Nok dan Mekanisme Katup

POROS NOK DAN MEKANISME KATUP

Fungsi utama camshaft adalah mengoperasikan katup masuk dan katup buang. Camshaft terbuat dari bahan perpaduan baha yang ditempa atau paduan besi tuang kelabu dengan beban tinggi.

Permukaan puncak cam adalah bagian yang menerima beban paling tinggi, oleh karena itu bagian ini memerlukan pengerasan. Camshaft memerlukan pengerasan dengan Induction hardening proses, dimana camnya diperkeras dengan chilling proses.

Camshaft merubah gerak putar menjadi gerak naik-turun secara umum engine dengan jumlah silinder empat dan jumlah katup delapan, maka camshaft terdiri dari lima bantalan jurnal, empat cam katup masuk, empat cam katup buang, penempatan                        roda gigi timing dan penggerak distributor. Cam katup masuk dan katup buang ditempatkan secara tepat antara satu dengan lainnya, untuk menjamin keserasian dengan kerja poros engkol dan posisi piston. Profil cam disesuaikan dalam fungsinya untuk membuka katup yang tepat dengan timing poros engkol.

Untuk mengukur tinggi angkat cam tidaklah sulit. Mengukur tinggi angkat cam dengan mengukur diameter cam (posisi katup menutup penuh) dan mengukur diameter tertinggi (puncak) cam, kemudian selisih dari kedua ukuran ini adalah tinggi angkat cam.

Pada engine jenis OHV, camshaftnya di tempatkan pada ruang engkol, dan engine jenis OHC, camshaftnya di sanggah dengan bantalan jurnal, yang ada setiap jumlah katup setiap silinder, hal ini untuk mencegah kebengkokan camshaft. Untuk menjamin operasionalnya bantalan jurnal dilengkapi dengan metal sisipan untuk jenis OHC, dan kadang-kadang ada juga tanpa menggunakan bantalan khusus (engine OHC) namun ada juga menggunakan bantalan luncur.

Pada jenis camshaft ditempatkan pada ruang engkol, maka camshaftnya dipasang dari arah depan engine dan di jamin dengan thurst plat. Dengan memasang thruts plate sebagai penjamin atau roda gigi timing yang diproses, celah ujung diperbolehkan antara 0,05 – 0,15 mm.

Kerugian camshaft yang ditempatkan pada ruang engkol adalah berhubungan dengan operasional kerja camnya yang terdiri dari : camshaft, lifter, push roda adalah sekitar rocker arms. Kebanyakan panjang push rod adalah sekitar 150 mm-200 mm, hal ini akan menimbulkan ketidak tepatan timing dibandingkan dengan engine OHC. Untuk hal ini juga putaran engine akan terbatas.

Engine tipe OHC, tidak membutuhkan push rod. Cam bekerja langksung pada cylinder headnya sendiri, kebanyakan pabrik melengkapi dengan rocker arms, yang menerima tekanan dari cam dan langsung berhubungan dengan batang katup.

Keuntungan engine tipe OHC, diantaranya dapat mengurangi komponen penggerak lainnya, putaran engine dapat di design dengan RPM tinggi, dan mengurangi kerugian tenaga penggerak mekanisme katup.

Camshaft untuk engine empat langkah memiliki putaran setengah putaran poros engkol, sehingga dapat diperbandingkan bilamana poros engkol berputar dua kali, maka camshaft akan berputar satu kali (2:1), dan jumlah gigi pada roda gigi poros engkol berjumlah dua kali lebih banyak dibandingkan dengan jumlah gigi pada roda gigi camshaft.

Sehubungan dengan desain dari mesin dengan poros bubungan dikepala (OHC) maka diperlukan penggerak poros bubungan seperti rantai atau sabuk. Apabila jarak dari penggerak cukup jauh yaitu jarak dari poros bubungan ke poros engkol maka umumnya, rantai atau sabuk pemutar akan dibagi dalam dua bagian.

Timing belt

Seperti roda gigi, belt memiliki gigi-gigi untuk bertautan dengan gigi-gigi puli timing.
Pada kendaraan, belt ini terbuat dari material berbahan dasar karet. Timing belt harus diperiksa apakah tegangannya tepat atau apakah mengalami keausan, dan gantilah pada interval yang telah ditentukan.

1.        Pengontrol VVT-i

2.        Sensor posisi poros cam

3.        Sensor temperatur air

4.        Katup kontrol oli timing poros cam

5.        Sensor posisi poros engkol

Sistem VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent)

Sistem VVT-i menggunakan komputer untuk secara optimal mengontrol waktu pembukaan dan penutupan katup hisap sesuai dengan kondisi mesin.

Sistem ini menggunakan tekanan hidrolik untuk membedakan waktu pembukaan dan penutupan katup hisap, sehingga menghasilkan peningkatan efisiensi hisap, momen, power output, penghematan bahan bakar, dan gas buang yang lebih bersih.

Sebagai tambahan bagi sistem  VVT-i ini, ada juga sistem VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift- Intelligent) yang meningkatkan volume pengangkat katup (langkah) dan meningkatkan efisiensi hisap selama putaran dengan  kecepatan tinggi

Tanda timing                                                                                 

Tanda timing akan selalu berganti dari setiap perusahaan, oleh karena itu yakinkan pada buku manual yang sesuai.

Katup akan mengontrol pergerakan gas kedalam maupun keluar silinder. Lamanya katup bekerja tergantung pada jarak waktu dalam derajat katup membuka. Overlap katup adalah jumlah derajat putaran poros engkol, dimana kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang sama-sama terbuka pada waktu yang bersamaan. Lead adalah masa yang diberikan pada katup membuka sebelum titik mati atas (TMA) atau sebelum titik mati bawah (TMB). Lag adalah katup tertutup setelah titik mati atas (TMA) atau katup menutup setelah titik mati bawah (TMB).

Timing Katup

Susunan Silinder Mesin

SUSUNAN SILINDER MESIN

Pada Mesin bersilinder banyak maka susunan silinder mempunyai banuyak varian, seperti halnya mesin empat silinder banyak dijumpai tipe sebaris ( in-line) hingga pada mesin enam silinder, namun untuk enam silinder memerlukan poros engkol yang terlalu panjang yang dapat mengakibatkan adanya torsi getaran yang besar.

Alternatif utama yang digunakan pabrikan menggunakan mesin dengan konfigurasi “V” disini silinder mempunyai dua bak. Untuk enam silinder type V mempunyai sudut kemiringan dua sisi hingga 60⁰ , namun untuk kemiringan V8 mempunyai kemiringan hingga 90⁰. Sudut kemiringan ini memperbaiki keseimbangan kekuatan gaya reaksi dari poros engkol. Mesin V akan lebih pendek bila disbanding dengan in line, sebab memungkinkan dua pistom dipasang pada satu crankpin pada poros engkol.

Konfigurasi mesin yang ketiga adalah mesin flat atau datar dimana piston berhadapan secara horizontal pada tiap bagian engkol. Hal ini menguntungkan terhadap keseimbangan komponen dan mesin ini dapat dibuat lebih pendek. Mesin ini memiliki dua kepala silinder sehingga pendinginan udara berlaku sangat baik.

Dari uraian dasar di atas, berikut ini akan kita bahas bagian-bagian mesin yang digunakan pada mobil .

Mesin Rotary/Wankel

MESIN ROTARY ( WANKEL ENGINES)

Berbeda dengan mesin sebelumnya mesin ini tidak menggunakan torak sebagai penggerak/ penerus daya hasil pembakaran, melainkan menggunakan ROTOR DENGAN TIGA SISI.

Mesin ini dikategorikan mesin empat langkah karena proses kerjanya sama meliputi langkah  hisap, kompresi, usaha dan buang. Pertama ditemukan oleh Felix Wankel, kendaraan yang masih mempertahankan mesin ini hingga kini adalah mazda RX dan mersedez sport.

Rotor berputar secara eksentirk membentuk ruang bakar yang digerakan oleh roda gigi penggerak pusat (internal gear). Efektifitas dari rotor ini sangat baik, karena rotor bersatu dengan tiga ruang pembakaran pada saat rotor berputar.

Desain motor rotary sangat kompak, karena lebih sedikit bagian yang bergerak bolak-balik dan mengakibatkan berkurangnya pula getaran yang timbul. Secara prinsip motor ini baik namun mempunyai kekurangan yaitu: konsumsi bahan bakar yang boros, jarangnya spare parts yang tersedia di pasar, dan seal rotor yang kurang awet. Motor ini tidak diproduksi secara masal.

Urutan Pengapian dan Diagram Kotak

Urutan Penyalaan (Firing Order )

Setelah dua abad lebih,  poros engkol memmiliki peran penting dalam motor .  Poros engkol memberikan keseimbangan yang sangat besar terhadap urutan penyalaan. Urutan penyalaan untuk kendaraan lebih dari dua silinder dibuat untuk mengurangi tekanan maupun getaran terhadap mesin yang sudah hidup, arti kata lain mesin lebih halus.  Apabila urutan mesin contoh empat silinder dengan urutan 1, 2, 3, 4 maka akan menimbulkan ketidak serempakan tenaga yang dihasilkan. Tekanan yang dialami mesin akan lebih minimal bila urutan penyalaan dibuat 1, 2, 4, 3 atau 1, 3, 4, 2. Mesin juga dilengkapi dengan karet engine mounting yang akan menahan atau mengurangi suara berisik dan getaran dari kerja mesin sebelum ditransfer ke bodi mobil.

Motor 1 silinder
Motor boxer 2 silinder
Motor sebaris 2 silinder
Motor sebaris 4 silinder		Urutan Pengapian 1 – 3 – 4 – 2 1 – 2 – 4 – 3 Jarak pengapian :  Pe
Motor boxer 4 silinder		Urutan Pengapian 1 – 4 – 3 – 2 JP :  Pe
Motor sebaris 5 silnder		Urutan Pengapian 1 – 2 – 4 – 5 – 3 JP :  Pe
Motor sebaris 6 silinder		Urutan Pengapian 1 – 5 –3 – 6 – 2 – 4 JP :  Pe
Motor “V” 8 silinder		Urutan Pengapian 1-8-2-7-4-5-3-6 JP :  Pe

Urutan penyalaan sangat mempengaruhi hasil kerja motor dan dipengaruhi oleh konstruksi dasar dari poros engkol.

Diagram Kotak

Dari konstruksi seperti pada tabel diatas lebih mudah lagi jika dibuat diagram kotak yang menunjukkan urutan proses siklus pembakaran yang terjadi pada sebuah mesin.

Diagram kotak ini merupakan susunan dari langkah Isap ( I; Induction ), Kompresi ( K; Compresion ), Usaha ( U; Power ) dan buang ( B;Exhaust ) dari setiap siklus pembakaran.

Motor 1 silinder
Motor boxer 2 silinder
Motor sebaris 2 silinder
1 K U B I 2 U B I K 3 I K U B 4 B I K U   Motor sebaris 4 silinder
Motor boxer 4 silinder	1 K U B I 2 U B I K 3 B I K U 4 I K U B
1 K U B I 2 I K U B I 3 K K 4 K 5 K   Motor sebaris 5 silinder
Motor sebaris 6 silinder	1 K 2 K 3 K 4 K K 5 K 6 K
Motor “V” 8 silinder	1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K K 7 K 8 K

Apakah jenis mesin yang lain masih ada selain mesin empat langkah dan dua langkah?