Tubuh anda memiliki banyak sekali organ. Tanpa adanya susunan rangka / tulang, saya tidak bisa membayangkan organ - organ itu bertumpuk jadi satu semua. Mungkin tanpa rangka, bentuk manusia akan seperti slime. Hiyek.
Rangka adalah bagian yang membuat organ - organ itu dapat tersusun rapi dan membentuk tubuh manusia seperti yang kita ketahui.
Barang - barang otomotif dari yang paling sederhana - sepeda onthel sekalipun semua memiliki rangka. Sepeda adalah benda otomotif paling tua dan paling sederhana, serta paling basic. Susunannya ada rangka, roda, dan pedal pengayuh.
Lucuti setiap panel pada mobil dan sepeda motor anda - akan anda temukan hal yang sama : kerangka. Hanya tingkat kesulitannya saja yang berbeda. Yep, tanpa kerangka, mesin mobil mungkin hanya akan berakhir jadi genset. Rangka kendaraan adalah yang menyatukan setiap komponen supaya dapat bekerja dengan baik.
Contoh Kerangka sepeda motor tanpa bodi.
Untuk rangka kendaraan roda dua mungkin sederhana, tetapi rangka kendaraan roda tiga ke atas - ini yang bermacam - macam jenisnya.
Rangka mobil yang paling sederhana berupa dua batang membujur tersambung (bentuk H) yang di atasnya diberi kabin atau bak. Batang membujur ini menjadi tumpuan antara suspensi dan bodi. Bodi dan suspensi dibaut pada rangka. Jenis ini disebut body-on-frame, atau sasis tangga / ladder frame.
Konstruksi ini sangat mudah, sederhana, dan convenient. Karena sasis dan bodi terpisah, maka memperbaiki bodi pada konstruksi ini jauh lebih tidak berisiko ketimbang pada konstruksi monokok / unibody, kerusakan bodi tidak berpengaruh pada performa sasis secara keseluruhan. Selain itu, konstruksi ini juga sangat mudah untuk dijadikan modular dan dimodifikasi sesuai kebutuhan.
Konstruksi ladder frame
( sumber )
ATPM tak jarang hanya menjual kepala untuk truk, bahkan pada bus, hanya rangka saja, bodinya dimodifikasi sesuai selera. Untuk mobil penumpang kita sudah sangat umum dengan relasi modular antara SUV dan truck - Toyota Hilux/Fortuner, Ford Ranger/Everest, Mitsubishi Triton/Pajero Sport, etc.
Using a ladder chassis has further advantages for longevity. Since the body is simply bolted to the ladder along with everything else, parts and even whole sections can be replaced relatively easily. Accidentally dropped a small wrecking ball on your Jeep Wrangler? New parts will have it back to normal in no time. Broken chassis? Weld that sucker up (properly) and carry on. You can even swap the entire body if you want to without affecting the principal function of the car. Simplicity is on ladder chassis’ side. It makes them cheaper to design and mass-produce. That’s handy if, like Suzuki, you want to keep the price low, or if, like Land Rover, you want to spend the money on quality suspension and robust mechanicals instead.
Ada alasan pula konstruksi ini populer pada jenis mobil medan berat seperti SUV, atau double-cabin yang digunakan untuk off-road : flexing. Kaki-kaki pada konstruksi ladder frame adalah bagian terpisah yang dapat dimodifikasi semaksimal mungkin tanpa mempengaruhi bodi. Saat off-road dan sasis memerlukan flexing / tekukan untuk melewati rintangan, bodi akan tetap intact karena ia tidak jadi satu dengan bagian suspensi.
Kemampuan seperti ini hanya ada di ladder frame
( sumber )
One factor that can drive a serious off-road driver crazy is body twist. When you’ve got one or more wheels in the air the chassis tries to bend, taking the bodywork with it. On a properly-built ladder chassis, for example on the Land Rover Discovery 4, there’s near-zero flex even under full axle articulation with two wheels airborne. We’ve read and heard anecdotal evidence suggesting that some modern monocoques flex so much in those scenarios that owners sometimes can’t even open and/or shut the doors to check the ground beneath their tilted car.
Selain itu pada medan berbatu - batu, mobil ladder frame bodinya cenderung lebih tidak "mengocok", karena konstruksi yang tidak langsung tersambung ke bodi. Mengemudi mobil ladder frame memiliki sensasi seperti terisolasi dari jalanan.
Tetapi ladder frame belum tentu cocok untuk semua jenis kendaraan. Ada alasan mengapa kendaraan seperti sedan, hatchback, crossover, wagon, menggunakan jenis yang kedua : unibody / monocoque.
Jenis ini mirip seperti sasis sepeda motor : seluruh komponen langsung dibaut pada bodi tanpa adanya frame tambahan - hanya saja lebih besar, dan rodanya empat.
Rangka mobil pada jenis monokok / unibody
( sumber )
Karena suspensi langsung dibaut pada bodi, maka setiap gerakan suspensi akan langsung diserap oleh bodi, selain itu bodi pada mobil monokok juga lebih kaku, sehingga goncangan lebih masuk.
Suspensi dan bodi pada monokok langsung dibaut pada bodi
( sumber )
Tetapi dengan kombinasi desain arm suspensi, bushing suspensi yang baik, dan shock absorber serta pegas yang tepat, membuat mobil monokok yang nyaman jauh lebih mudah daripada mobil ladder frame. Mobil monokok habitatnya bukan di jalan berbatu - batu, makanya ia tidak membutuhkan nyaman di jalan berbatu - batu.
80% habitatnya adalah aspal - even sebuah Range Rover sekalipun.
Bodi pada Range Rover pun sekarang menggunakan aluminum
( sumber )
Satu kelebihan mobil monokok yang paling terasa ketika anda berpindah dari mobil ladder frame adalah handling. Sasis monokok dibuat dengan sistem pengelasan pada titik - titik tertentu (weld points) yang membuat kekuatan sasis ini lebih baik, serta lebih kaku. Selain itu juga karena tidak adanya frame melintang di bawah sasis, mobil jadi ringan, dan titik gravitasinya rendah.
Bahan - bahan komposit seperti aluminum dan carbon fiber juga dapat digunakan lebih baik di struktur monokok, sehingga pabrikan banyak berinovasi di sini untuk menghadirkan mobil yang lebih baik handlingnya, serta lebih kuat. Selain itu soal kenyamanan di jalan aspal, berkat bodi yang satu kesatuan, tidak ada goyangan - goyangan tidak perlu pada kecepatan tinggi.
Pagani, salah satu pabrikan yang terobsesi dengan penggunaan carbon fiber untuk sasis.
( sumber )
Mobil monokok juga memiliki kelebihan soal safety. Sekilas anda akan berpikir mobil dengan sasis ladder lebih kuat karena bodinya terlihat lebih "kokoh". Wrong, in terms of safety, monocoque wins big time.
Pabrikan dapat dengan mudah merancang crumple zone pada mobil monokok, dan mengkombinasikan bahan secara efektif untuk menghasilkan sasis yang kuat. Sedangkan pada ladder frame, kelemahannya adalah ada rangka besi di bawah yang membuat crumple zone kurang optimal. Mobil - mobil seperti Jeep Wrangler atau Suzuki Jimny, hasil crash testnya tidak bisa dibilang baik untuk standar modern.
Unibody designs also score higher on crash safety test ratings. Not only are they more rigid, since they are comprised of a single unit, they also typically integrate a “crush zone” into their design. This allows for the vehicle frame to absorb the impact of a collision and even have designated space within which to crumple while simultaneously protecting the passenger cabin.
Lalu bagaimana dengan modularity / platform sharing ? Platform sharing pada mobil monokok hanya sebatas floorpan dan konstruksi suspensi. Bahkan sekarang wheelbase pun tidak bisa jadi patokan. Sisanya untuk bagian bodi, ia akan di-las dan dimodifikasi sedemikian rupa sehingga mencapai bentuk yang diinginkan.
The above picture shows a platform. Now all the modern car’s platforms are welded using spot welding (major extent) and arc welding at critical areas. The platform you see is made up of many number of small parts. Now these small parts can be welded to form a structure( above picture) and let’s divide that into three parts
Engine area( where the engine transmission and suspension, steering systems, HVAC modules are installed)
Passenger area(where seats are mounted)
Boot area(luggage space)
Now, depending on the type of vehicle that you want to make, this platform can be modified to suit the requirement. For example, for increasing the wheel base to make a sedan, you have to extend the floor area( Green portion in the middle) and the tunnel assembly( pink portion). For making it a hatch, reduce the above mentioned dimensions, for changing tire size, just change the green panel in the boot area as per the tire size. Doing this reduces the cost of developing different parts for different vehicles as many parts can be shared between vehicles.
Tetapi desain menyatu seperti ini, membuat kerusakan pada satu bagian sasis mempengaruhi bagian lainnya. Bagian sasis itu meliputi pillar - pillar (A,B,C,D), floor panel, dan tulangan fender. Bahkan jika di-repair pun mobil seringkali terasa "cacat" at some extent. Jadi, berhati - hatilah.
Sudah selesai ? Wait, ternyata masih ada satu jenis lagi : semi ladderframe, dan ini digunakan oleh mobil yang tidak asing kita lihat di jalan : Avanza/Xenia, dan Rush/Terios.
Semi ladder frame / hybrid chassis.
( sumber )
Bagi yang sering berdebat apakah Avanza jenis monokok atau ladder, jawabannya adalah : kedua-duanya! Bodi Avanza memiliki tambahan rangka besi pada bagian bawah yang dilas pada bodi aslinya. Suspensi Avanza tetap dibaut pada bodi mobil, tetapi ditambah support pada bagian bawah sasis seperti ladder frame.
Jenis ini adalah kompromi terbaik jika menginginkan kekuatan sasis ala mobil beban, tetapi tetap tidak berat dan limbung karena titik gravitasi bertambah. See ? Inilah yang membuat Avanza sangat unik dan berbeda daripada LMPV lain - Xpander/Ertiga/Mobilio. Salah besar jika membandingkan fitur Avanza dengan ketiga lawannya, karena fitur utama Avanza, ya kemampuan mobil bebannya itu.
Mobil lain yang menggunakan konstruksi ini adalah Suzuki Grand Vitara.
Final Words
Jika anda bertanya apa yang paling meningkat dari mobil selama 20 tahun terakhir, jawabannya adalah : sasis dan bodi. Setiap berganti generasi, mobil belum tentu mengganti komponen penggerak dan menambah fitur. Bisa saja dua generasi mobil menggunakan mesin yang sama. Tetapi satu hal yang justru luput dari perhatian : sasis.
Sekitar 20 tahun yang lalu sebuah sedan besar akan terasa sangat empuk dan seperti kapal, tetapi hari ini, adalah waktu dimana sebuah seri-7 baru justru terasa lebih rigid dan lincah dibanding seri-3 lama.
Hampir setiap mobil berganti generasi, sasisnya pasti berubah : penggantian bahan, penambahan chassis bracing, atau sekedar tambahan weld spot. Tujuannya adalah tentu saja peningkatan kekuatan - dan reduksi bobot. Pengembangan ilmu metalurgi dan manufaktur memungkinkan semuanya itu.
Jadi, nggak perlu lagi mengetuk-ngetuk pelat bodi mobil. Sudah nggak relevan.