Modifikasi dari Mesin Tua Siklus 4 Langkah konvensional menjadi Mesin Baru Siklus 5 Langkah untuk meningkatkan Efisiensi BBM

Mobil generasi terbaru saat ini mulai menggunakan mesin ber-cc kecil dengan beragam teknologi penunjang effsiensi pemakaian BBM. Kondisi ini menyebabkan mobil mobil generasi sebelumnya dengan mesin ber-cc besar mulai ditinggalkan karena boros BBM. Harga jualnya pun akan turun drastis atau bisa dikatakan tidak ada pasaran/sulit dijual kembali. Padahal mobil mobil generasi lama dengan mesin ber-cc besar umumnya berada di jajaran kelas atas dengan beragam kelengkapan khusus untuk memberikan kenyamanan extra bagi pemakainya.

Ada banyak cara untuk memodifikai kendaraan ber-cc besar ini menjadi lebih hemat BBM, namun tulisan ini hanya akan membahas modifikasi mesin yang ada (bukan menggantinya dengan mesin ber-cc lebih kecil), yaitu dengan mematikan beberapa silinder dan menggunakannya sebagai expander tambahan (menambah panjang langkah tenaga/langkah expansi). Modifikasi ini memang cenderung radikal tapi secara teoritis bisa meningkatkan efisiensi mesin konvensional ber-cc besar. Hasilnya adalah daya mesin tidak terlalu banyak berkurang dan yang lebih penting konsumsi BBM pun akan semakin irit/hemat, karena energi gas pembakaran dimanfaatkan maximal. Temperatur gas buang pun akan menurun drastis, karena energi panas yang dihasilkan lebih banyak termanfaatkan untuk dikonversikan menjadi energy mekanis untuk menggerakan kendaraan.

Sebelum membahas proses perubahan mesin secara radikal ini, maka perlu dipahami beberapa hal tentang mesin konvensional yang ada. Mesin konvensional umumnya bekerja dengan siklus 4 langkah, baik mesin Otto dengan bensin ataupun mesin Diesel dengan solar. Secara umum pada tiap silinder, volume langkah isap dan volume langkah buang mendekati sama. Keadaaan inilah yang menyebabkan sangat terbatasnya proses langkah expansi. Seharusnya gas sisa pembakaran masih bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi mekanis tetapi pada kenyataannya gas buang dengan temperature dan tekanan yang masih tinggi sudah dibuang percuma dan sia sia ke alam sekitarnya. Pada modifikasi ini mesin siklus 4 langkah akan diubah menjadi mesin siklus 5 langkah. Modifikasi radikal ini lebih baik daripada dengan hanya memodifikasi camshaft, seperti pada mesin Atkinson ataupun mesin Miller.

[caption id="attachment_347917" align="alignnone" width="700" caption="Mesin siklus 4 langkah konvensional (sumber: www.makingdifferent.com/2-stroke-engine-and-4-stroke-engine)"][/caption]

Modifikasi dapat dilaksanakan untuk berbagai mesin multi silinder, namun tulisan ini hanya membahas mesin 4 silinder dengan siklus 4 langkah. Modifikasi ini akan mematikan 2 silinder dan hanya mengaktifkan 2 silinder sisanya. Jadi pembakaran akan hanya terjadi pada 2 silinder saja dan 2 silinder sisanya akan dimanfaatkan sebagai expander tambahan untuk menambah volume langkah tenaga/expansi/power. Pengaturan ini harus dilakukan secara tepat pada silinder yang sesuai untuk menghindari mesin menjadi pincang dan bergetar kuat. Modifikasi yang harus dilakukan antara lain:

1.Memilih 2 silinder yang akan tetap diaktifkan dan 2 silinder mana yang akan dimatikan (tanpa pembakaran atau tanpa langkah tenaga). Silinder yang dimatikan akan berubah fungsi menjadi expander tambahan. Silinder yang berfungsi sebagai expander tambahan ini, paling baik adalah silinder no. 2 dan silinder no. 3;

2.Menghubungkan secara langsung ruang bakar dari silinder no. 2 dan silinder no. 3. Bisa memanfaatkan lubang busi dari kedua silinder, kemudian membuat suatu pipa penghubung udara yang tahan tekanan dan suhu tinggi. Semakin besar diameter pipa maka hambatan udara akan semakin kecil, untuk mengurangi tahanan udara pada expander tambahan hasil modifikasi ini;

3.Saluran masuk dan saluran buang dari silinder no.2 dan silinder no. 3 dipisahkan dengan silinder no. 1 dan silinder no. 4;

4.Saluran masuk dari silinder no. 2 dan silinder no. 3 digabungkan jadi satu;

5.Saluran buang dari silinder no.2 dan silinder no. 3 digabungkan jadi satu (terpisah dengan saluran masuk);

6.Setelah pemisahan ini, maka saluran masuk dari silinder no.2 dan silinder no. 3 dihubungkan langsung dengan saluran buang dari silinder no.1 dan silinder no.4. Jadi saluran buang silinder no.1 dan silinder no.4 tidak lagi terhubung ke knalpot;

7.Sedangkan saluran buang dari silinder no. 2 dan silinder no.3 yang telah digabungkan, dihubungkan langsung ke knalpot;

8.Mematikan aliran bahan bakar dan system pengapian/penyalaan ke silinder no.2 dan silinder no.3;

9.Mengubah derajat bukaan katup masuk dan katup buang camshaft pada silinder no.2 dan silinder no.3. Khusus hal ini harus dilakukan melalui perhitungan khusus, untuk menyesuaikan besarnya volume langkah dari expander tambahan ini dan volume gas buang silinder no. 1 dan silinder no.2. Modifikasi camshaft ini tidak terlalu besar tapi akan sangat berpengaruh terhadap kinerja mesin;

10.Mesin 5 langkah siap digunakan.

Saat ini sudah beberapa pabrikan yang mencoba mesin siklus 5langkah ini, salah satunya Ilmor Engineering. Mesin yang mereka produksi bukanlah hasil modifikasi dari mesin konvensional, namun memang mesin yang diproduksi khusus dengan siklus 5 langkah. Sampai saat ini penulis pun belum pernah menemui referensi untuk mesin siklus 5 langkah yang dimodifikasi dari mesin siklus 4 langkah konvensional.

[caption id="attachment_347921" align="alignnone" width="300" caption="Mesin Ilmor dengan siklus 5 langkah (sumber: www.ilmor.co.uk/capabilities/5-stroke-engine)"]

14221524931769168832

[/caption]

[caption id="attachment_347923" align="alignnone" width="300" caption="Potongan mesin Ilmor 5 langkah (sumber: www.ilmor.co.uk/capabilities/5-stroke-engine)"]

1422152760684012803

[/caption]