Mekanisme Katup

A.    Pengertian Mekanisme Katup

Mekanisme katup adalah suatu mekanisme pengaturan proses pembukaan dan penutupan katup masuk dan katup buang.

1)      Fungsi Mekanisme Katup

Mekanisme katup berfungsi untuk membuka dan menutup katup hisap dan katup buang yang sesuai dengan firing order sebuah silinder.

B.    Bagian-Bagian Utama Mekanisme Katup

1)      Katup

Katup terdiri dari:

1)      Katup (valve)

Membuka dan menutup saluran hisap dan saluran buang. Diameter katup masuk lebih besar dari katup buang.

2)      Dudukan Katup (valve seat)

Sebagai tempat dudukan kepala katup.

3)      Pegas Katup (valve spring)

Untuk mengembalikan dan merapatkan katup pada valve seat.

4)      Selongsong Katup (valve guide)

Sebagai tempat naik turunnya batang katup. Terbuat dari besi cor.

2)      Sumbu Nok (Camshaft)

Camshaft dilengkapi dengan nok yang sama pada katup hisap dan buang dengan sudut yang berbeda sehingga dapat membuka dan menutup katup sesuai waktunya.

3)      Valve Lifter

Valve lifter adalah komponen yang berhubungan dengan katup melalui push rod mengangkat push rod.

4)      Rocker Arm

Bila rocker arm ditekan ke atas oleh batang penekan, katup akan tertekan dan membuka. Rocker arm dilengkapi dengan sekrup dan mur pengunci untuk penyetelan celah katup.

C.     Jenis-Jenis Katup

1)      Berdasarkan Fungsinya

1)      Katup Masuk (Intake Valve)

2)      Katup Buang (Exhaust Valve)

2)   Berdasarkan Susunan Katup

1)      Susunan Katup L (Side Valve)

Kedua katup diletakan berdampingan pada salah satu sisi silinder sehingga dapat digerakan dengan menggunakan satu poros kam.

2)      Susunan Katup F

Susunan katup f merupakan gabungan antara susunan katup i dan l. Katup hisap berada pada kepala silinder dan katup buang pada blok silinder dan menggunakan satu poros kam.

3)      Susunan Katup T

Jenis ini menempatkan katup pada kedua sisi silinder di blok silinder dan diperlukan dua buah poros kam.

4)      Susunan Katup I

Kedua katup berada pada kepala silinder dan memiliki perbandingan kompresi yang tinggi.

3)      Berdasarkan Mekanisme Katup

1)      OHC (Over Head Camshaft)

Pada jenis ini, poros kam dipasangkan diatas kepala silinder, yang mana rocker arm dan katup-katup digerakan langsung oleh poros kam. OHC mempunyai keuntungan dibanding OHV yaitu proses pembukaan dan penutupan katup lebih cepat.

2)      OHV (Over Head Camshaft)

Katup berada pada kepala silinder.

3)      DOHC (Double Over Head Camshaft)

Istilah DOHC merupakan singkatan dari Double Over Head Camshaft yang dimana menggunakan dua camshaft yang terpasang pada kepala silinder. Penggunaan dua camshaft akan lebih mudah untuk menambah jumlah katup.

4)   Berdasarkan Jumlah Katup

1)      Motor Konvensional

Hanya mempunyai satu katup hisap dan satu katup buang di tiap silinder.

2)      Motor Multi Katup

Suatu motor yang mempunyai jumlah katup lebih dari dua tiap silindernya. Penggunaan multi katup inibertujuan untuk memperbaiki sistem pengisian dan mempertinggi efisiensi volumetris.

5)   Katup Dengan Pendinginan Sodium

Katup buang harus mengeluarkan gas buang yang sangat panas diatas 1600°F (871°C). Maka katup buang memerlukan pendinginan dengan cara menambahkan sodium pada tengah-tengah batang katup.

D.    Fungsi Katup

1)      Katup Masuk

Berfungsi untuk mengatur masuknya campuran bahan bakar dan udara pada saat langkah hisap.

2)      Katup Buang

Berfungsi untuk mengatur keluarnya gas sisa pembakaran pada saat langkah buang.

E.     Prinsip Kerja Mekanisme Katup

Saat mesin berputar maka kedua camshaft juga ikut berputar karena dihubungkan dengan crankshaft melalui mekanismenya, karena pada camshaft terdapat cam lobe yang mendorong katup agar bisa membuka dengan sudut pembukaan katup yang diperlukan.

            Seiring dengan putaran camshaft dan arah tonjolan cam lobe yang berbeda untuk tiap katup mendorong katup hisap dan buang. Demikian juga nok yang selanjutnya mendorong katup buang untuk membuka saluran buang pada ruang bakar.

F.     Metode Penggerak Katup

1)      Metode Timing Gear

Metode dimana camshaft digerakan crankshaft melalui gear, model ini hampir tidak memerlukan perawatan dan memiliki kekuatan yang lebih, tapi model ini menimbulkan suara yang berisik.

2)      Merode Timing Chain

Metode ini digunakan pada mesin OHC dan DOHC. Silinder akan digerakan oleh timing chain yang ketegangannya diatur oleh chain tensioner. Metode ini memiliki daya tahan yang bagus dan suara yang ditimbulkan pada model ini lebih sedikit.

3)      Metode Timing Belt

Metode ini konstruksinya hampir sama dengan metode timing chain, yang membedakan hanya rantai diganti oleh sabuk karet bergerigi. Keuntungannya ialah cenderung tidak menimbulkan bunyi akan tetapi umur sabuk tidak sekuat rantai atau gear.

G.    Penyetelan Katup

Fungsi celah katup ialah agar katup-katup dapat menutup dengan sempurna pada semua keadaan temperatur.

Penyetelan katup dilakukan untuk memperoleh jarak bebas antara pelatuk dan batang katup. Jarak bebas digunakan untuk pemuaian pada waktu mesin panas.

            Setelan katup yang terlalu renggang akan mengakibatkan bunyi pada kepala silinder. Setelan yang terlalu rapat juga akan mengakibatkan mesin sulit hidup, kompresi akan bocor saat pemuaian, dan bensin akan lebih boros.

            Penyetelan katup dilakukan pada saat mesin panas dan dilakukan pada saat posisi torak pada langkah kompresi (katup dalam keadaan tidak bekerja). Jika tidak ada celah katup, katup tidak akan menutup dengan sempurna sehingga ada loss energy/kerugian tenaga.

H.    Overlap

Overlap adalah kondisi dimana intake valve dan exhaust valve berada pada posisi sedikit terbuka pada akhir langkah buang hingga awal langkah hisap. Berfungsi untuk efisiensi kinerja dalam mesin pembakaran dalam.

Manfaat dari proses overlaping, antara lain:

1)      Sebagai pembilasan ruang bakar, piston, silinder dari sisa-sisa pembakaran.

2)      Pendinginan suhu di ruang bakar.

3)      Membantu exhaust scavanging (pelepasan gas buang).

4)      Memaksimalkan proses pemasukan bahan bakar.

I.       Macam-Macam Konstruksi Penyetelan Katup

1)      Konstruksi Umum

Penyetelan celah katup dengan mengendorkan mur pengunci dan memutar sekrup penyetel.

2)      Dengan Tuas Ayun (MB, Ford, Nissan)

Penyetelan harus antara tuas ayun dan kam, bukan antara ujung tuas ayun dan ujung batang katup.

3)      Dengan Plat Penyetel (Volvo, Fiat, VW)

Penyetelan menggunakan plat penyetel dengan berbagai macam ketebalan.

4)      Tuas Katup Dengan Eksenter Penyetel (BMW)

5)      Penyetel Celah Katup Pada Motor Neptune (Colt T-120)

J.       Teknologi Katup

1)      VVT-I (Variable Valve Timing Intelegence/Toyota)

2)      V-TEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control/Honda)

3)      MIVEC (Mitsubishi Innovative Variable Valve Electronic Control)

4)      CVVT (Continously Variable Valve Timing/Hyundai)

5)      Vanos (Variable Nockenwellen Steverung/BMW)