Beginilah Mesin Mobil F1 Bekerja, Mesin Kecil Dengan Tenaga Melimpah

Beginilah Mesin Mobil F1 Bekerja, Mesin Kecil Dengan Tenaga Melimpah

6010
0
BERBAGI
(foto : Formula 1)

Apakah anda salah satu penggemar balap mobil Formula 1? Apakah anda salah satu orang yang selalu terheran-heran dengan kecepatan yang dihasilkan oleh mobil-mobil balap Formula 1? Apakah anda salah satu pengagum suara melengking mesin Formula 1? dan apakah anda salah satu yang penasaran dengan bagaimana cara kerja mesin mobil F1? Artikel ini akan sedikit menjelaskan tentang garis besar kerja mesin Formula 1.

Mobil Formula 1 selalu menghasilkan suara mesin yang melengking tinggi, dan terdengar sangat ringan meraih putaran tinggi. Karakter mesin yang seperti ini tentu saja tidak lepas dari konstruksi mesinnya. Lalu sebenarnya bagaimanakah cara kerja mesin Formula 1 ini sehingga bisa menghasilkan suara tinggi, dan kecepatan yang luar biasa? Mari kita bahas bersama-sama.

Diciptakan untuk Meraih Putaran Tinggi

Mesin Formula 1 diciptakan untuk bisa meraih putaran tinggi dalam waktu yang singkat. Mesin Formula 1 bahkan dapat meraih 20.000 rpm dengan cepat. Karakter ini terbentuk salah satunya karena mesin Formula 1 ini memiliki langkah (stroke) yang sangat pendek (over square). Langkah piston yang dibuat sangat pendek ini bahkan memiliki perbandingan hingga 1 : 2 dengan diameter piston, dengan kata lain panjang langkah piston setengah dari diameternya. Hal inilah yang menyebabkan putaran mesin Formula 1 jadi lebih tinggi, bahkan saat dalam keadaan idle atau langsam sekalipun. Saat mobil memasuki pit stop untuk mengganti ban atau mengisi bahan bakar, anda bisa dengar mesinnya tetap meraung walaupun dalam keadaan langsam.

Semakin pendek langkah, semakin cepat mesin meraih putaran atas (foto : Race Car Engineering)

Mesin dengan langkah pendek seperti ini memiliki kelemahan dalam hal torsi. Mesin ini akan sangat sulit untuk menghasilkan torsi tinggi, oleh karena itu jumlah silinder Formula 1 dibuat lebih banyak antara 6, 8, 10, bahkan 12 silinder. Akan tetapi, dengan alasan keselamatan jiwa pembalap, FIA menggulirkan regulasi yang membatasi jumlahnya tidak melebihi 8 silinder dan kapasitas mesin pun dibatasi hanya 2.400 cc.

Mesin Naturally Aspirated

Mungkin banyak yang berpikir bahwa mesin Formula 1 adalah tipikal mesin forced induction atau mesin yang mendapat tambahan ‘nafas’ seperti turbocharger atau supercharger. Sayangnya, tambahan seperti ini tidak diperbolehkan digunakan dalam kompetisi Formula 1. ‘Nafas’ mesin hanya boleh mengandalkan kevakuman yang diciptakan oleh langkah isap piston alias naturally aspirated.

Air scoop yang bisa memaksa udara masuk ke saluran udara untuk masuk ke ruang bakar mesin (foto : Reddit)

Untuk mengatasi hal ini, para perancang mesin akhirnya berkolaborasi dengan desainer mobil F1 untuk menyiasatinya. Mereka membuat airscoop di bagian atas kepala pembalap untuk menangkap dan memaksa udara agar menekan saluran air intake yang efeknya mirip efek turbocharger.

Bahan Ringan

Selain dengan langkah piston yang pendek, agar mesin mudah meraih putaran tinggi dengan spontan komponen mesin pun dibuat seringan mungkin. Selain itu kekuatan komponen juga harus diperhitungkan agar mesin mampu menyelesaikan race. Oleh karena itu, komponen mesin yang bergerak dibuat dari material yang ringan namun tangguh. Bahan baku berbau futuristik seperti titanium, berilium, aluminium sampai magnesium harus diadopsi, tentu saja dengan konsekuensi biaya produksi yang tinggi

Selain berbahan ringan, bentuk piston yang minimalis pun bisa mengurangi berat mesin, dan memperingan putaran mesinnya (foto : Jalopnik)

Dengan bahan pembuatan yang super ringan, berat total mesin hanya berada pada kisaran 100 kg saja, apalagi dengan pengurangan jumlah silinder, sangat mungkin bobot mesin F1 bisa di bawah 90 kg. Bobot komponen yang ringan rawan menimbulkan getaran dahsyat pada mesin, oleh karena itu agar mesin berputar tanpa getaran, seluruh piston dan setang pistonnya mengalami penyeragaman pada bobotnya dengan tingkat toleransi hingga hitungan miligram, sehingga antara piston satu dan lainnya nyaris tidak memiliki perbedaan bobot.

Boros Bahan Bakar

Jelas tidak ada yang menyangsikan bahwa mesin Formula 1 boros bahan bakar, tetapi paling tidak apakah anda tau seberapa boros konsumsi bahan bakar mesin Formula 1? Berkat pengembangan teknologi, mesin 2400 cc V8 pada mobil Formula 1 sanggup mengkonsumsi 650 liter udara per detiknya dengan konsumsi bahan bakar yang menghabiskan antara 60 hingga 75 liter untuk jarak 100 km, atau kurang lebih 1 liter bahan bakar habis dalam jarak 1,6 km, wow!

Jangan heran jika mobil Formula 1 harus sering-sering refueling atau mengisi bahan bakar di pit stop (foto : Digital Trends)

Untuk mengimbangi kemampuan mesin seperti itu, suplai bahan bakar dan waktu pengapian diatur oleh komputer mesin yang lebih akrab kita sebut ECU (Electronic Control Unit). Secara garis besar, perangkat ini mempunyai prinsip yang sama dengan peranti komputer yang ada di mobil anda, yang membedakan adalah software-nya. ECU yang digunakan pada kendaraan pada umumnya, diprogram hanya menangani satu pemetaan, tugas utamanya hanya untuk membaca dan menangani kebutuhan mesin secara keseluruhan, tak peduli berapa pun jumlah silindernya. Padahal, jika dirinci secara saksama, kebutuhan dan kondisi tiap silinder belum tentu sama, oleh karena itu ECU yang dimiliki mesin Formula 1 dengan jumlah silinder 8 buah, tiap silindernya mendapatkan satu jatah pemetaan yang mengatur kebutuhan jumlah bahan bakar dan waktu pengapian secara individual.

Perangkat komputer atau ECU yang memiliki sirip agar bisa membantu pendinginan (foto : Electronics-Eetimes)

Saat mesin Formula 1 bekerja pada putaran yang konstan, masing-masing silinder belum tentu mendapat jumlah bahan bakar dan waktu pengapian yang sama. Dengan kata lain, rangkaian elektronik ini akan mengatur dengan tepat jumlah bahan bakar yang harus diberikan dan kapan waktu pengapian yang pas pada masing-masing silindernya. Selain itu, antara hardware dan software telah dirancang sedemikian rupa agar dapat diprogram ulang untuk dapat diseting dengan kondisi cuaca, kondisi trek, karakter sirkuit, sampai ke karakter pembalap.

TIDAK ADA KOMENTAR

LEAVE A REPLY