BAB I PENDAHULUAN
1.
LATAR BELAKANG
Untuk menciptakan teknologi yang ramah dan efisien perkembangan sebuah mesin kendaraan dari waktu ke waktu semakin berkembang pesat, sebetulnya secara garis besar perubahan demi perubahan terletak pada satu sistem yaitu sistem mekanisme katup . Apapun itu mesinnya, jenisnya serta variannya mekanisme katup adalah kunci utamanya. Tentu kita tidak asing lagi dengan perkembangan mesin mulai dengan OHC, SOHC, DOHC, V-Twin, Twin Cam dan banyak lagi, disadari atau tidak yang membedakan sebenarnya adalah mekanisme katup. Tidak dipungkiri lagi, mekanisme katuplah yang menentukan konstruksi mesin secara garis besar dan juga menjadi titik bagi para insinyur otomotif dalam melakukan perkembangan teknologi mesin dari jaman ke jaman. Jadi, jika kita merasa orang otomotif kita harus mengetahui perkembangan tersebut paling tidak mengenalnya. Dahulu, prinsip mekanisme katup mungkin hanyalah membuka dan menutup saluran masuk (in) dan buang (ex) pada waktu yang telah diset/ditentukan demi pembakaran yang efisien agar tenaga yang dihasilkan maksimal. Namun, semakin menipisnya cadangan c adangan bahan bakar dunia serta isu pemanasan global membuat penggunaan bahan bakar harus diminimalkan paling tidak dibuatkan teknologi agar penggunaannya bisa dihemat. Dan hal itu salah satunya dilakukan dengan (lagi-lagi) mengembangkan mekanisme katup. Yaitu dengan teknologi VVTi keluaran Toyota dan iVTEC keluaran Honda merupakan teknologi mekanisme katup yang populer di Indonesia,
hal tersebut didukung dengan banyaknya pengguna kendaraan dari kedua pabrikan tersebut. Sehingga biarpun kapasitas (cc) mesin kecil tapi tenaga yang dihasilkan sebanding dengan mesin berkapasitas besar.
BAB II PEMBAHASAN
1.
PENGERTIAN VVT-i
VVT-i atau Variable Valve Timing intelligent adalah pengaturan bukaan katup
variabel yang dikembangkan oleh Toyota.VVT-i yang diperkenalkan pada tahun 1996 menggantikan VVT yang sebelumnya telah diperkenalkan pada tahun 1991. Sistim VVT-i (Variable Valve Timing - Intelligent) merupakan serangkaian peranti untuk mengontrol penggerak camshaft. Maksudnya adalah menyesuaikan waktu bukaan katup dengan kondisi mesin. Sehingga bisa didapat torsi optimal di setiap tingkat kecepatan. Sekaligus menghemat bahan bakar dan mengurangi emisi gas buang. Secara garis besar, sistem kerja pada VVT- I, yg diatur bukan besarnya bukaan klep, tetapi timing bukaan klep terserbut. Pengaturannya juga tidak hanya berdasarkan RPM tapi juga menghitung volume udara masuk, posisi throttle (pijakan pedal gas) temperatur mesin dan beban yang ditanggung. VVT-I juga bersifat CONTINUES ,berarti perubahannya realtime mengikuti perubahan RPM. Tidak melalui tahap2/ steper seperti halnya Vtec dan Mivec yg hanya 2 atau 3 stage. Ti nj auan dasar VVT -i adalah mengoptimalkan torsi mesin pada setiap kecepatan dan kondisi pengemudian yang menghasilkan konsumsi BBM yang efisien dan tingkat emisi bahan bakar yang sangat rendah. Itulah sebabnya kendaraan bermesin teknologi VVT-i sanggup menghasilkan tenaga yang besar sekalipun kapasitas cc slinder mesin kecil. Sebagai contoh Toyota Vios dengan mesin 1.497 cc menghasilkan 109 dk dengan Torsi 142 Nm sehingga dibandingkan mesin konvensional yang menghasilkan tenaga 75 % nya.
2.
CARA KERJA
Cara kerja dari sistem VVT-i cukup sederhana, yaitu 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. Agar target valve timing selalu tercapai, sensor posisi chamshaft atau crankshaft memberikan sinyal sebagai respon koreksi. Sistem VVT-i akan terus mengoreksi valve timing atau jalur keluar masuk bahan bakar dan udara, yang disesuaikan dengan pijakan pedal
gas dan beban yang ditanggung demi menghasilkan torsi optimal di setiap putaran dan menghemat konsumsi BBM. Pada VVT-i bagian yang divariasikan adalah timing (waktu buka-tutup) intake valve dengan merubah atau menggeser posisi intake camshaft terhadap puli camshaft drive. Fluida yang digunakan sebagai aktuator untuk menggeser posisi camshaft adalah oli mesin yang diberikan tekanan. Jadi disini maksudnya puli pada intake camshaft adalah fleksibel, camshaftnya bisa diputar maju atau mundur.
a. Waktu Katup
Saat bekerja pada putaran rendah, mesin memerlukan campuran udara dan bahan bakar yang lebih sedikit daripada saat putaran tinggi. Hal ini dikarenakan tenaga yang harus dihasilkan juga tidak perlu besar. Kendati begitu, apabila gas ditekan lebih dalam, jumlah bahan bakar dan udara yang masuk ke mesin bertambah banyak. Dengan makin banyak massa udara dan bahan bakar masuk ke dalam mesin dan kemudian dibakar, makin besar pula tenaga yang dihasilkan. Selanjutnya hal itu dimanfaatkan agar kendaraan melaju pada kecepatan lebih tinggi. Selama ini pada mesin non-VVT-i atau konvensional, waktu buka dan tutup katup isap selalu sama, baik saat mesin bekerja pada putaran rendah maupun tinggi. Kondisi seperti ini tentu saja membuat mesin tidak bisa bekerja secara optimal dan efisien, baik pada putaran rendah maupun tinggi. Bila salah satu diutamakan, misalnya putaran pada tinggi, seperti mesin balap jadul, maka pada putaran rendah mesin akan mengalami
“mbrebet”. Selain itu
juga boros konsumsi bahan bakar. Sebaliknya, bila hanya putaran rendah, maka kerja mesin pada putaran tinggi akan menjadi berat atau kurang bertenaga. Dengan adanya teknologi VVT-i, maka pada saat mesin bekerja pada putaran rendah, waktu buka katup isap tidak perlu lama. Waktu buka katup diperlambat dan tutupnya dipercepat karena bahan bakar yang diperlukan mesin sedikit. Selanjutnya apabila pedal gas ditekan, hal itu menyebabkan kebutuhan mesin terhadap bahan bakar dan udara makin besar. Katup pun membuka lebih cepat dan waktu menutup diperlambat. Artinya, waktu buka katup lebih lama. Dengan demikian, jumlah udara dan bahan bakar yang masuk ke dalam mesin menjadi lebih banyak.
b. Kendali Komputer
Untuk bisa membuat katup isap membuka dan menutup sesuai dengan kondisi kerja mesin, pada sistem poros kem katup ditambahkan mekanisme VVT-i. Rangkaian
komponennya antara lain timing rotor, rumah, dan baling-baling (fan) controler, dan katup spul. Semunya disatukan pada poros kem isap. Controler VVT-i bergerak memutar atau menggeser posisi poros kem. Hasilnya, posisi poros kem berubah. Hal ini menyebabkan waktu buka katup berubah, jadi cepat atau lambat. Controler VVT-i bekerja atas tekanan oli dari katup spul (spool valve) yang mengalirkan ke baling-baling. Kerja katup spul ini dikendalikan oleh komputer mesin. Komputer mengatur kerja katup spul (tipe solenoid) berdasarkan berbagai informasi yang diterima dari sensor-sensor mesin lain. Dengan demikian, pengaturan pembukaan katup lebih cepat atau lambat jadi lebih efisien dan efektif. Sistem yang lebih canggih dari VVT-i adalah VVTL-i (variable valve timing and liftintelligent). Pada sistem, ini bukan hanya waktu buka dan tutup katup isap yang bisa dikontrol
sesuai
dengan
putaran
mesin,
juga
tinggi
angkatnya.
Pada putaran tinggi, katup terangkat lebih tinggi. Sementara itu, pada putaran rendah, katup terangkat lebih rendah dari dudukannya. Dengan demikian, selain efisien, hal itu juga menghasilkan tenaga mesin yang mumpuni, baik pada putaran rendah, maupun tinggi. VVTL-i digunakan Toyota pada Celica.
Gambar Control Elektrik VVTi
Pada mesin Toyota, sistim ini diaplikasikan pada katup masuk. Waktu bukaan camshaft bisa bervariasi pada rentang 60 derajat. Misalnya, pada saat start, kondisi mesin dingin dan mesin stasioner tanpa beban, timing dimundurkan 30 derajat.
Gambar diatas, timing intake valve digeser maju atau mundur terhadap puli penggeraknya. Gambar dibawah menjelaskan fungsi atau tujuan ketika timing digeser maju atau mundur.
Cara ini bakal menghilangkan overlap. Yaitu peristiwa membukanya katup masuk dan buang secara bersamaan di akhir langkah pembuangan karena katup masuk baru akan membuka beberapa saat setelah katup buang menutup penuh. Logikanya, pada kondisi ini mesin tak perlu bekerja ekstra. Dengan tertutupnya katup buang, tak ada bahan bakar yang terbuang saat terisap ke ruang bakar. Konsumsi BBM jadi hemat dan mesin lebih ramah lingkungan.Sedangkan saat ada beban, timing akan maju 30 derajat . Derajat overlapping akan meningkat. Tujuannya untuk membantu mendorong gas buang plus memanaskan campuran bahan bakar dan udara yang masuk. Selain itu, waktu kompresi juga bertambah karena katup masuk juga menutup lebih cepat. Efeknya, efisiensi volumetrik jadi lebih baik. Untuk mewujudkannya, ada VVT-i controller pada timing gear di intake camshaft. Alat ini terdiri atas housing (rumah), kemudian di dalamnya ada ruangan oli untuk menggerakkan vane (baling-baling). Baling-baling itu terhubung dengan camshaft. Di dalamnya terdapat dua jalur oli menuju masing-masing ruang oli di dalam rumah VVT-i controller. Dari jalur oli yang berbeda inilah, vane akan mengatur waktu bukaan katup.
Posisi advance timing maju didapat dengan mengisi oli ke ruang belakang masingmasing bilah vane. Sehingga vane akan bergerak maju dan posisi timing pun ikut maju 30 derajat. Tekanan olinya sendiri disediakan oleh camshaft timing Oli Control Valve yang diatur oleh ECU mesin. Kebalikannya, untuk kondisi retard (mundur), ruang di depan vane akan terisi dan posisi timing mundur. Sedangkan kalau dibutuhkan pada kondisi standar, ada pin yang akan mengunci posisi vane tetap ada di tengah.
3.
KEUNGGULAN TEKNOLOGI VVT-i
Berikut ini adalah keunggulan dari VVTi:
Pembakaran yang stabil dapat diperoleh bahkan pada putaran mesin yang rendah. Dengan putaran mesin yang rendah saat stasioner (idle)maka efisie nsi bahan bakarnya menjadi lebih baik.
Kerugian tenaga mesin dapat dikurangi sehingga efisiensi bahan bakarnya meningkat. Selain itu, hasil gas buangnya pun lebih ramah lingkungan.
Kemampuan mesin dapat dioptimalkan sehingga tenaga yang dihasilkan dapat maksimal.
4. PEMELIHARAAN
Adopsi teknologi VVT-i ke mesin mobil juga memberikan kelebihan minimnya biaya pemeliharaan yang harus ditanggung. Sebab tune-up seperti setel klep dan lain sebagainya tidak diperlukan lagi. Namun demikian, sebaiknya tetap lakukan service berkala, hindari sembarangan bengkel, dan gunakan oli mesin dengan grade yang dibutuhkan sesuai dengan manual yang dikeluarkan pihak pabrikan mobil. Memilih sembarang bengkel untuk mobil ini menjadi pantangan, pasalnya mesin ini memerlukan komputer diagnosa khusus yang hanya tersedia dibengkel resminya. Suatu hal yang masih sulit untuk dilakukan pemilik mobil mayoritas di Indonesia yang umumnya mengutamakan mobil yang serbaguna, handal, te rjangkau dan tidak sulit perawatan dan bengkel saat darurat.
