TUGAS AKHIR STUDI KASUS SISTEM FRONT SUSPENSION INDEPENDENT DAN PERHITUNGAN ANALISA TEGANGAN SPRING PADA KIJANG SERI 5K Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun oleh : Nama : Nim :
Fery Ariyanto 4130411-015
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA 2008
LEMBAR PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir
STUDI KASUS SISTEM FRONT SUSPENSION INDEPENDENT DAN PERHITUNGAN ANALISA TEGANGAN SPRING PADA KIJANG SERI 5K Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Laporan Tugas Akhir ini Telah Diteliti & Disetujui : Oleh :
Jakarta, Juli 2008 Mengetahui
Pembimbing
Ka Prodi Teknik Mesin
(Nanang Ruhyat ST.MT)
(Ir. Rully Nutranta M. Eng)
iii
ABSTRAK
FERY ARIYANTO,2008 “Study kasus Front Suspension Independent System (Wishbone)”
Skripsi ini bertujuan untuk untuk menjelaskan komponen komponen sistem suspensi depan pada mesin cut-way sebagai alat simulasi, cara kerja dari komponen sistem suspensi depan dan studi kasus kekuatan pegas terhadap beban static. Pada skripsi ini dibuat alat untuk simulasi dengan mesin Cut Way kijang jenis pick up dengan mesin seri 5 K untuk memberikan saran dan masukan terhadap pengguna kendaraan dengan sistem ini terutama yang berkaitan dengan penanganan Trouble Shouting dan maintenance .
Dari studi kasus tersebut diharapkan dapat diketahui kesesuaian spesifikasi dari dimensi pegas yang digunakan untuk menahan beban statis yang ditumpu dan estimasi lifetime dari pegas suspensi depan Independen.
Kata Kunci : Analisa kekuatan pegas terhadap beban static dan Trouble shooting.
iv
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan pada Tuhan YME atas terselesaikannya penulisan Laporan Tugas Akhir ini. Hanya atas perkenankan-Nya saya dapat tersusun hingga selesai seperti yang telah tersaji dalam laporan yang padat dan sederhana ini. Dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima saran serta bimbingan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat : 1. Bapak Ir. Rulli Nurtanta, M.Eng selaku Ka. Prodi Tehnik Mesin Univ. Mercubuana 2. Bapak Nanang Ruhyat, S.T, M.T selaku Koord. Pembimbing Laporan Tugas Akhir yang telah banyak membantu penulis. 3. Bapak Ir. R. Ariosuko Dh, Selaku sekretaris Jurusan Program Studi Teknik Mesin 4. Bapak Dr. Abdul Hamid, M.Eng selaku penguji Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin 5. Bapak Ir. Dadang, MT selaku dosen Elemen Mesin, Program studi Teknik Mesin 6. Istriku tercinta dan kedua putriku tersayang aurel & livea dengan do’a beliau penulis bisa selesaikan kuliah dan tugas akhir ini 7. Ibunda dan Mertua tercinta yang memberikan doa dan semangat dalam melakukan Tugas Akhir 8. Bapak Wardi (Chief Mekanik Toyota) memberikan Saran yang baik. 9. Rekan-Rekan Milliser Club Otomotif (HCI , Timor-er, TKCI , Idmoc) Selanjutnya sebagai manusia penulis mengakui bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik demi kebaikan penulis Jakarta, Juli 2008 Penulis v
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ..............................................................................
i
HALAMAN LAPORAN TUGAS AKHIR ...........................................
ii
LEMBAR ENGESAHAN.......................................................................
iii
ABSTRAK .............................................................................................
iv
KATA PENGANTAR ...........................................................................
v
DAFTAR ISI ..........................................................................................
vi-viii
DAFTAR TABEL...................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
x-xi
DAFTAR NOTASI .................................................................................
xii
BAB I.
BAB II.
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .............................................................
1
1.2. Tujuan Penulisan .........................................................
2
1.3. Batasan Masalah .........................................................
2
1.4. Metode Penulisan ........................................................
3
1.5. Jadwal Pelaksanaan .....................................................
3
1.6. Sistematika Penulisan .................................................
7
TEORI DASAR 2.1. Teori Pegas ..................................................................
9
2.1.1. Hukum Hooke Untuk Susunan Pegas ...............
9
2.1.2. Energi Potensial dan Kekalan Energy Elastis Pegas
11
2.2. Sistem Suspensi ...........................................................
11
2.2.1. Suspensi Independent Depan ............................
12
vi
2.2.2. Suspensi Model Rigid Axle ..............................
21
2.2.3. Suspensi Model Bebas ......................................
22
BAB III. PERHITUNGAN ANALISA TEGANGAN PADA FRONT SUSPENSION-INDEPENDENT SYSTEM (WISHBONE) 3.1. Suspensi Independent ..................................................
29
3.1.1. Suspensi Independen Depan .............................
30
3.2. Perhitungan Analisa Tegangan pada Pegas Suspension Depan .......................................................
BAB IV.
33
OVER HOUL & THROUBLE SHOOTING SUSPENSI PEGAS DEPAN KIJANG 5K 4.1. Sistem Suspensi ...........................................................
39
4.1.1. Komponen Suspensi .........................................
39
4.2. Melepas dan Mengganti Komponen Suspensi ............
45
4.2.1. Prosedur Melepas dan Mengganti Komponen Suspensi ............................................................
45
4.2.2. Prosedur Pembongkaran - Front Strut Assembly (Rangkaian Penopang Bagian Depan) ..............
47
4.2.3. Prosedur Pembongkaran - Lower Control Arm (Lengan Pengendali Bagian Bawah) ................
51
4.2.4. Prosedur Pembongkaran - Lower Control Arm Tension Rod (Tangkai Tegangan Lengan Kendali Bagian Bawah) .................................................
52
4.2.5. Sensor Suspensi depan .....................................
54
4.2.6. Sensor Kecepatan Roda Depan ........................
54
4.2.7. Trouble shooting Suspensi ...............................
55
4.2.7.1. Suspensi susah bergerak saat berada di posisi atas/bawah ..............................
55
4.2.7.2. Pegas system suspensi patah ..............
55
vii
4.2.7.3. Tinggi suspensi tidak benar (tinggi kendaraan terlalu pendek) .......
56
4.2.7.4. Sistem Suspensi mobil keras ..............
56
4.2.7.5. Suara berisik dan getaran pada kendaraan ............................................
57
4.2.7.6. Goyangan kendaraan berlebihan saat kendaraan berbelok ............................
57
4.3. Letak Penyetelan Geometri Roda ................................
58
4.3.1. Suspensi Wishbone ..........................................
58
4.4. Spooring (Keselarasan) dan Balancing (Keseimbangan) 59 4.4.1. Gejala gangguan pada system setir ..................
BAB V.
61
PENUTUP 5.1. Kesimpulan .................................................................
62
5.2. Saran ............................................................................
63
5.3. Aplikasi Studi Kasus ...................................................
63
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................
64
LAMPIRAN
viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1. Jadwal Penelitian ................................................................
ix
7
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1.
Metodologi Studi Kasus yang diterapkan ......................
5
Gambar 2.1.
Suspensi Mac Person dengan Lengan Melintang ...........
14
Gambar 2.2.
Suspensi Mac Person dengan Lengan “L” .....................
15
Gambar 2.3.
Suspensi Wishbone dengan Pegas coil ..........................
16
Gambar 2.4.
Suspensi Wishbone dengan Batang Torsi ......................
16
Gambar 2.5.
Suspensi Wishbone dengan Pegas Daun ........................
17
Gambar 2.6.
Suspensi rigid axle .........................................................
21
Gambar 2.7.
Suspensi tipe Bebas ........................................................
22
Gambar 2.8.
Keefektifan dari Shock absorber ....................................
24
Gambar 2.9.
Cara Kerja Shock Absorber ...........................................
24
Gambar 2.10. Konstruksi Shockabsorber .............................................
25
Gambar 2.11. Shock Absorber kerja ganda .........................................
26
Gambar 2.12. Shock Absorber tipe twin tube .......................................
27
Gambar 2.13. Shock Absorber tipe mono tube .....................................
27
Gambar 2.14. Shock Absorber type gas ................................................
28
Gambar 4.1.
Komponen Suspensi .......................................................
39
Gambar 4.2.
Coil Spring .....................................................................
40
x
Gambar 4.3.
Torsioin Bar Spring ........................................................
40
Gambar 4.4.
Stabilizer bar ..................................................................
42
Gambar 4.5.
Strut bar ..........................................................................
42
Gambar 4.6.
Lateral Control Rod .......................................................
43
Gambar 4.7.
Suspensi Poros Kaku ......................................................
44
Gambar 4.8.
Suspensi Bebas ...............................................................
45
Gambar 4.9.
Stabilizer bar (batang stabiliser) .....................................
46
Gambar 4.10. Posisi karet penahan dan disc (piring/ring) ....................
47
Gambar 4.11. Rangkaian cakram rem caliper .......................................
48
Gambar 4.12 Pelepasan lengan pivot kemudi ......................................
49
Gambar 4.13. Melepas mur dan sandaran penopang ............................
50
Gambar 4.14. Memberikan tanda pada lokasi pendukung ....................
50
Gambar 4.15 Lengan kendali bagian bawah ........................................
51
Gambar 4.16. Mur beteng .....................................................................
52
Gambar 4.17. Tangkai tegangan lengan kendali bagian bawah ............
53
Gambar 4.18. Posisi bagian depan ring ................................................
53
Gambar 4.19. Sensor roda depan dan roda pulsa ..................................
54
Gambar 4.20. Dimensional suspensi depan ..........................................
59
xi
DAFTAR NOTASI
Simbol
Nama
Satuan
F
Gaya
Newton
m
massa
Kg
g
Percepatan gravitasi
m/s2
k
Tetapan (konstanta)
N/m
Δl
Pertambahan panjang
m
L
Panjang mula2 bebas benda
m2
E
Modulus elastisitas
N/ m2
τ
Regangan
σ
Tegangan
N/m
A
Luas penampang
m2
xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Dunia otomotif tidak terlepas dari yang namanya Front suspension independent systems (Wishbone), Dinamakan seperti ini Sebab sistem suspensi roda depan tidak terikat dengan yang lain (kecuali yang dihubungkan oleh antiroll bar), dan dirancang untuk menyerap kejutan dari permukaan
jalan
sehingga
menambah
kenikmatan
dan
stabilitas
berkendaraan serta memperbaiki kemampuan cengkram roda terhadap jalan. 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). Suspensi menghubungkan body kendaraan dengan roda-roda dan berfungsi sebagai : • Selama berjalan kendaraan secara bersama-sama dengan roda, menyerap getaran, oskilasi dan kejutan dari permukaan jalan, hal ini untuk melindungi penumpang dan barang agar aman, serta menambah kenyamanan dan stabilitas. • Memindahkan gaya pengereman dan gaya gerak ke body melalui gesekan jalan dengan roda-roda. • Menopang body pada axle dan memelihara letak geometris antara body dan roda-roda.
Konsep ini akan membahas pada suspensi depan sistem bebas. Pada umumnya suspensi depan menerima berat (beban static) yang berlebihan dari berat mesin,sopir dan body kendaraan. Keadaan ini menimbulkan kesukaran dalam menentukan kekerasan pegasnya. Apabila pegas dibuat cukup keras untuk beban berat, akan menjadi terlalu keras bila kendaraan hanya dinaiki pengemudi. Sebaliknya bila dibuat cukup lembut untuk dinaiki pengemudi, pegas menjadi terlalu lemah sewaktu mendapat beban berat, demikian pula keadaannya dengan shock absorber. Keadaan ini dapat diatasi dengan menggunakan wishbone yang mempunyai konstanta variabel, shock absorber dan lain-lain seperti Viscous damping. Suspensi wishbone banyak digunakan pada roda depan mobil pribadi. Hal ini karena selain konstruksinya kuat dan sederhana karena hanya menggunakan kekuatan pegas (spring).
1.2. Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk menjelaskan komponen komponen sistem suspensi depan pada mesin cut-way sebagai alat simulasi, cara kerja dari komponen sistem suspensi depan dan studi kasus kekuatan pegas terhadap beban static.
1.3. Batasan Masalah Permasalahan yang akan di bahas dalam tugas akhir ini penulis menitik beratkan pada penjelasan analisa fungsi komponen suspensi depan system independent dan studi kasus kekuatan pegas terhadap beban static kendaraan pribadi.
2
1.4. Metode Penulisan Metode penulisan dalam menyusun tugas akhir ini adalah dilakukan dengan melalui beberapa tahapan, yang di antaranya : a. Studi referensi, dilakukan oleh penulis guna mendukung dalam penulisan
serta
mencari
referensi
data
yang
bersifat
teoritis,
pengembangan aspek teknologi dan lingkungan. b. Metode observasi, dilakukan dengan cara melakukan pengamatan cara kerja sistem-sistem suspensi belakang secara detail sebelum melakukan study kasus jumlah pegas daun terhadap kenyamanan suspensi. c. Metode pengujian, dilakukan terhadap mesin cut-way yang di simulasikan secara langsung d. Diskusi dengan beberapa dosen dalam waktu-waktu tertentu sebagai tambahan referensi terhadap pembahasan tugas akhir ini.
1.5. Jadwal Pelaksanaan Berdasarkan metode penelitian yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya, penelitian dalam studi kasus ini di jadualkan untuk dilaksanakan dalam kurun waktu lima bulan dan secara garis besar dibagi ke dalam Enam tahap, yang meliputi : • Tahap 1, yaitu persiapan penelitian dalam studi kasus, yang mencakup aktivitas penentuan tujuan dalam penelitian, mencari landasan teori, indentifikasi variabel-variabel penelitian serta indentifikasi elemenelemen dari setiap variabel penelitian studi kasus sistem suspensi belakang tersebut.
3
•
Tahap 2, yaitu studi pendahuluan studi pengamatan terhadap sistem kerja bagian-bagian sistem suspensi pegas daun belakang serta pemilihan studi kasus jumlah pegas daun terhadap kenyamanan supensi.
•
Tahap 3, yaitu studi kasus yang mencakup indentifikasi data yang di perlukan, indentifikasi cara pengumpulan data dan indentifikasi sampel penelitian. Pada tahap ini akan dilakukan penelitian terhadap alat yang sudah ada dan kemudian disinkronisasikan dengan media cut-way engine untuk dibuat simulasi.
•
Tahap 4a, yaitu aplikasi perhitungan di mana hasil dari studi kasus tersebut kemudian direalisasikan dalam bentuk trouble shooting dalam sistem suspensi front independent system wishbone
4
Tujuan penelitian:studi kasus sistem suspensi depan dan perhitungannya
Landasan teori
Indentifikasi Variabelvariabel penelitian : - Konstruksi Pegas - Sistem suspensi depan - Perhitungan analisa front suspensi independent
Identifikasi Penentuan spring dan suspensi depan
STUDI PERANCANGAN
PENDAHULUAN
Cut-way Studi Dokumentasi,obyek penelitian :pustaka,website /internet
Observasi obyek studi kasus
Pabrikasi cut-way Pemilihan topik bahasan studi kasus
Indentifikasi komponen rancangan
KESIMPULAN Hasil Pengujian dan KendalaKendala Pengujian
Survey Lokasi Pabrikasi & penempatan lokasi
Perancangan Suspensi Independent
Verifikasi Rancangan
Perakitan Suspensi pada cutway
PENGUJIAN AWAL
Running Test Kondisi Setelah Awal Pengujian
Kriteria keberhasilan proses suspensi Depan
Saran Dan Perbaikan Perbaikan dan modifikasi
Gambar 1.1. Metodologi Studi Kasus yang di terapkan
5
Perhitungan tingkat keberhasilan
• Tahap 4b, yaitu pengolahan data studi kasus sistim suspensi belakang dan pengujian awal yang mencakup aktifitas persiapan data karakteristik obyek penelitian dan proses transfer teknologi beserta faktor-faktor yang mempengaruhinya. hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan desain rancangan dan data awal dalam pengujian alat. • Tahap 5, yaitu penyusunan laporan akhir, yang mencakup aktifitas analisa dan penarikan kesimpulan dari studi kasus dan simulasi/ running test alat cut-way engine yang telah di buat sebagai media untuk simulasi. pada tahapan ini akan di susun hasil yang telah di dapat dari penelitian sehingga bisa menghasilkan suatu laporan yang komprehensif. Bar chart/tabel dari jadwal penelitian dapat dilihat di bawah ini :
Tabel 1.1. Jadwal penelitian KEGIATAN Minggu ke Persiapan Penelitian
1
Feb-08 2 3
4
1
Mar-08 2 3 4
1
Apr-08 2 3
4
Studi Pendahuluan
Perancangan
Pabrikasi Pembuatan cut-way
Penyusunan Laporan
6
1
Mei-08 2 3
4
1
Jun-08 2 3
4
1
Jul-08 2 3
4
1
Agust-08 2 3 4
1.6. Sistematika Penulisan Untuk memudahkan proses penulisan dan pembahasan studi kasus ini penulis membuat sistematika penulisan berdasarkan data yang di dapat sebagai berikut :
BAB I
PENDAHULUAN Pada bab ini menjelaskan latar belakang penulisan, tujuan penulisan,
pembatasan
masalah,metodologi
penulisan
dan
sistematika penulisan.
BAB II
TEORI DASAR Berisi tentang teori dasar macam-macam suspensi depan dan belakang dan cara kerja beberapa komponen-komponen sistem suspensi depan (wishbone) yang di gunakan serta teori mengenai peredaman getaran yang dialami sistem pegas.
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN Pada bab ini berisi tentang Metodologi perancangan alat, prosedur tahapan pengerjaan dan analisa data untuk menunjang dalam studi kasus sistem suspensi pada cut-way engine sebagai media untuk simulasi, dengan menggunakan hipotesa dan pendekatan rumus bantuan dalam penentuan perhitungan kekuatan pegas suspensi depan sistem Independen.
7
BAB IV
PERHITUNGAN DAN ANALISA Pada bab ini berisi mengenai analisa perancangan yang digunakan untuk perhitungan beban static dan beban konstruksi yang dialami oleh pegas suspensi depan system Independent.
BAB V
PENUTUP Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan tugas akhir ini dan di sertai saran-saran untuk pengembangan.
8
BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Teori Pegas
Konsep Hukum Hooke secara matematis ungkapan tersebut dinyatakan sebagai berikut: k=
A.E L
Di mana :
A = luas penampang (m2), E = modulus young/modulus elastis (N/m2) L= panjang bebas benda (sebelum benda mengalami tarikan gaya).
2.1.1 Hukum Hooke Untuk Susunan Pegas (a) Susunan Seri Pegas
Prinsip susunan seri beberapa pegas, adalah sebagai berikut: 1. Gaya tarik yang dialami tiap pegas sama besar, dan gaya ini sama besar dengan yang dialami oleh pegas pengganti. F1 = F2 = F. 2. Pertambahan panjang pegas pengganti seri x, sama dengan total pertambahan panjang tiap-tiap pegas. x = x1 + x2.
Dengan menggunakan hukum Hooke dan kedua prinsip susunan seri beberapa pegas di atas, maka dapat dicari hubungan antara tetapan gaya pegas pengganti (kS), Jika n buah pegas tersebut identik, dengan tiap-tiap pegas mempunyai tetapan gaya pegas k, maka: kS =
k n
(b) Susunan Paralel Pegas
Prinsip susunan paralel beberapa pegas, adalah sebagai berikut: 1. Gaya tarik pada pegas pengganti F sama dengan total gaya tarik pada tiap-tiap pegas (F1 dan F2 ). 2. Pertambahan
panjang
tiap
pegas
sama
besarnya,
dan
pertambahan panjang ini sama besarnya dengan pertambahan panjang pegas pengganti. x = x1 = x2.
Dengan menggunakan hukum Hooke dan kedua prinsip susunan paralel beberapa pegas diatas, maka dapat dicari hubungan antara tetapan gaya pegas pengganti (kp),Jika n buah pegas tersebut identik, dengan tiap pegas mempunyai tetapan gaya pegas k, maka: Kp = n . k
10
2.1.2
Energi Potensial dan Kekalan Energy Elastis Pegas
Pegas adalah benda elastik, sehingga energi yang disimpan oleh pegas disebut energi potensial elastik pegas, atau biasa disebut energi potensial pegas. Energi potensial pegas, dapat diturunkan secara matematis sebagai berikut: E P = 1 / 2.k .x 2
Energi potensial pegas sama dengan nol ketika pegas tidak mengalami ditarik atau ditekan. Sebaliknya pegas akan menyimpan energi ketika pegas mengalami ditarik atau ditekan. Energi potensial pegas akan maksimum ketika pegas mengalami perubahan panjang maksimum, misalkan gaya gesekan pada sistem, ada maka:
2.2. Sistem Suspensi
Sistem suspensi terletak di antara body kendaraan dan roda-roda, dirancang untuk menyerap kejutan dari permukaan jalan sehingga
11
menambah kenikmatan dan stabilitas berkendaraan serta memperbaiki kemampuan cengkraman roda terhadap jalan. Suspensi terdiri dari pegas, shock absorver, stabilizer dan sebagainya. Pada umunya suspensi dapat digolongkan menjadi suspensi tipe rigrid (rigrid axle suspension) dan tipe bebas (independent suspension). Suspensi menghubungkan body kendaraan dengan roda-roda dan berfungsi sebagai berikut : •
selama berjalan kendaraan secara bersama-sama dengan roda, menyerap getaran, oskilasi dan kejutan dari permukaan jalan, hal ini untuk melindungi penumpang dan barang agar aman, serta menambah kenyamanan dan stabilitas.
•
Memindahkan gaya pengereman dan gaya gerak ke body melalui gesekan antara jalan dengan roda-roda.
•
Menopang body pada axle dan memelihara letak geometris antara body dan roda-roda.
2.2.1
Suspensi Independen Depan 1. Jenis dan Prinsip Dasar Konstruksi Suspensi Independen
Sistem suspensi model independen antara roda kanan dan kiri dipasangkan secara terpisah sehingga kedua roda dapat bekerja sendiri-sendiri menerima kejutan dari kondisi jalan. Roda-roda didukung dan dilayani oleh pegas koil, pegas batang torsi (torsion bar), pegas karet (rubber spring) atau pegas angin (air spring).
12
Banyak jenis dan perbedaan kelengkapan serta penempatan komponen sistem suspensi independen, diantaranya adalah sebagai berikut : a. Jenis Wishbone menggunakan pegas koil, dipasangkan antara lengan kontrol bawah (lower control arm) dan rangka. b. Jenis Wishbone menggunakan pegas koil, dipasangkan antara lengan kontrol atas (upper control arm) dan rangka. c. Jenis Wishbone menggunakan pegas daun. d. Jenis Mac Pherson merupakan satu kesatuan antara pegas koil dan
peredam getaran, yang menghubungkan lengan
kontrol bawah dan rangka.
2. Suspensi Mac Pherson
Suspensi Mac Pherson menggunakan lengan kontrol bawah (lower control arm) sebagai dudukan komponen. Lengan kontrol bawah dibedakan konstruksi dan pemasangannya, yaitu bentuk lengan “melintang” dan lengan “L” a. Suspensi Mac Pherson lengan “melintang” Suspensi mac Pherson dengan lengan melintang mempunyai kontrol bawah berbentuk “lurus”. Lengan melintang sebagai dudukan komponen, salah satu ujungnya dipasangkan pada knakel kemudi dengan sambungan peluru (ball joint) dan ujung yang lain dipasangkan pada penguat bodi. Lengan melintang dan kelengkapannya befungsi meneruskan beban
kendaraan ke roda dan mengontol gerakan ke sisi 13
(lateral). Lengan melintang bersama-sama batang penompang (tension/strut bar), berfungsi mencegah perubahan jejak rodaroda depan.
Dudukan mesin
Lengan melintang
Batang penahan
Gambar 2.1. Suspensi Mac Person dengan Lengan Melintang b. Suspensi Mac Pherson Lengan “L” Lengan melintang (control arm) adalah bentuk lengan kontrol bawah berbentuk “L”. pada gambar menunjukkan suspensi Mac Pherson lengan bentuk “L”, yang dipergunakan pada mobil dengan motor (engine) di depan dan penggerak roda di depan (front engine front whell drive). Lengan kontrol “L” mempunyai dua tempat pemasangan pada rangka, masing-masing dipasangkan menggunakan bos karet, ke knakel kemudi melalui sambungan peluru. Lengan kontrol dengan dua tempat pemasangan yang terpisah, berfungsi untuk mencegah gerakan dari arah samping (lateral) dan gerakan aksial roda-roda. Oleh karena itu suspensi Mac Pherson dengan lengan “L” tidak memerlukan lagi batang penompang (strutbar). 14
Gambar 2.2. Suspensi Mac Person dengan Lengan “L”
3. Sifat Suspensi Wishbone A. Suspensi Independent Wishbone dengan Pegas Koil
Sifat-sifat suspensi Wishbone dengan pegas koil, diantaranya adalah sebagai berikut : 1) Dengan desain yang kompak dari pegas koil, sangat cocok digunakan untuk suspensi depan. 2) Kedua ujung luar dengan kontrol atas dan bawah yang dipasangkan pada knakel kemudi menggunakan sambungan peluru, memungkinkan lengan-lengan kontruksi dapat bergerak ke atas dan ke bawah mengikuti naik turunnya roda-roda. 3) Knakel kemudi dan spindel yang terpasang pada bagian ujung lengan-lengan kontrol atas dan bawah dan dipasangkan melalui sambungan peluru, memberikan kemungkinan
knakel
diarahkan.
15
kemudi
dapat
berputar
dan
Lengan atas Pegas
Lengan bawah Gambar 2.3. Suspensi Wishbone dengan Pegas coil B. Suspensi Wishbone dengan Pegas Batang Torsi
Sifat-sifat suspensi Wishbone dengan pegas batang torsi, diantaranya adalah sebagai berikut : 1) Pegas batang torsi (torsion bar) digunakan pada kendaraan yang tidak menggunakan pegas koil atau pegas daun pada suspensi depan. 2) Sistem suspensi batang torsi pada ujung belakang dipasangkan pada rangka. Bagian ujung depannya, dipasangkan pada lengan kontrol bawah. Kedua tempat pemasangan dibuat mati. 3) Pemegasan batang torsi bekerja secara puntiran, karena batang torsi dibuat dari baja yang mempunyai sifat kenyal dan elastis. Lengan atas
Lengan Bawah Gambar 2.4. Suspensi wishbone dengan Batang Torsi 16
C. Suspensi Wishbone dengan Pegas Daun
Sifat-sifat Wishbone dengan pegas daun, diantaranya adalah sebagai berikut : 1) Pegas daun terdiri dari beberapa lapis lempengan (daun/leaf) baja, berbentuk elip (kurva) 2) Pegas berbentuk kurva, apabila pegas menerima beban./ tekanan yang berubah-ubah bentuk kurva akan berubah mendekati rata/lurus 3) Pegas daun akan terjadi gesekan, pada saat daun-daun memegas
yang
mengakibatkan
timbulnya
gaya
perlawanan terhadap pemegasan. 4) Pegas dengan jumlah daun lebih banyak, lebih keras dapat menahan beban tetapi jalan kendaraan menjadi kasar.
Gambar 2.5. Suspensi wishbone dengan Pegas Daun
17
1. Penyetelan Camber dan Caster Suspensi Wishbone
Penyetelan camber dan caster Contoh : Toyota Kijang, Colt L-300, Toyota Hiace Letak penyetelan
Penyetelan camber dengan menggunakan shim. Caranya dengan menambah atau
Letak penyetelan
mengurangi shim depan dan belakang yang tebalnya sama
Penyetelan caster :
Dengan menambah atau mengurangi shim depan dan belakang yang tebalnya berbeda A+ = Camber bertambah, caster tetap A- = Camber berkurang, caster tetap B+ = Caster bertambah,caster bertambah
Lengan atas ( upper Arm )
A- = Caster berkurang, camber berkurang C+ = Caster berkurang, camber bertambah C- = Caster bertambah, camber berkurang
18
2. Suspensi Mac Pherson a. Penyetelan caster pada lengan penahan
Lengan penahan
A÷
(Strut Bar) Lengan memanjang
Louver arm ( Lengan bawah ) A-
Contoh : Honda Civic, Suzuki Carry, Daihatsu Zebra Penyetelan camber tidak ada, hanya ada penyetelan caster Caranya : •
Dengan memendekkan atau menjangkan lengan penahan A+ = Caster bertambah A- = Caster berkurang
19
b. Penyetelan camber pada pengikat knakel kemudi
Contoh : Toyota Corolla GL, Corons dan Carina II Penyetelan camber dilakukan dengan jalan memutar baut eksentrik pada pengikat knakel kemudi
20
2.2.2. Suspensi Model Rigid Axle
Pada suspensi rigid axle (rigid axle suspension). Roda kiri dan kanan dihubungkan oleh axle tunggal. Axle dihubungkan ke body dan frame melalui pegas (pegas daun atau pegas koil). Suspensi rigid banyak digunakan pada roda depan dan belakng bus dan truck dan pada roda belakang mobil penumpang. Hal ini karena kontruksinya kuat dan sederhana.
Gambar 2.6. Suspensi rigid axle
21
2.2.3. Suspensi Model Bebas
Pada suspensi model bebas (independent suspension) roda-roda kiri dan kanan tidak dihubungkan secara langsung pada axle tunggal. Kedua roda dapat bergerak secara bebas ini digunakan pada roda depan mobil penumpang dan truck kecil. Sekarang suspensi model bebas banyak digunakan juga pada roda belakang mobil penumpang.
Gambar. 2.7 Suspensi tipe Bebas
A. Tipe Strut Dual-Link
Suspensi tipe ini digunakan pada roda belakang mobil yang mesinnya di depan dan penggerak roda depan. Suspensi ini termasuk salah satu tipe suspensi strut. •
Konstruksi
Roda-roda ditopang oleh dua suspension arm dan strut rod. Suspension arm terletak hampir tegak lurus dengan garis tengah kendaraan, sedangkan strut rod sejajar dengan garis tengah kendaraan. Beban dari depan-belakang, sisi dan vertikal ditahan oleh komponen yang berbeda.
22
Dengan demikian memudahkan dalam menghasilkan kendaraan yang stabil dan nyaman. Gaya dan beban dan arah yang berbeda bekerja pada komponen berikut :
Vertikal
Pegas koil Shock absorber Upper support rubber cashion
Arah depan Belakang
Strut rod dan bushing
Arah samping
Suspension arm dan bushing
B. Shock Absorber 1. Uraian
Apabila pada suspensi hanya terdapat pegas, kendaraan akan cenderung beroskilasi naik turun pada waktu menerima kejutan dari jalan. Akibatnya berkendaraan menjadi tidak nyaman. Untuk itu shock absorber dipasang untuk meredam oskilasi dengan cepat agar memperoleh cengkraman ban terhadap jalan.
23
Gambar 2.8. Keefektifan dari Shock absorber
2. Cara Kerja
Di dalam shock absorber telescopic terdapat cairan khusus yang disebut minyak shock absorber. Pada shock absorber tipe ini, gaya redamnya dihasilkan oleh adanya tahanan aliran minyak karena melalui orifice (lubang kecil) pada waktupiston bergerak.
Gambar 2.9. Cara Kerja Shock Absorber
24
3. Tipe Shock Absorber
Shock absorber dapat digolongkan menurut cara kerjanya, kontruksi, dan medium kerjanya. a). Menurut Cara Kerjanya 1. Shock absorber kerja tunggal (single action) Efek meredam hanya terjadi pada waktu shock absorber berekspansi. Sebaliknya pada saat kompresi tidak terjadi efek meredam.
Gambar 2.10. Konstruksi Shockabsorber
25
2. Shock absorber kerja ganda Baik saat ekspansi maupun kompresi absorber selalu bekerja meredam. Pada umumnya kendaraan sekarang menggunakan tipe ini.
Gambar 2.11. Shock Absorber kerja ganda
b). Pengolongan Menurut Konstruksi 1. Shock absorber tipe twin tube Di dalam shock absorber tipe ini terdapat presure tube dan outer tube yang membatasi working chamber (silinder dalam) dan reservoir (silinder luar).
26
Gambar 2.12. Shock Absorber tipe twin tube
2. Shock absorber tipe mono tube Di dalam shock absorber hanya terdapat satu silinder (atau tanpa reservoir)
Gambar 2.13. Shock Absorber tipe mono tube
27
c). Penggolongan Menurut Medium Kerjanya 1. Shock absorber tipe hidraulis Didalamnya hanya terdapat minyak shock absorber sebagai medium kerja. Shock Absorber Berisi Gas ini adalah absorber hidraulis yang berisi dengan gas. Gas yang biasanya digunakan adalah nitrogen, yang dijaga pada temperatur rendah 10-15 kg/cm2 atau temperatur tinggi 20-30kg/cm2.
Gambar 2.14. Shock Absorber type gas
28
BAB III PERHITUNGAN ANALISA TEGANGAN PADA FRONT SUSPENSION INDEPENDENT SYSTEM (WISHBONE)
3.1. Suspensi Independen
Body
Roda
Sifat – sifat secara umum :
•
Gerakan salah satu roda tidak mempengaruhi roda lain
•
Konstruksi agak rumit
•
Membutuhkan sedikit tempat
•
Jarak roda dan geometri roda berubah saat pemegasan
•
Titik berat kendaraan dapat rendah ( nyaman dan aman )
•
Pegas dapat dikonstruksi lembut ( pegas tidak membantu mengantar gerakan roda
•
Perawatan lebih sulit
3.1.1 Suspensi Independen Depan •
Jenis dan prinsip dasar konstruksi suspensi independen
Sistem suspensi model independen antara roda kanan dan kiri dipasangkan secara terpisah sehingga kedua roda dapat bekerja sendiri-sendiri menerima kejutan dari kondisi jalan. Roda-roda didukung dan dilayani oleh pegas koil, pegas batang torsi (torsion bar), pegas karet (rubber spring) atau pegas angin (air spring). Banyak jenis dan perbedaan kelengkapan serta penempatan komponen sistem suspensi independen, diantaranya adalah sebagai berikut : a. Jenis Wishbone menggunakan pegas koil, dipasangkan antara lengan kontrol bawah (lower control arm) dan rangka. b. Jenis Wishbone menggunakan pegas koil, dipasangkan antara lengan kontrol atas (upper control arm) dan rangka c. Jenis Wishbone menggunakan pegas daun d. Jenis Mac Pherson merupakan satu kesatuan antara pegas koil dan
peredam getaran, yang menghubungkan lengan kontrol
bawah dan rangka.
30
•
Sifat Suspensi Wishbone
a. Suspensi Wishbone dengan pegas koil Sifat-sifat suspensi Wishbone dengan pegas koil, diantaranya adalah sebagai berikut : 1) Dengan desain yang kompak dari pegas koil, sangat cocok digunakan untuk suspensi depan. 2) Kedua ujung luar dengan kontrol atas dan bawah yang dipasangkan pada sambungan
knakel
peluru,
kemudi menggunakan
memungkinkan
lengan-lengan
kontruksi dapat bergerak ke atas dan ke bawah mengikuti naik turunnya roda-roda. 3) Knakel kemudi dan spindel yang terpasang pada bagian ujung lengan-lengan kontrol atas dan bawah dan dipasangkan melalui sambungan peluru, memberikan kemungkinan
knakel
diarahkan.
31
kemudi
dapat
berputar
dan
b. Suspensi Wishbone dengan pegas batang torsi Sifat-sifat suspensi Wishbone dengan pegas batang torsi, diantaranya adalah sebagai berikut : 1) Pegas batang torsi (torsion bar) digunakan pada kendaraan yang tidak menggunakan pegas koil atau pegas daun pada suspensi depan. 2) Sistem suspensi batang torsi pada ujung belakang dipasangkan pada rangka. Bagian ujung depannya, dipasangkan pada lengan kontrol bawah. Kedua tempat pemasangan dibuat mati. 3) Pemegasan batang torsi bekerja secara puntiran, karena batang torsi dibuat dari baja yang mempunyai sifat kenyal dan elastis.
c. Suspensi Wishbone dengan pegas daun Sifat-sifat Wishbone dengan pegas daun, diantaranya adalah sebagai berikut : 1) Pegas daun terdiri dari beberapa lapis lempengan (daun/leaf) baja, berbentuk elip (kurva) 2) Pegas berbentuk kurva, apabila pegas menerima beban./ tekanan yang berubah-ubah bentuk kurva akan berubah mendekati rata/lurus
32
3) Pegas daun akan terjadi gesekan, pada saat daun-daun memegas
yang
mengakibatkan
timbulnya
gaya
perlawanan terhadap pemegasan. 4) Pegas dengan jumlah daun lebih banyak, lebih keras dapat menahan beban tetapi jalan kendaraan menjadi kasar.
3.2. PERHITUNGAN ANALISA TEGANGAN PADA PEGAS SUSPENSION DEPAN
Data-data yang digunakan pada perhitungan Pegas Suspense Independent depan dan spesifikasi mesin yang digunakan untuk Cut Way adalah sebagai berikut: -
Konstanta pegas
= 400 N/mm
-
Panjang awal pegas
= 400 mm
-
Berat beban static total
= 1.200 Kg
-
Percepatan gravitasi
= 10 m/detik2
-
Diameter wire
= 8 mm
Bahan pegas tumpuan kendaraan dari table di bawah dipilih SUP4 (Sumber : Sularso, Elemen Mesin 1, hal : 313)
33
BAHAN PEGAS SILINDRIS MENURUT PEMAKAIANNYA
PEMAKAIAN
BAHAN
PEGAS BIASA PEGAS BIASA (DIBENTUK DINGIN)
SUP4, SUP6, SUP7, SUP, SUP10, SUP11 SW, SWP, SU5, BsW, NSW
PEGAS TUMPUAN KENDARAAN
SUP4, SUP6, SUP7, SUP9, SUP11
PEGAS UNTUK KATUB KEAMANAN KETEL PEGAS UNTUK KATUB
SWP, SUP6, SUP7, SUP9, SUP10 SWPV, Kawat distemper dengan minyak
PEGAS UNTUK PEMUTAR TELPON
SWP
PEGAS UNTUK DUDUKAN MAINAN
SW
PEGAS YANG DIALIRI ARUS LISTRIK
BsW, NSWS, PBW, BeCaW
PEGAS ANTI MAGNET
SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCUW
PEGAS TAHAN PANAS
SUS
PEGAS TAHAN KOROSI
SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCUW
SUMBER : SULARSO, ELEMEN MESIN 1, HAL 313
SPESIFIKASI MODEL / TYPE Mesin / Engine
BENSIN / GASOLINE
-
KIJANG PICK UP seri 5K
-
2
-
Kapasitas Penumpang DIMENSI Panjang / Overall Length ( mm )
4455
Lebar / Overall Width (mm)
1670
Tinggi / Overall Height ( mm )
1740
Jarak Poros Roda / Wheelbase ( mm )
2650
Jarak Pijak Depan / Front Tread ( mm )
1445
Jarak Pijak Belakang / Rear Tread ( mm )
1410
Jarak Terendah / Ground Clearance
170
Berat Kosong / Weight ( kg )
1200
SASIS Transmisi / Transmission
Manual, 4 Kecepatan / 4 - Speed Manual (ECT)
Perbandingan Gigi / Gear Ratios
I. 3,928 II. 2,142 III. 1,397 IV. 1,000 V. 0,851 R. 4,743
Perbandingan Gigi Akhir / Final Gear Ratio
4,7780
4,300
Suspensi Depan / Front Suspension
Double Wishbone dengan Pegas Batang Torsi & Stabilizer / Double Wishbone with Torasion Bar Spring and Stabilizer
Suspensi Belakang / Rear Suspension
Rigid Axle dan Pegas Daun / Rigid Axle and Leaf Spring
35
Gaya yang ditimbulkan akibat beban yang dialami pegas: F=m.g = 1.200 Kg . 10 m/detik2 = 12.000 N Untuk menghitung displacement atau jarak regangan akibat gaya tekan (x) menurut hukum Hooke: F = k. x
sehingga
x = (12.000 N)/(400 N/mm) = 30 mm Δ L = L – L0 = 400 mm – 30 mm = 370 mm Luasan penampang pegas A = ¼ π.D2 = ¼ . 3,14. 64 mm2 = 50,24 mm2 Regangan yang terjadi pada pegas e=
Δl L
= 30 / 400 = 0,075 (Prosentasi defleksi (mm) akibat beban staic 7,5%
36
Tegangan yang dialami pegas
σ=
F A
= 12.000 N/ 50,24mm2 = 238,8 N/mm2 ~ 23,88 Kg/mm2
Besarnya Modulus elastisitas pegas E=
τ e
= 238,8 /0,075 = 3184 N/mm2 ~ 318,4 Kg/mm2
Dilihat dari grafik di bawah ini untuk ukuran diameter wire 8 mm dengan material baja pegas SUP4 di dapat tegangan maksimum 65 Kg/mm2
37
TEGANGAN MAKSIMUM DARI PEGAS TEKAN
Diameter Bahan (mm) 1. KAWAT MUSIK KELAS B
7.
KAWAT MUSIK KELAS V
2. KAWAT MUSIK KELAS A
8.
BAJA KARBON KAWAT KELAS B
3. KAWAT BAJA KERAS KELAS C
9.
KAWAT BAJA CR-V
4. KAWAT BAJA KERAS KELAS B
10. BAJA PANDUAN
5. KAWAT BAJA TAHAN KARAT NO. 2
11. BAJA PEGAS (SUP4)
6. KAWAT BAJA TAHAN KARAT NO. 1
12. KAWAT BAJA KARBON KELAS A
SUMBER : SULARSO, ELEMEN MESIN 1, HAL 317
Dari grafik untuk ukuran diameter wire 8 mm dengan material baja pegas SUP4 didapat tegangan maksimum 65 Kg/mm2
38
BAB IV OVER HOUL & TROUBLE SHOOTING SUSPENSI PEGAS DEPAN KIJANG 5K
4.1. Sistem Suspensi
Sistem suspensi terletak di antara bodi atau rangka dan roda-roda berfungsi menyerap kejutan-kejutan yang ditimbulkan oleh keadaan jalan, sehingga memberikan kenyamanan pengendara. 4.1.1 Komponen suspensi
Gambar 4.1. Komponen Suspensi
1.
Pegas
Pegas berfungsi menyerap kejutan dari jalan dan getaran roda-roda agar tidak diteruskan ke bodi secara langsung, juga untuk mencegah daya cengkeram ban terhadap permukaan jalan. Beberapa tipe pegas :
Gambar 4.2. Coil Spring
Gambar 4.3. Torsioin Bar Spring
40
2.
Shock Absorber
Dalam menyerap kejutan-kejutan, pegas harus bekerja sama dengan Shock absorber. Tanpa shock absorber pegas akan bergetar naik turun lebih lama. Shock absorber mampu meredam getaran pegas Seketika dan membuangnya menjadi energi panas.
3.
Ball Joint
Ball joint selain berfungsi sebagai sumbu putaran roda juga menerima beban vertikal maupun lateral. di dalam ball joint terdapat gemuk untuk melumasi bagian yang pergesekan. Pada setiap periode tertentu gemuk harus diganti.
4.
Stabilizer bar
Stabilizer bar (batang penyetabil) berfungsi mengurangi kemiringan mobil akibat gaya sentrifugal pada saat mobil membelok. Disamping itu, untuk menambah daya jejak ban. Pada suspensi depan,stabllizer bar biasanya dipasang pada kedua lower arm melalui bantalan karet dan linkage, Pada bagian tengah diikat ke rangka atau bodi pada dua tempat melalui bushing.
41
Gambar 4.4. Stabilizer bar
5.
Strut bar
Strut bar berfungsi untuk menahan lower arm agar tidak bergerak mundur pada saat menerima kejutan dari permukaan jalan yang tidak rata atau dorongan akibat terjadi pengereman.
Gambar 4.5. Strut bar
42
6.
Lateral Control Rod
Komponen ini dipasang di antara poros penyangga (axel) dan bodi mobil. Fungsinya untuk menahan axel selalu pada posisinya bila menerima beban samping.
Gambar 4.6. Lateral Control Rod 7.
Model-model suspensi
Menurut konstruksinya ada dua modal utama suspensi, yaitu suspensi poros kaku dan suspensi bebas.
43
a. Suspensi poros kaku (suspensi rigid)
Semula semua suspensi mobil menggunakan model ini, bahkan sekarang pun masih banyak digunakan pada kendaraan berat. Poros kaku (yang tunggal) dihubungkan ke rangka atau bodi dengan pegas (pagas daun atau pegas koil) dan shock absorber Jadi, tidak ada lengan-lengan suspensi seperti pada suspensi independen
Gambar 4.7. Suspensi Poros Kaku
b. Suspensi bebas (suspensi independen)
Biasanya suspensi independen ini digunakan pada roda mobil penumpang atau truk kecil. Tetapi sekarang suspensi bebas banyak digunakan
juga
pada
roda
belakang
mobil
penumpang.
Pada suspensi independen roda-roda kiri dan kanan tidak dihubungkan secara langsung pada poros tunggal. Kedua roda bergerak secara bebas tanpa saling mempengaruhi.Dengan demikian, gangguan terhadap sebuah roda ditanggulangi hanya roda itu saja.
44
Gambar 4.8. Suspensi Bebas
4.2
Melepas Dan Mengganti Komponen Suspensi 4.2.1 Prosedur Melepas Dan Mengganti Komponen Suspensi
A. Prosedur Pembongkaran - Stabilizer Bar (Batang Penyetabil) 1) Angkat ujung depan kendaraan dan dukung/topang pada dudukan pengaman dengan roda belakang dipasang panahan (ganjal). 2) Gunakan ujung spanner dengan pembukaan yang benar untuk membuka mur dan tiang stud stabilizer bar (batang stabiliser) 3) Lepaskan piringan metal dan karet penahan 4) Lepaskan baut, amankan bracket pendukung pada masing-masing sisi dari tiap bagian yang berseberangan dan lepaskan batang
45
stabiliser. lepaslah bracket pendukung dan karet penyekat dari batang stabiliser, simpanlah.
Gambar 4.9. Stabilizer bar (batang stabiliser).
5) Prosedur
pemasangan
merupakan
langkah
balik
dari
pembongkaran. Catatan: a.
Slot pada masing-masing penyekat sebaiknya dihadapkan ke muka dan bagian yang diangkat karet penyekat sebaiknya berkedudukan pada bracket saat tidak bekerja.
b.
Komponen penahandan disc (piringan/cakram) dipasang pada spacer stud (tiang spasi) dalam posisi yang benar.
46
Gambar 4.10. Posisi karet penahan dan disc (piring/ring)
4.2.2
Prosedur Pembongkaran - Front Strut Assembly (Rangkaian Penopang Bagian Depan)
1.
Angkat ujung depan kendaraan dan dukung/topang pada dudukan pengaman dengan roda belakang dipasang panahan (ganjal).
2.
Lepaskan penghubung cap,roda baja atau cap senter roda paduan
3.
Berikan tanda dengan kapur hubungan dari roda ke hub (penghubung) atau cakran rem, alasan dari langkah ini adalah anda mungkin dapat masalah pada balancing (membalan) roda saat pemasangan. Lepaskan roda.
4.
Gunakan ujung spanner dengan pembukaan yang benar, lepaskan mur, piringan ring, ganjal dan dudukan dari batang 47
stabiliser. Tarik spacer stud (batang spasi) ke bawah dan putus hubungan dari strut housing (blok penopang) 5.
Lepaskan selang rem dari bracket pada block penopang dengan memutar lengan plastis pada selang hingga lurus sejajar dengan pembuka bracket.
6.
Lepaskan baut plat jangkar caliper rem dan ring-nya, angkat rangkaian
caliper
dari
hub/brake
disc
(cakram
rem).
Sambungkan caliper pada kabel hook untuk menghindari pemaksaan/ pelepasan dengan paksa pada selang rem.
Gambar 4.11. Rangkaian cakram rem caliper.
7.
Lepaskan pin/pasak belah dan mur dari penahan sambungan bola batang tie kemudi dan tekan keluar lengan pivot kemudi disarankan sebaiknya membongkar menggunakan alat.
48
Gambar 4.12 Pelepasan lengan pivot kemudi. 8.
Lepaskan pin/pasak belah dan mur dari penopang sambungan bola dan tekan penahan keluar dari ruang kemudi, gunakan peralatan untuk pembongkaran yang benar. ini langkah yang baik untuk mengganti semua pasak/pin dengan yang baru. Catatan: Mungkin
pada
proses
itu
anda
membutuhkan
memukul/mengetuk lengan pivot dengan palu copper, selama menggerahkan tenaga untuk menurunkan pada sambungan bola batang tie kemudi, gunakan pengungkit. Hal ini akan membantu dalam melepas ruang kemusi dari lengan pivot.
9.
Gunakan batang yang sesuai, tekan sambungan bola keluar dari ruang tangkai kemudi.
10. Dari bagian dalam ruang mesin, pindahkan/lepaslah 3 (tiga) mur dan ring yang terpasang pada plat pendukung bagian atas hingga sandaran penopang 49
Gambar 4.13. Melepas mur dan sandaran penopang
11. Lepaskanlah rangkaian pendukung, amatilah tempat memasangnya, berikan tanda A dan B
Gambar 4.14. Memberikan tanda pada lokasi pendukung
"A" ditandai pada bagian atas plat pendukung, "B" ditandai pada sandaran penopang pegas, pada saat pemasangan tanda itu harus diurutkan. 12. Prosedur pemasangan berkebalikan dengan tahap pembongkaran.
50
4.2.3. Prosedur Pembongkaran - Lower Control Arm (Lengan Pengendali Bagian Bawah)
1.
Dongkraklah bagian depan kendaraan dan tempatkan keamanan penahan dibagian samping bawah dari rangka, ganjal roda belakang.
2.
Lepaskan cap penghubung, roda baja, cap center, roda paduan (dop)
3.
Tandai dengan kapur pada posisi yang berhubungan dengan roda pada penghubung (hub) atau cakram rem. Lepas mur roda dan roda-nya.
4.
Lepaskan batang tegangan dari lengan kendali, sertakan mur dan ringnya
Gambar 4.15. Lengan kendali bagian bawah
5.
Lepaslah lengan kendali bagian dalam baut pivot dan murnya.
6.
Putus sambung lengan kendali dari bagian suspensi dengan dari batang tensi (tegangan)
51
7.
Lepas pin belah dan mur beteng dari penopang sambungan bola (ball Joint).
Gambar 4.16. Mur beteng
8.
Lepas pendukung sambungan bola (ball joint) dan ruas tangkai kemudi yang sesuai pada bagian sebelumnya dan lepaskanlah lengan kendali.
9.
Prosedur pemasang - prosedur balik dari tahap pembongkaran.
4.2.4. Prosedur Pembongkaran - Lower Control Arm Tension Rod (Tangkai Tegangan Lengan Kendali Bagian Bawah)
1.
Putus hubungan lengan kendali bagian bawah dan batang tensi (tension rod) dari kerangka (Cross member)
2.
Pegang batang tensi, lepas mur dan ring yang terkait pada rangka
3.
Lepaskanlah batang tensi dari karet panahan pada rangka
4.
Putus hubungan/lepaskan batang tensi dari lengan kendali bagian bawah.
52
Gambar 4.17. Tangkai tegangan lengan kendali bagian bawah
5.
Prosedur pemasangan - prosedur balik dari tahap pembongkaran.
Catatan: Ketika merangkai kembali batang tensi pada lengan kendali bagian bawah yakinkan longer lenght shouldered end menghadap ke depan, lihat gambar 4.18
Gambar 4.18. Posisi bagian depan ring
53
4.2.5. Sensor Suspensi depan.
Masing-masing roda dipasangi dengan sebuah sensor "1" dan piringan/roda
pulsa
"2"
lihat
gambar
4.19
Sensor
depan
dibubuhkan/dilekatkan pada spindel kemudi, dan piringan/roda pulsa dilekatkan pada bagian dalam rangkaian cakram. Masing-masing roda pulsa digabungkan dengan slot untuk meneruskan pulsa roda menuju sensor roda, pulsa ini yang digunakan oleh ECU untuk menghitung kecepatan roda dan jarak perlambatannya.
Gambar 4.19. Sensor roda depan dan roda pulsa 4.2.6. Sensor Kecepatan Roda Depan Pembongkaran
1.
Lepas kabel sensor dari selongsong kabel utama
2.
Lepas jepitan menghubung selongsong dari rel chasis
3.
Lepas selongsong kawat sendor dari siku penopang
4.
Lepas baut pendukung sensor dan baut penarik spindel kemudi
5.
Lihat pada buku petunjuk dibengkel untuk membongkar komponen suspensi.
54
Pemasangan
1.
Bersihkan permukaan lubang bagian dalam tempat sensor
2.
Pasang sensor dan baut penopang beserta spesifikasi torsinya
3.
Jepitkan kembali selongsong kabel sensor pada siku penopang
4.
Hubungkan kembali kabel pada selongsong utama dan jepitkan kembali hubungan dengan rel chasis
5.
Lihat pada buku petunjuk di bengkel untuk memasang kembali komponen suspensi.
4.2.7. Trouble shooting Suspensi 4.2.7.1. Suspensi susah bergerak saat berada di posisi atas/bawah
KERUSAKAN
PERBAIKAN
1. Kerusakan peredam kejut hingga pegas terlalu besar terkompresi
Ganti pegas atau peredam kejut dengan yang baru
2. Bemper karet system peredam kejut hilang
Pasang bemper karet yang baru
3. Kendaraan dibebani beban yang melebihi kapasitas
Kurangi beban sehingga suspensi dapat bekerja baik
4.2.7.2. Pegas system suspensi patah
KERUSAKAN
PERBAIKAN
Kurangi beban dan ganti pegas yang patah dengan yang baru Kencangkan baut U yang memegang pegas-daun
1.Beban pada kendaraan berlebihan
55
2.Pegas daun longgar
Ganti peredam kejut dengan yang baru
3.Pegas dipasang terlalu ketat sehingga daerah ayunannya terlalu sempit
Ganti pegas dengan yang baru dan pasang pegas dengan tidak terlalu ketat
4.2.7.3. Tinggi suspensi tidak benar (tinggi kendaraan terlalu pendek)
KERUSAKAN
PERBAIKAN
1. Pegas patah
Lihat perbaikan pada masalah no. 2
2. Pegas lunak
Ganti pegas dengan yang baru
3. Kerusakan peredam kejut
Ganti peredam kejut dengan yang baru
4.2.7.4. Sistem Suspensi mobil keras
KERUSAKAN
PERBAIKAN
1. Tekanan ban terlalu keras
Kurangi tekanan ban hingga ukuran yang telat
2. Peredam kejut rusak
Ganti peredam kejut dengan yang baru
3. Tabung strut peredam kejut bengkok
Ganti peredam kejut dengan yang baru
4.Gesekan yang berlebihan pada pegas atau peredam kejut
56
Berikan pelumasan dan setel kedudukan peredam kejut dan pegas
4.2.7.5. Suara berisik dan getaran pada kendaraan
KERUSAKAN
PERBAIKAN
1. Bagian sistem pengarah ada yang longgar, aus atau kurang pelumasan
Lumasi bagian system pengarah atau kencangkan bagian yang longgar dang anti bagian yang aus
2. Bagian sistem suspensi atau pegas ada yang longgar, aus, atau kurang pelumasan
Lumasi bagian-bagian system suspensi atau kencangkan bagian yang longgar dang anti bagian yang aus
3. Power Steering rusak
Periksa power steering dang anti bagian yang rusak
4. Peredam kejut sudah kering atau bush dudukan peredam kejut dipasang terlalu kencang
4.2.7.6. Goyangan
Ganti peredam kejut dengan yang baru atau longgarkan dudukan peredam kejut
kendaraan
berlebihan
saat
kendaraan
berbelok
KERUSAKAN
PERBAIKAN
1.Batang penstabil (stabilizer bar) longgar
Kencangkan baut-baut pemasang stabilizer
2. Pegas lunak
Ganti pegas dengan yang baru
3. Sudut caster roda salah
Setel ulang pemasangan roda
4.Kerusakan peredam kejut
Ganti dengan peredam kejut yang baru
57
4.3. Letak Penyetelan Geometri Roda 4.3.1. Suspensi Wishbone
Penyetelan camber dan caster
Letak penyetelan
Letak penyetelan
Contoh : Toyota Kijang, Colt L-300, Toyota Hiace Penyetelan camber dengan menggunakan shim. Caranya dengan menambah atau mengurangi shim depan dan belakang yang tebalnya sama Penyetelan caster :
Dengan menambah atau mengurangi shim depan dan belakang yang tebalnya berbeda A+ = Camber bertambah, caster tetap A- = Camber berkurang, caster tetap B+ = Caster bertambah,caster bertambah 3
= Caster berkurang, camber berkurang
C+ = Caster berkurang, camber bertambah
58
C- = Caster bertambah, camber berkurang
Gambar 4.20. Dimensional suspensi depan
4.4. Spooring (Keselarasan) dan Balancing (Keseimbangan)
Pada sebuah kendaraan yang telah lama dipakai, keselarasan dan keseimbangan roda harus diperbaiki karena keausan komponen kaki-kaki mobil yang bisa menyebabkan terjadinya penyimpangan pada sudut kelurusan roda. Agar kesetabilan mobil tetap terjaga maka wajib hukumnya untuk melakukan spooring dan balancing secara berkala. Tujuan utama dari proses spooring adalah untuk menyelaraskan antara posisi roda kanan dan kiri. Efek yang ditimbulkan dari tidak seimbangnya roda kiri dan kanan ini bisa membuat mobil limbung dan bahkan berat sebelah.
Sedangkan balancing adalah untuk membuat roda belakang menjadi paralel dengan roda depan. Balancing juga untuk menghindari adanya getaran kecil saat mobil dijalankan. Pada proses penyetelan harus diyakinkan bahwa roda belakang bener-benar paralel dengan roda depan
59
karena roda belakang hanya mengikuti gerakan roda depan saat mobil di jalankan. Apabila kondisi ini tidak tercapai bisa menyebabkan ban Anda akan cepat aus dan kestabilan mobil terganggu.
Spooring dan balancing juga bertujuan untuk membuat keausan ban mobil merata sehingga pengendalian dan kenyamanan mobil tetap terjaga, efek limbung dapat terhindar dan keamanan berkendaraanpun senantiasa terjamin. Gejala limbung juga bisa ditimbulkan oleh gangguan pada setir. Pada umumnya mobil sekarang sudah mengadopsi system kemudi ‘power steering’.
60
4.4.1
Gejala gangguan pada sistem setir
Gejala gangguan pada sistem setir ini beraneka ragam dan biasanya disebabkan oleh beberapa sebab berikut:
1. Kemudi terasa berat akibat kendornya tali kipas dan juga mungkin oli kurangnya power steering.
2. Getaran kuat pada kemudi akibat lemahnya sistem suspensi depan. Getaran ini juga disebabkan oleh longgarnya batang penyambung (long tie road) pada sistem kemudi.
3. Penggunaan ban berjenis radial yang terlalu lebar dan tekanan angin yang berbeda untuk tiap ban akan mengganggu kinerja setir.
4. Penyetelan sector shaft yang tidak tepat atau penyetel rack pada model rack and opinion terlalu kendur bisa membuat gerak bebas setir berlebihan.
61
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil studi kasus dan perhitungan dari data yang penulis dapat menyimpulkan : •
Dalam perhitungan prosentase defleksi (lendutan pegas) akibat beban static sebesar 7,5%, ini menunjukkan bahwa pegas tersebut cukup kuat untuk digunakan menahan beban karena batasan maksimal yang ditetapkan adalah sebesar 0,2 (20%) yang paling baik untuk aplikasi fungsi ini (Zainun Achmad, 2006, Elemen Mesin I, cetakan ke-2, Refika Aditama, Bandung, hal : 162).
•
Besarnya tegangan yang dialami oleh pegas sebesar 23,88 Kg/mm2, ini menunjukkan dimensi pegas yang digunakan cukup sesuai karena jika dilihat dari grafik tegangan maksimum dari pegas tekan untuk tumpuan kendaraan dengan bahan SUP4 (table bahan pegas silinder menurut pemakaiannya) dan diameter wire 8 mm, batas maksimal tegangan yang diijinkan adalah sebesar 65 Kg/mm2.
•
Besarnya Modulus elastisitas pegas sebesar 318,4 Kg/mm2 artinya pegas akan kehilangan sifat elastisitasnya jika diberikan gaya yang melebihi gaya tersebut, sedangkan tegangan maksimum yang diterima pegas jauh di bawah nilai Modulus elastisitas, ini menunjukkan pegas tersebut cukup kuat dan aman.
•
Kondisi pada jalan di Indonesia pada umumnya masih familiar dengan pegas independent depan, khususnya dipakai pada kendaraan van atau kendaraan yang bersifat pada kategori medium dan Heavy.
•
Sesuai konstruksi dan fungsinya pegas independent depan sangat kuat dan aman.
62
5.2. Saran
Selama kegiatan study kasus yang penulis lakukan terhadap kijang jenis pick up dengan mesin seri 5 K penulis mempunyai saran sebagai berikut : 1. Dalam melakukan pengambilan data, pada saat overhoul dan asembly pegas suspensi independen depan (wishbone) agar di perhatikan keselamatan kerja. 2. Disarankan untuk muatan yang melebihi kapasitas perlu ditambahkan sistem Damping untuk memperpanjang life time dari pegas. 3. Pelumasan pada pegas suspensi independen depan (wishbone) sebaiknya tidak memakai oli karena per cenderung cepat patah, melainkan digunakan grease chasis untuk mengurangi noisy yang ditimbulkan.
5.3. Aplikasi Studi Kasus
Mengacu dari hasil perhitungan dan cara overhoul serta assembly pegas suspensi independen depan (wishbone) yang benar, agar untuk mempermudah pekerjaan perlu ditunjang “special tools” atau alat khusus, kemudian dalam perhitungan beban bisa digunakan sebagai Flash back kekuatan material dalam menumpu beban static.
63
DAFTAR PUSTAKA
Aris Munandar, Wiranto, dan Hirao, Shimao, Pedoman untuk Mencari Sumber Kerusakan dan Menjalankan Kendaraan Bermotor, Pradnya Paramita,
Jakarta, 1996
Crouse, W.H. and Anglin, D., Automotive Mechanics, Mc Graw Hill, Singapore, 1993
Iwan Darmawan, Merawat dan Memperbaiki Mobil Bensin, Pustaka Pembangunan Swadaya Nusantara, Jakarta, 2008
James L Taylor, 1979, The Vibration Analysis Hand Book, Gulf Publishing Company First Printing, Second Edition, Houston, Texas,.
Machine Elements; disaign and calculation in mechanical engineering: translated by K. Lakshminarayana, M.A. Parameswaran, G.V.N. Rayudu
http/www.trustmechanic.com, 3 Agustus 2008
64
