Mesin Injeksi, Bukan Asal Semprot

Jakarta - Kurang efisiennya karburator dalam mengolah campuran bahan bakar dan udara untuk sistem pembakaran pada mesin, membuatnya ditinggalkan dan digantikan oleh sistem injeksi. Injektor yang kerjanya didukung oleh berbagai macam sensor membuat sistem kerjanya menjadi jauh lebih kompleks, namun menghasilkan tenaga yang lebih baik, lebih hemat bahan bakar dan mengeluarkan emisi yang lebih sedikit.

Berbagai nama pun diciptakan oleh masing-masing pabrikan saat mempatenkan sistem injeksi yang digunakannya. Sistem yang digunakan Toyota Kijang misalnya disebut EFI, pada Suzuki Celerio adalah MPI sedangkan pada Mazda2 terbaru yang sudah mengusung direct-injection menggunakan nama Skyactiv.

Apapun namanya dan teknologinya, sistem injeksi yang terus berkembang ini jelas membantu menyempurnakan era mesin pembakaran internal sebelumnya rezimnya habis tergantikan oleh mesin listrik. Nah, penasaran lebih banyak soal sistem injeksi?• (otomotifnet.com)

Bekerja dengan prinsip yang kurang lebih sama, banyak nama yang digandrungi oleh sistem mesin injeksi. Namun pada intinya, biasanya terdapat frase ‘I' sebagai kependekan dari injection. Beberapa nama yang digunakan di antaranya adalah EFI, IDE, TBI, MPI, SFI dan GDI pada mesin bensin, sedangkan pada mesin diesel seperti DI dan CRDI.

Nama yang paling populer di Indonesia salah satunya adalah EFI yang merupakan singkatan dari Electronic Fuel Injection. Meskipun sudah banyak digunakan sebelumya, teknologi injeksi dengan nama ini mulai populer ketika digunakan pada mobil produksi massal seperti Toyota Kijang dan Daihatsu Taruna.

"Toyota sudah memperkenalkan EFI sejak tahun 80-an pada Cressida dan Crown, kemudian diimplementasikan ke line-up lainnya," jelas Dadi Hendriadi, GM Technical Service Division PT. Toyota Astra Motor (TAM).

Nama-nama yang mengikuti EFI dengan single-port injector antara lain TBI (Throttle-Body Injection) yang digunakan General Motor, EGI (Electronic Gas Injection) oleh Mazda. Sedangkan untuk multi-port, ada SFI (Sequential Port Fuel Injection) dan MPI (Multi Port Injection).

Teknologi terkini mengarah ke sistem injeksi langsung atau gasoline direct injection (GDI). Nama IDE digunakan oleh Renault dengan kepanjangan Direct Injection Essense pada tahun 1999. Lalu Volkswagen menggunakan nama FSI (Fuel Stratified Injection) pada tahun 2000. Mazda menggunakan nama DISi (Direct Injection Spark Ignition) pada 6 Mazdaspeed dan CX-7, hingga kemudian mengubah nama menjadi Skyactiv pada generasi selanjutnya. •

Sejarah panjang mencatat perkembangan dunia fuel injection. Pertama kali diterapkan pada kendaraan diesel, adalah Bosch dan Clessie Cummins yang mengembangkan. Terinspirasi dari mesin uap injeksi karya Herbert Akroyd Stuart. Sekitar tahun 1920-an, sistem injeksi mulai menyebar pada kendaraan diesel komersial.

Mesin bensin indirect injection berawal dari pesawat terbang pada tahun 1902. Sedangkan untuk direct injection bensin sudah ada sejak tahun 1925 yang diciptakan oleh Hesselman Engine hasil racikan Jonas Hesselman asal Swedia. Mesin ini hasil hybrid antara diesel dan bensin, jadi terdapat busi dan pompa injeksi bahan bakar.

Merupakan mesin kendaraan jalanan pertama yang dijual bebas mengadopsi direct injection. Digunakan untuk truk dan bus. Alfa Romeo mengetes electronic fuel injection pertama pada kendaraan balap spesial 6C 2500 dengan sasis 915.009, setelah sebelumnya kalah dari BMW yang menggunakan mesin kapasitas kecil.

Mesin hasil desain Ottavio Fuscaldo menembus putaran mesin 5.500 RPM dan dapat berjalan dengan bahan bakar alternatif seperti minyak sayur. Produk lansiran AMC (American Motors Corportation) tahun 1957, merupakan kendaraan, produksi masal pertama yang menggunakan electronic fuel injection. Sistem injeksinya dikembangkan oleh Bendix Corporation yang diberi nama Electrojector. •

Implementasi sistem injeksi modern bertujuan untuk memberikan tenaga yang lebih besar dan konsumsi bahan bakar yang lebih irit, sekaligus menurunkan emisi gas buang berkat pencampuran bahan bakar dan udara yang lebih presisi, karena diatur berbagai sensor.

"Karburator sulit untuk menjaga perbandingan campuran bahan bakar dan udara jika ada perubahan kondisi kerja mesin, misalnya tekanan udara luar, temperatur dan lain-lain," ujar Dadi Hendriadi, GM Technical Service Division PT. Toyota Astra Motor (TAM).

Pada esensinya, teknologi mesin injeksi bekerja menggantikan sistem hisapan bahan bakar dan udara dari karburator dan menggantikannya menggunakan sistem penyemprotan terkomputerisasi, yang dikendalikan berbagai macam sensor pada ECU. Cara sistem injeksi itu bekerja, mulai dari sensor yang digunakan hingga teknik penyemprotan, menentukan teknologinya.

Pada mesin yang menggunakan sistem EFI (Electronic Fuel Injection), terdapat tipe L dan tipe D yang membedakan bagaimana sensor mengatur cara kerjanya. Tipe L berasal dari kata Luft dalam bahasa Jerman yang berarti udara, tipe ini diatur berdasarkan aliran udara. Tipe D berasal dari kata Druck artinya tekanan, yang berarti tipe ini diatur berdasarkan sensor tekanan udara.

"Di Toyota Kijang sebelum Innova, menggunakan EFI tipe D multi-port. Innova basic-nya pakai tipe L. Sekarang walaupun tipe L, tetapi ada sensor tekanan udara seperti pada tipe D, sehingga lebih akurat dan jarang dikategorikan lagi," lanjut Dadi.

Sedangkan berdasarkan jumlah nozzle injektor, dibagi menjadi single-point dan multi-point atau multi-port. Sistem injektor single-port bekerja hanya dengan satu atau dua nozzle pada throttle body setiap silinder. Di Indonesia, contoh yang menggunakannya adalah Suzuki Caribian.

Sementara multi-port mengandalkan sebuah nozzle injektor terpisah di luar intake port setiap silinder. "Biasanya setiap silinder mesin dengan MPI akan dilayani supply bahan bakarnya oleh satu buah injektor. Saat ini seluruh line-up Suzuki mobil di Indonesia sudah menggunakan sistem Multi Point Injection (MPI)," tutur Totok Yulianto, Service 4W Technical & Quality Group Head PT. Suzuki Indomobil Sales. •

 
Jauh sebelum ada EFI, sudah tercipta injeksi mekanikal. Tepatnya tahun 1902 oleh Leon Levavasseur untuk pesawat terbang berkonfigurasi mesin V8. Maksud dari mekanikal adalah tidak adanya bantuan ECU sama sekali. "Mirip dengan kendaraan diesel non common rail," ujar Santoso, salah satu punggawa Firna Protechnik di bilangan Tanjung Duren, Jakbar.

Pengaturan suplai bensin diatur oleh fuel pump yang terkoneksi dengan ke pulley kruk as. Semakin tinggi putaran mesin, tentu membutuhkan suplai bensin yang lebih banyak. Namun jenis ini membutuhkan sebuah regulator untuk mencegah suplai bensin berlebih. Sisa bahan bakar tersebut dimasukan kembali ke tangki bensin.

Tapi jangan anggap bahwa mekanikal injection sudah tidak laku di pasaran. Bagi yang hobi merestorasi kendaraan hot rod tentu lebih memilih teknologi ini dibanding EFI. Nilai orisinalitasnya lebih terjaga. Bahkan sampai saat ini masih banyak pabrikan aftermarket seperti Kinsler, Hilborn dan lain sebagainya menjual produk seperti ini. •

Mesin injeksi langsung sangat identik dengan cara kerja pembakaran tanpa busi seperti pada mesin diesel, dimana bukaan klep hanya untuk menyedot udara. Bahan bakar disemprotkan oleh nosel injektor langsung di dalam tabung silinder, pada ujung siklus kompresi, sehingga ledakan terjadi tanpa butuh bantuan percikan busi.

Meskipun hal itu juga terjadi karena sifat solar, namun metode penyemprotan dalam tabung silinder ini mulai diikuti oleh mesin bensin. Goliath dan Gutbrod merupakan 2 mobil pertama yang menggunakan sistem GDI (Gasoline Direct Injection) menggunakan teknologi nosel dari Bosch pada tahun 1952.

Kemudian legenda Mercedes dengan gull-wing doors, 300SL, mengikuti. Namun karena injektor GDI bisa mengatasi tekanan hingga ribuan psi dibanding 40-60 psi pada injektor standar dan harus tahan panas dalam silinder, maka ketahanannya pasti membutuhkan material kuat yang lebih mahal, sehingga sistem ini tidak disukai oleh pabrikan pembuat mobil massal.

Namun masa depan GDI terus berjalan. Tahun 1996, Mitsubishi memproduksi mesin Galant menggunakan sistem injeksi langsung. Kemudian pada tahun 2000 disusul oleh Toyota, Volkswagen-Audi dan Daimler-Chrysler. Hyundai dan Peugeot-Citroen selanjutnya di tahun 2001 dan General Motors di 2002.

Penggunaan sistem GDI dapat menguntungkan dengan menghasilkan tenaga lebih besar, namun lebih hemat bahan bakar. Untuk menghemat misalnya, dapat dilakukan dengan menyemprotkan jumlah bahan bakar yang jauh lebih sedikit pada saat idle atau berjalan pelan, sementara udara yang masuk dari klep tetap normal.

Hal ini biasa disebut ultra lean mode. Namun salah satu sisi negatifnya, bahan bakar yang sekaligus bekerja sebagai pembersih klep kini tidak melewatinya, sehingga penumpukan kerak pada klep lebih cepat terjadi. Pada mesin diesel, perkembangan sistem DI lebih terarah pada sistem pemasoknya.

"Pada Isuzu Panther, bahan bakar dipompa langsung ke injektor, sedangkan pada sistem terbaru dengan common-rail, bahan bakar terlebih dahulu dimasukkan ke common-rail untuk dinaikkan tekanannya sebelum dibagi rata ke injektor," jelas Rudy Irawan, owner Espe'el Motorsport.

Perkembangan sistem DI pada mesin diesel juga mengarah ke penggunaan injektor yang lebih canggih, yaitu Piezo Injector. Injektor jenis ini menggunakan bahan piezo yang bisa melebar, sedangkan sebelumnya masih menggunakan elektromagnet untuk membuka nosel injektor. Injektor jenis piezo ini memiliki kendali interval penyemprotan yang lebih presisi, yang mengarah ke konsumsi bahan bakar yang lebih baik dan emisi yang berkurang. •

Saat ini pabrikan otomotif dituntut untuk mengambangkan kendaraan yang semakin irit. Seperti Nissan yang mengadopsi dual injector pada Nissan Juke berkode mesin HR15DE. Secara logika, bagaimana bisa 2 buah injektor itu lebih irit dibanding 1 injektor? Teorinya mirip dengan direct injection pada kendaraan berkapasitas besar.

Sedangkan kendaraan kapasitas kecil cukup menggunakan dual injector. "Teknologi ini diklaim dapat mereduksi diameter semburan bensin sebanyak 60%. Maka dari itu semburan yang dihasilkan akan lebih mengembun, yang tentunya akan memperbaiki efisiensi bahan bakar," terang Ade Haryawan, Kepala Bengkal Nissan Puri, Jakbar.

Efisiensi bahan bakar juga bertambah hingga 4% dibandingkan mesin Nissan lain di kelas yang sama.Dual injector juga lebih irit biaya pembuatan, 60% lebih murah dibanding mengadopsi direct injection dan mereduksi 50% penggunaan bahan-bahan yang langka pada catalytic converter.

Metode ini juga banyak digunakan pada kendaraan balap. Pilihan seperti ini diambil lantaran dibandingkan menggunakan 1 injektor kapasitas besar, lebih baik menggunakan 2 buah injektor yang jika dijumlah, hasil semburannya sama dengan yang besar. Contohnya pada kendaraan turbo, yang akan mulai spooling pada rpm tertentu.

Nah saat spooling tentu butuh suplai bensin yang lebih banyak, saat itulah secondary injector bekerja. •

Merawat sistem injeksi tidak begitu sulit. Malah terbilang sudah banyak bengkel yang sanggup menangani masalah-masalah injeksi. Pilihlah bengkel yang memiliki alat engine diagnostic. Sangat memudahkan untuk melacak kerusakan sistem injeksi. Lebih cepat ketahuan jika ada kerusakan sensor ataupun wiring atau bahkan ECU yang rusak juga ketahuan.

"Paling penting jaga kebersihan sistem pasokan udara dan bahan bakar," sebut M Soleh Jusuf, pemilik Sigma Speed di kawasan Pancoran, Jaksel. Seperti throttle body, idle air control valve atau idle speed control, saringan bahan bakar, pompa bahan bakar dan injektor harus rutin dibersihkan dan diganti, sesuai dengan interval penggantian parts masing-masing pabrikan.

Semakin bagus kualitas bahan bakar tentu akan semakin bersih parts yang berhubungan dengan mesin. •