Apakah Turbo atau Turbocharger itu?

Ketika berbicara mengenai mobil terutama mobil sport atau mobil balap, kita akan seringkali menemui istilah turbo atau turbocharger. Dalam beberapa artikel sebelumnya pun istilah ini sudah banyak kita jumpai. Lalu apakah yang dimaksud dengan turbocharger itu?

Dalam ulasan kali ini kita akan membahas tuntas mengenai turbocharger atau biasanya disingkat dengan turbo.

Ulasan ini akan kita bagi kedalam beberapa bagian seperti pengertian turbo, bagaimana turbo bekerja, komponen, kelebihan-kelemahan, dan lainnya.

Kita mulai saja.

“A turbo: Exhaust gasses go into the turbocharger and spin it, witchcraft happens, and you go faster.” -Jeremy Clarkson

Apakah turbo ituApakah Turbo Itu?

Turbocharger merupakan salah satu metode forced induction pada mesin mobil. Forced induction sendiri adalah proses mengalirkan udara yang dikompresi kepada asupan (intake) mesin yang kemudian digunakan pada pembakaran bahan bakar di ruang bakar (combustion chamber).

Selain turbocharger, metode forced induction lainnya adalah supercharger dan nitrous oxide. Tenaga penggerak turbocharger berasal dari gas buangan (exhaust), sedangkan tenaga penggerak supercharger adalah putaran crankshaft pada mesin (kruk as/ poros engkol). Nitrous Oxide atau lebih populer dengan istilah NOS (Nitrous Oxide System) merupakan forced induction dengan mengalirkan nitrous oxide (N2O) yang memiliki kadar oksigen sebesar 36%, lebih banyak dibandingkan kadar oksigen pada udara yang sebesar 23,6%.

Mengapa Turbo? Apa fungsinya?

Dalam mesin mobil ada silinder yang merupakan tempat piston bekerja. Pada prinsipnya, semakin besar kapasitas silinder dan semakin banyak jumlahnya, maka akan semakin banyak jumlah bahan bakar dan oksigen yang dapat dibakar. Dengan demikian semakin banyak pula tenaga yang dihasilkan.

Itulah kenapa mobil-mobil sport yang kencang memiliki jumlah dan kapasitas silinder mesin yang besar. Mulai dari 6 silinder, 8 silinder, bahkan sampai 12 silinder (V12). Kapasitasnya pun beragam ada yang 3.0L, 4.0L, 5.0L, 6.0L dan seterusnya.

Lalu bagaimana cara memperbesar tenaga tanpa menambah kapasitas atau jumlah silinder?

Yaitu dengan “memaksa” (forced) besaran jumlah udara yang masuk kedalam silinder. Bagaimana caranya? Melalui kompresi.

Ibaratnya mengkompresi file sehingga bisa muat masuk kedalam flashdisk. Udara yang dikompresi menjadi lebih padat dan tentunya memiliki kadar oksigen yang lebih besar. Hal ini membuat proses pembakaran lebih efektif sehingga tenaga yang dihasilkan lebih besar.

Apakah turbo ituBagaimana Cara Turbo Bekerja?

Seperti sudah disebutkan sebelumnya, tenaga penggerak turbocharger berasal dari gas buangan kendaraan. Perangkat utamanya adalah dua buah kipas udara (air fan) yang terhubung satu sama lain, sehingga apabila satu kipas berputar maka kipas lainnya akan ikut berputar. Dua buah kipas tersebut berbentuk seperti keong. Cara bekerjanya adalah sebagai berikut.

  1. Kipas pertama berada di aliran gas buangan knalpot (exhaust). Kipas pertama ini juga dinamakan kipas turbin karena berfungsi sebagai kipas penggerak. Ketika silinder membuang gas buangan panas hasil pembakaran, gas tersebut akan mendorong dan menggerakkan kipas pertama yang kemudian menggerakkan kipas kedua (kompressor) yang berada di aliran udara masuk (intake). Semakin banyak udara buangan yang masuk ke dalam kipas turbin, maka semakin cepat juga putaran yang dihasilkan.
  2. Kipas kedua disebut juga dengan nama kompressor karena bertugas mengkompresi udara. Ketika kompressor berputar, udara akan tersedot masuk kedalamnya dan putarannya akan mengkompresi udara masuk tersebut.
  3. Udara apabila dikompresi akan menjadi lebih panas. Udara yang panas memiliki kerapatan yang rendah sehingga kurang efektif untuk proses pembakaran. Oleh karena itu sebelum masuk ke dalam silinder, udara hasil kompresi didinginkan terlebih dahulu melalui intercooler. Intercooler ini berbentuk mirip seperti radiator. Biasanya ditempatkan di bagian depan mobil sehingga terkena udara luar yang membatu proses pendinginan.
  4. Udara kompresi yang telah didinginkan kemudian dialirkan ke asupan udara (intake) silinder. Udara ini memiliki kadar oksigen yang lebih besar sehingga mampu mempercepat proses pembakaran pada silinder.
  5. Gas sisa pembakaran pada silinder kemudian akan dibuang dan menggerakkan kembali kipas turbin seperti pada nomor 1 sebelumnya.

Komponen Turbo

Sebuah sistem turbocharger pada mesin terdiri dari komponen utama dan komponen pendukung. Komponen utama adalah komponen dari sistem utama perangkat turbocharger sedangkan komponen pendukung berfungsi untuk mengefektifkan turbocharger bekerja.

  1. Turbocharger terdiri dari dua buah kipas udara (air fan). Kipas pertama merupakan kipas turbin/ penggerak dan kipas kedua merupakan kompressor.
  2. Batang (shaft) penghubung kedua kipas yang secara teknis dinamakan CHRA (center hub rotating assembly).
  3. Putaran kipas turbo bisa mencapai kecepatan 150.000 rpm. Oleh karena itu turbo menggunakan cairan bantalan (fluid bearing) berupa lapisan oli yang berfungsi melancarkan dan mendinginkan komponennya yang berputar.
  4. Intercooler merupakan komponen pendingin udara kompresi sebelum masuk ke dalam silinder.
  5. Wastegate adalah komponen yang berfungsi mengatur kecepatan kerja turbocharger. Jumlah gas buangan yang masuk ke kipas turbin diatur oleh wastegate, yang berarti juga mengatur putaran kipas kompressor. Fungsinya untuk melindungi turbo dan mesin sehingga tekanan dorongan (boost) dari turbo tidak membebani kekuatan mesin. Boost yang terlalu besar dapat merusak komponen internal mesin.
  6. BOV (blow off valves)/ Dump Valve/ Anti-Surge merupakan komponen yang melepaskan udara kompresi yang tidak digunakan apabila throttle dilepas/ ditutup. Tanpa BOV udara kompresi yang tidak digunakan akan mengalir kembali pada kipas turbo yang bisa merusak komponen turbo. Ciri khas dari BOV ini adalah suara buangan udaranya yang berbunyi “ceussshh” hehe.
  7. Water Injection merupakan alternatif dari Intercooler dimana proses menurunkan suhu udara kompresi dilakukan dengan menyemprotkan air ke udara asupan (intake air). Pada mobil BMW M4 GTS, water injection ini dipadukan dengan intercooler.

Apakah turbo ituJenis Turbo

Sistem turbo memiliki beberapa variasi jenis. Masing-masing memiliki kelebihan dan kelemahannya tersendiri. Penjelasan detil mengenai jenis turbo ini akan membuat post ini semakin panjang hehe. Buat kalian yang ingin mengetahui secara detil silahkan baca disini. Jenis varian turbo adalah sebagai berikut.

  1. Single-Turbocharger
  2. Twin-Turbocharger
  3. Twin-Scroll Turbocharger
  4. Variable Geometry Turbocharger
  5. Variable Twin Scroll Turbocharger
  6. Electric Turbocharger

Kelebihan dan Kekurangan Turbo

Kelebihan

  1. Mengefektifkan pembakaran pada silinder sehingga menambah tenaga output tanpa harus memperbesar kapasitas maupun menambah jumlah silinder mesin. Asupan tekanan (boost) dari turbo umumnya sebesar 6-8 pounds per square inch (psi). Tekanan atmosfir udara normal adalah 14,7 psi. Sehingga bisa kita lihat ada sekitar 50% udara lebih banyak masuk ke dalam mesin. Ini berarti 50% peningkatan tenaga, meskipun pada kenyataannya biasanya peningkatannya adalah sebesar 30-40% karena tingkat efisiensi kerja turbo yang tidaklah sempurna sesuai teori.
  2. Dengan tidak memperbesar kapasitas maupun jumlah silinder mesin, membuat mesin tidak seberat mesin non-turbocharger dengan tenaga yang sama. Beban mesin ini berpengaruh pada bobot kendaraan yang kemudian mempengaruhi efisiensi bahan bakar.
  3. Sistem turbocharger memungkinkan pembakaran yang lebih baik melalui kandungan oksigen yang lebih banyak pada udara asupan (intake). Hal ini membuat sisa gas buangan lebih rendah polusi.

Kelemahan

  1. Seiring dengan udara asupan yang lebih kaya oksigen, kebutuhan bahan bakar untuk proses pembakaran juga meningkat. Hal ini membuat konsumsi bahan bakar meningkat seiring dengan peningkatan tenaga mesin. Selain itu turbocharger juga membutuhkan bahan bakar dengan octane tinggi untuk mencegah terjadinya knocking pada mesin.
  2. Karena turbo digerakkan melalui gas buangan knalpot, sehingga sering terjadi delay (turbo lag) yang terjadi antara saat kita menekan pedal gas dengan saat kipas turbin turbo mulai bekerja. Hal ini sering disiasati dengan menggunakan sistem twin-turbo.
  3. Kehandalan mesin menjadi berkurang dikarenakan dengan sistem turbocharger membuat mesin bertambah kompleks. Semakin kompleks mesin, semakin banyak komponennya, maka semakin bertambah kemungkinan/ faktor untuk terjadinya kerusakan pada mesin.
  4. Sistem turbo membuat komponen mesin bekerja dibawah tekanan dan suhu yang tinggi. Hal ini membuat mesin dengan sistem turbo seringkali tidak seawet mesin non-turbo (NA).

Siapakah Penemu Turbo?

Sebagai penutup kita akan sedikit membahas sejarah. Kepada siapakah kita berterima kasih atas tekhnologi turbocharger?

Penemu turbocharger adalah Alfred J. Büchi (1879–1959), seorang engineer otomotif berkebangsaan Swiss. Büchi pertama kali mengembangkan turbocharger pada beberapa tahun sebelum perang dunia ke-1. Ia kemudian mematenkan temuannya tersebut di Jerman pada tahun 1905. Meskipun demikian, Büchi terus bekerja mengembangkan design turbocharger sampai kematiannya empat dekade kemudian.

Demikian ulasan kali ini. Ada yang ingin menambahkan atau berkomentar?

Untuk ulasan dan bahasan mobil menarik lainnya, ikuti juga Instagram kita ya!

Leave a comment

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