Supercharger Dan Turbocharger

Supercharger Supercharger adalah kompresor udara yag digunakan untuk menginduksi gaya pada motor bakar torak dengan menggunakan pompa yang menekan udara untuk masuk ke dalam mesin, dimana pompa tersebut digerakkan oleh mesin itu sendiri [1]. Kerja supercharger dibangkitkan secara mekanik dengan menggunakan belt, gear, shaft, atau rantai yang terhubung dengan crankshaft mesin. Penemu awal supercharger adalah Gotlieb Daimler pada tahun 1885. Gambar 1 menggambarkan gambar mesin dengan adanya tambahan supercharger [2]. Penggunaan supercharger dimaksudkan untuk menaikkan tekanan udara sehingga udara dapat masuk ke ruang bakar. Hal ini dimaksudkan agar pembakaran campuran udara dan bahan bakar berjalan sempurna bila diinginkan suatu peningkatan kecepatan. Supercharger dapat menambah power rata-rata sebesar 46% dan torsi sebesar 31%.

Gambar 1. Skema mesin dengan penggunaan supercharger Untuk dapat meningkatkan tekanan udara, supercharger harus berputar lebih cepat dari mesin tempat diletakannya supercharger. Upaya ini dilakukan dengan membuat gerigi pemutar lebih besar daripada gerigi kompresor. Terdapat 2 jenis supercharger berdasarkan metode kompresi. 1. Positive Displacement

Mendistribusikan volume udara yang relatif sama dengan pada tiap putaran mesinnya pada setiap kecepatan. Alat ini mendistribusikan udara ke dalam mesin sedikit demi sedikit secara mekanik.

2. Dynamic Compression.

Jenis kompresi ini dicirikan dengan adanya pemercepatan udara untuk mencapai kecepatan tinggi dan kemudian menggunakan kecepatan tersebut untuk memperoleh tekanan dengan difusi atau perlambatan kecepatan. Jenis-jenis dynamic compressor adalah sentrifugal, multi axial flow, pressure wave supercharger. Terdapat 3 jenis supercharger [2]. 1. Root Jenis ini merupakan jenis supercharger tertua. Jenis supercharger ini menggunakan lobus yang saling bertautan. Jenis supercharger ini memberikan tenaga yang lebih pada RPM rendah. Bentuk root ini ditampilkan pada Gambar 2. 2. Twin Screw Supercharger ini bekerja dengan menarik udara ke dalam lobus yang saling bertautan yang bentuknya menyerupai gerigi cacing. Jenis supercharger ini memberikan tenaga yang lebih pada RPM rendah. Bentuk Twin Screw ditampilkan pada Gambar 3. 3. Centrifugal.

Jenis supercharger ini menggunakan impeller dengan kecepatan tinggi untuk membawa udara ke ruang kompresor. Udara yang melewati impeler dalam kondisi kecepatan tinggi, tetapi tekanan udara yang menuju ke diffuser bernilai rendah. Pada diffuser, udara mengalami perlambatan kecepatan dan kenaikkan tekanan. Bentuk Centrifugal ditampilkan pada Gambar 4.

Gambar 3. Root

Gambar 4. Twin Screw

Gambar 5. Centrifugal

Keuntungan penggunaan supercharger adalah sebagai berikut. 1. Meningkatkan daya mesin 2. Tidak mengalami kemacetan dalam operasi 3. Mudah dalam pemasangannya.

Turbocharger Turbocharger pertama kali ditemukan oleh Alfred Buchi, seorang insinur swiss. Turbocharger adalah pompa angin radial kecil yang digerakkan oleh energi gas buang mesin. Turbocharger terdiri dari turbin dan kompresor. Tujuan dari penggunaan turbocharger sama seperti supercharger yaitu meningkatkan efisiensi mesin [1]. Proses peningkatan efisiensi dimulai dari gerakan turbin akibat gas buang yang melewatinya. Turbin mengkonversi gaya akibat gas buang menjadi gaya rotasi, yang digunakan untuk menjalankan kompresor. Kompresor menaikkan tekanan udara untuk dimasukkan ke ruang bakar sehingga mengkondisikan banyak massa udara yang ikut masuk ke ruang bakar [1]. Banyaknya udara yang dapat masuk di ruang bakar mengkondisikan untuk dapat ditambahkan bahan bakar pada ruang bakar, sehingga daya yang dihasilkan pun besar. Ketidakefisienan penggunaan turbocharger adalah saat dibutuhkannya energy untuk memutar turbin pada saat awal. Hal ini dikarenakan mesin memperoleh tekanan balik dari udara buang akibat adanya tahanan turbin. Bentuk skema penggunaan turbocharger ditampilkan pada Gambar 6 [2]. Perputaran turbin dapat berlangsung hingga mencapai 150.000 rpm. Kondisi perputaran ini dapat merusak bantalan poros. Untuk itu, bantalan yang digunakan pada turbocharger umumnya menggunakan fluid bearing. Fungsi yang dapat diperoleh dari fluid bearing adalah sebagai berikut. 1. Fluida dapat mendinginkan porosdan bagian lain turbocharger 2. Mengurangi gesekan poros.

Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi ketidakefisienan turbin adalah sebagai berikut [2]. 1. Menggunakan wastegate 2. Menggunakan ball bearing

3. Menggunakan ceramic turbin blade pada turbin 4. Menggunakan 2 turbocharger (besar dan kecil).

Gambar 6. Skema penggunaan turbocharger