DAPURPACUID – Efisiensi bahan bakar menjadi salah satu keunggulan utama mobil hybrid. Menariknya, kemampuan ini tidak hanya berasal dari penggunaan motor listrik dan baterai.
Namun juga didukung konstruksi mesin bensin yang memiliki karakter berbeda dari mesin konvensional pada umumnya. Toyota dan Honda menjadi pabrikan yang menerapkannya.
Kedua merek Jepang ini mengandalkan teknologi Atkinson Cycle untuk meningkatkan efisiensi mesin pembakaran internal. Lewat pendekatan ini, mesin dirancang lebih mengutamakan pemanfaatan energi bahan bakar dibandingkan menghasilkan lonjakan performa.
Teknologi ini merupakan pengembangan dari konsep mesin yang diperkenalkan insinyur asal Inggris, James Atkinson, pada 1882. Pada mesin modern, prinsip kerjanya diterapkan melalui pengaturan waktu buka-tutup katup menggunakan teknologi variable valve timing.
Berbeda dengan mesin bensin konvensional yang umumnya menggunakan siklus Otto, mesin Atkinson mempertahankan katup masuk tetap terbuka lebih lama ketika piston mulai bergerak naik pada langkah kompresi.
Akibatnya, sebagian udara yang sudah masuk ke ruang bakar dapat kembali menuju saluran intake. Kondisi ini membuat rasio kompresi efektif lebih rendah, sementara proses ekspansi gas hasil pembakaran tetap berlangsung lebih panjang.
Dengan memanfaatkan ekspansi ini, mesin dapat mengambil energi pembakaran secara lebih optimal sebelum gas buang dilepaskan. Hasilnya, efisiensi termal meningkat dan konsumsi bahan bakar berpotensi menjadi lebih rendah.
Namun, ada konsekuensi dari penerapan teknologi tersebut. Mesin Atkinson umumnya menghasilkan tenaga dan torsi lebih kecil dibandingkan mesin Otto dengan kapasitas serupa.
Karakter ini terutama terasa pada putaran rendah ketika kebutuhan akselerasi cukup besar. Di sinilah sistem hybrid memiliki peran penting pada kendaraan.
Motor listrik bertugas membantu menghasilkan torsi tambahan, terutama ketika kendaraan mulai bergerak atau membutuhkan akselerasi lebih cepat (instan).
Dengan kombinasi ini, mesin bensin tidak harus selalu bekerja keras guna memenuhi kebutuhan tenaga kendaraan. Mesin dapat beroperasi di rentang kerja yang lebih efisien.
Sementara motor listriknya memberikan tambahan tenaga ketika diperlukan. Toyota telah menerapkan pendekatan ini pada Prius sejak pertama kali diperkenalkan pada 1997.
Sementara itu, Honda juga mengintegrasikan mesin berkarakter Atkinson dipadukan dengan sistem hybrid dua motor listrik melalui teknologi e:HEV.
Kedua pabrikan memiliki pendekatan berbeda dalam mengatur distribusi tenaga antara mesin bensin dan motor listrik. Meski begitu prinsip dasarnya tetap serupa, yakni memaksimalkan efisiensi mesin pembakaran dengan dukungan tenaga elektrifikasi.
Selain Atkinson Cycle, terdapat pula Miller Cycle yang memiliki prinsip kerja hampir serupa. Perbedaannya, mesin Miller umumnya memanfaatkan turbocharger atau supercharger untuk membantu mengompensasi berkurangnya udara yang masuk ke ruang bakar.
Meski identik dengan kendaraan hybrid, prinsip kerja Atkinson sebenarnya tidak terbatas pada mobil elektrifikasi. Pengaturan waktu katup yang fleksibel juga memungkinkan mesin bensin konvensional mengadopsi karakter operasi serupa dalam kondisi tertentu.
Melalui kombinasi mesin Atkinson dan motor listrik, Honda serta Toyota menunjukkan bahwa efisiensi tidak selalu harus dicapai dengan meningkatkan tenaga mesin.
Justru dengan mengatur cara mesin menghasilkan tenaga, konsumsi bahan bakar dapat ditekan tanpa mengorbankan kepraktisan berkendara. [dpid/TH]