Penjelasan Lengkap Mekanisme Katup Pada Mobil Bensin dan Cara Kerjanya

Konstruksi

Mesin_4 langkah mempunyai langkah hisap, kompresi, usaha, dan buang. tetapi bekerjanya katup hanya dibutuhkan dalam 2 proses langkah yaitu langkah hisap dan langkah buang. Mekanisme katup ini dirancang sedemikian rupa sehingga sumbu nok (camshaft) berputar satu kali untuk menggerakan katup hisap dan katup buang setiap 2 kali berputarnya poros engkol. Puli timing crankshaft dipasang pada ujung poros engkol (crankshaft) dan puli timing camshaft dipasang pada ujung exhaust camshaft. Exhaust camshaft digerakkan oleh poros engkol melalui timing belt. Intake camshaft digerakkan oleh gigi-gigi yang berkaitan pada intake dan exhaust camshaft. Jumlah dari gigi camshaft timing pulley dua kali dari gigi crankshaft timing pulley yang mana sumbu nok hanya berputar satu kali untuk setiap 2 kali putaran poros engkol.

Cara Kerja Katup

Bila poros engkol berputar menyebabkan exhaust camshaft juga berputar melalui timing belt, sedangkan intake camshaft diputarkan oleh exhaust camshaft melalui roda-roda gigi. Bila sumbu nok (camshaft) berputar, nok akan menekan ke bawah pada valve lifter dan membuka katup. Bila sumbu nok terus berputar, maka katup akan menutup dengan adanya tekanan pegas. Setiap sumbu nok berputar satu kali, akan membuka dan menutup katup hisap dan katup buang satu kali pada setiap 2 putaran poros engkol.

Metode Menggerakkan Katup

Sumbu nok digerakkan oleh poros engkol dengan beberapa metode, termasuk timing gear, timing chain dan timing belt. Sebagian besar mesin bensin TOYOTA menggunakan camshaft yang digerakkan oleh belt dan ada beberapa camshaft yang digerakkan oleh rantai.

1) Model Timing Gear

Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis mesin OHV (over head valve), yang letak sumbu noknya didalam blok silinder. Timing gear biasanya menimbulkan bunyi yang besar dibanding dengan rantai (timing chain), sehingga mesin bensin model penggerak katup ini menjadi kurang populer pada mesin bensin jaman modern ini.

2) Model Timing Chain

Model ini digunakan pada mesin OHC (over head camshaft) dan DOHC (dual overhead camshaft) sumbu noknya terletak di atas kepala silinder. Sumbu nok digerakkan oleh rantai (timing chain) dan roda gigi sprocket sebagai pengganti timing gear. Timing chain dan roda gigi sprocket dilumasi dengan oli.

Tegangan rantai (chain tension) diatur oleh chain tensioner. Chain vibration (getaran rantai) dicegah oleh chain vibration damper. Sumbu nok yang digerakan oleh rantai hanya sedikit menimbulkan bunyi dibanding dengan roda gigi (gear driven) dan jenis ini amat populer.

3) Model Timing Belt

Sumbu nok (camshaft) digerakkan oleh sabuk yang bergigi sebagai pengganti timing chain. Sabuk (belt) selain tidak menimbulkan bunyi dibanding dengan rantai (chain), juga tidak diperlukan pelumasan serta penyetelan tegangan.

Kelebihan lainnya, belt lebih ringan dibanding dengan model lainnya. Oleh karena itu model ini banyak digunakan pada mesin. Belt penggerak sumbu nok ini dibuat dari fiberglass yang diperkuat dengan karet sehingga mempunyai daya regang yang baik dan hanya mempunyai penguluran yang kecil bila terjadi panas.

Sumbu Nok

Sumbu nok (camshaft) dilengkapi dengan sejumlah nok yang sama yaitu untuk katup hisap dan katup buang, dan nok ini membuka dan menutup katup sesuai timing (saat) yang ditentukan. Gigi penggerak distributor (distributor drive gear) dan nok penggerak pompa bensin (fuel pump drive cam) juga dihubungkan dengan sumbu nok.

Sprocket dan sebuah puli yang menempel pada ujung sumbu digerakkan oleh poros engkol. Mesin 4A-F dan macam-macam mesin DOHC lainnya juga mempunyai tambahan roda gigi untuk menggerakkan sumbu nok.

Pengangkat Katup

Pengangkat katup (valve lifter) adalah komponen yang berbentuk silinder pada mesin OHV, masing masing dihubungkan dengan nok yang berhubungan dengan katup melalui batang penekan (push rod) perhatikan gambar. Pengangkat katup bergerak turun dan naik pada pengantarnya yang terdapat di dalam blok silinder saat sumbu nok berputar dan juga membuka dan menutup katup.

Mesin yang mempunyai pengangkat katup konvensionil celah katupnya harus disetel dengan tepat, sebab tekanan panas mengakibatkan pemuaian pada komponen kerja katup. Beberapa mesin yang modern ada yang bebas penyetelan celah yaitu dengan menggunakan pengangkat katup hidraulis dan dalam pengaturan celah katupnya dipertahankan pada 0 mm setiap saat. ini dapat dicapai dengan hydraulic lifter atau sealed hydraulic lifter (terdapat pada mesin tipe OHV) atau katup last adjuster (terdapat pada mesin tipe OHC).

Batang Penekan

Batang penekan (push rod)berbentuk batang yang kecil masing-masing dihubungkan pada pengangkat katup (vatve lifter) dan rocker arm pada mesin OHV. Batang katup ini meneruskan gerakan dari pengangkat katup ke rocker arm.

Rocker Arm dan Shaft

Rocker arm dipasang pada rocker arm shaft. Bila rocker arm ditekan ke atas oleh batang penekan (push rod), katup akan tertekan dan membuka. Rocker arm dilengkapi dengan skrup dan mur pee ngunci (lock nut) untuk penyetelan celah katup.

Rocker arm yang menggunakan pengangkat katup hidraulis tidak dilengkapi skrup dan mur penyetelan.