Valve Timing Diagram, Ini Pengertian dan Pengaruhnya Terhadap Performa Mesin Mobil

Mekanisme katup pada mesin 4 tak atau 4 langkah memiliki fungsi untuk mengatur masukknya campuran udara dan bahan bakar menuju ruang bakar serta sekaligus untuk mengatur keluarnya gas buang sisa pembakaran bahan bakar dan udara di dalam ruang bakar menuju sistem gas buang atau knalpot sesuai dengan waktu yang tepat.
Pengaruh waktu bukaan katup

Sistem Mekanisme katup ini terdiri dari beberapa komponen atau part yang saling berhubungan kerjanya, seperti katup masuk, katup buang, pegas katup, rocker arm, push rod (pada tipe meknisme katup OHV), valve lifting (pada tipe mekanisme katup OHV), poros nok, timing chain atau timing belt atau timing gear (pad tipe maknisme katup OHC dan DOHC).

Valve Timing Diagram

Katup atu sering disebut dengan istilah valve terdiri dari dua jenis, yaitu katup masuk (katup in) dan katup buang (Katup Ex), adapun katup yang berfungsi untuk membuka dan menutup saluran hisap adalah katup In dan katup yang berfungsi untuk membuka dan menutup saluran buang adalah katub Ex. Jumlah katup In dan katup Ex pada setiap silinder mesin kendaraan berbeda-beda tergantung jenis dan konstruksi mesinnya itu sendiri.

Seperti yang sudah sahabat otomotif sekalian pelajari sebelumnya tentang prinsip kerja mesin 4 tak, sahabat sudah tahu bahwasannya pada saat langkah hisap, piston akan bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan kondisi katup In akan membuka sedangkan katup Ex menutup. serta pada saat ini terjadi proses pemasukan atau pengisapan gas baru  ( berupa campuran udara dan bahan bakar) menuju ruang silinder melalui saluran masuk.

Selanjutnya pada saat langkah kompresi, maka piston akan bergerak dari TMB ke TMA serta kondisi katup In dan katup Ex keduanya dalam keadaan menutup. pada saat ini campuran bahan bakar dimampatkan pada volume tertentu dan sekitar 5-8 derajat sebelum TMA busi pada mesin besin akan memercikan bunga api agar campuran yang sudah dimampatkan tadi terbakar dan timbul ledakan.

Ledakan inilah yang selanjutnya disebut langkah usaha, dimana pada saat ini terjadi pembakaran bahan bakar dan udara yang mengakibatkan ledakan didalam ruang bakar dan akan mendorong piston untuk bergerak turun dari TMA ke TMB. serta Pada saat ini kondisi katup In dan Ex keduanya masih dalam kondisi menutup.

yang terakhir yaitu langkah buang, pada saat ini piston akan bergerak dari TMB ke TMA dan yang megakibatkan gas sisa pembakaran terdorong keluar dari dalam ruang bakar menuju sistem gas buang (Knalpot) melalui saluran buang. Pada saat ini katup Ex membuka dan katup in dalam keadaan menutup.

Keempat proses kerja tersebut akan berlangsung secara teratur dan berulang-ulang pada saat mesin dihidupkan. Kerja dari katup ini dipengaruhi oleh pergerakan poros nok (camshaft) dimana katup akan membuka pada saat NOK atau Cam pada poros nok (Noken As) menekan katup baik melalui rocker arm maupun tidak, dan katup akan menutup kembali karena gaya pegas yang dimiliki oleh pegas katup pada saat cam(Nok) pada  poros cam atau noken As tidak menekan.

Durasi Bukaan Katup

Valve timing duration atau lebih dikenal dengan Waktu pembukaan katup akan mempengaruhi kinerja atau performa mesin selama hidup, valve timing ini sangat dipengaruhi dari konstruksi atau bentuk tonjolan pada poros nok (cam lobe), semakin lebar diameter tonjolan pada poros nok ini maka akan semakin lama durasi pembukaan katupnya dan jika semakin kecil diameter tonjolan noknya maka akan semakin cepat atau singkat durasi pembukaan katupnya juga.

Perlu sahabat ketahui bahwasanya pada dasarnya katup In dan katup Ex membuka dan menutup tidak benar-benar pada saat piston berada di TMA atau TMB ( pada 0 derajat saat TMA atau TMB), akan tetapi sebenarnya kedua katup ini didesain agar membuka lebih awal beberapa derajat dan  menutup lebih akhir setelah beberapa derajat juga. Pembukaan katup lebih awal ini biasa disebut sebagai pembukaan awal dan penutupan katup lebih akhir sering disebut sebagai penutupan susulan. hal ini dengan maksud, Ketika pembukaan katup yang lebih awal maka efisiensi volumetrik campuran bahan bakar dan udara yang masuk ke dalam silinder pada saat langkah hisap akan meningkat dan penutupan katup lebih akhir agar gas buang sisa pembakaran saat langkah buang benar-benar seluruhnya dapat keluar dari ruang bakar menuju knalpot.

Perlu sahabat ketahui bahwa dengan adanya pembukaan awal dan penutupan susulan pada kedua katup In dan Ex ini maka akan terjadi yang namanya overlapping klep atau katup. dimana Overlapping merupakan kondisi dimana kedua katup In dan katup Ex membuka bersamaan. Overlapping dimaksudkan untuk proses pembilasan ruang bakar, gas baru yang masuk ke dalam ruang bakar saat katup in membuka lebih awal maka akan membantu untuk mendorong keluar gas sisa pembakaran sehingga ruang bakar diharapkan benar-benar keluar menuju knalpot dan benar-benar bersih.
Valve timing diagram

Pada gambar diatas dapat kita amati bahwasannya pada saat langkah isap katup ini akan membuka 6 derajat sebelum TMA dan akan menutup 40 derajat setelah TMB, selanjutnya dilanjutkan langkah kompresi dan pada saat 6 derajat sebelum piston mencapai TMA maka busi akan memercikan bunga api untuk membakar campuran bahan bakar dan udara yang telah dimampatkan didalam silinder. proses selanjutnya yaitu langkah usaha dan berakhir pada saat 31 derajat sebelum pison mencapai TMB. dilanjut langkah buang yang mana katup Ex akan membuka lebih awal yaitu pada 31 derajat sebelum piston mencapai TMB saat terjadi langkah usaha dan katup Ex ini akan menutup kembali saat 9 derajat  setelah piston mencapai TMA (pada saat ini juga akan terjadi mulai langkah isap lagi sehingga ditemui kondisi dimana katup In dan Katup Ex membuka secara bersamaan atau Overlapping).

Cara Menghitung Durasi Bukaan Katup

Sahabat otomotif dari gambar valve timing diatas kita juga dapa hitung bahwasanya mesin ini memiliki durasi katup In sebesar = 6 + 180 + 40 , sehingga diperoleh durasi katup In sebesar 226 derajat sedangkan durasi katup Ex sebesar = 31 + 180 + 9, sehingga diperoleh durasi katup Ex sebesar 220 derajat. dan dari durasi katup masuk dan katup Ex ini maka kita akan dapat menghitung LSA atau Lobe Separation Angle.

LSA

LSA atau Lobe Separation Angle adalah Jarak cam atau Nok antara Katup In dan Cam atau Nok Katup Ex. Adapun untuk menghitung besar LSA,  sahabat dapat menggunakan rumus sebagai berikut:

LSA=((Durasi  Katup In/2) - Derajat Bukaan Awal Katup In) + ((Durasi Katup Ex/2) - Derajat Penutupan Susulan Katup Ex)/ 2.

Sebagai contoh pada gambar diatas:
LSA=((226/2) - 6) + (220/2) - 9)) / 2., sehingga diperoleh hasil = (107 + 101)/2 = 104 Derajat.
<=> Maka besar LSA sesuai diagram diatas diperoleh sebesar 104 Derajat.

Perlu sahabat ketahui bahwasnya Semakin lama durasi bukaan katup In atau katup Isap semisal durasi bukaan katup hisap semakin lama maka campuran bahan bakar yang dihisap masuk ke dalam ruang bakar juga akan semakin banyak (optimal) dan sebaliknya semakin singkat atau cepat durasi bukaan katup hisap maka akan semakin sedikit campuran bahan bakar dan udara yang dihisap ke dalam ruang bakar.Tentu jika campuran bahan bakar dan udara dihisap ke dalam ruang bakar secara optimal akan mempengaruhi kinerja mesin menjadi lebih baik.

Sedangkan semakin lama durasi bukaan katup buang atau katup Ex, semisal Semakin lama durasi bukaan katup buang maka gas hasil pembakaran akan keluar dari ruang bakar secara maksimal, dan sebaliknya semakin cepat durasi bukaan katup buang maka gas sisa hasil pembakaran yang dapat dikeluarkan dari ruang bakar tidak akan maksimal.

Akan tetapu jika durasi pembukaan antara katup hisap dan buang terlalu panjang maka akan menimbulkan beberapa masalah yaitu overlap yang terjadi akan semakin besar yang akan menyebabkan tekanan kompresi akan menjadi kecil dan tenaga yang dihasilkan mesin kurang optimal.

Sekian ulasan kami tentang Valve Timing Diagram, Ini Pengertian dan Pengaruhnya Terhadap Performa Mesin Mobil, semoga dapat menambah wawasan kita semua,jangan lupa kunjungi juga artikel menarik kami berikut ini.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel