Perkembangan Sistem Injeksi Elektronik Pada Motor Diesel

Sejak Robert Bosch berhasil membuat pompa injeksi pada motor diesel putaran tinggi (1922 _ 1927), maka dimulailah percobaan-percobaan untuk menerapkan pompa injeksi tersebut pada motor bensin. Keberadaan Euro Emission Regulation diprediksi akan mengubah teknologi otomotif di Indonesia. Pengaruh yang paling besar adalah pada mesin, yaitu pengaturan pasokan bahan bakar minyak (BBM), bukaan katup, dan kontrol udara.
Untuk mengejar standar emisi gas buang Euro IV, pabrikan mobil mengembangkan mesin diesel
berteknologi canggih. Mesin ini memakai sistem injeksi bahan bakar bertekanan tinggi yang mampu
meningkatkan proses pembakaran, sehingga gas buang pun menjadi ramah lingkungan. Seiring dengan itu, kualitas material logam nozzel injector mengalami peningkatan pula. Pasalnya, standar emisi Euro IV memerlukan tekanan bahan bakar 1.600 bar - 1.800 bar atau kira-kira 23.200 psi hingga 26.100 psi. Tentunya pada tekanan ini, baja standar tidak akan tahan lama pada suhu tinggi. Baja akan mengalami kelelahan metal atau metal fatigue yang berdampak pada tidak optimalnya kinerja mesin diesel.
Pembakaran yang sempurna membutuhkan kompresi udara sebanyak-banyaknya, disisi lain membutuhkan tekanan penyemprotan bahan bakar yang tinggi dengan timing (saat membuka dan lamanya) penyemprotan yang tepat. Pada sistim konvensional hal tersebut diatas diatur secara mekanis dalam pompa injeksi dengan governornya dan injektor yang menginjeksikan bahan bakar. Perkembangan teknologi telah dapat memperbaharui sistem konvensional dengan sistem yang elektronik yang lebih menjamin keakuratan untuk mendapatkan daya mesin yang optimum, pemakaian bahan bakar yang hemat serta tingkat emisi yang rendah. Pengaturan penginjeksian yang sangat akaurat menjamin proses pembakaran lebih sempurna dengan tingkat emsi yang lebih rendah dibanding sistim yang konvensional.
Dengan semakin tingginya tuntutan efisiensi kinerja mesin diesel sudah mulai menyamai mesin bensin. Kini
mesin diesel tidak hanya memiliki torsi yang besar dan hemat bahan bakar, namun juga mempunyai
akselerasi yang cukup prima. Mesin diesel pun tidak hanya dipakai oleh kendaraan truk besar, tetapi
dipergunakan pula sebagai penggerak sedan kelas mewah.

a. Sistem injeksi elektronik
Pembakaran yang sempurna membutuhkan kompresi udara sebanyak-banyaknya, disisi lain membutuhkan tekanan penyemprotan bahan bakar yang tinggi dengan timing (saat membuka dan lamanya) penyemprotan yang tepat. Pada sistim konvensional hal tersebut diatas diatur secara mekanis dalam pompa injeksi dengan governornya dan injektor yang menginjeksikan bahan bakar. Perkembangan teknologi telah dapat memperbaharui sistem konvensional dengan sistem yang elektronik yang lebih menjamin keakuratan untuk mendapatkan daya mesin yang optimum, pemakaian bahan bakar yang hemat serta tingkat emisi yang rendah. Pengaturan penginjeksian yang sangat akaurat menjamin proses pembakaran lebih sempurna dengan tingkat emsi yang lebih rendah dibanding sistim yang konvensional.

 

Skema sistim injeksi commonrail 

Teknologi injeksi pertama yang diadopsi mesin diesel yaitu memakai pompa bahan bakar mekanik dan
sistem buka tutup katup yang digerakkan poros engkol. Pergerakannya melalui timing belt atau rantai. Mesin diesel tipe ini menggunakan injektor yang amat sederhana dengan pola penyemprotan diatur katup. Kerja katup diatur oleh tekanan bahan bakar.
Sistem yang satu langkah lebih canggih adalah indirect injection yang mensupply bahan bakar melalui satu ruangan khusus sebelum akhirnya masuk ruang bakar. Ruangan khusus ini disebut sebagai pre-chamber dengan tugas utama menghasilkan bahan bakar yang siap diledakkan. Dengan teknologi indirect injection, kinerja mesin diesel jadi lebih halus, lembut, dan efisien.
Mesin diesel modern saat ini rata-rata mengadopsi teknologi direct injection. Pada sistem ini injektor
diletakkan tepat diatas ruang pembakaran. Begitu katup terbuka, injektor akan langsung menyemprotkan bahan bakar. Dengan sistem ini konsumsi bahan bakar jadi lebih hemat 15 hingga 20% dari mesin berteknologi indirect injection.
Seiring dengan perkembangan teknologi elektronik, pada tahun 1989 kerja peranti direct injection pun diatur oleh ECU (Engine Control Unit). Waktu injeksi, jumlah bahan bakar, sirkulasi gas buang dan peranti turbo diatur oleh sistem elektronik. Ini menghasilkan mesin diesel yang ramah lingkungan.
Inovasi mesin diesel terus berlanjut dengan penemuan sistem common rail injection. Teknologi ini dirancang untuk memperbesar tekanan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar. Pada teknologi direct injection, injektor bekerja pada tekanan 300 bar. Pada teknologi baru, tekanan bahan bakar diperbesar lebih dari 1.800 bar. Caranya, sebelum dialirkan ke injektor, bahan bakar solar terlebih dahulu disalurkan ke pipa khusus atau common rail. Dalam pipa ini terdapat alat khusus yang bisa memaksimalkan tekanan bahan bakar. Peranti injektor terletak berbaris sepanjang pipa ini.

 

Skema sistim injeksi Unit injection pump (UIP)

Unit Direct Injection merupakan teknologi yang paling baru dari sistem pasokan bahan bakar mesin diesel. Sangat canggih dan berteknologi tinggi, karena setiap injektor yang berada di silinder dilayani oleh satu pompa sendiri. Artinya injektor dan pompa sudah menjadi satu unit sendiri. Ini memungkinkan aliran bahan bakar yang selalu konstan ke dalam ruang bakar. Sistem ini dikembangkan oleh Bosch dan sudah diadopsi oleh berbagai pabrikan mobil Eropa. VW menyebutnya dengan nama Pumpe Duse yang mampu menghasilkan pasokan bahan bakar bertekanan 2.050 bar.