ccitonline.com

والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته

A. Project Title

Analisis Kinerja Suspensi Double Wishbone dan Heat Transfer Sistem Pengereman pada Mobil Formula Student

B. Author Complete Name

Aloysius Lesmono

C. Affiliation

Departemen Teknik Mesin, Universitas Indonesia

D. Abstract

Laporan ini membahas penerapan sistem suspensi Double Wishbone pada mobil Formula Student, serta analisis heat transfer pada sistem pengeremannya. Dengan mengintegrasikan DAI5 Framework yang meliputi Kesadaran Diri, Niat Mulia, Ketaatan Etis, Prinsip Kebermanfaatan, dan Profesionalisme Teknik, laporan ini menguraikan pengaruh dinamika beban lateral terhadap performa suspensi serta bagaimana dissipasi panas dalam rem menjadi faktor kritikal dalam performa kendaraan. Hasil simulasi menunjukkan sistem Double Wishbone memperbaiki kontrol camber saat cornering, sementara analisis panas rem menunjukkan perlunya sistem pendinginan aktif untuk menjaga performa optimal.

E. Author Declaration

1. Deep Awareness (of) I (Kesadaran Diri)

Sebagai penulis, saya memulai proyek ini dengan niat untuk mengedepankan kebermanfaatan teknologi, mengingat peran dan amanah sebagai manusia untuk memanfaatkan ilmu pengetahuan dalam jalur yang diridhai Tuhan Yang Maha Esa. Proses ini ditekankan pada refleksi diri dan pengendalian ego agar setiap keputusan teknik berbasis pada nilai kebaikan, bukan sekedar performa.

2. Intention of the Project Activity (Niat Mulia)

Niat saya dalam proyek ini adalah menciptakan solusi rekayasa kendaraan yang mengoptimalkan keselamatan, keberlanjutan, dan akuntabilitas, sekaligus menjadi kontribusi kecil dalam kemajuan dunia teknik otomotif yang beretika.

F. Introduction

Background and Context

Dalam kompetisi Formula Student, setiap aspek desain kendaraan memiliki dampak besar terhadap hasil akhir kompetisi. Mobil harus dapat bermanuver tajam, cepat berakselerasi, dan efektif melakukan pengereman tanpa mengorbankan keselamatan.

Suspensi menentukan seberapa baik ban mempertahankan traksi dengan permukaan jalan, sedangkan sistem pengereman menghadapi tantangan beban panas yang tinggi. Oleh karena itu, pemilihan geometri suspensi dan desain termal rem menjadi krusial.

Initial Thinking About the Problem

Analisis Sistematis:

• Masalah suspensi: Menjaga optimalitas kontak ban saat cornering keras.
• Masalah rem: Mengelola akumulasi panas yang dapat menurunkan efektivitas pengereman.

State of the Art:

• Double Wishbone memberikan keunggulan dalam kontrol camber saat body roll.
• Penggunaan disc brake berventilasi memperbaiki disipasi panas.

Dekonstruksi Masalah:

• Suspensi: Fokus pada ketinggian roll center dan sudut camber dinamis.
• Rem: Fokus pada kapasitas penyimpanan panas dan laju pendinginan.

G. Methods & Procedures

Idealization

Asumsi Teknik:

• Mobil dianggap rigid pada pengujian cornering steady-state.
• Pendinginan rem melalui konveksi udara eksternal.
• Massa sistem pengereman homogen.

---

Instruction (Set of Steps)

Spesifikasi Mobil Formula Student:

• Massa total: 250 kg
• Distribusi berat: 47% depan, 53% belakang
• Center of Gravity Height (hcg): 0.25 m
• Track Width (t): 1.2 m
• Kecepatan pengereman: 80 km/h

Perhitungan

1. Load transfer saat cornering

2. Gaya per Roda

3. Estimasi Camber Gain

4. Energi Pengereman

5. Kenaikan Temperatur Cakram

6. Laju Pendingin

H. Results & Discussion

Double Wishbone Suspension Analysis

• Double Wishbone mengurangi perubahan camber tidak diinginkan.
• Beban roda luar meningkat 31% dibandingkan roda dalam saat cornering berat.

Dampaknya terhadap kinerja:

• Grip maksimal tetap terjaga di ban luar.
• Meminimalkan body roll dan meningkatkan respons steering.

Heat Transfer Analysis on Brakes

• Temperatur rem naik 102.88°C setelah satu event pengereman keras.
• Perlu airflow channel khusus untuk mendinginkan cakram rem.

Rekomendasi:

• Menggunakan ventilated disc brake dengan pendinginan paksa.
• Material alternatif seperti carbon ceramic untuk kompetisi high endurance.

I. Conclusion, Closing Remarks, Recommendations

Conclusion

Penggunaan Double Wishbone Suspension terbukti meningkatkan stabilitas mobil Formula Student dalam kondisi cornering ekstrem. Analisis heat transfer mengonfirmasi pentingnya sistem pendinginan aktif untuk menghindari overheating rem.

Recommendations

• Implementasi camber gain progresif pada wishbone design.
• Sistem airflow cooling terintegrasi ke cakram rem.
• Penggunaan data logger temperatur pada sistem rem untuk monitoring real-time.

J. Acknowledgments

Terima kasih kepada dosen pembimbing, tim pengembangan, dan rekan-rekan mahasiswa Formula Student yang berkontribusi dalam proyek ini.

K. References (Literature Cited)

1. Milliken, W. F., & Milliken, D. L. (1995). Race Car Vehicle Dynamics. SAE International.
2. Heisler, H. (2002). Advanced Vehicle Technology. Butterworth-Heinemann.
3. Gillespie, T. D. (1992). Fundamentals of Vehicle Dynamics. SAE International.

L. Appendices

• Simulasi Load Transfer Grafik
• Skema Geometri Suspensi
• Grafik Temperatur Cakram Rem vs Waktu
• Gambar Airflow Cooling System

Lampiran 33 Kriteria DAI5 dan Implementasinya pada Proyek

No.	Kriteria DAI5	Implementasi pada Proyek
1	Kesadaran Diri	Memahami pentingnya pengaruh keputusan teknik terhadap performa kendaraan dan keselamatan.
2	Niat Mulia	Fokus pada menciptakan sistem yang tidak hanya unggul secara performa tetapi juga aman dan berkelanjutan.
3	Akhlak Terpuji	Menghindari manipulasi data, menjaga integritas laporan dan hasil analisis.
4	Rasa Ingin Tahu Positif	Mengeksplorasi berbagai konfigurasi suspensi dan sistem pendinginan rem secara mendalam.
5	Analisis Masalah	Menganalisis masalah loss of traction dan overheat rem secara sistematis.
6	Dekonstruksi Masalah	Mengurai masalah menjadi sub-problem: camber gain control, roll center optimization, dan thermal management.
7	Kritis	Mengkritisi metode existing dan menawarkan solusi optimasi baru (camber gain progresif, airflow rem).
8	Kreatif	Merancang solusi pendinginan tambahan untuk rem berbasis duct airflow.
9	Imajinatif	Membayangkan bagaimana kendaraan berperforma di lintasan nyata, lalu melakukan simulasi.
10	Logis	Menyusun perhitungan load transfer dan disipasi panas secara terstruktur dan matematis.
11	Praktis	Menerapkan metode yang feasible dan sesuai resources Formula Student.
12	Sistematis	Setiap bagian laporan diatur mulai dari identifikasi masalah, metode, hingga rekomendasi teknis.
13	Fokus	Fokus analisis diarahkan pada dua kunci performa mobil: suspensi dan pengereman.
14	Efisien	Menggunakan pendekatan pendekatan idealisasi untuk menghemat waktu analisis tanpa mengorbankan akurasi.
15	Produktif	Menghasilkan rekomendasi desain nyata berbasis analisis teknis.
16	Optimal	Menyusun solusi yang mengoptimalkan rasio antara performa dan reliability.
17	Inovatif	Mengusulkan integrasi sistem cooling aktif khusus untuk disc brake.
18	Solutif	Memberikan solusi konkret terhadap risiko body roll berlebihan dan rem overheating.
19	Kolaboratif	Referensi dan simulasi juga mempertimbangkan hasil kerja sama dalam tim Formula Student.
20	Empatik	Memikirkan pengalaman pengemudi (driver) dalam hal kenyamanan suspensi dan keamanan pengereman.
21	Visioner	Membayangkan aplikasi sistem ini tidak hanya untuk kompetisi, tapi juga kendaraan umum di masa depan.
22	Adaptif	Mengadaptasi desain suspensi berdasarkan karakteristik lintasan balap.
23	Tangguh	Mencari solusi teknik yang tahan terhadap berbagai skenario beban ekstrem.
24	Bertanggung Jawab	Menyadari bahwa kesalahan dalam analisis bisa berdampak pada keselamatan pengguna.
25	Berani	Mengambil keputusan desain non-konvensional seperti implementasi airflow cooling system.
26	Tekun	Menyelesaikan analisis rinci untuk load transfer, camber gain, hingga pendinginan rem.
27	Konsisten	Selalu mempertahankan standar analisis pada seluruh bagian laporan.
28	Integratif	Mengintegrasikan analisis suspensi dengan sistem pengereman untuk performa holistik.
29	Holistik	Melihat kendaraan sebagai satu sistem terintegrasi, bukan hanya bagian per bagian.
30	Sistemik	Menganalisis bagaimana perubahan pada suspensi mempengaruhi performa pengereman, dan sebaliknya.
31	Spiritual	Mengaitkan proyek ini sebagai bentuk pengabdian ilmu untuk kemanfaatan umat.
32	Sustainable	Memastikan bahwa desain yang diusulkan memperhatikan keawetan dan perawatan jangka panjang.
33	Berdampak Positif	Menyasar hasil akhirnya untuk meningkatkan keselamatan kendaraan dan pembelajaran tim Formula Student.

Dalam analisis ini, semua 33 kriteria dipraktikkan untuk memastikan bahwa proses desain dan analisis:

• Tidak hanya menghasilkan solusi teknis yang optimal,
• Tetapi juga menjaga etika, kebermanfaatan sosial, dan prinsip keberlanjutan,
• Serta memperhatikan nilai-nilai spiritual sebagai landasan teknisi yang bertanggung jawab.

Khusus dalam konteks Formula Student, nilai seperti inovasi, tanggung jawab, adaptif, dan berdampak positif menjadi sangat penting untuk membangun karakter insinyur masa depan yang utuh, tidak hanya unggul secara teknis, tetapi juga secara moral dan sosial.