Setelah membahas silinder, istilah umum yang biasa kita jumpai adalah jenis camshaft dan valve / katup. Semisal contoh ada spesifikasi mobil :

Inline-6 2.500cc DOHC 24V.

Nah loh, bahasa alien apa itu ? Buat yang nggak awam mungkin udah ngerti, tapi buat yang awam pasti bingung dengan istilah – istilah seperti ini.

Bukan berarti orang awam mesti cuek dengan istilah – istilah semacam ini.

The Basic

Untuk memahami apa itu camshaft dan valve, kita harus mengerti mengapa mereka dibutuhkan dalam sebuah motor bakar torak.

Pertama harus diketahui bahwa camshaft atau noken as hanya ditemui di motor bakar 4-langkah atau 4-tak. Di mesin 2-tak maupun rotary tidak akan ditemui komponen ini karena mekanisme nya berbeda.

Sesuai namanya valve / katup, fungsinya adalah membuka atau menutup sesuatu. Pembakaran di motor bakar torak terjadi dalam kondisi udara terkompresi sehingga ia memerlukan ruang tertutup. Nah, permasalahannya, bagaimana memasukkan udara dan membuang gas sisa pembakaran sementara pembakaran mesti terjadi di ruang tertutup ?

Di sinilah katup berperan. Peranan katup adalah membuka dan menutup dalam interval waktu tertentu sesuai kebutuhan. Di sini kita bertemu masalah lagi : berapa lama ? Di situlah peranan “camshaft”. Camshaft / noken as berfungsi untuk mengatur interval dan berapa besar bukaan katup. Jadi, desain camshaft bisa sangat beragam tergantung peruntukan mobil.

Camshaft

Camshaft, atau bahasa “tukang” : noken (cam) as (shaft), sesuai fungsinya memiliki berbagai macam variasi tergantung kegunaannya. Tetapi kita nggak akan membahas sampai dalam (durasi cam, lift, dll) karena akan sangat complicated.

Bentuk dasar Camshaft (energyeducation)

Secara umum di mobil – mobil kebanyakan camshaft terbagi menjadi 2 sesuai peletakannya :

  • Over Head Valve (OHV)

OHV (samarins)

OHV biasanya memiliki camshaft yang diletakkan di bagian bawah dekat dengan flywheel dan crankshaft, sedangkan valve tetap di atas kepala blok. Sistem kerjanya adalah menggunakan push-rod yang mendorong valve.

Untuk saat ini sudah jarang mobil yang menggunakan sistem ini. OHV memang memiliki kelebihan seperti low-end torque yang lebih padat, juga lebih durable, tetapi memiliki kesulitan dalam pengaturan timing yang presisi dibanding OHC. Saat ini mesin OHV mungkin hanya ditemukan di beberapa truk heavy-duty dan sports car terutama sports car Amerika yang mengincar tenaga besar.

Mesin 6.2L Supercharged di 2018 Chevrolet Corvette yang menggunakan sistem OHV (car and driver blog)

  • OHC (Over Head Camshaft)

Sesuai namanya, di desain OHC, camshaft diletakkan di bagian atas engine block tepat di atas katup. Desain OHC dibagi menjadi 2 : SOHC (Single Overhead Camshaft) dan DOHC (Dual-Overhead Camshaft / Twincam).

SOHC (samarins)

DOHC (samarins)

Karena camshaft langsung mengontrol pergerakan katup, maka salah satu kelebihan dari OHC adalah kepresisian pengaturan timing. Selain itu juga sangat memungkinkan untuk memasang 3 atau 4 katup per silinder. Untuk saat ini desain OHC lebih populer dibanding OHV karena kelebihan ini.

Tetapi OHC bukan tanpa kekurangan. OHC memiliki kompleksitas yang lebih tinggi. Ini disebabkan karena timing gear nya tidak langsung terhubung oleh crankshaft, melainkan dihubungkan oleh timing belt atau timing chain. Untuk saat ini yang paling populer adalah timing chain, meskipun beberapa mobil seperti Innova masih menggunakan Timing Belt, dan itu memerlukan penggantian setiap interval tertentu. Timing chain cenderung lebih awet dibanding timing belt.

Valve / Katup 

Katup di mesin mobil dan motor biasanya menggunakan jenis poppet valve yang berbentuk mirip seperti payung terbalik dengan pegas di atasnya.

Macam – macam bentuk valve di mesin piston (aviamech.blogspot)

Penggunaan katup biasanya paling umum di mobil dan motor bermesin 4-tak atau 4-langkah, sedangkan di 2-tak dan rotary tidak menggunakan valve karena piston dan rotor sudah “berlaku” seperti valve untuk proses intake dan exhaust.

Mesin 2-tak tidak menggunakan katup (gopracticals)

 

Mesin Rotary juga tidak menggunakan katup (oxford university)

Valve Timing dan Valve Lift

Semakin kita menginjak gas, maka RPM mesin akan naik yang tandanya putaran di crankshaft semakin cepat. Dengan perputaran yang lebih cepat, otomatis dibutuhkan waktu pembakaran yang semakin cepat.

Di sini kita mengenal istilah valve timing (waktu bukaan katup). Dulu, timing katup diatur oleh vacuum advancer di distributor, tetapi sekarang hal itu sudah tidak digunakan lagi.

Vacuum advancer bekerjasama dengan centrifugal advancer untuk memaju-mundurkan timing pengapian berdasarkan putaran mesin.

Bagian – bagian distributor mobil (materi modul teknik kendaraan ringan SMKN 1)

Centrifugal Advancer, letaknya di dalam distributor (mojotomotif.blogspot)

Nah karena kedua sistem ini bekerja secara mekanis, tentunya ada banyak permasalahan utamanya soal efisiensi kinerjanya. Sistem valve timing manual ini memiliki problem di overlap katupnya yang tidak bisa menyesuaikan kebutuhan mesin, sedangkan untuk timing pengapiannya sendiri, ya well kita tau mobil zaman dulu mesti disetel secara manual, dan jika penyetelan tidak presisi resikonya ngelitik.

Di mobil modern, teknologi ini sudah ditinggalkan dan beralih ke teknologi EFI yang lebih presisi. Jika kita sering mendengar istilah “VVT” atau “VVT-i”, nah ! Mau apapun namanya, itu masalah branding saja, walaupun ada beberapa perbedaan mekanisme seperti Honda VTEC, itu akan kita bahas di bagian selanjutnya.

(bizna kenya)

VVT atau Variable-Valve Timing sesuai namanya adalah sistem pengaturan timing katup di mobil modern secara variabel. Secara konstruksi, VVT menggunakan suatu aktuator bernama VTC (Valve Timing Controller) yang diletakkan di poros kem atau camshaft. VVT bekerja berdasarkan tekanan oli, secara sederhananya jika RPM mesin naik maka otomatis tekanan oli juga pasti naik, dan sensor tekanan oli akan memberikan sinyal pada VTC untuk memaju-mundurkan timing katup sesuai kebutuhan.

VVT-i (crixs.wordpress.com)

VVT ada banyak jenis, di kebanyakan mesin demi efisiensi cost hanya diterapkan di katup intake saja, walaupun sekarang juga tidak sedikit yang menerapkan di katup exhaust. Contoh sehari – harinya adalah Dual VVT-i.

Perbedaan VVT-i dan Dual VVT-i (bengkelsumbodro)

Sedangkan timing pengapian ? Ya, di mobil dengan sistem EFI tanpa distributor, timing pengapian secara otomatis diatur oleh ECU, jadi tidak memerlukan penyetelan secara manual lagi.

Istilah lain yang kita kenal juga adalah valve lift. Jika timing bicara tentang maju-mundurnya timing, maka valve lift bicara tentang besar-kecilnya bukaan katup.

Honda, adalah pabrikan yang membuat valve lift menjadi populer dengan VTEC system nya. VTEC adalah singkatan dari Variable Valve Timing and Lift with Electronic Control. Selain itu ada juga BMW Valvetronic, dan Toyota Valvematic / VVTL-i.

VTEC (world.honda)

Toyota Valvematic (autozine)

Baik yang manapun, gambaran simpelnya adalah seperti kran air di rumah anda. Kalo memang nggak butuh banyak, anda akan membuka kran itu sedikit saja kan ? Nah sama, pengaturan besar bukaan katup juga mengatur seberapa banyak udara yang dimasukkan ke ruang bakar. Di sistem VVT konvensional memang timing bukaan katupnya diatur, tetapi tidak dengan besarannya sehingga mau bagaimanapun udara yang masuk ya tetap segitu. Pengaturan lift membantu supaya kita bisa mendapatkan balans yang baik antara performa dan efisiensi. Itulah mengapa Honda berani membuat mobil – mobil dengan mesin yang mampu meraung sampai di atas 7000 RPM, karena sistem VTEC sangat fleksibel untuk mendapatkan performa yang baik.

Honda S2000, mampu meraung sampai 9000 RPM berkat sistem VTEC nya. (cars.com)

Kelebihan dari sistem ini adalah mereduksi pumping loss, karena pada beberapa sistem memungkinkan throttle body untuk selalu dalam kondisi terbuka. Di sistem konvensional, besaran udara yang masuk hanya dikontrol lewat throttle body yang membuka dan menutup sehingga membuat adanya pumping loss.

Pabrikan sekarang kebanyakan mengkombinasikan antara VVT dan VVL (Variable Valve Lift) untuk mendapatkan hasil yang optimal. Contoh kombinasi ini adalah Dual VVT-i with Valvematic (3ZR-FE di Toyota Voxy / NAV-1 dan Harrier generasi ketiga), i-VTEC (kebanyakan lineup Honda), MIVEC (kebanyakan lineup Mitsubishi), VANOS with Valvematic (BMW), dan lain – lain.

(otosia.com)

 

 

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *