PENGARUH KECEPATAN DAN SUDUT BELOK RODA DEPAN (δf ) TERHADAP PERFORMANSI STABILITAS BELOK KENDARAAN

TRUCK TRAILER BERBASIS SOFTWARE ARCSIM

Amelia S (1, Ian Hardianto Siahaan (2

Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri-Universitas Kristen Petra(1,2

Product Innovation and Development Centre Petra Christian University(1,2

Jl.Siwalankerto 142-144, Surabaya 60236Email: amelia@peter.petra.ac.id, ian@peter.petra.ac.id

Abstrak

Penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitian berjudul”Real Time Parameter Sudut Roll,Yaw Rate dan Slip Ratio Antara Truk Terhadap Trailernya Sebagai Respon Pendeteksi Stabilitas Gerak beloknya Berbasis Software ArcSim 3-Axle Truck-3-Axle Trailer”. Dasar pemikiran penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dominasi kecepatan dan sudut belok pada kendaraan tersebut terhadap kestabilan kendaraan yang tidak dibahas pada penelitian sebelumnya.

Penelitian ini menggunakan model mobil truck tractor-semitrailer (truk-gandeng) berbasis software ArcSim 3 Axle Truck-3 Axle Trailer untuk melihat respon real time simulation parameter slip ratio dan sudut roll yang terjadi pada truck dan trailer pada saat melakukan gerakan belok. Kendaraan berbelok diuji pada longitudinal velocity(Vx) awal konstan sudah mencapai variable kecepatan mulai dari 20 mph, 60 mph, dan 100 mph kemudian melakukan gerak belok setelah waktu tertentu masing-masing dengan variasi sudut belok roda depan (δf) yang berbeda: 15o, 20o, 25o.

Hasil penelitian ditampilkan respon real time longitudinal slip ratio keseluruhan roda truck dan trailer (roda depan kiri-kanan, roda belakang kiri-kanan).

Kesimpulan menunjukkan bahwa kecepatan dan sudut belok roda depan menentukan stabilitas kendaraan baik pada kecepatan rendah, menengah, maupun kecepatan tinggi.Semakin tinggi kecepatan dan sudut belok semakin labil kendaraan tersebut. Dimana roda truck yang rawan mengalami understeer ataupun oversteer terjadi pada axle-1 truck dan axle-6 pada trailer.

Keywords: Truck-semitrailer, longitudinal velocity, slip ratio

1. PENDAHULUAN

Pihak Swasta melalui Manajemen PT Astra Nissan Diesel Indonesia yang memproduksi truck kategori III dan V optimis, hal ini merupakan momentum terbaik bagi pertumbuhan pasar truk di Indonesia.

Prediksi itu berkait dengan keputusan pemerintah menutup impor truk bekas, serta mulai terealisasinya berbagai proyek infrastruktur dan pembukaan areal pertambangan baru. Selain itu, berbagai proyek infrastruktur, seperti proyek jalan tol di Jawa maupun luar Jawa yang mulai direalisasikan pada tahun ini. Proyek banjir kanal, proyek pembangunan

perumahan, pelebaran jalan provinsi, dan berbagai proyek pertambangan yang mulai dibuka. Semuanya membutuhkan truck sebagai sarana memperlancar kegiatan-kegiatan tersebut. Ini membuktikan bahwa kebutuhan akan truck ini meningkat secara significant dan perlu penanganan yang optimal dari pemerintah maupun swasta.. Pada penelitian yang sebelumnya telah dijelaskan, betapa pentingnya penggunaan kendaraan truck ini bagi industri terutama sebagai sarana transportasi untuk pengangkutan hasil-hasil produksi untuk didistribusikan kepada masyarakat. Selain sebagai pengangkut hasil-hasil produksi juga digunakan untuk mengangkut sampah-sampah dari masyarakat ke TPA

(Tempat Pembuangan Akhir), ini menunjukkan peran dari kendaraan ini juga berpengaruh pada keasrian wilayah kota maupun pemukiman penduduk.

Selain itu truck juga digunakan untuk perlengkapan militer atau taktis militer. Kendaraan taktis militer di sini diartikan sebagai kendaraan jenis truck dengan kemampuan mobilitas yang sangat tinggi dan mampu beroperasi diberbagai medan yang sulit. Bukan saja sebagai pengangkut personil, tetapi juga peralatan, persenjataan dan perbekalan logistik. Truck taktis militer memiliki karakteristik berkemampuan gerak roda 4x4 (four wheel Drive), 6x6 dan seterusnya, ditopang dengan poros-poros (axel), kunci diferensial (differential lock) dan sistem suspensi yang kokoh, bahkan untuk beberapa jenis truck taktis dilengkapi dengan sistem transfer case khusus. Karena yang dikategorikan sebagai truck taktis disini bukanlah sekedar jenis truck pembawa barang material dan personil saja, tetapi lebih sebagai sarana pendukung pasukan dalam tugas operasi guna meningkatkan mobilitas.

Gambar 2.Tipe-tipe Kendaraan Truck-Trailer

Penelitian ini justru menekankan virtual reality software ArcSim sebagai tool/alat untuk melakukan analisa stabilitas kendaraan untuk mengantisipasi hal-hal yang timbul di terhadap kestabilan kendaraan baik jalan raya maupun di areal off-road. Dengan diterapkannya software tersebut akan mengetaui performansi dinamika secara menyeluruh menyangkut parameter stabilitas.

2.METODOLOGI PENELITIAN

Adapun langkah-langkah penelitian yang dilakukan terhadap respon parameter real time kestabilan berbasis ArcSim ini adalah sebagai berikut:

1. Menggunakan simulasi reduced model kendaraan truck-semitrailer dengan 3-axle truck dan 3-axle untuk semitrailernya

2. Pemilihan lintasan pada permukaan jalan yang mendatar.

3. Kendaraan diuji di jalan lurus pada kecepatan variabel telah mencapai konstan 20 mph, 60 mph, 100 mph melalui lintasan konstan yang telah ditentukan.

4. Setelah Vx konstan masing-masing variasi kecepatan di atas, selanjutnya setelah mencapai selang waktu 0,55 Second dibelokkan dan dipertahankan selang waktu 2.8 Second dan kembali ke posisi semula, dengan kondisi yang sama dari waktu referensi kendaraan dibelokkan masing-masing pada sudut belok:15o, diulangi percobaan yang sama untuk sudut 20o, 25o .

5. Respon stabilitas real time ditampilkan dalam grafik untuk truck dan trailer menggunakan Software ToolBook Run Time Package ArcSim (AU.S.Army Tardec Center of Excellence for Modelling and Simulation of Ground Vehicles at The University Michigan).

6. Menarik kesimpulan dari analisa respon truck terhadap trailer yang telah dilakukan meliputi: slip ratio pada 6 axle truck-trailer

3.HASIL PENELITIAN

3.1.Model Kendaraan Truck-SemiTrailer ArcSim 3 Axle Truck-3 Axle Semi Trailer

Gambar 2.3. Model Kendaraan Truck-Semi Trailer

Tabel 3.1.Truck Axle Loads as Loaded (lbs) dan Trailer Axle Loads as Loaded

(lbs) :Data Spesifikasi Truck

Data Spesifikasi Trailer

Truck Axle 1 : 14425 lbs

Trailer Axle 1 : 20343 lbs

Truck Axle 2 : 25448 lbs

Trailer Axle 2 : 20343 lbs

Truck Axle 3 : 25448 lbs

Trailer Axle 3 : 20343 lbs

CG of Truck : 35,3 in

CG of Trailer : 38,2 in

Jarak Sumbu Roda: (158+56) in

Jarak sumbu trailer : (50+50) in

Tinggi dudukan trailer pada truck :64 in

Top Side of load bed :40 in

Ixx : 58000 in-lbf-s2

Ixx : 65630 in-lbf-s2

Iyy : 465000 in-lbf-s2

Iyy : 1108000 in-lbf-s2

Izz : 475000 in-lbf-s2

Izz : 1142000 in-lbf-s2

Ixz : -15503 in-lbf-s2

Ixz : -41402 in-lbf-s2

3.1.Kecepatan Kendaraan V = 20 mph, 3.1.1. Kecepatan , V= 20 mph, δf = 15o

3.1.2. Kecepatan , V= 20 mph, δf = 20o

3.1.3. Kecepatan , V= 20 mph, δf = 25o

3.2.Kecepatan Kendaraan V= 60 mph,3.2.1. Kecepatan , V= 60 mph, δf = 15o

3.2.2. Kecepatan , V= 60 mph, δf = 20o

3.2.3. Kecepatan , V= 60 mph, δf = 25o

3.2.Kecepatan Kendaraan V= 100 mph,3.2.1. Kecepatan, V= 100 mph, δf = 15o

3.2.2. Kecepatan , V= 100 mph, δf = 20o

3.2.3. Kecepatan , V= 100 mph, δf = 25o

IV.DISKUSI Titik-titik rawan pada axle

penggerak yang menyebabkan

understeer ataupun oversteer yang terjadi pada axle truck dan trailer dengan slip ratio terbesarnya yang perlu dikendalikan?

V.KESIMPULAN Pada kecepatan rendah slip ratio

terbesar trailer pada axle-4 dan terkecil pada axle-6, sedangkan untuk truck slip ratio terbesarnya pada axle-2 dan terkecil axle-3

Pada kecepatan menengah slip ratio terbesar hampir berimpit pada keseluruhan axle, ini menunjukkan kondisi stabil relatif pada kecepatan tersebut.

Pada kecepatan tertinggi slip ratio terbesar trailer pada axle-1 dan terkecil pada axle-2, sedangkan untuk truck slip rationya terbesar pada axle-6 dan terkecil pada axle-5.

Semakin meningkat kecepatan dan sudut belok, semakin besar slip ratio yang terjadi pada axle truck dan trailer.

REFERENSI

[1]Sutantra, I Nyoman (2001), “Teknologi Otomotif, Teori dan Aplikasinya”, Surabaya, Guna Widya.

[2]Wong,J Y (1978), “Theory of Ground Vehicle (2nd ed)”, Ottawa, John Willey & Sons, New York.

[3]Frank, Peter (1999),” Slip Control at Small Slip Values For Road Vehicle Brake System ” Periodica Polytechnica Ser Mech.Rng Vol.44, No.1 PP. 23-30 (2000).

[4]ArcSim User (1997),”ArcSim Reference Manual “ Version 1.

[5]Mechanical Simulation Corporation (1996-2005),”Car Sim Demonstration Presentation & Video”, USA.