Apa Itu Turbocharger?

maxresdefaultCitra Asri Buana ( Dealer Resmi Suzuki Indonesia ) - Pernah mendengar kata Turbo? biasanya kata ini mengidentifikasi tentang sesuatu yang berbau kecepatan. Lalu sebenarnya apa itu Turbo yang dalam dunia otomotif disebut dengan Turbocharger? bagaimanakah cara kerja dari Turbocharger pada sebuah mesin? apakah kelebihan & kekurangan dari mesin yang menggunakan Turbocharger? Apakah Turbocharger bisa digunakan di semua mesin? unruk menjawab itu semua, mari kita simak ulasannya berikut.

 

 

 definisi

Turbocharger adalah sebuah kompresor sentrifugal yang mendapat daya dari turbin yang sumber tenaganya berasal dari asap gas buang kendaraan. Biasanya digunakan di mesin pembakaran dalam untuk meningkatkan keluaran tenaga dan efisiensi mesin dengan meningkatkan tekanan udara yang memasuki mesin. Kunci keuntungan dari turbocharger adalah mereka menawarkan sebuah peningkatan yang lumayan banyak dalam tenaga mesin hanya dengan sedikit menambah berat. Jika dalam pelajaran Mekanikan fluida dan rekayasa mekanika Teknik Mesin alat ini secara prinsip kerja sama dengan Pompa untuk merubah tekanan agar fluida dapat berpindah dari tekanan tinggi ke tekanan rendah, akan tetapi perbedaannya pada Fluida yang di pindahkan berbeda, untuk pompa mengalirkan Fluida berupa cairan sedangkan kompresor untuk memindahkan fluida berupa gas.

Turbocharger ditemukan oleh seorang insinyur Swiss Alfred Büchi. Patennya untuk turbocharger diaplikasikan untuk dipakai tahun 1905. Lokomotif dan kapal bermesin diesel dengan turbocharger mulai terlihat tahun 1920an. TURBOCHARGER biasanya diaplikasikan untuk kendaraan Diesel meskipun sebenarnya Turbocharger dapat di aplikasikan tidak hanya di mesin diesel saja. Lalu mengapa Turbocharger tidak diterapkan di Mesin dengan berbahan bakar bensin?

Karena mesin bensin memiliki rasio putaran yang tinggi oleh karena itu untuk menggunakan turbocharger  rasio kompresi harus direndahkan (agar tidak melewat tekanan kompresi maksimum dan untuk mencegah knocking mesin) yang menurunkan efisiensi mesin ketika beroperasi pada tenaga rendah dan itu merupakan sebuah kerugian di mesin bensin. Sedangkan kerugian ini tidak ada dalam mesin diesel diturbocharge yang dirancang khusus. Namun, untuk operasi pada ketinggian, pendapatan tenaga dari sebuah turbocharger membuat perbedaan yang jauh dengan keluaran tenaga total dari kedua jenis mesin.

 

cara kerja

Komponen mesin ini memiliki tiga bagian penting yaitu roda turbin, roda kompressor dan rumah as. Roda turbin yang berbaling-baling ini berputar memanfaatkan tekanan gas buang keluar, kemudian melalui as terputarnya roda turbin ini berputar pula roda kompressor dengan baling-balingnya sehingga memompa udara masuk dalam massa yang padat. Mengingat komponen ini sering berputar melebihi 80,000 putaran per menit maka pelumasan yang baik sangat diperlukan. Gas buang dari mesin mengalir menuju ke pembuangan (muffler) dialihkan menuju sebuah turbin dengan tujuan untuk memutar baling - baling  turbin yang di hubungkan dengan shaft / poros kompresor.  Kompresor berfungsi menghisap udara dari luar dan meningkatkan tekanan udara kemudian di alirkan menuju intake manifold sehingga udara dalam ruang pembakaran menjadi bertekanan tinggi sehingga kadar udara yang masuki dalam ruang silinder menjadi lebih besar dan daya meningkat. Seringkali mesin bekerja melebihi kapasitas sehingga kemungkinan terjadi kelebihan kompresi udara oleh karena itu turbocharger di lengkapi dengan pengatur level udara yang masuk.

Jadi pada intinya Turbocharger adalah sebuah instrumen untuk memaksa udara masuk lebih banyak kedalam ruang bakar sehingga daya yang dihasilkan menjadi lebih besar, lebih jelasnya lihat gambar :

turbo parts

 

kelebihan

Kelebihan atau manfaat yang dirasakan dengan menggunakan Turbocharger sudah pasti tenaga dari mesin akan lebih Responsif, Ekonomis Bahan Bakar. Penggunaan turbocharge bisa dibilang Ramah lingkungan karena memanfaatkan udara untuk peningkatan performa mesin. Selain sisi positif di atas penggunaan Turbocharge juga memiliki kelemahan yaitu Membutuhkan perawatan ekstra terutama pelumasan. Karena menambah komponen sudah otomatis akan menambah berat dari kendaraan selain itu penggunaan Oli akan lebih boros.

 

vs

Berbeda dengan turbocharger, supercharger diatur secara mekanis digerakkan oleh mesin. Sabuk, rantai, poros, dan roda gigi adalah metode umum untuk menjalankan supercharger, meletakkan beban mekanis pada mesin. Misalnya, pada satu tahap mesin Rolls-Royce Merlin dengan supercharger berkecepatan tunggal, supercharger akan menggunakan tenaga mesin sekitar 150 horsepower (110 kilowatts). Namun manfaatnya lebih besar, karena dari tenaga 150 hp (110 kW) untuk mendorong supercharger, mesin akan menghasilkan tambahan 400 tenaga kuda, sehingga keuntungan bersihnya 250 hp (190 kW). Dari sinilah kelemahan utama supercharger terlihat, karena mesin harus menahan daya keluaran bersih dari mesin ditambah tenaga untuk menggerakkan supercharger.

Kelemahan lain dari sebagian supercharger adalah efisiensi adiabatik lebih rendah dibandingkan dengan turbocharger (terutama Supercharger model-akar). Efisiensi adiabatik adalah ukuran kemampuan kompresor untuk memampatkan udara tanpa menambah panas tambahan ke udara tersebut. Proses kompresi selalu menghasilkan panas sebagai produk sampingan dari proses itu sendiri akan tetapi, kompresor yang lebih efisien menghasilkan lebih sedikit panas berlebih. Supercharger model-akar menghasilkan panas berlebih ke dalam udara daripada turbocharger. Dengan demikian, untuk volume dan tekanan udara yang sama, udara turbocharger lebih dingin, dan sebagai hasilnya lebih padat, maka mengandung molekul oksigen lebih banyak, dan akhirnya dihasilkan tenaga potensial lebih besar daripada udara supercharger. Dalam aplikasi praktis perbedaan antara keduanya dapat dramatis, dengan turbocharger sering menghasilkan tenaga 15% sampai 30% lebih tinggi, semata-mata hanya pada perbedaan efisiensi adiabatik.

Sebagai perbandingan, turbocharger tidak menempatkan beban mekanik langsung pada mesin, meskipun turbocharger menempatkan tekanan gas buang kembali pada mesin, meningkatkan kerugian pemompaan. Hal ini lebih efisien, karena menggunakan energi yang terbuang dari gas buang untuk menggerakkan kompresor. Berbeda dengan supercharger, kelemahan utama dari turbocharger adalah apa yang disebut sebagai "lag" atau "waktu spool". Ini adalah waktu antara permintaan untuk peningkatan daya (throttle dibuka) dan turbocharger memberikan peningkatan tekanan intake, sehingga meningkatkan daya.

Throttle lag terjadi karena turbocharger bergantung pada penimbunan tekanan gas buang untuk menggerakkan turbin. Dalam sistem variabel output seperti mesin mobil, tekanan gas buang saat idle, kecepatan mesin rendah, atau throttle rendah biasanya tidak cukup untuk menggerakkan turbin. Hanya ketika mesin mencapai kecepatan yang cukup, bagian turbin mulai spool up, atau berputar cukup cepat untuk menghasilkan tekanan intake di atas tekanan atmosfer. Kombinasi turbocharger dan supercharger dapat menghilangkan kelemahan dari keduanya. Teknik ini disebut twincharger.

Sumber1, Sumber2