Komponen-Komponen Turbocharger

Pada artikel sebelumnya telah kita bahas mengenai prinsip kerja turbo (turbocharger) sebagai salah satu komponen otomotif. Sebenarnya prinsip kerja turbo cukup sederhana, yakni mengkonversikan energi panas dan tekanan gas buang hasil pembakaran motor bakar menjadi energi mekanis putaran poros untuk digunakan lebih lanjut mengkompresi udara yang akan masuk ke ruang bakar melalui intake manifold.
20140609-014036 PM-49236071.jpg

Komponen-Komponen Turbocharger

Berdasarkan prinsip kerja tersebut, turbocharger tersusun atas beberapa komponen utama yakni turbin, kompresor, dan sistem shaft. Namun selain itu, sebuah sistem turbocharger juga dilengkapi dengan berbagai komponen pendukung yang akan kita bahas secara sederhana pada kesempatan kali ini.

Turbin
Turbin adalah sebuah komponen mekanik yang berfungsi untuk mengkonversikan energi panas fluida yang melewatinya menjadi energi mekanis putaran poros turbin. Setiap turbin selalu melibatkan fluida yang mengandung energi panas yang mengalir melewati sudu-sudu turbin. Setiap sudu turbin berdesain membentuk nozzle-nozzle sehingga disaat fluida melewatinya, fluida akan terekspansi diikuti dengan perubahan energi panas menjadi mekanis.

20140609-015717 PM-50237408.jpg

Turbin Pada Turbocharger
(Sumber)

Fluida yang dikonversikan energi panasnya menjadi tenaga putaran poros pada sistem turbocharger tentu saja adalah udara gas buang dari hasil pembakaran motor bakar. Gas buang ini masih menyimpan cadangan energi berbentuk panas dan tekanan yang masih cukup bermanfaat.

20140610-085155 AM-31915145.jpg

Aliran Fluida Pada Turbocharger
(Sumber)

Turbin pada turbocharger tersusun atas rotor dan casing. Turbin ini biasa bertipe sentrifugal dengan casing berbentuk volute mirip seperti casing pompa sentrifugal. Gas buang masuk melalui sisi casing, mengalir mengikuti bentuk "keong" dan masuk ke sudu melalui tepi rotor. Selanjutnya gas buang mengalir mengikuti bentuk sudu turbin sekaligus mengalami proses penyerapan energi panas dan tekanan menjadi putaran sudu, dan berakhir ke sisi tengah rotor untuk keluar ke sisi exhaust.

Kompresor
Kompresor pada turbocharger, berfungsi untuk mengubah energi mekanis putaran poros turbocharger menjadi energi kinetik aliran udara. Kompresor berada pada satu poros dengan turbin, sehingga pada saat gas buang mesin mulai memutar turbin, kompresor juga akan ikut berputar dengan kecepatan putaran yang sama. Energi mekanis yang dihasilkan turbin akan langsung digunakan sebagai tenaga penggerak kompresor.

20140611-073753 AM-27473486.jpg

Kompresor Pada Turbocharger
(Sumber)

Kompresor turbocharger bertipe sentrifugal dan tersusun atas dua bagian utama yakni sudu-sudu rotor dan casing. Pada saat impeller rotor kompresor mulai berputar dengan kecepatan tinggi, udara atmosfer akan mulai terhisap dan masuk ke kompresor melalui sisi inlet. Udara ini akan diakselerasi oleh impeller secara radial menjauhi poros kompresor. Pada saat udara terakselerasi hingga ke casing kompresor yang juga berfungsi sebagai diffuser, kecepatan aliran udara akan turun dan tekanan statiknya akan meningkat. Peningkatan tekanan udara ini akan diikuti dengan kenaikan temperatur juga. Selanjutnya, udara terkompresi ini dikeluarkan untuk menuju ke intercooler.

Center Housing & Rotating Assembly (CHRA)
Masing-masing turbin dan kompresor pada turbocharger tersusun atas bagian rotor dan rumah casing. Keduanya berada pada satu poros yang ditopang oleh sebuah sistem bearing (bantalan) di tengah-tengah antara turbin dan kompresor. Untuk kebutuhan assembly, casing turbin dan kompresor disatukan oleh sebuah sistem bernama Center Housing & Rotating Assembly (CHRA). Karena sistem bearing juga terletak pada CHRA, maka sistem lubrikasi turbocharge juga berpusat pada CHRA.

20140612-024442 PM-53082943.jpg

Sistem Center Housing & Rotating Assembly
(Sumber)

Putaran poros turbocharger dapat mencapai 100.000 rpm. Dengan putaran secepat itu, dibutuhkan bearing dengan kualitas baik. Thrust bearing tradisional dari turbocharge biasanya terbuat dari perunggu. Pada perkembangan selanjutnya bearing modern turbocharger adalah berupa ball bearing dengan bahan keramik. Penggunaan ball bearing lebih banyak dipilih karena lifetime turbocharger menjadi lebih baik.

20140613-075634 AM-28594939.jpg

Sistem Pelumasan dan Pendinginan Turbocharger
(Sumber)

CHRA juga menjadi tempat sirkulasi sistem pelumasan oli dan pendinginan. Turbocharge bekerja pada temperatur yang sangat tinggi. Turbin menggunakan gas buang motor bakar yang bertemperatur tinggi, kompresor akan menghasilkan udara terkompresi yang juga bertemperatur tinggi. Maka untuk menunjang keawetan bearing maka dibutuhkan sistem pelumasan dan pendingan yang baik.

13 Replies to “Komponen-Komponen Turbocharger

  1. saya ingin menginstal turbo pada strada non turbo, saya ingin memakai turbo milik dumtruck toyota dyna 130HT, untuk pemasangan pelumas olinya kita joint dari manan ya? mohon penjelasan...

  2. sepenangkapan saya nih sebagai orang awam ,
    inti dari turbocharger ini menambahkan udara ( dengan tekanan tinggi ) ke ruang bakar kan ?
    kalau cuman menambahkan udara kenapa nggak disetting di karburator nya saja ?
    mohon pencerahan hehe

    1. Kalau penambahan jumlah udara hanya dengan setting karburator, masuknya udara ke ruang bakar masih mengandalkan hisapan dari piston torak. Tentu jumlahnya tidak sebanding dengan jika menggunakan turbocharge yang akan mendorong udara jauh lebih banyak ke ruang bakar saat piston posisi hisap.

    1. Kalau kebutuhan udara masuk pasti berhubungan dengan air/fuel ratio angkanya standard (kisaran 14:1). Kalau sebuah motor bakar pakai turbo, semua gas buang akan dilewatkan ke turbin, sehingga jumlah udara masuk lebih banyak diikuti dengan jumlah bahan bakar juga.

      Mungkin bisa juga diperinci pertanyaannya?

Leave a Reply

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