21 October 2008

Diesel Boxer Mainan Baru Subaru (Bagian 2)

Untuk mendapatkan dimensi mesin sesuai dengan ruangnya di mobil, kepala silinder dibuat 17 mm lebih tipis dari mesin bensin boxer. Meski begitu, ruang bakarnya tetap kokoh. Lubang saluran isap dan buang pun diposisikan hampir harisontal. Tujuannya untuk menghasilkan pusaran udara yang kuat saat mengalir ke ruang bakar.

Injektor
Pemasangan injektor pada silinder hampir membentuk sudut 90 derajat. Ukurannya pun lebih pendek 40 – 50 mm dibandingkan injektor pada mesin diesel konvensional .

Perubahan yang sangat kentara pada mesin diesel boxer adalah bobot dan ukurannya. Umumnya, mesin diesel lebih berat dan besar. Pada diesel boxer pengguatan dilakukan pada bagian tertentu untuk menahan tekanan pembakaran yang tinggi. Meski begitu - sekaligus menjadi keunggulan mesin ini, - poros pengimbang tidak diperlukan lagi untuk mengurangi gutaran. Hasilnya, bobot pun bisa dikurangi.

Target Subaru memang berusaha membuat mesin diesel yang lebih ringan di bandingkan mesin diesek konvensional dengan kapasitas sama. Menurut Maeda yang memimpin proyek mesin ini, bila bobot terlalu berat dan berada di depan, akan mempengaruhi pengendalian mobil. Karena itulah, masalah yang satu ini menjadi tantangan tersendiri bagi Subaru dalam mengujudkan diesel boxer yang kompak dan lebih ringan.

Mesin diesel boxer lebarnya hampir sama dengan mesin boxer bensin, meski langkahnya 19 mm lebih panjang dari mesin boxer bensin. Diameter dan langkah mesin diesel boxer yang dibuat Subaru untuk 2,0 liter adalah 86,0 x 86,0 mm.

Getaran Rendah
Mesin boxder mempunyai struktur blok silinder yang berhubungan satu dengan lainnya pada bagian tengah mesin. Karakteristik seperti ini menghasilkan mesin yang kokoh dan getaran rendah. Untuk memperkokoh struktur mesin, Subaru coba menggunakan aluminium. Tetapi karena tekanan pembakaran pada mesin diesel dua kali lebih besar dari mesin bensin, akhirnya dgunakan struktur hibrida, aluminium dan besi.

Pada mesin sejajar, besi tuang sering digunakan sebagai bantalan pada bagian bawah. Pada mesin boxer diesel, tekanan tinggi dialami pada kedua sisi blok. Karena itu, semua jurnal poros engkol dibuat dari kombinasi besi tuang. Ternyata, tidak mudah untuk mempertahan kekokohan kedua material yang berbeda, terutama besi tuang dan aluminium.

Ketika diperiksa melalui simulasi komputer, keseimbangan antara besi tuang dan aluminium kadang-kadang tidak konsisten. Tes lain yang dilakukan sebelum mesin ini diuji coba langsung dijalan adalah menghidupkan 3 sampai 4 mesin di “test bench" secara bersamaan selama 500 dan 1000 jam.

600 kali
Untuk merealisasi kekokohan dan kehandalan mesin diessel boxer, proses pemasangan mesin juga ditingkatkan. Di perangkitan Subaru di Oizumi, kualitas perakitan dipantau terus menerus. Contohnya, kebocoran oli diperiksa dengan menginjeksi cairan fluorencent ke dalam mesin. Torsi pengencangan baut dikontrol dengan cermat. Juga dilakukan metode tambahan, pengencangan dilakukan pada sudut tertentu.

Sistem injeksi bahan bakar common rail digunakan diesel boxer adalah generasi ke-3 dengan tekanan mencapai 1800 bar atau 600 kali tekanan pada injeksi bensin. Sama besarnya, bila satu jari digunakan menahan seekor gajah seberat 5 ton.

Turbochager
Untuk memperkokoh mesin, dinding nya diperkuat dan bobot dipertahankan seringan mungkin. Kekuatan tersebut sangat penting karena mesin dilengkapi dengan turbocharger.

Selama tes awal dengan turbocharger, semua bekerja lancar. Bebagai hal diperhatikan. Namun yang menjadi perhatian utama Subaru adalah torsi pada putaran rendah. Kenyataan agar torsi diperoleh pada 1.000 rpm belum tercapai.

Test dilakukan Subaru di Spanyol untuk mengetahui daya tahan dan karaktertistik mesin. Mobil yang digunakan adalah Legacy. Ternyata, pada mobil tersebut, mesin diesel ini mengeluarkan suara yang unik, berbeda sekali dibandingkan mesin diesel 4 silinder segaris.

Berbagai gejala diperhatikan, terutama ketika mobil menanjak. Hasilnya cukup mengembirakan, mesin mampu bekerja dengan mantappada 2.500-4.000 rpm. Pada mesin diesel konvensional ,kondisi tersebut sulit dicapai.

Untuk memperoleh torsi pada putaran rendah, desain lubang isap dan buang diubah. Jadwal kerja katup dan injektor disetting ulang. Kerja turbo diset lagi.

Tipe turbo yang digunakan adalah nosel variabel. Saat kipas nosel ditutup, udara mengalir dengan cepat. Hasilnya, torsi naik dari putaran rendah sampai 1.800 rpm. Pada putaran tinggi, nosel membuka untuk mengurangi hambatan aliran. Dengan torsi besar pada putaran rendah, askelerasi pun jadi responsif. Gejala “lag” tidak lagi terasa.

Turbocharger dipasang di bawah depan mesin. Posisinya dekat ke luang buang. Tata letak ini tidak hanya menghasilkan emisi yang bersih, pusat gravitasi mesin jadi lebih rendah. Pemasangan DPF (diesel particulate filter) tak menghadapi kendala.

Legacy
Diesel boxer pertama kali dijajal pada Legacy. Model itu dipilih karena paling mendekati pola keinginan pemakai mobil Eropa. Suaranya tidak berisik dan enak dikebut. Untuk itu, Legacy tes dikirim ke Eropa.

Tes yang dilakukan adalah kinerja pada suhu tinggi dan saat berada di ketinggian. Lokasi tes adalah Granada, Spanyol. Untuk cuaca dingin, dilakukan di Skandinavia. Setiap menempuh jarak 100.000 km.

Pengujian membawa hasil menggembirakan. Menurut Kenji Harima, manajer desain mesin Subaru, ”Selain suara mesin yang halus, pemasangan pada Legacy tidak memerlukan rancang ulang terhadap ruang mesin.”

Kendati demikian, Subaru tetap menggunakan panel yang lebih tebal dan memasang beberapa insulator tambahan di ruang mesin. “Modifikasi yang kami lakukan pada Legacy diesel tidak terlalu banyak. Pasalnya, getaran dan suara mesin tidak terlalu besar,” jelas Harima.

Poros engkol yang kokoh atau rigid berkontribusi mengurangi suara yang ditimbulkan mesin. Tak kalah me narik, karena tidak lagi menggunakan as pengimbang, pengemudi bisa merasakan putaran mesin secara langsung. Ketika pedal gas, mobil langsung “ngacir”.

Menurut Subaru, Legacy berakselerasi dengan cepat dari dari 80 km/jam sampai 120 km/jam di jalan tol, tanpa menyebutkan waktu dan parameter tes lainnya. Namun yang pasti, diesel boxer menunjukkan keunggulannya dibandingkan dengan mesin bensin dengan konfigurasi dan kapasitas yang sama.

Buktinya, tenaga maksimum diesel boxer, 150 PS diperoleh pada 3.6000 rpm, sedangkan bensin 150 PS pada 6.000 rpm. Untuk torsi, diesel 350 Nm pada 1.800 rpm, bensin 196 Nm pada 3.600 rpm. Perbandingan kompresi tidak berbeda jauh, diesel 16,3 dan bensin 10.2.
Mesin yang diesel boxer yang kompak menghasilkan stabilitas dan pengendalian yang supel. Ketika diajak bermanuver di tikungan, aksi Legacy diesel boxer lebih mantap dibandingkan dengan bemesin bensin.

Alhasil, selama tes di Malaga, Spanyol, para wartawan pun berkomentar, “Kita seperti mengemudikan mobil bermesin bensin!”

Diesel Boxer Mainan Baru Subaru (Bagian 1)

Di Eropa mesin diesel begitu populer. Penjualan kendaran bermesin diesel meningkat setiap tahun. Kini, 60% mobil yang dijual di Eropa menggunakan mesin diesel. Karena itu pula, produsen Jepang yang selama ini cuma mengandalkan mesin bensin, seperti Honda dan Suzuki, ikut-ikutan memasarkan produk bermesin diesel di benua tersebut.


Subaru yang selama ini, dikenal dengan ciri khasnya, yaitu mesin boxer atau konfigurasi berlawanan, juga tidak tahan mengahadapi godaan untuk menawarkan mesin diesel. Meski begitu, Subaru tidak mau ikut-ikutan seperti produsen senegara yang beli mesin dari produsen lain. Subaru membuat mesin sendiri dengan ciri khasnya, mesin diesel boxer.

Identitas Khas
“Inilah ciri khas atau indentitas mnerek Subaru. Karena itu pula, indentitas mesin diesel kami adalah boxer,” jelas Satoshi Maeda, GM departemen desain mesin Subaru. Untuk membuat mesin diesel sendiri, jalannya ternyata tidak mulus. Padahal kalau ingin menggunakan mesin diesel dengan konfigurasi konvensional, misalnya 4-silinder segaris, tinggal pesan ke produsen.

Mesin dengan konfigurasi boxer, sampai saat ini tak banyak ditawarkan oleh produsen mobil lain, kecuali Subaru dan Porsche. Dulunya, VW juga pernah membuat mesin boxer pada Beetle atau di sini dikenal dengan Kodok.

Pemakai mobil, makin cenderung menyukai mesin diesel. Pasalnya, selain efisien atau lebih tepatnya irit konsumsi bahan bakar, emisi karbon dioksidanya (CO2) mesin diesel lebih rendah dibandingkan dengan mesin bensin. Di samping itu, jauh lebih bandel dibandingkan mesin bensin.

Hanya di Jepang dan Amerika pertumbuhan mesin diesel sangat lambat, kecuali untuk komersial. Hal yang sama juga terjadi di tanah air. Pengguna kendaraan bermesin diesel dengan teknologi mutakhir, kesulitan mendapatkan solar sesuai dengan standar yang telah ditentukan produsen mobil, yaitu Pertamina Dex (Pertadex). Selain pompa tempat pengisiannya sangat langka, harganya pyun paling mahal di antara bahan bakar lainnya.

“The day after tomorrow”
Gema diesel boxer Subaru makin kencang ketika salah satu produknya Forester - dipanjang di Paris Motor Show yang berakhir Sabtu lalu - dilengkapi mesin ini. Sebelumnya, sejak awal 2008, diesel boxer sudah dijajal secara intensif pada Legacy di Spanyol dan Skandinavia dengan berbagai kondisi lingkungan dan jalan.

Hasilnya, para insinyur Subaru sangat puas. Mereka pun menyebut, mesin diesel boxer mereka adalah hasil terobosan revolusioner dalam dunia permesinan. Tahun lalu, mesin ini juga dipamerkan di Geneva Motor Show bersama Subaru Outback yang merupakan nama lain dari Legacy.

Para ahli Subaru pun berani menilai, mesin diesel boxernya tidak hanya bertujuan untuk membuat dunia makin baik, termasuk hari esok. Target mereka adalah “the day after tommorow”.

Faktor lain yang membuat Subaru bersemangat mengembangkan diesel karena teknologi mesin ini makin canggih. Tidak hanya sistem pasokan bahan bakarnya makin maju, yaitu “common rail” alias “rel bersama”, penurunan emisi, terutama jelaga atau asap hitam dari mesin bertambah baik. Faktor tersebutlah yang membuat mesin diesel diterima dengan cepat di Eropa. Bahkan, mesin diesel juga sudah digunakan oleh Audi untuk lomba ketahanan 24 jam di Le Mans dan Dakar oleh VW.

Generasi ke-3
Di lain hal, teknologi “common rail” atau rel bersama, mampu meningkatkan performa mesin diesel menyamai mesin bensin. Baik itu akselerasi maupun kinerja lainnya. Sementara itu teknologinya terus berkembang. Saat ini telah disiapkan generasi ke-4. Mesin dieselpun semakin dicari karena harga bahan bakar semakin mahal.

Awalnya, tidak mudah bagi para insinyur Subaru mengembangkan mesin diesel sesuai dengan identitas yang mereka inginkan. Pasalnya, penentuan ukuran diameter dan langkah mesin diesel tidak bisa diubah begitu saja seperti mesin bensin.

Penyebabnya, mekanisme dan ruang bakar kedua mesin berbeda. Pada mesin diesel, ruang bakar harus lebih kompak. Syarat itu harus dipenuhi karena mesin diesel memanfaatkan kompresi tinggi untuk memicu pembakaran. Di samping itu, bahan bakar langsung disemprotkan ke ruang bakar.

Pada mesin bensin, untuk menaikkan volume mesin, dapat dilakukan dengan memperbesar diameter piston dan silinder. Cara ini tidak dapat diterapkan pada mesin diesel. Pasalnya, kalau dilakukan juga, volume ruang bakar bertambah besar. Parameter ini tentu saja tidak cocok karena kompresi jadi turun.

Untuk mengatasinya, diameter silinder diperkecil dan langkah diperpanjang. Pada mesin diesel konvensional dengan konfigurasi segaris, cara menambah volume seperti yang disebutkan tadi dapat dilakukan dengan mudah. Namun pada mesin diesel boxer, dengan posisi silinder berlawanan mendatar, metode tersebut menyebabkan langkah jadi lebih panjang. Dimensi mesin makin lebar. Akibat selanjutnya, mesin tidak bisa dipasang di ruang mesin untuk mobil yang telah ditentukan.

Dalam mengembangkan mesin diesel Boxer, Subaru melakukan berbagai langkah. Termasuk berdiskusi dengan produsen mesin diesel dan lembaga khusus yang mengembangkan mesin diesel. Kesimpulan yang diperoleh, konfigurasi boxer tidak cocok untuk mesin diesel.
Subaru ngotot kendati para insinyurnya kurang berpengalaman dengan mesin diesel. Mereka ingin mesin diesel yang berbeda dibandingkan jagoan mesin diesel lainnya, seperti Mercedes dan Audi.

Kelemahan dan kelebihan mesin diesel diperhitungan dengan cermat. Daya tarik mesin diesel selain kerjanya yang efisien, torsinya besar. Kelemahan yang sangat mencolok selama ini dibandingkan mesin bensin, suara yang lebih berisik dan getaran keras. Semua itu akibatkan tekanan yang dihasilkan oleh metode pembakaran pada mesin diesel.

Tekanan hasil pembakaran pada mesin diesel mencapai dua kali mesin bensin. Karena itulah, mesin diesel segaris dilengkapi dengan as pengimbang untuk mengurangi suara dan getaran mesin. Kelemahan lain dari mesin diesel adalah bobotnya yang lebih berat dan ukuran lebih besar. Hal ini sengaja dilakukan karena tekanan yang dihasilkan mesin diesel sangat tinggi.

Bobot mesin yang berat mempengaruhi kelincahan mobil bergerak atau bermanuver. Berdasarkan pengalaman Subaru membuat mesin bensin boxer, maka akan diperoleh beberapa keuntungan bila mesin diesel bisa dibuat dengan konfigurasi boxer. Antara lain, getaran bisa dikurangi, titik pusat mesin lebih dan dan mesin jadi lebih kokoh.

Prototipe Pertama
Prototipe mesin diesel boxer pertama berhasil diselesaikan insinyur Subaru pada 2004. Pada November tahun itu, mesin khusus untuk tes diuji pada “test bench” dan dihidupkan. Para insinyur memperhatikan kondisi stasioner yang ternyata stabil. Getaran mesin lebih halus dan tenaga yang dihasilkan lebih besar dibandingkan mesin diesel dengan kapasitas sama. Para insinyur mesin Subaru tersebut merasa yakin bahwa mereka telah sukses melahirkan mesin diesel boxer.

Problem utama yang dihadapi dalam mengembangkan mesin diesel boxer adalah memperkecil diameter dan memperpanjang langkah. Ketentuan itu harus dilaksanakan untuk mendapatkan ruang bakar yang kompak sehingga proses pembakaran berlangsung optimal.

Mesin diesel boxer yang dites pertama kali oleh Subaru berkapasitas 1,3 liter. Setelah itu dikembangkan menjadi 1,7 liter dengan sejumlah perombakan. Termasuk menempatkan injektor di kepala silinder dengan sudut yang telah ditentukan.

Tantangan berikutnya adalah mengembangkan mesin diesel boxer 2,0 liter. Mesin ini dijadikan target karena, 80% mesin diesel yang digunakan di Eropa, berkapasitas 2,0 liter.

Jajal Audi A5 Coupe 3.0 TDI

Tawaran mencoba Audi A5 Coupe 3.0 TDI sulit dilewatkan begitu saja. Mengingat Audi A5 Coupe 3.0 TDI yang pertama kali diperkenalkan di Jerman pada Oktober 2007 itu adalah unit diproduksi untuk pasar Jerman dan khusus didatangkan untuk dipajang di Indonesia International Motor Show 2008. Itu sebabnya, jangan heran jika setir mobil itu ditempatkan di bagian kiri (setir kiri).

Model setir kanannya baru akan dipasarkan di Indonesia pada November mendatang. Buruknya kualitas bahan bakar solar di Indonesia menjadikan PT Garuda Mataram Motor hanya akan memasarkan model yang menggunakan bahan bakar bensin, yakni Audi A5 3.2 FSI.

Audi A5 3.0 Coupe TDI menyandang mesin diesel berkapasitas 3.0 Liter (2.967 cc), 6 silinder dalam konfigurasi V (V6), serta menggunakan persneling manual dengan 6 tingkat kecepatan dan dilengkapi dengan penggerak empat roda, yang pada Audi dikenal dengan nama quattro.

Untuk membuka pintu mobil menggunakan Smart Key. Mesin dihidupkan dengan menekan tombol on off engine dan menginjak pedal kopling. Jika tidak mendengarkan dengan saksama, orang tidak akan menyadari bahwa mobil itu menyandang mesin diesel.

Audi A5 berukuran panjang 4,625 meter, lebar 1,854 meter, dan tinggi 1,372 meter. Audi A5, yang dimensinya berada antara A4 dan A6 itu asyik dikendarai karena mobil itu adalah model ”biasa” pertama yang digarap dengan berorientasi pada pengendara (driver oriented). Jarak as roda depan dan belakang (wheelbase) yang diperpanjang menjadi 2,751 meter membuat pengendaraan A5 menjadi lebih stabil.

Untuk menyempurnakan suspensi, di depan di pasang five-link affair untuk pengendalian dan pengendaraan yang lebih baik, dan ditempatkan langsung pada sub frame. Setir pun telah didesain ulang untuk meningkatkan rasa dan respons. Dan, itu mendukung tenaga maksimum sebesar 237 PK yang dihasilkan mesin pada 4.000 putaran mesin per menit (rpm) dan torsi maksimum 500 Nm pada 1.500 rpm.

Tidak berlebihan jika menyebut Audi A5 3.0 TDI sebagai sebuah roket di darat. Walaupun akselerasi dari 0-100 kilometer per jam 6,5 detik, biasa untuk mobil-mobil sekelasnya, daya lontarnya terasa sangat besar. Hingga sewaktu dipacu mendadak, bagian depan mobil terasa mengangkat. Tidak terasa jarum spidometer menunjukkan angka 110 kilometer per jam.

Mobil itu juga asyik digunakan meluncur dalam kecepatan rendah, sambil melihat rumah-rumah di perumahan Pantai Indah Kapuk, dengan mesin di bawah 1.500 rpm. Dan, Audi A5 bisa dikatakan cukup gesit untuk mobil yang memiliki bodi seukuran itu.

Dengan panjang 4,63 meter, Audi A5 tetap asyik dikendarai dan bermanuver. Bahkan, ketika harus memutar di jalan yang terlalu lebar pun, hal itu dapat dilakukan dengan mudah. Semua sudut di sekeliling mobil dapat dimonitor dengan baik dari kursi pengemudi dengan bantuan kaca spion tentunya. Dan, ditambah dengan sensor parkir di belakang, membuat parkir paralel dan parkir mundur menjadi mudah.

Interior Audi A5 bisa dikatakan mewah, dengan didominasi kulit berkualitas. Kursi-kursi dirancang sedemikian rupa sehingga badan terasa melekat erat di kursi. Sebagai coupe (mobil berpintu dua), kabin Audi A5 3.0 TDI cukup lapang untuk memuat empat orang dewasa.

Konsumsi bahan bakar solarnya lumayan hemat. Dengan 1 liter solar, Audi A5 3.0 TDI secara rata-rata dapat melakukan perjalanan sejauh hampir 14 kilometer. Itu suatu pencapaian yang lumayan bagus, bahkan bila dibandingkan dengan mobil berbahan bakar solar yang kapasitas mesinnya lebih kecil.