Dalam dunia otomotif dan rekayasa mesin, turbocharger adalah teknologi yang menarik dan sangat penting. Perangkat ini telah merevolusi kinerja mesin, memberikan peningkatan daya dan efisiensi.
Mungkin dulu teknologi ini memang lebih familiar untuk kebutuhan kendaraan balap, namun dewasa ini penggunaan teknologi ini sudah mulai masif untuk kendaraan bensin.
Jika Anda adalah salah satu orang yang tertarik dengan teknologi ini, artikel ini akan membantu Anda untuk memahaminya. Kita akan menjelajahi bersama dunia turbocharger, mulai dari komponen utama, fungsi, manfaat, cara kerja, hingga prinsip kerjanya pada industri otomotif.
Daftar ISI
Apa Itu Teknologi Turbocharger?
Turbocharger adalah kompresor sentrifugal bertenaga turbin yang memanfaatkan gas buang untuk meningkatkan performa mesin kendaraan. Alat ini akan membantu memampatkan udara yang masuk ke dalam mesin untuk menghasilkan daya dorong yang lebih besar.
Teknologi ini pertama kali muncul pada tahun 1925 oleh Alfred Büchi pada mesin diesel dengan 10 silinder. Mesin tersebut mudah ditemukan pada kapal penumpang besar, seperti kapal ferry. Hingga akhirnya mesin tersebut mulai diterapkan pada kendaraan diesel untuk meningkatkan torsi mesin dan efisiensi bahan bakar.
Saat ini turbocharger cocok untuk berbagai jenis mesin diesel maupun bensin yang terdiri dari beberapa gabungan komponen dasar seperti turbin, kompresor, dan center housing hub rotating assembly. Sayangnya, teknologi ini dapat menyebabkan lag atau kekurangan tenaga dari turbo sampai kecepatan tertentu tercapai.
Komponen Utama Turbocharger
Berrhubung teknologi ini terdiri dari serangkaian komponen, setidaknya akan ada beberapa komponen utama yang memiliki peran penting untuk fungsi mesin. Berikut ini penjelasannya:
1. Turbin
Umumnya, turbin pada turbocharger menjadi komponen yang mengkonversi energi panas dari gas buang menjadi energi mekanis putaran poros turbin. Bagian ini terhubung dengan kompresor pada satu shaft atau poros.
2. Kompresor
Kompresor adalah salah satu komponen utama dari teknologi ini. Bagian kompresor bertugas untuk mengkompresi udara yang masuk ke dalam ruang mesin pembakaran sehingga udara tersebut menjadi lebih padat atau terkonsentrasi.
3. Sistem Shaft
Selanjutnya, sistem shaft adalah poros yang menghubungkan turbin dan kompresor. Bagian turbocharger ini berfungsi untuk mentransfer energi putaran turbin ke kompresor, sehingga kompresor akan berputar dan mengkompresi udara.
4. Intercooler
Seperti namanya, intercooler adalah komponen pendukung yang mana berfungsi untuk mendinginkan udara yang terkompresi oleh kompresor. Tentunya sebelum udara tersebut masuk ke ruang mesin untuk pembakaran yang lebih efisien.
5. Wastegate Control Valve
Wastegate Control Valve adalah komponen yang bertugas mengatur tekanan udara yang masuk ke dalam turbin dengan cara mengalirkan sebagian gas buang langsung ke saluran knalpot. Sehingga, mesin mencegah terjadinya overboost dan kerusakan pada turbocharger.
6. Blow-Off Valve
Kemudian, blow-off valve bertugas untuk mengeluarkan udara yang telah terkompresi oleh kompresor. Utamanya ketika kendaraan melepaskan gas secara tiba-tiba (saat RPM tertentu telah tercapai).
7. Saluran Pipa
Komponen terakhir dari turbocharger adalah saluran pipa yang menyambungkan komponen-komponen dengan sistem pembuangan dan intake pada mesin. Bagian ini juga mengalirkan udara yang telah dikompresi oleh kompresor.
Fungsi Turbocharger
Hingga saat ini, banyak orang yang tertarik dengan perkembangan teknologi ini karena memang memiliki peran yang signifikan dalam kendaraan, seperti:
1. Meningkatkan Tenaga Mesin
Penggunaan teknologi ini akan membantu meningkatkan tenaga mesin kendaraan, tanpa harus menambah ukuran mesin atau memperbanyak silinder. Pemasangan yang tepat juga akan membuat kendaraan lebih responsif dan dapat mencapai kecepatan yang lebih prima.
2. Meningkatkan Efisiensi Penggunaan Bahan Bakar
Turbocharger juga dapat meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar hingga 20% lebih baik, khususnya untuk mobil bermesin bensin. Sedangkan untuk mesin diesel bisa lebih hemat 40%, tentunya dengan treatment dan perhitungan kecocokan mesin yang tepat sasaran.
3. Meningkatkan Torsi Mesin
Menerapkan teknologi ini pada kendaraan Anda juga dapat berfungsi untuk meningkatkan torsi mesin. Torsi adalah kekuatan putar yang mesin hasilkan, yang akan berpengaruh pada akselerasi kendaraan. Dengan kata lain, mobil Anda bisa lebih cepat dari sebelumya.
4. Mengurangi Emisi Gas Buang
Penggunaan turbocharger juga dapat mengurangi emisi gas buang karena penggunaan bahan bakar menjadi lebih maksimal. Teknologi ini akan memasukkan lebih banyak udara (oksigen) ke dalam ruang pembakaran mesin untuk meningkatkan tenaga pembakaran.
Hasilnya, tenaga yang dihasilkan akan jauh lebih besar, bahkan mencapai 50 persen dari kapasitas mesin standar. Sedangkan gas buangnya akan lebih rendah daripada sebelumnya.
Manfaat Turbocharger
Banyak produsen kendaraan bermesin menerapkan teknologi ini dalam produk mereka karena sebenarnya ada banyak keuntungan yang bisa pengguna dapatkan. Oleh karena itu, teknologi ini menjadi nilai tambah untuk produk tersebut, dengan beberapa manfaat berikut ini:
1. Aspek Ekonomi
Dengan menggunakan teknologi turbocharger, kinerja mesin kendaraan dapat lebih efisien, terutama dalam hal penggunaan bahan bakar. Kondisi ini pastinya akan membantu pengguna kendaraan untuk menghemat biaya operasional kendaraan serta mengurangi pengeluaran lainnya untuk kendaraan.
2. Aspek Sosial
Teknologi ini juga membantu pengguna merasakan pengalaman berkendara yang lebih menyenangkan, dengan efisiensi dan responsifitas yang lebih tinggi. Hal ini dapat meningkatkan kepuasan pengguna kendaraan dan memberikan dampak positif pada kesejahteraan sosial.
3. Aspek Lingkungan
Penggunaan teknologi turbocharger yang efisien dapat mengurangi produksi emisi gas buang, yang mana secara tak langsung akan membantu mengurangi polusi udara yang timbul dari kendaraan bermotor. Sehingga, peningkatan kelestarian alam hidup lebih optimal.
4. Aspek Budaya
Memasang teknologi ini pada kendaraan juga dapat membantu meningkatkan kualitas hidup masyarakat, dengan memberikan aksesibilitas yang lebih baik dalam mobilitas. Hal ini juga dapat membantu masyarakat untuk mengakses tempat-tempat yang sebelumnya sulit Anda jangkau.
Prinsip Kerja Turbocharger
Sebenarnya, teknologi ini memanfaatkan efisiensi gas buang dari mesin, dengan mengalirkannya melalui turbin yang terhubung dengan kompresor. Turbin akan memutar kompresor dan memampatkan udara yang masuk ke dalam mesin kendaraan.
Jika Anda analogikan prinsip ini, maka akan mirip dengan sistem pompa air di mana turbin pada turbocharger merupakan penggambaran roda pada pompa air, yang mendapatkan energi dari air. Sedangkan kompresor mirip dengan pompa air yang memampatkan air untuk mendorong turbin tersebut untuk menghasilkan tenaga.
Turbin akan memutar kompresor dan memampatkan udara yang masuk ke dalam mesin kendaraan sebagai tenaga pendorong. Udara yang masuk ke dalam mesin kendaraan akan menjadi lebih padat dan kaya akan oksigen, sehingga tenaga pembakaran juga menjadi lebih besar.
Teknologi ini juga akan mencegah tekanan berlebih pada turbin, melalui peranan westegate control valve. Sehingga, gas pada pembuangan dan pemanfaataan bahan bakar juga akan jadi lebih efisien. Uniknya, tiap komponen utama (turbin dan kompresor) terletak dan terhubung dalam satu shaft saja.
Baca Juga : Cara Kerja dan Fungsi Intercooler pada Mobil
Cara Kerja Turbocharger
Agar lebih mudah memahami prinsip kerja turbocharger, Anda dapat mempelajari langkah-langkah kerja berikut:
1. Pengumpulan Energi Gas Buang
Pada dasarnya, teknologi ini akan berjalan pada RPM tertentu guna merangsang turbin berputar. Sistem akan membuat bahan bakar menghasilkan gas buang yang mana akan sistem proses menjadi panas bertekanan tinggi. Tenaga tersebut kemudian akan mengalir melalui saluran khusus menuju turbin turbocharger.
2. Timbul Tenaga Gerak pada Turbin
Setelah RPM berada pada putaran tertentu, gas buang yang memasuki sistem ini akan mengarah ke turbin. Kondisi ini akan menimbulkan tekanan dan panas yang menggerakkan turbin sebagai tenaga tambahan untuk mengakselerasi kendaraan Anda.
3. Menghubungkannya dengan Kompresor
Karena turbin dan kompresor terhubung melalui satu shaft atau satu poros yang sama, maka ketika turbin berputar karena tekanan gas buang otomatis akan menggerakkan kompresor. Teknologi turbocharger ini akan mendorong kompresor bekerja untuk efisiensi bahan bakar dan memberikan tenaga tambahan.
4. Kompresi Udara Bersih
Secara teori, kompresor sendiri bertugas mengompresi udara bersih dari lingkunan sekitar untuk mendorong kendaraan melalui tenaga tambahan yang masuk ke dalam mesin. Peningkatan dari tekanan udara yang masuk ke mesin berasal dari banyak udara yang dapat tercampur dengan bahan bakar di ruang bakar.
5. Meningkatkan Efisiensi Pembakaran
Udara bersih yang terkompresi ini bersifat lebih padat dan dingin daripada udara yang tidak terkompresi. Proses dalam turbocharger menghasilkan pembakaran yang lebih efisien karena udara yang lebih padat dapat mengangkut lebih banyak oksigen yang membantu pembakaran bahan bakar lebih optimal.
6. Peningkatan Tenaga
Dari pembakaran yang lebih padat ini, turbocharger akan meningkatkan tenaga pada mesin jika Anda bandingkan dengan mesin biasa. Putaran yang tercipta bahkan dapat mencapai 150.000 RPM bahkan 30 kali lebih besar dalam tenaga paling optimal.
7. Pengaturan Katup Wastegate
Teknologi ini biasanya aktif pada kondisi tertentu, terutama saat akselerasi atau saat mesin memerlukan tenaga ekstra. Untuk menghindari tekanan berlebih dalam rangkaian komponen ini, terdapat katup wastegate control valve yang mengatur aliran gas buang.
Umumnya, ketika tekanan terlalu tinggi, katup ini akan membuka sebagian dan mengalirkan lebih banyak gas buang langsung ke saluran knalpot. Sehingga, hal inilah yang membuat produksi gas buang lebih bisa kendaraan tekan secara otomatis
Tertarik Pasang Turbocharger untuk Kendaraan Pribadi Anda?
Secara garis besar, turbocharger merupakan susuan komponen yang berguna untuk meningkatkan performa, efisiensi bahan bakar, dan mengurangi emisi gas buang. Dengan memampatkan udara yang masuk ke dalam mesin kendaraan, teknologi ini akan meningkatkan daya dan torsi mesin kendaraan. Prinsip kerja teknologi ini sebenarnya memanfaatkan energi gas buang, yang mendorong tekanan jadi lebih efisien. Dengan memasang turbocharger pada kendaraan Anda, pastinya akan memberikan pengalaman berkendara yang lebih menyenangkan dan efisien.
