Supercharger

Supercharger adalah kompresor udara yag digunakan untuk menginduksi gaya pada motor

bakar torak dengan menggunakan pompa yang menekan udara untuk masuk ke dalam mesin,

dimana pompa tersebut digerakkan oleh mesin itu sendiri [1]. Kerja supercharger dibangkitkan

secara mekanik dengan menggunakan belt, gear, shaft, atau rantai yang terhubung dengan

crankshaft mesin. Penemu awal supercharger adalah Gotlieb Daimler pada tahun 1885.

Gambar 1 menggambarkan gambar mesin dengan adanya tambahan supercharger [2].

Penggunaan supercharger dimaksudkan untuk menaikkan tekanan udara sehingga udara dapat

masuk ke ruang bakar. Hal ini dimaksudkan agar pembakaran campuran udara dan bahan

bakar berjalan sempurna bila diinginkan suatu peningkatan kecepatan. Supercharger dapat

menambah power rata-rata sebesar 46% dan torsi sebesar 31%.

Gambar 1. Skema mesin dengan penggunaan supercharger

Untuk dapat meningkatkan tekanan udara, supercharger harus berputar lebih cepat dari mesin

tempat diletakannya supercharger. Upaya ini dilakukan dengan membuat gerigi pemutar lebih

besar daripada gerigi kompresor.

Terdapat 2 jenis supercharger berdasarkan metode kompresi.

1. Positive Displacement

Mendistribusikan volume udara yang relatif sama dengan pada tiap putaran mesinnya

pada setiap kecepatan. Alat ini mendistribusikan udara ke dalam mesin sedikit demi

sedikit secara mekanik.

2. Dynamic Compression.

Jenis kompresi ini dicirikan dengan adanya pemercepatan udara untuk mencapai

kecepatan tinggi dan kemudian menggunakan kecepatan tersebut untuk memperoleh

tekanan dengan difusi atau perlambatan kecepatan. Jenis-jenis dynamic compressor

adalah sentrifugal, multi axial flow, pressure wave supercharger.

Terdapat 3 jenis supercharger [2].

1. Root

Jenis ini merupakan jenis supercharger tertua. Jenis supercharger ini menggunakan

lobus yang saling bertautan. Jenis supercharger ini memberikan tenaga yang lebih pada

RPM rendah. Bentuk root ini ditampilkan pada Gambar 2.

2. Twin Screw

Supercharger ini bekerja dengan menarik udara ke dalam lobus yang saling bertautan

yang bentuknya menyerupai gerigi cacing. Jenis supercharger ini memberikan tenaga

yang lebih pada RPM rendah. Bentuk Twin Screw ditampilkan pada Gambar 3.

3. Centrifugal.

Jenis supercharger ini menggunakan impeller dengan kecepatan tinggi untuk

membawa udara ke ruang kompresor. Udara yang melewati impeler dalam kondisi

kecepatan tinggi, tetapi tekanan udara yang menuju ke diffuser bernilai rendah. Pada

diffuser, udara mengalami perlambatan kecepatan dan kenaikkan tekanan. Bentuk

Centrifugal ditampilkan pada Gambar 4.

Gambar 3. Root Gambar 4. Twin Screw Gambar 5. Centrifugal

Keuntungan penggunaan supercharger adalah sebagai berikut.

1. Meningkatkan daya mesin

2. Tidak mengalami kemacetan dalam operasi

3. Mudah dalam pemasangannya.

Turbocharger

Turbocharger pertama kali ditemukan oleh Alfred Buchi, seorang insinur swiss. Turbocharger

adalah pompa angin radial kecil yang digerakkan oleh energi gas buang mesin. Turbocharger

terdiri dari turbin dan kompresor. Tujuan dari penggunaan turbocharger sama seperti

supercharger yaitu meningkatkan efisiensi mesin [1].

Proses peningkatan efisiensi dimulai dari gerakan turbin akibat gas buang yang melewatinya.

Turbin mengkonversi gaya akibat gas buang menjadi gaya rotasi, yang digunakan untuk

menjalankan kompresor. Kompresor menaikkan tekanan udara untuk dimasukkan ke ruang

bakar sehingga mengkondisikan banyak massa udara yang ikut masuk ke ruang bakar [1].

Banyaknya udara yang dapat masuk di ruang bakar mengkondisikan untuk dapat ditambahkan

bahan bakar pada ruang bakar, sehingga daya yang dihasilkan pun besar. Ketidakefisienan

penggunaan turbocharger adalah saat dibutuhkannya energy untuk memutar turbin pada saat

awal. Hal ini dikarenakan mesin memperoleh tekanan balik dari udara buang akibat adanya

tahanan turbin.

Bentuk skema penggunaan turbocharger ditampilkan pada Gambar 6 [2]. Perputaran turbin

dapat berlangsung hingga mencapai 150.000 rpm. Kondisi perputaran ini dapat merusak

bantalan poros. Untuk itu, bantalan yang digunakan pada turbocharger umumnya

menggunakan fluid bearing. Fungsi yang dapat diperoleh dari fluid bearing adalah sebagai

berikut.

1. Fluida dapat mendinginkan porosdan bagian lain turbocharger

2. Mengurangi gesekan poros.

Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi ketidakefisienan turbin adalah sebagai

berikut [2].

1. Menggunakan wastegate

2. Menggunakan ball bearing

3. Menggunakan ceramic turbin blade pada turbin

4. Menggunakan 2 turbocharger (besar dan kecil).

Gambar 6. Skema penggunaan turbocharger