 | |
| Ilustrasi 1 | g01107004 |
Sistem pemasukan udara dan buang dasar (1 ) Katup saluran masuk (2 ) Katup buang (3 ) Manifold masuk (4) Manifold buang (5) Aftercooler (6) Saluran masuk udara (7) Saluran buang (8) Kompresor (9) Turbin | |
Komponen sistem pemasukan udara dan buang mengontrol kualitas udara dan jumlah udara yang tersedia untuk pembakaran. Sistem pemasukan udara dan buang terdiri dari komponen berikut:
- Air cleaner
- Turbocharger
- Aftercooler
- Cylinder head
- Katup dan komponen sistem katup
- Piston dan silinder
- Manifold masuk
- Manifold buang
Catatan: Deskripsi pengoperasian sistem pemasukan udara dan buang berikut menganggap bahwa engine menghasilkan tekanan boost.
Udara masuk lewat melalui air cleaner ke saluran masuk udara (6) kompresor turbocharger (8). Turbocharger digunakan untuk meningkatkan aliran udara ke engine. Peningkatan dalam aliran udara ini menekan suplai udara pembakaran untuk engine. Tekanan yang diberikan ke udara masuk memungkinkan volume udara yang lebih besar untuk dikompresi ke silinder. Kompresi udara masuk ini disebut sebagai boost engine.
Kompresi udara menyebabkan temperatur udara meningkat sekitar 204 °C (400 °F). Saat udara mengalir melalui aftercooler (5), temperatur udara kompresi didinginkan ke sekitar 46 °C (115 °F). Aftercooler menggunakan heat exchanger untuk mendinginkan udara masuk. Mendinginkan udara masuk menyebabkan udara menjadi lebih padat. Mengkompresi dan mendinginkan udara masuk meningkatkan efisiensi pembakaran engine. Ini juga meningkatkan output horsepower.
Dari aftercooler, udara masuk ke manifold masuk (3). Aliran udara dari manifold masuk ke silinder dikontrol oleh katup masuk (1). Ada dua katup masuk dan dua katup buang (2) untuk setiap silinder. Katup masuk terbuka di posisi tengah atas piston. Saat katup masuk terbuka, udara kompresi yang telah didinginkan masuk ke silinder melalui port masuk. Katup masuk menutup saat piston mencapai bagian posisi tengah bawah. Ini disebut langkah masuk engine. Saat piston mulai bergerak kembali ke posisi tengah atas di langkah kompresi, udara di silinder dikompresi ke temperatur tinggi. Saat piston berada di dekat ujung langkah kompresi, bahan bakar diinjeksikan ke silinder dan bercampur dengan udara kompresi. Ini menyebabkan dimulainya pembakaran di silinder. Setelah pembakaran dimulai, gaya pembakaran mendorong piston ke posisi tengah bawah. Ini disebut langkah daya. Katup buang terbuka saat piston bergerak ke posisi tengah bawah dan gas buang terdorong melalui port gas buang ke manifold buang (4) saat piston bergerak ke tengah atas di langkah buang. Katup buang menutup dan siklus diulangi. Siklus lengkap tersebut terdiri dari empat langkah:
- Saluran masuk
- Kompresi
- Daya
- Saluran buang
Gas buang dari silinder didorong ke manifold buang (4). Aliran gas buang dari manifold buang memasuki sisi turbin turbocharger. Aliran gas buang dan panas gas buang menyebabkan roda turbin di turbin (9) berputar. Roda turbin dihubungkan ke poros yang menggerakkan roda kompresor. Gas buang dari roda turbin kemudian keluar dari turbocharger (8) .
Turbocharger
 | |
| Ilustrasi 2 | g01748913 |
Turbocharger berpendingin air (10) Saluran masuk kompresor (11) Rumah kompresor (12) Roda kompresor (13) Bearing poros (14) Port masuk oli (15) Bearing poros (16) Roda turbin (17) Saluran keluar turbin (18) Saluran masuk turbin (19) Port keluar oli | |
Semua udara yang masuk ke engine lewat melalui kompresor. Semua gas buang dari engine lewat melalui turbin.
Gas buang masuk melalui saluran masuk turbin (18). Aliran gas buang mendorong bilah roda turbin (167) dan keluar melalui saluran keluar turbin (17). Roda turbin dihubungkan oleh poros ke roda kompresor (12) .
Saat roda kompresor berputar, vakum tercipta di rumah kompresor (11). Udara ditarik melalui filter udara ke rumah kompresor melalui saluran masuk kompresor (10). Bilah impeller dibuat menjadi roda kompresor. Bilah digunakan untuk mengkompresi udara yang masuk. Udara kompresi diarahkan ke saluran keluar kompresor ke pipa masuk. Udara kemudian diarahkan ke sisi masuk engine. Tekanan boost tercipta saat aliran yang dihasilkan oleh roda kompresor melampaui kebutuhan engine. Ini menghasilkan tekanan manifold masuk positif yang melampaui tekanan atmosfer. Tekanan yang meningkat tersebut memungkinkan engine membakar lebih banyak bahan bakar selama pembakaran bahan bakar. Melalui efisiensi bahan bakar yang optimal, strategi ini memungkinkan engine menghasilkan lebih banyak daya dan menurunkan tingkat emisi.
Saat throttle dibuka, bahan bakar yang diinjeksikan ke silinder lebih banyak. Pembakaran bahan bakar tambahan ini menghasilkan peningkatan aliran gas buang dan temperatur buang menjadi lebih tinggi. Aliran tambahan dan temperatur gas buang yang meningkat menyebabkan turbin dan roda kompresor turbocharger berputar lebih cepat. Saat roda kompresor berputar lebih cepat, aliran udara ke sistem pemasukan udara menciptakan penambahan tekanan yang berada dalam manifold masuk. Tekanan udara yang meningkat ini memungkinkan engine membakar bahan bakar lebih banyak dengan efisiensi yang lebih besar.
Bearing poros (13) dan (15) menggunakan oli bertekanan dari engine untuk pelumasan dan pendinginan. Oli masuk melalui port masuk oli (14). Oli kemudian mengalir melalui saluran di bagian tengah untuk melumasi bearing. Oli ini juga mendinginkan bearing. Oli dari turbocharger mengalir keluar melalui port keluar oli (13) di bawah bagian tengah. Oli kemudian mengalir balik ke bak penampung oli engine.
Komponen Sistem Katup
 | |
| Ilustrasi 3 | g01748993 |
Komponen sistem katup (20) Rocker arm (21) Sekrup penyetelan katup (22) Poros rocker arm (23) Camshaft follower (24) Camshaft (25) Jembatan katup (26) Rotator katup (27) Pegas katup (28) Katup (29) Dudukan katup | |
Rangkaian katup mengontrol aliran udara masuk ke silinder dan aliran gas buang yang keluar dari silinder selama pengoperasian engine. Cam lobe yang merupakan hasil pemesinan khusus di camshaft (24) mengontrol aspek fungsi katup berikut:
- Ketinggian pengangkatan katup
- Timing pengangkatan katup
- Durasi pengangkatan katup
Roda-gigi crankshaft mendorong roda-gigi camshaft melalui roda-gigi idler. Timing camshaft harus diatur ke crankshaft untuk mendapatkan hubungan yang benar antara posisi piston dan posisi katup.
Camshaft memiliki tiga camshaft lobe untuk setiap silinder. Satu camshaft lobe mengoperasikan katup masuk. Satu camshaft lobe mengoperasikan katup buang. Ada juga satu camshaft lobe yang mengoperasikan injektor unit. Camshaft follower (23) bergulir ke permukaan camshaft lobe. Follower yang dimesinkan dalam camshaft lobe ke rocker arm (20) digunakan untuk memindahkan pengangkatan.
Camshaft lobe mengangkat camshaft follower rocker arm yang mengaktifkan katup (28). Saat camshaft lobe mengangkat follower, rocker arm berputar di poros ayun (22). Ini menerapkan tindakan pengangkatan ke jembatan katup (25). Jembatan katup digunakan untuk memindahkan pengangkatan dari rocker arm ke katup. Sekrup penyetelan katup (21) digunakan untuk menyetel jarak celah katup.
Tiap silinder memiliki dua katup masuk dan dua katup buang. Pegas katup (27) digunakan untuk menahan katup di posisi tertutup saat pengangkatan tidak dipindahkan dari camshaft lobe. Pegas memberikan gaya pada katup untuk memastikan katup akan tertutup pada rpm tinggi dan di bawah tekanan boost yang tinggi.
Rotator katup (26) menyebabkan katup berputar saat engine beroperasi. Putaran katup mencegah katup terbakar dengan mengubah terus-menerus area kontak permukaan katup dan dudukan katup (29). Putaran ini memberikan katup masa pakai yang lebih lama.