Ketika sebuah truk mendorong melalui udara, fenomena hambatan aerodinamis muncul dari gaya yang diberikan oleh udara. Sementara hambatan udara terjadi pada setiap kecepatan kendaraan, hubungannya dengan kecepatan tidak proporsional. Jadi, saat kecepatan berlipat ganda, hambatan udara meningkat empat kali lipat. Jika kecepatan tiga kali lipat, resistensi meningkat sembilan kali, dan seterusnya.
Aerodinamika memiliki efek dramatis pada efisiensi energi truk besar, terutama saat melaju dengan kecepatan tinggi di jalan raya. Faktanya, hambatan udara dapat menyebabkan sepertiga dari kehilangan bahan bakar pada operasi diesel jarak jauh. Oleh karena itu, aerodinamika truk memiliki salah satu pengaruh langsung terbesar pada efisiensi bahan bakar dan dampak lingkungan.
Sebelum mengeksplorasi lebih lanjut mengenai efisiensi aerodinamis, penting untuk memahami aliran energi dan bagaimana aliran ini berdampak pada efisiensi energi truk dalam perjalanan. Misalkan traktor 60 ton, konfigurasi trailer berjalan pada kecepatan 80 km/jam.
Contoh Bagan Aliran Energi Pada Truk Trailer
Untuk menurunkan dampak hambatan udara, penting untuk menunda atau meminimalkan pemisahan aliran udara. Hal ini terjadi saat lapisan aliran udara terlepas dari permukaan truk dan menjadi sangat bergolak. Semakin awal terlepas, semakin besar gelombang di belakang truk dan oleh karena itu semakin tinggi hambatan tekanannya. Salah satu cara untuk mengurangi pemisahan aliran udara adalah dengan menutup celah di bagian depan truk jika memungkinkan. Sudut depan khususnya adalah area sensitif di mana bahkan celah kecil pun dapat menyebabkan udara terlepas, menciptakan dampak signifikan pada keseluruhan aliran udara.
Drag adalah kekuatan hambatan angin atau udara yang mendorong berlawanan arah dengan gerakan objek. Koefisien drag (Cd) berguna saat membandingkan efisiensi aerodinamis antara kendaraan yang berbeda. Hal ini terkait dengan gaya drag aerodinamis (Fd), kecepatan kendaraan (V), luas bagian depan (A), dan masssa jenis (ρ) dan didefinisikan oleh
Cd = Fd/(0.5ρAV)
Perbandingan hambatan antara kasus tertentu dan kasus referensi didefinisikan sebagai ΔCd. Sebagai perbandingan, kita melihat koefisien drag ketika angin bertiup pada sudut yang berbeda, dan kami menyebutnya sudut yaw, yang dilambangkan sebagai Ψ. Parameter ini menjadi dasar untuk memahami hambatan aerodinamis kendaraan.
Cara Meningkatkan Keaerodinamisan Truk
Cab roof fairing (CRF): Salah satu perangkat yang paling banyak digunakan dalam pengurangan drag. CRF dipasang di atap truk atau trailer-traktor. Penelitian telah dilakukan untuk pengurangan drag CRF melalui tes terowongan angin dan simulasi numerik (CFD). Koefisien drag pada kendaraan berat dipasang dengan tiga jenis CRF menggunakan model truk yang diperkecil skalanya. Karakteristik aliran, seperti struktur pusaran, rata-rata kecepatan, dan tekanan rata-rata dapat diperoleh. Model kendaraan dengan CRF yang dimodifikasi menunjukkan pengurangan drag 18,6% pada Re =9.1×105.
Rear flaps/extension panels: Perangkat ini dapat mendukung aliran udara di bagian atas dan sisi trailer menyatu dan mengurangi pusaran/vortex di belakang trailer.
Wheel Cover: Perangkat ini bekerja sebagai sayap samping. Di sini, terutama roda trailer tertutup terhadap angin dan aliran udara di bawah trailer di arah mengemudi. Pembentukan vortisitas di bawah trailer dilemahkan. Wheel cover lebih efektif untuk celah yang lebih besar di bawah trailer.
Air dam: Air dam adalah perpanjangan halus dari bemper, yang mengarahkan aliran udara di sekitar traktor bukan di sepanjang bagian bawah bodi mobil yang kasar. Dalam kebanyakan kasus, air dam sudah terintegrasi ke dalam bumper.
Untuk analisis aerodinamika, metodeComputational Fluid Dynamics (CFD) dapat dilakukan. Simulasi CFD berguna untuk menilai efek aerodinamis dan hasil kualitatif serta kondisi lingkungan dapat dikendalikan. Di sini, kondisinya (kecepatan dan arah angin, suhu, tekanan udara, dll.) perlu diukur untuk mengklasifikasikan hasil dengan cara yang benar.
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
A.Hariram, T. Koch, dan B. Mardberg. (2019). A Study in Options to Improve Aerodynamic Profile of Heavy-Duty Vehicles in Europe. Sustainability 11: 1-23.
D.Shah, dan M. C. Patel. (2019). Review of Aerodynamic Aids to Reduce Drag in Trucks. International Conference on Thermal Engineering: Theory and Applications 12: 23-29.
