Aerodinamika Mobil

Gaya-gaya yang bekerja pada mobil yang bergerak (kecepatan > 80km/jam) Gaya yang bekerja pada mobil bergerak • ❖ ❖ ❖ ❖ a. Gaya lift up yaitu gaya angkat keatas pada mobil sebagai akibat pengaruh dari: Speed. Bentuk sirip. Stream line. Aerodinamika desain. b. Down Force yaitu gaya tekan kebawah pada mobil akibat pengaruh dari: ❖ Konstruksi chasis ❖ Desain konstruksi mobil ❖ Penempatan beban pada mobil ❖ Penambahan aksesories pada mobil ❖ Bentuk telapak (kembangan ban) ❖ Penempatan titik berat ❖ Bobot berat dan bobot penumpang ❖ Penempatan spoiler (front spoiler dan rear spoiler). • • c. Gaya Turbulen yaitu gaya yang terjadi dibagian belakang mobil yang berupa hembusan angin dari depan membentuk pusaran angin dibagian belakang mobil. d. Gaya gesek kulit yang Disebabkan oleh gaya geser yang timbul pada permukaan –permukaan luar kendaraan melalui aliran udara. • 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 gaya tersebut bekerja pada titik yang disebut dengan "Center of Pressure" (Cp). Besarnya gaya yang terjadi tersebut (FD,FL, FL), kecepatan angin (VA) dan sudut arah angin (βA) diperoleh melalui pengujian langsung model atau mobil aslinya pada terowongan angin (wind tunnel). Nilai besaran yang telah didapatkan dari terowongan angin selanjutnya dihitung untuk menghasilkan Coeffisien of Drag (CD), Coeffisien of Lift (CL) dan Coeffisien of Side (CS). • 1. 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. Tabel Coefisien of Drag (CD) secara umum untuk beberapa jenis mobil Gaya hambat total terdiri dari beberapa jenis gaya hambat yaitu : • Gaya hambat total terdiri dari beberapa jenis gaya hambat yaitu : a. 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. b.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. c. 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. d. Hambatan Aliran Dalam. Hambatan aliran dalam ini berupa hambatan oleh aliran udara yang mengalir melalui sistem pendingin mesin yaitu radiator. Hambatan-hambatan tersebut di atas 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. • 2. 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 se hingga 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. • 3. 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. • Deflector Defector ini merupakan salah satu bagian dari sebuah mobil yang memperhatikan sisi aerodinamika sebuah kendaraan yaitu dimana deflector ini berfungsi untuk menyalurkan udara yang menerpa bagian depan kendaraan pertama kali dan membuat aliran angin tersebut menjadi terarah keluar dan membuat kendaraan kita menjadi stabil pada saat kecepatan tinggi, tetapi selain kegunaan tersebut deflector ini juga berfungsi untuk membuang kotoran atau debu yang menerpa kendaraan saat melaju pada kecepatan ynag tinggi dan membuang debu atau kotoran itu langsung terlempar keatas sehingga tidak membentur kaca depan mobil. • Bumper Bagian depan adalah bagian mobil yang lebih dulu membelah angin ketika mobil melaju dalam kecepatan tinggi. Makanya untuk menciptakan keseimbangan di bagian depan, para mekanik WRCar paling concern pada bagian bumper. Tingkat aerodinamika pada bagian WRCar sangat vital. Pasalnya, FIA menerapkan regulasi untuk sistim pendingin mesin. Kalau mengikut aturan FIA, sistim pendinginan belum mampu bekerja secara maksimal untuk mendinginkan mesin. Makanya mobil harus mangandalkan udara sebagai alat pembantu pendinginan. Caranya dengan memodifikasi bentuk bumper semaksimal mungkin. Bentuk bumper yang baik dengan tingkat aerodinamika yang tepat bisa membantu mendinginkan radiator dan intercooler. Selain itu membantu memotong (bypass) angin yang melewati ruang mesin. Volume udara dan kecepatan udara yang masuk dari depan dapat berfungsi mendinginkan intercooler. Contoh soal menghitung downforce suatu kendaraan: Untuk menambah downforce, sebuah mobil memasang 2 buah dive plates dg luas 300 cm2, dg AR = 1, dan sudut negatif 30o. Pada bagian belakan dipasang wing dg panjang 1,8 m dan lebar 0.2 m (α = -3o dan αL0 = 3o ). Hitung downforce pada kecepatan 150 km/jam! Jawab: CL dive plates : CL = (0,963+1.521x1,2)sin30o = 1,237 Downforce = 2.CL.0,5ρv2A = 2x1,237x0,5x1,2x(150/3,6)2x0.03 = 77,4 N AR wing = 1,8/0,2 = 9 CL wing = 2π(α- αL0 )/1 + 2/AR = 2π(-3- 3) π /180/1 + 2/9 = 0,538 Downforce wing = CL.0,5ρv2A = 0,538x0.5x1,2x(150/3,6)2x(1,8x0,2) = 202,1 N • Tugas • Buat laporan…. Anggap anda skripsi ambil topik aero. Bikin dr bab 1 sampai bab 3.