Prinsip Kerja TURBO CHARGER pada kendaraan

DEFINISI TURBO:

Turbo atau istilah kerennya TURBO CHARGER, merupakan sebuah kompresor gas yg digunakan untuk Induksi Paksa (Forced Induction) dari mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine)

Turbocharger merupakan sebuah bentuk dari supercharger yg meningkatakan kepadatan udara yg memasuki mesin untuk menghasilkan tenaga lebih. sebuah Turbocharger mempunyai turbin yg ditenagai oleh kompresor dan dikendalikan oleh gas pembuangan mesin itu sendiri dari pada pengendalian secara mekanis. hal ini membuat turbocharger mampu mencapai tingkat efisiensi yg lebih tinggi daripada kompresor kompresor Forced Induction tipe lain.
Pada awal mula perakitan, Turbocharger direferensikan sebagai "Turbo supercharger". sebuah super charger yg menggunakan compressor udara untuk diinduksikan/didorong secara paksa kedalam mesin. secara logika, menambahkan turbin untuk untuk memutar supercharger akan mengubah istilahnya menjadi "Turbo supercharger". namun, istilah tersebut kemudian , disingkat menjadi "Turbo Charger". hal ini, membuat kebingungan karena terkadang istilah "turbo supercharger" masih sering digunakan untuk menunjukkan mesin yg menggunakan crankshaft-drive supercharger dan exhaust-driven turbocharger bersama-sama atau sering pula disebut "twin charging".

Prinsip Kerja Turbocharger:
 
Sebuah Turbocharger ada sebuah kipas pompa radial yg kecil yg dikendalikan oleh energi gas buang dari sebuah mesin. sebuah Turbocharger terdiri dari sebuah turbin dan compressor terpasang pada sebuah batangan (shared shaft). Turbin tersebut mengubah panas dan tekanan gas buang menjadi daya putar, yg kemudian digunakan untuk menggerakkan compressor. compressor menggerakkan aliran udara dan memompakannya kedalam intake manifold pada tekanan yg semakin meningkat. Hal tersebut menghasilkan kadar udara yg besar memasuki silinder dari setiap langkah hisap (intake stroke).

tujuan dari turbocharger kurang lebih sama dengan supercharger, untuk memperbaiki efisiensi volumetrik mesin dengan memecahkan salah satu batasan kardinalnya. tekanan udara pada atmosfir tidak lebih dari 1 atm (14,7psi), sehingga ada batas mutlak antara tekanan dalam katup masuk dan jumlah aliran udara yg memasuki ruang pembakaran. Turbocharger meningkatkan tekantan pada titik dimana udara memasuki silinder, kadar udara (oksigen) yg besar dipaksakan masuk ketika tekanan pada inlet manifold meningkat.

tambahan aliran udara membuat mesin mampu mengendalikan tekanan ruang bakar dan perbandingan bahan bakar dan udara yg seimbang saat mesin berada pada RPM tinggi. hal ini meningkatkan tenaga dan torsi yg dikeluarkan oleh mesin.

untuk menghindari detonasi dan kerusakan fisik, tekanan dalam silinder tidak boleh terlalu tinggi. untuk mencegah hal tersebut terjadi, tekanan masuk harus dikontrol oleh ventilasi yg membuang kelebihan gas. fungsi kontrol tersebut dilakukan oleh wastegate, yg mengarahkan beberapa gas buang tidak ikut mengalir ke turbin. 

Cara Kerja Turbocharger:
 
Sebuah turbocharger secara dasar adalah sebuah pompa udara. gas buang panas yg meninggalkan mesin setelah pembakaran diarahkan langsung ke roda turbin disamping turbocharger utnuk membuat turbin tersebut berputar hingga kecepatan 230.000RPM
Roda Turbin itu terhubung oleh sebuah batang ke roda kompresor. semakin turbin berputar cepat, kompresor pun ikut berputar dengan cepat. putaran kompresor tersebut mendorong aliran udara dan mengkompres udara tersebut sebelum dipompakan ke dalam ruang pembakaran mesin.

Banyak sistem turbo yg menambahkan pendingin (Intercooler) antara kompresor dan silinder, karenan udara yg terkompres dan berputar sedemikian cepatnya dapat mencapai suhu tinggi yg ekstrim

Prinsip dasar dibalik penggunaan turbochargin cukup sederhana, namun sebuah turbocharger adalah sebuah komponen mesin yg sangat kompleks. tidak hanya komponen-komponen dalam turbocharger itu sendiri yg harus terkoordinasi secara tepat, tapi jg turbocharger dan mesin harus benar-benar cocok. jika tidak, maka dapat menghasilkan mesin yg tidak efisien dan bahkan kerusakan.

Ada 4 tahap kerja yaitu :

1. HISAP (Charge Exchange Stroke)

pada mesin Diesel atau bensin injeksi, piston bergerak kebawah dan udara ditarik melalui katup masuk. dalam mesin bensin karburator, udara dicampurkan dengan bensin.

2. KOMPRESI (Power Stroke)

Ketika Piston bergerak keatas, udara atau campuran bensin dan udara di kompress

3. Ekspansi (Power Stroke)
dalam mesin bensin karburator atau injeksi, campuran bahan bakar dan udara disulut oleh busi, pada mesin Diesel, bahan bakar di injeksikan pada tekanan tinggi dan campuran udara dengan bahan bakar tersebut akan terbakar secara spontan. kemudian, ledakan tersebut mendorong piston bergerak kebawah.

4. Pembuangan (Charge Exchange Stroke)
Gas Buang dikeluarkan melalui katup pembuangan ketika piston bergerak keatas. Pada mesin dengan Turbocharger, Udara di kompress sebelum disuplai kembali ke dalam silinder selama langkah hisap. karena proses tersebut berada pada tekanan yg lebih tinggi, kadar udara yg lebih besar masuk kedalam ruang bakar sehingga bahan bakar terbakar lebih efisien. hal ini meningkatkan Power Output, memberikan torsi yg lebih besar pada top speed dibandingkan pada mesin biasa dengan volume mesin yg sama, dan mengurangi kadar emisi gas buang. beberapa mesin Diesel bisa di set up untuk menerima udara lebih namun dengan takaran solar yg sama, yg tidak hanya meningkatkan tenaga tapi juga menghasilkan gas buang yg lebih bersih.

Macam - Macam Turbo:
 
PARALLEL

 
beberapa mesin, seperti mesin jenis V, menggunakan dua turbo kecil yg identik. masing-masing dipasangkan pada aliran gas buang yg terpisah dari mesin. 2 turbo yg lebih kecil menghasilkan dorongan (boost) yg sama atau lebih (secara agregat) daripada sebuah turbo besar tunggal. karena ukurannya yg kecil, turbo jenis ini mampu mencapai RPM optimalnya dan menghasilkan dorongan yg optimal secara lebih cepat. turbo jenis ini sering dirujuk dengan nama lain Parallel Twin-Turbo system.

Daftar Kendaraan dengan Twin Turbo : Maserati Bi-turbo, Nisan GT-R, Mitsubishi 3000GT VR-4, Nissan 300ZX, BMW twin Turbo 3.0 inline 6 cylinder cars(E90, E81, E60).

SEQUENTIAL

 
Beberapa pembuat mobil mengatasi Turbo lag (Jeda yg terasa saat Turbo Aktif) dengan menggunakan 2 turbo kecil. penyusunan yg tipikal untuk turbo jenis ini adalah, memiliki 1 turbo yg aktif pada seluruh putaran RPM dan satu turbo yg aktif ketika RPM Tinggi. sebelum RPM tinggi tercapai, inlet gas buang dan udara dari Turbo kedua ditutup. Sequential twin-Turbo biasanya jauh lebih kompleks dari pada parallel twin-turbo. Banyak Mesin-Mesin Diesel Modern menggunakan Teknologi ini untuk menghilangkan efek "Turbo Lag" dan juga mengurangi konsumsi Bahan Bakar serta Emisi Karbon.

Kelebihan dari penerapan Turbo:

1. Lebih Responsif
dalam penerapan standar, adalah hal yg realistis untuk melipatgandakan tenaga dari suatu mesin melalui turbocharger. turbocharger juga berperan mencegah hilangnya tenaga pada daerah dataran tinggi, dan memberikan keuntungan yg signifikan pada truk-truk dan mesin Off-Road yg telah ber-Turbocharger

2. Lebih Ekonomis
Turbocharger mendaur ulang energi yg dihasilkan oleh mesin kendaraan, mengubah energi bahan bakar terkonsumsi menjadi tenaga yg lebih besar dengan menciptakan friksi dan terbuangnya panas yg lebih kecil. sebagai dampaknya, mesin denga turbocharger menjadikan penggunaan bahan bakar yg lebih hemat daripada keadaan standarnya.

3. Lebih HIJAU
Karena turbocharger mengirimkan lebih banyak udara ke mesin, pembakaran bahan bakar berlangsung lebih mudah, dan lebih bersih. Mesin Mesin Diesel modern dengan turbocharger menghasilkan Emisi NOx dan CO2 yg lebih rendah 50% daripada mesin-mesin konvensional.

4 Lebih Menyenangkan
Turbocharger memberikan torsi yg lebih besar, sehingga performa kendaraan menjadi lebih ganas dan memberikan kenikmatan mengendara yg sesungguhnya Gaspollllll ga pake rem.....