Saringan udara (Filter udara)

Udara luar yang akan dihisap kedalam silinder banyak mengandung kotoran, oleh karena itu perlu dibersihkan, karena jika kotoran tersebut ikut terhisap kedalam silinder maka akan menyebabkan keausan didinding silinder, selain itu juga akan mengotori oli sehingga memperpendek umur pemakaian oli, untuk mencegah hal itu perlu dipasangkan saringan udara untuk membersihkan udara tersebut.

Tipe saringan udara ada beberapa macam diantaranya:

1. Saringan udara tipe kertas

Disebut tipe kertas karena element saringannya terbuat dari kertas, untuk beberapa saringan tipe kertas perawatannya bisa dilakukan dengan mencucinya dengan air.
Belakangan ini untuk tipe tertentu saringan udara menggunakan tipe axial flow seperti diperlihatkan gambar dibawah. Tipe ini memungkinkan bentuk saringan lebih kompak dan ringan.

Pre-Air cleaner

Pre-Air cleaner adalah sejenis saringan udara pusaran, ini memanfaatkan gaya sentrifugal dari kotoran untuk dipisahkan dengan udara dan ditampung dalam dust trap. Tipe ini cenderung sedikit memerlukan penggantian elemen, akan tetapi untuk kualitas penyaringan terhadap kotoran halus cenderung kurang.

Saringan Udara Tipe Oil Bath

Saringan Udara Tipe Oil Bath

Saringan udara tipe oli bath ini selain menggunakan saringan yang terbuat dari baja wol, juga memanfaatkan oli untuk menambah proses penyaringan. Oli digunakan untuk merendam partikel kotoran yang lebih kasar semisal pasir, sedangkan partikel kotoran yang lebih halus selanjutnya disaring oleh elemen baja wol sebelum mancapai silinder.

Saringan Udara Tipe Siklon

Saringan Udara Tipe Siklon

Untuk tipe siklon elemen saringannya terbuat dari kertas dan didesain dengan sirip-sirip agar udara yang masuk bisa membentuk pusaran sehingga pertikel-partikel besar bisa dipisahkan dengan gaya sentrifugal dari pusaran tersebut, selanjutnya partikel kasar tersebut ditampung dalam kotak saringan. Selanjutnya partikel yang lebih kecil disaring oleh elemen kertas tersebut.

Sistem Pemasukan Udara Panas (Hot Air InTake)

Sistem Pemasukan Udara Panas (Hot Air InTake)

Campuran udara bahan-bakar lebih dingin dibandingkan dengan udara luar disebabkan kehilangan panas karena terjadinya penguapan pada bensin. Dengan alasan ini campuran udara bahan bakar tidak mudah menguap atau menjadi kristal dalam udara bahan bakar tidak mudah menguap atau menjadi kristal dalam udara dingin, tidak seperti bila dalam udara panas. HAI (Hot air Intake) suatu sistem yang dibuat untuk memanaskan udara yang akan dihisap dengan memanfaatkan panas dari gas bekas. Sejak adanya perlengkapan tambahan ini tidak ada masalah dalm pemanasan, pemanasan dapat berlaku secara manual atau otomatis. Pada sistem otomatis terdiri dari wax atau element bimetal, yang mendeteksi temperatur udara yang masuk dan menggerakkan sistem pada on atau off sesuai dengan keadaan temperatur.

Sistem Automatik HAI tipe bimetal mempunyai katup thermostatik (elemen bimetal) didalam rumah saringan udara dan vacuum diaphragma pada saluran masuknya. Vaccum diaphragma bekerja dengan kevakuman dalam intake manifold dan mengontrol switch udara panas/dingin.

Intake Manifold Dan Exhaust Manifold

Intake manifold mendistribusikan campuran udara bahan bakar yang diproses oleh karburator ke silinder-silinder. Intake manifold dibuat dari paduan aluminium, yang dapat  memindahkan panas lebih efektif dibandingkan logam lainnya. Intake manifold diletakkan sedekat mungkin dengan sumber panas yang memungkinkan campuran udara dan bensin cepat menguap. Pada beberapa mesin intake manifold letakknya dekat dengan exhaust manifold. Ada juga mesin yang water jacketnya ditempatkan didalam intake manifold untuk memanaskan campuran udara bensin dengan adanya panas dari air radiator.

Exhaust Manifold menampung gas bekas dari semua silinder dan mengalirkan gas tersebut ke pipa buang (exhaust pipe). Exhasut manifold dibaut pada kepala silinder, saluran manifold disambungkan langsung pada lubang gas bekas (exhaust port) pada silinder.

Pipa Buang (exhaust pipe)

 

Pipa Buang (Exhaust Pipe)

Pipa buang (exhaust pipe) adalah pipa baja yang mengalirkan gas bekas dari exhaust manifold ke udara bebas. Pipa itu sendiri dibagi beberapa bagian, pipa bagian depan (front pipe), pipa bagian tengah (center pipe), pipa bagian belakang (tail pipe). Susunan dibuat sedemikian rupa untuk mempermudah saat penggantian catalytic converter atau muffler tanpa melepas keseluruhan.

Catalytic Converter

Catalytic Converter

Catalytic Converter, pertama kali ditemukan tahun 1975 di Amerika Serikat. Alat ini dibuat demi memenuhi standar emisi gas buang yang sangat ketat di negara tersebut. Singkatnya Catalytic Converter ini adalah alat yang akan mereaksikan gas-gas buang yang berbahaya melalui reaksi kimia sehingga nantinya gas-gas tersebut akan berubah menjadi gas yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Atau minimal menjadi gas yang tidak terlalu berbahaya.
Saat ini Catalytic Converter telah digunakan di banyak mesin-mesin mobil dan motor, bahkan beberapa motor bebek yang nobatene motor murah sudah memasang teknologi ini.
Ada dua tipe dari Catalytic Converter, yaitu 3-way Catalist dan 2-way Catalyst. 3-way Catalist digunakan pada mesin mobil dan motor yang menggunakan bahan bakar bensin (Premium, dsb.). Ada tiga tahap dalam proses ini yaitu :

1. Reduksi Nitrogen Oksida menjadi nitrogen dan Oksigen : 2NO_x → xO₂+N₂
2. Oksidasi Carbon Monoksida menjadi Karbon Dioksida : 2CO + O₂ → 2CO₂
3. Oksidasi senyawa Hidrokarbon yang tak terbakar (HC) menjadi Karbon Dioksida dan air : 2C_xH_y + (2x+y/2)O₂  → 2xCO₂ + yH₂O

Reaksi-reaksi di atas akan berjalan efisien bila mesin bekerja dengan  perbandingan 14,7 bagian udara dengan 1 bagian bahan bakar.

Muffler

Muffler

Gas bekas (exhaust gas) dikeluarkan dari mesin dengan tekanan yang tinggi (kira-kira 3-5 kg/cm) dan temperaturnya sekitar 600-800 derajat. Besarnya panas kira-kira 34 persen dari energi panas yang dihasilkan oleh mesin.

Bila gas bekas dengan panas dan tekanan yang tinggi seperti ini langsung ditekan keudara luar, maka gas tersebut akan mengembang dengan cepat sekali, menyebabkan timbulnya suara ledakan keras. Muffler digunakan untuk mencegah terjadinya hal tersebut. Gas bekas dikurangi tekanannya dan didinginkan saat melalui muffler.

INTAKE AND EXHAUST SYSTEM

INTAKE AND EXHAUST SYSTEM

Sistem pemasukan (intake system) terdiri dari saringan udara (air cleaner) dan intake manifold. Saringan udara membersihkan kotoran udara sebelum masuk ke silinder untuk mencampur dengan bensin, dan intake manifold menyalurkan campuran udara dan bensin kedalam silinder. Udara mengalir dari saringan udara masuk ke karburator, dan campuran udara dan bensin yang disiapkan dalam karburator dipanaskan dalam intake manifold oleh adanya pendingin yang telah panas atau gas buang. Intake manifold dibuat sedemikian rupa sehingga dapat membagikan campuran udara dan bensin sama rata ke semua silinder.

Sistem pembuangan (exhaust sytem) terdiri dari exhaust manifold, exhaust pipe (knalpot) dan muffler. Exhaust manifold menampung gas bekas dari silinder dan mengeluarkan ke udara melalui knalpot. Muffler menyerap bunyi yang disebabkan oleh keluarnya gas bekas. Sistem exhaust termasuk juga katalitik konverter, dimana gas bekas dibersihkan sebelum dikembalikan ke udara. Untuk penambahan ini ada beberapa macam perlengkapan emission control lainnya.

Sekilas Mengenai Injector

Injector iadalah suatu injeksi atau semprotan dari jarum dengan solenoid yang dikontrol oleh ECM.
Berdasarkan jumlah udara yang masuk dan putaran mesin, ECM menghitung dasar waktu injeksi bahan bakar, dan menghitung secara tepat lamanya waktu injeksi bahan bakar berdasarkan temperatur pendingin mesin, sinyal umpan balik dari oxygen sensor selama close-loop-control, kondisi laju kendaraan termasuk akselerasi dan deselerasi, serta status pengisian battery, dengan tujuan mengontrol injector melalui sinyal pulsa yang konstan, dan tekanan injeksi dikontrol agar tetap konstan. Kemudian jumlah bahan bakar yang dinjeksikan akan ditentukan berdasarkan lamanya waktu penginjeksian bahan bakar melalui kerja solenoid yang menahan needle valve agar terbuka, menggunakan Pulse Width Modulation (PWM) yang dikirim dari ECM. Semakin lama waktu injeksi bahan bakar (pulse width semakin lama) maka bahan bakar yang disemprotkan oleh injector juga akan semakin banyak..
Berdasarkan keterangan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa kerja sistem injeksi bahan bakar elektronik adalah: injeksi dipengaruhi oleh injector. Banyaknya bahan bakar yang disemprotkan ditentukan oleh lamanya waktu injeksi oleh injector yang dihitung oleh ECM berdasarkan kwantitas udara yang masuk, dan kondisi laju kendaraan. Umumnya ada dua macam sistem injeksi yang digunakan:

- MPI (Multi-Point Injection)
- SPI (Single-Point Injection)
Kedua sistem tersebut memerlukan pompa bahan bakar yang setiap saat harus mengirim bahan bakar ke mesin melalui fuel filter dari fuel tank. Pompa bahan bakar bisa dipasang di dalam atau diluar fuel tank.
Injector menginjeksi bahan bakar pada intake manifold, dan sistem tekanannya diatur oleh pressure regulator sehingga tekanannya tetap konstan.

Pada sistem SPI, uap bahan bakar diinjeksikan oleh satu injector yang letaknya di tengah atas throttle valve. Pendistribusian campuran bahan bakar udara yang didistribusikan ke setiap cylinder akan tercapai di intake manifold. Untuk sekarang ini sistem tersebut sudah tidak dipakai lagi karena distribusi injeksi bahan bakarnya tidak bagus.
Untuk sistem MPI, masing-masing cylinder mempunyai satu injector, yang dipasang di intake-manifold dan menginjeksikannya ke intake valve masing-masing cylinder. Suplai bahan bakar ke setiap injector mengandalkan fuel rail.

1) MPI system

Dengan menggunakan beberapa sensor, MPI system secara kontinyu mengukur kondisi mesin, dan menghitung kwantitas bahan bakar secara tepat mengandalkan ECM yang ukurannya sudah diset sebelumnya, sehingga jumlah suplai menjadi optimal. Karena itulah output mesin, momen mesin, emisi, pamakaian bahan bakar dan kemampuan kendaraan bisa diberikan sesuai dengan rancangan kebutuhan mesin.
Kwantitas bahan bakar yang telah dikalkulasi tersebut secara langsung akan disemprotkan ke intake valve mesin, dan hanya udara saja yang melewati intake manifold, sehingga dapat meningkatkan fleksibilitas.
MPI System mempunyai beberapa keunggulan dibanding dengan sistem karburator, dan sudah dipakai sejak tahun 1980, adapun keunggulannya adalah sebagai berikut ;

1. Hitungan kwantitas bahan bakar sangat akurat baik dalam kondisi stabil maupun tidak (akselerasi meningkat, proses pemanasan mesin lebih baik, dst)
2. Selama proses penyaluran bahan bakar di intake manifold, tidak ada sisa bahan bakar yang menempel di dinding bagian dalam intake manifold.
3. Distribusi bahan bakar pada saat beban kosong akurat
4. Desain intake manifold bisa lebih fleksibel
5. Penggunaan kontrol loop lambda menjadi simpel dan efektif
6. Emsisi rendah
7. Lelbih mudah didiagnosa dan diperbaiki

Keunggulan-keunggulan diatas bisa meningkatkan beberapa variabel yang ada pada mesin dan tentunya juga peningkatan output yang tinggi. Namun apabila penyetelan untuk idling kurang baik, maka bisa berakibat menjadi suatu kelemahan.

2) SPI System
Sistem SPI pertama kali diperkenalkan pada tahun 1979 oleh GM dan Ford, dan sukses penggunaannya melalui Chrysler di USA dan Mitsubishi di Jepang. Merek yang beredar adalah Bendix, Bosch, Holley dan Hitachi dengan spesifikasi masing-masing.
Sistem SPI ini menggunakan satu injector (khusus untuk dua barrel intake manifold mesin V6 atau V8 menggunakan dua injector) untuk menginjeksikan bahan bakar melalui bagian atas throttle plate. Pada tipe injeksi ini, bahan bakar diinjeksikan melalui celah antara throttle plate dan dinding intake manifold, sehingga bentuknya konfigurasinya adalah kerucut.
Gambar 2-1 (b) adalah tipikal ilustrasi konfigurasi sistem suplai bahan bakar SPI. SPI mempunyai beberapa keunggulan yang sama yang dimiliki oleh sistem MPI. Yaitu sistem SPI mengukur jumlah bahan bakar berdasarkan waktu bukaan injector opening atau frekwensi penginjeksian, untuk mempermudah kontrol-komputer dan menyediakan ukuran bahan bakar yang akurat. Sebagai tambahan, sistem ini mempunyai keunggulan dalam hal istalasi, kontrol looping terturup,lebih mudah didiagnosa dan diperbaiki, serta mempunyai karakter pengukuran skala kecil saat idling dengan satu titik penginjeksian.

Sistem SPI juga mempunyai kelemahan yang sama yang dimiliki oleh sistem karburator. Yaitu, ada ketidak samaa distribusi diantara cylinders, dan suplai bahan bakar bisa terlambat. Pada sistem ini apabila range aktif injector meningkat dan tekanan bahan bakarnya rendah ketika proses warming-up, maka bisa menurunkan performa. Keunggulan sistem SPI ini dibandingkan dengan sistem karburator adalah dalam hal performa dan kontrol emisi.