Mengenal Teknologi VTEC, DOHC, SOHC, VVT-i, I-DSi dan EFI

Mengenal Teknologi VTEC, DOHC, SOHC, I-DSi, dan EFI 

Engine Sistem

1. Teknologi VTEC

VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) adalah teknologi pengatur katup canggih yang ditemukan oleh Honda, dan sampai sekarang masih digunakan oleh jajaran mesin Honda. Keunggulan teknologi VTEC terletak di kemampuan mesin bersilinder kecil dalam menghasilkan tenaga yang sebanding dengan mesin yang bersilinder besar, dan di samping itu juga memberikan konsumsi bahan bakar yang baik, serta juga dapat digunakan secara harian.

Dengan teknologi VTEC, performa optimal pada kecepatan tinggi, namun tetap dapat mempertahankan efisiensi bahan bakar sehingga dapat menurunkan tingkat emisi dan polusi. Hanya pada mesin VTEC pengaturan ketinggian bukaan katup diatur secara elektronik. Pada putaran rendah, satu katup terbuka penuh dan katup lainnya hanya terbuka sedikit untuk menciptakan efek perputaran udara di dalam ruang bakar, sehingga dapat mencapai tenaga mesin yang optimal dan akselerasi responsif baik pada saat putaran RPM tinggi atau rendah. Secara prinsip, VTEC terbagi tiga macam : VTEC-E,VTEC SOHC, dan VTEC DOHC. Ketiganya memanfaatkan rocker arm sebagai pengatur waktu bukaan katup. VTEC-E(Economic) digunakan pertama kali di Indonesia oleh Honda Civic Ferio 1996. Di putaran rendah, jumlah katup yang terbuka hanya 12 dari 16 katup, sisanya akan terbuka saat putaran mesin tinggi.

VTEC SOHC seperti yang digunakan pertama kali di Indonesia oleh old Honda City. Lama (duration) dan jarak (lift) bukaan katup masuk akan berbeda saat idle, putaran sedang dan tinggi. Namun untuk katup buang, tidak diatur durasi dan lift-nya.

Pada VTEC DOHC, katup buangnya pun diatur durasi dan lift-nya. Prinsip kerjanya serupa dengan VTEC SOHC, tapi cam-nya terpisah menjadi dua.

Mekanisme utama VTEC

Mekanisme utama VTEC, platuk dan kem utk putaran rendah dan tinggi. Saat bekerja pada putaran rendah, mesin VTEC menggunakan kem dengan angkatan kecil. Ketika mesin bekerja antara 4.000 – 6.000 rpm (tergantung model), kontrol elektronik mengaktifkan sistem hidraulik VTEC. Kem tengah bekerja dengan mendorong pelatuk tengah yang menyatu dengan dua pelatuk lainnya. Karena cuping kem tengah lebih tinggi dan sudutnya juga besar, katup dibuka lebih awal da menutup lebih lama. Di samping itu, dengan cuping yang tinggi, dorongannya terhadap pelatuk katup dan seterusnya katup, juga lebih besar. Hasilnya, jumlah campuran udara dan bensin yang sampai ke ruang bakar lebih banyak. Hasilnya, tenaga yang dihasil besar dan akan mendorong piston bergerak lebih cepat pula. Mekanisme dasar VTEC lain yang tidak kalah penting keberadaan dan fungsinya adalah pin yang digerakkan secara hidraulik. Pin ini berada di dalam pelatuk. Ketika didorong, pin menyebabkan pelatuk katup bekerja dengan gerakan yang sama. Bila pin bebas, pelatuk bergerak sendiri-sendiri.

Keunggulan VTEC

1. Mesin bersilinder kecil, mampu menghasilkan tenaga sebanding dengan mesin bersilinder besar.
2. Memberikan konsumsi bahan bakar yang baik.
3. Menjaga performa mesin agar tetap optimal, baik untuk putaran mesin rendah maupun putaran tinggi.
4. Proses pembuangan tak memerlukan pembukaan katup variabel sebab gas buang semakin lancar, jadi kerja mesin akan semakin enteng.

Kelemahan VTEC

Karena menggunakan oli, kerja VTEC bisa terganggu karena oli mesin kurang, kotor atau tekanan oli rendah karena adanya kebocoran pada sistem, misalnya O-ring yang rusak.

2. DOHC dan SOHC

Antara SOHC dengan DOHC memang memiliki perbedaan konsep yang besar. Kedua istilah tersebut berbicara mengenai mekanisme pergerakan katup. SOHC merupakan singkatan dari Single OverHead Camshaft, sedangkan DOHC adalah kepanjangan dari Double OverHead Camshaft. Terlihat dari dari kedua singkatan tersebut ada satu kata yang sama yaitu, camshaft atau noken as. Memang pada noken as inilah terletak perbedaan kedua teknologi tersebut.

Camshhaft atau noken as memiliki fungsi untuk membuka tutup katup isap dan katup buang. Katup isap bertugas untuk mengisap campuran bahan bakar udara ke dalam ruang bakar. Sebaliknya, katup buang memiliki tugas untuk menyalurkan sisa pembakaran ke knalpot.

Sebenarnya teknologi mekanisme katup tidak hanya SOHC dan DOHC, tetapi masih ada sistem lain yang disebut OHV (Over Head Valve). Mekanisme kerja katup ini sangat sederhana dan memiliki daya tahan tinggi. Penempatan camshaft-nya berada pada blok silinder yang dibantu valve lifter dan push rod diantara rocker arm.

Mekanisme OHV banyak dipakai oleh mesin diesel truk yang hanya membutuhkan torsi. Karena pengembangan teknologinya terbatas, sistem OHV sudah jarang digunakan lagi pada mesin bensin.
Para ahli otomotif terus berpikir untuk menciptakan sistem mekanisme katup baru. Mereka pun beralih ke model OverHead Camshaft (OHC) yang menempatkan noken as di atas kepala silinder. Noken as langsung menggerakkan rocker arm tanpa melalui lifter dan push rod. Camshaft digerakkan oleh poros engkol melalui rantai atau tali penggerak.

Tipe ini sedikit lebih rumit dibandingkan dengan OHV. Karena tidak menggunakan lifter dan push rod, bobot bagian yang bergerak menjadi berkurang. Ini membuat kemampuan mesin pada kecepatan tinggi cukup baik karena katup mampu membuka dan menutup lebih presisi pada kecepatan tinggi. OHC yang memakai noken as tunggal sebagai tempat penyimpanan katup isap dan buang sering disebut sebagai SOHC. Setiap noken as untuk setiap silinder hanya mampu menampung 2 katup, 1 isap, dan 1 buang. Oleh karena itu, mesin yang memiliki 4 silinder pasti hanya bisa memakai 8 katup.

Keinginan untuk membuat mesin yang lebih bertenaga dibandingkan model SOHC, mendorong lahirnya teknologi DOHC. Mesin DOHC mempunyai suara yang lebih halus dan performa mesin yang lebih baik dari pada SOHC karena masing-masing poros pada mesin DOHC memiliki fungsi berbeda untuk mengatur klep masuk dan buang. Sementara itu, pada mesin SOHC, satu poros sekaligus bertugas mengatur buka/tutup klep masuk/buang sehingga pembakaran yang terjadi pada mesin DOHC lebih maksimal dan akselerasi mobil bermesin DOHC menjadi lebih baik.

DOHC memakai dua noken as yang ditempatkan pada kepala silinder. Satu untuk menggerakkan katup isap dan satu lagi untuk menjalankan katup buang. Sistem buka tutup ini tidak memerlukan rocker arm sehingga proses kerja menjadi lebih presisi lagi pada putaran tinggi.

Konstruksi tipe ini sangat rumit dan memiliki kemampuan yang sangat tinggi dibandingkan dua teknologi lainnya. Mekanisme katup DOHC bisa dibagi menjadi dua model, yaitu single drive belt directly dan noken as intake (isap) yang digerakkan roda gigi.

Pada teknologi pertama, dua noken as digerakkan langsung dengan sebuah sabuk. Sedangkan pada model kedua, hanya salah satu noken as yang disambungkan dengan sabuk. Umumnya ada lah bagian roda gigi katup intake. Antara roda gigi intake disambungkan dengan roda gigi exhaust (buang), sehingga katup exhaust akan turut bergerak pula.

Adanya dua batang noken as memungkinkan pabrikan untuk memasangkan teknologi multikatup dan katup variabel pada mesin DOHC. Dalam satu silinder bisa dipasang lebih dari satu katup. Saat ini umumnya pabrikan menggunakan model 2 katup isap dan 2 katup buang, sehingga mesin DOHC yang memiliki 4 silinder bisa memasang 16 katup sekaligus.

Sebenarnya mesin 4 langkah mempunyai 4 proses kerja, yaitu langkah isap, kompresi, usaha, dan buang. Tetapi bekerjanya katup hanya membutuhkan katup isap dan buang, karena sisa proses lainnya terjadi di ruang bakar. Mekanime pergerakan katup diatur sedemikian rupa sehingga noken as berputar satu kali untuk menggerakkan katup isap. Sedangkan untuk katup buang sebanyak 2 kali berputarnya poros engkol.

Gerakan "noken as"

Noken as membuka dan menutup katup sesuai timing yang telah diprogram. Noken as digerakkan oleh poros engkol dengan beberapa metode, yaitu timing gear, timing chain, dan timing belt. Metode timing gear digunakan pada mekanisme katup jenis mesin OHV yang letak sumbunya di dalam blok silinder. Timing gear umumnya menimbulkan bunyi yang besar dibandingkan model rantai (timing chain), sehingga mesin bensin OHV menjadi kurang populer dibandingkan model lainnya.

Model timing chain dipakai untuk mesin SOHC dan DOHC. Noken as digerakkan oleh rantai (timing chain) dan roda gigi sprocket sebagai ganti dari timing gear. Timing chain dan roda gigi sprocket dilumasi dengan oli.

Tegangan rantai diatur oleh chain tensioner. Vibrasi getaran rantai dicegah oleh chain vibration damper. Noken as yang digerakkan rantai hanya sedikit menimbulkan bunyi dibandingkan dengan timing gear, sehingga banyak diadopsi pabrikan.

Teknologi timing belt lahir dari kebutuhan akan mesin yang bersuara senyap. Model sabuk ini tidak menimbulkan bunyi kalau dibandingkan dengan rantai. Selain itu tidak memerlukan pelumasan dan penyetelan tegangan. Kelebihan lainnya adalah belt lebih ringan dibandingkan rantai. Belt penggerak dibuat dari fiberglass yang diperkuat karet sehingga memiliki daya regang yang baik. Belt juga tidak mudah meregang bila terjadi panas. Oleh karena itu, model belt kini banyak dipasang pada mesin modern.

3. VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence)

Mesin yang pertama kali diperkenalkan pada 1996 ini telah digunakan di sebagian besar mobil Toyota Tak hanya itu mesin ini diklaim membuat mesin lebih efisien dan bertenaga, ramah lingkungan serta hemat bahan bakar. lalu bagimana dengan sistem kerjanya hingga dapat menciptakan hasil yang memuaskan.

Layaknya telah diuraikan wikipedia, cara kerja teknologi ini cukup simpel. Untuk menghitung waktu buka tutup katup ( valve timing ) yang optimal, ECU ( Electronic Control Unit ) menyesuaikan dengan kecepatan mesin, volume udara masuk, posisi throttle ( akselerator ) dan temperatur air. Supaya target valve timing senantiasa terwujud, Sensor posisi chamshaft atau crankshaft memberikan sinyal yang menjadi respon koreksi.

Mudahnya sistem VVT-i ini akan terus mengoreksi valve timing atau jalur keluar masuk bahan bakar dan udara. Disesuaikan dengan pijakan pedal gas dan beban yang ditanggung untuk menghasilkan torsi optimal di tiap-tiap putaran dan beban mesin. Dengan begitu akan menghasilkan tenaga yang optimal, hemat bahan bakar dan ramah lingkungan.

Keunggulan VVT-i

1. Tenaga yang optimal disetiap putaran mesin, Sistem katup mendukung proses pembakaran lebih efektif dalam menghasilkan tenaga yang maksimal.
2. Hemat Bahan Bakar, Pengaturan katup elektronik membuat konsumsi bahan bakar menjadi hemat dan efesien.
3. Gas Buang Ramah Lingkungan,Suplai bahan bakar dan udara yang diatur oleh sistem kerja katup membuat pembakaran menjadi sempurna, dan gas buang yang dihasilkan menjadi besih.
4. Tercatat lebih dari satu varian Toyota yang mengadopsi Teknologi VVT-i ini layaknya Toyota Avanza, Toyota Innova, Toyota Yaris dan Sedan Toyota Vios.

4. i-DSI (intelligent Dual and Sequential Ignition)

Mesin i-DSI sebagai teknologi pintar yang dirancang khusus untuk mobil kompak, dengan 2 buah busi pada tiap silinder di dalam ruang pembakaran dan pengontrolan waktu pembakaran secara cerdas, dapat mencapai ultra-high fuel economy dengan pemakaian bahan bakar yang rendah dan ekonomis, sekaligus menghasilkan torsi maksimal pada putaran RPM rendah sampai menengah, sesuai kecepatan pada penggunaan sehari-hari.

Mesin i-DSI melakukan pembakaran yang lebih efisien, sehingga menghasilkan tenaga mobil yang lebih responsif, pemakaian bahan bakar yang paling hemat di kelasnya, dan emisi gas buang yang lebih bersih.

Bagaimana i-DSI bekerja?

Mesin i-DSI mempunyai ruang pembakaran yang compact dan dua busi pada tiap silinder.
Sistem dual & sequential ignition mengatur waktu urutan pengapian dari kedua busi, yaitu pada langkah hisap dan langkah buangnya, berdasarkan kecepatan dan beban kerja mesin.

Pengaturan ini memungkinkan pembakaran yang lebih cepat dan menyeluruh serta momen puntir yang besar pada kecepatan rendah-menengah. Sistem tersebut akhirnya menghasilkan keseimbangan tinggi antara pemakaian bahan bakar yang ekonomis dan tenaga yang responsif.

5. Teknologi EFI (Electronic Fuel Injection)

EFI adalah sebuah kata singkatan dari Electronic Fuel Injection. Adapun pengertian dari EFI adalah sebuah sistem penyemprotan bahan bakar yang dalam kerjanya dikontrol secara elektronik agar didapatkan nilai campuran udara dan bahan bakar selalu sesuai dengan kebutuhan motor bakar, sehingga didapatkan daya motor yang optimal dengan pemakaian bahan bakar yang minimal serta mempunyai gas buang yang ramah lingkungan. Dalam kehidupan sehari hari nama EFI telah dipakai oleh merk Toyota, sedangkan merk lain mempunyai nama nama yang berbeda, akan tetapi prinsip dari semua sistem tersebut adalah sama.

Fungsi dan cara kerja injeksi

Fungsi dan cara kerja komponen injeksi Bahan bakar bensin elektronik Sistem EFI itu terdiri dari tiga system utama,yaitu system bahan bakar,system induksi udara,dan system control elektronik. Untuk sepeda motornya bisa dilihat di Sepeda Motor Injeksi Honda.

Sistem bahan bakar

Sitem Bahan Bakar berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar dari tangki ke ruang bakar.
Komponen system bahan bakar terdiri atas

Pompa Bahan bakar

Pompa bahan bakar berfungsi utuk menyalurkan bahan bakar dari tangki ke injector. Pompa bahan bakar yang digunakan adalah pompa bahan bakar listrik.

Fuel pulsation damper

Fuel pulsation damper berfungsi sebagai penyerap perubahan tekanan pada saluran tekanan karena adanya injeksi. Tekanan bahan bakar dalam intake manifold dipertahankan oleh pressure regulator.

Pressure Regulator

Pressure regulator berfungsi mengatur tekanan bahan bakar ke injector-injektor.Jumlah bahan bakar yang di injeksikan diatur oleh sinyal yang di berikan ke injector sehingga tekanan harus tetap pada tiap-tiap injketor.Untuk mendapatkan jumlah penyemprotan yang tepat,tekanan bahan bakar harus dipertahankan lebih kurang 2,55 kg/cm2.

Injektor

Injektor adalah sebuah nozzle elektromagnetik yang kerjanya dikontrol leh computer.Injektor dilengkapi dengan heat insulator pada saluran masuk atau pada kepala slinder yang dekat dengan lubang pemasukan.

Cold start injektor

Cold start Injektor digunakan untuk mensuplai bahan-bahan pada saat suhu motor masih rendah.Injektor ini dipsang di baian tengah ruangan udara masuk. Injektor bekerja hanya pada saat start bila temperature air pendingin di bawah 220 Celsius.

Sistem induksi udara berfungsi untuk menyediakan sejumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran terdiri atas:

Throttle body

Throttle body terdiri atas katup therottle untuk mengontroludara masuk,sebuah system by pass udara yang mengatur aliran udara pada putaran idle dan sebuah throttle position sensor untuk menyensor kondisi terbukanya katup therottle.

Katup udara

Katup udara di gunakan untuk fast idle yang bekerjanya oleh bimetal dan heat coil motor dalam keadaan dingin.Katup udara di pasangkan pada permukaan samping kanan slinder.Jika putaran fast idle selama pemanasan tidak stabil atau rendah maka hali ini antara lain disebabkan oleh kesalahan pembukaan katup udara.

Air flow meter

Air flow meter mendeteksi jumlah udara yang masuk dan mengirimkan sinyal ke computer yang menentukan dasar jumlah injeksi.Air flow meter terdiri atas plat pengukur,pegas kembali ,baut penyekat campuran idle,sensor udaa masuk dan switch pompa bahan bakar.

System Kontrol Elektronik (ECU)

Kalau komputer mempunyai CPU, maka pada sistem Injeksi mempunyai ECU (Electronic Control Unit) Sistem Kontrol elektronik mempunyai bermacam-macam sensor yang terdiri atas air flow meter,Sensor air pendingin,sensor psisi katup gas,sensor udara masuk,sensor gas tekan,dan sensor tekanan mesin.Perangkat ini akan menentukan lama kerja injector.Kelengkapan yang lain adalah main relay yang menyediakan sumber arus listrik ke computer. Circuit opening relay yang mengontrol kerja pompa bahan bakar dan sebuah resistor yang menstabilkan kerja injector.

Panjang banget ya artikelnya? Ya semoga artikel yang panjang ini bisa bermanfaat untuk teman-teman semua. Terimakasih.