Teknik Ototronik          BAB 12     SISTEM PENGATUR     KATUP ELEKTRONIK     Pada      kendaraan     4    takpengaturan l...
Teknik Ototronik     Pembukaan katup lebih panjang              Sementara,    ketika    enginebertujuan agar pembukaan dan...
Teknik Ototronik                      Gambar 12.5 Diagram kontrol pengaturan katup     Hal    yang     dapat     ditemui  ...
Teknik Ototronikkecepatan. Sekaligus menghemat              karena katup masuk juga menutupbahan bakar dan mengurangi emis...
Teknik Ototronikdisediakan oleh camshaft timing Oil                     Sistem lain yang lebih canggih,Control Valve yang ...
Teknik Ototronik                                           maka pen selenoid akan masuk                                   ...
Teknik Ototronik    Gambar 12.12 Selenoid A bekerja                     Gambar 12.14 Perbedaan lebar buka        Menggeser...
Teknik Ototronik                                             sendiri. Diantara kedua nok terdapat                         ...
Teknik Ototronik                                                   katup. Produk BMW dikenal dengan                       ...
Teknik Ototronik                                              Pada kendaraan merek lain                                   ...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Bab 12 sistem-pengatur-katup-elektronik

5,957 views

Published on

0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
5,957
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
321
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Bab 12 sistem-pengatur-katup-elektronik

  1. 1. Teknik Ototronik BAB 12 SISTEM PENGATUR KATUP ELEKTRONIK Pada kendaraan 4 takpengaturan langkah-langkah dalamsiklus kerja selain disebabkan olehgerakan piston dalam silinder jugasangat dipengaruhi oleh kerjamekanisme katup yang mengaturpembukaan dan penutupan katup. Katup digerakkan oleh sebuahporos nok (camshaft) yang putrannyasetengah dari putaran poros engkol(crankshaft). Pada saat piston bergerak turundati TMA menuju TMB dan bila saatitu katup isap dibuka maka terjadilah Gambar 12.1 Diagram katuplangkah isap, selanjutnya ketikapiston bergerak keatas dari TMB Keterangan :menuju TMA kedua katup ditutup TMA = Titik Mati Atasterjadilah pemampatan/kompresi TMB = Titik Mati Bawahudara yang telah masuk kedalam KIB = Katup Isap Bukasilinder, disebut langkah kompresi, KIT = Katup Isap Tutupberikutnya diakhir langkah kompresi KBB = Katup Buang Bukabusi memercikkan api untuk KBT = Katup Buang Tutuppembakaran dan piston terdorongdengan kuat dari TMA menuju TMB,langkah ini disebut langkah usaha,yang terakhir setelah pembakaranpiston kembali bergerak dari TMBmenuju TMA dan katup buang dibukaterjadilah langkah pembuangan. Kenyataan perancangmekanisme katup membuka katupisap sebelum TMA dan menutupnyasetelah TMB dan pembukaan katupbuang sebelum TMB danpenutupannya setelah TMA, hal inimenyebabkan derajat pembukaankatup-katup lebih dari 180o dan padasaat awal katup isap terbuka katupbuang masih terbuka (overlap). Gambar 12.2 Mekanisme katupDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 361
  2. 2. Teknik Ototronik Pembukaan katup lebih panjang Sementara, ketika enginebertujuan agar pembukaan dan berputar semakin cepat gerakanpenutupa katup dapat dilakukan piston semakin cepat, dengandengan lembut supaya tidak terjadi hambatan aliran yang tetap danketukan yang keras pada waktu yang diberikan untuk mengalirmekanisme, selain itu juga tetap dapat menyebabkan pengisianmempertimbangkan gaya inersia dari silinder kurang optimal. Pengisianaliran gas sehingga diharapkan silinder yang berkurangpengisapan dan pembuangan lebih menyebabkan tekanan kompresioptimal. lebih rendah dan daya engine Pembuka katup berasal dari berkurang. Agar pengisian lebihsebuah tonjolan nok yang berada optimal pada putaran tinggi makapada poros nok (camshaft). diperlukan waktu pembukaan katup Bentuk dari tonjolan cam akan yang lebih lama.mempengaruhi diagram pembukaankatup. O Cam mulai naik dari lingkaran dasar A Celah katup diseimbang katup mulai membuka dengan lembut Gambar 12.3 Bentuk Nok / Cam B Kecepatan buka maksimal tercapai C Katup terbuka maksimal D Kecepatan tutup mulai berkurang E Katup tertutup (dengan lembut) Semakin tinggi tonjolan cam dari O Kam kembali pada lingkaran dasar,lingkaran dasar maka semakin lebar celah katup seperti distelpembukaan katup, semakin cembungbentuk sisi buka dan sisi tutup cam Gambar 12.4 Diagram kerja Nok / Camsemakin cepat pembukaan danpenutupan katup. Pada sistem mekanisme katup Ada beberapa hal yangkonvensional pembukaan dan dilakukan oleh perancang pembuatanpenutupan katup relatif tetap, engine untuk memperbaikidipengaruhi oleh penyetelan celah kekurangan diatas, dengan tujuankatup dan keausan yang terjadi pada mengoptimalkan pengisian silindermekanisme katup. Sehingga dengan gas baru.walaupun putaran engine berubah Secara umum diagramsemakin cepat dapat dikatakan waktu kontrolnya sebagai berikut:buka dan tutup katup tetap.362 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)
  3. 3. Teknik Ototronik Gambar 12.5 Diagram kontrol pengaturan katup Hal yang dapat ditemui macam, bisa merubah tinggi angkatdilapangan adalah dengan (lebar pembukaan)nya saja ataumenerapkan sistem waktu waktu bukanya saja, tapi ada pulapembukaan dan penutupan katup yang merubah keduanya. Katup yangyang variabel. Hal tersebut dilakukan dirubah bisa katup isap atau buangdengan memajukan awal pembukaan (beberapa kendaraan menerapkankatup dan ada pula yang diikuti untuk keduanya).dengan penutupannya diperlambat.Ada pula yang selain merubah saatpembukaan dan penutupan katup, 12.1. VVT-i dan VVTL-ijuga dengan merubah lebarpembukaan katup. Pada sistem VVT-i camnya tetap Pada dasarnya semua sistem hanya saat pembukaan katupnyayang inteligent memiliki pola pikir dipercepat atau diperlambat denganyang sama dengan menerapkan memutar poros nok lebih cepatlogika kontrol yang sama, hanya sesaat atau memutar poros nok lebihaktuator yang dioperasikan berbeda- lambat sesaat.beda, ada yang berupa motor listrik, Produk yang menerapkan sistemselenoid saja, atau selenoid yang ini adalah VVT-i (Variable Valvemengatur hidrolik Timing – Intelligen) dimana waktu Sistem pengatur katup bukaan katup disesuaikan dengandigunakan untuk memperbaiki kinerja kondisi mesin. Sehingga bisa didapatengine. Sistem ini ada bermacam- torsi optimal di setiap tingkatDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 363
  4. 4. Teknik Ototronikkecepatan. Sekaligus menghemat karena katup masuk juga menutupbahan bakar dan mengurangi emisi lebih cepat. Efeknya, efisiensigas buang. volumetrik jadi lebih baik. Gambar 12.6 Grafik pada VVT-i Keterangan : 1. Retard / mundur 2. Standar 3. Advance / maju Pada mesin Toyota, sistim ini Gambar 12.7 VVT-i systemdiaplikasikan pada katup masuk.Waktu bukaan camshaft bisa Keterangan:bervariasi pada rentang 60 derajat. 1. Vane / VVT-i controller Pada saat start, kondisi mesin 2. pullidingin dan mesin stasioner tanpa 3. poros nokbeban, timing dimundurkan 30 4. OCV (Oil Control Valve)derajat. Cara ini akan menghilangkanoverlap. Yaitu peristiwa membukanya Untuk mewujudkannya, adakatup masuk dan buang secara VVT-i controller pada timing gear dibersamaan di akhir langkah intake camshaft. Alat ini terdiri ataspembuangan, karena katup masuk housing (rumah), kemudian dibaru akan membuka beberapa saat dalamnya ada ruangan oli untuksetelah katup buang menutup penuh. menggerakkan vane (baling-baling).Pada kondisi ini mesin tak perlu Baling-baling itu terhubungbekerja ekstra. Dengan tertutupnya dengan camshaft. Di dalamnyakatup buang, tak ada bahan bakar terdapat dua jalur oli menuju masing-yang terbuang saat terisap ke ruang masing ruang oli di dalam rumahbakar. Konsumsi BBM jadi hemat dan VVT-i controller. Dari jalur oli yangmesin lebih ramah lingkungan. berbeda inilah, vane akan mengaturSedangkan saat ada beban, timing waktu bukaan katup.akan maju 30 derajat . Derajat Posisi advance timing majuoverlapping akan meningkat. didapat dengan mengisi oli ke ruangTujuannya untuk membantu belakang masing-masing bilah vane.mendorong gas buang plus Sehingga vane akan bergerak majumemanaskan campuran bahan bakar dan posisi timing pun ikut maju 30dan udara yang masuk. Selain itu, derajat. Tekanan olinya sendiriwaktu kompresi juga bertambah364 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)
  5. 5. Teknik Ototronikdisediakan oleh camshaft timing Oil Sistem lain yang lebih canggih,Control Valve yang diatur oleh ECU disebut VVTL-i (Variable Valvemesin. Timing and Lift-Intelligent). Pada sistem ini selain merubah waktu pembukaan katup, tingginya pun ikut dirubah. Sebelum tekanan hidrolik dialirkan pada saluran oli maka tuas perubah tidak berada pada alur tuas tambahan, sehingga nok yang bekerja adalah nok yang berada di atas rockerarm dengan tonjolan bukaan pendek. Tetapi setelah tekanan hidrolik dialirkan pada saluran oli maka piston tertekan Gambar 12.8 Hidrolik pada VVT-i mendorong tuas perubah masuk pada alur tuas tambahan, karena Keterangan: poros tuas perubah berhubungan 1. timing gear langsung dengan bodi rockerarm 2. intake camshaft maka saat tonjolan nok diatas tuas 3. vane tambahan menekan tuas tambahan 4. OCV (Oil Control Valve) akan diteruskan ke rokerarm sehingga saat bukaan berubah dan lebar pembukaan katup bertambah. Kebalikannya, untuk kondisiretard (mundur), ruang di depan vaneakan terisi dan posisi timing mundur.Sedangkan kalau dibutuhkan pada 12.2. Invinity Variable Valvekondisi standar, ada pin yang akan Lift and Timing (FIAT)mengunci posisi vane tetap ada ditengah. Pada produk FIAT menerapkan sistem yang menggeser poros nok, konstruksi nok dibuat khusus (setiap nok dibuat dengan sisi tonjolan yang tingginya berbentuk tirus). Ketika belum diperlukan penghisapan udara yang banyak poros nok digeser kekanan sehingga tinggi angkat katup kecil/minimum (gambar 12.16 a). Tetapi pada saat diperlukan udara tambahan maka poros nok digeser kekiri dan tonjolan nok yang bekerja memiliki tinggi angkat katup yang lebih besar Gambar 12.9 VVTL-i system sampai dengan maksimal (gambar 12.9 b).Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 365
  6. 6. Teknik Ototronik maka pen selenoid akan masuk kedalam alur drum dan drum akan tergeser, karena drum dikonstruksi jadi satu dengan nok maka nok akan ikut tergeser, saat itu nok yang bekerja berganti. Setelah drum dan nok tergeser maka selenoid kembali ditarik pinnya dan sistem tetap bekerja dengan nok yang terakhir. Gambar 12.11 Bagian sistem Valvelift Gambar 12.10 Invinitely system (FIAT) Keterangan : 1. Poros Nok/Camshaft12.3. Valvelift (Audi) 2. Katup/Valve 3. Nok/Cam A 4. Nok/Cam B Salah satu cara perubah saat 5. Selenoid Apembukaan katup dengan dibuatnya 6. Selenoid Bnok dua macam yang dapat digeser 7. Drum penggeser Apada sebuah poros. Disisi kanan kiri 8. Drum penggeser Bnok terdapat drum yang beralur.Selenoid dipasangkan diatas alur,dimanan pinnya berada tepat diatas Ketika selenoid A aktif maka pinalur ketika pin tersebut belum selenoid A akan memanjang dan pindidorong keluar, sehingga ketika pin masuk pada alur drum A, karenatersebut didorong keluar maka alur bentuk alurnya tirus maka saat porospada drum yang berbentuk helix.tirus berputar drum dan nok akan tergeserakan mengarahkan drum dan nok kekiri, nok yang bekerja nok yangbergeser. hijau dengan tinggi angkat katup Prinsip perubahan saat yang rendah. Setelah itu selenoid Apembukaan dan penutupan katup kembali tidak aktif, nok yang bekerjadengan cara menggeser nok/cam tetap yang hijau tinggi, bukaan katuppada porosnya. Hal ini terjadi jika tetap sempit .salah satu dari selenoid di aktifkan366 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)
  7. 7. Teknik Ototronik Gambar 12.12 Selenoid A bekerja Gambar 12.14 Perbedaan lebar buka Menggeser nok kekiri katup Bila dilihat dari besar bukaan katup pada gambar 12.8 ditunjukkan perbedaan lebar bukaan katup ketika selenoid A bekerja dibandingkan dengan selenoid B bekerja. Bukaan katup lebar terjadi pada saat putaran tinggi sehingga memberi kesempatan pemasukan lebih lama dan ini mempertinggi efisiensi volumetrik. Sementara bukaan katup kecil terjadi pada saat idle dan putaran menengah. Sistem diatas digunakan oleh AUDI. Gambar 12.13 Selenoid B bekerja 12.4. VTEC (Honda) menggeser nok kekanan Sistem lain yang menerapkan Selanjutnya bila selenoid B aktif penerapan penggantian nok adalahmaka pin selenoid B akan pada produk honda yang dikenalmemanjang dan pin masuk pada alur dengan VTEC (Variable Valve Timingdrum B, karena bentuk alurnya tirus and Lift Electronic Control).maka saat poros berputar drum dan VTEC diaplikasikan hanya padanok akan tergeser kekanan, nok yang katup masuk. Pada katup inilahbekerja nok yang merah dengan pengontrolan efisiensi mesin lebihtinggi angkat katup yang lebih berpengaruh. Asumsinya, prosespanjang. Setelah itu selenoid B pembuangan tak memerlukankembali tidak aktif, nok yang bekerja pembukaan katup variabel sebabtetap yang merah, bukaan katup semakin lancar gas buang, kerjatetap lebar. mesin akan semakin enteng.Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 367
  8. 8. Teknik Ototronik sendiri. Diantara kedua nok terdapat satu nok lain dengan tinggi angkat yang lebih besar. Pada mesin VTEC, kedua katup masuk bergerak bareng. Pada putaran rendah nok-nok standar yang bekerja membuka katup-katup. Bukaannya relatif kecil karena karakter camshaft yang menonjok katup ini cocok buat putaran rendah. Kondisi ini dinilai pas untuk mesin. Gambar 12.15 Bagian sistem VTEC Karena pada putaran rendah tak perlu suplai udara banyak. Selain itu, Keterangan: 1. Nok standar bisa terjadi turbulensi udara untuk 2. Nok angkat lebar membantu mencampur bahan bakar. 3. roker arm standar Mesin jadi irit, efisien, juga ramah 4. roker arm buka lebar lingkungan. Seiring naiknya putaran mesin, kebutuhan suplai udara juga me- ningkat. Langsung dijawab dengan menyatukan nok tambahan dengan nok-nok standar sehingga nok tambahan yang bekerja sementara nok standar tidak menonjok rokerarm. Bukaannya lebih besar karena nok chamshaft punya karakter derajat lebih tinggi. Katup-katup membuka lebih lebar disebabkan adanya pin yang menghubungkan rocker arm dan mendorong pin. Gambar 12.16 Kerja rockerarm terpisah Otomatis pin tadi akan mengunci kedua rocker arm. Karena rocker arm kedua digerakkan oleh nok camshaft yang berdurasi lebih tinggi, gerakan katup-katup jadi mengikuti. Selain VTEC ada juga i-VTEC (intelligent VTEC) yang juga dilengkapi mekanisme memajukan dan memundurkan pengapian, pengaturan saat pengapian ini diatur sepenuhnya oleh ECU dengan informasi dari sensor-sensor. Tentu hasilnya lebih maksimal untuk Gambar 12.17 Pin menyatukan ketiga meningkatkan efisiensi mesin. rockerarm Engine dilengkapi dengan dua 12.5. Vanos (BMW)katup masuk dengan nok sendiri-368 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)
  9. 9. Teknik Ototronik katup. Produk BMW dikenal dengan sebutan Valvetronic, dan sering disingkat dengan istilah Vanos. Vanos merupakan pengatur pembukaan katup yang intelegent. Pengaturan waktu pembukaan katup dan lebarnya diatur sepenuhnya oleh ECU. ECU mengeluarkan sinyal untuk memutarkan motor listrik untuk berputar kekanan atau kekiri. Putaran akan diteruskan poros motor yang bergigi cacing ke roda gigi / gear pemutar Nok eksentrik. Selanjutnya nok eksentrik akan berputar untuk lebih menekan tuas ayun atau sebaliknya. Poros nok bekerja menekan tuas ayun baru selanjutnya ujung tuas ayun menekan rockerarm untuk membuka katup. Gambar 12.18 Bagian-bagian Vanos Keterangan: 1. Katup dan pegas 2. rockerarm Gambar 12.19 Nok eksentrik belum 3. hidrolik lift menekan tuas ayun, bukaan katup kecil 4. Nok/cam 5. tuas ayun Ketika tuas eksentrik semakin 6. Nok eksentrik menekan bagian atas tuas ayun 7. Gear pemutar Nok eksentrik maka mulai pembukaan katup 8. Motor listrik semakin dimajukan dan lebar buka 9. pegas pengembali katup semakin besar. BMW memiliki cara yangberbeda untuk merubah saatpembukaan katup dan tinggi angkatDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 369
  10. 10. Teknik Ototronik Pada kendaraan merek lain menggunakan sebutan-sebutan yang berbeda, tettapi prinsip perubah- annya sama dengan sistem-sistem yang telah dijelaskan diatas. Ø Ford menggunakan sistem VCT (Variable Cam Timing) dengan sebutan valve Triton Ø Yamaha menggunakan sistem VCT (Variable Cam Timing) Ø Nissan menggunakan sistem N- VCT, CVTC dan VVEL Gambar 12.20 Nok eksentrik setengah Ø GM menggunakan menekan tuas ayun, bukaan katup sedang sistemDCVCP (Double Continuous Variable Cam Phasing) - Ø Porsche menggunakan sistem VarioCam dan VarioCam Plus Ø Mitsubishi menggunakan sistem MIVEC Ø Hyundai menggunakan sistem CVVT Ø PSA Peugeot Citroën menggunakan sistem CVVT – (Continuous variable valve timing). Ø Rover menggunakan sistem VVC Ø Subaru AVCS dan AVLS - Gambar 12.21 Nok eksentrik menekan (seperti VTEC Honda). tuas ayun, bukaan katup maksimal370 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

×