Teknologi Turbocompresor (Turbocharger)

Tweet

Turbo atau istilah kerennya TURBO CHARGER, merupakan sebuah kompresor gas yang digunakan untuk Induksi Paksa (Forced Induction) dari mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine). Turbocharger merupakan sebuah bentuk dari supercharger yang meningkatakan kepadatan (tekanan) udara yang memasuki mesin sehingga di atas 1 atm (tekanan udara normal) sehingga menghasilkan tenaga lebih besar. Sebuah Turbocharger mempunyai turbin yang ditenagai oleh kompresor dan dikendalikan oleh gas buang  mesin itu sendiri dari pada pengendalian secara mekanis,  hal ini membuat turbocharger mampu mencapai tingkat efisiensi yang lebih tinggi daripada kompresor  Forced Induction tipe lain. Pada awal mula perakitan, Turbocharger direferensikan sebagai "Turbo supercharger". sebuah super charger yang menggunakan compressor udara untuk diinduksikan/didorong secara paksa kedalam mesin. Secara logika, menambahkan turbin untuk untuk memutar supercharger akan mengubah istilahnya menjadi "Turbo supercharger". namun, istilah tersebut kemudian , disingkat menjadi "Turbo Charger". Hal ini, membuat kebingungan karena terkadang istilah "turbo supercharger" masih sering digunakan untuk menunjukkan mesin yang menggunakan crankshaft-drive supercharger dan exhaust-driven turbocharger bersama-sama atau sering pula disebut "twin charging". Prinsip Kerja Turbocharger:   Sebuah Turbocharger terdiri dari sebuah turbin dan compressor terpasang pada sebuah poros (shared shaft). Turbin tersebut mengubah panas dan tekanan gas buang menjadi daya putar, yang  kemudian digunakan untuk menggerakkan compressor. Kompressor menggerakkan aliran udara dan memompakannya ke dalam intake manifold pada tekanan yang semakin meningkat. Hal tersebut menghasilkan kadar udara yang besar memasuki silinder dari setiap langkah hisap (intake stroke). Tujuan dari turbocharger kurang lebih sama dengan supercharger, untuk memperbaiki efisiensi volumetrik mesin dengan memecahkan salah satu batasan kardinalnya. Tekanan udara pada atmosfir tidak lebih dari 1 atm (14,7psi), sehingga ada batas mutlak antara tekanan dalam katup masuk dan jumlah aliran udara yang memasuki ruang pembakaran. Turbocharger meningkatkan tekanan pada titik dimana udara memasuki silinder, kadar udara (oksigen) yang besar dipaksakan masuk ketika tekanan pada inlet manifold meningkat. Tambahan aliran udara membuat mesin mampu mengendalikan tekanan ruang bakar dan perbandingan bahan bakar dan udara yang seimbang saat mesin berada pada RPM tinggi. Hal ini meningkatkan tenaga dan torsi yang dikeluarkan oleh mesin. Untuk menghindari detonasi dan kerusakan fisik, tekanan dalam silinder tidak boleh terlalu tinggi. Untuk mencegah hal tersebut terjadi, tekanan masuk harus dikontrol oleh ventilasi yang membuang kelebihan gas. Fungsi kontrol tersebut dilakukan oleh wastegate, yang mengarahkan beberapa gas buang tidak ikut mengalir ke turbin. Cara Kerja Turbocharger:   Sebuah turbocharger pada  dasarnya  adalah sebuah pompa udara. Gas buang temperatur tinggi  yang meninggalkan mesin setelah pembakaran diarahkan langsung ke roda turbin sehingga turbin tersebut berputar hingga kecepatan 230.000RPM Roda Turbin itu terhubung oleh sebuah poros  ke roda kompresor. Semakin turbin berputar cepat, kompresor pun ikut berputar dengan cepat,  putaran kompresor tersebut mendorong aliran udara dan mengkompresi  udara tersebut sebelum dipompakan ke dalam ruang pembakaran mesin. Banyak sistem turbo yang menambahkan pendingin (Intercooler) antara kompresor dan silinder, karenan udara yang terkompres dan berputar sedemikian cepatnya dapat mencapai suhu tinggi yang ekstrim (berlebihan). Prinsip dasar dibalik penggunaan turbochargir sebenarnya  cukup sederhana, namun sebuah turbocharger adalah sebuah komponen mesin yang sangat kompleks. Tidak hanya komponen-komponen dalam turbocharger itu sendiri yang harus terkoordinasi secara tepat, tapi juga  turbocharger dan mesin harus benar-benar cocok. Jika tidak, maka dapat menghasilkan mesin yang tidak efisien dan bahkan kerusakan. Ada 4 tahap kerja yaitu :  1. HISAP (Charge Exchange Stroke) Pada mesin Diesel atau bensin injeksi, piston bergerak ke bawah dan udara ditarik melalui katup masuk. Dalam mesin bensin karburator, udara dicampurkan dengan bensin. 2. KOMPRESI (Power Stroke) Ketika Piston bergerak ke atas, udara (mesin diesel) atau campuran bensin dan udara (mesin bensin) di compress (ditekan). Sehingga tekanan dan temperatur udara meningkat, sebelum di suplay ke ruang bakar. 3. Ekspansi (Power Stroke) Dalam mesin bensin karburator atau injeksi, campuran bahan bakar dan udara disulut oleh busi, sedangkan pada mesin Diesel, bahan bakar di injeksikan pada tekanan tinggi dan campuran udara dengan bahan bakar tersebut akan terbakar secara spontan. kemudian, ledakan tersebut mendorong piston bergerak kebawah. 4. Pembuangan (Charge Exchange Stroke) Gas Buang dikeluarkan melalui katup pembuangan ketika piston bergerak keatas. Pada mesin dengan Turbocharger, Udara di kompress sebelum disuplai kembali ke dalam silinder selama langkah hisap. karena proses tersebut berada pada tekanan yang lebih tinggi, kadar udara yang lebih besar masuk kedalam ruang bakar sehingga bahan bakar terbakar lebih efisien. hal ini meningkatkan Power Output, memberikan torsi yang lebih besar pada top speed dibandingkan pada mesin biasa dengan volume mesin yang sama, dan mengurangi kadar emisi gas buang. beberapa mesin Diesel bisa di set up untuk menerima udara lebih namun dengan takaran solar yang sama, yang tidak hanya meningkatkan tenaga tapi juga menghasilkan gas buang yang lebih bersih.

Turbo atau istilah kerennya TURBO CHARGER, merupakan sebuah kompresor gas yang digunakan untuk Induksi Paksa (Forced Induction) dari mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine).
Turbocharger merupakan sebuah bentuk dari supercharger yang meningkatakan kepadatan (tekanan) udara yang memasuki mesin sehingga di atas 1 atm (tekanan udara normal) sehingga menghasilkan tenaga lebih besar. Sebuah Turbocharger mempunyai turbin yang ditenagai oleh kompresor dan dikendalikan oleh gas buang  mesin itu sendiri dari pada pengendalian secara mekanis,  hal ini membuat turbocharger mampu mencapai tingkat efisiensi yang lebih tinggi daripada kompresor  Forced Induction tipe lain.
Pada awal mula perakitan, Turbocharger direferensikan sebagai "Turbo supercharger". sebuah super charger yang menggunakan compressor udara untuk diinduksikan/didorong secara paksa kedalam mesin. Secara logika, menambahkan turbin untuk untuk memutar supercharger akan mengubah istilahnya menjadi "Turbo supercharger". namun, istilah tersebut kemudian , disingkat menjadi "Turbo Charger". Hal ini, membuat kebingungan karena terkadang istilah "turbo supercharger" masih sering digunakan untuk menunjukkan mesin yang menggunakan crankshaft-drive supercharger dan exhaust-driven turbocharger bersama-sama atau sering pula disebut "twin charging".

Prinsip Kerja Turbocharger:
 

Sebuah Turbocharger terdiri dari sebuah turbin dan compressor terpasang pada sebuah poros (shared shaft). Turbin tersebut mengubah panas dan tekanan gas buang menjadi daya putar, yang  kemudian digunakan untuk menggerakkan compressor. Kompressor menggerakkan aliran udara dan memompakannya ke dalam intake manifold pada tekanan yang semakin meningkat. Hal tersebut menghasilkan kadar udara yang besar memasuki silinder dari setiap langkah hisap (intake stroke).

Tujuan dari turbocharger kurang lebih sama dengan supercharger, untuk memperbaiki efisiensi volumetrik mesin dengan memecahkan salah satu batasan kardinalnya. Tekanan udara pada atmosfir tidak lebih dari 1 atm (14,7psi), sehingga ada batas mutlak antara tekanan dalam katup masuk dan jumlah aliran udara yang memasuki ruang pembakaran. Turbocharger meningkatkan tekanan pada titik dimana udara memasuki silinder, kadar udara (oksigen) yang besar dipaksakan masuk ketika tekanan pada inlet manifold meningkat.

Tambahan aliran udara membuat mesin mampu mengendalikan tekanan ruang bakar dan perbandingan bahan bakar dan udara yang seimbang saat mesin berada pada RPM tinggi. Hal ini meningkatkan tenaga dan torsi yang dikeluarkan oleh mesin.

Untuk menghindari detonasi dan kerusakan fisik, tekanan dalam silinder tidak boleh terlalu tinggi. Untuk mencegah hal tersebut terjadi, tekanan masuk harus dikontrol oleh ventilasi yang membuang kelebihan gas. Fungsi kontrol tersebut dilakukan oleh wastegate, yang mengarahkan beberapa gas buang tidak ikut mengalir ke turbin.

Cara Kerja Turbocharger:
 
Sebuah turbocharger pada  dasarnya  adalah sebuah pompa udara. Gas buang temperatur tinggi  yang meninggalkan mesin setelah pembakaran diarahkan langsung ke roda turbin sehingga turbin tersebut berputar hingga kecepatan 230.000RPM
Roda Turbin itu terhubung oleh sebuah poros  ke roda kompresor. Semakin turbin berputar cepat, kompresor pun ikut berputar dengan cepat,  putaran kompresor tersebut mendorong aliran udara dan mengkompresi  udara tersebut sebelum dipompakan ke dalam ruang pembakaran mesin.

Banyak sistem turbo yang menambahkan pendingin (Intercooler) antara kompresor dan silinder, karenan udara yang terkompres dan berputar sedemikian cepatnya dapat mencapai suhu tinggi yang ekstrim (berlebihan).

Prinsip dasar dibalik penggunaan turbochargir sebenarnya  cukup sederhana, namun sebuah turbocharger adalah sebuah komponen mesin yang sangat kompleks. Tidak hanya komponen-komponen dalam turbocharger itu sendiri yang harus terkoordinasi secara tepat, tapi juga  turbocharger dan mesin harus benar-benar cocok. Jika tidak, maka dapat menghasilkan mesin yang tidak efisien dan bahkan kerusakan.

Ada 4 tahap kerja yaitu : 

1. HISAP (Charge Exchange Stroke)

Pada mesin Diesel atau bensin injeksi, piston bergerak ke bawah dan udara ditarik melalui katup masuk. Dalam mesin bensin karburator, udara dicampurkan dengan bensin.

2. KOMPRESI (Power Stroke)
Ketika Piston bergerak ke atas, udara (mesin diesel) atau campuran bensin dan udara (mesin bensin) di compress (ditekan). Sehingga tekanan dan temperatur udara meningkat, sebelum di suplay ke ruang bakar.

3. Ekspansi (Power Stroke)
Dalam mesin bensin karburator atau injeksi, campuran bahan bakar dan udara disulut oleh busi, sedangkan pada mesin Diesel, bahan bakar di injeksikan pada tekanan tinggi dan campuran udara dengan bahan bakar tersebut akan terbakar secara spontan. kemudian, ledakan tersebut mendorong piston bergerak kebawah.

4. Pembuangan (Charge Exchange Stroke)
Gas Buang dikeluarkan melalui katup pembuangan ketika piston bergerak keatas. Pada mesin dengan Turbocharger, Udara di kompress sebelum disuplai kembali ke dalam silinder selama langkah hisap. karena proses tersebut berada pada tekanan yang lebih tinggi, kadar udara yang lebih besar masuk kedalam ruang bakar sehingga bahan bakar terbakar lebih efisien. hal ini meningkatkan Power Output, memberikan torsi yang lebih besar pada top speed dibandingkan pada mesin biasa dengan volume mesin yang sama, dan mengurangi kadar emisi gas buang. beberapa mesin Diesel bisa di set up untuk menerima udara lebih namun dengan takaran solar yang sama, yang tidak hanya meningkatkan tenaga tapi juga menghasilkan gas buang yang lebih bersih.

Author Box

Assalamu’alaikum wr. Wb. Salam sejahtera untuk anda semua. Selamat bergabung dengan blog Otomediashare, blog yang menghimpun dan membagi berita, informasi terkini, dan pengetahuan seputar dunia otomotif. Mari maju bersama Otomediashare. Wassalam. , Follow us on: Facebook & Twitter