MEKANISME KATUP

FUNGSI KATUP

Fungsi katup

Secara umum fungsi katup pada motor otto 4 langkahadalah untuk mengatur masuknya campuran bahanbakar dan udara dan mengatur keluarnya gas sisapembakaran. Pada motor otto 4 langkah terdiri dari 2macam katup yaitu:

• Katup masuk yang befungsi untuk mengaturmasuknya campuran bahan bakar dan udara pada satlangkah hisap

• Katup buang yang berfungsi untuk mengaturkeluarnya gas sisa pembakaran pada saat langkahbuang.

JENIS KATUP

I. BERDASARKAN FUNGSINYA

Pada motor 4 langkah

(Otto & Diesel) terdiri

dari dua jenis katup,

yaitu:

• Katup Masuk (intake

valve)

• Katup Buang

(exhaust valve)

II. BERDASARKAN SUSUNAN KATUP

Berdasarkan konstruksi susunan katup hisapdan katup buang dapat diletakan dalamberbagai kedudukan pada kepala silinderatau pada blok silinder. Pada umumnyaberdasarkan kedudukan katup terdiri darisusunan katup L, F, T dan I.

a. Susunan Katup L

Motor otto dengan susunan katup

L, ruang bakar berbentuk huruf L

terbalik. Kedua katup diletakan

berdampingan pada salah satu

sisi silinder. Jenis ini sering

dipakai pada motor silinder

sebaris. Semua katup terletak

dalam satu baris, sehingga dapat

digerakan dengan menggunakan

satu poros kam. Susunan katup

jenis ini baik digunakan untuk

motor dengan kompresi rendah.

Susunan katup ini sekarang sudah

tidak digunakan lagi.

b. Susunan Katup F

Susunan katup jenis ini adalah gabunganantara susunan katup I dan L. katup isapberada pada kepala silinder dan katupbuang pada blok silinder danmenggunakan satu poros kam.

c. Susunan Katup T

Jenis ini menempatkan katup pada keduasisi silinder di blok silinder. Jarak keduakatup berjauhan maka diperlukan duabuah poros kam, untuk menggerakankatup masuk dan katup buang.

d. Susunan Katup I

Motor dengan susunan katup I kedua katup baik masuk

dan buang berada pada kepala silinder. Jenis ini banyak

digunakan karena perbandingan kompresinya tinggi

sehingga efisiensi panasnya lebih besar, meskipun

mempunyai kerugian bentuknya yang kompak.

III. BERDASARKAN MEKANISME KATUP

Berdasarkan mekanisme katup jeniskatup terdiri dari jenis OHV (over headvalve) dan OHC (over headcamshaft).

OHV (over head valve)

Motor yang menggunakan mekanismekatup jenis ini mempunyai ciri fisik yaituporos cam berada pada blok silinderdan katup berada pada kepala silinder.Motor dengan mekanisme katup OHVmempunyai perbandingan kompresiyang tinggi dibandingkan dengan katupsisi. Penempatan katup di kepalasilinder menyebabkan perbandingankompresi tinggi sehingga meningkatkantorsi dan daya

OHC

Pada jenis OHC poros kam

dipasangkan di atas kepala

silinder, yang mana rocker arm

dan katup-katup digerakkan

langsung oleh poros kam.

Susunan ini di sebut over head

camshaft system. Ohc

mempunyai keuntungan

dibanding ohv yaitu proses

pembukaan dan penutupan

katup lebih cepat, sehingga

cocok digunakan oleh motor

kecepatan tinggi.

IV. BERDASARKAN JUMLAH KATUP

Berdasarkan jumlah katup, motordapat diklasifikasikan menjadi motorkonvensional dan motor multi katup.Motor konvensional hanyamempunyai satu katup masuk dansatu katup buang (dua katup) tiapsilinder.

Motor dengan multi katup yaitusuatu motor yang mempunyaijumlah katup lebih dari dua tiapsilindernya. Biasanya, motor multikatup mempunyai tiga, empat danlima katup tiap silinder.Penggunaan multi katup inibertujuan untuk memperbaiki sistempengisian dan mempertinggiefisiensi volumetris.

V. BERDASARKAN METODE PENGGERAK

POROS KAMa. Timing Gear

Poros kam digunakan untuk menggerakan valve lifter, push rod danrocker arm. Gerakan rocker arm ini diteruskan untuk membuka danmenutup katup. Putaran poros kam ini adalah setengah putaran dariporos engkol. Putaran poros engkol diteruskan melalui roda gigi denganperbandingan jumlah roda gigi 1 : 2.

Mekanisme penggerak poros kam dengan roda gigi digunakan padamotor dengan susunan katup samping dan OHV dengan penempatanporos kam pada blok silinder.

Keuntungan:

- Tahan lama

- Tidak perlu pengecekan dan penggantian berkala

Kerugian:

- Tidak bisa digunakan untuk OHC

- Menimbulkan suara berisik akibat gesekan antar roda gigi

- Memerlukan pelumasan

b.Timing Chain

Jenis penggerak poros kam ini memindahkan putaran dari porosengkol ke poros kam melalui mekanisme rantai. Pada porosengkol dipasangkan crangshaft sproket dan pada poros engkoldipasangkan camshaft sproket dengan jumlah giginya dua kalilebih banyak dari crankshaft sproket. Mekanisme penggerak inidigunakan untuk motor dengan susunan katup sisi, OHV danOHC. Tetapi untuk susunan OHC jarak dari poros engkol cukupjauh. Karena jarak yang jauh tersebut maka rantai memerlukanchain guide dan tensioner. Chain guide dan tensioner berfungsiuntuk menegangkan rantai agar rantai tetap berkaitan dengansproket dan tidak menimbulkan bunyi.

Keuntungan:

- Daya mulur yang kecil dan tahan lama

- Bisa digunakan untuk OHV dan OHC

Kerugian:

- Memerlukan pelumasan

- Berisik

c. Timing Belt

Mekanisme penggerak menggunakan timingbelt (sabuk bergigi) digunakan untuk motorsengan susunan katup OHC. Pada saatsekarang, jenis ini paling banyak digunakanpada motor-motor kendaraan, karenamempunyai beberapa keuntungan yaitu hargasabuk yang relatif murah, ringan, getaran yangdihasilkan kecil tidak berisik dan tidak perlupelumasan. Tetapi ada kerugian yaitukekuatan bahan sabuk terbatas, maka timingbelt memerlukan penggantian secara berkalauntuk menghindari putus timing belt saat motorhidup.

Bagian-bagian utama mekanisme katup

1 katup

Kelengkapan katup terdiri dari

• Katup (valve) berfungsi untuk membuka danmenutup saluran hidap dan saluran buang.Diameter atau penampang katup masuk lebihbesar atau lebih banyak jumlahnya dari katupbuang

• Dudukan katup (valve seat) berfungsi sebagaitempat dudukan kepala katup.

• Pegas katup (valve spring) berfungsi untukmengembalikan dan merapatkan katup padavalve seat setelah katup terbuka.

• Selongsong katup (valver guide) berfungsisebagai tempat turun naiknya batang katup.Valve guide ini terbuat dari bahan besi coryang pemasangannya disatukan dengankepala silinder dan yang terpisah sehinggabisa dibuka bila telah aus.

Katup dengan Pendinginan Sodium

Katup masuk mempunyai suhurelatif lebih dingin dibandingkandengan katup buang sebab yangmengalir melalui katup masukcampuran udara dan bahan bakarbaru yang mempunyai suhu yangrelatif dingin. Sedangkan yangmelalui katup buang adalah gassisa pembakaran dengan suhudiatas 1600oF (871oC)(Automotive Mechanic, 1995,165).Pendinginan untuk katup buangyaitu dengan cara menambahkanSodium pada tengah-tengahbatang katup.

2. Poros kam (cam Shaft)

Poros kam adalah sebuah poros yang mempunyai sejumlah nok atau

kam. Kam tersebut disusun sedemikian rupa pada porosnya yang

berfungsi untuk mengatur pembukaan dan penutupan katup sesuai

dengan firing order yang telah ditentukan. Selain untuk mengatur

pembukaan dan penutupan katup, poros kam juga berfungsi untuk

menggerakan distributor dan pompa bahan bakar mekanik.

3. Pengangkat katup (Valve Lifter)

Pengangkat katup (Valve Lifter) adalah komponen yangberbentuk silinder yang meneruskan tekanan angkat dariporos kam.Valve lifter ini digunakan pada mekanismekatup OHV. Pengangkat katup bergerak naik turun padapenghantarnya di blok silinder.

Motor dengan pengangkat konvensional celah katupnyaharus dilakukan penyetelan secara berkala untukmengantisipasi pemuaian yang terjadi pada komponenmekanisme katup. Pada motor sekarang supaya tidakdilakukan lagi penyetelan maka dibuatkan penyetelanotomatis yang bekerjanya oleh tekanan hidraulis yangdinamakan hydraulic last adjuster. Komponen ini membuatcelah katup tidak perlu disetel, celah akan terbentuk sendirisecara otomatis apabila motor hidup. Komponen tersebutbisa digunakan untuk mekanisme katup OHV maupunOHC. Pada OHV hydraulik last adjuster ini pengganti valvelifter

4. Batang penekan (Push Rod)

Batang penekan (Push rod)

meneruskan tekanan dari valve

lifter ke rocker arm. Batang

penekan ini digunakan hanya

pada mekanisme katup OHV.

Diagram Katup

Idealnya katup masuk terbuka mulai dari titik mati atas (TMA) sampaititik mati bawah (TMB) pada langkah isap dan katup buang terbukamulai dari TMB sampai TMA pada langkah buang. Namun padakenyataannya pembukaan dan penutupan katup tidak seperti diatastetapi ada yang dinamakan pembukaan awalan dan pembukaansusulan. Pembukaan awalan dan pembukaan susulan tersebut berlakuuntuk katup masuk dan katup buang.

Pembukaan awalan katup hisap terjadi beberapa derajat sebelum TMApada akhir langkah buang. Fungsinya adalah untuk mencegahterjadinya kevakuman pada saat langkah isap dan supaya katup sudahterbuka lebar pada saat dimulainya langkah hisap. Pembukaan awalanpada katup buang terjadi beberapa derajat pada akhir langkah usahayang berfungsi untuk menyamakan tekanan antara ruang silinder yangbertekanan tinggi dengan udara luar, sehingga ketika langkah buangpiston tidak memerlukan tenaga yang besar untuk mengeluarkan sisagas buang.

Pembukaan susulan pada katup isap terjadi pada awal langkahkompresi. Hal ini bertujuan untuk memperbanyak campuran udara danbahan bakar yang masuk ke ruang silinder sehingga efisiensivolumetrisnya menjadi besar. Pembukaan susulan pada katup buangterjadi pada awal langkah hisap yang berfungsi untuk mengeluarkangas sisa pembakaran sebanyak-banyaknya.

Hal-hal yang harus diperhatikan yaitu :

• Saat katup terbuka

• Lamanya katup terbuka

• Saat katup tertutup

• Lamanya katup tertutup

Contoh Diagram katup

• Contoh :

• Katup isap mulai terbuka 50 derajat sebelum

TMA

• Katup isap tertutup 45 derajat setelah TMB

• Katup buang terbuka 45 derajat sebelum TMB

• Katup buang tertutup 50 derajat setelah TMA.

• Gambar diagramnya adalah sebagai berikut :

VARIABLE VALVE

Yang dimaksud dengan variable valve

adalah derajat pembukaan awalan dan

akhiran katup masuk dan atau katup

buang berubah sesuai dengan putaran

dan beban engine baik katup masuk

maupun katup buang.

VVT-i :

Variable valve timing inteligent (Toyota)

V-Tec :

Variable valve timing and lift electronic control(Honda)

MIVEC :

Mitsubishi innovative variable valve electroniccontrol

CVVT :

Continously Variable valve timing (Hyundai)

Vanos : variable nockenwellen steuerung (BMW)

Dan lain-lain.

VVT (Variable Valve Timing)

• VVT dipasang pada exhaust dan atau intake camshaft berfungsi mengontrol waktu bukaan dan penutupan intake dan atau exhaust valve untuk meningkatkan performa engine. Valve timing dioptimalkan oleh sistem VVT berdasarkan putaran engine.

Keuntungan memakai CVVT

• Konsumsi bahan bakar lebih irit:

Berkurangnya daya pemompaan karena adanya peningkatan valveoverlap

• Emisi Berkurang:

Berkurangnya gas NOxoleh efek EGR berkat optimalisasi valveoverlap

• Performa meningkat dan momen pada putaran bawah juga meningkat :

Peningkatan efisiensi volumetric dan thermodynamic oleh variablevalve timing

Mekanisme penggerak camshaft

•Gaya putar pada crankshaft disalurkan ke exhaust camshaft oleh timing belt.

•Gaya putar pada exhaust camshaft disalurkan ke intake camshaft oleh timingchain.

VVT asembly

Intake

Camshaft

Exhaust

Camshaft

Timing

chain

LETAK KOMPONEN

Hyundai

Toyota 1NZ FE

VVT asembly

OCV

Oil temperature sensor

OCV Filter

POLA PEMBUKAAN KATUP

0-120

INTAKEEXHAUST

-240 120 240

DIAGRAM KATUP

KEEFEKTIFAN SISTEM VVT

SALURAN MINYAK PELUMAS

CARA KERJA OCV

PERBEDAAN DAYA YANG DIHASILKAN

Sistem Kontrol VVT

Engine ECU

Crankshaft Position Sensor

VVT-iController

CamshaftTiming Oil

Control Valve

Water Temp. Sensor

Camshaft Position Sensor ThrottlePositionSensor

Air FlowMeter

[Engine ECU]

Crankshaft Position Sensor

Throttle Position Sensor

Camshaft TimingOil Control ValveAir Flow Meter

Actual Valve Timing

Vehicle Speed Sensor

Camshaft Position Sensor

Water Temp. Sensor

Target ValveTiming

Correction

Duty Control

Feedback

Animasi Variable valve

SEKIAN

&

Terima Kasih