Water Injection: Yuk Kenali Pengertian dan Cara Kerjanya 1


Water Injection bukanlah sesuatu yang baru lagi, tekhnologi ini sudah ada semenjak 1920 alias hampir seabad yang lalu. Banyak tekhnologi yang awalnya berkembang untuk keperluan militer atau luar angkasa yang kemudian diadaptasikan untuk penggunaan yang lebih umum lagi. Nah, water injection ini naik pamornya pada saat perang dunia ke II. Ketika itu, pesawat tempur menggunakannya untuk meningkatkan tenaga mesin dalam durasi singkat seperti pada saat take-off atau pertempuran jarak dekat (dogfights).

Dalam dunia otomotif mobil, water injection kemudian diterapkan dalam keperluan motorsport terutama dalam drag atau rally. Tapi bukan hanya untuk balapan saja, tekhnologi ini pun digunakan untuk mobil produksi massal (production car). Mobil-mobil ini dilengkapi sistem forced induction yang memang mendapat manfaat yang signifikan dari water injection. Contohnya BMW M4 GTS dengan mesin 3.0 L twin turbo yang sanggup memuntahkan tenaga sebesar 493 hp, berbeda dengan M4 normal bermesin sama yang memiliki power sebesar 425 hp.

Sebelumnya kita sudah mengulas mengenai tekhnologi menaikkan tenaga mesin lainnya seperti Turbocharger dan NOS/ Nitrous Oxide. Nah, sekarang kita akan membahas water injection ini secara lengkap. Mulai dari pengertian, cara kerja, kelebihan-kekurangan, dan lainnya.

Sudah siap kopinya?

Apakah Water Injection Itu?

Water Injection: Yuk Kenali Pengertian dan Cara Kerjanya

Membayangkan adanya air dalam sistem pembakaran pada mesin tentu sangat menyeramkan. Hal ini biasanya terjadi ketika mobil kebanjiran sehingga air masuk melalui intake menuju ruang pembakaran. Hasilnya adalah hydrolock yang efeknya sangat merusak yaitu hancurnya dalaman mesin.

Nah, water injection ini bekerja dengan menyuntikkan air ke dalam ruang pembakaran mesin.

Lho, berbahaya donk?

Tidak. Intensitas air yang digunakan pada water injection sangatlah kecil sehingga pergerakan piston tidak terpengaruh dengan keberadaan air tersebut. Air yang disuntikkan adalah berupa kabut, bukan aliran cairan, sehingga menguap cukup cepat dalam proses pembakaran.

Kegunaan utama dari water injection adalah untuk proses pendinginan. Berbeda dengan coolant yang mendinginkan mesin dari luar, water injection mendinginkan mesin dari dalam. Air disuntikkan pada timing yang presisi yaitu ketika piston berkompresi. Pada mesin dengan kompresi tinggi yang identik dengan mesin dengan power besar, kerap terjadi fenomena pre-ignition. Kompresi yang tinggi terkadang mengakibatkan timbulnya titik-titik panas di dalam silinder sehingga campuran udara-bahan bakar terbakar duluan sebelum busi menyala. Hal ini dalam jangka panjang dapat berakibat fatal bagi mesin. Mesin turbocharger dan supercharger dengan boost atau kompresi udara yang besar (dan panas) juga rentan dengan pre-ignition.

Meskipun saat ini sensor knocking (knock sensor) sudah lebih canggih untuk mendeteksi dan menanggulangi pre-ignition tetapi hasilnya tetap mengurangi power dan efisiensi bahan bakar. Dengan adanya kabut air yang masuk ke dalam silinder, panas pada saat kompresi dapat ditransfer dengan kabut air yang dingin. Hasilnya, mesin kompresi atau boost turbo tinggi aman dari pre-ignition.

Penyuntikkan air dilakukan pada sistem intake yang membuat udara pada intake lebih dingin. Udara dingin sifatnya lebih pekat sehingga lebih banyak volume udara yang bisa masuk. Semakin banyak udara masuk, maka volume bahan bakar pun bisa ditingkatkan sehingga tentunya power pun bisa meningkat.

Komposisi cairan yang disuntikkan bukan hanya air saja. Para tuners seringkali menambahkan alkohol (methanol) yang berfungsi sebagai antifreeze (penahan beku) yang juga mudah terbakar. Oleh karena itu, proses ini seringkali juga disebut sebagai water-methanol injection. Terkadang juga dicampurkan oli dengan jumlah yang sangat sedikit yang berfungsi sebagai pencegah korosi.

Mekanisme/ Cara Kerja Water Injection

Water Injection: Yuk Kenali Pengertian dan Cara Kerjanya

Sekarang kita akan bahas mengenai cara kerja dari water injection. Cara kerja ini bersifat umum dalam artian kita tidak akan membahas teknis secara mendetil. Untuk itu marilah kita lihat dulu video water injection dari BMW M4 GTS.

  1. Pada detik 40 bisa kita lihat sebuah mesin turbocharger yang bekerja normal (RPM bawah). Turbocharger belum begitu aktif bekerja, udara kompresinya masih normal (digambarkan aliran udara yang berwarna biru).
  2. Pada  detik 45 – 1:03, turbin turbo mulai menaikkan putarannya, dari warna biru berubah menjadi kuning. Ini tandanya pengemudi mulai menekan pedal gas. Udara kompresi semakin besar dan mulai panas (berubah warna menjadi kuning). Akan tetapi berkat adanya intercooler, udara yang agak panas tersebut masih bisa didinginkan (kembali berubah menjadi warna biru). Udara kompresi dingin ini kemudian disalurkan kepada silinder bersamaan dengan penambahan bahan bakar sehingga tenaga mulai meningkat.
  3. Pada menit 1:04, putaran turbo semakin tinggi, dari warna kuning berubah menjadi merah. Pengemudi menekan pedal gas lebih dalam lagi (RPM tinggi). Udara kompresi bertambah besar dan semakin panas (berubah warna menjadi merah). Meskipun setelah melalui intercooler, udara kompresi yang panas tersebut tidak begitu dingin.
  4. Ketika kondisi RPM tinggi dan udara kompresi panas tersebut, bisa kita lihat pada menit 1: 08 water injection menjadi aktif. Air mulai mengalir dari tangki di belakang mobil.
  5. Penyuntikkan kabut air pun dilakukan pada intake selepas intercooler, sebelum masuk ke silinder mesin. Udara kompresi yang agak panas tersebut berubah menjadi udara kompresi yang dingin.
  6. Hasil akhirnya kini terlihat. Udara kompresi turbo yang merah (panas), melalui intercooler menjadi kuning (hangat) lalu berkat water injection menjadi biru (dingin) kembali.
  7. Udara dingin sifatnya lebih pekat sehingga lebih banyak volume udara yang bisa masuk. Semakin banyak udara masuk, maka volume bahan bakar pun bisa ditingkatkan sehingga tentunya power pun semakin meningkat.

Perlu diketahui, video peragaan di atas berjalan dengan kecepatan yang dipercepat. Selayaknya mesin yang sedang bekerja. Oleh karena itu, penyuntikkan kabut air nampak seperti yang menyembur terus-menerus. Padahal sebenarnya penyuntikkan ini berjalan secara sekali semprot, sama halnya dengan udara dan bahan bakar pada silinder. Untuk lebih jelasnya, bisa kita lihat di video ini.

Sebagai tambahan, pada menit 1: 23 kita bisa melihat ada 3 injector yang digunakan untuk menyuntikkan kabut air. Penggunaan injector lebih dari 1 ini bertujuan untuk mengantisipasi terjadinya malfunction. Jadi apabila salah 1 injector tidak berfungsi, sistem water injection masih tetap bekerja.

Kelebihan dan Kekurangan Water Injection

Water Injection: Yuk Kenali Pengertian dan Cara Kerjanya

Kelebihan

  1. Mencegah terjadinya pre-ignition pada mesin kompresi/ boost turbo tinggi.
  2. Mendinginkan intake sehingga mampu meningkatkan jumlah udara & bahan bakar yang hasilnya akan meningkatkan tenaga dan torsi.
  3. Meningkatkan efisiensi bahan bakar.
  4. Mengurangi jumlah emisi gas buangan pembakaran seperti NOx dan karbon monoksida.

Kekurangan

  1. Pengaturan timing water injection sangatlah kritikal. Dibutuhkan tuning yang presisi sehingga penyuntikkan air dapat bekerja secara tepat. Hasil yang salah dapat membuat mesin malah kehilangan tenaga.
  2. Jumlah air yang terlalu besar baik itu karena kesalahan setting atau injector yang bermasalah (malfunction) dapat berakibat fatal. Air yang terlalu banyak ini tidak dapat dikompresi sehingga menyebabkan kerusakan mesin seperti hydrolock.
  3. Terhentinya suplai air secara tiba-tiba, baik itu karena air tangki yang habis atau rusaknya injector dapat berakibat buruk. Hal ini disebabkan ECU sudah diseting menyesuaikan dengan adanya penambahan kabut air dingin. Sistem water injection yang baik akan memiliki mode fail safe. Ketika air berhenti maka mode tersebut akan bekerja untuk mengurangi tenaga mesin misalnya dengan mengurangi boost pada turbo.

Tips dan Hal Lainnya Seputar Water Injection

Water Injection: Yuk Kenali Pengertian dan Cara Kerjanya

  1. Dengan hadirnya perangkat intercooler, tekhnologi water injection menjadi agak tergantikan. Apalagi pengaturannya memang menambah rumit sistem mesin. Meskipun demikian, efek pengurangan emisi tetap menjadi keunggulan khusus dari water injection. Selain itu udara kompresi turbocharger/ supercharger bisa semakin dingin lagi. Oleh karena itu, sebagian produsen dan tuner seringkali tetap memasang kedua perangkat ini untuk hasil yang lebih maksimal.
  2. Hati-hati dengan produk Water injection kit yang kurang terpercaya yang hanya sekedar menyemprotkan kabut air saja. Tanpa tuning ECU atau modifikasi khusus pada mesin untuk mengatur timing ignition, hasilnya akan sia-sia atau malah dapat merusak mesin.
  3. Penyuntikkan kabut udara di sistem intake dapat menimbulkan karat pada bagian sambungan, baut, clip atau komponen intake lainnya. Karat tersebut akan berbahaya apabila masuk ke dalam ruang mesin. Periksalah komponen tersebut dan ganti dengan bahan yang tahan karat.
  4. Mirip-mirip dengan sistem water injection, air juga dapat disemprotkan pada intercooler. Ini disebut juga dengan Intercooler Water Spray. Fungsinya untuk menurunkan suhu intercooler sehingga udara kompresi bisa lebih dingin lagi.

Demikian ulasan kali ini. Gimana, ada yang tertarik memasangnya di mobil kesayangannya? Atau ada yang mau berbagi pengalamannya dengan water injection?

Untuk ulasan dan bahasan mobil menarik lainnya, ikuti juga Instagram kita ya!


Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

One thought on “Water Injection: Yuk Kenali Pengertian dan Cara Kerjanya

  • Jason Murphy

    Thank you a lot for sharing this with all people you actually know what you are talking
    about! Bookmarked. Please also talk over with my website =).

    We may have a link exchange contract between us