PENGEMBANGAN METODE PENGUJIAN REM DAN KONDISI BAN BERBASIS PELAT DISERTASI Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dari Institut Teknologi Bandung Oleh ERY MUTHORIQ NIM: 33116301 (Program Studi Doktor Teknik Mesin) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG November 2023 i ABSTRAK PENGEMBANGAN METODE PENGUJIAN REM DAN KONDISI BAN BERBASIS PELAT Oleh Ery Muthoriq NIM: 33116301 (Program Studi Doktor Teknik Mesin) Kecelakaan lalu lintas menjadi salah satu penyebab kematian terbesar di Indonesia. Salah satu penyebab kecelakaan tersebut adalah kegagalan sistem pengereman dan kegagalan ban. Kegagalan sistem pengereman dan kegagalan ban dapat diantisipasi dengan pengujian berkala. Saat ini, pengujian berkala hanya dilakukan untuk pengujian rem, sementara pengujian ban hanya dilakukan secara visual. Selain itu, jumlah alat uji rem di Indonesia masih belum mencukupi. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode pengujian rem dan kondisi ban dengan menggunakan alat uji berbasis pelat. Pengembangan dilakukan terhadap alat uji jenis pelat karena pada alat uji rem yang saat ini digunakan, yaitu jenis rol, memiliki beberapa kelemahan. Kelemahan pertama adalah keluaran dari alat uji jenis rol hanya satu parameter saja, yaitu efisiensi pengereman (koefisien gesek maksimum). Padahal, untuk menguji kondisi ban, diperlukan data tentang gaya gesek dari saat roda menggelindung sempurna sampai roda mengalami selip. Kelemahan kedua adalah inersia alat uji yang terdiri dari dua rol dan gearbox tidak diperhitungkan. Akibatnya, hasil pengukuran pada alat uji jenis rol hanya akurat saat kecepatan putar rol konstan. Padahal, saat roda direm, rol akan mengalami perlambatan putar terlebih dahulu sebelum akhirnya mencapai kecepatan konstan. Untuk menghindari kelemahan ini, dalam penelitian ini dikembangkan metode pengujian dengan menggunakan pelat. Alat uji ini lebih akurat dibanding dengan jenis rol karena sensor gaya gesek langsung terpasang pada pelat sehingga tidak dipengaruhi oleh inersia dua rol. Selain itu, pelat digerakkan dengan kecepatan rendah dan konstan sehingga pengaruh nilai inersia dari komponen alat uji dapat diminimalkan. Untuk menguji keabsahan metode yang dikembangkan, telah dibuat perangkat keras berupa alat uji berbasis pelat. Alat uji ini terdiri dari pelat yang ditumpu oleh linear bearing, pelat penumpu roda kendaraan, load cell untuk mengukur gaya gesek, dan linear potensiometer untuk mengukur jarak perpindahan pelat. Pada alat uji ini, pelat digerakkan dengan kecepatan linier sekitar 1,1 mm/detik ketika roda dalam kondisi direm. Ketika pengujian berlangsung, pada ban kendaraan diberi gaya normal konstan. Dengan demikian, data yang diperoleh adalah gaya gesek dari hasil pembacaan load cell dan posisi pelat dari hasil ii pembacaan linear potensiometer selama pelat digerakkan. Data-data ini selanjutnya didekati dengan suaian kurva dari model dinamik dan model ban. Dari hasil pengolahan data, telah berhasil ditemukan tiga parameter uji utama, yaitu koefisien gesek maksimum, nilai selip saat terjadi gaya gesek maksimum, dan kekakuan tangensial ban. Nilai koefisien gesek maksimum (efisiensi pengereman) menggambarkan performa pengereman kendaran. Nilai selip saat terjadi gaya gesek maksimum dan kekakuan tangensial menggambarkan kondisi ban. Kondisi ban ini dapat diketahui dengan syarat sistem pengereman kendaraan mampu membuat selip roda (roda tidak berputar) saat pelat digerakkan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa dengan metode pengujian yang telah dikembangkan, dapat diketahui performa rem sekaligus kondisi ban dalam satu kali pengujian. Kata kunci: karakteristik selip ban, alat uji rem jenis pelat, pemodelan ban, pengujian ban. iii ABSTRACT DEVELOPMENT OF BRAKE AND TIRE TESTING METHOD USING A PLATE-BASED DEVICE By Ery Muthoriq NIM: 33116301 (Doctoral Program in Mechanical Engineering) Traffic accident has become one of the major cause of death in Indonesia. It can be caused by vehicle failures such as braking systems and tire failure. These failures can be anticipated by periodic testing. However, testing with a test rig is only carried out for the brake, while the tire is only tested visually. Furthermore, the number of brake testers is still insufficient. Therefore, this research is aimed to develop a method for testing the brake and tire condition using a plate-based device. In this research, a plate-based brake tester is chosen because the brake tester currently used today, i.e., the roller brake tester, has several weaknesses. The first weakness is that the output of the roller brake tester is only one parameter, i.e., braking efficiency (maximum friction coefficient). Meanwhile, to test a tire, the data required are the friction force from free rolling until 100% slip. The other weakness is that the inertia of the test rig components is not taken into account. As a result, measurement on the roller brake tester is only accurate when the roller speed is constant. Whereas, when the wheel is braked, rollers will decelerate first before it achieves a steady state. To avoid these weaknesses, in this research, a testing method was developed using a plate-based device. This device is more accurate than the roller brake tester because the friction force sensor is directly attached to the plate. Hence, the measurement is not affected by the two roller's inertia. Moreover, the plate is moved at a low and constant speed. Because of that, the influence of the plate inertia on measurement can be minimized. Hardware has been developed in the form of plate-based equipment. This equipment consists of a steel plate supported by a linear bearing, a vehicle wheel above the plate, a load cell to measure friction force, and a linear potentiometer to measure the plate displacement. The plate is moved with a constant linear speed of about 1.1 mm/second when the wheel is braked. When testing takes place, a constant normal force is applied to the wheel. Thus, the data obtained are the friction force and the plate displacement when the plate is moved. These data are then approached by curve fit from the dynamic model and tire model.