Diagram Pembukaan Katup (Valve Timing)

Pada mesin (engine) 4tak (four stroke) untuk memasukkan gas baru atau campuran udara dan bahan bakar di dalam ruang bakar serta untuk mengeluarkan gas buang hasil pembakaran digunakan mekanisme katup di dalamnya.

Mekanisme katup ini terdiri dari beberapa komponen, diantaranya katup, pegas katup, rocker arm, push rod (pada tipe OHV), valve lifting (pada tipe OHV), poros nok, timing chain atau timing belt atau timing gear dan lain-lain.

Katup ini berfungsi untuk membuka dan menutup saluran hisap (katup in atau katup hisap) dan saluran buang (katup ex atau katup buang).

Pada saat langkah hisap, piston akan bergerak dari TMA ke TMB dan posisi katup in membuka sedangkan katup ex menutup. Pada saat ini gas baru atau campuran udara dan bahan bakar dihisap masuk ke dalam ruang bakar.

Pada saat langkah kompresi, piston akan bergerak dari TMB ke TMA dan posisi katup in dan katup ex dalam keadaan menutup.

Pada saat langkah usaha atau pembakaran, ketika piston mencapai TMA sekitar 8 derajat sebelum TMA (akhir langkah kompresi) busi akan memercikkan bunga api untuk membakar campuran udara dan bahan bakar. akibat dari ledakan pembakaran ini akan mendorong piston untuk bergerak turun dari TMA ke TMB. Pada saat ini kondisi katup in dan ex juga masih dalam keadaan menutup.

Pada saat langkah buang, piston akan bergerak dari TMB ke TMA dan mendorong gas hasil pembakaran untuk keluar dari dalam ruang bakar. Pada saat ini katup ex membuka dan katup in dalam keadaan menutup.

Keempat siklus kerja tersebut akan terjadi berulang-ulang pada saat mesin hidup. Kerja dari katup ini dipengaruhi oleh poros nok karena katup akan membuka ketika poros nok menekan dan katup akan menutup ketika poros nok tidak menekan.

Waktu pembukaan katup (valve timing) akan mempengaruhi kinerja dari mesin, waktu pembukaan katup dipengaruhi dari konstruksi tonjolan pada poros nok (cam lobe), semakin lebar diameter tonjolan poros nok maka akan semakin lama waktu pembukaan katup dan sebaliknya semakin kecil diameter tonjolan nok maka semakin cepat waktu bukaan katup.

Pada dasarnya katup hisap dan katup buang membuka dan menutup tidak benar-benar pada saat piston berada di “0” derajat saat TMA atau TMB, namun kedua katup ini akan dibuat membuka lebih awal beberapa derajat dan akan menutup lebih akhir setelah beberapa derajat.

Pembukaan yang lebih awal ini dinamakan dengan pembukaan awal sedangkan penutupan lebih akhir ini disebut dengan penutupan susulan.

Tujuan adanya pembukaan awal dan penutupan susulan ini adalah untuk meningkatkan efisiensi volumetrik campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam silinder (saat langkah hisap) dan agar gas buang (saat langkah buang) benar-benar seluruhnya dapat keluar dari ruang bakar.

Adanya pembukaan awal dan penutupan susulan pada kedua katup in dan ex ini maka akan terjadi overlapping.

Overlapping merupakan kondisi dimana katup in dan katup ex pembuka bersamaan. Overlapping bertujuan untuk pembilasan ruang bakar, gas baru yang masuk ke dalam ruang bakar akan membantu untuk mendorong keluar gas hasil pembakaran sehingga ruang bakar diharapkan benar-benar bersih.

Untuk lebih jelasnya tentang diagram bukaan katup dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Diagram di atas memperlihatkan kapan katup in membuka dan menutup, serta kapan katup ex membuka dan menutup. Selain itu, diagram di atas juga memperlihatkan kapan terjadinya overlapping.

Pada gambar di atas lamanya (durasi) katup in atau hisap membuka adalah 6^o + 180^o + 40^o = 226^o, lamanya katup ex atau buang membuka adalah 31^o + 180^o + 9^o = 220^o, sedangkan lamanya overlapping adalah 6^o + 9^o = 15^o.