Apa itu “Understeer” dan “Oversteer”

Gambaran grafik apa tu “Understeer”

Artikel ini telah ditulis oleh Syammim Arifin

Bagi yang cenderung kepada teknik pemanduan tinggi (advance driving) atau mereka yang terlibat dengan sukan permotoran, istilah understeer atau oversteer sering menjadi bualan ketika menceritakan tentang handling sesebuah kereta. Tidak kurang juga yang bertanggapan “understeer” atau “oversteer” adalah karekter masalah pada satu-satu kenderaan.  Sebelum saya simpulkan apa-apa, mari kita teruskan dengan perbincangan definisi kedua-dua keadaan ini.

Understeer dan oversteer secara bahasa terdiri dari dua patah perkataan Inggeris – iaitu “under” atau “over” dan “steer”. “under” atau “over” merujuk kepada status “kurang” atau “lebih”, manakala “steer” pula merujuk kepada jumlah sudut steering yang diperlukan.  Jadi dalam Bahasa Malaysia, understeer/oversteer boleh diterjemah terus kepada kurang-steering atau lebih-steering – tetapi dalam hal ini mungkin lebih baik kita kekalkan istilah Inggerisnya yang penggunaannya telah bertapak lama dalam bidang vehicle dynamics di merata dunia.

Mengapa saya merujuk kepada maksud bahasa understeer/oversteer? Ini kerana maksudnya amat berkait rapat dengan keadaan fizikal kenderaan sewaktu di dalam selekoh.  Bayangkan anda sedang memandu di dalam satu bulatan di Shah Alam (yang memang terkenal banyak bulatan atau “roundabout”) yang berbentuk bulat sempurna, dengan permukaan tar yang cantik dan rata (dan tentu sekali keadaan trafik lengang).

Kita teruskan dengan senario ini.  Kereta yang anda pandu jenis biasa-biasa sahaja. Anda memandu pada halaju tetap 50kmj.  Roda stereng tetap pada sudut, katalah, lebih kurang 45 darjah ke kanan, kereta sedikit mengoleng (roll) ke kiri dan tiada pergerakan lain pada body kereta kecuali ia mengeliling bulatan tersebut pada halaju tetap.  Ingat kesemuanya dalam keadaan tetap (atau istilah saintifiknya “steady state”) – sudut steering, halaju kenderaan, sudut oleng (roll angle), dan sebagainya.

Kini secara progresif anda menambah halaju kereta.  Secara perlahan-lahan anda menekan pedal pemecut. Dari 50kmj, ke 55kmj, ke 60kmj, dan seterusnya.  Pertambahan halaju adalah secara progresif, tanpa pecutan mengejut.  Dan anda sedar bahawa untuk memandu di dalam bulatan yang sama, anda turut perlu menambah sudut steering secara progresif – dari 45 darjah, ke 50 darjah, ke 55 darjah dan seterusnya.

Sifat ini – iaitu keperluan untuk menambah sudut steering, selari dengan penambahan halaju untuk kekal dalam bulatan yang tetap – adalah sifat “understeer”.  Ia merujuk kepada keperluan gandar atau front axle untuk menambah lebih kuasa membelok untuk kekal dalam bulatan yang sama apabila halaju kereta ditambah.

Bayangkan pula jika anda terus menambah halaju kereta, manakala sudut steering terus dikekalkan (tidak berubah). Sekarang anda akan dapati, semakin laju kereta, semakin anda keluar dari bulatan yang asal, dan kenderaan akan terus mengelilingi pusat tengah bulatan pada selekoh yang jejarinya terus membesar (atau kata lainnya, kereta anda akan sampai ke tebing luar selekoh dan kalau ini berterusan – anda akan terbabas ke dalam!).

Senario-senario tadi adalah karekter klasik kenderaan bersifat “understeer”.

Gambaran grafik apa tu “Oversteer”

Bagaimana pula dengan “oversteer”?

Berbalik kepada contoh tadi, ketika anda menambah halaju secara progresif dalam bulatan cuma kali ini dalam kereta yang lain pula.

Sewaktu kereta dipacu semakin laju secara progresif, kali ini, berbeza dengan tadi, anda sedari yang sudut steering terpaksa pula dikurangkan secara sedikit-sedikit untuk kekal di dalam bulatan.  Inilah yang dikatakan karekter “oversteer” – iaitu keperluan untuk mengurangkan sudut steering selari dengan penambahan halaju untuk kekal di dalam bulatan yang sama

Sifat ini – iaitu keperluan untuk mengurangkan sudut steering, selari dengan penambahan halaju untuk kekal dalam bulatan yang tetap – adalah sifat “oversteer”.  Ia merujuk kepada keperluan gandar hadapan atau front axle untuk mengurangkan kuasa membelok agar kereta kekal dalam bulatan yang sama ketika halaju kereta ditambah.

Seperti tadi juga, bayangkan jika anda terus menambah halaju, tanpa apa-apa perubahan pada sudut steering.  Perlahan-lahan anda akan dapati ekor kenderaan akan “keluar”, dan anda akan memandu dalam bulatan yang jejarinya semakin mengecil.  Di dalam bulatan imaginasi kita di Shah Alam, anda semakin dekat dengan tebing dalam bulatan dan kalau sudut steering anda terus kekal tak berubah, memang ke dalam longkanglah jawabnya.  Ini senario biasa untuk kenderaan bersifat “oversteer”.

Berbalik kepada definisi dari segi bahasa tadi – “understeer” – atau kurang-steering, merujuk terus kepada keadaan dimana sudut steering ‘kurang’ dari apa yang diperlukan sewaktu halaju ditambah untuk kekal dalam bulatan, dan “oversteer” atau lebih-steering – adalah keadaan di mana sudut steering adalah ‘lebih’ dari apa yang diperlukan .. OK saya rasa anda sudah faham konsep-konsep ini.

Katalah dalam contoh “understeer” dan “oversteer” tadi kereta A dan B digunakan.  Kereta A – kereta “understeer” dan kereta B – kereta “oversteer”.  Persoalannya – yang mana lebih senang dipandu?

Pengalaman memandu kita akan secara semulajadi mengatakan kereta A lebih senang dipandu, dan akan berasa lebih stabil di dalam selekoh berbanding kereta B.

Ini kerana, otak kita lebih senang mengaitkan pertambahan sudut steering ke arah yang sama dengan arah selekoh, sesuai dengan pertambahan halaju kereta.  Maksudnya, jika kita membelok ke kanan, semakin kita laju, adalah biasa untuk kita terus juga memutar steering ke arah kanan.

Tetapi dalam kereta B, halnya terbalik. Semakin kita laju membelok kekanan, semakin pula kita harus memutar steering ke kiri.  Untuk rata-rata pemandu, ini adalah sesuatu yang diluar jangkaan (berbalik kepada contoh bulatan di Shah Alam, tak kurang kereta yang masuk ke dalam longkang kerana pemandu panik dan tidak memutar steering ke arah berlawanan untuk menghentikan “oversteer”).

Persoalan seterusnya – apakah banyak kereta yang datang dari jenis kereta B – atau kata lainnya – adakah terdapat kereta yang bersifat “oversteer”?

Rata-rata kereta moden (bagi saya, bermula dari yang dikilang pada awal 1990an) adalah bersifat “understeer”.  Tentu sekali saya merujuk kepada keadaan kereta yang standard – tanpa sebarang modifikasi.  Sejak 20 tahun kebelakangan ini, para pendesain kereta adalah lebih sedar peri penting sifat “understeer”, yang juga karekter ride & handling yang baik.  Jadi rata-rata kereta moden yang dikilang oleh OEM-OEM besar memang didesain dengan karekter yang selamat ini.  Ini termasuklah kereta-kereta yang enjinnya terletak lebih hampir dengan gandar belakang – contoh yang lazim adalah kereta sport atau supercar.  Kerana jisim kenderaan yang bias ke belakang, antara langkah lazim yang diambil untuk memastikan keadaan “understeer” adalah saiz tayar yang lebih besar di belakang berbanding hadapan, dan penalaan sistem steering dan suspensi yang khas.

Hakikatnya, keadaan “oversteer” masih boleh terjadi pada mana-mana kereta sekalipun.  Berbalik pada senario yang telah dibincang dimana contoh pergerakan adalah dalam keadaan “steady state” di mana pertambahan halaju dan sudut steering berlaku secara amat progresif.  Namun realitinya sesebuah kereta jarang berada dalam keadaan “steady state”. Sentiasa terdapat pelbagai jenis pergerakan samada dari kawalan steering, mahupun pecutan atau brek yang dilakukan pemandu. Adakalanya, pergerakan kenderaan berlaku secara pantas.  Contohnya ketika mengelak halangan di atas jalanraya, atau mengambil selekoh terlalu laju secara tiba-tiba.  “Oversteer” juga boleh berlaku sebagai contoh ketika tayar belakang tiba-tiba pancit di dalam selekoh, atau melanggar tompok minyak/pasir di dalam selekoh.  Lagi satu contoh “oversteer” yang klasik terdapat dalam sukan drift – walaupun istilah yang lebih tepat ialah “power oversteer”, di mana keadaan “oversteer” dipaksa dengan menggunakan daya pecutan enjin tinggi pada gandar belakang hingga roda belakang berputar berkali ganda laju dari halaju kereta dan mula melengser.

Namun “understeer” juga boleh menjadi musuh, khususnya di sempadan keupayaan cengkaman tayar. “Understeer” yang tinggi dapat terjadi jika pemandu memasuki sesuatu selekoh terlalu laju, hingga terpaksa membrek dan memutar steering pada masa yang sama.  Ini dengan cepat akan mengurangkan daya membelok tayar (kerana harus bekerja dua tugas pada masa yang sama – membelok dan membrek), yang seterusnya mengurangkan kuasa membelok yang akan memaksa pemandu memutar sudut steering yang besar untuk kekal dalam selekoh. Jika halaju terlalu tinggi, mungkin “understeer” yang maksimum akan berlaku dan kereta boleh terbabas walau sebanyak manapun steering diputar.

Berbalik pada hal modifikasi kereta, terutamanya modifkasi pada sistem suspensi, hal ini tentu sekali mempengaruhi asas “understeer” sesebuah kereta.  Bergantung kepada modifikasi yang dilakukan, adakalanya tahap “understeer” sesebuah kereta amat rendah, dan kereta mungkin jadi amat tidak stabil dan karekternya mendekati tahap “oversteer”.  Sebagai contoh, modifikasi spring belakang yang terlalu keras, ditambah pula dengan anti-roll bar belakang yang berdiameter besar.  Ini salah satu contoh resepi modifikasi yang boleh mengundang karekter “oversteer”.

Dalam banyak hal – seperti pepatah orang putih “too much of anything is bad”. Sejumlah “understeer” walaupun diperlukan untuk menjamin pemanduan yang mudah dan selamat – jika tahapnya terlalu tinggi, akan menyebabkan sesebuah kereta terasa “tawar” untuk dipandu.  Kereta yang “understeer”nya tinggi sewaktu mengambil selekoh – mungkin bahasa pasarnya lebih kurang seperti ini “susah nak masuk corner”, atau “rasa malas nak membelok”.  Jika tahap “understeer” terlalu kurang pula, kereta akan terasa “nervous” untuk dipandu di dalam selekoh dan memerlukan tahap konsentrasi pemandu yang lebih tinggi (yang secara mentalnya lebih memenatkan).  Jadi tahap “understeer” itu haruslah diseimbangkan dengan respon gandar depan dan belakang yang baik, respon steering yang progresif, dan yang paling penting tahap cengkaman yang selamat sewaktu mengambil selekoh pada halaju tinggi.

Jadi berbalik pada tanggapan “understeer” atau “oversteer” sebagai satu jenis masalah – tanggapan ini mungkin lebih tepatnya merujuk kepada keadaan “understeer” atau “oversteer” yang tinggi.

Seperti banyak aspek ride & handling, tahap “understeer” sesuatu kenderaan adalah hasil dari pembangunan dan penalaan pelbagai komponen suspensi yang dilakukan secara terancang dan teliti.  Ia juga dibangunkan untuk memastikan pemanduan selamat dalam pelbagai bentuk keadaan – samada dari segi berat kenderaan (beban satu pemandu, atau beban penuh), halaju (rendah, sederhana, tinggi), keadaan jalan (jalan asphalt, jalan bersalji/ais, jalan basah, dsb), jenis “manoeuvre” atau pemanduan (mengambil selekoh, mengelak halangan, membrek di dalam selekoh, memecut di dalam selekoh, memandu secara kasar dsb), sensitiviti komponen suspensi, dan juga integrasi dengan sistem pemanduan lain seperti ABS, ESC, komponen drivetrain seperti differential, LSD, logik torque vectoring dan sebagainya.

Talaan ride & handling lebih banyak menjurus kepada kawalan pemindahan berat (weight transfer) pada gandar, dan pembahagian pemindahan berat ini antara gandar depan dan belakang, yang mendefinisikan karekter handling balance atau tahap “understeer” sesuatu kereta.  Antara komponen yang terbabit adalah anti-roll bar, spring, shock absorber dan pelbagai komponen elastomer (bush) yang ditala supaya kinematik dan compliance roda akan menjurus kepada keadaan “understeer” (OK maaf kalau terlalu banyak istilah kejuruteraan di sini).

Semoga anda akan lebih menghargai tahap “understeer” kenderaan anda dan berasa lebih yakin dengan sistem suspensinya tiap kali anda memutar roda steering di dalam selekoh.

Syammim Arifin kini berkhidmat dengan sebuah firma automotif, Benteler Engineering Services, anak syarikat Benteler Automotive di China. Sebelum itu beliau telah berkhidmat dengan Proton dan antara jurutera yang telah terlibat untuk penalaan sistem suspensi Proton Prevé.