mekanisme pengaturan katup elektronika

Pada mesin 4 tak  pengaturan langkah-langkah kerja  dalam siklus  kerja disebabkan oleh gerakan piston dan dipengaruhi oleh mekanisme pengatur pembukaan dan penutupan katup.

 

 Gambar 1. Mekanisme katup

     Katup digerakkan oleh sebuah    poros nok (camshaft)  yang  putarannya setengah dari putaran poros engkol (crankshaft).

      Kenyataannya katup isap mulai dibuka (KIB) sebelum TMA dan menutupnya (KIT) setelah TMB dan katup buang terbuka (KBB) sebelum TMB dan penutupannya setelah TMA (KBT), hal ini menyebabkan derajat pembukaan katup-katup lebih dari 180^o. Pada saat awal katup isap terbuka katup buang masih terbuka (overlap).

 Gambar 2. Diagram katup

      Pembukaan katup lebih panjang bertujuan agar pembukaan dan penutupan katup terjadi dengan lembut, menghindari ketukan keras pada mekanisme, juga mempertimbangkan gaya inersia aliran gas. Harapannya pengisapan dan pembuangan optimal.

    Bentuk dari tonjolan cam akan mempengaruhi diagram pembukaan katup.

 Gambar 3. Bentuk Nok / Cam

    Semakin tinggi tonjolan cam   dari lingkaran dasar akan semakin lebar pembukaan katup, semakin  cembung  bentuk sisi  buka  dan sisi  tutup cam semakin  cepat  pembukaan   dan penutupan katup. 

     Sistem mekanisme katup konvensional lama pembukaan katup relatif tetap, dipengaruhi oleh penyetelan celah katup dan keausan yang terjadi pada mekanisme katup.

     Ketika engine berputar semakin cepat, gerakan piston semakin cepat. Karena ada hambatan aliran udara dan waktu yang untuk mengalir udara semakin pendek menyebabkan pengisian silinder kurang optimal (rendamen volumetrik berkurang). Akibatnya daya engine berkurang.

     Agar pengisian lebih optimal pada putaran tinggi maka diperlukan waktu pembukaan katup yang lebih lama.

 

Gambar 4. Diagram kerja Nok

      Solusi yang dilakukan dengan mengontrol waktu pembukaan dan penutupan  katup yang variabel. Pembukaan katup  diawalkan dan  diikuti dengan penutupannya  diperlambat.  Ada pula yang selain merubah saat pembukaan dan penutupan katup, juga dengan merubah lebar pembukaan katup. Aktuator yang dioperasikan berbeda-beda, ada yang berupa motor listrik, selenoid, atau selenoid yang mengatur hidrolik.

 II.       SISTEM KENDALI PENYESUAIAN SECARA ELEKTRONIK

 1.   VVT-i (Variable Valve Timing – Intelligen)

     Sistem VVT-i pembukaan katup masuknya dipercepat atau diperlambat dengan memutar poros nok lebih cepat atau lambat.

 

 Gambar 5. Grafik pada VVT-i

      Saat start dan mesin dingin dan  mesin stasioner tanpa beban, timing dimundurkan 30 derajat, menghilangkan overlap, harapannya tidak ada bahan bakar yang terbuang saat terisap ke ruang bakar. Konsumsi BBM jadi hemat dan mesin lebih ramah lingkungan.

     Saat ada beban, timing akan maju 30 derajat . Derajat overlapping meningkat. Tujuannya memanfaatkan gaya inersia aliran gas buang yang menghisap gas baru dan memanaskan campuran bahan bakar dan udara yang masuk. Efeknya, efisiensi volumetrik jadi lebih baik.

Gambar 6. Mekanisme VVT-i system

2.      VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control)

VTEC menerapkan penggantian nok, juga hanya diaplikasikan pada katup masuk.

 Gambar 7. Bagian sistem VTEC

 Gambar 8. Kerja rockerarm terpisah

 Gambar 9. Kerja rockerarm gabung

     Engine dilengkapi dengan dua katup masuk dengan nok sendiri-sendiri dan kerja bersamaan. Diantara kedua nok terdapat satu nok lain dengan tinggi angkat yang lebih besar.

     Saat putaran rendah nok-nok standar yang bekerja membuka katup-katup dengan bukaan relatif kecil.

     Seiring naiknya putaran mesin, kebutuhan suplai udara juga meningkat. Nok-nok disatukan dengan nok sehingga nok tambahan yang bekerja dan nok standar tidak menonjok rokerarm, bukaan katup isap jadi lebih besar.