Cara kerja
mesin f1 kite
"Mobil Formula 1 tidak akan bergerak begitu saja dengan
hanya satu, dua atau tiga komponen gan... Mobil bergerak karena ada keterkaitan
satu sama lain dalam paketan mobil dan bukan hanya faktor komponen semata.
Apakah itu?? Mari kita Simak saja..."
MESIN & GIRBOKS
Mesin adalah faktor tunggal paling penting di dalam performa
mobil Formula 1, dan girboks berfungsi memastikan tenaga yang dihasilkan mesin
bekerja secara efektif. Pada bagian terakhir dari rangkaian tulisan yang
menguak teknologi F1, Shell menggali tingkat kerumitan mesin F1 yang terus
berubah.
POWER UP
Mobil F1 adalah satu-satunya paket mobil di dunia dengan tenaga
besar yang direkayasa sedemikian ketat dan efektif. Dengan tenaga lebih dari
700bhp, dan akselerasi 0-240km/j bisa dicapai hanya dalam waktu lima detik, tim
harus memaksimalkan ledakan tenaga yang dihasilkan oleh mesin dan daya tahannya
serta menggunakan sistem transmisi elektro-hidrolik untuk menggerakkan tenaga
di atas lintasan.
THE ENGINE
Tenaga mesin V8 yang baru (yang dipakai musim 2006) mungkin
lebih kecil dibandingkan V10, tapi V8 masih merupakan paket engine yang
bertenaga besar. Pembalap sering kali menggeber mobil dari kecepatan 0-240km/j
–maupun sebaliknya- dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan dengan
rata-rata waktu yang ditempuh mobil biasa untuk mencapai batas kecepatan maksimal
legal. Saat berakselerasi, pembalap terdorong ke belakang oleh g-force (gaya
gravitasi) sebesar 1,4g; karena mesin mengeluarkan daya dorong seperti mesin
roket agar mobil berakselerasi sekencang mungkin.
Namun, untuk memenangi balapan yang dibutuhkan bukan hanya
kecepatan. Agar bisa keluar sebagai juara, pertama-tama pembalap harus finis
dan dalam hal ini dibutuhkan reliabilitas engine. Berdasarkan regulasi terbaru,
mesin harus bertahan sampai dua balapan sehingga engineer harus menyeimbangkan
power dengan daya tahan mesin.
 |
Mobil
Honda Racing F1 terdiri dari 3200 komponen
|
REGULASI MESIN YANG BARU
Perubahan mesin dari V10 ke V8 pada tahun 2006 adalah sebuah
langkah besar yang dikeluarkan FIA. Logika perubahan mesin itu memang sederhana
yaitu untuk menurunkan tenaga mesin, mengurangi keausan ban, meningkatkan
reliabilitas dan mengurangi biaya, tapi membuat pusing kalangan engineer.
Selain perubahan konfigurasi mesin, kapasitas mesin pun berubah
dari 3 liter menjadi 2.4 liter sehingga peak powermesin berkurang
sekitar 200bhp. Muaranya lap time di sebagian besar sirkuit F1 bertambah lamban
satu hingga tiga detik.
DRIVEN BY POWER
Mesin mobil Formula 1 adalah teknologi mesin otomotif yang
paling canggih di dunia. Dengan kapasitas 2.4 liter bisa menghasilkan tenaga
sekitar 750bhp, atau lebih dari 300bhp per liternya. Padahal pada road car,
untuk mencapai tenaga 100bhp per liternya mobil harus susah payah. Jadi bisa
Anda bayangkan betapa beratnya beban kerja yang disandang engineer mobil F1
untuk menghasilkan mesin sesuai dengan apa yang diinginkan.
Mesin dibautkan pada tub yang terbuat dari serat karbon dan
merupakan komponen mobil yang sangat kuat dan padat. Karena transmisi dan
suspensi belakang digabungkan langsung menjadi satu, mesin selain harus sangat
kuat, bobotnya juga harus ringan dan ukurannya harus kecil.
Yang terpenting juga adalah letak massanya harus sedekat mungkin
dengan permukaan tanah untuk membantu mengurangi pusat gravitasi mobil dan
tinggi bodywork belakang dibuat seminimal mungkin.
PISTON
Silinder, piston dan katup pada mobil F1 secara sepintas mirip
dengan yang ada pada road car (mobil standar jalan raya), tapi
kalau digali lebih dalam lagi komponen-komponen pada dua model mobil itu sama
sekali berbeda.
Jika kita ingin mengetahui bagaimana mesin mobil F1 menghasilkan
tenaga yang luar biasa besar, kita harus mengetahui desain dan dimensi
komponen-komponen di atas. Piston adalah salah satu komponen yang paling mudah
dikenali. Dengan diameter sekitar 45mm, langkah (stroke) piston
(jarak yang ditempuh oleh piston dalam satu kali gerakan) ukurannya sekitar
setengah ukuran bore-nya (diameter piston). Dengan langkah yang
pendek ini, engine mobil F1 bisa mendapatkan kecepatan rotasi yang luar biasa
sekitar 19.000rpm, sehingga memungkinkan udara yang masuk yang bercampur dengan
bahan bakar untuk melakukan pembakaran lebih banyak -dan ini adalah sumber
tenaga mesin F1 yang luar biasa.
Sebagai perbandingan, dimensi bore and stroke (diameter dan
langkah) piston pada mayoritas road car sama. Langkah pendek pada mesin F1
memang tidak menghasilkan torsi yang besar melainkan output power yang besar,
tapi pembalap bisa memaksimalkan power dan karakteristik akselerasi pada mesin
berkat didukung oleh kombinasi bobot mobil yang sangat ringan dan girboks tujuh
percepatan.
 |
Ini
piston dari mesin V10 Peugeot A20 yang dipakai oleh tim Prost (Jean Alesi dan
Nick Heidfeld) musim 2000. foto dari Internet
|
PELUMASAN
Kehidupan di dalam mesin Formula 1 sangat ekstrim. Tenaga yang
berakselerasi pada piston mencapai hampir 9.000g. Dalam suhu dan tekanan yang
sangat ekstrim tersebut, efek gesekan yang ditimbulkan pun sangat merusak jadi
dibutuhkan pelumasan yang sangat tepat.
Atas alasan itulah Ferrari bekerjasama dengan Shell. Sebagai
mitra teknik tim paling sukses dalam sejarah F1, Shell mengembangkan pelumas
yang sangat khusus bagi mesin mobil pabrikan Italia ini. Shell mulai
mengembangkan pelumas bagi mesin V8 Ferrari bulan Mei 2005 yang sesuai dengan
karakteristik mesin baru tersebut.
THE SCIENCE BEHIND FUEL
Bahan bakar yang menggerakkan mobil F1 sedikit berbeda dengan
bahan bakar road car yang biasa dibeli di pom-pom bensin.
“Anda bisa mengisikan Shell V-Power ke mobil Ferrari F1 dan mobil bisa jalan,”
kata Mike Copson, Shell Formula 1 Technical Manager. “Dan Anda juga bisa
mengisikan bahan bakar mobil Ferrari F1 ke mobil Anda dan mobil bisa jalan.”
Meskipun demikian, bahan bakar yang disuplai oleh Shell harus
sesuai dengan kriteria yang diajukan tim. Sebenarnya, kandungan kimia bahan
bakar dari satu balapan dengan balapan lainnya berbeda-beda. “Kita bisa
mengubah kandungan kimia di dalam bahan bakar, misalnya dengan memakai unsur
yang bisa mempertinggi daya bakar agar throttle lebih
responsif,” kata Copson.
“Metoda ini cocok untuk sirkuit-sirkuit seperti Monaco dan
Hongaria, yang relatif sedikit membutuhkan horsepower. Sementara untuk trek-trek
seperti Monza, kandungan bahan bakar lebih banyak agar power lebih tinggi.”
Mesin mobil F1 mengkonsumsi bahan bakar rata-rata satu galon
empat mil (3,7 lt: 6,4km). Namun bahan bakar yang dibawa oleh mobil F1 dalam
setiap balapan disesuaikan dengan kebutuhan dan strategi tim, jadi Copson dan
timnya harus bekerjasama dengan pakar penyusun strategi di Ferrari, Ross Brawn,
agar tim mendapatkan suplai bahan bakar yang tepat pada setiap
balapannya.
GIRBOKS
Terpasang di belakang mesin, fungsi girboks adalah mengalihkan
tenaga mesin ke roda semulus dan seefisien mungkin. Dulu untuk memfungsikan
girboks dibutuhkan kabel dan kopeling manual. Tapi mobil F1 modern sekarang ini
menggunakan teknologi ‘fly by wire’, di mana untuk memilih gigi (gear),
pembalap cukup menggerakkan tuas yang terpasang di belakang setir mobil.
Penggantian gir dilakukan secara elektro-hidrolik yang berfungsi
mengatur pergantian gigi dan mengendalikan gas, sementara kaki pembalap masih
tetap berada di atas pedal gas.
Transmisi sekuensial tujuh percepatan itu beroperasi seperti
transmisi pada sepeda motor, yang bergerak teratur ke depan dan belakang, bukan
transmisi metoda tradisional ‘H’ yang digunakan pada kebanyakan road car.
Dengan metoda sekuensial, pergantian gigi bisa dilakukan lebih cepat dan lebih
mudah.
PERPINDAHAN GIGI
Setiap weekend race, semua cog (roda gigi
penggerak) pada girboks diganti agar mobil tidak mengalami ‘gagal operasi’ pada
saat diturunkan di atas lintasan. Rasio (atau ukuan) gir pada setiap weekend
race juga diganti, sesuai dengan level akselerasi dan speed paling
maksimal yang dibutuhkan pembalap.
Menjelang weekend race, tim menyesuaikan level gigi paling atas
(tujuh) sehingga pada saat kualifikasi putaran mesin bisa mencapai batas
tertinggi di ujung trek lurus utama. Tapi pada saat race, limit putaran mesin
biasanya diturunkan agar putaran mesin bertambah ketika pembalap
mengikuti slipstream mobil lap di depannya.
Setelah itu, engineer memilih gigi paling rendah yang dibutuhkan
di trek. Penyesuaian ini dilakukan agar mobil mendapatkan akselerasi terbaik
pada saat keluar tikungan paling lambat di trek yang dimaksud. Sedangkan rasio
gigi lainnya antara gigi paling atas dengan gigi bawah diseting dengan interval
yang sama. Untuk mengganti keenam rasio gigi tersebut di pit, mekanik
membutuhkan waktu sekitar 40 menit.
Seperti halnya dengan mesin, Shell juga memainkan peranan
penting agar girboks Ferrari bekerja semulus mungkin. Karena pada setiap balapan
perpindahan gigi bisa mencapai ribuan kali, suhu di dalam girboks bisa mencapai
lebih dari 100 derajat Celcius, sehingga dibutuhkan pelumas yang bisa
mendinginkan girboks.
“Dalam hal pelumasan girboks dan mesin, efisiensi pelumasan dan
kinerja perlindungannya harus dikompromikan,” kata Shell Formula 1 Technical
Manager Mike Copson.
“Kami senantiasa menganalisa setiap saat bagaimana mengurangi
gesekan (antara komponen-komponen yang bergerak), karena gesekan itu adalah
musuh tenaga mesin. Pola perpindahan pada girboks F1 sangat keras dan kasar;
untuk mengganti gigi dibutuhkan waktu sekitar 20 milidetik sehingga pembalap
bisa memindahkan gigi dengan sangat cepat.
“Monaco adalah salah satu sirkuit yang mewajibkan girboks
bekerja ekstra keras. Pembalap melakukan perpindahan gigi setiap dua detik,
alias 3000 kali sepanjang balapan.
“Volume kerja oli transmisi sangat ekstrim. Tidak hanya dikocok
di sekitar gigi, tetapi juga berfungsi melumasi dua permukaan yang saling
bergesekan dan hal itu bukan perkara mudah. Oleh karena itu, oli girboks
dituntut bekerja lebih keras dibandingkan oli mesin.
“Selain itu, mobil yang membalap di Monaco relatif lamban
sehingga tak dibutuhkan pendinginan terlalu banyak, makanya menambah beban
kerja oli. Jadi jika dibandingkan dengan trek-trek lainnya, oli dengan daya
perlindungan tinggi sangat dibutuhkan di Monaco.”
Lihat profil lengkap
·
Transducer berasal dari kata
”Traducere” dalam bahasa latin yang berarti mengubah. Sehingga transducer
Tidak ada komentar:
Posting Komentar