Komponen dan Prinsip Kerja Air Intake & Exhaust System

Gambar . Turbocharger

SYSTEM PEMASUKAN UDARA ENGINE
System pemasukan udara engine terbagi menjadi beberapa jenis yaitu :
1. Natural aspirated
2. Turbocharger
Engine yang menggunakan turbocharger terbagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Turbocharger
2. Turbocharger aftercooler
Aftercooler yang dipergunakan turbocharger engine terdiri dari :
1. Air to air aftercooler
2. Jacket water aftercooler
3. Separate circuit aftercooler

Turbocharger engine

NATURAL ASPIRATED ENGINE
Natural aspirated merupakan system pemasukan udara kedalam ruang bakar secara
alamiah. Hisapan piston saat langkah intake mengakibatkan udara luar mengalir
melewati precleaner, air cleaner , intake manifold karena terjadi kevakuman diruang
bakar. Apabila terjadi hambatan pada air cleaner dan system intake, kerapatan udara
yang dihisap menjadi sangat rendah dibanding kerapatan udara atmosphere. Karena
jumlah udara terbatas maka bahan bakar yang diinjeksikan juga terbatas sehingga
tenaga yang dihasilkan juga terbatas. 

TURBOCHARGER ENGINE
Turbocharger dipergunakan untuk meningkatkan kemampuan dan efisiensi engine.
Turbocharger berputar menghisap udara luar melewati precleaner dan air cleaner
kemudian menekannya menuju ruang pembakaran melewati intake manifold. Tekanan
udara yang bisa dihasilkan dengan menggunakan turbocharger sebesar 10-25 Psi
diatas tekanan atmosphir.
Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan turbocharger adalah :
1. Tenaga – Udara yang dikompresikan meningkatkan oksigen didalam silinder
sehingga semakin banyak bahan bakar yang dapat diinjeksikan untuk
menghasilkan tenaga yang lebih besar.
2. Effisiensi – Turbocharger menyebabkan pembakaran didalam silinder lebih
sempurna sehingga gas buang lebih bersih dan penggunaan bahan bakar lebih
efisien 

CARA KERJA TURBOCHARGER
Exhaust gas mengalir melalui blade turbine wheel dan menyebabkannya berputar.
Turbine wheel dihubungkan menggunakan shaft ke compressor wheel. Exhaust gas
dapat memutar turbin hingga mencapai kecepatan 30000 – 130000 RPM.
Pada saat beban engine meningkat, bahan bakar akan semakin banyak diinjeksikan ke
silinder. Hal ini tentunya meningkatkan pembakaran dan exhaust gas yang dihasilkan
juga semakin banyak sehingga menyebabkan compressor wheel berputar semakin
cepat akibatnya udara yang dikompresikan pada kondisi ini semakin banyak.
Tingginya tekanan udara yang dihasilkan oleh engine tergantung kepada fuel setting

Gambar.Turbocharged aftercooler engine

TURBOCHARGED AFTERCOOLER ENGINE
Pada saat turbocharger mengkompresikan udara , temperature pun tentunya naik.
Udara yang bertemperature tinggi memiliki kerapatan dan jumlah oksigen rendah,
kondisi ini tentunya mengakibatkan turbocharger tidak maksimal dalam
meningkatkan efisiensi. Untuk itu dipergunakanlah aftercooler untuk menurunkan
temperature udara yang berasal dari turbocharger sebelum masuk kedalam silinder.
Penurunan temperature ini meningkatkan kerapatan udara sehingga jumlah oksigen
yang masuk kedalam silinderpun meningkat. Peningkatan jumlah oksigen didalam
silinder dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar dan efisiensi bahan bakar .

Gambar. Air to air aftercooler

AIR TO AIR AFTERCOOLER
Pada air to air aftercooler system, cooler core terpasang didepan radiator engine.
Udara sekitar mengalir melewati core akibat putaran kipas.
Udara yang bertekanan didinginkan oleh air to air aftercooler sebelum memasuki
intake manifold. ATAC merupakan metode yang efektif untuk mendinginkan karena
volume udara yang tersedia untuk mendinginkan sangat banyak. System ini sering
sekali dijumpai pada on highway truck dan Genset

Gambar. Jacket water aftercooler

JACKET WATER AFTERCOOLER
System jacket water aftercooler mempunyai sebuah core yang berada pada engine
dimana cairan pendingin engine dipergunakan untuk mendinginkan udara yang
dikompresikan turbocharger sebelum masuk ke intake manifold.

Gambar Separate circuit aftercooler

SEPARATE CIRCUIT AFTERCOOLER
Separate circuit aftercooler tidak jauh berbeda dengan jacket water aftercooler, cairan
pendingin yang dipergunakan pada separate circuit aftercooler tidak menggunakan
pendingin engine tetapi menggunakan cairan pendingin, water pump, saluran dan heat
exchanger tersendiri. Aftercooler type ini banyak dipergunakan pada marine engine
dan engine 3500 series.

Penggunaan aftercooler memberikan keuntungan yang terdiri dari :
1. Meningkatkan effisiensi bahan bakar sebesar 7% pada beberapa rating engine.
2. Meningkatkan kemampuan engine
3. Mengurangi kadar Nox dan partikel pada gas buang

ALIRAN GAS BUANG (EXHAUST FLOW)
Dari ruang pembakaran exhaust gas mengalir melalui exhaust manifold, turbocharger
housing, muffler dan exhaust stack.
Kobocoran dan hambatan aliran exhaust gas pada komponen-komponen diatas dapat
mempengaruhi kemampuan engine. Untuk mengetahui hambatan aliran exhaust gas
dilakukan pengukuran tekanan pada outlet turbocharger, Hambatan ini sering juga
disebut dengan back pressure.

MUFFLER
Muffler dipergunakan sebagai peredam suara dan mengarahkan gas buang yang keluar
dari engine. Dewasa ini muffler juga dilengkapi dengan catalist converter sebagai
penyaring gas buang supaya dapat memenuhi standarisasi gas buang.

EXHAUST STACK
Exhaust stack mengarahkan gas buang yang keluar dari muffler, perubahan rancangan
pada exhaust stack dapat mengakibatkan tingginya back pressure

by:Kang Herman