Teknologi Diesel Commonrail D4D Pada Mobil Toyota

Makalah Motor Diesel

  

     

                        Tengku Razil Kadri      ( 5315102704 )

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

Teknologi Diesel Commonrail D4D Pada Mobil Toyota

Mesin Diesel D-4D Commonrail (Direct 4 Stroke Diesel) merupakan teknologi yang memberikan kinerja mesin diesel menjadi bertenaga namun tetap irit bahan bakar dan ramah terhadap lingkungan sehingga teknologi mesin diesel tidak berbeda jauh kehandalannya dari mesin premium.

Mesin D-4D Commonrail, teknologi mesin diesel yang irit dan ramah lingkungan

Mesin diesel commonrail mempunyai cara kerja yang berbeda dengan mesin diesel konvensional. Sebuah unit kontrol elektronik secara akurat melakukan keseimbangan terhadap tekanan injeksi bahan bakar dengan menggunakan teknologi High Pressure Piezo Injection, waktu dan volume yang tepat dan sesuai dengan output yang disalurkan ke mesin.

Bahan bakar yeng telah di beri tekanan oleh supply pump disimpan di dalam common-rail sebelum didistribusikan ke injector-injektor. ECU (Electronic Control Unit) dan EDU (Electronic Driving Unit) mengontrol volume dan waktu injeksi bahan bakar ke tingkat yang optimal dengan cara mengoperasikan dan menutup injektor-injektor sesuai dengan sinyal-sinyal dari sensor-sensor. Proses ini serupa seperti pada system EFI yang digunakan pada mesin bensin.

Teknologi injektor piezoelektrik terbaru ini menggantikan injektor solenoida dari mesin diesel sebelumnya. Injektor piezoelektrik mampu memberikan 3 kali lipat keakuratan dalam mengontrol volume bahan bakar dan waktu injeksi.

Tekanan injeksi meningkat dan mengalami proses pemecahan cairan bahan bakar menjadi semburan yang lebih halus, yang mengakibatkan pencampuran dan pembakaran yang lebih baik, dan kontrol volume bahan bakar juga lebih baik sehingga pemakaian bahan bakar lebih sedikit.Teknologi D-4D Commonrail digunakan di salah satu mesin mobil Toyota seperti Kijang Innova sehingga varian mobil toyota tersebut siap bersaing dengan mobil-mobil lain yang berteknologi mesin diesel.

Tekanan Tinggi. Salah satu ciri umum mesin diesel common rail generasi kedua, tekanan bahan bakar yang berada di common rail sangat tinggi. Pada mesin yang digunakan Innova, tekanan mencapai 160 MPa, sama dengan 23.206 pound per square inch (psi) atau 1600 bar. Sebagai pembanding, tekanan tabung gas elpiji 25 bar dan mesin  yang menggunakan BBG, tekanannya 200 bar. Untuk mesin diesel konvensional, yang masih menggunakan pompa distributor, tekanannya paling tinggi 700 bar. Adapun injektornya bekerja antara 150 dan 250 bar.

Dari tekanan supertinggi itu, ketika disemprotkan ke ruang bakar, solar berbentuk molekul yang sangat halus dan kecil. Diperkirakan, saat disemprotkan ke ruang bakar, molekul solar sama dengan diameter rambut manusia. Inilah yang menyebabkannya lebih cepat terbakar dibandingkan dengan mesin diesel konvensional.

Hasil lain dari tekanan yang sangat tinggi itu atau pengabutan dengan molekul yang sangat halus tersebut, pembakaran berlangsung lebih mulus, rata, cepat, dan sempurna. Inilah yang membuat kerja mesin diesel common rail jauh lebih efisien dibandingkan mesin bensin dan juga diesel konvensional. Karena itu, jangan heran, sekarang mesin diesel common rail terus diburu dan makin banyak digunakan. Terutama di Eropa.

Penampung  & Pemasok. Common rail adalah semacam ruang yang digunakan untuk menampung bahan bakar yang dipasok oleh pompa bertekanan tinggi. Selanjutnya, bahar bakar yang berada di ruang ini (dengan kondisi bertekanan sangat tinggi), nanti diteruskan atau dipasok lagi ke injektor.

Ruangan ini digunakan bersama-sama oleh injektor untuk meneruskan atau menyemprotkan solar ke dalam ruang bakar. Tekanan di ruang ini selalu sama pada berbagai kondisi kerja mesin, baik saat putaran rendah, maupun tinggi. Karena itulah, mesin common rail lebih mantap bekerja pada putaran rendah. Torsi bisa diperoleh pada putaran lebih rendah dan rata (flat).

Sebagai contoh, pada mesin diesel Innova tipe 2KD-FTV. Kendati torsinya lebih besar dibandingkan bensin, kemantapan diperoleh pada putaran lebih rendah. Hasilnya, tentu saja konsumsi bahan bakar lebih irit.

Pada mesin diesel Innova, torsi yang dihasilkan mesin disesuaikan dengan transmisi yang digunakan. Untuk Innova dengan transmisi manual, torsi maksimum 200 Nm diperoleh pada 2.000-3.200 rpm. Sementara itu, untuk transmisi otomatik, lebih yahud lagi, 260 Nm pada 1.600-2.400 rpm. Alhasil, Innova diesel otomatik terasa lebih bertenaga, mantap, dan enak diajak meluncur dengan santai. Bahkan, sehabis berhenti di tanjakan, kendaraan dapat bergerak dengan mantap hanya dengan menekan sedikit pedal gas.

Komputer 32-bit. Sebenarnya, dasar common rail bukan hal baru dalam teknologi mesin mobil. Sistem injeksi bensin sudah menggunakannya. Pada mesin bensin disebut fuel rail atau rel bahan bakar. Bedanya, pada mesin diesel, tekanan di dalam rel itu lho! Supertinggi.

Dari rel, bahan bakar diteruskan ke injektor. Kalau pada mesin diesel konvensional, injektor bekerja secara hidro-mekanis, sedangkan pada common rail secara elektrik dan dikontrol oleh komputer. Dengan demikian, jumlah bahan bakar yang akan disemprotkan dan waktunya (timing) lebih akurat dan lebih pas dengan kebutuhan mesin.

Tak kalah menarik, untuk mengontrol kerja mesin diesel ini, Toyota menggunakan komputer 32-bit sehingga proses data berlangsung cepat.

    

Gambar Komponen Common Rail

            Spesifikasi dan perbedaan mesin diesel Kijang Innova dengan Kapsul

Item	Kijang Innova Diesel Common Rail D-4D	Kijang Kapsul Diesel Direct Injection Diesel
Tipe	2KD-FTV, Common Rail, Turbocharger, Direct Injection	2L
Jumlah silinder	4, segaris	4, segaris
Jumlah & mekanisme katup	DOHC, 16 katup	OHC, 8-katup
Sistem pasokan bahan bakar	Common Rail	Distributor
Kapasitas cc	2.492	2.446
Diameter x langkah mm	92,0 x 93,8	92,0 x 92,0
Perbandingan kompresi	18,5:1	22,2:1
Tenaga maks. [EEC] kW@rpm	75@3.600	61@4.200
Torsi maks. [EEC] Nm@rp Transmisi manual otomatik	200 @1.400~3.200 260 @ 1.600~2.400	160 @2.400

Contoh mobil toyota laennya yang menggunakan teknologi D4D – Comonrail

Toyota Fortuner SUV dengan mesin diesel dipasarkan dengan mesin diesel yang berkode 2KD-FTV 2.5 Liter D-4D atau Direct Four Stroke Turbo Commonrail Injection yang menggunakan teknologi baru sistem Common Rail. Di Indonesia Toyota Fortuner dengan mesin diesel ini lebih diminati dibanding yang bermesin bensin. Harga jualnya yang murah dan mengonsumsi solar yang lebih irit adalah alasan utama kenapa Fortuner diesel penjualannya meningkat tajam. Karena permintaan pasar yang cukup tinggi, di tahun 2009 Fortuner diesel merilis varian diesel dengan transmisi otomatis.