Motogp mesin big-bang lebih unggul dari screamer?

Posted on Updated on

A Yamaha_YZR-M1_In-line_4-cylinder_engine_2009_Tokyo_Motor_Show

Yamaha YZR-M1 800cc big bang engine bobot lebih berat. Meskipun torsi besar tapi power output sedikit lebih rendah, faktor balance dan vibrasi kurang ideal. Tapi beberapa efek negatif tersebut di bayar dengan power delivery yang lebih bersahabat. Motor lebih mudah di kontrol dan grip ban lebih lama masa kerjanya.

Di era motogp dengan engine 800cc dulu kita ketahui terjadi dua kubu yaitu perbedaan penggunaan engine firing interval. Motor yang memakai engine big-bang “uneven firing interval”, crossplane crankshaft dan yang menggunakan flatplane crankshaft konvensional 180 atau 360 degree V4 dengan sebutan screamer. Meskipun bukan sebenarnya asli screamer karena firing interval yang tidak equal 180 derajat.
Mungkin banyak yang sudah faham perbedaan tehnis dari kedua engine tersebut dan banyak juga blogger Indonesia yang sudah menulis. Tapi saya coba lagi untuk sekedar meramaikan artikel yang sudah ada.
Adanya dua macam tipe engine itu dipakai oleh masing-masing tim mempunyai alasan sendiri. Ducati dan Honda mengaplikasi screamer engine, Yamaha, Kawasaki dengan big-bang. Yamaha menurut Masao Furusawa general manager of engineering operations tidak akan pernah kembali ke screamer  engine lagi, wah ada apa gerangan?
Problem siknifikan yang selalu dihadapi motor balap dengan penyaluran power besar di putaran tengah dan atas adalah grip yang disediakan oleh ban hanya sebesar kartu kredit!. Sangat kecil memang area kontak antara ban dengan aspal sirkuit. Mungkin power motogp 800cc yang muncul pada saat rider buka throttle akselerasi di mid-corner untuk keluar tikungan taruhlah sekitar 100-110 hp pada putaran 9000 rpm at the back wheel. Power output puncak motogp 800cc sekitar 220 hp @17500 rpm (di ban belakang). Untuk perbandingan power 100-110 hp @9000 rpm sedikit lebih besar dari power puncak Kawasaki Z800 yang juga 800cc yaitu 103 hp di ban belakang pada putaran 10200 rpm. Bisa saya pastikan apabila membuka throttle Kawasaki Z800 dengan kuat pada saat motor miring memakai gir transmisi dua, ban belakang akan spin. Jadi bisa dibayangkan bobot motogp 800cc yang lebih ringan sekitar 60 kg dari Kawasaki Z800 tentu muncul masalah di ban belakang kehilangan daya cengkram akibat power makin meningkat mengikuti bertambahnya engine revving. Meskipun daya cengkram/grip ban slicks istimewa maka tendangan torsi yang luarbiasa itu sanggup dipegang tapi tentu ada limitnya.
Adanya traction control menolong banyak ketika ban belakang mulai spin saat akselerasi. Sensor-sensor TC akan mengirim data ke ECU untuk selanjutnya mengkoreksi besarnya torsi yang muncul berlebihan itu dengan segera.
Akibat dari banyaknya frekwensi spin ban belakang tentu pengaruhi langsung terhadap grip atau daya cengkram yang semakin cepat menipis. Suatu kerugian untuk pembalap apabila ban motornya sudah tidak memiliki daya cengkram lagi pada saat setengah sisa lomba masih harus ditempuh. Tidak ada daya dorong (drive out) untuk akselerasi cepat artinya lap time makin lambat.
Engineer mencari cara untuk mempermudah masalah yang dihadapi pembalap GP500 waktu itu dan di teruskan ke motogp kemudian, yaitu memilih firing interval yang tidak konvensional atau uneven firing interval. Tahun 1992 Honda memperkenalkan firing interval tidak konvensional ini ke grid pada era motor GP500 2-tak dengan istilah big-bang. Di aplikasikan di motor NSR500 yang dikemudikan oleh Mick Doohan. Doohan langsung mendapat keuntungan dari mesin big bang ini dengan memenangkan beberapa seri.

big-bang-90-degree-crossplane

Big-bang (uneven firing interval) tiap pulse meledak dua piston dengan jarak 90 derajat rotasi crankshaft. Menyediakan jeda panjang 630 rotasi crankshaft tanpa power tersalurkan ke ban belakang. Atau dua piston meledak saling berdekatan dengan jarak 65 derajat rotasi crankshaft, di ikuti dua piston meledak dalam jarak yang berjauhan.

Inti dari big bang ialah menjadikan ke 2 piston meledak pada waktu yang bersamaan atau berdekatan kemudian disusul sepasang piston lagi, dari pada satu piston meledak setiap 90 derajat rotasi crankshaft tepat seperti cara kerja engine 2-tak screamer atau dengan firing interval konvensional. Satu kali proses kerja (cycle) engine 2-tak adalah 360 derajat sedangkan 4-tak 720 derajat rotasi crankshaft. Keuntungan dari firing interval seperti ini power delivery akan lebih bersahabat terutama akselerasi pada waktu motor masih dalam posisi miring di tikungan, juga pemakaian grip ban bisa lebih awet.
Ban belakang motor dengan engine konvensional disaat akselerasi kuat akan mendapat beban force yang semakin bertambah besar (cumulative affect) mengikuti naiknya rpm. Tekanan yang sama dan konstan bagus untuk kondisi ideal tapi akan menjadi beresiko jika kondisi berubah misalkan besarnya power output dikombinasikan dengan munculnya faktor lain mengakibatkan hilangnya grip. Ban belakang spin karena grip hilang secara tiba-tiba menggeser bagian belakang motor ke arah samping (sideway) dan dalam sekejap pula datang kembali adalah alamat buruk terjadi highside. Digabungkan gaya lateral kesamping dan inertia dari tekanan balik per shock belakang, menciptakan energi besar melempar tinggi si pembalap dari jok motornya.

yamaha-crossplane-crank-layout

Superbike Yamaha YZF-R1 crossplane 90 derajat crankpin

firng-interval-90-degree-crossplane-crank

Berlainan dengan  big bang, mesin superbike Yamaha YZF-R1 masing-masing ke empat crankpin berbeda sudut 90 derajat atau crossplane crankshaft dengan firing order piston 1-3-2-4, pola firing interval 270-180-90-180. Ke empat piston meledak secara individual tidak seperti mesin big bang dua piston meledak secara bersamaan atau saling berdekatan. Denyut power mesin Yamaha R1 inline 4 silinder crossplane sama dengan V4 silinder Honda RVF800.

Mesin big bang menyalurkan torsi sangat besar, lebih besar dari engine konvensional karena 2 piston meledak bersamaan atau berdekatan disusul segera 2 piston lagi. Seluruh langkah tenaga (power stroke) di compressed menjadi dua pulse yang singkat dan berdekatan. Pada putaran tinggi ban belakang mengalami sedikit spin karena grip ban tidak sanggup menahan power dari 2 ledakan besar yang disalurkan engine. Tapi tidak menjadi problem karena ban dalam milidetik akan segera mendapat grip kembali ketika piston deselerasi dan adanya jeda panjang dimana hentakan tenaga (power pulse) tidak muncul sampai ke langkah tenaga (power stroke) berikutnya.
Terjadi mikro spin atau slip yang sangat singkat tersebut menciptakan situasi unik pada waktu motor akselerasi keluar tikungan. Bersamaan bertambahnya revving, gaya lateral pada ban belakang digabung dengan mikro spin, menjadikan bagian belakang motor bergerak menyamping (sideway movement). Kondisi ini oleh pembalap bisa dimanfaatkan untuk merasakan sampai dimana limit grip ban belakang motornya saat itu.
Menurut Kevin Cameron big bang engine memberi keuntungan pada jaman ban radial menggantikan ban tipe sebelumnya yaitu bias-ply. Ban radial slicks yang lebih lengket memberi efek negatif pada waktu ban kehilangan grip. Grip hilang sejenak dan kemudian kembali lagi adalah situasi buruk yang menimpa pembalap. Proses kejadiannya begitu cepat diluar batas kemampuan pembalap untuk mendeteksi. Pada satu momen pembalap buka gaz akselerasi cepat untuk melesat keluar tikungan, pada detik selanjutnya dia sudah terlempar dari motornya. Motor mengalami highside dan si pembalap kemungkinan mendapat cedera parah. Jaman itu begitu banyak kejadian highside dialami pembalap. Dengan datangnya big-bang engine dipasangkan pada motor GP500, highside berangsur berkurang.
Perbedaan ban radial dan ban bias-ply sebelumnya adalah proses transisi grip ban bias-ply yang berkurang secara bertahap. Ban tipe bias-ply cenderung akan sliding kalau level grip makin menipis. Kondisi itu lebih memudahkan pembalap merasakan limit ban atau memprediksi kondisi grip nya sudah sampai dimana dengan tendensi motor sliding ditikungan. Pembalap akan mengatur seberapa besar bukaan throttle untuk akselerasi cepat dan secara bersamaan tetap menjaga ban belakang tidak spin berlebihan. Waktu era motor bengis GP500 2-tak dulu belum ada traction control canggih.
Para pembalap superbike dengan mesin V-twin 4-tak mendapatkan kemudahan memodulasi power output supaya ban belakang tidak spin ketika buka throttle berakselerasi dibandingkan motor-motor inline four cylinder engine. Itu dimungkinkan karena adanya interval atau jeda panjang antara kedua ledakan piston yaitu 270-450 rotasi crankshaft. Sama hal nya pula fungsi mesin big bang 4 cylinder menyediakan dua ledakan besar dan waktu istirahat panjang ban belakang untuk memperoleh traksi dengan aspal seperti V-twin engine.
Mesin big bang dibedakan menurut derajat pengapian berdasarkan pertimbangan dari engineer masing-masing tim. Seperti Honda NSR500 2-tak dulu ke 4 piston meledak dalam rentang 66 derajat rotasi crankshaft. Jadi setelah 66 derajat, maka ada 294 derajat putaran crankshaft yang kosong tanpa firing pulse.
Yamaha YZR M1 800cc 4-tak dengan denyut pengapian (firing pulses) kedua pasang piston meledak secara berdekatan pada rentang 60 derajat rotasi crankshaft setelah itu ada 660 derajat putaran crankshaft yang kosong dari ledakan piston. Jadi dalam proses crankshaft berotasi ada banyak waktu jeda dimana denyut (pulse) yang menciptakan torsi tidak muncul.
Penjelasan lainnya dari Masao Furusawa keuntungan big bang engine di analogikan dengan tuning radio, signal-to-noise ratio. Misalnya ingin mendapatkan signal dari radio station favorit sejernih mungkin dari gangguan noise yang juga muncul bersamaan. Radio di tuning sampai pada level noise berkurang dan suara menjadi jelas. Noise yang kadang mengganggu kejernihan suara radio juga seperti koneksi antara throttle dengan ban belakang. Idealnya throttle dibuka 10% juga akan diresponse engine dengan menyalurkan 10% torsi. Throttle response yang linear adalah keinginan setiap pembalap tapi kadang tidak seperti itu realitanya.
Ada faktor yang mempengaruhi gangguan koneksi antara throttle response dan ban belakang yang menurut Furusawa disebabkan oleh “inertia torque”. Engine komponen yang bergerak seperti piston, con-rod, crankshaft menyebabkan hadirnya inertia torque yang terpisah dengan combustion torque. Inertia torque adalah gabungan inertia yang dihasilkan oleh primary force dan secondary force. Di putaran rendah level gangguan inertia torque tidak terlalu siknifikan. Tapi pada putaran 12000 rpm, inertia yang dihasilkan dari masa engine yang berputar itu menjadi lebih besar dari combustion torque, dan di 16000 rpm menjadi dua kali lipat. Rider yang mengkontrol throttle menjadi terganggu, tidak bisa merasakan koneksi antara bukaan throttle dan torsi di ban belakang.
Dengan pola uneven firing interval gangguan dari inertia torque itu bisa diminimalisir. Rider dimungkinkan merasakan apa yang terjadi di ban belakang ketika throttle dibuka. Feeling mengkontrol gaz ketika akselerasi keluar tikungan menjadi lebih mudah dibandingkan dengan engine memakai firing interval konvensional 180 derajat flatplane crankshaft. Inertia torque memang tetap masih ada, tidak sepenuhnya hilang tapi sudah ngak siknifikan lagi di mesin big bang.
bmw-s1000rr-cycleworld
Screamer engine sejati BMW S1000RR 180 flatplane crankshaft

firing-interval-180-degree-crank

Screamer engine konvensional 180 derajat flatplane crankshaft seperti mesin superbike BMW S1000RR, Ninja ZX-10RR. Firing order dimulai berurutan piston nomer 1-3-4-2, firing interval satu piston meledak tiap 180 derajat putaran crankshaft.
Tidak diragukan benefit keuntungan mesin big bang dengan menggabungkan 4 piston menjadi dua ledakan, ban akan lebih awet karena disediakan waktu jeda cukup lama. Ban tidak secara terus-menerus menerima atau di bebani power besar. Tapi firing interval mesin big-bang yang tidak beraturan menciptakan vibrasi berlebihan, engine jadi kurang balance. Dua ledakan dari 4 piston dengan timing berdekatan memerlukan crankshaft, bearing dan gir yang lebih kuat dan berat. Artinya engine kurang efisien karena bobot lebih berat dan kurang balance menimbulkan level getaran atau vibrasi tinggi. Power output sedikit inferior dibandingkan dengan engine konvensional.

Ducati GP8 Stoner 800cc

Engine konvensional lebih powerful dan efisien membangun maksimum power. Menjadikan motor Yamaha big-bang Rossi kerepotan mengejar Ducati nya Stoner di lintasan lurus.

Screamer engine dengan firing interval konvesional jelas menghasilkan power lebih digdaya di atas big-bang engine tapi dengan memiliki beberapa hal negatif. Agresifnya power delivery akan susah di kontrol dan memakan grip ban lebih rakus. Hanya bila di aplikasikan ke engine 800cc efek negatif tersebut masih bisa di toleransi atau di antisipasi melalui kecanggihan elektronik in-house pabrikan. Tapi tidak untuk engine 1000cc inline 4 cyl dengan power output jauh lebih besar. Juga gangguan dari inertia torque makin parah muncul pada rpm 12000 rpm keatas. Pembalap tidak bisa mendapat feel koneksi antara buka throttle dengan torsi tersalurkan di ban belakang. 

honda-rc213v-engine-crank

Honda RC213V 360 derajat flatplane crankshaft bukan screamer sejati (news.honda)

Motogp screamer engine 1000cc inline 4 cylinder akan menjadi sebuah monster yang susah dijinakkan, terutama pada saat torsi engine mulai galak masuk powerband yaitu dimana peranan torsi puncak diambil alih oleh HP. Meskipun Honda RC213V V4 1000cc tidak aplikasikan big-bang, melainkan firing interval konvensional. Karakteristik V4 engine secara natural lebih ramah bersahabat dibandingkan inline 4 konvensional. Dibantu kecanggihan elektronik in-house mampu mengkontrol penyaluran power raksasa di rpm tengah-atas.
Honda V4 800-1000cc konvensional tidak murni memiliki karakter screamer seperti mesin inline 4 konvensional yaitu meledak tiap 180 derajat rotasi crankshaft. Mungkin lebih mirip engine V4 750cc motor Honda RC45 360 derajat flatplane crankshaft dengan firing interval 90-270-90-270. Suara terdengar cenderung menderum, bukan teriak melengking dengan pitch tinggi seperti yang keluar dari inline 4 screamer sejati engine BMW S1000RR WSBK.
Ducati L4 cylinder 800cc konvensional engine dikendarai Casey Stoner sukses merebut titel juara musim motogp 2007. Kemudian Rossi menambah lagi koleksi juara dunianya dengan big-bang Yamaha.
Demikian Bro sekalian wassalam dan salam sejahtera.
Iklan

8 thoughts on “Motogp mesin big-bang lebih unggul dari screamer?

    Kobayogas said:
    Februari 26, 2016 pukul 10:15 am

    wuih sedaaappp

    Suka

    ipanase said:
    November 15, 2016 pukul 6:23 pm

    bahasan mendalam nih,,sedap.. menyimak suhu

    Suka

      ArenaSepedaMotor responded:
      November 15, 2016 pukul 7:00 pm

      Wah bisa aja nih. Saya awam Pak, jauh bener dri tingkat suhu 🙂

      Terimakasih udh mampir kesini.

      Suka

        ipanase said:
        November 15, 2016 pukul 7:25 pm

        keingetan film apex soal selebar kartu kredit hehehe

        Suka

        ArenaSepedaMotor responded:
        November 15, 2016 pukul 7:53 pm

        Hitting the apex….mantap Pak. Bnyk info kehidupan di dunia motogp

        Suka

    gilaroda2ga said:
    November 19, 2016 pukul 9:02 am

    sepertinya gaya balap para sembalap juga pengaruh…stoner sangat cocok dengan screamer karena gaya balapnya yg ngedrift/sliding di tikungan, sedangkan rossi yg konvensional gaya nikungnya jelas cocok pake bigbang yg lebih nggigit traksi bannya…cmiiw…

    Suka

      ArenaSepedaMotor responded:
      November 19, 2016 pukul 9:32 am

      Bisa jadi jga ya Pak. Stoner slide supaya lebih cepat arahkan bagian depan motor nya ke line terdalam mendekati apex dan terus keluar tikungan.

      Kecanggihan elektronik Honda RC212V engine konvensional jga bnyk berperan meredam kecenderungan ban spin pas waktu akselerasi exit corner.

      Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s