Perkembangan Teknologi Suspensi Teleskopik dari Konvensional Sampai ke yang Tercanggih

Assalamau’alaikum wa rochmatullohi wa barokatuh

Semoga Allah senantiasa mengaruniai kita semua keselamatan dan kesejahteraan hidup di manapun kita berada, aamiin.

Sok breker (shockbbreaker/shock absorber) adalah suatu komponen yang sangat penting untuk meningkatka kenyamanan berkendara. Sering juga dinamakan suspensi (suspension) dan istilahnya saling bersinggungan, meskipun pada asalnya prinsip kerja dari keduanya berbeda. Suspensi (pegas) adalah part yang akan menyerap kejutan akibat jalan terdapat gundukan, pegas akan tertekan dan kemudian akan memberikan tekanan balik (recoil) untuk kembali ke posisi asal, dan menghasilkan getaran (springing). Sedangkan shock absorber, merupakan komponen yang bertugas sebagai peredam getaran tersebut, atau sebagai damper.

Akan tetapi pada saat ini, penyebutan suspensi sudah cukup umum untuk difahami, bahwa suspensi tersebut juga berfungsi sebagai shock absorber. Karena memang pada bagian dalamnya terdapat komponen yang melakukan fungsi damping. Jadi penyebutan suspensi cukup mewakili untuk menyatakan sebuah alat yang mampu menyerap kejutan akibat jalan bumpy (juga berlubang) yang mampu meningkatk kenyamanan berkendara.

Perkembangan suspensi cukup panjang mulai dari pegas, teleskopis konvensional, upside down, semi active, active sampai pada suspensi penghasil power (energy-regenerative suspension system). Prinsip kerja dari suspensi semi active dan “full” active telah iwf jelaskan secara sederhana pada artikel terdahulu [semi active ], yang mana suspensi jenis ini sangat mahal dan jarang digunakan pada motor yang umum dipakai oleh rider tanah air.

Keistimewaan suspensi depan kawasaki zx 10r

Suspensi semi activ buatan audy lebih canggih

Akan tetapi justru yang banyak digunakan oleh kawan-kawan rider adalah suspensi teleskopis. Sebahagian besar masih model konvensional dan sebahagian kecil sudah mengadopsi model inveted (terbalik) yang biasa disebut model upside down (usd). Jika dilihat dari tahun kemunculan dan penggunaannya, jelas sekali bahwa model usd adalah tipe teleskopis yang dikembangkan untuk keperluan balapan.

Pada saat motor melaju kencang di arena balap (track-circuit), motor dituntut untuk presisi dalam mengambil jalur, untuk mendapatkan laptime sekecil mungkin. Dan hal itu tidak bisa diberikan oleh suspensi telekopis konvensional, oleh karena itu insinyur-insinyur suspensi (khusus untuk suspensi depan) merancang suspensi baru yang disebut usd. Akan tetapi aplikasi usd untuk keperluan harian tidak memberikan peningkatan performa yang signifikan, alias hampir sama dengan yang konvensional.

Lalu apa saja kelebihan dari dua jenis suspensi beda generasi dan peruntukan ini ?

Secara umum prinsip kerja dari suspensi teleskopis dan usd hampir sama. Karena memiliki komponen-komponen utama yang sama seperti fork tube/tabung sok (stanchion), tabung damper (damper rod), pegas utama (main spring), bottom (fork slider) dan oli. Hanya saja dengan posisinya yang terbalik tersebut usd punya 2 keistimewaan yang tidak dimiliki oleh suspensi teleskopis konvensional yaitu.

Lebih Kaku (stiff)

Ketika motor melaju dengan kecepatan tinggi, kemudian dilakukan pengereman yang kuat, maka momentum yang akan terjadi adalah motor secara alamiah ingin tetap maju (kelembamam) akan tetapi ban depan ingin bergenti. Maka kejutan momentum yang diterima suspensi terutama pada bagian bawah triple clamp akan diserap oleh pegas dalam suspensi, akan tetapi jika momentumnya begitu besar maka seakan-akan ingin membengkokkan atau bahkan mematahkan suspensi pada bagian tersebut.

Akibatnya pada bagian tersebut mengalami tegangan (stress) yang sangat besar. Dan akan disalurkan pada bagian lain di bawahnya. Bahkan jika stress nya sangat kuat karena kecepatan tinggi, atau bebot yang berat, maka sok bisa patah, pada bagian yang paling lemah. Seperti yang tampak pada gambar ini

Kalaupun tidak patah, maka pada bagian tersebut akan sedikit bengkok. Dan karena bagian tersebut juga punya sifat sedikit elastis maka dapat kembali lurus.

Bengkok “sedikit” atau yang disebut sebagai flex, memberikan rasa nyaman pada motor harian, akan tetapi tidak pada motor balap. Karena pada motor balap ketika melakukan pengereman dan masuk ke tikungan dalam kecepatan tinggi, sangat membutuhkan kepresisian pengendalian ban depan. Dan flex ini akan sangat mengganggu dan dengan mengeliminirnya akan memberikan perbaikan saat memasuki tikungan sehingga laptime bisa diperpendek.

Kekakuan pada sok (suspensi) usd lebih tinggi dibandingkan sok teleskopis biasa. Karater ini disumbangkan oleh :

• Slider yang diikat/dijepit oleh triple clamp mempunya dimensi lebih besar dan lebih kuat. Sehingga akan lebih kaku ketika menerima momentum, baik akibat pengereman yang kuat, maupun oleh tumbukan jalan bumpy.
• Karena fork slider yang dimiliki usd lebih panjang, maka overlap (biasanya diketahui dari jarak antara bushing bagian atas dan bawah) antara fork tube (stanchion) dan fork slider juga bisa lebih panjang. Hal turut serta menyumbangkan ke”kaku”an (stiffness) dari usd

 

Motor Menjadi Lebih Lincah

Penyumbang bobot paling besar dari suspensi depan adalah fork tube (stanchion). Karena terbuat dari baja yang tebal dan kuat. Begitu pula dengan pegasnya yang juga terbuat dari baja. Pada usd sebahagian besar dari bobot suspensi depan terletak di bawah. Sehingga bagian atas dari stir menjadi lebih ringan jika ingin bermanuver, gaya inersia yang diberikan juga lebih kecil.

Unsprung Weight yang Lebih Ringan

Kekuatan dan kekakuan sudah ditangani oleh fork slider di bagian atas. Maka fork tube dapat didisain relatif lebih tipis dan lebih ringan dibandingkan suspensi teleskopis konvensional. Sehingga bobot unsprung (saat pegas memberikan tekanan balik) lebih ringan. Dan hal ini sangat baik untuk pengendalian bagian depan karena akan meningkatkan traksi ban ke aspal.

Jadi dengan kelebihannya ini, memang usd sangat cocok untuk digunakan pada motor-motor yang orientasi untuk balapan. Jika untuk motor harian kelebihannya justru menjadi kekurangan karena bantingan sok menjadi terasa lebih keras dibandingkan sok teleskopie biasa. Seperti yang usd diaplikasikan pada motor-motor sport kecil atau motor lainnya yang beredar di tanah air. Manfaatnya bagi rider hanya sekedar menambar prentice saja, alias tambah keren.

 

Prinsip Kerja Suspensi Teleskopis Konvesional

Karena usd adalah hasil pengembangan sok teleskopis biasa (konvesional), maka prinsip kerjanya masih mirip-mirip. Sehingga apa yang bisa dijelaskan pada sok teleskopis biasa juga bisa menjadi penjelasan sok usd. Sekarang mari kita liihat bagian-bagian sok teleskopis tersebut …hapalkan ya bagian-bagian pentingnya.

Bagian penting dari sok teleskopis adalah :

1. Fork slider (tabung sok bagian bawah – bottom)
2. Damping rod beserta dengan lubang-lubangnya (orifice)
3. Fork tube (tabung sok bagian atas)
4. Main spring (per -pegas)
5. Preload

 

Langkah Kompresi

Pada saat motor melewati gundukan atau masuk ke lubang, maka ban akan terkena kejutan (shock). Gaya kejutan tersebut akan diserap oleh suspensi depan sehingga terjadilah tekanan pada pegas (memendek)

Langkah kompresi ini tidak bisa berlangsung secara spontan. Karena fork tube harus selain menekan pegas, juga memberikan tekanan sehingga terjadi perpindahan oli dari ruang A ke ruang C. Oli di ruang tertekan memasuki damper tube melalui lubang (orifice) yang dibuat khusus untuk langkah kompresi ini. Selanjutnya oli akan masuk ke ruang C. Di ruang C oli juga tidak bisa masuk secara cepat, karena udara di ruang C juga tertekan oleh bagian atas fork tube.

Selain itu ruang B mengembang, dan pengembangan ruang B sedikit terhambat oleh sulitnya oleh memasuki ruang melalui check valve yang tidak terlalu besar. Kesulitan yang terjadi saat cairan oli ingin berpindah tempat ini melahirkan gaya damper yang disebut compression damping force. Dan besarnya gaya ini tergantung dari kecepatan gerak fork tube memasuki slider (velocity), naik pangkat 2 dari kecepatannya. Jika kecepatan naik 2 kali lipat maka damping force naik 4 kali lipat.

Damping force juga ditentukan oleh besar (dan jumlah) dari lubang (orifice) pada damper tube. Grafiknya dapat dilihat pada gambar iniSemakin besar orifice semakin kecil gaya damping-nya, sehingga sok terasa lembek. Begitu pula jika pergerakan tabungnya juga perlahan, gaya damping-nya juga terasa kecil. Akan tetapi sebaliknya jika lubangnya kecil dan tabun masuk dengan cepat maka gaya dampingnya jadi kuat, dan sok menjdi terasa keras.

Pembalap sangat menyukai bahwa saat kecepatan translasi tabung cepat (pengereman keras) memberikan damping forrce yang “agak” lembut akan tetapi saat melibas tikungan dengan damping force yang tinggi agar traksi ban ke aspal saat menikung terjaga. hal ini seperti menggabungkan dua kurva, yaitu kurva lubang kecil dan kurva lubang besar, yang kemudian disebut kurva disgressive damping

Para insinyur telah berhasil membuat sebuah alat yang disebut emulator. Dengan emulator ini kurva disgressive damping force bisa didapatkan. Karena emulator memberikan fleksibiltas dalam besar-kecil lubang (orifice) yang harus dibuka. Berikut ini penampakan dari emulator tersebut

Perhatikan prinsip kerja dari emulator dalam gambar ini :

• Jika kecepatan translasi tabung sok rendah, maka oli akan lewat lubang kecil pada klep (valve). Lubang terseebut adalah low speed compression damping orifice.
• Dan jika gerakan translasi berlangsung cepay maka gaya damping akan mampu mendorong/melawan gaya pegas yang menekan klep (valve spring), sehingga klep terangkat dan tebuka. Saat itu akan terbentuk lubang yang cukup besar, sehingga damping force nya tidak naik signifikan.

Dan emulator ini ditempatkan pada mulut damping rod dimana merupakan pintu antara saluran dalam damping rod dan ruang C. Berikut ini penampakan prilaku emulator saat kecepatan trsnaslasi fork tube tinggi dan rendah.

Perubahan beberapa part emulator dan juga orifice rebound (bleed) dapat merubah karakter dari kurva disgressive damping force

Langkah Rebound

Pada saat rebound, pegas melakukan tekanan balik untuk kembali memanjang. Otomatis terjadi aliran yang sebaliknya, yaitu oli mengalir dari ruang C ke ruang melalui damper rod. Dan terjadi peningkatan tekana  pada ruang B, sehingga oli mengalir dari ruang B ke ruang A. Dan besarnya damping rebound tergantung dari besarnya lubang rebound damping orifice.

Permasalahan yang kemudian muncul adalah munculnya buih, gelembung atau busa yang timbul pada langkah rebound ini. Hal ini disebabkan oleh tekanan di ruang A yang turun drastis di bawah tekanan uapnya. Ini kasusnya mirip dengan peristiwa mendidih, tapi kali ini bukan disebabkan oleh naiknya temperatur, akan tetapi akibat turunya tekanan.

Buih ini punya akibat buruk, karena buih ini bisa cepat/dengan tiba-tiba holang, sehingga hal ini menyebabkan efek gelombang kejut. Dan gelombang kejut ini akan memberikan kerusakan pada beberapa komponen dalam tabung sok. Kejadian buih ini akan semakin sering terjadi jika ada beberap kondisi :

• Lubang pada damping rod kecil sehingga tekanan di ruang A semakin cepat turun
• Naiknya suhu oli
• Kekentalan oli yang tinggi menjadikan oli semakin sulit berpindah
• Pegas yang lebih kaku.

Aplikasi emulator tidak terlalu berpengaruh pada langkah rebound. Karena kecepatan langkah kopresi 2x sampai 6x langkah rebound. Sehingga kecepatan aliran oli relatif lebih rendah dibandingkan kecepatan oli saat kompresi. Damping force bisa ditingkatkan dengan meningkatkan kekentalan oli. Dan peningktan kekentalan oli tidak telalu berpengaruh pada langkah kompresi, karena lubang di damper rod dibuat besar. Dan pengaturan besar-kecilnya lubang sepenuhnya di atur oleh emulator. Sehingga secara tidak langsung aplikasi emulator juga memperkecil kemungkinan timbulnya buih dalam oli

sumber : racetech

Prinsip Kerja Suspensi USD

Pada dasarnya prinsip kerja usd sama dengan suspensi teleskopis biasa. Akan tetapi posisi ruang-ruang dan komponennya terbalik. Dan pekerjaan emulator diambil alih oleh teknologi klep di damper tube yang sudah berkembang cukup canggih. Perhatikan dalam damping rod terdapat compression valve dan juga rebound valve, sehingga dampin force pada langkag kompresi dan langkha rebound bisa dikontrol.

Sumber : mechanics

Kemudian suspensi baik depan maupun belakang termasuk usd berkembang dengan teknologi baru. Yaitu dimana oli melalui jalur yang cukup rumit, yang tujuan utamanya adalah bahwa efek damping baik langkah kompresi maupun langkah rebound dapat diatur dengan mudah dari luar. Yaitu dengan memutar screew, knop atau yang lainnya.

Teknologi suspensi teleskopis terus berkembang. Yang mana seting untuk damper  langkah kompresi dan langkah rebound dilakukan secara otomatis oleh perangkat elektronik. Pengaturan efek damping seperti ini dinamakan dinamakan semi aktic. Salah satu jenis tipe ini adalah menggunkan coil untuk menaik-turunkan jarum untuk mengatur besar kecilnya orifice, sehingga damping force juga berubah secara adaptive (dicontrol oleh ECU).

Pengaturan besarnya damping force juga bisa dilakukan dengan menggunakan medan magnetik. Medan magnetik ini akan mengatur kerenggangan bola-bola baja microskopis. Semakin besar medan magnetik, semakin rapat barussan bola-bola baja, semakin sulit oli mengalir. Dengan demikian damping force semakin kuat.

Untuk meningkatkan kenyamanan kendaraan (mobil mewah) maka dikembangkanlah active suspension. Dalam suspensi ini terdapat pengontrolan yang canggih dalam menaik-turunkan roda. Naik-tutunnya roda diatur oleh penggerak (actuator), yang bisa berupa hidrolik, pneumatik dan elektromagnetik motor. Sistem ini memerlukan kemampuan kecerdasan buatan untuk mampu memprediksi kapan suspensi naik atau turun. Sehingga dalam sistem ini tidak ada lagi getaran maupun efek damping (kapan-kapan iwf ceritakan dalam artikel khusus).

Yang terakhir yang iwf ketahui adalah suspensi yang juga bisa difungsikan sebagai penghasil energi listrik. Kita tahu bahwa dalam proses perjalanan suatu kendaraan, suspensi selalu bekerja sesuai dengan kondisi jalan. Suspensi bergerak naik-turun dan gerakan ini mampu dimanfaatkan untuk menggerakkan generator listrik kecil. Pemanfaatan ini juga berakibat damping, karena gerakan suspensi seperti mengaalami hambatan.

Beberapa suspensi tercanggih yang iwf sebutkan, sesungguhnya sudah lama dikembangkan pabrikan besar. Hanya saja kita yang ada di tanah air hampir tidak pernah mendengar informasi seperti ini. Hal ini disebabkan memang sistem ini diaplikasikan secara terbatas, baik sebagai prototipe maupaun sebagai cadangan upgrade/facelift produk mereka. Sistem ini juga sangat mahal jika diaplikasikan untuk kendaraan umum yang biasa kita gunakan, sehingga tidak menguntungkan secara ekonomi untuk diaplikasikan.

Mohon maaf jika ada salah dan kurangnya, semoga bermanfaat, wassalamu’alaikum wa rochmatullohi wa barokatuh.

 

Untuk menambah referensi mengenai suspensi dan teknologinya, bisa juga dibaca beberapa artikel yang tidak kalah menariknya :

• Suspensi TTX
• Suspensi semi active ninja zx 10r
• Suspensi semi activ audi
• Suspensi double wishbone gildwing 2019
• Upside down vs adjustable preload
• Rahasia Mengapa Suspensi Motor Balap Mahal
• Sub tank air suspension yamaha aerox
• Servis suspensi teleskopis konvensional