Turbocharger & supercharger sumber performa mesin motor selanjutnya

Posted on Updated on

Toyota 8NR-FTS 1200CC Turbo Autoevolution

Toyota atkinson cycle engine 1196cc DOHC VVT-iW, turbocharged intercooler direct injection. Thermal efficiency di atas 36 %. Power, efisiensi dan dimensi engine dijadikan satu.

Sistim induksi bertekanan (forced induction) Turbocharger dan supercharger bukan barang baru di dunia permesinan atau internal combustion engine (ICE). Kendaraan diesel engine baik itu keluarga atau truck niaga memanfaatkan turbocharger dan supercharger sudah sejak lama. Demikian pula marine diesel engine untuk menggerakkan kapal laut seperti boat dan yacht. 
Apa lagi dengan berlakunya regulasi emisi Euro jilid 4 sampai 6 yang kian kejam menuntut engine makin ramah udara dan suara.  Engine dengan kadar emisi ramah udara tak terhindarkan mengikis power, mencederai performa. Terutama high revving engine dengan valve lift tinggi dan banyak overlap.
Variable valve timing adalah jalan keluar sebagai jembatan antara dua alam yaitu high revving dan low medium rpm. Keuntungan powerband lebih lebar dan panjang mulai putaran rendah sampai redline.
Tapi perlu di fahami bahwa engine yang mampu spin menjulang tinggi masa kerjanya akan lebih pendek dibandingkan low-medium revving. Semakin tinggi rev di ikuti juga friksi, beban (load) dan panas akan semakin besar pada bagian komponen engine yang bergerak.
Jadi kalau kita sering-sering mentok di rpm tinggi tiap kali pindah gir transmisi, alamat tingkat ke ausan makin menumpuk. Sedangkan high revving engine justru paling mantap kalau di geber hampir menembus redline. Transisi memasuki powerband pada putaran tengah akan terasa menarik kuat. Sebaliknya di putaran bawah dan tengah torsi kurang galak. Variable valve timing dapat menutup lemotnya dorongan di low rpm, tarikan bawah akan dipoles menjadi mantap.
Pada kenyataannya energi panas dari hasil pembakaran normally aspirated engine hanya sedikit yang dapat dirubah jadi energi gerak. Perkiraan umum sekitar 1/3 energi panas menjadi tenaga gerak dari jumlah total keseluruhan. 1/3 dari energi panas tersebut hilang melalui exhaust system dan 1/3 nya lagi hilang via radiator/ cooling system. Jadi misalkan engine menciptakan 100 HP di crankshaft sebenarnya ada sekitar 200 HP yang terbuang.
Perbedaan muncul antara energi hasil pembakaran yang di ekstrak sering kita dengar dengan istilah Thermal Efficiency (TE). Semakin tinggi angka TE makin efisien engine tersebut membakar bbm dalam pound/hour kemudian di konversi sebagai power output atau HP.
Efisiensi panas atau TE aktual engine mobil bahan bakar bensin antara 21-28% tergantung dari aplikasi komponen dan kualitas bbm. Diesel mampu lebih efisien mencapai 29-42%.
Engine memakai forced induction system tidak perlu rev tinggi kalau menciptakan HP digdaya. Volume airflow dari semburan turbin begitu efektif membangun cylinder pressure mulai rpm rendah dan tengah digabungkan besarnya kapasitas CC. Hasil akhir dari hubungan intim tersebut torsi yang berlimpah ruah atau dengan sebutan maxidyne characteristic.
Selain itu untuk menghasilkan HP yang sama dengan normally aspirated kapasitas CC dapat dikecilkan. Dimensi engine maupun ukuran komponen juga dapat dikemas lebih kecil dan ringan. Ini akan menguntungkan pada faktor weight-to-power ratio khususnya sport bike.
Keuntungan lain engine turbocharger yang lebih kecil ialah minimumkan efek pumping loss. Pada saat deselerasi atau idle skep throttle tertutup, piston akan bekerja lebih keras menghisap udara melalui celah kecil di skep throttle itu masuk ke dalam silinder, energi jadi terbuang atau pumping loss. Semakin besar silinder semakin besar pula pumping loss. Ini jadi musuh yang selalu dihadapi dalam tujuan mencapai efisiensi.
Sistim turbocharger apabila digabungkan dengan arsitektur mesin lain seperti Atkinson cycle atau hybrid engine, efisiensi yang diraih semakin bernilai lagi. Thermal efisiensi melonjak mendekati 40% untuk mobil penumpang dan hampir 50% di engine balap.  
Toyota Atkinson cycle engine 8NR-FTS 1196cc Twin Cam VVT-iW, turbocharged direct-injection adalah wujud efisiensi bbm melalui CC dan dimensi berukuran kecil bersamaan sanggup menyuguhkan power cukup diandalkan. Memproduksi 114 HP putaran 5600 rpm, torsi makyuss 186 Nm muncul di putaran sangat rendah 1500 – 4000 rpm. Thermal efficiency tembus lebih dari 36 % jelas liganya  sudah pada tingkat istimewa.
Rasio kompresi statik 10 : 1 cukup tinggi untuk ukuran turbo engine, tapi dapat di aplikasi tanpa takut hadirnya si setan detonasi perusak mesin. Itu dimungkinkan karena beberapa faktor seperti : Rancangan intake port menciptakan pola vertikal vortex airflow yang masuk cepat ke dalam silinder dan bentuk permukaan piston keduanya itu memacu turbulensi. Udara dan bbm bercampur lebih sempurna dan terbakar sangat cepat mencapai efisiensi pembakaran optimal, untuk itu membantu meredam knocking atau detonasi.
Demikian juga bbm dari direct injection dan udara dari intercooler membantu dinginkan ruang bakar (combustion chamber). Ditambah peranan oil jet menyembur ke bagian bawah piston menjaga supaya tidak overheat, tetap berada pada temperatur kerja. Faktor lainnya pendinginan cylinder head yang terpisah dengan cylinder block. Panas yang tetap terjaga pada bagian silinder bore mengurangi friksi antara ring piston dan dinding silinder.
Kombinasi bentuk intake port, piston, ruang bakar, exhaust port yang terintegrasi dengan cylinder head, turbo unit dan Atkinson cycle membawa efisiensi engine ke level berikutnya jauh di atas engine konvensional dengan CC yang sama.
Atkinson cycle menyumbang efisiensi melalui cara kerja sedikit berbeda. Dalam proses langkah kompresi (compression stroke) Otto cycle konvensional klep intake menutup tidak lama setelah piston mulai naik menuju TDC. Atkinson cycle klep intake masih posisi open ketika piston mulai naik dari TDC, membuat sebagian udara/bbm di dalam silinder masuk kembali ke intake port. Pada titik rotasi crankshaft mendekati TDC klep intake baru menutup untuk memulai kompresi dan dalam fraksi milidetik di ikuti nyala api (ignition). Dengan itu langkah kompresi efektif  jadi lebih pendek, cylinder pressure yang dibangun pun juga lebih sedikit dibandingkan Otto cycle engine.
Efek pumping loss bisa jadi berkurang, mengingat sedikitnya pressure diterima piston. Pointnya efisiensi bbm dan emisi dapat terpenuhi meskipun power output berkurang.

Engine Atkinson Toyota 1200cc Caroto_gr

Atkinson cycle : klep intake posisi open lebih lama membiarkan sedikit campuran udara/bbm kembali masuk ke saluran intake saat langkah kompresi. Titik klep intake menutup mendekati TDC dimulainya kompresi (start compression stroke). Combustion pressure menjadi lebih sedikit dibandingkan Otto cycle (caroto_gr)

Karena power yang dihasilkan berkurang maka Atkinson cycle ini hanya beroperasi pada saat engine mendorong beban paling ringan. Sistim Variable valve timing – intelligent (VVT-iW) pada kedua camshaft intake/exhaust mengatur kapan pindah ke Atkinson cycle atau kembali ke normal Otto cycle apabila diperintah oleh ECU. VVT-intelligent Wide ini menyediakan valve timing yang lebih fleksibel lagi.
Engine Formula one V6 cylinder 1598cc turbo hybrid merepresentasikan supremasi teknologi terkini. TE sudah mencapai 47 %Rating fuel flow V10 cylinder engine sebelumnya 190 194 kg/jam menjadi hanya 100 kg/jam pada V6 turbo hybrid ini. Power output kedua engine yang tidak berbeda jauh tapi V6 dengan CC setengah kali lebih kecil memproduksi rating aliran bbm per jam hanya perlu setengah dari yang di konsumsi V10.
V6 sudut 90 derajat 1598cc hybrid turbocharger tidak perlu revving gila-gilaan menembus 1900020000 rpm memproduksi HP seperti V8 cylinder 2400cc dan V10 cylinder 3000cc. Cukup mencapai putaran 15000 rpm power puncak lebih dari 900 HP menyaingi V10 engine. Hanya suara V8 dan V10 konvensional screamer sejati benar-benar sakti meraung tinggi tak terkalahkan oleh suara turbo exhaust. 
Di dunia permotoran pabrik mobil Peugeot pernah memproduksi motor skutik supercharger 125cc yaitu Jet Force.  CC kecil tapi sanggup mengeluarkan power dan torsi di atas motor konvensional dengan engine yang sama besar yaitu 19 HP @8500 rpm, torsi 16,67 Nm @7500 rpm. Torsi meningkat 50% tergantung besarnya setup boost.

peugeot-jetforce-125-cc1

Peugeot Jet Force 125cc supercharged. Kecil-kecil cabe rawit

Pabrikan Suzuki, Kawasaki dan Honda mulai sibuk patent kan design engine turbocharger dan supercharger yang akan mempersenjatai motor sport terbaru.
Suzuki pada tahun 2013 memperlihatkan konsep recursion engine 588cc inline twin cylinder SOHC 2 klep per silinder turbocharged. Power output 100 HP @8000 rpm dan yang menjadi letak keunggulan setingkat superbike kelas 1000cc ialah torsi puncak sebesar 101 Nm pada putaran rendah-tengah 4500 rpm. Boleh dipastikan jambakan kelas berat disemburkan dari engine 588cc SOHC.

Suzuki Ex7 Turbocharged

Suzuki XE7 inline 2 Twin Cam 8 valves Turbocharged intercooler akan menjadi sumber tenaga sport bike Suzuki (performance bikes mag)

Kemudian tahun 2015 Suzuki memantapkannya pada XE7 (kemungkinan 700cc) engine inline twin cylinder turbocharger DOHC 4 klep per silinder. Performa ril XE7 sementara ini masih dirahasiakan dan akan menjadi sumber daya kuda sport bike Suzuki model yang akan datang dengan HP dan torsi yang lebih ganas lagi dari 588cc SOHC. Turbo unit mengutamakan kecepatan spool untuk mengurangi turbo lag dan menyalurkan rentang power yang lebih lebar. Rasio kompresi statik dapat lebih tinggi seperti Toyota 8NR-FTS, dengan itu ketika kecepatan turbin masih rendah mengirim airflow mengisi silinder tenaga atau daya dorong tetap ada.
Bisa jadi menarik dan menantang kalau motor sport 150cc di tanamkan turbocharger atau supercharger. Asupan boost sebesar 7 psi secara teori sudah cukup mendongkrak power sekitar  26,6 HP dari standard 18 HP normally aspirated (at the crankshaft). Motor akan makin tanpa ragu-ragu melesat tiap kali gaz dibuka lebar. Dan jangan lupa Bro kedasyatan torsi dari semburan turbin adalah bonus. Demikian wassalam dan salam sejahtera.
 
Iklan

2 thoughts on “Turbocharger & supercharger sumber performa mesin motor selanjutnya

    Yusuf said:
    Mei 2, 2017 pukul 10:12 pm

    Masih mending honda mas 🙂

    Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s