TURBOCHARGER pada mesin

TURBOCHARGER

Turbocharger adalah sebuah kompresor yang digunakan dalam mesin pembakaran dalam untuk meningkatkan keluaran tenaga mesin dengan meningkatkan massa oksigen yang memasuki mesin. Dimana pada turbocharger gas buang yang akan dibuang disalurkan kembali untuk memutar turbin turbocharger dalam proses pemaksaan pemasukan gas kedalam silinder.

Dalam turbucharger, udara masuk kedalam kompresor yang digerakkan olehturbin. Hal ini dapat dilihat dengan adanya poros yang menghubungkan motor kompresor, dan motor turbin yang digerakkan oleh gas buang. Motor bakar yang digerakkan oleh gas buang tersebut yang menggunakan supercharge dimana udara yang keluar dari kompresor mengalir kedalam saluran uap motor melalui karburator atau penyemprotan motor bakar pada motor bensin.

Berikut ini menggambarkan konstruksi sebuah turbocharger. Udara atmosfir masuk ke dalam kompresor digerakkan oleh turbin. Hal ini dapat dilihat pada adanya poros yang menghubungkan motor kompresor dengan motor bensin yang digerakkan oleh gas buang motor bakar torak yang menggunakan supercharger tersebut. Udara yang keluar dari kompresor mengalir kedalam saluran isap motor melalui karburator atau penyemprotan bahan bakar pada motor bensin, selanjutnya udara mengalir dalam silinder apabila motor dirancang untuk mencapai efisiensi maksimum pada daerah pembebanan tinggi, maka pembebanan rendah daya dan efisiensinya turun karena pembakaran kurang sempurna pada pembebanan rendah gas buang yang terjadi tidak cukup kuat menggunakan turbocharger, maka gas buang dapat dibuang tidak semuanya mengalir melalui turbin dengan mengatur pembukaan katup simpang sehingga turbocharger tidak bekerja. Turbocharger fungsinya sama dengan supercharger hanya penggerak dari blower memanfaatkan gas buang hasil pembakaran. Udara yang masuk ke dalam silinder dipompakan sehingga mempunyai tekanan.

Turbocharger ini mempunyai dua impeller yaitu turbin dan blower. Turbocharger disisi turbin impeller diputar oleh gas buang, pada ujung poros turbin dipasangkan blower dengan ikatan mur sehingga putaran blower akan sama dengan turbin. Untuk menahan putaran tinggi tersebut, poros turbin didukung oleh journal bearing dan thrust bearing. Pada tengah-tengah rumah turbo terdapat seluruh oil untuk pelumasan bearing.

a. Prinsip kerja

Yaitu beroperasi dengan memenfaatkan gas buang untuk memutar turbin, gas buang yang dihasilkan pembakaran dari dalam silinder menggerakkan turbin sehingga blower yang berada satu poros dengan turbin ikut berputar kemudian mengisap udara luar masuk kedalam silinder. Turbocharger tersedia dalam dua cara kerja yaitu system Turbocharge tekanan konstan dan system Turbocharge pulsa. Secara teori dan praktek system Turbocharge pulsa dilihat dari factor pemanfaatan energi gas buang maupun factor konsumsi bahan bakar pada beban tinggi dalam arti tekanan efektif ditingkatkan.

Dalam system Turbocharge tekanan konstan gas buang dikumpulkan dalam manifold buang, dimana fluktuasi tekanan di kurangi dan kemudian diarahkan ke Turbocharge. Hal ini menyebabkan instalasi pipa gas buang menjadi sederhana. Gas-gas pembakaran dikeluarkan dari silinder mesin melalui katup pembuangan pada setiap silinder pada gerakan pembuangan pada piston dan diarahkan melalui pipa pembuangan ke Turbocharge. Gas-gas yang berada dalam manifoid buang, mempertahankan sebagian energinya dalam bentuk tekanan dan suhu. Energi tersebut diubah menjadi energi kecepatan melalui nozzle Turbocharged an bertindaki dalam turbin untuk menimbulkan gerakan berputar pada rotor turbin. Setelah gas buang menabrak sudu-sudu turbin, akan dialirkan melalui turbin kcasing kemudian diteruskan ke bagian pemanas steam gas buang, setelah itu akan melalui manifoid buang ke udara bebas.

Udara bebas yang disuplai dari blower ke dalam silinder akan mengalami peningkatan temperature akibat dari konstruksi Turbocharge yang panas sehingga dapat mengurangi kandungan oksigen di dalam udara. Oleh sebab itu temperature udara perlu diturunkan dengan menggunakan system water cooler.

Mekanisme Katup OHV dan OHC

Mekanisme Katup OHV dan OHC

Mekanisme katup adalah suatu mekanisme pengaturan proses pembukaan dan penutupan katup pada saluran masuk dan buang motor bakar. Mekanisme tersebut berfungsi untuk membuka dan menutup katup isap dan katup buang yang sesuai dengan firing order suatu silinder dan proses pengerjaannya, yang memasukkan campuran bahan bakar dan udara serta mengeluarkan gas buang sisa pembakaran.

Mesin 4 Tak

 mempunyai satu atau dua katup masuk dan katup buang pada setiap ruang bakarnya. Campuran udara-bahan bakar masuk ke silinder melalui katup masuk dan gas bekas keluar melalui katup buang.

1. Tipe Over Head Valve (OHV)

Mekananisme Katup ini sederhana dan high reliability. Penempatan camshaft-nya pada blok silinder, dibantu dengan valve lifter dan push rod antara rocker arm Jenis ini katupnya ada di atas kepala silinder, tetapi camshaftnya ada di bawah (biasanya untuk mobil ada di blok silinder), karena letak camshaft dan valve, berjauhan, maka dibutuhkan banyak mekanisme untuk bisa membuka katup. dari camshaft melalui valve lifter, push rod dan rocker arm.

akibat dari banyaknya mekanisme menjadikan mesin agak kasar dan kecepatan pembukaan katup agak lambat, karena harus melalui banyak mekanisme

2. Tipe Over Head Camshaft (OHC)

Pada tipe ini, camshaft diletakkan di atas kepala silinder dan cam langsung menggerakkan rocker arm tanpa melalui lifter dan pushrod.

Camshaft digerakkan oleh poros engkol melalui rantai atau tali penggerak. Tipe ini sedikit lebih rumit dibandingkan dengan OHV, tetapi tidak menggunakan lifter dan pushrod sehingga berat bagian yang bergerak menjadi berkurang.

Kemampuannya pada kecepatan tinggi cukup baik, karena katup-katup membuka dan menutup lebih tetap pada kecepatan tinggi. Pada dasarnya ada dua jenis tata letak overhead camshaft, yaitu :

a. Single Overhead Camshaft (SOHC)

 Single Overhead Camshaft (SOHC) adalah mesin yang didesain dengan menggunakan satu buah camshaft yang ditempatkan pada kepala silinder. Pada mesin dengan konfigurasi inline (sebaris) terdapat satu camshaft yang diletakan pada kepala silinder, sedangkan untuk mesin dengan konfigurasi lain (misal; konfigurasi mesin V atau konfigurasi mesin boxer) ini berarti mesin memiliki lebih dari satu kepala silinder, maka jumlah camshaft juga sebanyak jumlah kepala silinder, karena setiap satu kepala silinder terdapat satu camshaft.

Pada desain SOHC, camshaft secara langsung menggerakan katup melalui perantara bucket tappet atau ada pula yang melalui perantara rocker arm. Desain SOHC memberikan kompleksitas yang lebih rendah jika dibandingkan dengan desain OHV, terutama jika menggunakan multivalve pada kepala silinder, dimana mesin memiliki lebih dari dua katup (isap-buang) pada masing-masing silinder. Exhaust manifold dan intake manifold ditempatkan sejajar pada kedua sisi kepala silinder sehingga kinerja mesin meningkat karena tidak lagi terjadi crossflow, percikan api pada busi dapat dengan mudah berhadapan langsung dengan gas.

b. Tipe Double Over Head Camshaft (DOHC)

 Double Overhead Camshaft ditandai dengan dua camshaft yang terletak didalam satu kepala silinder, satu camshaft melayani semua katup masuk dan satu camshaft lagi melayani semua katup buang.

Desain seperti ini mengurangi insersia penggerak mekanisme katup, karena rocker arm sudah tidak lagi digunakan (dihilangkan) pada mesin DOHC. Desain DOHC memungkinan sudut yang lebih luas antara katup masuk dan katup buang dibanding mesin SOHC. Hal ini dapat memperlancar aliran udara yang lebih baik pada kecepatan tinggi. DOHC yang didesain dengan multivalve juga memungkinkan penempatan busi secara optimal sehingga mampu meningkatkan efisiensi pembakaran.