar kemudi hanya
36,236 N.
6. Dari simulasi sistem kemudi dapat
menunjukkan nilai yaw kendaraan
cenderung stabil pada kecepatan yang
disimulasikan naik dengan sudut belok
18,332o
7. DAFTAR PUSTAKA
1. Crolla, A David. 2009. Automotive
Engineering. Oxford:Elsevier
2. Denton, Tom. 2011. Automobile
Mechanical and Electrical System.
Oxford:Elsevier
3. Knight, Andrew. 2000. Basic Matlab
and Beyond. New York:CRC Press
LLC
4. Pramono & Kaunang. 2012. Analisa
Kestabilan Arah pada Kendaraan
Formula
Sapu
Angin
Speed
Berdasarkan Variasi Posisi Titik Berat,
Kecepatan dan Tes Dinamik Student
Formula Japan 2013. Volume 1,
Nomor
2.
http://digilib.its.ac.id/public/ITSpaper-32373-2109100118-Paper.pdf.
21 Mei 2015
5. Stone & Ball. 2004. Automotive
Engineering
Fundamentals.
Warrendale PA:SAE International
6. Sutantra Sampurno. 2010. Teknologi
Otomotif. Surabaya:Guna Widya
7. Safarzadeh. 2011. Steer by Switch
System Design for Vehicles. Volume 6,
Nomor
31. http://www.academicjournals.org/j
ournal/SRE/article-full-textpdf/0BBCC1B31282. 30 Mei 2015
8. Shino & Nagai. 2001. Yaw-Moment
Control of Electric Vehicle for
Improving Handling and Stability.
JSAE
review. http://www.sciencedirect.com/s
cience/article/pii/S0389430401001308