Motogp mesin V4 vs Inline 4 pilih mana?

Posted on Updated on

KTM over the counter 250 motogp Sport Rider

KTM V4 engine (Sport Rider)

Grid motogp sekarang ini masih tersisa satu merk yang masih memakai crankshaft konvensional. Dimana sebagian besar telah berpaling ke interval pengapian big bang. Tapi kalau tidak juga menemukan cara jitu meredam V4 engine KTM RC16 itu yang di ibaratkan seperti “kerbau liar”, maka bukan tidak mungkin segera menyusul seperti rombongan lain.
Artikel singkat ini bukan coba membahas cara kerja big bang melainkan lebih pada tipe atau konfigurasi nya. Seperti kita sudah kenal bahwa engine motogp selama ini aplikasikan dua tipe yaitu V4 dan Inline 4.
Honda, Ducati, Aprilia dan KTM berpihak pada V4 dimana Yamaha, Suzuki bersatu dengan kubu Inline 4.
Alasan apa yang mendasari memilih V4 atau Inline 4 pasti masing-masing pabrik mempunyai pendapatnya sendiri.  
Sejauh pemahaman sangat terbatas penulis berdasarkan dari sumber-sumber yang ada, V4 dan Inline 4 engine mempunyai kelebihan dan kelemahan.
V4 engine sebagai sumber tenaga Honda RC213V, Ducati GP17, Aprilia RS-GP dan KTM RC16.
Sebenarnya V4 adalah sepasang V-twin yang menempel sejajar. V-twin sudut 90 derajat secara natural sudah balance dari gangguan primary force dan secondary force. Dengan itu engine tidak memerlukan balancer shaft dimana biasa ditujukan untuk meredam vibrasi tersebut. Tanpa balancer shaft engine sanggup berputar lebih ringan dan menyumbang sedikit power lagi. Balancer shaft menguras power sekitar 2%. Cukup besar kalau sampai 5 – 6 HP harus lenyap.  
Hadirnya komponen engine seperti piston, connecting-rod, crankshaft bagaikan sebuah orkestra, bukan saja menciptakan suara musik tapi juga tenaga dasyat tersalurkan ke ban. Gerakan resiprokal atas bawah dan berputar itu sayangnya menimbulkan vibrasi berlebihan dan sangat merusak. Ada dua vibrasi ditimbulkan seperti disebutkan diatas yaitu primary force dan secondary force.

Engine Primary Force Counter act (2)

Primary force muncul akibat piston cenderung bergerak ke arah sebelum terjadi perubahan ke arah berlawanan. Dari BDC ke TDC kemudian balik ke BDC. Meredam nya dengan memakai bandul pemberat di crankshaft  seperti pada single silinder.

Ketika piston menuju titik mati atas atau TDC kemudian turun ke titik mati bawah atau BDC, gerakan tersebut menimbulkan inertia. Itu terjadi akibat piston cenderung begerak ke arah dimana sebelum terjadi perubahan arah. Gaya ini disebut dengan primary force, dan semakin besar bersamaan bertambahnya rpm. Inertia ini dapat di netralkan dengan gaya yang sama besar berlawanan arah.
Tidak berhenti disitu aja, piston bergerak naik atau turun setiap 180 derajat rotasi crankshaft. Kecepatan menempuh jarak stroke tidak seragam walaupun kecepatan rotasi crankshaft konstan. 
Ketika posisi crankpin 90 derajat setelah titik mati atas (ATDC), bagian big end connecting rod tepat pada setengah jarak stroke engine. Pada titik ini connecting rod pada sudut paling miring, membuat bagian small end con rod yang terhubung dengan piston pin berada dibawah level titik jarak setengah stroke. Dengan itu jarak tempuh piston mulai 90 derajat sampai 270 derajat rotasi crankshaft setelah TDC lebih pendek dibandingkan 90 derajat sebelum TDC sampai 90 derajat setelah TDC.
Perbedaan jarak tempuh piston tiap 180 derajat rotasi crankshaft itu mempengaruh kecepatannya. Jarak dari 90 derajat ke 270 derajat setelah TDC lebih pendek maka kecepatan piston jadi lebih lambat dibandingkan dari titik 90 derajat sebelum TDC sampai 90 derajat setelah TDC. Dari perbedaan kecepatan piston tersebut muncul inertia atau biasa disebut dengan secondary force. Sesuai dengan namanya iretia itu muncul dua kali setiap setengah putaran crankshaft atau 180 derajat.

Engine Secondary Force (2)

Secondary force muncul akibat kecepatan piston yang berlainan antara 90 derajat sampai 270 derajat rotasi crankshaft setelah TDC dengan 90 derajat sebelum TDC sampai 90 derajat setelah TDC. Meredamnya melalui peranan counter shaft balancer seperti di mesin Inline 4.

Meredam atau melawan vibrasi dari inertia tersebut ahli mesin memasangkan counter shaft balancer. Tapi seperti disebutkan sebelumnya bahwa engine V4 sudut 90 derajat secara natural terbebas dari kedua macam inertia ini. Kedua piston yang terhubung dengan crank pin yang sama akan saling menahan (cancelled) ketika salah satunya pada posisi TDC maupun BDC.
Engine V4 sudut 90 derajat 1000cc tidak perlu counter shaft balancer. Efek positifnya engine akan sedikit lebih enteng spin ke rpm tinggi.
 Awalnya engine V4 Honda RC212V 800cc memakai sudut 75 derajat atas pertimbangan penempatan mass centralization terbaik. Hanya mesin sudut 75 derajat perlu balancer shaft. Selanjutnya mungkin dengan tujuan mengejar sedikit tambahan power lagi Honda RC213V 1000cc mengikuti Ducati yaitu V4 sudut 90 derajat.
V4 engine konvensional 360 derajat flatplane crankshaft secara natural menyalurkan power delivery lebih bersahabat dibandingkan screamer sejati Inline four 180 derajat flatplane crankshaft. Firing interval V4 engine 360 crank adalah 90-270-90-270 rotasi crankshaft menyediakan jeda waktu cukup lama diantara ledakan untuk menyalurkan torsi. Selain power output lebih besar, ini menjadi salah satu alasan kenapa Honda tetap setia dengan crankshaft layout konvensional dimana rombongan lain sudah menikmati big bang firing interval. Dibantu peranan elektronik canggih in-house Honda waktu itu maka sifat agresif khususnya pada rentang rpm masuk area powerband masih sanggup terkontrol.
Tidak hadirnya counter shaft balancer dan crankhaft pin tetap 360 derajat konvensional membawa engine RC213V unggul power output dibandingkan Yamaha M1 Inline 4 interval pengapian tak seimbang (uneven) atau big bang. Menguntungkan pada faktor dinamika engine, revving atau akselerasi akan lebih cepat karena berat masa engine berputar resiprokal jadi semakin ringan.

rc213v-cam-gears

Honda RC213V-S rangkaian gir menggerakkan ke empat camshaft untuk ketepatan timing buka klep pada putaran tinggi. Toleransi jarak gap antara gir mencapai 10 micron (news.Honda.com)

Kelebihan V4 engine lainnya adalah crankshaft dan camshaft dapat lebih pendek. Artinya tambahan pada kadar kekakuan (rigid) memberi langsung efek kekuatan. Kemudian dimensi mesin lebih ramping dibandingkan Inline 4 silinder menyumbang nilai drag coefficient yang lebih baik dan sudut kemiringan (lean angle) motor dapat lebih tajam memasuki tikungan radius sempit. Struktur crankcase lebih ringkas (compact) meningkatkan kekuatan dan mengurangi pumping loss.
Kekurangan V4 cylinder sudut 90 derajat  :
– Ukuran cylinder block yang panjang mengambil banyak ruang di frame. Perlu strategi penempatan supaya mencapai titik berat masa ideal. Bagian frontend motor atau ban depan harus cukup menerima beban (load) dimana penting sekali mencapai temperatur kerja ban slicks, karena hal itu menentukan grip.
– Demikian pula dengan letak gearbox yang tidak sebebas Inline 4.
Honda dan Ducati secara tradisi sudah lama memakai konfigurasi V engine. Tampil pada kejuaraan AMA superbike tahun  1980 an seperti Honda VF750R dan awal balapn WSBK pertama kali tahun 1988 yaitu motor legendaris Honda RC30. Motor-motor Ducati seperti 851 – 888916888 FO4 di dorong oleh sumber daya kuda L-twin engine merajai WSBK.

kocinski-rc45-suzuka-8-hours-a

John Kocinski Suzuka 8 hours. Honda RC45 V4 cylinder quad cam 16 valves 750cc 180 HP @14000 rpm adalah salah satu motor ikonik WSBK tahun 90 an. Mewariskan teknologi engine 4-tak Honda ke motogp.

Inline 4 cylinder telah menjadi rumah produksi daya kuda Yamaha M1 dan Suzuki GSX-RR. Selama partisipasi di motogp hanya Yamaha dan Kawasaki konsisten dengan Inline four. Suzuki pada tahun pertamanya pernah menggunakan V4 yang terpasang di GSV-R.
Dengan 180 derajat flatplane crankshaft Inline 4 adalah sebenar-benarnya mesin screamer sejati, mengeluarkan suara melengking pitch tinggi menusuk telinga.
Inline 4 konvensional 1000cc akan menjadi se ekor monster menakutkan mengeluarkan power delivery brutal tiap kali masuk area powerband. Lebih ganas dibandingkan V4 engine 360 derajat crank konvensional. Rider merasa nervous tiap kali buka gaz pada saat posisi motor sedang miring di tikungan. Kuatnya torsi bisa kapanpun membuat ban spin liar atau membawa motor highside. Tidak satupun software elektronik yang mampu menjinakkan. Ngak heran kalau Masao Furusawa mengatakan bahwa Yamaha tidak akan pernah balik ke screamer lagi. 
Pengapian interval seimbang (even) tiap 180 derajat putaran crankshaft membuat jeda waktu istirahat ban tanpa beban torsi jadi lebih pendek dibandingkan V4 konvensional 360 derajat crank. Hanya sedikit waktu ban memperoleh traksi kembali dengan aspal, ban belakang akan mudah spin. Dengan itu layout crankshaft big bang menjadi pilihan tepat bagi Inline 4. Traksi akan lebih efektif karena masa istirahat yang panjang engine tidak mengeluarkan denyut ledakan. Sejak bangkitnya era motogp Yamaha M1 big bang engine sudah cukup banyak mengantongi titel juara musim.Yamaha R6 ERD Performance 139 RWHP

Screamer sejati Inline four 180 flatplane crankshaft Yamaha R6 tuned by EDR Performance 139 rear wheel HP redline 16000 rpm.

Berdasarkan tradisi balap Yamaha memakai Inline 4 sejak balapan AMA superbike dan WSBK. Selain itu keuntungan pada penempatan mencapai titik berat masa motor ideal dan lekukan pipa header, pipa kolektor dapat di rangkai lebih mudah. Posisi cylinder block dan cylinder head yang tegak lurus menyediakan ruang, maka letak tinggi atau rendahnya gearbox dapat diatur.
Sama seperti V4 engine menggerakkan sepasang camshaft memakai gir (gear driven camshaft) supaya tercapai tingkat presisi timing klep pada putaran tinggi. Rangkaian timing gear menggerakkan 2 camshaft lebih sedikit dibandingkan V4 dengan 4 camshaft
Tapi ada beberapa kekurangannya :
– Engine menjadi lebar menimbulkan hambatan terhadap terpaan angin pada bagian depan (frontal area). Drag Coefficient tidak sebaik V4 engine yang lebih ramping.
– Crankshaft & camshaft yang lebih panjang mengurangi kadar kekakuan (rigid) komponen tersebut.
– Inline 4 juga sudah balance dari primary force tapi tidak pada secondary force. Meredamnya perlu memasang counter shaft balancer. Primary balance tercapai sepasang piston menuju TDC mendapat kekuatan inertia yang sama ke arah berlawanan dari sepasang piston lain menuju BDC. Dengan hadirnya counter shaft balancer maka ada sedikit HP yang terkuras.
– Ditambah struktur Inline 4 big bang harus kekar jadi menambah berat.
Sejak Honda merubah haluan ke big bang maka keunggulan power output V4 engine konvensional jadi tidak ada lagi. Interval pengapian big bang membuat vibrasi demikian luarbiasa, untuk itu struktur engine harus lebih kokoh artinya jadi bertambah berat. Unified ECU/software tidak mampu lagi meredam ban spin ketika full akselerasi keluar tikungan. Ban spin berlebihan atau wheelie mengurangi daya dorong, memperlambat lap time. Ini jadi alasan Honda pindah ke big bang uneven firing interval.
Akhirul ringkasan kedua engine mempunyai keunggulan tersendiri dimana sama-sama telah sukses menyabet titel juara musim motogp. V4 dan Inline 4 sama-sama sanggup menciptakan power dan daya tahan yang tangguh. Puncak daya kuda kedua engine mencapai 250 – 260 HP pada putaran exosphere 17000-18000 rpm.
Tinggal dipilih mau yang mana Bro?
Demikian wassalam dan salam sejahtera.
Iklan

2 thoughts on “Motogp mesin V4 vs Inline 4 pilih mana?

    tri_aja_gunung_kidul said:
    April 7, 2017 pukul 10:55 pm

    Pernah ngikutin r6 klanpot racing ..suarane menyayat sampe ke tulang sumsum..wkwk

    Suka

      ArenaSepedaMotor responded:
      April 8, 2017 pukul 8:35 am

      Mantap Pak screamer 😀

      Yg paling trasa kalo nonton di Sentul di depan paddocknya. Motor full gaz 15000-16000 rpm

      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