Membedah Mobil F1

Mobil Ferrari F2002

Pada dasarnya, mobil Formula Satu tidak berbeda dari mobil Chevrolet yang diparkir di garasi Anda. Mereka menggunakan mesin pembakaran internal dan memiliki transmisi, suspensi, roda dan rem. Tapi di situlah kesamaan berakhir. Mobil F1 tidak dirancang untuk dipakai mengemudi santai atau meluncur di jalan tol. Segala sesuatu yang terkait dengan F1 terarah pada satu hal yaitu kecepatan. Mobil F1 dengan mudah dapat mencapai kecepatan diatas 300 km/j. Rekor mobil F1 tercepat yang dicatat di ajang resmi terjadi di GP Italia 2005 saat Juan Pablo Montoya diatas mobil McLaren bermesin Mercedes-Benz V10 menembus angka kecepatan 372 km/j.

Mari kita lihat apa saja sistem utama dari sebuah mobil Formula Satu.

SASIS

Skema sasis mobil F1 modern

Inti dari sebuah mobil Formula Satu adalah sasis – bagian dari mobil ke mana semuanya melesat dan melekat. Seperti mobil yang paling modern dan pesawat terbang, mobil F1 dibangun dari konstruksi monokok. Monokok atau kata aslinya monocoque adalah kata serapan dari Bahasa Perancis yang berarti “sel tunggal,” yang mengacu pada proses pembuatan seluruh bagian dari satu jenis materi. Dulu mobil F1 dibangun dari basis alumunium dan baja, tapi hari ini mobil F1 dibangun dari komposit yang kuat, seperti serat karbon yang diputar dan diatur dalam resin atau serat karbon berlapis yang dibuat seperti jaring aluminium. Hasilnya adalah mobil ringan yang dapat menahan ke bawah dengan kekuatan besar yang diproduksi sebagai kendaraan bergerak melalui bagian atas udara saat roda berputar.

Monokok menggabungkan kokpit sebagai salah satu kesatuan sel kuat yang mengakomodasi pembalap yang duduk disana. Berbeda dengan kokpit mobil jalan raya biasa, yang dapat menunjukkan perbedaan besar, kokpit mobil F1 harus mematuhi peraturan teknis yang sangat ketat. Mereka harus, misalnya, memenuhi persyaratan ukuran minimum dan harus memiliki lantai yang datar. Kursi, bagaimanapun, dibuat agar sesuai pengukuran yang tepat dengan ukuran tubuh pembalap sehingga gerakannya terbatas sebagai mobil bergerak di sekitar trek.

MESIN

Mesin V8 Cosworth

Sebelum musim 2006, mobil Formula Satu memakai mesin V10. Kemudian aturan berubah, menetapkan penggunaan mesin V8 2,4-liter. Meskipun output daya jatuh dengan perubahan peraturan ini, mobil F1 masih mampu mempertahankan kapasitasnya sebagai mobil tercepat. Sebagai perbandingan, mesin 2,5 liter dari mobil Jetta Volkswagen memproduksi hanya 150 tenaga kuda. Tentu saja, mesin Jetta dibangun untuk bertahan selama jarak 100.000 mil atau lebih. Sebaliknya mesin F1 harus dibangun kembali setelah mencapai daya kerja sekitar 500 mil. Kenapa? Karena ketika mesin mengeluarkan tenaga maksimal, mesin tersebut harus berjalan pada tingkat putaran yang sangat tinggi – hampir 19.000 putaran per menit. Menjalankan mesin pada rpm tinggi tentu menghasilkan panas yang tidak terkira dan menempatkan banyak stres pada bagian yang bergerak.

Bahan bakar yang dipakai untuk pembakaran di mesin mobil F1 sekilas memang tidak sama dengan bensin lokal yang Anda beli di SPBU, tetapi masih memiliki kemiripan. Sejumlah kecil senyawa non-hidrokarbon diperbolehkan, namun sebagian besar zat aditif yang dipakai agar mesin mampu bekerja maksimal telah dilarang sepenuhnya. Semua dalam semua, sebuah tim F1 menggunakan sekitar 50 campuran bahan bakar yang berbeda yang disesuaikan dengan kondisi trek yang berbeda-beda. Setiap campuran bahan bakar tersebut harus diserahkan kepada FIA, badan olahraga yang mengatur, untuk persetujuan komposisi dan sifat fisik.

Oh ya, mulai musim 2014, F1 akan menggunakan mesin V6 1,6 liter dengan tambahan turbocharger, hal yang sempat populer di arena F1 pada dekade 1980-an.

TRANSMISI
Tugas utama transmisi adalah untuk mentransfer semua kekuatan mesin ke roda belakang mobil Formula Satu. Transmisi terhubung langsung ke bagian belakang mesin. Anda tidak perlu repot mencari perbedaannya. Transmisi ini mencakup semua bagian yang Anda bisa temukan di mobil jalanan biasa — girboks, diferensial dan driveshaft. Gearbox harus memiliki minimal empat gigi maju dan maksimal tujuh gigi (mulai 2014 ada 8 gigi). Girboks enam kecepatan cukup populer selama beberapa tahun, tetapi kebanyakan mobil F1 saat ini menjalankan girboks tujuh kecepatan. Sebuah gigi mundur juga harus dipasang. Girboks dihubungkan ke diferensial, satu set gigi yang memungkinkan roda belakang berputar dengan kecepatan yang berbeda saat menikung. Dan diferensial terhubung ke driveshaft, yang mentransfer daya ke roda.

Memindahkan gigi dalam mobil F1 yang tidak sama dengan memindahkan gigi dalam mobil jalanan biasa dengan transmisi manual. Alih-alih menggunakan skema perpindahan tradisional “H” melalui tuas persneling, pembalap F1 memindahkan gigi melalui sebuah tuas yang terletak tepat di belakang kemudi. Untuk turun gigi menggunakan sisi kiri sementara naik gigi menggunakan sisi kanan. Meskipun sistem transmisi otomatis penuh, termasuk sistem dengan kontrol peluncuran canggih ada di mobil sport mewah, untuk F1 transmisi jenis ini dilarang. Hal ini membantu mengurangi biaya keseluruhan dari power train dan memungkinkan pembalap untuk menggunakan keterampilan pergantian gigi untuk mendapatkan keuntungan dalam perlombaan.

AERODINAMIKA
Sebuah mobil balap Formula Satu didefinisikan sebuah karya aerodinamis dengan mesin yang kuat. Itu karena setiap mobil yang berjalan pada kecepatan tinggi harus mampu melakukan dua hal dengan baik: mengurangi hambatan udara dan meningkatkan downforce. Mobil F1 yang rendah dan lebar dimaksudkan untuk mengurangi hambatan udara. Sayap, plat diffuser, dan barge boards dimaksudkan untuk meningkatkan downforce. Mari kita lihat masing-masing secara lebih rinci.

  • Sayap: Pertama kali muncul pada tahun 1960, beroperasi pada prinsip yang sama seperti sayap pesawat namun dengan pengertian yang terbalik. Sayap pesawat menciptakan gaya angkat sementara sayap pada mobil F1 merupakan produk downforce yang memegang kendali mobil ke trek, terutama saat menikung. Sudut depan dan sayap belakang dapat disesuaikan untuk mendapatkan keseimbangan yang ideal antara resistensi udara dan downforce.
  • Insinyur Lotus menemukan pada 1970-an bahwa mobil F1 sendiri dapat berubah menjadi sayap raksasa. Dengan menggunakan desain undercarriage yang unik, mereka mampu mengekstrak udara dari bawah mobil, menciptakan daerah tekanan rendah yang tersedot seluruh kendaraan ke bawah. Ini disebut “ground-effect”. FIA langsung melarang inovasi ini dan membuat peraturan ketat yang diberlakukan untuk mengatur desain undercarriage. Bagian bawah mobil saat ini harus datar mulai dari kerucut hidung ke garis poros belakang. Di luar garis itu, insinyur boleh berinovasi bebas. Kebanyakan menggabungkan diffuser, sebuah perangkat yang terletak tepat di bawah mesin dan gearbox yang menciptakan efek hisap karena saluran udara yang masuk dan lolos ke belakang mobil.
  • Sebagian efek aerodinamika mobil F1 berkaitan dengan bagaimana mendapatkan udara untuk bergerak yang sesuai dengan posisi dimana Anda ingin bergerak. Plat endplates yang kecil dengan daerah flens pada tepi sayap depan membantu “mengambil” udara secara langsung di sepanjang sisi mobil. Barge boards yang terletak tepat di belakang roda depan, mengambil udara dari sana, mengarahkannya ke sisi kiri-kanan mobil untuk membuat lebih downforce.

Hasil dari semua ini adalah rekayasa aerodinamis yang merupakan gabungan downforce yang setara dengan berat sebesar 2.500 kilogram. Itu lebih dari empat kali berat mobil F1 itu sendiri.

SUSPENSI
Suspensi mobil Formula Satu memiliki semua komponen yang sama dengan suspensi dari mobil jalan raya biasa. Mereka termasuk komponen pegas, peredam, lengan dan anti-sway bar. Untuk menjaga hal-hal sederhana di sini, kita akan mengatakan bahwa hampir semua mobil F1 memiiki fitur suspensi double wishbone. Sebelum setiap perlombaan, tim akan melakukan pengaturan suspensi untuk memastikan bahwa mobil bisa mengerem saat menikung secara aman, namun tetap memberikan respon penanganan.

REM
Anda akan mengenali semua bagian-bagian dari rem cakram mobil biasa ditemukan di mobil F1. Perbedaan besar, tentu saja, adalah bahwa rem yang digunakan di mobil F1 harus mampu menghentikan mobil yang berjalan pada kecepatan lebih dari 300 km/j. Hal ini menyebabkan rem menyala merah-panas ketika mereka digunakan. Untuk membantu mengurangi keausan dan meningkatkan kinerja pengereman, cakram serat karbon dan bantalan ditambahkan dalam susunan rem mobil F1. Sistem rem ini sangat efektif pada suhu sampai 750 °C (1.382 °F) meskipun beratnya sangat ringan. Lubang di sekitar tepi cakram rem memungkinkan panas untuk mengalir dengan cepat. Mobil-mobil juga memiliki saluran udara dipasang pada bagian luar hub roda untuk mendinginkan rem. Saluran udara ini berubah-ubah untuk persyaratan pengereman yang berbeda dari setiap sirkuit.

BAN

Ban Pirelli F1

Ban mobil balap Formula Satu mungkin menjadi bagian paling penting dari seluruh bagian mobil. Hal ini tampaknya seperti berlebihan sampai Anda berpikir bahwa ban adalah sebuah alat biasa yang menyentuh permukaan trek. Itu berarti semua sistem utama lainnya — mesin, suspensi dan pengereman — melakukan pekerjaan mereka dengan cara ban. Jika ban tidak melakukan kinerjanya dengan baik, mobil tidak akan tampil baik, terlepas dari keunggulan teknis ditunjukkan dalam sistem lain.

Seperti setiap bagian dari mobil Formula Satu, ban juga punya peraturan ketat. Ban slick – “ban botak” yang tidak memiliki alur – diperkenalkan pada tahun 1960 dan digunakan sampai tahun 1998 (sebelum kemudian kembali pada musim 2009). FIA telah beberapa kali mencoba mengatur soal ban ini dengan tujuan untuk mengurangi kecepatan menikung dan membuat olahraga lebih kompetitif. Pada mobil F1 hari ini, ban depan harus punya diameter antara 12 dan 15 inci dan ban belakang antara 14 dan 15 inci. Dalam kondisi hujan, mobil dapat memakai ban “intermediate” dan “basah”, yang memiliki pola tapak penuh dirancang untuk menyalurkan air dari permukaan jalan.

Ban mobil F1 terbuat dari senyawa karet yang sangat lembut yang memungkinkan ketika mereka memanas saat berjalan diatas trek mampu memberikan kekuatan mencengkeram yang besar. Bahkan, ban balap memiliki performa terbaik pada suhu tinggi, sehingga mereka harus melalui masa pemanasan ban sebelum lomba. Jarak yang bisa ditempuh oleh satu set ban F1 adalah sekitar 125 mil.

Kontrol traksi dapat memperpanjang umur ban dengan membatasi putaran roda, terutama di bawah beban yang dikenakan oleh menikung. Sistem kontrol traksi menggunakan sensor elektronik untuk membandingkan kecepatan roda yang satu dengan yang lainnya. Jika ada salah satu roda yang berputar lebih cepat dari permukaan jalan maka sistem komputer dalam mesin akan secara otomatis mengurangi putaran di bagian roda tersebut. Kontrol traksi telah diperbolehkan dan dilarang dalam beberapa kali kesempatan sepanjang sejarah Formula Satu modern. Kontrol traksi terakhir diizinkan sejak awal musim 2002, tetapi dilarang sama sekali sejak awal musim 2008.

RODA KEMUDI

Skema setir mobil F1

Setir atau roda kemudi mobil Formula Satu sedikit berbeda dengan dengan kemudi mobil jalan. Sebagai pusat komando mobil, roda kemudi mobil F1 memiliki belasan tombil yang cukup memusingkan bagi kita yang memang bukan pembalap. Tombol-tombol itu diantaranya tombol untuk mematikan mesin, tombol radio komunikasi dan lain sebagainya. Selama perlombaan, pengemudi dapat mengontrol hampir setiap aspek kinerja mobil – perubahan gigi, campuran bahan bakar, keseimbangan rem dan banyak lagi – hanya dengan sentuhan jari. Luar biasanya, semua kendali ini datang pada roda kemudi yang memiliki diameter setengahnya dari kemudi mobil normal.

Aturan menyatakan bahwa pengemudi harus mampu keluar dari mobilnya dalam waktu lima detik. Untuk memungkinkan hal ini, roda kemudi bergabung ke kolom kemudi melalui konektor snap-on, jadi pembalap dapat memasang dan mencopot roda kemudi dengan mudah.

KERS DAN DRS

  • Kinetic Energy Regenerative System (KERS) adalah sebuah sistem penyimpanan energi yang mengambil lagi energi yang terbuang saat mobil direm. Dengan cara ini, konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit. Emisi gas buang, terutama CO2 dapat pula dikurangi. Ketika mobil direm, mesin tetap bekerja. Tenaga yang dihasilkan mesin tidak terpakai secara optimum karena mobil melambat atau malah berhenti total. Berarti tenaga mesin terbuang percuma. Tenaga yang terbuang berupa gerakan atau putaran komponen mesin itu disebut energi kinetik. Energi itulah yang diambil, disimpan dan nantinya digunakan lagi untuk menjalankan kendaraan. Saat ini ada dua cara memanfaatkan energi kinetik, yaitu mekanikal dan elektrikal. Mekanikal, menggunakan roda gila. Sedangkan elektrikal, tenaga dari mesin diubah menjadi listrik (menggunakan generator), kemudian disimpan pada kapasitor atau aki. Setelah itu baru digunakan membantu mesin menjalankan kendaraan, misalnya berakselerasi. Karena menggunakan dua sumber tenaga , disebut hibrida. Pada Formula 1, KERS yang ditawarkan Flybrid bekerja secara mekanikal. Tenaga mesin yang tidak terpakai saat mobil direm, disimpan pada roda gila berupa putaran atau energi kinetik. Nantinya energi tersebut digunakan lagi ketika gas digenjot.
  • Drag Reduction System (DRS) merupakan sebuah alat yang diperkenalkan di musim Formula 1 tahun 2011 dengan tujuan untuk mengurangi drag aerodinamika dengan harapan bisa menambah aksi menyalip. DRS akan membuka flap (bilah sayap) yang sudah diatur pada sayap belakang (yang ketika tertutup menciptakan lebih downforce untuk menikung lebih besar) untuk mengurangi downforce, sehingga memberikan kecepatan mobil yang sedang mengejar lebih banyak dan kesempatan lebih besar untuk menyalip mobil di depan. DRS datang dengan beberapa kondisi kondisi, seperti mengejar mobil harus berada dalam satu detik untuk DRS yang diaktifkan.
Pos ini dipublikasikan di Formula 1, Motorsport dan tag , , . Tandai permalink.