Prinsip Kerja Mekanisme Katup

Memahami Prinsip Kerja Mekanisme Katup

1.      Fungsi

Mekanisme katup hanya terdapat pada jenis motor 4 langkah dimana berdasarkan konstruksinya terdapat dua jenis katup yaitu katup masuk dan katup buang. Fungsi dari mekanisme katup adalah mengatur pemasukan gas baru ke dalam silinder dan mengatur pengeluaran gas bekas pembakaran keluar silinder.

2.      Konstruksi

Setiap silinder dilengkapi dengan dua jenis katup yaitu katup masuk dan katup buang. Pembukaan dan penutupan kedua katup ini diatur dengan sebuah poros yang disebut poros cam (camshaft).

Sehingga silinder motor empat langkah memerlukan satu atu dua poros cam, yaitu cam katup masuk dan cam katup buang. Poros cam diputar oleh poros engkol melalui transmisi roda gigi atau rantai. Poros cam berputar dengan kecepatan setengah putaran poros engkol. Jadi, diameter roda gigi pada poros cam adalah dua kali diameter roda gigi pada poros engkol. Oleh karena itu lintasan pena engkol menjadi setengah kali lintasan poros cam.

Gambar 1. 1 Konstruksi Mekanisme

a.     Mekanisme katup dengan poros cam di bawah

 

Gambar 1. 2 Mekanisme Katup dengan Poros Cam di Bawah

Yaitu posisi katup diletakkan tegak dengan daun katup berada diatas dan terletak disamping silinder, sedangkan poros cam berada di dekat poros engkol.

Konstruksi jenis ini mempunyai keuntungan:

·      Dalam proses bekerjanya tidak banyak menimbulkan suara (noise) berisik

·      Konstruksi sederhana

·      Ukuran mesin relative pendek motor menjadi pendek

Namun juga mempunyai kekurangan yaitu:

·      Bentuk ruang bakar kurang menguntungkan sehingga relative lebih besar, akibatnya tekanan kompresi relative lebih rendah

·      Penyetelan celah katup sulit

Mekanisme katup dengan Katup di kepala silinder (Over Head Valve)

 

Gambar 1. 3 Mekanisme Katup OHV

Konstruksi mekanisme katup jenis OHV yaitu

·      Katupnya menggantung

·      Poros kam terletak di bawah

·      Katupnya di kepala silinder

Keuntungan

·      Bentuk ruang bakar baik Kerugian

·      Banyak bagian-bagian yang bergerak kelembaman massa besar tidak ideal untuk putaran tinggi

b.    Mekanisme katup dengan poros kam di atas

1)  Satu poros kam di kepala (Over Head Camshaft)

Mekanisme katup dengan satu poros kam di atas dikenal dengan istilah OHV (Over Head Camshaft ), Konstruksi mekanisme katup OHV di buat bahawa poros kam yang digerakkan oleh poros engkol melalui rantai akan langsung menekan penekat katup selanjutnya penekan katup akan menekan katup sehingga katup akan terbuka.

Gambar 1. 4 Mekanisme Katup Satu Poros Cam di Kepala

Keuntungan

·        Sedikit bagian-bagian yang bergerak

·       Kelembaman massa kecil, baik untuk putaran tinggi

Kerugian

Konstruksi motor menjadi relative lebih rumit karena ada mekanisme poros penekan katup di dekat poros cam

Dua poros kam di kepala (Double Over Head Camsaft)

Konstruksi mekanisme katup jenis ini poros kam dipasang agar bisa langsung menggerakkan mangkok penumbuk (tapet) katup seperti terlihat pada gambar di bawah.

 

Gambar 1. 5 Mekanisme Katup Dua Poros Cam di Kepala

DOHC adalah sistem poros ganda di kepala silinder. Fungsi DOHC sama dengan SOHC, bedanya terletak pada banyaknya poros cam tersebut. Pada DOHC jumlah poros camnya dua, sedangkan pada SOHC hanya satu. Pada tipe ini ada yang memakai rocker arm ada juga yang tidak ada. katup masuk dan katup buang dioperasikan tersendiri oleh dua buah cam. Tipe DOHC yang memakai rocker arm alasannya untuk mempermudah penyetelan kelonggaran katup dan merubah langkah buka katup.

Keuntungan

·      Bentuk ruang bakar baik

·      Susunan katup-katup menguntungkan ( bentuk V )

·      Kelembaman massa paling kecil, baik untuk putaran tinggi

Kerugian

·      Konsrtuksi mahal, lebih berat

·      Penyetelan celah katup lebih sulit

Komponen-Komponen Utama Mekanisme Katup

a)  Katub

Katup adalah salah satu komponen mekanisme katup yang berfungsi membuka dan saluran, baik saluran masuk (disebut katup masuk) maupun saluran buang (disebut katup buang).

Secara umum komponen katup seperti terlihat pada gambar di bawah:

Gambar 1. 6 Komponen Katup

Keterangan nama bagian

o   Valve spring retainer lock adalah komponen yang berfungsi mengunci/menahan ring penahan katup agar pegas katup dan katup tidak terlepas.

o   Valve spring retainer disebut juga ring penahan pegas katup berfungsi untuk menahan pegas katup.

o   Valve stem seal disebut juga sil katup yang berfungsi sebagai penahan cairan minyak pelumas agar tidak masuk kedalam ruang bakar.

o   Valve spring atau pegas katup berfungsi untuk mengembalikan kedudukan katup seperti semula.

o   Valve spring seat berfungsi sebagai dudukan pegas katup agar posisi pegas tidak berubah pada saat bekerja.

b)    Poros Kam

Poros cam adalah komponen mekanisme katup yang terdiri dari beberapa tonjolan yang berfungsi sebagai penggerak katup baik secara langsung atau melalui rosker arm.

Gambar 1. 7 Poros Cam

Letak poros kam

Makin dekat dengan katup makin ringan bagian-bagian yang menggerakkan katup, sehingga makin tinggi pula kemampuan putaran motor

Bagian bagian cam

Gambar 1. 8 Bagian Utama Poros Cam

Keterangan :

1    = Bidang buka

2    = Bidang tutup

h    = Tinggi angkat kam

d    = Diameter lingkaran dasar

Bentuk kam mempengaruhi :

·      Saat katup mulai membuka

·      Saat katup menutup

·      Lamanya katup terbuka ( sudut pengatur )

·      Tinggi angkat katup

Penggerak poros kam

Jarak antara poros kam dengan poros engkol bisa panjang, poros kam dapat terletak diatas kepala silinder (type SOHC dan DOHC) dan di bawah (type OHV), sehingga semua mesin baik type SOHC dan DOHC maupun type OHV menggunakan perantara untuk memutar poros kam antara lain menggunakan roda gigi, sabuk bergigi atau rantai.

Penggerak poros kam yang umum digunakan pada sepeda motor adalah penggerak jenis rantai, seperti terlihat pada gambar di bawah:

Gambar 1. 9 Penggerak Poros Cam Jenis Rantai

Pada rantai penggerak kam di pasang tensioner, yang berfungsi agar rantai tidak kendor (mempunyai kekencangan tertentu) sehingga tidak mudah lepas dari roda giginya ketika sedang bekerja. Karena jika kekencangan rantai berubah akan berpengaruh pada valve timing sehingga akan mempengaruhi efisiensi volumetric ruang bakar disamping itu juga jika kendor akan menimbulkan suara berisik (noise).

Pada umumnya tensioner yang digunakan terdiri dari tiga type yaitu:

a. Tipe setelan manual (manual adjustment)

Type penyetelan manual memerlukan penyetelan kekencangan secara berkala. Cara penyetelannya dengan cara menekan batang penekan, lihat gambar

 

Gambar 1. 10 Transioner Manual

b. Tipe setelan otomatis (automatic adjustment)

Tensioner tipe ini didalamnya terdapat konstruksi rachet yang bisa bergerak kea rah luar karena dorongan pegas dan tidak akan kembali (batang penekan bergerak searah) batang penekan tensioner akan menekan chain guide (karet) sampai melengkung, dan akan menekan rantai sehingga rantai akan mengalami penegangan, Tensioner tipe ini tidak perlu penyetelan.

Pada rantai penggerak kam di pasang tensioner, yang berfungsi agar rantai tidak kendor (mempunyai kekencangan tertentu) sehingga tidak mudah lepas dari roda giginya ketika sedang bekerja. Karena jika kekencangan rantai berubah akan berpengaruh pada valve timing sehingga akan mempengaruhi efisiensi volumetric ruang bakar disamping itu juga jika kendor akan menimbulkan suara berisik (noise).

Gambar 1. 11 Tensioner Tipe Otomatis

c. Tipe semi otomatis (semi automatic adjustment)

Tensioner tipe ini mirip seperti tipe otomatis, tetapi jika akan akan melakukan penyetelan harus mengendorkan baut pengunci secara manual, selanjutnya batang penekan tensioner akan menekan secara otomatis karena dorongan pegas di dalamnya.

 

Gambar 1. 12 Tensioner Tipe Semi Otomatis

A.     Merawat secara berkala mekanisme katup

Menyetel katup

Menyetel katup adalah istilah umum yang digunakan untuk pekerjaan melakukan penyetelan kerenggangan (celah ) antara katup dengan penekan katup. Celah katup ini akan berubah seiring dengan waktu pemakaian mesin, karena ketika mesin berkerja bagian-bagian yang bergerak antara lain katup dan mekanismenya akan mengalami keausan akibat gesekan dengan komponen lain. Perubahan celah katup ini tentu saja akan mempengaruhi kinerja mesin karena akan mempengaruhi efisiensi volumetric silinder, sehingga pekerjaan menyetel katup menjadi sangat penting bagi mesin demi mempertahankan kinerja mesin Penyetelan katup dilakukan secara periodic sesuai dengan karakteristik mesin, adapun langkah-langkah penyetelan katup adalah sebagai berikut:

Membuka tutup katup dan tutup magnet

Memutar poros engkol searah putaran mesin, menepatkan poros engkol pada sehingga piston pada posisi top (akhir langkah kompresi), dengan memeriksa tanda “T”pada roda gaya magnet tepat pada garis penyesuai pada rumah magnet dan kedua katup pada posisi tidak tertekan/bebas.

 

Gambar 1. 13 Tanda Piston Pada Posisi Top Kompresi

Pada beberapa type kendaraan ada yang menggunakan tanda pada sprocket cam shaft untuk memposisikan piston pada posisi top kompresi, yaitu dengan cara memutar poros engkol searah putaran mesin sampai tanda di sprocket segaris dengan tanda di rumahnya (pada silinder kepala) seperti terlihat pada gambar di bawah

Gambar 1. 14 Tanda Kompresi pada Sprocket

Memeriksa/menyetel celah katup dengan feeler gauge, alat penyetel katup dan kunci ring. Penyetelan dilakukan dengan terlebih dahulu mengendorkan mur pengikat baut penyetel (penekan) katup,menggunakan kunci ring, kemudian memasang feeler gauge dan memutar sekrup penyetel dengan menggunakan kunci penyetel. Setelah dirasa setelan tepat, tahan sekrup penyetel dan kencangkan mur pengikatnya. Penyetelan celah katup tepat apabila saat feeler gauge ditarik terasa agak seret namun tidak sampai tergores.

Gambar 1. 15 Konstruksi Katup yang Disetel