Apa Itu Turbo Charger ? Simak Penjelasannya

Apa Itu Turbo Charger ? Simak Penjelasannya - Turbocharger merupakan sebuah peralatan yang berfungsi untuk menambah jumlah udara masuk pada mesin dengan sebuah kompresor sentrifugal yang sumber tenaganya berasal dari gas buang kendaraan.

Turbocharger

Turbocharger juga merupakan salah satu metode forced induction pada mesin mobil. Forced induction adalah proses mengalirkan udara yang dikompresi kedalam (intake) mesin yang kemudian digunakan untuk proses pembakaran bahan bakar dalam ruang bakar (combustion chamber).

Selain turbocharger, metode forced induction lainnya adalah supercharger dan nitrous oxide. Tenaga penggerak turbocharger berasal dari gas buangan (exhaust), sedangkan tenaga penggerak supercharger adalah putaran crankshaft (kruk as / poros engkol) pada mesin. 

Turbocharger akan anda temukan pada mesin pembakaran dalam seperti mesin bensin dan mesin diesel. Pada kendaraan WRC (Rally), turbocharger sangat berguna untuk menambah torsi secara drastis. Dengan penambahan turbocharger, kendaraan WRC dapat meningkatkan torsinya lebih dari 100%.

Mesin turbo bekerja dengan sistem pelumasan oli pada shaft-nya, dan untuk menjaga suhu pada olinya,turbo dielngkapi dengan watercooler. Setelah itu, agar lebih efisien dalam menurunkan suhu udara yang dimampatkan dari turbocharger kedalam mesin, kendaraan juga dilengkapi intercooler.

Intercooler

Intercooler merupakan suatu alat penukar kalor (heat exchanger) dengan fluida yang didinginkan atau atau gas dan fluida pendinginannya juga udara atau gas.  Intercooler berperan sangat penting karena berfungsi mendinginkan udara yang telah dimampatkan tadi, dan intercooler memiliki porsi perhatian yang cukup besar dalam meningkatkan output mesin khususnya bila digunakan pada daerah yang beriklim panas atau memiliki ketinggian yang jauh dari permukaan laut.

Turbocharger memanfaatkan energy yang terkandung dalam gas buang untuk menggerakkan kompresor sehingga lebih efektif menaikkan mean effective pressure (mep) dibandingkan dengan metode supercharger, tanpa perlu menaikkan kecepatan mesin, jumlah maupun langkah silinder, maupun kecepatan rata-rata piston. Tekanan efektif rata-rata (mep) mesin diesel menggunakan turbocharger mencapai sekitar 160 - 230 psi dengan penambahan daya sekitar 75% - 100 % dibandingkan mesin diesel tanpa turbocharger. 

Persyaratan utama turbocharger terletak pada ketahanan dinding silinder dalam menerima gaya tekan yang meningkat dalam silinder. Dan perbandingan berat dan daya yang dulunya 10 : 1 sekarang dapat mencapai 6 : 1. Untuk mencapai daya output optimum maka efisiensi volumetris dan laju pembilasan gas bekas harus ditingkatkan.

Untuk mencapai keadaan ini maka kompresi rasio harus dikurangi sedikit dan perubahan katup overlap. Secara keseluruhan, semua turbocharger memiliki tiga sistem dasar yaitu turbin, kompressor dan assembling bantalan Perbedan-perbedaan yang ada adalah pada variasi peningkatan tekanan dan debit udara yang dimasukkan dalam ruang silinder. 

Aliran Gas Turbocharger

Rumah turbin, desain roda turbin dan konstruksi yang berbentuk volute ataupun nozzle sangat menentukan kecepatan aliran gas yang akan menggerakkan poros kompressor. Ketika mesin mulai digerakkan maka gas buang akan memasuki rumah turbin yang berbentuk volute dengan variasi ruang yang semakin kecil dengan kecepatan yang sangat tinggi. 

Kecepatan gas yang sangat tinggi ini akan digunakan untuk memutar turbin, yang kemudian keluar melalui pipa buang ke atmosfir Aliran Gas Turboharger Akibat perputaran turbin maka compressor juga akan ikut berputar dan menyebabkan terjadinya tekanan vakum pada sisi hisap compressor. 

Akibatnya tekanan atmosfer akan memaksa udara ke dalam saluran hisap compressor pada kecepatan relative tinggi. Udara ini kemudia memasuki diffuser dan mengalami penekanan lagi pada rumah compressor dan dikeluarkan melalui sisi tekan ke ruang silinder.

Pengoperasian Turbocharger Ada 2 Cara, Yaitu

1. Turbocharger dua tingkat
Jenis ini digunakan untuk meningkatkan batas torsi mesin dan tekanan efektif rata-rata (mep). Beberapa jenis mesin V dan inline menggunakan dua atau empat turbocharger dan aftercooler (masing-masing satu untuk pipa manifold buang).

Cara kerja:

• Udara mengalir dari saringan udara ke rumah kompressor tingkat pertama (low pressure turbocharger), kemudian keluar dari kompressor tingkat pertama dan masuk kompressor tingkat kedua. 

• Setelah udara ditekan pada kompressor tingkat dua maka udara keluar melewati aftercooler menuju pipa hisap silinder. Pada keadaan ini temperatur udara dikurangi sampai 223°F (1060° C) dan tekanan berkisar 204,5 kpa.

• Gas buang hasil pembakaran memasuki pipa manifold tipe pulsa yang kemudian memasuki rumah turbin tingkat dua. 

• Gas buang kemudian meninggalkan turbin tingkat dua dan memasuki turbin tingkat pertama yang akan menggerakkan roda turbin dengan sisa-sisa energi yang terkandung dalam gas buang. 

• Kemudian gas ini dibuang melalui pipa saluran buang ke atmosfer. Dengan metode ini diperkirakan diperoleh daya tambahan sebesar 75 HP dan torsinya meningkat sampai putaran 700 rpm.

2. Turbocharger majemuk
Berdasarkan uji coba eksperimental, maka dengan metode ini efisiensi total mesin diesel dapat mencapai 46,5%. Sistem yang mencakup roda turbin dan porosnya dihubungkan ke sebuah kopling fluida. Kemudian turbin ini dihubungkan dengan roda gigi reduksi dan poros outputnya dihubungkan dengan crankshaft.

Cara kerja:

• Gas buang menggerakkan roda turbin yang selanjutnya akan menggerakkan kopling fluida yang akan menyebabkan turbin ikut berputar. 

• Perputaran turbin akan menggerakkan ruda gigi reduksi yang akan membantu pergerakan crankshaft. 

• Gas buang yang meninggalkan rumah turbin diarahkan ke turbocharger yang akan menggerakkan turbin dan kompressor didalamnya. 

• Akibat pergerakan kompressor maka udara atmosfer akan ditarik ke dalam kompressor dan ditekan melalui aftercooler masuk ke dalam ruang silinder sehingga suhunya senantiasa konstan.