Mengenal Teknologi VVT (Variable Valve Timing) Secara Umum
Mungkin anda sering menemui label ini dibagian belakang
mobil. Apa arti dan apa pengaruhnya terhadap performa mobil anda ? simak
penjelasan berikut
Valve Timing Technology secara umum merupakan mekasisme semi
elektronika yang berfungsi untuk mengatur timing pembukaan katup. Namun yang
mengatur timing pembukaan katup itu camshaft melalui timing chain ? ya benar,
Valve timing technology akan mengatur overlap pada mekanisme katup itu. Jadi Valve
Timing Technology akan mempercepat dan memperlambat waktu pembukaan katup.
Mengapa timing pembukaan katup perlu dimajukan atau
dimundurkan ? valve atau katup merupakan pintu untuk keluar masuk material
pembakaran dan dan pembukaan katup diatur oleh camshaft yang dipengaruhi oleh
kecepatan mesin. Hal ini berarti, timing pembukaan katup akan mempengaruhi
jumlah volume udara yang masuk ke dalam silinder. Saat mesin berada pada
kecepatan tinggi, mesin membutuhkan pasokan udara yang besar. Sementara katup
bisa saja tertutup sebelum jumlah udara tersebut terpenuhi. Sehingga performa
mesin juga tidak maksimal. Di sisi lain, saat pembukaan katup berlangsung
lama,akan menimbulkan msalah baru pada kecepatan rendah. Gas yang belum
terbakar akan kembali keluar saat kompressi. Sehingga performa dan emisi buruk.
Untuk itulah dibuat mekanisme yang dapat mengkondisikan timing pembukaan katup
atau biasa disebut Valve Timing Technology.
A. CARA KERJA VALVE TIMING TECHNOLOGY
Sejak tahun 1960-an produsen otomotif dunia memulai berlomba
untuk mengembangkan teknologi ini. Tujuan utamanya adalah untuk memaksimalkan
efisiensi volumetrik, mengurangi emisi Nox, dan kerugian tenaga. Lantas bagaimana
cara kerja dari Valve Timimng Technology itu ? secara umum ada dua mekanisme
Valve Timing Technologhy. Yaitu Valve Cam Phasing dan Valve Cam Lob Changing.
Valve Cam Phasing
Untuk mekanisme yang pertama yaitu Valve Cam Phasing. Cara kerjanya
dengan memutar sudut camshaft untuk mengubah sudut pembukaan katup melalui
rangkaian mekanisme hidraulik. Mekanisme ini akan mengatur cepat atau lambatnya
pembukaan katup berdasarkan kondisi mesin. Saat sudut camshaft dimundurkan 5
derajat, artinya pembukaan katup juga lebih lambat 5 derajat dari pembukaan
normal. Sementara untuk mekanisme hidraulik tersebut, beberapa mobil
menggunakan Valve Timing Rotor Actuator yang terletak menyatu dengan Camshaft. Sedangkan sebagai untuk kontrol hidraulik,
menggunakan rangkaian elektronika melalui beberapa sensor yang mendeteksi
kondisi mesin dan lewat ECM akan mengaktifkan Hydaulic Pump untuk menciptakan
tekanan yang digunakan untuk mengubah sudut camshaft. Teknologi ini dapat anda
temui pada Toyota VVT-i dan GM DCVCP.
Valve Cam Lob Changing
Untuk tipe kedua yaitu mekanisme Cam Lob Changing. Mekanisme
ini berbeda dengan tipe diatas karena untuk mekanisme ini tidak melibatkan
komponen hidraulik. Namun melalui dua Cam dengan tonjolan atau lob yang
berbeda. Mekanisme ini akan memungkinkan banyak pasokan udara yang masuk ke
silinder saat sistem ini aktif. Saat sistem ini aktif, terdapat lock pin yang
akan menghubungkan rocker arm utama dengan rocker arm bayangan. Rocker arm
bayangan ini digerakan oleh cam dengan loob atau tonjolan lebih besar. Sehingga
sudut pembukaan katup menjadi lebih lama. Mobil yang mengaplikasikan sistem ini
adalah Honda dengan teknologi IVTEC.
B. PENGARUH VALVE TIMING TECHNOLOGY
Dari beberapa mekanisme valve timing technology, akan
membawa dampak yang signifikan untuk performa mesin dan emisi gas buang. Dampak
tersebut dapat anda rasakan langsung khususnya saat memacu kendaraan pada
kecepatan tinggi. Apa saja pengaruhnya terhadap mesin ?
Late Intake Valve Closing (LIVC)
Variasi pertama dari mekanisme Valve Timing Technology
adalah LIVC. Kondisi ini, akan membuat katup terbuka sedikit lebih lama
daripada kondisi normal. Hasilnya, saat langkah kompressi piston bergerak ke
TDC (Top Dead Center) dan mendorong udara kembali ke Intake karena saat itu
terdapat sedikit lubang pada katup intake, udara yang terdorong keluar itu
memiliki tekanan serta temperatur yang lebih tinggi. Saat langkah intake
berikutnya, udara tersebut masuk untuk proses pembakaran. Variasi ini akan
mengurangi pumping losses sebanyak 40% dan mengurangi emisi Nox sebanyak 24%.
Early Intake Valve Closing (EIVC)
Cara lain untuk mengurangi pumping losses saat mesin
berkecepatan rendah dan kevakuman tinggi adalah dengan mempercepat sudut penutupan
katup. Saat proses intake berlangsung, katup In akan menutup lebih dulu sebelum
piston mencapai BDC (Bottom Dead Center). Saat kecepan rendah, tidak banyak
udara dan bahan bakar yang diperlukan untuk proses pembakaran. Sementara langkah
piston menyebabkan aliran udara yang masuk ke silinder relatif besar. Menurut studi
yang telah dilakukan, variasi ini akan mengurangi pumping losses sebanyak 40%,
meningkatkan efisiensi bahan bakar sebanyak 7% dan mengurangi emisi sebesar
24%.
Early Intake Valve Opening
Variasi berikutnya yaitu berfungsi untuk mengurangi emisi gas
buang, dengan mempercepat sudut pembukaan katup. Proses ini mirip dengan EGR. Saat
langkah buang, piston bergerak ke TDC mendorong gas sisa pembakaran. Karena intake
valve terbuka lebih cepat, ada sedikit gas sisa pembakaran yang terdorong ke
intake. Didalam intake temperatur gas sisa tersebut turun karena temperatur
intake lebih rendah. Saat langkah hisap, gas tersebut dimasukan kembali ke
silinder untuk proses pembakaran. Udara tersebuta akan mengontrol temperatur
silinder dan emisi Nox. Hasilnya, efisiensi volumetrik akan meningkat karena
lebih sedikit gas buang yang dikeluarkan saat langkah buang.
Early/late Exhaust Valve Closing
Untuk variasi terakhir juga berfungsi untuk mengurangi
berbagai emisi yang dihasilkan pembakaran mesin. Tanpa teknologi valve timing,
berapapun gas sisa pembakaran akan didorong keluar melalui ekhaust valve saat
langkah buang. Namun dengan teknologi Valve timing, para enginer dapat mengatur
jumlah gas buang yang harus dikeluarkan untuk menekan emisi. Dengan mengubah
sudut pembukaan katup exhaust sedikit lebih lama, menyebabkan semua gas sisa
pembakaran akan terdorong keluar dan silinder dapat kosong dengan sempurna. Sementara
pada beberapa kondisi yang mengharuskan membuka katup exhaust lebih cepat,
menyebabkan ada gas sisa pembakaran yang masih tertinggal di silinder yang
berfungsi meningkatkan efisiensi bahan bakar. Umumnya variasi ini terjadi saat
kecepatan tinggi dimana banyak campuran udara dan bahan bakar yang tidak
terbakar saat proses pembakaran.