Trik Unik Mengurangi Konsumsi BBM Mobil dengan “Cylinder Deactivation”

     Ada 2 cara menghilangkan pumping loss, yaitu,

1. Memasang sistem free-flow antara ruang bakar dan udara atmosfer pada silinder yang dinonaktifkan;
2. Menutup total ruang bakar sehingga udara terperangkap di dalam silinder pada silinder yang dinonaktifkan.

Pada mesin-mesin modern biasanya proses cylinder deactivation ini juga menghilangkan pumping loss, yaitu dengan mengurung gas buang sisa pembakaran di dalam ruang bakar. Proses ini dilakukan dengan memanipualsi mekanisme katup masuk dan buang pada silinder yang dinonaktifkan. Umumnya dikontrol secara hidrolik dan elektronik. Proses cylinder deactivation adalah sebagai berikut:

1. Electronic control unit (ECU) mengaktifkan system cylinder deactivation;
2. Sistem bahan bakar distop untuk silinder yang akan dinonaktifkan;
3. Katup masuk mulai ditutup dan dinonaktifkan untuk silinder yang akan dinonaktifkan;
4. Gas buang sisa pembakaran sebelumnya dikurung di ruang bakar dan ruang silinder dengan menutup katup buang untuk silinder yang akan dinonaktifkan;
5. Sistem cylinder deactivation telah bekerja.

[caption caption="Gambar 3 Contoh sistem cylinder deactivation pada AUDI dengan menutup semua katup dan mengurung gas sisa pembakaran. Katup masuk dan katup buang ditutup dengan bantuan pin hidrolik untuk mendorong cam secara axial."]

[/caption]

 

      Peningkatan efisiensi dengan penutupan katup ini dapat mengurangi kerugian atau akan terjadi peningkatan efisiensi mesin, karena hal berikut:

1. Kerugian pada katup masuk dan buang dihilangkan pada silinder yang nonaktif;
2. Pumping loss juga dihilangkan. Pada silinder yang dinonaktifkan, gas buang yang dikurung dalam silinder dan ruang bakar akan berfungsi seperti spiral, walaupun membutuhkan energi ketika dikompresi, namun energi potensial ini akan digunakan kembali untuk menekan piston, sehingga loss sangat minimal;
3. Aliran udara masuk untuk silinder sisa yang masih aktif akan lebih rendah hambatannya karena kapasitas mesin yang berkurang.

 Walaupun piston pada silinder nonaktif masih tetap bergerak namun tanpa pembakaran sehingga efisiensi mesin pun akan meningkat yang pada akhirnya menghasilkan penghematan BBM yang cukup significan.

Modifikasi mesin konvensional bensin 4 langkah dengan sistem cilinder deactivation

Modifikasi pemasangan sistem cylinder deactivation pada mesin konvensional juga bisa dilakukan, bisa dengan sistem yang komplek memakai ECU ataupun sistem sederhana dengan cara manual. Saya memilih sistem manual yang lebih sederhana yang diaplikasikan pada mobil saya yang bermesin bensin 4 langkah 2000 cc 4 silinder. Perlu diperhatikan adalah pemilihan silinder yang akan dinonaktifkan harus berdasarkan pada irama pembakaran mesin (firing order) agar putaran mesin tidak menjadi pincang. Contohnya pada mesin 4 silinder ini dengan urutan pengapian 1-3-4-2, maka silinder yang dinonaktifkan bisa silinder nomor 1 dan 4 ataupun silinder nomor 2 dan 3, tergantung pilihan. Saya memilih silinder nomor 1 dan 4 yang dinonaktifkan, agar suhu mesin tetap stabil, karena jarak silinder nomor 2 dan 3 yang berdekatan.

[caption caption="Gambar 4 Firing order mesin 4 silinder"]

[/caption]

Mekanisme katup tidak ada yang saya ubah (masih ada loss pada mekanisme katup, berbeda pada sistem cylinder deactivation yang lebih canggih tanpa loss), sehingga saya lebih memilih sistem free flow untuk meminimalkan pumping loss. Modifikasi yang dilakukan hanya pada saluran masuk yaitu dengan menutup jalur udara dari throttle body ke silinder nonaktif dan juga membuat saluran bypass dari udara atmosfer ke silinder nonaktif. Saluran free flow juga memanfaatkan lubang busi dengan membuat saluran khusus dari lubang busi.

Ketika sistem cylinder deactivation diaktifkan maka, aliran bahan bakar ke silinder nonaktif distop. Kapsitas mesin pun secara teoritis akan turun setengahnya dari awalnya 2000 cc menjadi 1000cc, yang tentunya akan membutuhkan BBM jauh lebih sedikit. Daya mesin tentunya akan berkurang, namun untuk pemakaian biasa, seperti dijalan macet atau melaju normal masih nyaman digunakan. Kalaupu dibutuhkan daya mesin lebih besar lagi maka bisa mengaktifkan kembali semua silinder yang dilakukan dengan cara manual, yaitu mesin mobil harus dimatikan dahulu dan membutuhkan waktu sekitar 5 menit untuk mengubah sistem aliran di ruang mesin.