Turbocharger

Setelah alat ini digunakan pada banyak mesin diesel, mesin yang akrab dengan asap hitam tersebut seakan-akan berubah wajah. Maka dari itu, kita akan membahas kenapa alat ini menjadikan mesin diesel kembali populer di masyarakat luas.

Seperti yang telah saya paparkan sebelumnya dalam tulisan saya, mesin diesel adalah mesin yang identik dengan torsi yang besar. Karakteristik ini menyebabkan mesin diesel sering kali digunakan pada kendaraan-kendaraan yang melakukan kegiatan yang berat. Namun sayang, dibalik kekuatan yang besar itu mesin diesel memiliki kelemahan berupa asap yang hitam, suara bising, dan tidak mampu bekerja pada putaran-putaran tinggi. Nah, keberadaan turbocharger ini menjadi solusi bagi sebagian masalah pada mesin diesel.

Secara umum turbocharger merupakan alat yang terdiri atas 3 bagian utama :

1.      Turbin

2.       Kompresor

3.       Poros yang menghubungkan turbin dan kompresor.

Dalam perkembangannya, turbocharger mendapatkan beberapa tambahan instalasi seperti, wastegates, intercooler, dan, blow-off valves.

Prinsip kerja turbocharger ini, sebelum dibuang melalui knalpot, gas buang dari mesin diesel  akan masuk ke bagian turbin. Proses ini akan menyebabkan turbin berputar sehingga menghasilkan daya yang besar. Daya yang besar ini adalah akibat dari gas bertemperatur tinggi yang memutar turbin.  Kemudian, putaran dari turbin ini akan diteruskan oleh poros berputar yang menghubungkan turbin dan kompresor. Hasilnya, kompresor akan memompa udara sekitar untuk masuk ke dalam ruang bakar. Maka mesin diesel yang menggunakan turbocharger akan mendapatkan pasokan udara lebih banyak dan memiliki tekanan lebih tinggi pada ruang bakar. Lalu apa pengaruh peristiwa ini terhadap performa mesin?

Seperti kita ketahui, mesin diesel baru akan menghasilkan daya ketika bahan bakar mulai disuntikkan ke dalam ruang bakar. Proses itu terjadi ketika kepala piston hampir mencapai titik mati atas. Hal ini menyebabkan waktu bertemu antara udara dan bahan bakar hanya sebentar. Inilah faktor yang menyebabkan kenapa mesin diesel menunjukkan performa yang cenderung menurun ketika mesin diesel bekerja pada putaran yang tinggi. Semakin cepat putaran, maka akan semakin sedikit waktu bertemu antara udara dan bahan bakar. Maka akan semakin banyak bahan bakar yang tidak terbakar pada proses pembakaran. Inilah yang akan menyebakan turunnya daya yang dihasilkan mesin. Bahan bakar yang tidak terbakar akan menyebabkan asap hitam keluar dari knalpot kendaraan. 

Adanya kompresor pada turbocharger akan membuat semakin banyak udara yang masuk ke dalam ruang bakar. Semakin banyak udara dalam ruang bakar ini akan menyebabkan semakin banyak pula kemungkinan bertemunya udara dan bahan bakar. Maka peristiwa ini akan menyebabkan naiknya daya yang dihasilkan oleh mesin diesel, akibat bahan bakar yang terbakar lebih efektif.  Selain itu, naiknya tekanan pada ruang bakar akan menggeser kurva p-v mesin diesel ke atas. Hal ini akan menyebabkan naiknya daya yang dihasilkan mesin diesel tersebut. secara teoretik, adanya turbocharger ini akan memperluas grafik p-v dalam siklus termodinamika motor bakar.

Oleh karena banyaknya keuntungan yang diberikan oleh turbocharger, maka dewasa ini penggunaan turbocharger pada mesin diesel baru semakin marak. Bahkan akhir-akhir ini, ada terobosan baru pada turbocharger, yaitu, VNT (variable nozzle turbocharger). Adanya nosel yang dapat disesuaikan ini bertujuan untuk menjaga putaran turbin tetap tinggi sekalipun aliran gas buang rendah. Dengan putaran konstan dari turbin, maka putaran di kompresor pun relatif tidak berubah pada putaran mesin tinggi maupun rendah.

Berikut ilustrasi VNT.

Kendaraan-kendaraan diesel terbaru sudah banyak yang menggunakan teknologi ini. Chevrolet Captiva, Mitshubisi Pajero Dakar, Toyota Fortuner, merupakan beberapa kendaraan yang telah menerapkan aplikasi ini. Terbukti torsi mereka semakin meningkat pada putaran rendah. 

Tidak hanya berhenti disitu, sekarang ini mulai diterapkan teknologi terbaru. Teknologi terbaru tersebut adalah VGT (variable geometry turbocharger). Teknologi satu ini lebih ekstrim!!! Karena untuk kasus ini sudu dari turbin itu dapat diatur. Tujuannya sama, yaitu menjaga putaran turbin tetap tinggi pada aliran gas buang rendah namun dengan teknologi yang lebih baik.

Semakin majunya teknologi, kekurangan-kekurangan khas yang menempel pada mesin diesel satu per satu sudah mulai mendapat solusi, dari masalah polusi hingga kemampuan pada putaran tinggi, Beberapa aplikasi lain juga mendukung semakin naiknya level mesin diesel di mata masyarakat luas, tidak ada alasan lagi untuk tidak memilih mesin diesel ketimbang mesin bensin. Hal ini menunjukkan peran mesin diesel semakin penting pada ke masa depan. Walaupun gerakan motor listrik mulai digalakkan, namun mesin diesel tetap memiliki bagiannya yang tidak dapat digantikan motor listrik.

Cinta diesel, cinta lingkungan.