Head cylinder adalah komponen penutup blok silinder yang bertugas menutup rongga silinder, di mana ruang yang ditutup tersebut adalah ruang pembakaran. Sehingga, dengan adanya penutup ini maka pembakaran bisa terjadi.
Selain sebagai penutup blok silinder, kepala silinder juga masih memiliki fungsi yang lain dan ternyata ada beberapa jenis kepala silinder yang banyak dipakai pada mesin. Mari kita bahas secara detail di bawah.
Beberapa fungsi blok silinder antara lain:
- Sebagai penutup blok silinder.
- tempat terjadinya pembakaran karena dikomponen inilah ruang bakar diletakan.
- komponen untuk meletakan komponen mesin lain seperti mekanisme katup, manifold dan busi/injector.
Cylinder head atau kepala silinder merupakan salah satu komponen mobil yang terbilang penting di mana fungsinya sebagai tempat proses pembakaran. Tak hanya itu, cylinder mobil juga merupakan tempat katup buang serta hisap dan sebagai tempat busi untuk melakukan pembakaran.
Jumlah katup pada kepala silinder mobil tersebut tergantung dan menyesuaikan teknologi serta kebutuhan masing-masing kendaraan. Namun, pada umumnya masing- masing kendaraan memiliki kelemahan yang tak sama, khususnya pada bagian komponen mobil tersebut. Tugasnya yang begitu berat membuat cylinder head mobil sering dan sangat rentan sekali mengalami kerusakan atau permasalahan.
Cover Kepala Silinder
Gambar 1.2. Cover Cylinder Head
(Sumber: Dokumen Pribadi)
Merupakan tutup kepala silinder yang akan menutup bagian atas kepala silinder. Pada cover ini pula biasanya diletakkan tutup oli yang digunakan untuk tempat pengisian oli mesin.
Lubang Oli (Oil Feed)
Gambar 1.3. Lubang Oli Mesin pada Cylinder Head
(Sumber: maperformance.com)
Fungsi oil feed sebenarnya hanya sebagai jalur oli, jalur ini secara default sudah terbentuk saat pembuatan blok mesin bersama water jacket. Hal ini dikarenakan letak oil feed ini berada di dalam blok silinder.
Selain inner oil jet, biasanya juga ada outer oil jet. Outer oil jet ini terbentuk seperti pipa biasa yang umumnya berbahan logam. Fungsi saluran ini yakni menghubungkan oli ke komponen luar mesin seperti turbocharger atau oil cooler.
Saluran Air Pendingin
Gambar 1.4. Saluran Air pada Cylinder Head
(Sumber: maperformance.com)
Saluran ini juga berfungsi sebagai jalur lanjutan sirkulasi air pendingin dari blok silinder untuk mendinginkan kepala silinder. Air pendingin yang bersirkulasi pada water jacket ini nantinya akan menyerap panas pada mesin secara langsung. Panas yang dibawa oleh air pendingin ini nantinya akan dibuang keluar saat air pendingin mengalir ke radiator. Air pendingin yang sudah didinginkan akan disalurkan kembali ke dalam mesin untuk menyerap panas kembali.
Intake Manifold
Gambar 1.5. Intake Manifold Daihatsu Terios
(Sumber: Dokumen Pibadi)
Intake manifold atau manifold masuk merupakan komponen yang berfungsi untuk menyalurkan campuran udara dan bahan bakar dari alat pencampur bahan bakar dan udara ke dalam ruang bakar pada tiap-tiap silinder.
Keberadaan dari intake manifold pada mesin ini sangatlah penting, mengingat tanpa adanya intake manifold pada mesin maka campuran bahan bakar dan udara dari alat pencampur bahan bakar dan udara tidak akan dapat sampai ke ruang bakar pada mesin.
Intake manifold terletak dekat dengan sumber panas yang bertujuan agar campuran udara dan bahan bakar lebih cepat menguap sehingga terjadi campuran yang homogen
Pada mesin injeksi EFI, intake manifold juga berfungsi sebagai tempat meletakkan injektor untuk mesin EFI tipe MPI atau Multi Point Injection. Sedangkan pada mesin EFI tipe GDI atau Gasoline Direct Injection, intake manifold berfungsi sebagai penyalur udara dari intake air chamber ke ruang bakar di mesin.
Bila terjadi kerusakan pada intake manifold yang berakibat terjadinya kebocoran udara maka mesin akan susah untuk berputar dalam keadaan idle atau stasioner, dengan kata lain putaran mesin saat stasioner menjadi kasar. Hal ini dapat terjadi dikarenakan perbandingan campuran udara dan bahan bakar akan menjadi campuran yang kurus karena adanya tambahan udara bebas yang dapat masuk ke dalam ruang bakar akibat dari kebocoran di intake manifold.
Exhaust Manifold
Gambar 1.6. Ekhausemanifold Daihatsu Terios
(Sumber: Self-Taught Engineering)
Pada saat langkah buang, maka gas buang yang timbul dari hasil pembakaran campuran bahan bakar dan udara harus dibuang atau dikeluarkan dari ruang bakar di silinder mesin menuju ke udara luar.
Akan tetapi gas buang ini tidak boleh langsung dibuang ke udara bebas karena kandungan senyawa di dalam gas buang ini akan dapat menimbulkan polusi, oleh karena itu gas buang harus disalurkan ke beberapa komponen yang menyaring gas buang, seperti catalytic converter dan muffler. Oleh sebab itu dibutuhkanlah exhaust manifold pada mesin. Exhaust manifold atau manifold buang merupakan komponen yang berfungsi untuk mengalirkan gas hasil pembakaran pada tiap-tiap silinder ke pipa buang (exhaust pipe) dan selanjutnya ke catalytic converter lalu ke muffler.
Exhaust manifold ini disambungkan pada saluran buang pada kepala silinder menggunakan sambungan baut dan mur. Pada sistem EFI, pada exhaust manifold juga dilengkapi dengan oxygen sensor yang juga terpasang pada exhaust manifold yang berfungsi untuk mendeteksi kandungan dari gas buangnya ke knalpot.
Ruang Bakar
Gambar 1.7. Ruang Bakar
(Sumber: rajamobil.com)
Pada mesin bensin bentuk ruang bakar hanya berupa cekungan yang ada di permukaan bawah kepala silinder. Cekungan ini akan dipaskan dengan permukaan atas piston, dengan kata lain saat akhir langkah kompresi gas bertekanan tinggi akan terkumpul pada cekungan ini.
Jenis dan Macam Ruang Bakar pada Motor Bensin
1. Ruang Bakar Model Setengah Bulat/ Jenis Bulat
Gambar 1.8. Ruang Bakar ½ Bulat/ Jenis Bulat
(Sumber: bisaotomotif.com)
Combustion chamber tipe ini memiliki permukaan yang lebih kecil bila dibandingkan dengan ruang bakar yang lain dengan kapasitas mesin yang sama. Ruang bakar ini mempunyai efisiensi panas yang sangat tinggi, selain itu juga kontruksi dari ruang bakar jenis ini lebih sempurna. Akan tetapi combustion chamber tipe ini juga mempunyai kekurangan, yaitu rumit dalam hal penempatan mekanisme katupnya.
2. Ruang Bakar Model Baji
Model ruang bakar yang satu ini juga memiliki efisiensi panas yang baik, selain itu juga mempunyai kontruksi mekanisme katup yang lebih sederhana lagi bila dibandingkan dengan ruang bakar setengah bulat.
Gambar 1.9. Ruang Bakar Model Baji
(Sumber: bisaotomotif.com)
3. Ruang Bakar Model Battube (bak mandi)
Gambar 1.10. Ruang Bakar Model Battube (bak mandi)
(Sumber: bisaotomotif.com)
Sesuai dengan namanya ruang bakar model ini memang seperti bak mandi. Kontruksi dari ruang bakar model bak mandi ini cukup sederhana, sehingga biaya produksinya pun tidak mahal. Hal ini dikarenakan katup yang digunakan memiliki diameter yang kecil. Dengan bentuk ruang bakar yang menyerupai bak mandi, maka nantinya akan terjadi pusaran gas yang berguna untuk memaksimalkan pembakaran. Sama dengan ruang bakar yang lain, ruang bakar tipe ini juga mempunyai kerugian. Kerugiannya adalah pada saat menghisap campuran udara dan bahan bakar, atau pada saat membuang gas hasil pembakaran kurang sempurna bila dibandingkan dengan jenis ruang bakar yang lainnya.
4. Ruang Bakar Model Pent Roof
Gambar 1.11. Ruang Bakar Model Pent Roof
(Sumber: bisaotomotif.com)
Model ini berbentuk segi empat, dan apabila dihubungkan ke titik pusat hampir sama dengan atap suatu bangunan, sehingga disebut dengan pent roof. Karena bentuknya yang seperti atap rumah, ruang bakar ini digunakan pada mesin yang memiliki katup dengan jumlah yang melebihi 2 setiap silindernya.
Mekanisme Katup
Gambar 1.12. Mekanisme Katup
(Sumber: Dokumen Pribadi)
Mekanisme katup adalah sebuah rangkaian mekanis yang tersistematis untuk membuka saluran intake di saat piston berada pada fase hisap, dan membuka saluran exhaust ketika posisi piston berada pada fase buang. Secara desain, keberadaan mekanisme katup tentu saja membuat mesin terlihat lebih rumit. Karena perlu satu rangkaian roda gigi dari crankshaft ke camshaft.
Mekanisme katup hanya terdapat pada mesin 4 tak. Pada mesin 2 tak, saluran keluar masuk udara ke dalam ruang bakar diatur langsung oleh piston. Dengan kata lain dinding piston yang akan menutup saliran intake dan exhaust. Dilihat dari konstruksinya, maka secara garis besar mekanisme katup dibagi menjadi dua macam, yaitu:
SV (Side Valve) dan OHV (Over Head Valve)
Pada jenis engine dengan camshaft dibawah dibagi menjadi 2 (dua) jenis letak katup (valve) yaitu jenis Side Valve (SV) dan Over Head Valve (OHV).
1. Katup di samping (Side Valve atau SV)
Gambar 1.13. Mekanisme Katup Side Valve
(Sumber: duniaotomotif.blogspot )
Konstruksi SV memiliki ciri katup berdiri dan di samping blok motor serta poros cam terletak di bawah. Keuntungannya konstruksi mesin sederhana, mesin pendek tidak memakan tempat, suara tidak berisik, namun bentuk ruang bakar kurang menguntungkan bagi proses pembakaran yang ideal dan penyetelan celah katup sulit.
2. Katup di Kepala Silinder (Over Head Valve atau OHV)
Jenis OHV merupakan mekanisme katup yang umum ditemukan pada berbagai macam engine kendaraan, pada jenis ini Katupnya menggantung di kepala silinder, poros cam terletak di bawah. Keuntungannya bentuk ruang bakar yang baik,
namun kerugiannya adalah banyak komponen/bagian-bagian yang bergerak berarti kelembaman massa besar sehingga tidak ideal untuk mesin putaran tinggi.
Gambar 1.14. Mekanisme Katup OHV
(Sumber: duniaotomotif.blogspot )
OHC (Over Head Cam)
Pada engine Over Head Cam (OHC) merupakan jenis engine yang posisi camshaft nya berada pada kepala silinder, sehingga pergerakan katup langsung ditekan oleh cam tanpa perantara push rod. Pada jenis OHC mekanisme katup dibagi menjadi 2 (dua) sistem antara lain SOHC dan DOHC.
- Single Over Head Cam (SOHC)
Gambar 1.15. Mekanisme Engine Katup SOHC
(Sumber: Dokumen Pribadi )
Gambar 1.16. Mekanisme Katup SOHC
(Sumber: Anangcozz Blog )
Merupakan engine yang menggunakan satu Camshaft atau yang bisa dikenal dengan noken as, jadi setiap silinder terdapat satu noken as dengan 2 katup, yaitu katup isap (intake valves) yang mempunyai fungsi sebagai menghisap campuran udara dan bahan bakar ke dalam ruang bakar dan katup buang (exhaust valves) yang berfungsi sebagai pengisap sisa pembakaran ke knalpot.
Cara Kerja SOHC
Pada tipe ini batang penekan tidak ada, sehingga gerakan balik dapat dinetralisir. Posisi cam berada di atas silinder yaitu di tengahnya, cam digerakkan oleh rantai penggerak yang langsung memutar cam sehingga cam menekan rocker arm. Poros cam berfungsi untuk menggerakkan katup masuk (IN) dan katup buang (EX), agar membuka dan menutup sesuai dengan proses yang terjadi dalam ruang bakar mesin. Tipe ini komponennya sedikit sehingga pada putaran tinggi tetap stabil. Disebut single over head camshaft karena hanya menggunakan satu cam pada desainnya. Atau SOHC adalah sistem poros tunggal di kepala silinder.
2. Double Over Head Cam (DOHC)
Gambar 1.17. Mekanisme Engine Katup DOHC
(Sumber: Dokumen Pribadi )
DOHC adalah singkatan dari Double Over Head Camshaft, adalah Camshaft yang mempunyai Over Head Double atau lebih jelasnya yaitu mesin yang dalam satu piston mempunyai dua pasang over head. Sehingga mesin tersebut mempunyai empat klep, di mana dua klep untuk mengatur masukan bahan bakar dan dua klep untuk mengatur keluaran gas buang (menuju knalpot). Dan juga pada mesin jenis ini menggunakan dua noken as yang terletak pada kepala silinder.
Gambar 1.18. Mekanisme Katup DOHC
(Sumber: Federal Oil)
Cara Kerja DOHC
Langkah pertama piston bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah, posisi katup masuk terbuka dan katup keluar tertutup, mengakibatkan udara atau gas terhisap masuk ke dalam ruang bakar. Proses udara atau gas sebelum masuk ke ruang bakar dapat dilihat pada sistem pemasukan. Selanjutnya piston bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas, posisi katup masuk dan keluar tertutup, mengakibatkan udara atau gas dalam ruang bakar terkompresi. Beberapa saat sebelum piston sampai pada posisi titik mati atas, waktu penyalaan (timing ignition) terjadi pada mesin bensin berupa nyala busi.
Gas yang terbakar dalam ruang bakar akan meningkatkan tekanan dalam ruang bakar, mengakibatkan piston terdorong dari titik mati atas ke titik mati bawah. Langkah ini adalah proses yang akan menghasilkan tenaga. Proses terakhir yaitu piston bergerak dari titik mati bawah dan titik mati atas, posisi katup masuk tertutup dan katup keluar terbuka, mendorong sisa gas pembakaran menuju ke katup keluar yang sedang terbuka untuk diteruskan ke lubang pembuangan.
| SOHC DOHC | |
| Terdiri dari 1 pasang over head | Terdiri dari 2 pasang over head |
| Umumnya hanya memiliki 2 klep dan 1 noken as (meskipun ada yang memiliki 4 klep) | Umumnya tenaga yang dihasilkan lebih besar (karena memiliki 4 klep dan 2 noken as) |
| Top speed tidak terlalu tinggi (RPM lebih rendah) | Nilai RPM (rotation per minute) dan top speed lebih tinggi |
| Biaya perawatan lebih murah | Biaya produksi dan perawatan lebih tinggi |
| Suku cadang lebih simpel (mudah didapat) | Suku cadang dan proses reparasi lebih kompleks |
| Relatif lebih irit bahan bakar | Relatif Lebih boros bahan bakar |
| Mesin lebih ringan (torsi bekerja lebih baik pada kecepatan rendah/low-end torque) | Mesin lebih berat (torsi bekerja lebih baik pada kecepatan tinggi/top-end power) |
Tabel 1.1. Perbandingan Engine SOHC dan DOHC
Tidak ada komentar:
Posting Komentar