PERKEMBANGAN SASSIS MOBIL
Tulisan saya kali ini adalah pengetahuan mengenai jenis-jenis rangka atau sasis pada kendaraan roda 4. Sasis ini sangat penting untuk menopang berat body kendaraan. Berbagai jenis kendaraan mulai dari yang mobil murah hingga sport car mempunyai jenis sasis yang berbeda-beda sesuai tehnologi dan harganya.
Monocoque
Dalam bahasa Prancis, monocoque berarti rangka tunggal. Bagian terluar bodi sekaligus menjadi kerangka kuat yang melindungi ruang kabin dari benturan. Sasis model ini relatif lebih melindungi penumpang dari impak benturan saat tabrakan. Energi benturan diserap bodi dan tidak diteruskan ke kabin. Biasanya sasis monokok disertai dengan crumple zone (di depan dan belakang) yang akan terlipat seperti kertas saat tumbukan.
Sebenarnya sasis one-piece ini terbentuk dari beberapa bagian yang disatukan. Dek kabin merupakan bagian terbesar yang disatukan dengan bagian lain lewat stamping machine (mesin pres besar). Baru kemudian ditambahkan titik-titik pengelasan atau engsel dengan panel bodi lain seperti pintu, kap mesin, sampai pintu bagasi.
Konstruksi monokok pertama kali digunakan di industri pesawat. Namun dalam perkembangannya teknik ini juga diaplikasikan di perakitan mobil. Lancia Lambda pertama kali menggunakan sasis monokok di 1923. Lalu Citroën Traction Avant di 1934 merupakan produk massal pertama bersasis monokok.
Di masa kini, 99% kendaraan produk massal sudah menggunakan sasis monokok baja, karena biaya produksi murah dan bisa dipadukan dengan perakitan menggunakan sistem robot.
Keuntungan:
- Efisiensi ruang
- Perlindungan kabin saat kecelakaan
- Biaya relatif murah untuk produksi
Kelemahan:
- Bobot cukup berat
- Tak layak untuk produksi jumlah sedikit
Ladder frame
Nama lainnya sering juga disebut dengan konstruksi body-on-frame. Pada awalnya, kerangka mobil terbuat dari kayu, kemudian sejak 1930 konstruksi ladder frame mulai menggunakan baja.
Seperti namanya, konstruksi sasis ini berbentuk seperti tangga – terdiri dari dua batang utama melintang yang dihubungkan dengan beberapa batang penguat.
Batang longitudinal menjadi penyangga utama. Bagian ini yang menopang bobot angkut juga energi longitudinal saat akselerasi maupun deselerasi. Sementara batang penyangga lateral, memberikan ketahanan terhadap gaya lateral dan rigiditas.
Teknologi ini mulai ditinggalkan mobil penumpang kecil sejak 1960, kecenderungannya beralih ke sasis monokok. Hanya truk dan mobil off-road yang masih menggunakan ladder frame.
Keuntungan:
- Biaya produksi murah
- Andal mengangkut beban berat
- Fleksibel untuk medan off-road
Kelemahan:
- Rigiditas torsi lebih rendah dari sasis lainnya, terutama saat mengangkut beban vertikal atau benturan
- Menyita kelapangan kabin
- Kabin lebih tinggi
Tubular space-frame
Konstruksi tube-frame ini awalnya digunakan di sports car klasik, pertengahan abad ke-20. Kala itu sports car asal Italia yang banyak menerapkan sasis ini. Makanya sering juga disebut Superleggera yang artinya super-ringan.
Keunikan sasis ini lantaran terdiri dari batang-batang tubular sebagai kerangka. Tube-frame tak lagi banyak digunakan di mobil produksi massal zaman sekarang.
Perkembangan lebih lanjut para desainer mobil balap menggunakan desain sasis 3 dimensi dengan tubular space-frame. Terdiri dari lusinan pipa – kotak untuk memudahkan penyambungan ataupun bulat untuk kekuatan maksimum – yang digabungkan sedemikian rupa hingga berbentuk kerangka (cage).
Contohnya di awal 1950-an, mobil balap Mercedes-Benz 300SLR pertama yang menggunakan sasis ini. Kemudian diteruskan dengan 300SL Gullwing sebagai mobil harian pertama bersasis tubular space-frame.
Keunggulan:
- Lebih kokoh dan solid menopang dalam berbagai arah dibanding monokok atau sasis ladder di bobot yang sama
Kelemahan:
- Sangat rumit, mahal dan butuh waktu lama untuk membuatnya
- Hanya mungkin untuk mobil buatan tangan
- Akses kabin sulit
ULSAB monocoque
Perkembangan teknologi mobil terus bergulir seiring kebutuhan pasar akan kendaraan yang efisien, aman dan ringan. Regulasi keselamatan kendaraan menuntut sasis rigid yang ringan. Baja di sasis monokok jelas tak masuk hitungan. Makanya para desainer beralih ke aluminium. Sedikit demi sedikit pemakaian baja mulai dikurangi. Masa depan suram bagi produsen baja.
Untuk itu produsen baja di Amerika meminta Desainer Porsche untuk mengembangkan teknologi yang lebih cemerlang. Lantas lahirlah Ultra Light Steel Auto Body (ULSAB). Secara kasat mata memang berstruktur sama seperti monokok biasa. Bedanya justru terletak di penggunaan teknik hydroform, baja lapis dan pengelasan laser.
Jika biasanya dilakukan dengan stamping, teknik hydroform memerlukan baja berongga (tube). Lalu tabung baja diisi cairan bertekanan tinggi hingga baja membentuk sesuai cetakan. Alhasil relatif tidak tebal dan memangkas bobot.
Desainer Porsche menjamin ULSAB monokok lebih ringan 36% tapi 50% lebih kaku ketimbang monokok konvensional. Teknologi ini sudah digunakan di BMW Seri-3 sejak 1998 lalu. Diyakini ULSAB monokok bakal menggantikan monokok konvensional di masa depan.
Keunggulan:
- Lebih kuat dan ringan tanpa menambah biaya produksi
Kelemahan:
- Masih kurang kuat dan ringan untuk mobil sport terbaik
Backbone
Ditemukan oleh Colin Chapman, pendiri Lotus, dan diterapkan di roadster Elan. Prinsip strukturnya sederhana, batang tubular kuat menghubungkan gardan depan dan belakang. Di dalam rongga tulang belakang itu tersimpan drive shaft, baik untuk penggerak depan maupun belakang. Konstruksi ini biasanya diikuti dengan bodi dari serat kaca.
Keunggulan:
- Cukup kuat untuk sports car ukuran kecil
- Mudah dan murah untuk produksi dalam jumlah kecil
- Konstruksi simpel
Kelemahan:
- Kurang kuat untuk sports car besar
- Tidak ada perlindungan dari tubrukan samping
- Butuh badan mobil berbobot ringan
Carbon-fiber monocoque
Serat karbon merupakan material yang lazim di industri pesawat terbang dan pesawat luar angkasa. Juga digunakan di mobil balap lantaran punya rigiditas superior tapi ringan. Di dunia ada beberapa produsen serat karbon, salah satunya DuPont yang mengembangkan serat Kevlar yang paling rigid.
Beberapa supercar sudah menggunakan bahan ini sebagai pengganti aluminium untuk memangkas bobot. Namun biasanya terbatas di panel bodi, sementara sasis masih menggunakan baja tubular.
Mobil balap pertama yang menggunakan sasis serat karbon yang diperkuat konstruksi aluminium sarang lebah adalah McLaren MP4/1, mobil F1 untuk musim 1981 hasil desain John Barnard. Tak heran jika konstruksi sasis monokok serat karbon ini digunakan di supercar McLaren F1 dan menyusul Bugatti EB110SS dan Ferrari F50. Konstruksi itu menghadirkan rigiditas sempurna dengan bobot ringan.
Keuntungan:
- Ringan dan superkuat
Kelemahan:
- Getaran mesin terasa di bodi mobil dan kokpit
- Membutuhkan biaya supermahal
Aluminium space-frame
Space frames dikembangkan secara terpisah oleh Buckminster Fuller di era ‘50-an dan Alexander Graham Bell sekitar tahun 1900. Alexander Graham Bell lebih terfokus untuk konstruksi kelautan dan luar angkasa, meski hanya beberapa saja yang diwujudkan. Sementara Buckminster Fuller lebih menyasar ke struktur arsitektural dan menginspirasikan penggunaaan aluminium space-frame hingga masa kini.
Audi A8 menjadi wujud pertama mobil produksi massal yang menggunakan sasis aluminium space-frame (ASF). Dengan konstruksi ini Audi mengklaim A8 lebih ringan 40% dan 40% lebih kaku dibanding monokok baja konvensional. Berkat formula aluminium alloy yang sangat kuat.
Generasi kedua teknologi ASF Audi diwujudkan di A2 yang menggunakan frame lebih besar dan sedikit sehingga pengelasannya pun lebih sedikit. Alhasil ongkos produksinya pun lebih murah.
Keuntungan:
- Konstruksi ringan dan rigid
Kelemahan:
- Harga material tidak murah
MonocoqueDalam bahasa Prancis, monocoque berarti rangka tunggal. Bagian terluar bodi sekaligus menjadi kerangka kuat yang melindungi ruang kabin dari benturan. Sasis model ini relatif lebih melindungi penumpang dari impak benturan saat tabrakan. Energi benturan diserap bodi dan tidak diteruskan ke kabin. Biasanya sasis monokok disertai dengan crumple zone (di depan dan belakang) yang akan terlipat seperti kertas saat tumbukan.
Sebenarnya sasis one-piece ini terbentuk dari beberapa bagian yang disatukan. Dek kabin merupakan bagian terbesar yang disatukan dengan bagian lain lewat stamping machine (mesin pres besar). Baru kemudian ditambahkan titik-titik pengelasan atau engsel dengan panel bodi lain seperti pintu, kap mesin, sampai pintu bagasi.
Konstruksi monokok pertama kali digunakan di industri pesawat. Namun dalam perkembangannya teknik ini juga diaplikasikan di perakitan mobil. Lancia Lambda pertama kali menggunakan sasis monokok di 1923. Lalu Citroën Traction Avant di 1934 merupakan produk massal pertama bersasis monokok.
Di masa kini, 99% kendaraan produk massal sudah menggunakan sasis monokok baja, karena biaya produksi murah dan bisa dipadukan dengan perakitan menggunakan sistem robot.
Keuntungan:
- Efisiensi ruang
- Perlindungan kabin saat kecelakaan
- Biaya relatif murah untuk produksi
Kelemahan:
- Bobot cukup berat
- Tak layak untuk produksi jumlah sedikit
Nama lainnya sering juga disebut dengan konstruksi body-on-frame. Pada awalnya, kerangka mobil terbuat dari kayu, kemudian sejak 1930 konstruksi ladder frame mulai menggunakan baja.
Seperti namanya, konstruksi sasis ini berbentuk seperti tangga – terdiri dari dua batang utama melintang yang dihubungkan dengan beberapa batang penguat.
Batang longitudinal menjadi penyangga utama. Bagian ini yang menopang bobot angkut juga energi longitudinal saat akselerasi maupun deselerasi. Sementara batang penyangga lateral, memberikan ketahanan terhadap gaya lateral dan rigiditas.
Teknologi ini mulai ditinggalkan mobil penumpang kecil sejak 1960, kecenderungannya beralih ke sasis monokok. Hanya truk dan mobil off-road yang masih menggunakan ladder frame.
Keuntungan:
- Biaya produksi murah
- Andal mengangkut beban berat
- Fleksibel untuk medan off-road
Kelemahan:
- Rigiditas torsi lebih rendah dari sasis lainnya, terutama saat mengangkut beban vertikal atau benturan
- Menyita kelapangan kabin
- Kabin lebih tinggi
Konstruksi tube-frame ini awalnya digunakan di sports car klasik, pertengahan abad ke-20. Kala itu sports car asal Italia yang banyak menerapkan sasis ini. Makanya sering juga disebut Superleggera yang artinya super-ringan.
Keunikan sasis ini lantaran terdiri dari batang-batang tubular sebagai kerangka. Tube-frame tak lagi banyak digunakan di mobil produksi massal zaman sekarang.
Perkembangan lebih lanjut para desainer mobil balap menggunakan desain sasis 3 dimensi dengan tubular space-frame. Terdiri dari lusinan pipa – kotak untuk memudahkan penyambungan ataupun bulat untuk kekuatan maksimum – yang digabungkan sedemikian rupa hingga berbentuk kerangka (cage).
Contohnya di awal 1950-an, mobil balap Mercedes-Benz 300SLR pertama yang menggunakan sasis ini. Kemudian diteruskan dengan 300SL Gullwing sebagai mobil harian pertama bersasis tubular space-frame.
Keunggulan:
- Lebih kokoh dan solid menopang dalam berbagai arah dibanding monokok atau sasis ladder di bobot yang sama
Kelemahan:
- Sangat rumit, mahal dan butuh waktu lama untuk membuatnya
- Hanya mungkin untuk mobil buatan tangan
- Akses kabin sulit
Perkembangan teknologi mobil terus bergulir seiring kebutuhan pasar akan kendaraan yang efisien, aman dan ringan. Regulasi keselamatan kendaraan menuntut sasis rigid yang ringan. Baja di sasis monokok jelas tak masuk hitungan. Makanya para desainer beralih ke aluminium. Sedikit demi sedikit pemakaian baja mulai dikurangi. Masa depan suram bagi produsen baja.
Untuk itu produsen baja di Amerika meminta Desainer Porsche untuk mengembangkan teknologi yang lebih cemerlang. Lantas lahirlah Ultra Light Steel Auto Body (ULSAB). Secara kasat mata memang berstruktur sama seperti monokok biasa. Bedanya justru terletak di penggunaan teknik hydroform, baja lapis dan pengelasan laser.
Jika biasanya dilakukan dengan stamping, teknik hydroform memerlukan baja berongga (tube). Lalu tabung baja diisi cairan bertekanan tinggi hingga baja membentuk sesuai cetakan. Alhasil relatif tidak tebal dan memangkas bobot.
Desainer Porsche menjamin ULSAB monokok lebih ringan 36% tapi 50% lebih kaku ketimbang monokok konvensional. Teknologi ini sudah digunakan di BMW Seri-3 sejak 1998 lalu. Diyakini ULSAB monokok bakal menggantikan monokok konvensional di masa depan.
Keunggulan:
- Lebih kuat dan ringan tanpa menambah biaya produksi
Kelemahan:
- Masih kurang kuat dan ringan untuk mobil sport terbaik
Ditemukan oleh Colin Chapman, pendiri Lotus, dan diterapkan di roadster Elan. Prinsip strukturnya sederhana, batang tubular kuat menghubungkan gardan depan dan belakang. Di dalam rongga tulang belakang itu tersimpan drive shaft, baik untuk penggerak depan maupun belakang. Konstruksi ini biasanya diikuti dengan bodi dari serat kaca.
Keunggulan:
- Cukup kuat untuk sports car ukuran kecil
- Mudah dan murah untuk produksi dalam jumlah kecil
- Konstruksi simpel
Kelemahan:
- Kurang kuat untuk sports car besar
- Tidak ada perlindungan dari tubrukan samping
- Butuh badan mobil berbobot ringan
Serat karbon merupakan material yang lazim di industri pesawat terbang dan pesawat luar angkasa. Juga digunakan di mobil balap lantaran punya rigiditas superior tapi ringan. Di dunia ada beberapa produsen serat karbon, salah satunya DuPont yang mengembangkan serat Kevlar yang paling rigid.
Beberapa supercar sudah menggunakan bahan ini sebagai pengganti aluminium untuk memangkas bobot. Namun biasanya terbatas di panel bodi, sementara sasis masih menggunakan baja tubular.
Mobil balap pertama yang menggunakan sasis serat karbon yang diperkuat konstruksi aluminium sarang lebah adalah McLaren MP4/1, mobil F1 untuk musim 1981 hasil desain John Barnard. Tak heran jika konstruksi sasis monokok serat karbon ini digunakan di supercar McLaren F1 dan menyusul Bugatti EB110SS dan Ferrari F50. Konstruksi itu menghadirkan rigiditas sempurna dengan bobot ringan.
Keuntungan:
- Ringan dan superkuat
Kelemahan:
- Getaran mesin terasa di bodi mobil dan kokpit
- Membutuhkan biaya supermahal
Space frames dikembangkan secara terpisah oleh Buckminster Fuller di era ‘50-an dan Alexander Graham Bell sekitar tahun 1900. Alexander Graham Bell lebih terfokus untuk konstruksi kelautan dan luar angkasa, meski hanya beberapa saja yang diwujudkan. Sementara Buckminster Fuller lebih menyasar ke struktur arsitektural dan menginspirasikan penggunaaan aluminium space-frame hingga masa kini.
Audi A8 menjadi wujud pertama mobil produksi massal yang menggunakan sasis aluminium space-frame (ASF). Dengan konstruksi ini Audi mengklaim A8 lebih ringan 40% dan 40% lebih kaku dibanding monokok baja konvensional. Berkat formula aluminium alloy yang sangat kuat.
Generasi kedua teknologi ASF Audi diwujudkan di A2 yang menggunakan frame lebih besar dan sedikit sehingga pengelasannya pun lebih sedikit. Alhasil ongkos produksinya pun lebih murah.
Keuntungan:
- Konstruksi ringan dan rigid
Kelemahan:
- Harga material tidak murah
