50 Bab III Pengembangan Alat Uji Rem Jenis Rol Bab III ini membahas tentang metode untuk meningkatkan akurasi pengukuran pada alat uji rem jenis rol sehingga dapat digunakan untuk menguji ban. Seperti yang telah dibahas pada BAB II, kesalahan pengukuran pada alat uji rem jenis rol disebabkan karena inersia komponen-komponen alat uji. Hal tersebut terjadi karena sensor pengukur gaya terletak jauh dari permukaan rol. Terdapat dua cara untuk mengatasi permasalahan tersebut. Cara pertama adalah dengan menjaga kecepatan putar rol konstan ketika dikenai torsi pengereman. Hal itu dapat dilakukan jika motor listrik yang digunakan adalah jenis motor sinkron. Cara yang kedua adalah tetap menggunakan motor asinkron (motor induksi), tetapi nilai momen inersia dari seluruh komponen-komponen yang terlibat harus diperhitungkan. Pada penelitian ini, metode yang dipilih adalah cara yang kedua, yaitu tetap menggunakan motor induksi dengan syarat nilai inersia putar diketahui terlebih dahulu. Salah satu cara untuk mengukur inersia adalah dengan metode percepatan konstan. Dengan metode ini, rol diputar dengan percepatan konstan saat tidak ada roda kendaraan di atas alat uji. Torsi yang terukur selanjutnya dibagi dengan nilai percepatan sudut konstan sehingga menghasilkan nilai inersia. Untuk melakukan metode ini, diperlukan inverter yang mampu mengatur percepatan putar poros motor konstan dalam rentang waktu tertentu. Akan tetapi, metode tersebut tidak digunakan dalam penelitian ini. Penambahan inverter dihindari supaya biaya modifikasi terhadap alat uji tidak mahal. Cara yang diusulkan untuk mengetahui nilai inersia dalam penelitian ini adalah dengan melakukan analisis transien rol memakai persamaan diferensial orde dua melalui simulasi komputer. Saat alat uji dinyalakan tanpa roda kendaraan di atas alat uji, motor listrik memutar kedua rol melalui gearbox. Kedua rol bergerak dari posisi diam menuju ke kecepatan putar maksimumnya (tunak). Proses dari diam ke kecepatan maksimum ini dianalisis sehingga dapat diketahui nilai inersia total dari alat uji. Analisis dilakukan berdasarkan persamaan diferensial orde dua yang 51 diturunkan berdasarkan persamaan gerak komponen-komponen alat uji. Nilai inersia yang ditemukan kemudian dijadikan faktor koreksi ketika melakukan pengujian rem/ban. Metode yang dikembangkan diverifikasi dengan simulasi. Software simulasi yang digunakan adalah MATLAB dan Simulink. Oleh karena itu, BAB III ini dibagi menjadi beberapa subbab. Subbab pertama adalah proses pemodelan alat uji rem jenis rol dan pemodelan ban. Berdasarkan proses pemodelan ini, dapat diketahui kekurangan dan kelebihan alat uji rem jenis rol secara matematik. Subbab kedua adalah simulasi pengujian rem kendaraan. Berdasarkan simulasi ini dapat diidentifikasi bagaimana inersia putar dari komponen alat uji mempengaruhi hasil pengukuran. Subbab ketiga adalah simulasi pengukuran inersia dan subbab terakhir adalah simulasi pengujian rem/ban setelah faktor inersia dimasukkan dalam perhitungan. III.1 Pemodelan Alat Uji Rem Jenis Rol Pemodelan alat uji rem dilakukan berdasarkan cara kerjanya. Pemodelan yang diperlukan untuk simulasi pengujian rem dan ban meliputi: motor listrik, kedua rol, gaya aksi pada roda, gaya gesek pada permukaan rol, selip ban, dan gearbox. Jika semua model tersebut digabung menjadi satu akan diperoleh model alat uji rem jenis rol dengan roda kendaraan di atasnya. III.1.1 Cara Kerja Alat Uji Rem Jenis Rol Cara kerja alat uji rem jenis rol diperlihatkan pada Gambar III.1. Pada gambar ini tampak bahwa putaran dari motor listrik diteruskan ke roda kendaraan melalui gearbox dan kedua Rol Utama (Rol 1 dan 2). Untuk memudahkan pemodelan, gearbox yang digunakan diasumsikan terdiri dari gigi ring (ring gear) dan gigi pinion/pinion gear (bevel gear). Berdasarkan standar, alat uji rem harus mampu mempertahankan kecepatan putar rol antara 2-5,5 km/jam saat pengujian berlangsung (https://www.cvrt.ie/en). 52 Gambar III.1 Skematik alat uji rem jenis rol Di antara Rol Utama (Rol 1 dan 2) terdapat sebuah rol kecil yang disebut dengan Rol Tengah. Pada dudukan Rol Tengah terpasang sebuah sakelar. Sakelar ini akan on saat Rol Tengah tertekan oleh roda kendaraan. Rol Tengah ini digunakan sebagai alat keselamatan operator. Alat uji tidak dapat dinyalakan ketika tidak ada roda kendaraan di atas alat uji. Contoh alat uji yang menggunakan Rol Tengah ditunjukkan pada Gambar III.2. Gaya gesek antara permukaan ban dengan kedua Rol Utama diukur oleh load cell yang dipasang di ujung lengan ayun seperti yang ditunjukkan pada Gambar III.1 dan Gambar III.3. Saat pengemudi kendaraan menginjak pedal rem, gaya gesek yang terjadi di permukaan rol akan menyebabkan susunan gearbox berputar sehingga menekan load cell. Dengan demikian, gaya gesek di permukaan rol dapat diperkirakan berdasarkan gaya yang diukur oleh load cell dengan Persamaan (II.10). Efisiensi pengereman dengan demikian dapat dihitung dengan Persamaan (II.9). 53 (a) (b) Gambar III.2 Alat uji rem jenis rol yang dilengkapi dengan Rol Tengah: (a) tampak keseluruhan, (b) tampak atas salah satu sisi alat uji Gambar III.3 Contoh susunan gearbox, lengan ayun, dan load cell yang digunakan pada alat uji rem jenis rol. Putaran motor listrik dihentikan ketika roda kendaraan hampir mengalami penguncian (selip 100%). Berdasarkan standar, putaran motor harus berhenti secara otomatis jika ban mengalami selip lebih dari 30%. Hal ini dilakukan untuk 54 menghindari kerusakan pada tapak ban karena permukaan rol didesain memiliki permukaan yang kasar. Salah satu cara untuk mengetahui apakah roda sudah mengalami penguncian atau belum adalah dengan memasang sensor kecepatan putar pada Rol Tengah.