Rabu, 21 Maret 2012

Teknologi Mengirit BBM


Teknologi Mengirit BBM Masa Kini

Sistem injeksi bensin langsung. Bersama turbo atau supercharger menghasilkan pengiritan lebih besar
Berbagai cara dilakukan produsen mobil untuk membuat konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit dan ramah lingkungan. Mulai dari mengganti cara memasok bensin (khususnya mesin bensin) sampai memanfaatkan energi yang terbuang begitu saja.
Cara memasok bensin ke mesin, tidak lagi menggunakan karburator, tetapi injektor. Lebih canggih lagi, injektor langsung memnyemprotkan ke bensin ke ruang bakar, persis seperti mesin diesel.
Katup yang digunakan sebagai pintu untuk mengatur keluar masuk bahan bakar dan bensin serta sisa pembakaran, jadwal dan lama membuka serta tinggi angkatnya kini bisa diatur sesuai dengan kondisi kerja mesin. Nama generiknya variable valve timing (VVT). Setiap produsen punya nama sendiri untuk teknologi ini.
Bagi mobil dengan mesin bersilinder  6 dan 8 atau lebih, cara mengirit adalah dengan me-non-aktifkan sebagian silinder. Ini dilakukan saat mobil hanya membutuhkan sedikit tenaga, misalnya jalan pelan atau berhenti sebentar.
Untuk mesin yang relatif kecil, cara meningkatkan kemampuan yang makin populer adalah mencangkokkan turbocharger atau supercharger.
Selain mesin, cara kerja transmisi juga mempengaruhi konsumsi bahan bakar. Yang menjadi pertanyaan, seberapa besar pengiritan yang diperoleh dari setiap teknologi baru yang disodorkan oleh produsen? Dari beberapa teknologi yang sudah diaplikasikan, perkiraan para ahli otomotif, termasuk lembaga-lembaga yang kini gencar mengampanyekan irit bahan bakar di Amerika Serikat dan Kanada adalah, seperti berikut.
Teknologi Irit BBM
Teknologi
Cara Kerja
Pengiritan
VVT & L (variabel valve timing and lift)
Katup mengontrol aliran campuran udara dan bahan bakar yang masuk dan keluar dari silinder.  Lama katup membuka, ditentukan oleh jadwal dan tinggi angkatnya.
Jadwal buka dan tinggi angkat katup pada putaran rendah dan tinggi ditentukan secara optimum. Desain tradisional, menggunakan waktu dan tinggi angkat yang dikompromikan untuk putaran rendah dan tinggi.
Teknologi VVT jadwal dan tingkat angkat katup berubah-ubah sesuai dengan putaran mesin. Hal ini membuat kerja mesin jadi lebih efisien.
5%
Mematikan silinder (cylinder deactivation)
Disebut juga multi-kapasitas. Teknologi ini hanya menon-aktifkan beberapa silinder ketika mesin hanya membutuhkan sedikit tenaga untuk bergerak. Misalnya saat lalu lintas macet.
Caranya kerjanya, mesin 8 dan 6 silinder, yang dipakai hanya 4 dan 3 silinder. Teknologi ini tidak digunakan pada mesin  4 silinder. Kalau dipaksakan menyebabkkan mesin batuk-batuk.
7,5%
Turbo & Supercharger
Turbo dan supercharger adalah kipas yang memaksa udara masuk ke dalam mesin. Turbo memanfaatkan gas buang dari mesin, sedangkan supercharger digerakan oleh mesin.
Kedua teknologi memungkinkan jumlah udara dan bahan bakar yang dimasukkan ke dalam silinder lebih banyak dan menghasilkan tenaga lebih besar. Sedagkan ukuran mesin relatif tetap kecil.
7,5%
ISG (intergrated starter & generator)
Sistem secara otomatis mematikan mesin ketika kendaraan berhenti dan menghidupkannya kembali  ketika pedal gas ditekan. Demikian saat berhenti tak ada bahan bakar yang dibakar.
Teknologi ini digabungkan dengan mengubah energi kinetik menjadi listrik saat mobil direm. Caranya,  energi kinetik diubah menjadi listrik, disimpan di dalam baterai dan nantinya digunakan lagi ketika diperlukan. Teknik ini hanya digunakan pada mobil hibrida.
8%
Injeksi langsung dengan turbo dan supercharger
Injeksi bahan bakar langsung (bensin) juga dikenal dengan GDI (gasoline direct injection). Kalau dilengkapi dengan turbo atau supercharger disebut “fuel stratified injection atau direct injection charge”).
Pada sistem injeksi dengan multi-injektor konvensional, bensin disemprotkan ke lubang dekat katup untuk bercampur dengan udara. Setelah itu baru dimasukkan ke dalam silinder.
Pada injeksi langsung, bahan bakar disemprotkan langsung ke ruang bakar. Dengan teknik ini, jadwal semprotan dan bentuk campuran lebih presisi.
Perbandingan kompresi bisa lebih tinggi, kerja mesin pun makin efisien.
11 – 13%
CVT (continuously variable transmission)
Perbandingan gigi tidak dibatasi, akselerasi mulus dan meningkatkan konsumsi bahan bakar. 
6%
AMT (Manual transmisi yang dioperasikan secara otomatis)
Mengabungkan efisiensi transmisi manual dengan pergantian gigi secara otomatis.
7%


i-VTEC: Irit BBM dan Rendah Emisi
i-VTEC makin banyak diaplikasi Honda pada mobil produk terakhir
Artikel Terkait:

(Bagian ke-2-habis)
Kalau VTEC bekerja secara bertahap pada putaran mesin yang telah ditentukan. Untuk i-VTEC, pengaturan “timing” dan tinggi angkat katup berubah secara terus menerus atau mengarah ke perubahan progresif. Jadi, bila putaran mesin berubah, waktu buka dan tutup katup isap dan buang juga berganti.
Kondisi kerja seperti itulah yang membuat mesin bekerja lebih efisien. Mampu menghasilkan tenaga dan torsi dalam rentang lebih lebar.

Untuk i-VTEC, saat mobil melaju pada kecepatan lebih cepat, tinggi angkat katup juga semakin besar. Waktu buka lebih cepat dan menutup lebih lambat. Sebaliknya, bila mobil berjalan lambat, tinggi angkat katup mengecil. Waktu membukanya lebih lambat dan waktu menutup lebih cepat.
Malah pada putaran rendah, salah satu pelatuk katup di-non aktifkan. Dengan cara ini, jumlah bahan bakar yang dipasok ke ruang bakar bisa di kurangi atau menggunakan campuran kurus. Hasilnya, selain menurunkan emisi gas buang, juga mengirit konsumsi bahan bakar. Jadi, cara kerjanya beda-beda tipis dengan abangnya Si- VTEC!

Sangat menguntungkan, namun mekanisme mesin jadi tambah rumit!

Tahapan kerja VTEC
Artikel Terkait:
(Bagian I)

VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control), teknologi mesin andalan Honda yang diperkenalkan pertama kali pada 1989, kini boleh saja dianggap sudah usang. Apalagi penggantinya, i-VTEC (intelligent - Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) yang diperkenalkan pada 2003, dianggap lebih mumpuni dan makin banyak diaplikasi pada produk-produk terbaru Honda. Namun yang pasti, VTEC tidak bisa dilupakan begitu saja. Pasalnya, i-VETC adalah VTEC + VTC (Variable Timing Control) atau evolusi dari VTEC.

Katup
Untuk mengenal i-VTEC lebih dalam, harus dipahami cara kerja VTEC. Teknologi ini dilahirkan Honda untuk memperoleh mesin yang mampu bekerja sip pada putaran bawah (rendah) dan oke pada putaran atas (tinggi). Dengan cara ini karakter mesin konvensional yang “kaku” bisa diatasi.

Sebelum generasi VTEC diciptakan Honda, sebuah mesin hanya bagus pada kondisi tertentu. Misalnya, mesin sangat responsif pada putaran tinggi, namun pada putaran putaran rendah, dipastikan payah. Saat diajak jalan santai, mesin “mbrebet” atau ngaco.

Komponen yang sangat menentukan karaktetristik mesin adalah katup. Utamanya pada mesin 4-tak (langkah) dengan piston bergerak bolak-balik. Rangkaian kerja dari keempat langkah itu adalah, isap, kompresi, usaha dan buang. Untuk mengatur siklus kerja tersebut, mesin harus dilengkapi dengan komponen yang disebut klep atau katup. Pada setiap silinder digunakan dua klep dengan tugas berbeda, yaitu klep isap dan buang.

Klep isap, bertugas mengatur masuknya campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder atau ruang bakar. Sedangkan klep buang, mengatur aliran sisa pembakaran keluar dari mesin atau ke knalpot. Cara klep mengatur aliran tersebut adalah dengan bergerak atau naik dari dudukannya.

Saat naik atau terangkat, terbentuk celah yang digunakan campuran udara dan bahan bakar masuk ke dalam silinder atau ruang bakar. Campuran tersebut masuk karena diisap oleh komponen bernama piston. Sedangkan untuk katup buang, celah tersebut digunakan oleh gas buang ke luar dari silinder atau menuju ke ruang bebas karena didorong oleh piston.

Waktu buka katup harus diatur sesuai dengan kondisi kerja mesin. Pastinya, katup isap mulai membuka saat mesin akan melakukan langkah isap. Begitu juga dengan langkah buang. Katup akan menutup menjelang akhir dari masing-masing langkah kerja. Lama katup membuka dan ketinggian terangkat dari dudukannya, sangat menentukan efisiensi dan performa mesin.

Pengerak Katup
Untuk mengaktifkan katup yang bergerak maju mundur, digunakan mekanisme yang disebut “kem” (cam). Nama lain dari komponen ini adalah “nok” atau bubungan. Bentuknya, bila dilihat dari sisi penampang, bulat dengan bagian tertentu menonjol, mencuat atau membentuk cuping. Bagian yang mencuat inilah sangat penting. Bentuk atau profilnya sangat menentukan tinggi angkat katup dan lamanya membuka katup. Di samping itu, profil kem juga menimbulkan efek fisika saat campuran udara dan bakar mengalir ke dalam mesin. Misalnya karena tiba-tiba kem mengangkat katup, maka campuran udara dah bakar yang mengalir ke dalam ruang bakar menimbulkan efek pusaran.

Kendati kem yang menentukan gerakan katup, namun kedua komponen tersebut tidak bisa berhubungan secara langsung. Masih ada mekanisme lain yang digunakan. Saat ini yang paling banyak adalah pelatuk katup yang disebut juga “rocker arm” dan mangkok (bucket). Khusus untuk mesin VTEC kebanyakan menggunakan mekanisme pelatuk. Hanya pada sepeda motor, Honda memasangkan VTEC dengan sistem bucket tappet.

Pelatuklah yang disodok oleh kem. Setelah itu baru diteruskan ke katup. Semua kem yang digunakan untuk menggerakkan katup berada dalam satu unit dan barisan yang disebut “camshaft”, nokken as atau poros bubungan. Pada masa kini, setiap mesin bisa saja menggunakan dua poros kem yang disebut DOHC (double overhead camshaft) dan satu saja, SOHC (single overhead camshaft).  
Dasar VTEC adalah mesin yang menggunakan tiga kem dan tiga pelatuk katup untuk setiap silindern. Dua kem bagian luar digunakan pada putaran rendah. Begitu juga pelatuk, bagian tengah digunakan bekerja untuk putaran tinggi.
Saat bekerja pada putaran rendah, mesin VTEC menggunakan kem dengan angkatan kecil. Ketika mesin bekerja antara 4.000 – 6.000 rpm (tergantung model), kontrol elektronik mengaktifkan sistem hidraulik VTEC. Kem tengah bekerja dengan mendorong pelatuk tengah yang menyatu dengan dua pelatuk lainnya. Karena cuping kem tengah lebih tinggi dan sudutnya juga besar, katup dibuka lebih awal da menutup lebih lama. Di samping itu, dengan cuping yang tinggi, dorongannya terhadap pelatuk katup dan seterusnya katup, juga lebih besar. Hasilnya, jumlah campuran udara dan bensin yang sampai ke ruang bakar lebih banyak. Hasilnya, tenaga yang dihasil besar dan akan mendorong piston bergerak lebih cepat pula.
Mekanis dasar VTEC lain yang tidak kalah penting keberadaan dan fungsinya adalah pin yang digerakkan secara hidraulik. Pin ini berada di dalam pelatuk. Ketika didorong, pin menyebabkan pelatuk katup bekerja dengan gerakan yang sama. Bila pin bebas, pelatuk bergerak sendiri-sendiri.

Cara Kerja
Ketika mobil melaju pada putaran mesin tinggi, komputer mesin mengaktifkan solenoid untuk VTEC. Selanjutnya, oli mesin yang bertekanan tinggi mengalir ke sistem hidraulik pin pada pelatuk katup isap. Akibat dari pergeseran pin tersebut, ketiga pelatuk bekerja sebagai satu unit. Pada saat ini, pelatuk digerakkan oleh kem dengan cuping tinggi. Hasilnya mesin bekerja untuk menghasilkan tenaga yang lebih besar pada putaran tinggi.
Ketika putaran mesin turun di bawah batas kerja VTEC, solenoid menutup aliran hidraulik atau oli yang menuju ke pin. Karena tidak ada tekanan, pin kembali ke posisi bebas semula. Pelatuk kembali bekerja secara sendiri-sendiri.
Untuk mengatur kerja VTEC, digunakan parameter, yaitu suhu mesin, tekanan oli dan kecepatan kendaraan. Dengan cara seperti itu, saat mobil diam namun gas digeber, VTEC tidak bekerja.
Sistem juga dilengkapi dengan pemantau. Fungsinya, bila terjadi gangguan, Engine Control Module (ECM) membuat kode dan menghidupkan lampu “check engine”.
Karena menggunakan oli, kerja VTEC bisa terganggu karena oli mesin kurang, kotor atau tekanan oli rendah karena adanya kebocoran pada sistem, misalnya O-ring yang rusak. (Bersambung ke Bagian ke-2).