PENGARUH BENTUK PENGARAH ANGIN ( DEFLECTOR ) TERHADAP KARAKTERISTIK AERODINAMIS KENDARAAN NIAGA ( TRUCK )
Wahyudi 1 , Gatut Rubiono 2 , Haris Mujianto 2
1 Alumni Prodi TeknikMesinUniversitas PGRI Banyuwangi
2 Staf Pengajar Prodi TeknikMesinUniversitas PGRI Banyuwangi Jl. Ikan Tongkol No. 22 Banyuwangi 68416 Email: rubionov@yahoo.com

## ABSTRACT
Aerodynamic is a branch of science which study the effect of wind to an object. Transport vehicle (truck) is  one  of  the  object  in  this  field.  A  deflector  is  use  to  direct  the  wind  for  aerodynamics  aspect.  The research is conduct in a small scale wind tunnel with 40 cm x 40 cm cross section and 300 cm length. A truck model is varied without deflector, flat deflector, convex deflector and concave delector. The wind speed is varied at 1,9; 2,31 and 3,23 m/s by a fan.  U type manometers with 30 o inclination are used to measure height difference (  h) of the water column at 3 pointsabove the deflector. The data are used to count  the  wind  pressure  and  the  wind  speed.Aerodynamic  performance  is  described  as  a  capability  to maintain  the  wind  speed  at  measurement  points.The  research  result  shows  that  the  deflector  has  effect due to aerodynamics characteristic of truck model. Convex deflector has the best performance. Flat and concave deflectors are next.
Keywords: aerodynamics, truck, deflector
PENDAHULUAN
Kebutuhan akan sarana transportasi berkembang  sangat  pesat  di  Indonesia.  Kebutuhan kendaraan  niaga  khususnya  jenis  truk  menunjukkan kecenderungan  yang  sama.  Menurut  data  Badan Pusat  Statistik,  jumlah  truk  di  Indonesia  mengalami peningkatan  yaitu  4.234.236  unit  pada  tahun  2007, 4.452.343 unit pada tahun 2008, 4.498.171 unit pada tahun  2009  dan  4.687.789  unit  pada  tahun  2010  [1]. Dengan  semakin  menipisnya  cadangan  minyak  bumi jumlah  ini  menunjukkan  bahwa  kendaraan  jenis  truk merupakan  masalah  yang  besarkarena  kebijakan pemakaian  bahan  bakar  untuk  digunakan  sehemat mungkin dengan hasil yang semaksimal mungkin.
Aerodinamika  adalah  cabang  ilmu  yang mempelajari sifat benda karena pengaruh aliran udara (angin).  Pada  kendaraan,  karakteristik  aerodinamis kendaraan  berhubungan  dengan  laju  atau  kecepatan kendaraan  dimana  semakin  aerodinamis  suatu kendaraan  maka  gerak  kendaraan  tersebut  semakin lancar  atau  tidak  terhambat  oleh  angin[2].  Laju kendaraan  berpengaruh  terhadap  konsumsi  bahan bakar sehingga studi aerodinamis kendaraan merupakan  studi  yang  pentingkarena  merupakan upaya efisiensi dan penghematan [3].
Uji aerodinamika di laboratorium dilakukan di sebuah  perangkat  yang  disebut  dengan  terowongan angin  ( wind  tunnel ).  Terowongan  angin  memiliki fungsi yang sangat luas, mulai dari aerodinamikapesawat  terbang,  aerodinamika  non- pesawat terbang ( industrial aerodynamics ) sampaidengan  efek  angin  dalam  rekayasa  ( wind engineering ).  Beberapa  terowongan  angindibuat dengan fungsi yang khusus, seperti terowongan angin untuk  uji  otomotif,terowongan  angin  uji  jembatan, terowongan angin uji polusi dan sebagainya [4].
Salah satu pendukung agar performa kendaraan  dapat  maksimal  adalah  apabila  gaya hambat ( dragforce ) dan gaya angkat ( lift force ) yang dihasilkan  kendaraan  saat  melaju  sekecil  mungkin, sehingga  traksi  roda  terhadap  permukaan  jalan  tetap baik  [5].  Salah  satu  cara  untuk  mengendalikan  dan memaksimalkan performansi adalah dengan membentuk karakteristik aerodinamika yang sempurna  pada  kendaraan.  Hal  ini  dapat  dilakukan dengan  mendesain  kendaraan  yang  bentuknya seaerodinamis  mungkin,  atau  memberikan  peralatan tambahan  seperti  deflektor  pada  bentuk  kendaraan yang  sudah  ada.Performansi  tinggi  pada  kendaraan dibutuhkan  dalam  menghadapi  gaya  aerodinamis. Dimana  gaya-gaya  aerodinamis  ini  mempengaruhi kestabilan dan respon kendaraan.
Performansi  kendaraan  dapat  dikendalikan dengan  mengatur  dan  mengendalikankarakteristik kendaraan.Penambahan asesoris harus memperhatikanaspek-aspek aerodinamis seperti gaya-gayaserta momen yang terjadi akibat gayaaerodinamis. Sehingga diharapkan penambahanini tidak merugikan atau memperburukkarakteristik aerodinamis
kendaraan.Semakin  kecil  gaya  pada  kendaraan makatraksi roda belakang semakin besar sehinggarespon
kendaraan penggerak roda belakangterhadap steering lebih baik [5]. Penelitian aerodinamis kendaraan telah banyak  dilakukan.  Diantaranya  adalahperbaikan karakteristik aerodinamika pada kendaraan niagaHasil  penelitian  menunjukkan  penambahan asesoris  menimbulkan  akibat  yang  unik  padagaya aerodinamis  [5].Studi  karakteristik  aliran  dilakukan pada  kendaraan  jenis  van  yang  menggunakan side airdams [6].Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa
pemasangan side  airdams pada  kendaraan  jenis vanrelatif  kurang  berpengaruh  terhadap  distribusi tekanan  yang  terjadi.Desain spoilertruck untuk pengurangan  seretan  udara  ( drag )dilakukan  dengan tujuan  untuk  mendesain  spoiler  sebagai  alat penghemat  bahan  bakar  sekaligus  sebagai  aksesoris, pelindung  radiasi  matahari,  dan  tempat  penyimpan ekstra [7].
Penelitianinibertujuanuntukmendapatkanpeng aruh  bentuk  pengarah  angin  ( deflektor )  terhadap karakteristik aerodinamis
kendaraan
niaga ( truck ).Dalam  aerodinamika  dimana  terjadi  interaksi antara  benda  (kendaraan)  dengan  udara  sekitarnya. Karakteristik aerodinamis dalam hal ini didefinisikan sebagai kemampuan untuk mempertahankan kecepatan angin karena gesekan dengan suatu benda.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  dengan  menggunakan membuat  truk  skala  model  untuk  membandingkan truk  tanpa  deflektor  (standar)  dengan  3  variasi deflektor sebagai berikut:
Cekung Datar Cembung Gambar 1. Variasi bentuk deflektor
Pengujian  dilakukan  di  terowongan  angin berukuran  penampang  40  cm  x  40  cm  dengan panjang 300 cm.Kecepatan angin divariasikan dengan kipas angin sebesar 1,9; 2,31 dan 3,23 m/dt.
Penampang
saluran masuk
Penam- pang saluran keluar 45 cm 4 5 c m 60 cm 180 cm 100 cm 30 cm 3 0 c m Kipas Daerah masuk Daerah uji Posisi benda uji Aliran angin Benda uji Manometer (3 titik) Gambar 2. Skema alat
Pengambilan data
dilakukan dengan manometer  di  3  titik  pengukuran  di  atas  deflektor. Data  yang  dicatat  adalah  beda  tinggi  (  h)  masing- masing manometer. Selain itu, dilakukan pengambilan data visual dengan metode asap.
1 2 3 Gambar 3. Skema teknik pengambilan data Aliran angin Dinding atas terowongan angin Permukaan air 30 o
Gambar 4. Skema manometer
Pengambilan  datadilakukan  dengan  langkah- langkah sebagai berikut:
a. Persiapan  peralatan,  benda  uji  diposisikan  di tempatnya.
b. Kipas  angin  dihidupkan  dan  dibiarkan  beberapa saat sampai stabil.
c. Mencatat  beda  ketinggian  kolom  air  pada manometer.
d. Pemberian asap pada aliran angin.
e. Pengambilan data visual dengan kamera.
f. Mengulangi  percobaan  di  atas  untuk  variasi kecepatan angin yang lain.
g. Mengulangi  percobaan  di  atas  untuk  variasi deflektor yang lain.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Beda Tinggi Manometer (  h)
Tabel 1.Beda tinggi manometer (cm) Kecepatan Angin (m/dt) Variasi Deflektor Titik 1 Titik 2 Titik 3 1.90 Tanpa 0.30 0.25 0.10 Cekung 0.40 0.30 0.25 Datar 0.40 0.25 0.25 Cembung 0.40 0.40 0.30 2.31 Tanpa 0.40 0.25 0.20 Cekung 0.50 0.25 0.25 Datar 0.50 0.50 0.25 Cembung 0.60 0.60 0.50 3.23 Tanpa 0.75 0.40 0.25 Cekung 0.90 0.50 0.40
Datar 0.75 0.50 0.50 Cembung 1.00 1.00 0.75

## Data Visual (Foto)
Berikut  ini  contoh  beberapa  foto  hasil pengambilan data:
Kec. angin 1,9 m/dt Kec. angin 2,31 m/dt Kec. angin 3,23 m/dt Gambar 5. Tanpa deflektor Kec. angin 1,9 m/dt Kec. angin 2,31 m/dt Kec. angin 3,23 m/dt
Gambar 6. Deflektor cekung
Kec. angin 1,9 m/dt Kec. angin 2,31 m/dt Kec. angin 3,23 m/dt
Gambar 7. Deflektor datar
Kec. angin 1,9 m/dt Kec. angin 2,31 m/dt Kec. angin 3,23 m/dt
Gambar 7. Deflektor cembung

## Perhitungan Beda Tinggi Manometer
Data  beda  tinggi  manometer  adalah  beda tinggi  permukaan  air  di  selang  manometer  yang diatur miring sebesar 30 o .Sehingga : h = h 1 sin 30 o
(1) dimana h 1 = beda tinggi hasil pengukuran

## Perhitungan Tekanan dan Kecepatan Angin
Perhitungan  tekanan  dapat  dilakukan  dengan persamaan:
P =  . g . h (2) Dimana:  = berat jenis fluida manometer (kg/m 3 ) g = konstanta gravitasi (m/dt 2 ) h = beda tinggi manometer (m)
Kecepatan aliran angin dapat dihitung dengan persamaan:
udara P V
 2  (3)

## Grafik Hasil Penelitian
Gambar 8. Kecepatan 1,90 m/dt
Grafik  kecepatan  angin  di  atas  menunjukkan bahwa kecepatan angin cenderung semakin berkurang  pada  posisi  titik  pengukuran  1,  2  dan  3. Kecepatan  angin  untuk  variasi  deflektor  cembung lebih  besar  dibanding  deflektor  cekung,  deflektor datar  dan  variasi  tanpa  deflektor.  Kecepatan  angin maksimum terjadi pada variasi deflektor cembung di titik  pengukuran  1  dan  2  sebesar  1,83  m/dt. Kecepatan angin minimum terjadi pada variasi tanpa deflektor di titik pengukuran 3 sebesar 0,91 m/dt.
Gambar 9. Kecepatan 2,31 m/dt
Grafik  di  atas  menunjukkan  fenomena  yang sama  seperti  gambar  8.  Kecepatan  angin  maksimum terjadi  pada  variasi  deflektor  cembung  di  titik pengukuran  1  dan  2  sebesar  2,24  m/dt.  Kecepatan angin  minimum  terjadi  pada  variasi  tanpa  deflektor di titik pengukuran 3 sebesar 1,29 m/dt.
Gambar 10. Kecepatan 3,23 m/dt
Grafik  di  atas  menunjukkan  fenomena  yang sama  seperti  gambar  8  dan  9.  Kecepatan  angin maksimum terjadi pada variasi deflektor cembung di titik  pengukuran  1  dan  2  sebesar  2,24  m/dt. Kecepatan angin minimum terjadi pada variasi tanpa deflektor di titik pengukuran 3 sebesar 1,29 m/dt.

## Pembahasan
Grafik-grafik  hasil  penelitian  menunjukkan bahwa kecepatan angin cenderung semakin berkurang  dari  posisi  titik  pengukuran  1,  2  sampai titik 3. Hal ini disebabkan karena :
1. Kecepatan angin berkurang karena jarak.
2. Tubrukan  aliran  atau  akibat  gesekan  dengan permukaan benda.
Fenomena ini menunjukkan bahwa hasil pengukuran dan  perhitungan  yang  telah  dilakukan  sesuai  dengan fenomena  fisik  yang  terjadi.  Metode  dan  teknik pengambilan  data  yang  dilakukan  menunjukkan kesesuaian terhadap fenomena fisik tersebut.
Kecepatan  angin  untuk  variasi  deflektor cembung  cenderung  lebih  besardibanding  deflektor cekung,  deflektor  datar  dan  variasi  tanpa  deflektor. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  permukaan  deflektor yang  cembung  mampu  mempertahankan  besar kecepatan aliran angin. Pengurangan kecepatan angin yang  relatif  kecil  ini  menunjukkan  bahwa  deflektor cembung  mampu  menurunkan  gaya  hambat  yang bekerja pada kendaraan. Hal ini menunjukkan bahwa secara umum, deflektor cembung cenderung memiliki  karakteristik  aerodinamis  yang  lebih  baik dibanding deflektor yang lain.
Selanjutnya pada kecepatan 1,90m/det, deflektor  cekung  lebih  mampu  mempertahankan kecepatan  angin  dibanding  dengan  deflektor  jenis datar,  akan  tetapi  pada  kecepatan  2,31  m/det  dan kecepatan  3,23  m/det  deflektor  jenis  datar  justru lebih  baik  dibanding  dengan  deflektor  jenis  cekung. Di  tiga  tempat  pengukuran  yaitu  di  titik  1,  2  dan  3, variasi tanpa menggunakan  deflektor  ternyata tidak mampu  mempertahankan  kecepatan  angin.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  kendaraan  niaga  ( truck )  yang tidak menggunakan deflektor saat melaju mempunyai hambatan  angin  yang  besar.  Kondisi  ini  akan mengakibatkan  pemakaian  bahan  bakar  yang  tidak efisien (boros).
Foto-foto hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi  tanpa  deflektor  memiliki  karakteristik aerodinamis  yang  merugikan.  Hal  ini  terlihat  dari terjadinya  pusaran  ( vortex )  yang  terlihat  dari ketidakteraturan asap yang digunakan dalam visualisasi  ini.  Karakteristik  aerodinamis  yang  baik ditunjukkan  dengan  foto  asap  yang  cenderung seragam.  Keseragaman  ini  menunjukkan  pola  aliran udara  yang  bersifat  laminer  dimana  fenomena turbulensi cenderung harus dihindari jika menyangkut  kendaraan  atau  obyek  bergerak  karena sifatnya yang merugikan.
Aliran tak seragam Aliran seragam
Gambar 11. Perbandingan visual
Analisa-analisa  di  atas  menunjukkan  bahwa bentuk  pengarah  angin  (deflektor)  berpengaruh terhadap  karakteristik  aerodinamis  kendaraan  jenis truk.  Yang  paling  aerodinamis  adalah  deflektor cembung  karena  jenis  ini  mampu  pempertahankan kecepatan  angin  di  3  titik  pengukuran.  Dari  hasil- hasil penelitian sebelumnya maka hasil penelitian ini telah  sesuai  dengan  hasil  penelitian  sebelumnya tersebut. Kesesuaiannya adalah variasi menggunakan deflektor  memiliki sifat aerodinamis  yang  lebih baik dibandingkan  tanpa  menggunakan  deflektor.  Hal  ini berarti  bahwa  hasil  penelitian  ini  mendukung  hasil penelitian  sebelumnya  meskipun  menggunakan variasi dan metode yang berbeda.

## KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  bentuk pengarah  angin  (deflektor)  berpengaruh  terhadap karakteristik aerodinamis kendaraan  jenis truk. Yang paling  aerodinamis  adalah  deflektor  jenis  cembung. Peringkat  2  adalah  deflektor  jenis  datar.Peringkat  3 adalah  deflektor  jenis  cekung.Yang  paling  tidak aerodinamis adalah tanpa menggunakan deflektor.

## SARAN
Penelitian  selanjutnya  dapat  dilakukan  untuk desain  deflektor  yang  mempunyai  sifat  aerodinamis lebih  baik  dibanding  deflektor  cembung.Metode pengukuran  tekanan  angin  dapat  diperbaiki  dengan aplikasi  hardware  dan  software  sesuai  teknologi instrumentasi dan komputer yang mutakhir [4].

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Badan  Pusat  Statistik.  2012. Perkembangan Jumlah  Kendaraan  Bermotor  Menurut  Jenis tahun 1987-2010 . Jakarta.
[2] Hariandja.  M.  1988. Mekanika  Fluida  Jilid I.Edisi Kedua. Penerbit Erlangga Jakarta.
[3] Van  Tooren.  M.J.L.  2011. How  Aerodynamics Saves  Fuel .  Faculty  of  Aerospace  Engineering TU Delft.
[4] Fariduzzaman.  2008. Sistem  Data  Hasil  Uji Terowongan Angin . Risalah Lokakarya Komputasi  dalam  Sains  dan  Teknologi  Nuklir: 6-7 Agustus 2008.
[5] Tjitro.  S,  Wibawa.  A.A.  1999. Perbaikan Karakteristik  Aerodinamika  pada  Kendaraan Niaga .  Jurnal  Teknik  Mesin  Vol.  1,  No.  2, Oktober  1999  :  108  –  115.  Universitas  Kristen Petra.
[6] Wailanduw.  A.G.  2005. Studi  Karakteristik Aliran  Pada  Kendaraan  Jenis  Van  Yang Menggunakan Side Airdams . Jurnal
TeknikaVol.  6  No.  2.Jurusan  Teknik  Mesin  FT Unesa.
[7] Marzuqi, Noviandy, Nanang.S, Yenita dan Sari. N.K.  2006, Desain  Spoiler  Truk  Untuk Pengurangan Seretan Udara (Drag)
Berdasarkan  Uji  Terowongan  Angin  Dan  Uji Jalan  Untuk  Penghematan  Bahan  Bakar Minyak  (BBM) .  Program  Pasca  Sarjana  Teknik Mesin  Fakultas  Teknik.  Universitas  Andalas. Padang.