Apa Itu Turbo Charger ? Simak Penjelasannya

Apa Itu Turbo Charger ? Simak Penjelasannya - Turbocharger merupakan sebuah peralatan yang berfungsi untuk menambah jumlah udara masuk pada mesin dengan sebuah kompresor sentrifugal yang sumber tenaganya berasal dari gas buang kendaraan.

Turbocharger

Turbocharger juga merupakan salah satu metode forced induction pada mesin mobil. Forced induction adalah proses mengalirkan udara yang dikompresi kedalam (intake) mesin yang kemudian digunakan untuk proses pembakaran bahan bakar dalam ruang bakar (combustion chamber).

Selain turbocharger, metode forced induction lainnya adalah supercharger dan nitrous oxide. Tenaga penggerak turbocharger berasal dari gas buangan (exhaust), sedangkan tenaga penggerak supercharger adalah putaran crankshaft (kruk as / poros engkol) pada mesin. 

Turbocharger akan anda temukan pada mesin pembakaran dalam seperti mesin bensin dan mesin diesel. Pada kendaraan WRC (Rally), turbocharger sangat berguna untuk menambah torsi secara drastis. Dengan penambahan turbocharger, kendaraan WRC dapat meningkatkan torsinya lebih dari 100%.

Mesin turbo bekerja dengan sistem pelumasan oli pada shaft-nya, dan untuk menjaga suhu pada olinya,turbo dielngkapi dengan watercooler. Setelah itu, agar lebih efisien dalam menurunkan suhu udara yang dimampatkan dari turbocharger kedalam mesin, kendaraan juga dilengkapi intercooler.

Intercooler

Intercooler merupakan suatu alat penukar kalor (heat exchanger) dengan fluida yang didinginkan atau atau gas dan fluida pendinginannya juga udara atau gas.  Intercooler berperan sangat penting karena berfungsi mendinginkan udara yang telah dimampatkan tadi, dan intercooler memiliki porsi perhatian yang cukup besar dalam meningkatkan output mesin khususnya bila digunakan pada daerah yang beriklim panas atau memiliki ketinggian yang jauh dari permukaan laut.

Turbocharger memanfaatkan energy yang terkandung dalam gas buang untuk menggerakkan kompresor sehingga lebih efektif menaikkan mean effective pressure (mep) dibandingkan dengan metode supercharger, tanpa perlu menaikkan kecepatan mesin, jumlah maupun langkah silinder, maupun kecepatan rata-rata piston. Tekanan efektif rata-rata (mep) mesin diesel menggunakan turbocharger mencapai sekitar 160 - 230 psi dengan penambahan daya sekitar 75% - 100 % dibandingkan mesin diesel tanpa turbocharger. 

Persyaratan utama turbocharger terletak pada ketahanan dinding silinder dalam menerima gaya tekan yang meningkat dalam silinder. Dan perbandingan berat dan daya yang dulunya 10 : 1 sekarang dapat mencapai 6 : 1. Untuk mencapai daya output optimum maka efisiensi volumetris dan laju pembilasan gas bekas harus ditingkatkan.

Untuk mencapai keadaan ini maka kompresi rasio harus dikurangi sedikit dan perubahan katup overlap. Secara keseluruhan, semua turbocharger memiliki tiga sistem dasar yaitu turbin, kompressor dan assembling bantalan Perbedan-perbedaan yang ada adalah pada variasi peningkatan tekanan dan debit udara yang dimasukkan dalam ruang silinder. 

Aliran Gas Turbocharger

Rumah turbin, desain roda turbin dan konstruksi yang berbentuk volute ataupun nozzle sangat menentukan kecepatan aliran gas yang akan menggerakkan poros kompressor. Ketika mesin mulai digerakkan maka gas buang akan memasuki rumah turbin yang berbentuk volute dengan variasi ruang yang semakin kecil dengan kecepatan yang sangat tinggi. 

Kecepatan gas yang sangat tinggi ini akan digunakan untuk memutar turbin, yang kemudian keluar melalui pipa buang ke atmosfir Aliran Gas Turboharger Akibat perputaran turbin maka compressor juga akan ikut berputar dan menyebabkan terjadinya tekanan vakum pada sisi hisap compressor. 

Akibatnya tekanan atmosfer akan memaksa udara ke dalam saluran hisap compressor pada kecepatan relative tinggi. Udara ini kemudia memasuki diffuser dan mengalami penekanan lagi pada rumah compressor dan dikeluarkan melalui sisi tekan ke ruang silinder.

Pengoperasian Turbocharger Ada 2 Cara, Yaitu

1. Turbocharger dua tingkat
Jenis ini digunakan untuk meningkatkan batas torsi mesin dan tekanan efektif rata-rata (mep). Beberapa jenis mesin V dan inline menggunakan dua atau empat turbocharger dan aftercooler (masing-masing satu untuk pipa manifold buang).

Cara kerja:

• Udara mengalir dari saringan udara ke rumah kompressor tingkat pertama (low pressure turbocharger), kemudian keluar dari kompressor tingkat pertama dan masuk kompressor tingkat kedua. 

• Setelah udara ditekan pada kompressor tingkat dua maka udara keluar melewati aftercooler menuju pipa hisap silinder. Pada keadaan ini temperatur udara dikurangi sampai 223�F (1060� C) dan tekanan berkisar 204,5 kpa.

• Gas buang hasil pembakaran memasuki pipa manifold tipe pulsa yang kemudian memasuki rumah turbin tingkat dua. 

• Gas buang kemudian meninggalkan turbin tingkat dua dan memasuki turbin tingkat pertama yang akan menggerakkan roda turbin dengan sisa-sisa energi yang terkandung dalam gas buang. 

• Kemudian gas ini dibuang melalui pipa saluran buang ke atmosfer. Dengan metode ini diperkirakan diperoleh daya tambahan sebesar 75 HP dan torsinya meningkat sampai putaran 700 rpm.

2. Turbocharger majemuk
Berdasarkan uji coba eksperimental, maka dengan metode ini efisiensi total mesin diesel dapat mencapai 46,5%. Sistem yang mencakup roda turbin dan porosnya dihubungkan ke sebuah kopling fluida. Kemudian turbin ini dihubungkan dengan roda gigi reduksi dan poros outputnya dihubungkan dengan crankshaft.

Cara kerja:

• Gas buang menggerakkan roda turbin yang selanjutnya akan menggerakkan kopling fluida yang akan menyebabkan turbin ikut berputar. 

• Perputaran turbin akan menggerakkan ruda gigi reduksi yang akan membantu pergerakan crankshaft. 

• Gas buang yang meninggalkan rumah turbin diarahkan ke turbocharger yang akan menggerakkan turbin dan kompressor didalamnya. 

• Akibat pergerakan kompressor maka udara atmosfer akan ditarik ke dalam kompressor dan ditekan melalui aftercooler masuk ke dalam ruang silinder sehingga suhunya senantiasa konstan.

Cara Menyetel Karburator Motor

Cara Menyetel Karburator Motor - Kebersihan dan penyetelan yang tepat pada karburator sangat berpengaruh pada kinerja mesin secara keseluruhan. Karburator yang tidak berfungsi dengan normal dapat mempengaruhi suplai bahan bakar, dan jika hal itu terjadi maka pembakaran menjadi tidak sempurna, akibatnya sepeda motor kurang bertenaga bahkan bisa mogok.

Selain itu, pembakaran yang tidak sempurna dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan knalpot mengeluarkan asap yang tidak normal sehingga mengakibatkan terjadinya polusi udara.

Menyetel Karburator berati mengatur kecepatan putaran mesin pada saat langsam (stationer / idle) dan mengatur pencampuran  bahan bakar dengan udara.

Bila kecepatan  langsam disetel terlalu tinggi maka pemakaian bahan bakar akan boros, sedangkan bila disetel terlalu rendah maka mesin cenderung sering mati. Penyetelan karburator harus dalam keadaan mesin hidup dan telah panas.

Berikut Langkah - Langkah Cara Menyetel Karburator Motor

Penyetelan Sekrup Idle :

• 1. Putarlah sekerup penahan skep (throttle) sehingga putaran mesin meninggi.

• 2. Putarlah sekrup pengatur udara (air screw / pilot screw) kearah kanan hingga putaran mesin menurun. 

• 3. Putarlah kembali ke kiri agar putaran mesin naik kembali. (Berhentilah memutar saat putaran mesin agak naik.Dengan posisi sekerup seperti ini putaran mesin agak tinggi, maka untuk menurunkannya putarlah sekerup penahan skep ke arah kiri hingga putaran mesin pada kecepatan yang sesuai sengan spesifikasi. Perhatikannlah gambar di bawah ini

Penyetel kecepatan idle

Penyetelan Sekrup Udara :

• 1. Putar sekerup udara searah jarum jam sampai duduk dengan ringan kemudian putar balik sesai spesifikasi yang diberikan.

• 2. Pembukaan Sekrup Udara : 1,5 putaran keluar

Penyetelan Campuran/Sekerup Udara

Langkah Terkhir :

• 1. Pasang pengukur putaran (Tachometer)

• 2. Setel putaran staaioner (Idle) dengan sekerup Idle. Putaran stasioner : 1.400

• 3. Putar sekerup masuk keluar untuk memperoleh putaran mesin yang rata.

• 4. Panaskan mesin sampai suhu operasi normal.

Sifat - Sifat Minyak Solar

Sifat - Sifat Minyak Solar - Minyak solar ialah fraksi minyak bumi berwarna kuning coklat yang jernih yang mendidih sekitar 175-370� C dan yang digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel. Umumnya, solar mengandung belerang dengan kadar yang cukup tinggi. 

Penggunaan solar pada umumnya adalah untuk bahan bakar pada semua jenis mesin diesel dengan putaran tinggi (diatas 1000 rpm), yang juga dapat digunakan sebagai bahan bakar pada pembakaran langsung dalam dapur-dapur kecil yang terutama diinginkan pembakaran yang bersih. Minyak solar ini biasa disebut juga Gas Oil, Automotive Diesel Oil, High Speed Diesel.

Sifat - Sifat Minyak Solar

Diantara sifat-sifat bahan bakar solar yang terpenting ialah kualitas penyalaan, volatilitas, viskositas, titik tuang dan titik kabut.

1. Kualitas Penyalaan

Kualitas penyalaan bahan bakar solar yang berhubungan dengan kelambatan penyalaan, tergantung kepada komposisi bahan bakar. Kualitas bahan bakar solar dinyatakan dalam angka cetan, dan dapat diperoleh dengan jalan membandingkan kelambatan menyala bahan bakar solar dengan kelambatan menyala bahan bakar pembanding (reference fuels) dalam mesin uji baku CFR (ASTM D 613-86). 

Sebagai 8 bahan bakar pembanding digunakan senyawa hidrokarbon cetan atau nheksadekan (C16H34), yang mempunyai kelambatan penyalaan yang pendek dan heptametilnonan (isomer cetan) yang mempunyai kelambatan penyalaan relatif panjang.

2. Volatilitas

Volatilitas bahan bakar diesel yang merupakan faktor yang penting untuk memperoleh pembakaran yang memuaskan dapat ditentukan dengan uji distilasi ASTM (ASTM D 86-90). Makin tinggi titik didih atau makin berat bahan bakar diesel, makin tinggi nilai kalor untuk setiap galonnya dan makin diinginkan dari segi ekonomi. 

Tetapi hidrokarbon berat merupakan sumber asap dan endapan karbon serta dapat mempengaruhi operasi mesin. Sehingga bahan bakar diesel harus mempunyai komposisi yang berimbang antara fraksi ringan dan fraksi berat agar diperoleh volatilitas yang baik.

3. Viskositas

Viskositas bahan bakar solar perlu dibatasi. Viskositas yang terlalu rendah dapat mengakibatkan kebocoran pada pompa injeksi bahan bakar, sedangkan viskositas yang terlalu tinggi dapat mempengaruhi kerja cepat alat injeksi bahan bakar dan mempersulit pengabutan bahan bakar minyak akan menumbuk dinding dan memebentuk karbon atau mengalir menuju ke karter dan mengencerkan minyak karter.

4. Titik tuang dan titik kabut

Bahan bakar solar harus dapat mengalir dengan bebas pada suhu atmosfer terendah dimana bahan bakar ini digunakan. Suhu terendah dimana bahan bakar solar masih dapat mengalir disebut titik tuang.  Pada suhu sekitar 10� F diatas titik tuang, bahan bakar solar dapat berkabut dan hal ini disebabkan oleh pemisahan kristal malam yang kecil-kecil. 

Suhu ini dikenal dengan nama titik kabut. Karena kristal malam dapat menyumbat saringan yang digunakan dalam system bahan bakar mesin diesel, maka seringkali titik kabut lebih berarti dari pada titik tuang.

5. Sifat-sifat lain

Sifat-sifat bahan bakar solar lainnya yang perlu juga diperhatikan ialah kebersihan, kecenderungan bahan bakar untuk memberikan endapan karbon dan kadar belerang. Bahan bakar solar harus bebas dari kotoran seperti air dan pasir. 

Adanya pasir yang sangat halus yang terikut bahan bakar solar dapat mengakibatkan keausan bagian injektor bahan bakar. Kadar abu dalam bahan bakar merupakan ukuran sifat abrasi bahan bakar. Kecenderungan bahan bakar solar untuk memberikan endapan karbon dan asap dalam gas buang dapat ditunjukkan dengan uji sisa karbon. 

Belerang dalam bahan bakar solar dapat mengakibatkan korosi pada sistem injeksi bahan bakar dan setelah pembakaran dapat mengakibatkan korosi pada cincin torak, silinder, bantalan dan system pembuangan gas buang. 

Sifat - Sifat Lain Minyak Solar

• Tidak memiliki warna atau minyak solar dapat berwarna kuning mudan dan memiliki bau.

• Minyak Solar tidak mudah menguap, pada temperatur normal (suhu ruangan) minyak solar tidak mudah untuk menguap.

• Minyak Solar memiliki titik nyala api atau temperatur yang akan mulai terbakar pada suhu 40 C - 100 C. Jika dibandingkan dengan bahan bakar bensin, minyak solar memiliki titik nyala yang lebih tinggi karena bensin hanya memiliki titik nyala sekitar 10 C � 15 C.

• Minyak Solar  memiliki temperatur nyala atau flash point (menyala sendiri pada suhu 350 C tanpa adanya percikkan bunga api. Dibandingkan dengan bahan bakar bensin, minyak solar memiliki flash point yang lebih rendah karena bensin memiliki flash point sekitar 380 C.

• Minyak Solar   Memiliki berat jenis sekitar 0,82 sampai 0,86.

• Tenaga panas atau nilai kalori yang dapat dihasilkan adalah 10.500 kcal/kg.

• Memiliki kadar sulfur yang lebih banyak dibandingkan dengan bahan bakar bensin.

6. Cetane Number (Angka Cetane)

Pada mesin diesel kecepatan tinggi bahan bakar yang cocok digunakan adalah minyak solar. Faktor penting untuk menentukan banyaknya perbandingan kompresi maka pada bahan bakar bensin dikenal dengan istilah RON (Research Octane Number) seddangkan pada bahan bakar diesel (minyak solar) dikenal dengan istilah angka cetane (Cetane Number). 

Sifat-sifat detonasi (knocking) pada motor diesel ditunjukkan oleh angka cetane. Semakin tinggi angka cetane pada bahan bakar solar maka solar tersebut akan lebih mudah menyala.

Untuk menentukan angka cetane digunakan bahan bakar yang memiliki nilai standar yaitu memiliki campuran dari normal cetane (C16H34) dan memiliki jangka waktu pada periode pembakaran tertunda yang sangat pendek, dengan a-methyl naptalene (C16H7CH3) dalam satuan volume. 

Bahan bakar solar yang diukur akan dibandingkan dengan bahan bakar solar dengan nilai standar lalu perbandingan angka cetane yang dikandung dibanding dengan bahan bakar standar merupakan angka cetane dari bahan bakar solar yang diukur.

Klasifikasi Minyak Solar

ASTM (American Standard Testing and Material) membagi bahan bakar solar menjadi tiga grade, yaitu :

• Grade No.1-D : suatu bahan bakar distilat ringan yang mencakup sebagian fraksi kerosin dan sebagian fraksi minyak gas, digunakan untuk mesin diesel otomotif dengan kecepatan tinggi.

• Grade No.2-D : suatu bahan bakar distilat tengahan bagi mesin diesel otomotif, yang dapat juga digunakan untuk mesin diesel bukan otomotif, khususnya dengan kecepatan dan beban yang sering berubah-ubah.

• Grade No.4-D : suatu bahan bakar distilat berat atau campuran antara siatilat dengan minyak residu, untuk mesin diesel bukan otomotif dengan kecepatan rendah dengan kondisi kecepatan dan beban tetap.

Spesifikasi Mutu Minyak Solar

Bahan bakar minyak yang dipasarkan harus memenuhi persyaratan teknis tertentu sesuai dengan kebutuhan penggunaannya yang disebut dengan spesifikasi. Dalam hal ini spesifikasi teknis bahan bakar sama di setiap Negara tergantung dari jenis dan tipe kendaraan. 

Spesifikasi nasional di setiap Negara dapat sedikit berbeda, karena perbedaan kondisi negara tersebut, seperti jenis dan populasi kendaraan, ketersediaan minyak bumi sebagai bahan baku, kemampuan kilang, sistem distribusi, faktor ekonomis dan peraturan keselamatan kerja dan lindungan lingkungan.

Bahan bakar kendaraan bermotor yang dalam hal ini bahan bakar minyak solar untuk kendaraan bermesin penyalaan kompresi (compression ignition engine) yang beredar di pasaran di Indonesia diatur dan dibatasi dengan spesifikasi yang ditetapkan oleh pemerintah (Direktorat Jendral Minyak dan Gas Bumi). 

Minyak Solar Yang Beredar Dipasaran

1. Solar 48

Bahan bakar solar 48 adalah bahan bakar yang mempunyai angka setana CN (Cetane Number) minimal 48. Mutu solar 48 ini dipasaran di Indonesia dibatasi dengan spesifikasi bahan bakar minyak solar jenis 48 sesuai dengan surat keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor 3675K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006.

2. Solar 51

Bahan bakar minyak solar 51 adalah bahan bakar minyak solar yang mempunyai angka setana minimal 51 dengan kadar sulfur lebih sedikit dibanding solar 48. Kandungan sulfur solar 51 ini maksimal 0,05 % m/m atau 500 ppm sedang solar 48 maksimal 0,35 %m/m atau 3500 ppm. 

Mutu minyak solar 51 di pasaran di Indonesia dibatasi dengan spesifikasi bahan bakar minyak solar jenis 51 sesuai dengan surat keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi 22 No.3675K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006.