Tren Teknologi Otomotif Menuju Standar Euro6

 Kendati pengembangan teknologi otomotif saat ini mengarah ke elektrikfikasi, namun motor bakar, yaitu mesin bensin dan diesel akan tetap dominan dalam beberapa tahun mendatang.
Itulah kesimpulan yang dibuat oleh produsen komponen mobil dunia. Salah satunya  adalah Continental dari Jerman. Dulunya Continental dikenal sebagai produsen ban. Tetapi setelah mengakuisisi Siemens VDO, perusahaan ini gencar memperkenalkan  dan mengembangkan teknologi komponen mesin, transmisi dan bagian lainnya dari kendaraan.  

Konsumsi & Emisi. Target utama perusahaan pembuat komponen adalah berusaha membuat produk yang bisa memenuhi standar sesuai dengan regulasi yang dibuat pemerintah. Sebagai contoh, Uni Eropa telah menentap, Euro6 sudah mulai diberlakukan untuk mobil yang mulai diproduksi dari 1 September 2014 harus. Setahun kemudian, seluruh kendaraan baru harus memenuhi standar tersebut.

Kita bisa saja bilang, standar Eropa terlalu muluk dan masih jauh dari jangkauan. Namun yang pasti, Euro6 telah “memaksa’ produsen komponen dan mobil menciptakan trend teknologi otomotif.

Pastinya, target yang harus dicapai adalah  penurunan emisi karbondioksida (CO₂) gas yang menyebabkan efek rumah kaca atau pemanasan global, nitrogen oksida (NOx ). Dengan turunnya emisi, konsumsi bahan bakar  juga menjadi lebih irit. Produk atau komponen penting yang dikembangkan oleh Continental adalah sistem pamasok bahan bakar (pompa), sistem injeksi, manajemen mesin (unit kontrol mesin atau ECU), transmisi, sensor-sensor dan aktuator.
Karena ada beberapa komponen yang dikembangkan, artikel ini ditulis dalam beberapa seri. Bagian pertama, tentang pompa bahan bakar dengan kerja sesuai dengan kebutuhan mesin.

Pompa Bahan Bakar. Usaha untuk mengurangi emisi CO2 sudah dimulai dengan memasang pompa bensin di dalam tangki. Namun pompa  tersebut bekerja pada kecepatan tetap untuk memasok bensin ke mesin (injektor).

Kini, pompa tersebut dirancang bekerja bekerja sesuai dengan kebutuhan atau kondisi kerja mesin. Mislanya, ketika kendaraan tidak jalan (stasioner) atau jalannya pelan, putaran pompa diturunkan. Tujuannya untuk menghemat energi. Sebaliknya, kalau ingin cepat, putaran pompa naik atau bekerja lebih cepat dan jumlah pasokan bahan bakar jadi lebih banyak.
Untuk ini, Continental melengkapi pompanya dengan chip  yang mengontrol kerjanya. Chip dipasang pada flens yang berada di tangki bensin dan bisa digunakan untuk mengontrol kerja pompa  yang bekerja dengan arus listrik AC atau DC.
Chip ini selanjutnya akan  berkomunikasi dengan sistem manajemen (komputer) mesin untuk mengetahui kondisi kerja mesin dan selanjutnya digunakan sebagai parameter mengatur kecepatan pompa. Tepatnya, kerja pompa disesuaikan dengan kebutuhan mesin.
Menurut Continental, cara ini  bisa mengurangi satu atau dua gram CO₂ per km. Hal itu diperoleh karena pemakain tenaga listrik jadi lebih rendah. Hebatnya lagi, dirancang untuk mesin bensin dan diesel.

Injektor Generasi Piezo dan Magnetik

Makin ketatnya regulasi emisi standar pada mobil yang akan dipasarkan nanti, adalah upaya pemerintah untuk menurunkan emisi gas buang. Maklum, efek rumah kaca atau pemanasan global makin mengkhawatirkan. Di samping itu, juga mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil.

Berbagai cara telah ditempuh. Termasuk membuat mobil hibrida dan listrik. Namun pelaksanaan tidak mudah karena banyak faktor yang harus dipertimbangkan.

Kalau mobil menggunakan tenaga listrik, bisa dibayangkan pabrik mesin, pengecoran logam akan berhenti berproduksi. Pada industri tersebut menghidupi banyak manusia di muka bumi ini. Jumlahnya sangat banyak. Sebagainya acuan, tahun lalu saja, jumlah mobil (tidak termasuk sepeda motor), yang diproduksi mencapai 51 juta unit. Jadi, unsur ekonomi juga sangat kuat.

Karena itu, dalam masa transisi menuju elektrifikasi, para insinyur otomotif tetap melakukan pengembangan pada komponen mesin sekarang.

Injektor Piezo
Menyosong pelaksanaan regulasi Euro6, salah satu cara yang dilakukan produsen mobil – bekerjasama dengan pemasok – adalah merekayasa komponen yang membuat kerja mesin semakin efisien. Komponen penting mesin masa kini yang menentukan efisiensi kerja mesin adalah injektor, baik untuk diesel maupun bensin.

Untuk mesin diesel, diperkenalkan generasi terkini nosel Injeksi piezoelektrik. Elemen piezo bekerja langsung pada jarum nosel tanpa memerlukan sistem hidraulik perantara. Dengan cara ini derajat dan lama injektor membuka (bekerja) dapat dikontrol lebih akurat.

Dengan cara demikian, ada pilihan baru. Saat ini hanya digunakan injeksi multiple yang masih membutuhkan beerapa komponen mekanis. Dengan injektor terbaru, aktuator piezo juga belerka sebagai sensor yang melaporkan posisi jarum nosel secara presisi kepada komputer mesin.

Hasilnya, sistem akan mengontrol sendiri aliran bahan bakarnya. Komputer mesin, selain mengontrol kendaraan, juga bisa mendeteksi setiap perubahan aliran bahan bakar pada injektor. Hebatnya lagi, komputer bisa mengatur injektor secara individual (sendiri-sendiri).

Hasilnya, emisi nitrogen oksida (NOx) bisa diturunkan. Konsumsi bahan bakar juga jadi lebih lebih irit. Penurunan emisi nitrogen oksida mencapai standar Euro6, yaitu 80 mg/km, dari sebelumnya Euro5, 180 mg/km.

Pengembangan terhadap desain hidraulik injektor juga mampu mengoptimalkan kerja mesin. Hal tersebut telah dibuktikan oleh berjuta-juta sistem piezo common rail yang digunakan saat ini. Pada injektor piezo sekarang, bahan bakar yang kembali ke tangki bisa diturunkan sampai 40 persen.

Hasilnya, emisi CO2 pada mobil penumpang yang menggunakan diesel dapat dikurang satu gram per km. Hasil positif lain, untuk memasok bahan bakar bisa menggunakan pompa bertekanan lebih rendah. Hal ini ikut mengurangi biaya komponen.

Injektor Magnetik
Untuk mesin bensin yang makin gencar menggunakan sistem injeksi lansung, injektor generasi terbaru bekerja secara magnetik. Menurut Continental, mereka berhasil mengembang injektor generasi XL3 baru yang mampu meminimumkan volume injeksi. Ini merupakan opsi baru dari sistem yang sudah digunakan, yaitu injeksi multiple atau juga dikenal sebagai injeksi bertahap (stratified).

Hasilnya adalah pembakaran yang lebih efisien, konsumsi bahan bakar makin dan target utama emisi gas CO2 semakin rendah plus harga harga komponen makin terjangkau.

Pengembangan teknologi otomotif bertujuan membuat mobil ramah terhadap lingkungan sekaligus tetap enak dikebut. Kendati yang didapat dari suatu komponen kecil, namun dengan jumlahnya yang banyak, hasilnya akan menjadi besar. Karena itulah pengembangan dilakukan terhadap berbagai komponen mein

Komputer Mesin
Alat ini menentukan komposisi dan proporsi campuran udara dan bahan bakar yang akan dipasok dan dibakar di dalam mesin. Saat ini, komponen yang disebut juga dengan engine control unit (ECU) masih menggunakan platform EM 2. Penggunaan dinilai sukses untuk mesin dengan berbagai jenis bahan bakar. Misalnya, bensin, diesel, BBG atau compressed natural gas (CNG), elpiji, biofuel dan termasuk mobil hibrida.

Versi terbaru yang sudah disiapkandigunakan pada 2011, termasuk dengan perangkat keras dan lunak adalah EMS 3. Komputer terbaru, mikrokontroler disatukan dalam satu chip set. Hasilnya, komputer menjadi lebih kecil dan ringan.

Sensor-sensor
Teknologi pengolahan gas buang ditingkatkan dengan menggunakan regenerator filter parikulat dan sistem SCR untuk mengurangi nitrogen oksida. Termasuk nanti sensor hidrokarbon (HC) yang presisi untuk mobil hibrida.

Kopling Ganda
Transmisi, trennya adalah penggunaan double (dual) clutch atau kopling ganda. Jumlah produsen mobil yang menggunakan semakin banyak. TKG menggabungkan kemudahan transmisi otomatik dengan manual yang efisien dan kinerja sport.

Akhir tahun lalu, Continental mengklaim berhasil menjadi perusahaan pertama yang membuat TKG kering yang dikontrol secara elektromekanis.

Hasilnya, dibandingkan dengan transmisi otomatik torque conveter 6-kecepatan, TKG membuat konsumsi bahakar lebih irit 6 persen.

Turbocharger
Untuk membuat ukuran mesin makin kecil namun tetap menghasilkan tenaga dana torsi besar, pencangkokkan turbocharger pada mesin bensin makin “mewabah”. Utamanya dilakukan oleh produsen dari Jerman yang umumnya memproduksi mobil premium atau mewah.

BMW membanggakan twin-turbo, Mercedes-Benz dengan CGI. Bahkan produsen yang disebut terakhir berani mengganti teknolog kompresor yang dulu dibanggakannya dengan turbocharger. Hal yang sama juga dilakukan oleh Audi dan VW.

Tahun depan makin banyak mobil Eropa yang menggunakan platform turbo. Teknologi tersebut diberi nama antara lain, EfficientDynamics (BMW), BlueEfficiency (MB) dan BlueMotion (VW).

Makin tertariknya produsen mobil mewah menggunakan turbocharger karena pengontrol kerjanya semakin canggih. Turbo sudah bekerja pada putaran rendah. Aliran gas buang yang mengaktifkan turbo, kini diatur oleh katup yang bekerja secara elektrik.

GDI dan VVT
Injeksi bensin langsung makin banyak digunakan untuk memperoleh efisiensi kerja mesin. Malah disatukan dengan turbocharger plus dengan pengaturan kerja buka-tutup katup yang bervariasi sesuai dengan putaran mesin. Hasilnya, mesin kecil bertenga besar.

Pompa Listrik
Sistem pemasok terbaru yang dikembangkan adalah pompa bahan bakar tekanan tinggi, plunyer tunggal dan mampu menjaga tekanan tetap 50 bar yang dirancang untuk mobil hibrida. Saat ini sudah digunakan pada mobil mewah yang dilengkapi dengan sistem otomatik stop/start. Sistem yang menghentikan aliran bahan bakar ketiga mobil stasioner dan baru memasoknya kembali kalau mobil sudah jalan.