Kenali Tentang Aerodinamika Mobil (Part 1)

#Aerodinamika #DesainMobil #BodiMobil

Aerodinamika Mobil | Perlu diketahui bahwa ilmu aerodinamika sudah diterapkan pada mobil balap yang berkecepatan tinggi, seperti mobil balap formula.

Bentuk bodi mobil balap mirip dengan bodi pesawat, dengan bentuk bodi yang streamline dan landai maka gaya hambat udara diminimalisir, sehingga traksi mobil tidak banyak terkurangi gaya hambat udara dan juga pemakaian bahan bakar menjadi lebih irit.

Selain itu, dengan bentuk bodi yang aerodinamis, gaya samping dan momen yang terjadi pada mobil terkendali lebih baik, sehingga stabilitas mobil tetap baik dan aman saat mobil berkecepatan tinggi seperti pada perubahan kecepatan, pengereman, jalan belok, jalan naik-turun dan berbagai manuver lainnya.

Yang membedakan dengan pesawat, kecepatan mobil semakin cepat maka gaya angkat yang terjadi pada bodi mobil harus diminimalisir sehingga ban selalu menapak kuat pada jalan.

Jika beberapa milimeter saja ban mobil terangkat dari jalan, maka perilaku mobil tidak dapat dikendalikan, khususnya rem dan kemudi tidak dapat mengendalikan mobil, sangat berbahaya dan dapat terjadi kecelakaan.

Gaya Aerodinamika Pada Mobil

Gaya aerodinamika yang terjadi pada mobil secara umum terdapat tiga, yaitu: gaya hambat (drag force) aerodinamik [Fd], gaya angkat (lift force) aerodinamik [Fl] dan gaya samping (side force) aerodinamik [Fs].

Gaya Hambat (Drag force) Aerodinamik

Gaya hambat adalah gaya udara yang berlawanan arah dengan arah gerak maju mobil, sehingga menghambat traksi mobil. Secara umum gaya hambat (drag force) dikenal melalui angka Coeffisien of Drag (Cd). Nilai Cd semakin kecil maka aerodinamika bodi mobil semakin baik, karena gaya hambat yang timbul semakin rendah.

Gaya hambat total terdiri dari beberapa jenis gaya hambat yaitu :

Hambatan Bentuk. Bentuk  bodi mobil yang kompleks menyebabkan terjadinya distribusi tekanan  di sepanjang  permukaan  bodi mobil. Saat mobil berjalan terjadi  perbedaan tekanan antara bagian depan mobil dan bagian belakang mobil, tekanan positif  bekerja pada  bagian  depan  mobil  dan tekanan  negatif di bagian belakang mobil, sehingga gaya udara yang bekerja pada  bagian  depan  mobil  lebih tinggi daripada gaya pada bagian belakang mobil, akibatnya  timbul gaya drag yang bekerja berlawanan dengan  arah  gerak  mobil dan menghambat gerak mobil.

Hambatan  Pusaran/Turbulensi (Vortex). Pada bagian belakang mobil terjadi perbedaan tekanan antara bagian atas dan bagian  bawah mobil, menyebabkan terjadinya gerakan  aliran udara dari  permukaan bawah menuju ke permukaan atas mobil yang  berupa  pusaran atau turbulensi (vortex). Timbulnya vortex pada mobil  juga  akan menghambat gerak laju mobil yang  disebabkan  adanya  pengaruh gaya angkat vertikal pada bodi mobil yang sedang bergerak secara horisontal. Vortex yang terjadi akan mengubah arah lift yang semula tegak  lurus  terhadap jalan  menjadi  miring ke belakang.

Hambatan Tonjolan. Adanya tonjolan profil tertentu pada bagian permukaan bodi mobil seperti kaca spion, pegangan pintu, antena dan aksesori lainnya juga mengakibatkan gaya hambat. Oleh karena itu maka komponen tersebut biasanya bentuknya dibuat mendekati bulat dan halus supaya udara yang lewat semakin lancar dan berarti mengurangi hambatan.

Hambatan Aliran Dalam. Hambatan aliran dalam ini berupa hambatan oleh aliran udara yang mengalir melalui sistem pendingin mesin yaitu radiator.

Hambatan-hambatan tersebut diatas semuanya tidak dapat dihindarkan, tetapi penerapan ilmu aerodinamika akan meminimalisir hambatan yang ada. Pada kenyataannya hanya hambatan bentuk dan hambatan pusar yang paling besar pengaruhnya terhadap gaya hambat secara keseluruhan.

Gaya Angkat (Lift force) Aerodinamik

Perbedaan bentuk antara permukaan atas dan bagian bawah mobil menyebabkan aliran  udara  pada  permukaan  atas lebih  cepat  daripada aliran udara pada permukaan bawah, sehingga tekanan pada permukaan atas mobil lebih rendah daripada tekanan  permukaan bawah.

Faktor lain adalah kekasaran bagian permukaan bawah mobil yang disebabkan oleh profil mesin dan komponen lain yang  memperlambat aliran dibawah sehingga memperbesar tekanan aliran  permukaan bawah. Karena  itu  tekanan yang bekerja pada bagian bawah mobil secara umum lebih besar dari tekanan yang bekerja pada bigian atas mobil sehingga menimbulkan  terbentuknya gaya angkat  (lift force) karena  adanya  desakan aliran  udara dari  permukaan bawah ke permukaan atas mobil.

Gaya ini bekerja dalam  arah vertikal dan biasanya arah ke atas ditandai sebagai arah positif dan ke bawah sebagai  arah negatif.

Gaya Samping (Side force)

Jika ada gerakan angin yang tidak sejajar dengan arah gerak mobil sehingga membentuk sudut tertentu terhadap lintasan  mobil, maka akan terjadi gaya samping. Gaya samping bekerja dalam arah horisontal dan transversal  sehingga  bersifat mendorong  mobil ke samping. Gaya samping juga terjadi pada kondisi mobil berbelok. Bodi mobil yang semakin aerodinamis akan mengeliminir terjadinya gaya samping, sehingga stabilitas mobil lebih terkendali dengan baik.