Proposal Tugas Akhir Tugas Akhir Oleh : Bimo Arindra Hapsara 2106 100 047 Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kecelakaan Transportasi Keamanan dan Kenyamanan
Analisa tentang kestabilan Apakah terjadi skid Apakah akan guling
1. Kendaraan yang dianalisa adalah Suzuki Karimun Estilo 2. Gaya angkat / lift diabaikan 3. Analisa dilakukan dengan variasi kecepatan 20, 40, 60, 80 dan 100 km/jam 4. Jalan yang dilalui aspal kering, tidak bergelombang/rata 5. Kemiringan jalan disesuaikan pada data Bina Marga 6. Efek gaya angin dari samping diabaikan 7. Berat masing-masing penumpang 60 kg Sumber : TPGJAK No 038/T/BM/1997 8. Kapasitas maksimal 4 orang penumpang
Mengetahui arah dan gaya kendaraan saat berbelok Mengetahui kapan kendaraan akan terguling
Membatasi kecepatan Media pengembangan dan penelitian Memenuhi kebutuhan yang aman dan nyaman
Dasar Teori Stabilitas Arah Kendaraan Perilaku arah kendaraan menggambarkan stabilitas arah kendaraan Karakter handling baik (stabil) jika arah gerak kendaraan hanya dipengaruhi oleh arah sudut belok roda kemudi Sudut slip pada roda mengurangi stabilitas arah gerak kendaraan Sudut slip roda akan menentukan jenis perilaku arah gerak kendaraan Perilaku Ackerman Perilaku Netral
Kondisi Ideal Kondisi Nyata
Understreer sudut slip rata-rata roda depan lebih besar dari pada sudut slip rata-rata roda belakang (α r < α f )
Overstreer Sudut slip rata-rata roda belakang lebih besar dibandingkan dengan sudut slip rata-rata roda depan (α f < α r )
Prosesn Penimbangan x Wf (beban roda depan akibat (jarak poros ke tanah) pengangkatan roda belakang) 37 cm 540 kg
Gaya Berat Fz Gaya Sentrifugal Momen Rolling
Gaya Berat Fz Gaya Sentrifugal Momen Rolling
Fz Gaya Sentrifugal Drag Force Momen Pitching RODA DEPAN RODA BELAKANG
Perubahan Lokasi Center of Grafity
Depan Depan Belakang Belakang Depan Depan Belakang Belakang Jumlah a (meter) b (meter) Penumpang 1 0,868 1,491 2 0,972 1,388 3 1,040 1,319 4 1,601 1,298
Lateral Transfer Load
Sudut Slip KENDARAAN BELOK GAYA SENTRIFUGAL DEFORMASI PADA BAN SUDUT SLIP (α) Faktor yang mempengaruhi sudut slip: Konstruksi Ban Gaya Longitudinal (F x ) Gaya Lateral (F y ) Gaya Normal (F z ) Tekanan Ban (P) Keausan Ban (A) Gaya Sentrifugal (F c )
Dimensi panjang keseluruhan 3,495 m lebar keseluruhan 1,475 m tinggi keseluruhan 1,610 m jarak sumbu roda (L) 2,36 m jarak pijak roda depan (tf) 1,235 m jarak pijak roda belakang (tr) 1,23 m jarak terendah ke tanah 0,165 m radius putar 4,6 m jarak suspensi depan (bf) 0,82 m jarak suspensi belakang (br) 0,91 m Berat berat total (W) 890 kg berat depan (Wf) 530 kg berat belakang (Wr) 360 kg Suspensi depan McPherson Strut with Torsion Type Roll Control Device belakang Coil Spring, Gas Filled Shock Absorbers with 3-Link Rigid Axle and Isolated Trailing Arm koefisien pegas depan (kf) 26100 N/m koefisien pegas belakang (kr) 29600 N/m Chassis Steering Electric Power Steering Rem depan ventilated disc rem belakang drum Aerodinamik luas frontal (Af) 2,374 m2 massa jenis angin (ρ) 1,23 kg/m3 koefisien drag (Cd) 0,35 ban jenis radial jari-jari ban 13 inch / 330,2 mm
4000 2000 Fz 0 (N) -2000-4000 -6000-8000 δf 4,916524 6,009084 7,72599 8,32071-10000 -12000 Terguling -14000 0 20 40 60 80 100 120 V (km/jam) δf 20 40 60 80 100 4,916524 2187,746 1146,901-587,841-3016,48-6139,02 6,009084 2110,64 838,4747-1281,8-4250,19-8066,68 7,72599 1989,411 353,2788-2372,86-6189,84-11097,4 8,32071 1947,44 185,7981-2750,6-6860,89-12146,7
Hubungan Penumpang Dengan Guling yang terjadi Fz vs V Kemiringan jalan 1,145 Grafik Batas kecepatan 1 Penumpang kemiringan 1 4000 2000 0-2000 Fz -4000-6000 -8000-10000 -12000-14000 0 20 40 60 80 100 120 Grafik Batas kecepatan 3 Penumpang V (km/jam) kemiringan 1 4000 2000 0-2000 -4000-6000 -8000-10000 -12000-14000 0 20 40 60 80 100 120 4000 2000 0-2000 -4000-6000 -8000-10000 -12000-14000 4000 2000 0-2000 -4000-6000 -8000-10000 -12000-14000 -16000 Grafik Batas kecepatan 2 Penumpang kemiringan 1 0 20 40 60 80 100 120 Grafik Batas kecepatan 4 Penumpang kemiringan 1 4,916524 6,009084 7,72599 8,32071 0 20 40 60 80 100 120
Penggabungan Grafik Kemiringan jalan 1,145 Sudut belok 6,009 Perbandingan Beberapa Penumpang Dengan Kecepatan dan Gaya Normal 4000 2000 0 Fz (N) -2000-4000 1 penumpang 2 penumpang 3 penumpang -6000 4 penumpang -8000-10000 0 20 40 60 80 100 120 V (km/jam) δf 20 40 60 80 100 Hampir tidak ada perbedaan pada 1, 2,3, dan 4 penumpang saat Fz = 0 6,009084 1982,589 827,5606-1232,62-4046,43-7663,83 6,009084 2110,64 838,4747-1281,8-4250,19-8066,68 6,009084 2232,957 874,5763-1389,39-4558,95-8634,09 6,009084 2430,838 993,5944-1401,81-4755,38-9067,11
4 penumpang Sudut belok 6,009 1500 1000 500 δf 20 40 60 80 6,009084 2430,838 993,5944-1401,81-4755,38 6,009084 2494,982 1058,599-1335,37-4686,93 6,009084 2557,856 1376,414-1268,69-4616,92 6,009084 2619,718 1186,758-1201,51-4545,08 6,009084 2680,542 1250,144-1133,85-4471,45 Fz (N) 0 miring 1-500 miring 2 miring 3-1000 -1500 30 35 40 45 50 55 60 65 70 V (km/jam) miring 4 miring 5 Miring 1 Guling < 50 km/jam Miring 5 Guling > 50 km/jam
α 20 15 10 5 V= 60 km/jam; Ø=3,43 ; 2 penumpang Radius belok yang semakin besar mengakibatkan gaya sentrifugal yang dialami kendaraan makin besar 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 rata-rata roda depan δf rata-rata roda belakang Sudut steering besar Sudut slip besar δ f α α f α α1 α2 α3 α4 r 4,916524 10,97218309 15,17080617 7,10893144 5,638298425 11,1398688 8,305240756 6,009084 13,49095476 18,72147725 8,78589164 6,950394787 13,75368445 10,22067478 7,72599 17,29606489 24,11399244 11,2075801 8,866287691 17,6607863 13,08117629 8,32071 19,76507205 25,93841861 11,9968455 9,496751759 18,96763203 14,6309119
α α 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 10 5 V= 20 km/jam; Ø=1,145 ; 2 penumpang 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 δf V= 40 km/jam; Ø=1,145 ; 2 penumpang Kecepatan 20 km/jam belum terjadi slip Kecepatan 40 km/jam sudah terjadi slip 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 rata-rata roda depan δf rata-rata roda belakang δ f α α1 α2 α3 α4 4,916524 4,626201913 6,268463017 2,509291511 2,137864 6,009084 5,908671676 8,071981858 3,488873715 2,890728 7,72699 7,837981718 10,80177815 4,910324282 3,989579 8,320271 8,484188757 11,7207181 5,374501112 4,35013
V= 60 km/jam; Ø=3,43 ; 1 penumpang V= 60 km/jam; Ø=3,43 ; 2 penumpang 25 20 α 20 15 10 5 α 15 10 5 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 δf δf rata-rata roda depan rata-rata roda belakang rata-rata roda depan rata-rata roda belakang V= 60 km/jam; Ø=3,43 ; 3 penumpang V= 60 km/jam; Ø=3,43 ; 4 penumpang 20 25 α 15 10 α 20 15 10 5 5 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 0 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 δf δf rata-rata roda depan rata-rata roda belakang rata-rata roda depan rata-rata roda belakang
Jumlah Penumpang 1 2 3 4 δf αf αr αf αr αf αr αf αr 4,916524 3,50888 2,25775 3,52427 2,73834 3,52845 3,06423 3,36888 3,20223 6,009084 4,89202 3,19815 4,95803 3,78651 4,96445 4,24427 4,85523 4,45442 7,72699 6,938 4,58268 7,07864 5,33298 7,08851 5,98552 7,05014 6,30195 8,320271 7,6180 5,04056 7,78212 5,84491 7,79328 6,56207 7,77787 6,91371 Semakin banyak penumpang Gaya sentrifugal membesar
Semakin besar sudut steer yang diberikan oleh pengemudi, maka sudut slip yang terjadi juga menjadi semakin besar. Gaya sentrifugal yang besar mengakibatkan munculnya gaya lateral yang dapat mendorong roda ke arah samping Semakin besar kecepatan belok, maka sudut slip yang terbentuk akan semakin besar. Untuk mengetahui batas kecepatan kendaraan guling dapat dilihat pada grafik pada halaman 61 dengan variasi sudut belok, penumpang, dan kemiringan jalan.