Assalamu’alaikum wa rochmatullohi wa barokatuh
Semoga Allah menyelamatkan kita semua di mana pun kita berada
Untuk saat ini pagelaran balap motor motogp memang masih menjadi yang tertinggi dalam hal teknologi. Meskipun iwf menganggap motor-motor yang berlaga pada balapan motogp memang dibuat tidak cerdas, akan tetapi dalam hal yang lain seperti material, aerodinamika dan lain sebagainya motor-motor motogp menggunakan teknologi dan material nomor wahid. Karena motor motogp dituntut bekerja pada kondisi yang sangat ekstrim, pada putaran dan suhu yang sangat tinggi.
Beberapa bagian dari sistem dan komponen di motor motogp kemudian sedikit demi sedikit mulai diturunkan pada motor-motor yang kastanya lebih rendah. Sementara teknologi yang digunakan di motor motogp terus berkembang. Tentu saja dengan berbagai kekangan regulasi agar peran pengendalian tetap ada di tangan pembalap (rider). Berikut ini beberapa teknologi motogp yang terus berkembang sampai saat ini …
Engine (Mesin)
Pasti yang pertama disorot adalah engine, karena engine adalah penghasil tenaga (power) yang menjadikan motor bisa bergerak. Semakin besar power yang dihasilkan semakin kencang motor bisa melaju. Untuk saat ini convigurasi mesin yang digunakan ada dua yaitu :
- V4 : honda, ducati, ktm dan aprilia
- Inline-4 : yamaha dan suzuki
Untuk mendapatkan engine yang powerful, maka engine harus memenuhi persyaratan berikut :
- menghasilkan torsi yang sebesar-besarnya dengan power band yang lebar
- menghasilkan power yang setinggi-tingginya
- harus memiliki keandalan dan durabilitas yang tinggi, alias harus kuat bekerja pada kondisi ekstrim (memenuhi 2 syarat di atas) dalam waktu yang lama
Untuk memenuhi persyaratan ini maka engine/mesin harus mampu memasukkan (menyedot) udara masuk ke dalam silinder sebanyak mungkin. Dan engine dapat berputar sekencang mungkin. Beberapa part yang terkait dengan aspek ini adalah part yang berada di sekitar silinder yaitu :
- camshaft-klep-per klep : sebagai sistem masuk dan buang udara ke dalam dalam dan ke luar silinder.
- piston-ring piston-silinder : sebagai pengkonversi energi panas hasil pembakaran menjadi energi gerak transversal.
- connecting rod-crankshaft : mengubah gerakan transversal piston menjadi gerakan berputar.
- clutch (kopling)-gearbox-sprocket : menyampaikan power dari crankshaft menuju ban/roda belakang
Jika diperhatikan fungsinya, maka terlihat sama saja dengan part motor konvesional yang biasa kita pakai. Perbedaannya adalah pada motor biasa yang ingin dicapai efisiensi tinggi (irit), emisi rendah, harga terjangkau dan performa secukupnya . Sehingga material yang digunakan untuk membangun engine (dan juga motor secara keseluruhan) yang kekuatannya juga secukupnya. Sedangkan motor motogp dirancang untuk menjadi motor dengan power sebesarnya, sehingga kualitas material untuk part yang digunakan dipastikan kualitas nomor-1 alias part eksotis.
Nah engine bisa memenuhi syarat ini harus punya spesifikasi part yang tangguh. Harus tahan panas dan tahan gesek. Karena panas dan gesekan dapat membuat part aus dan kurang presisi sehingga langsung berdampak penurunan power. Pastinya part-part yang disematkan pada motor motogp lebih eksotik dibandingkan part yang disematkan pada motor superbike. Jadi spesifikasi yang digunakan pada superbike dapat dijadikan acuan terendah untuk spesifikasi motor motogp.
Berikut ini beberapa part di engine motogp yang sempat iwf telusuri, yang paling berpengaruh pada performanya :
- Klep (valve), mekanisme buka tutup harus mempu bekerja presisi pada putaran tinggi. Aplikasi pegas untuk menghasil gaya yang mengembalikan klep ke posisi awal setelah ditekan oleh nokenas (camshaft), tidak mampu untuk bekerja pada putaran yang sangat tinggi. Sehingga muncul fenomena klep floating, yang mengakibatkan kerugian tenaga, karena kompresi bocor.
Untuk mengatasi ini digunakanlah mekanisme klep (valve train) yang lebih baik yaitu desmodromic (ducati) dan pneumatic (selain ducati : honda, yamaha, suzuki, ktm, aprilia)
Klep harus kuat, tahan panas tapi ringan sangat dibutuhkan untuk putaran tinggi. Untuk menghasilkan klep yang kuat tapi ringan, bahan klep diganti dari baja menjadi titanium dan berongga (hollow). Untuk mengantisipasi panas yang sangat tinggi hasil pembakaran, rongga klep biasanya diisi dengan garam sodium.
Selain klep yang kuat, seating klep juga harus kuat karena ia menjadi dudukan saat klep menutup. Seperti halnya klep, seating klep mengalami paparan panas yang sangat tinggi (terutama bagian exhaust). Selain itu ia juga mengalami gesekan dan tumbukan dari payung klep, agar clearence antara klep dan camshaft tetap presisi sesuai dengan setingan awal. Untuk hal itu material yang digunakan yang mempu menghadapi gaya-gaya tersebut, jenis material seating klep yang biasa digunakan untuk keperluan balap adalah Beryllium copper atau campuran tungsten carbide+baja (cocok untuk mengadapai tekanan dari klep titanium).
Dan yang terakhir yang merupakan bagian dari valve train adalah noken-as atau camshaft. Yang terpenting dari variabel pada camshaft yang mempengaruhi performa engine adalah gesekan antara bubungan (noken) dengan tappet klep. Semakin kecil gaya geseknya semakin kecil kerugian yang ditimbulkannya dan semakin besar power yang sampai ke roda. Oleh karena itu camshaft dibuat selicin mungkin, yaitu dengan melapisinya (coating) dengan lapisan solid lubricant yaitu diamond like carbon (dlc) pada bagian bubungannya.
- Piston-ring piston-silinder, untuk mampu bekerja pada putaran tinggi, maka gesekan antara piston-ring piston dan dinding silinder harus seminimal mungkin. Artinya material yang digunakan bukan lagi material konvensional seperti motor harian. Kalau motor harian meskipun kelas top-end seperti sport 250 cc 4-silinder (yamaha yzr250, honda cbr 250rr, kawasaki zxr250 dan suzuki gsxr250), kesemuanya meletakkan power maksimumnya di rpm dengan piston speed jauh di bawah 21 m/s.
Bahkan motor superbike terbaru sekalipun power maksimumnya di letakkan di putaran (rpm) yang tidak jauh piston speed 21 m/s. Jika dilihat di tabel di bahwah ini, maksimum piston speed (power maks) berada di 24.75 m/s, dan jika putaran mesinnya dipaksa berputar maksimum seperti yang tertera di speedoemeternya maka piston speed tertingginya adalah 29.39 m/s. Pastinya material yang digunakan pada motor superbike tidak sama dengan motor biasa. Artinya meskipun superbike dengan power maksimum di atas 200 hp, tetap saja pabrikan mengharapkan motor ini tetap awet.
Bagaimana dengan motor yang digunakan di motogp ? Tentu lebih sangar dibandingkan motor superbike. Putaran tertingginya bisa jauh di atas batas maksimum superbike, bisa di atas 19000 rpm. Dan jika dianggap stroke engine motor motogp sama dengan superbike (misalnya stroke honda cbr 1000 rr-r sama dengan honda rc213v-s, yaitu 48.5 mm), maka pada putaran tersebut piston speednya mencapai 30.72 m/s. Dan ini bukan sesuatu yang “wow” dalam dunia balap, karena mesin balap yamaha r15 versi thailand pun mampu mencapainya, lihat tabel ini
Dan putaran setinggi ini bisa dicapai dengan menggunakan material khusus pada piston-ring piston dan lapisan dinding silindernya. Untuk meminimalkan gesekan, agar rugi gesek semakin kecil, maka pada bagian yang bergesekan juga harus di-treatment. Yaitu dilapisi dengan lapisan yang kuat, tahan panas dan super licin. Lapisan yang sama digunakan pada camshaft, yaitu diamond like carbon alias dlc. Karena lapisan ini dapat mengurangi rugi gesek sampai 25%.
- Stang piston (connecting rod) dengan bahan titanium. Dengan bobot yang lebih ringan 20% menjadikan engine lebih mudah berputar pada kecepatan tinggi. Akselerasi juga bisa lebih spontan, karena massa inersianya lebih kecil.
- Crankshaft, bobotnya dari crankshaft sangat menentukan performa engine saat berakselerasi. Bobotnya harus pas tidak kurang dan tidak lebih, kalau terlalu berat sulit berakselerasi, kalau terlalu ringan malah mudah membuat ban belakang spin. Dan kasus ini yang sempat mendera pasukan suzuki dan yamaha di tahun 2017 dan 2018. Selain itu konstruksi engin v4 dan inline4 juga menentukan bentuk crankshaft yang juga berkontribusi pada performa motor dan juga pembalap.
Faktor yang terpenting dari crankshaft lainnya adalah kerugian gesek yang terjadi pada bearing dan juga kekakuan (stiffness). Semakin kaku akan semakin baik, karena getaran dan kerugian geseknya akan minim.
- Kopling, saat ini hampir semua motor yang digunakan dalam motogp sudah mengadopsi seamless gearbox. Aplikasi sistem kopling seamless ini dipelopori oleh honda, kemudian diikuti tim lainnya, karena banyak keuntungannya. Salah satu keuntungannya adalah semakin minimnya kehilangan waktu saat perpindahan gigi, karena nggak perlu ngopling.
Rangka (Frame)
Rangka motor bagai tulang pada tubuh manusia. Karena rangka menopang tubuh dan menjadi penopang bagi semua perangkat (part, sub-sistem dan sistem lain-lain) yang mendukung performa motor secara keseluruhan. Termasuk menggendong mesin, menerima getaran dari roda dan menerima gaya goyangan badan pembalap. Selama berlangsungnya pagelaran motogp, sejauh yang iwf tahu ada 3 tipe rangka :
- Baja trelis
Rangka tipe ini sangat mudah disesuaikan dengan setingan yang dibutuhkan. Misalnya perubahan ergonomi pembalap, kemiringan rake, posisi CoG, panjang wheelbase dan lain sebagainya. Karena perubahannya mudah dengan melakukan pemotongan dan pengelasan. - Aluminium twin spar
Rangka tipe ini memiliki memiliki kekuatan yang dapat diandalkan dalam menghandle engine dengan poerforma tinggi. Karena sangat kokoh dan kaku, akan tetapi memiliki bobot yang paling berat. Dan sangat sulit merubah konstruksi dari rangka jenis ini untuk memenuhi keinginan pembalap. - Serat karbon monokok
Rangka tipe ini memiliki keunggulan dalam masalah kekakuan dan bobot yang ringan. Seharunya merupakan gabungan keunggulan antara ranga pipa baja dan aluminium. Karena cukup mudah membuatnya dan dapat disesuaikan dengan ergonomi, bentuk dan hal-hal lainnya yang terkait dengan disain. Akan tetapi justru ketika diaplikasikan pada motor ducati, prestasinya dianggap kurang sukses, sehingga akhirnya ducati beralih ke rangka aluminium.
Saat ini yang menggunakan rangka pipa baja trelis adalah motor ktm sedangkan sisanya menggunakan rangka twin spar aluminium dengan kombinasi swing arm serat karbon (carbon fibre). Masing-masing tipe punya kelebihan dan kelemahan, yang bukan hanya tergantung pada tipe dan bahan (material), akan tetapi juga tergantung pada performa engine, kompon ban, style pembalap dan lain sebaginya.
Pelajaran dari tim ducati memberikan banyak informasi, bagaimana ducati menggunakan tipe rangka yang berbeda-beda. Ducati pernah menggunakan rangka baja trelis sampai tahun 2008, pada tahun 2009 menggunakan rangka serat karbon sampai tahun 2014. Dan tahun 2014 ducati juga mencoba menggunakan rangka aluminium yang dikombinasikan dengan serat karbon sampai saat ini.
Engine (mesin) dengan power yang sangat kuat membutuhkan rangka yang kaku. Jika rangka kurang kaku getaran yang dihasilkan mesin dapat membaayakan pembalap. Akan tetapi rangka yang terlalu kaku juga menjadikan motor sulit dikendarai. Dan hal ini dapat menjadikan pembalap cepat lelah dan kecepatan yang dicapainya (lap time) menjadi kurang optimal. Oleh karena itu saat ini banyak tim menggunakan rangka aluminium twin spar yang kekakuannya bisa diatur (disesuaikan dengan kebutuhan) dengan menambahkan serat karbon (carbon fiber reinforced frame), seperti tampak rangka motor suzuki dan honda pada gambar ini.
Untuk sementara dua bagian ini saja dulu, dan masih ada beberapa bagian yang akan juga iwf sampaikan seperti aerodinamika, elektronik, rem, suspensi, ban dan perangkat keamanan. In sya Allah akan iwf tuliskan dalam artikel berikutnya. Kepada para pembaca motogokil.com yang punya informasi lebih detil, mohon koreksinya jika ada yang salah dan mohon masukannya jika ada yang kurang. Semoga bermanfaat, wassalamu’alaikum wa rochmatullohi wa barokatuh.
Simak juga beberapa artikel terkait yang tidak kalah informatifnya, yang bisa menambah perbendaharaan referensi masbro mengenai teknologi apa saja yang sudah diaplikasikan di ajang balap motogp.