By : RUSWID, S. PD
YAYASAN PENDIDIKAN PONDOK PESANTREN AL HIKMAH 1
SMK AL HIKMAH 1 SIRAMPOG
VVTi
Variable Valve Timing Intelegent
A. Pengertian
VVTi (Variabel Valve Timing Intelegent) adalah suatu system mekanisme katup yang bekerja bervariasi sesuai dengan kondisi putaran mesin, dan beban mesin. Artinya proses pembukaan dan penutupan katup dapat berubah-ubah baik lebih cepat/maju ataupun lebih lambat/mundur. Proses maju atau mundurnya katup hanya terjadi pada katup in/ masuk/masuk dengnan kata lain pengaturan VVTi dimaksudkan untuk mengatur efisiensi pemasukan campuran bahan bakar dan udara. Besarnya pembukaan maksimal katup in/ masuk berkisar pada 30° sebelum TMA (Titik Mati Atas) atau Before TDC (top Dead Centre) dan besarnya penutupan maksimal katup in/ masuk akan berkisar pada 52° setelah TMB (Titik Mati Bawah) atau After BDC (Bottom Top Dead Centre). Untuk besarnya pembukaan dan penutupan katup ex/ katup buang tetap, yakni untuk pembukaan berkisar 30° sebelum Titik Mati Bawah dan besarnya penutupan berkisar 2°setelah Titik Mati Atas.
Sedangkan untuk besarnya pembukaan minimal katup in/ masuk berkisar pada 12° sebelum TMA (Titik Mati Atas) atau Before TDC (top Dead Centre) dan besarnya penutupan maksimal katup in/ masuk akan berkisar pada 10° setelah TMB (Titik Mati Bawah) atau After BDC (Bottom Top Dead Centre).
B. Keunggulan
Penerapan mekanisme katup jenis VVTi merupakan kemajuan teknologi bidang otomotif yang mana dengan adanya pengaturan efesiensi pemasukan campuran bahan bakar dan udara akan didapatkan keuntungan sebagai berikut :
1. Engine Performance (Torque) naik kira kira 10 % 2. Fuel Economy naik kira kira 6 %
3. NOx turun kira kira 40%
C. Valve Timing
Valve Timing merupakan derajat waktu dimana katup harus mulai membuka dan menutup. Teknologi VVTi menerapkan kerja mekanisme katup in/ masuk/ masuk akan bekerja bevariasi pada saat :
1. Mesin berputar idle/idling
2. Mesin berputar sedang dengan beban ringan
3. Mesin berputar kecepatan tinggi dengan beban ringan dan 4. Mesin berputar kecepatan tinggi pada beban berat
TMA TMB EX IN IN EX IN EX EX IN IN
Mesin Berputar Idle/IdlingSaat mesin bekerja pada putaran idle/idling, besarnya derajat overlapping dikurangi sehingga terjadinya tekanan balik pada intake port tidak akan terjadi. Dengan tidak adanya tekanan tersebut akan terjadi proses pembakaran campuran yang stabil yang diikuti penghematan bahan bakar.
Kisaran derajat pembukaan dan penutupan katup in/ masuk terjadi Sedangkan untuk besarnya pembukaan minimal katup in/ masuk berkisar pada 12° sebelum TMA (Titik Mati Atas) atau Before TDC (top Dead Centre) dan 52° setelah TMB (Titik Mati Bawah) atau After BDC (Bottom Top Dead Centre).
2
Pengetahuan Dasar Mesin “Mekanisme Katup”
Mengurangi overlap
Gas buang yang balik ke intake port
akan tidak ada
Menambah hemat bahan bakar Pembakaran stabil
Mesin berputar sedang dengan beban ringanPengaturan derajat pembukaan katup pada saat mesin dengan beban ringan, kebalikan dari mesin saat idle yakni menanmbah besarnya overlapping. Hal ini dimaksudkan untuk menambah internal EGR (Exhaust Gas Recirculation) rate yang akan berpengaruh pada penurunan kadar NOx pada gas buang dan akan membakar HC yang belum terbakar sehingga tingkat polusi gas buang dapat terjaga. Disamping itu penambahan nilai overlapping akan mengurangi besarnya pumping loss sehingga penghematan bahan bakar akan tercapai.
Internal EGR rate bertambah
Mengurangi pumping loss
Mengurangi emisi Nox dan
membakar kembali HC
Menambah hemat bahan bakar Menambah overlap
Mesin berputar kecepatan tinggi dengan beban ringanPengaturan derajat pembukaan katup saat mesin berputar pada kecepatan tinggi dengan beban ringan adalah dengan memajukan proses pembukaan katup lebih maju kira-kira 30° sebelum Titik Mati Atas dan memajukan katup untuk lebih cepat menutup kira-kira 10° setelah Titik Mati Bawah. Dengan penutupan katup in/ masuk lebih maju membuat tekanan balik gas buang ke intake port tidak terjadi. Sehingga proses pemasukan campuran bahan bakar akan lebih efektif dan hal ini tentunya akan di imbangi dengan peningkatan daya mesin yang dihasilkan oleh sebuah proses pembakaran yang sempurna.
Pengetahuan Dasar Mesin “Mekanisme Katup”
Saat menutup intake valve maju
Memperbaiki volumetric efficiency
Gas buang yang balik ke intake port akan tidak ada
6
Mesin berputar kecepatan tinggi pada beban beratPengaturan derajat pembukaan katup saat mesin berputar pada kecepatan tinggi dengan beban ringan adalah dengan memundurkan proses pembukaan katup lebih mundur kira-kira 12° sebelum Titik Mati Atas dan memundurkan katup untuk lebih lama membuka kira-kira 52° setelah Titik Mati Bawah. Saat penutupan katup in/ masuk yang sesuai dengan gaya inersia tekanan aliran udara masuk membuat adanya peningkatan volume efisiensi campuran udara dan bahan bakar, sehingga akan dihasilkan peningkatan daya mesin.
OCV
Engine ECU
Target valve timing
Compensation
Actual valve timing
Throttle sensor
Crank angle sensor Water temp. sensor
Pressure sensor
Cam angle sensor Feedback
control
D. System Control VVTi
System control dari VVTi adalah pengaturan kerja dari pembukaan dan penutupan katup oleh camshaft dimana kerja dari camshaft diatur oleh DVVT controller yang dikontrol oleh tekanan oli dari OCV (Oil Control Valve), sedangkan OCV bekerja berdasarkan perintah dari Target Valve Timing Engine ECU (electronic Control Unit). ECU akan menerima sinyal listrik berbentuk pulsa dari sensor :
1. Throttle sensor 2. Pressure sensor
3. Water temperature sensor 4. Crank angle sensor
5. Cam angle sensor
Pengetahuan Dasar Mesin “Mekanisme Katup”
Saat menutup intake valve mundur sesuai dengan
kecepatan mesin.
Saat penutupan valve sesuai dengan gaya inersia aliran udara
yang masuk
Improved volumetric efficiency
Improved output
Keterangan :
Throttle sensorThrottle sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur besarnya pembukaan katup gas, informasi besarnya pembukaan katup gas tersebut akan dijadikan data untuk pemajuan atau pemunduran pembukaan dan penutupan katup in/ masuk.
Pressure sensorPressure sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur besarnya tekanan udara dalam intake manifold, informasi besarnya tekanan udara dalam intake manifold tersebut akan dijadikan data untuk pemajuan atau pemunduran pembukaan dan penutupan katup in/ masuk.
besarnya temperatur pendingin tersebut akan dijadikan data untuk pemajuan atau pemunduran pembukaan dan penutupan katup in/ masuk.
Crank angle sensorCrank angle sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur besarnya sudut poros engkol, informasi besarnya sudut poros engkol tersebut akan dijadikan koreksi untuk ketepatan pemajuan atau pemunduran pembukaan dan penutupan katup in/ masuk.
Cam angle sensorCam angle sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur besarnya sudut camshaft, informasi besarnya sudut camshaft tersebut akan dijadikan koreksi untuk ketepatan pemajuan atau pemunduran pembukaan dan penutupan katup in/ masuk.
Catatan :
E. Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari VVTi adalah pengaturan pembukaan dan penutupan katup in/masuk dengan menggunakan media fluida yang disupaly dari OCV (oil Control Valve yang diatur saat kapan mulai bekerja oleh TVT (target Valve Timing). Panjang langkah maju atau mundur dari sebuah kerja intake camshaft akan diatur oleh gerak maju mundur spool valve OCV berdasarkan besar kecilnya sinyal pulsa dari TVT Engine ECU.
Pengetahuan Dasar Mesin “Mekanisme Katup”
Terjadinya kerusakan/throuble pada salah satu sensor akan mempengaruhi efektifitas kerja VVTiGerakan spool valve akan mengatur aliran oli bertekanan menuju ke VVTi Controller dan VVTi Controller akan menggerakan intake camshaft sesuai besar kecilnya tekanan oli dari OCV.
Lock pin akan bekerja mengunci vane yang menyatu dengan intake camshaft terhadap housing manakala tekanan aliran oli telah mendorong vane.
1
Posisi MajuHydoulic pressure yang disuplay dari OCV akan masuk chamber (1) dan menekan vane intake camshaft untuk bergerak maju beberapa derajat dari putaran Housing, hyddoulic yang berada di chamber (2) akan mengalir kembali ke oil pan.
1
2
Posisi MundurHydoulic pressure yang disuplay dari OCV akan masuk chamber (2) dan menekan vane intake camshaft untuk bergerak mundur beberapa derajat dari putaran Housing, hyddoulic yang berada di chamber (1) akan mengalir kembali ke oil pan.
Posisi MenahanSpool Valve akan bergerak menutup saluran hydoulic yang menuju chamber 1 atau 2 sehingga vane intake camshaft akan tertahan untuk tidak bergerak maju/mundur.
F. Komponen-Komponen
Konstruksi VVTI terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut : 1. OCV (Oil Control Valve)
2. VVTI Controller 3. Cam Angle Sensor 4. Crank Angle Sensor
Keterangan :
1. OCV (Oil Control Valve) berfungsi untuk mengatur aliran fluida yang akan disuplay ke VVTi Conttroller.
2. VVTi Controller berfungsi untuk menghubungkan putaran dari putaran msein ke intake camshaft dan mengatur pemajuan atau pemunduran kerja intake camshaft.
3. Cam Angle Sensor berfungsi untuk memberikan koreksi kepada engine ECU terhadap sudut cam yang terjadi.
4. Crank Angle Sensor berfungsi sebagai sensor koreksi terhadap ketepatan pembukaan dan penutupan katup in/masuk terhadap sudut engkol yang di bentuk.
EVALUASI
Soal Essay :
1. Jelakan prinsip kerja dari VVTi yang anda ketahui. 2. Sebutkan komponen-komponen dari VVTi dan Jelaskan 3. Jelaskan system control pada VVTi.
4. Apa perbedaan mekanisme katup biasa dibanding dengan mekanisme katup VVTi.
5. Sebutkan keunggulan dari mekanisme katup model VVTi dan Jelaskan.