Inilah Komponen Turbocharger Yang Harus Diketahui

Komponen Turbocharger - Thurbocharger adalah salah satu komponen otomotif yang mengkonversikan energi panas dari tekanan gas buang sisa pembakaran menjadi energi mekanis putaran poros. Setelah itu putaran poros tersebut digunakan untuk mengkompresi udara yang akan masuk ke ruang bakar melalui intake manifold.

Untuk melaksanakan rangkaian tugasnya, turbocharger tersusun dari beberapa komponen utama yaitu turbin, kompresor dan sistem shaft. Selain itu, turbocharger juga dilengkapi dengan beberapa komponen pendukung lainnya.

Apa saja komponen sistem turbocharger? Yuk, langsung saja dibaca penjelasannya.

Komponen - Komponen Turbocharger

1. Turbin

Turbin adalah komponen mekanik yang berfungsi untuk mengubah energi panas dari fluida yang melewatinya menjadi energi mekanis putaran poros turbin. Fluida panas mengalir melewati sudu-sudu turbin yang didesain membentuk nozle.

Pada saat fluida melewati nozle, fluida akan terekspansi dan diikuti dengan perubahan energi panas menjadi energi mekanis.

Fluida panas yang dikonversikan menjadi energi mekanis adalah udara gas buang sisa pembakaran motor bakar. Gas buang ini masih mengandung energi panas dan tekanan yang masih dapat dimanfaatkan.

Turbin turbocharger tersusun dari rotor dan casing. Turbin turbocharger biasanya bertipe turbin sentrifugal dengan casing berbentuk volute mirip dengan casing pompa sentrifugal.

Gas buang yang masuk melalui sisi casing akan mengalir mengikuti bentuk "keong" dan masuk ke dalam sudu melalui tepi rotor. Setelah itu, gas buang akan mengalir mengikuti bentuk sudu turbin dan mengalami proses perubahan energi panas dan tekanan menjadi putaran sudu.

2. Kompresor

Pada turbocharger, kompresor berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari putaran turbocharger menjadi energi kinetik aliran udara. Kompresor terletak satu poros dengan turbin sehingga jika turbin mulai berputar maka kompresor juga akan ikut berputar dengan kecepatan putar yang sama.

Energi yang dihasilkan turbin turbocharger secara langsung dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak kompresor.

Kompresor pada turbocharger bertipe sentrifugal dan terdiri dari dua bagian utama yaitu sudu-sudu rotor dan casing.

Jika impeller rotor kompresor mulai berputar dengan kecepatan tinggi, udara atmosfer akan terhisap dan masuk ke dalam kompresor melalui sisi inlet.

Pada saat udara terakselerasi sampai ke casing kompresor, kecepatan aliran udara akan turun dan tekanan statiknya akan meningkat. Meningkatnya tekanan udara ini diikuti dengan kenaikan temperatur. Setelah itu, udara yang terkompresi dikeluarkan menuju intercooler.

3. Center Housing and Rotating Assembly (CHRA)

Turbin dan kompresor pada turbocharger masing-masing terdiri dari bagian rotor dan rumah casing. Keduanya berada pada satu poros yang ditopang oleh bantalan (bearing) di tengah - tengah antara turbin dan kompresor.

Casing turbin dan kompresor digabungkan dengan sebuah sistem bernama Center Housing and Rotating Assembly (CHRA). Karena bantalan (bearing) berada pada CHRA maka sistem lubrikasi turbocharger berpusat pada CHRA.

Kecepatan putar poros turbocharger dapat mencapai 100.000 RPM, sehingga diperlukan bearing dengan kualitas yang sangat baik.

CHRA menjadi tempat sistem pelumasan oli dan pendingin bersirkulasi. Turbocharger bekerja pada temperatur yang sangat tinggi, untuk itu dibutuhkan sistem pelumasan dan pendinginan yang baik untuk menunjang keawetan bearing.

4. Intercooler

Udara yang mengalami kenaikan tekanan pada sebuah ruangan akan diikuti dengan kenaikan temperaturnya. Proses tersebut disebut dengan isokhorik atau isovolumetrik. Proses isokhorik akan terjadi pada setiap kompresor termasuk kompresor pada turbocharger

Proses isokhorik ini ditandai dengan naiknya temperatur udara terkompresi yang keluar dari kompresor turbocharger.

Dengan demikian, diperlukan sistem pendingin yang dinamakan dengan intercooler sebelum udara bertekanan tersebut memasuki intake manifold.

Intercooler adalah sebuah heat exbhanger yang menggunakan udara atmosfer sebagai media pendinginnya.

Udara terkompresi masuk ke dalam sisi tubing kecil yang tersusun dengan plat - plat tipis dari alumunium mirip seperti radiator. Dengan bantuan kipas, udara atmosfer mengalir melewati sela - sela tubing dan menyerap panas udara terkompresi melalui permukaan tubing.

5. Wastegates

Mesin kendaraan selalu bekerja pada kecepatan putaran mesin yang berbeda. Variasi putaran mesin tersebut akan menghasilkna jumlah gas buang yang bervariasi juga. Kuantitas gas buang akan semakin banyak pada saat putaran mesin semakin tinggi dan temperatur gas buang juga menjadi semakin tinggi.

Jika semua gas buang masuk ke dalam turbin turbocharger maka putaran turbocharger akan menjadi tidak terkontrol. Hal ini dapat terjadi jika mesin kendaraan terlalu lama berada pada putaran tinggi dan dapat menyebabkan overheating pada turbin dan kompresor.

Untuk mengatasi hal tersebut, digunakan wastegates yang berfungsi sebagai bypass valve untuk membuang gas buang pada kondisi tertentu. Pada kondisi stabil, wastegates akan menutup dan pada saat terjadi akselerasi, wastegates akan membuka sehingga putaran turbin turbocharger tidak akan mengalami sentakan yang berlebihan.

Wastegates bekerja berdasarkan pegas keong yang dapat diatur ketegangannya agar mendapatkan kinerja terbaik dari turbocharger.

6. BLow-Off Valve

Blow-Off Valve adalah pressure relief valve yang berfungsi untuk membuang udara terkompresi ke atmosfer jika tekanan udara yang keluar dari turbocharger terlalu besar.

Jika sebuah mobil dengan turbocharger dikurangi tekanan pedal akselerasinya, katup intake manifold akan menutup dan udara bertekanan turbocharger tidak dapat masuk ke dalam ruang bakar.

Udara bertekanan yang tidak dapat memasuki ruang bakar ini akan dibuang ke atmosfer melalui Blow-Off Valve, jika tidak ada Blow-Off Valve maka tekanan udara terkompresi akan terus naik dan dapat menyebabkan kerusakan pada intake manifold.

Konstruksi Blow-Off Valve mirip dengan wastegates. Katup ini akan menutup pada saat mesin berakselerasi dan akan membuka pada saat mesin mengurangi kecepatan putarnya. Tekanan udara berlebih akan mendorong pegas Blow-Off Valve sampai terbuka.

7. Saluran Pipa

Saluran pipa pada turbocharger dibagi menjadi dua bagian yaitu saluran panas dan saluran dingin.

Pipa saluran panas mengalirkan gas buang dari ruang bakar ke sisi inlet turbin turbocharger dan membuang gas buang keluaran turbin ke sistem exhaust.

Pipa saluran dingin mengalirkan udara atmosfer masuk ke dalam kompresor, udara bertekanan dari outlet kompresor ke intercooler dan mengalirkan udara dingin bertekanan dari intercooler ke intake manifold.

Dengan adanya perbedaan fluida yang mengalir melalui dua saluran tersebut, karakteristik material yang digunakan oleh kedua saluran pipa tersebut juga berbeda. Pipa saluran panas menggunakan material yang yahan terhadap temperatur tinggi, tekanan tinggi, backpressure dan tegangan, sedangkan pipa saluran dingin menggunakan material yang kuat untuk tekanan tinggi.

Itulah komponen - komponen turbocharger yang dapat dijelaskan pada tulisan kali ini, semoga bermanfaat.