CARA KERJA TURBOCHARGER

Gambar 1

Turbocharger (Gambar 1) adalah komponen yang berputar dengan bebas, yang terkadang berputar melebihi 80.000 rpm. Pada rpm puncak, kecepatan permukaan journal bearing dapat lebih besar dari 30 meter (100 kaki) per detik, dan energi yang tersimpan di komponen yang berputar dapat sama dengan horsepower engine. Kondisi ini menuntut keseimbangan dan penjajaran yang mendekati sempurna dari semua bagian yang bergerak, sebagaimana lingkungan pengoperasian dan perawatan yang tepat. Walaupun masalah dengan turbocharger dapat menyebabkan kegagalan, biasanya masalah sederhana di lingkungan kerja, seperti hambatan udara masuk, menyebabkan lebih banyak kegagalan.

Dalam istilah umum, terdapat dua tipe turbocharger – pulse type dan constant pressure type – masing-masing dengan karakteristik operasi sendiri-sendiri. Namun, keduanya beroperasi dengan cara dasar yang sama.

Gambar 2

Gas exhaust dari engine melewati exhaust manifold dan memasuki turbine housing turbocharger, (Gambar 2) dimana hal ini menciptakan tekanan di turbine blade, menyebabkan turbine, shaft dan compressor wheel assembly untuk berputar.

Turbine wheel terhubung oleh sebuah shaft ke compressor wheel dan gas exhaust mendorong turbine dan compressor wheel hingga sekitar 80.000 – 130.000 rpm, tergantung dari rancangan turbo. Hal ini menekan udara intake.

Saat beban engine meningkat, lebih banyak fuel dinjeksikan ke dalam cylinder. Pembakaran yang meningkat menghasilkan lebih banyak gas exhaust, menyebabkan turbine dan compressor wheel berputar lebih cepat, mendorong lebih banyak udara memasuki engine. RPM maksimum turbocharger diatur oleh fuel setting, setting kecepatan high idle, ketinggian di atas permukaan laut dan oleh wastegate, jika digunakan.

Saat compressor berputar, udara menjadi bertekanan oleh gaya sentrifugal dan melewati compressor housing ke dalam inlet manifold engine melalui after-cooler. Jumlah dan/atau tekanan udara sesuai dengan kecepatan putaran turbocharger.

Pulse Type

Gambar 3

Turbocharger pulse type membutuhkan exhaust manifold yang dirancang khusus untuk mengirimkan energi pulse dari exhaust ke turbine turbocharger. Rancangan ini, dengan cabang-cabang individualnya, (Gambar 3), mencegah gangguan di antara gas exhaust yang keluar dari cylinder terpisah, sehingga menghasilkan aliran pulse yang sangat tinggi yang tidak bisa dicapai dengan rancangan lain.

Split Pulse

Gambar 4

Pada beberapa aplikasi, turbine housing split-pluse dapat digunakan untuk bantuan lebih jauh dalam akselerasi dari rangkaian yang berputar. Rancangan ini memiliki dua volute chamber. Istilah ‘volute chamber’ digunakan sebagai acuan untuk turbine housing berbentuk spiral., yang berkurang di volume yang mengarah ke tengah housing dalam bentuk cangkang keong.

Setiap chamber menerima setengah aliran exhaust engine; sebagai contoh, pada engine empat cylinder dua cylinder di depan diumpankan ke chamber pertama, sementara dua yang di belakang ke chamber ke dua (Gambar 4).

Constant Pressure Type

Pada turbocharger constant pressure type, gas exhaust dari semua cylinder mengalir ke common manifold, dimana pulse diperhalus, menghasilkan gas exhaust yang memasuki turbine housing berada pada tekanan yang sama.

Gas exhaust kemudian memasuki volute-shaped annular ring di turbine housing, yang mempercepatnya secara radial menuju ke dalam pada tekanan yang berkurang dan kecepatan yang meningkat pada turbine blade. Blade dirancang sedemikian rupa sehingga gaya gas yang sangat tinggi menggerakkan turbine dan shaft assembly.

Gambar 5

Compressor assembly (Gambar 5) pada turbocharger pulse dan contant presuure sama dalam rancangan dan konstruksinya. Compressor terdiri atas wheel dan housing yang tergabung di dalam sebuah volute chamber tunggal (terkadang disebut diffuser). Udara di dalam compressor chamber berada di antara blade compressor wheel dan terlempar keluar secara radial oleh gaya sentrifugal memasuki volute chamber selama perputaran wheel. Pada titik ini kecepatan udara berkurang dan menghasilkan peningkatan tekanan udara. Seiring dengan masuknya udara di sekitar volute, kecepatannya berkurang lebih jauh lagi dan tekanan meningkat seiring dengan diameter penampang chamber yang mengecil.

Ringkasan

Sebagai ringkasan, turbocharger pulse type menawarkan akselerasi yang cepat dari rangkaian yang berputar akibat penggatian pulse gas exhaust yang sangat cepat di turbine assembly. Umum digunakan di aplikasi otomotif, dimana respon akselerasi sangat penting.

Turbocharger constant pressure utamanya digunakan di engine diesel di peralatan earth moving dan aplikasi marine. Pada aplikasi-aplikasi ini, respon akselerasi tidak terlalu penting.

Kondisi Air Intake

Gambar 6

Masalah sistem udara inlet dan exhaust dilaporkan terjadi pada banyak kegagalan. Sebagai contoh, saat hambatan udara inlet terlalu tinggi, hal ini akan menyebabkan beban akhir yang berlebihan, sehingga mempercepat keausan thrust bearing (Gambar 6)

Suhu exhaust yang tinggi di luar normal dapat menyebabkan masalah pelumasan yang terbatas dan kerusakan metalurgi. Material asing dapat masuk ke turbocharger dari sistem inlet atau exhaust. Tekhnisi harus selalu mengumpulkan informasi dasar tentang sistem udara inlet dan exhaust saat menginvestigasi kegagalan turbocharger.

Pelumasan

Sebagaimana disebutkan sebelumnya, turbocharger memiliki kecepatan putaran yang sangat tinggi dan faktor enrgi yang tinggi dan normalnya dilumasi dengan oli engine. Untuk mencapai operasi turbocharger yang dapat diandalkan dan usia yang dapat diperkirakan, jumlah dan kekentalan oli yang tepat sangat penting dan oli harus berada dalam kondisi yang baik:

  • Oli dan filter harus diganti pada interval yang tepat dan level oli yang tepat dijaga.
  • Filter oli harus dibuka dan dipelajari pada interval penggantian agar memungkinkan untuk dilakukan pemeriksaan yang tepat.
  • Spesifikasi tekanan oli engine harus selalu diuji pada interval yang ditentukan.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

%d bloggers like this: