Waktu Pembukaan Katup Mesin 4 Tak Sepeda Motor

 Mekanisme Katup

Katup adalah komponen mesin 4 tak yang sangat penting, posisi dari katup berada diatas piston dan perserakan membuka dan menutupnya katup digerakkan oleh langkah piston. Katup pada mesin 4 tak ada dua jenis yaitu katup masuk (in) dan katup buang (ex). Diameter katup masuk lebih besar daripada katup buang. Katup masuk berfungsi sebagai jalur masuknya campuran bahan bakar dan udara masuk kedalam ruang bakar sedangkan katup buang berfungsi sebagai jalur keluarnya gas hasil pembakaran dari ruang bakar ke kenalpot.

Mekanisme katup berfungsi untuk membuka dan menutup hubungan saluran masuk Ke ruang bakar dan ruang bakar ke saluran buang pada saat yang tepat sesuai dengan proses kerja motor. Mekanisme katup harus menjamin katup terutup dengan rapat sehingga tidak terjadi kebocoran kompresi ataupun tekanan hasil pembakaran. Katup juga harus terbuka pada saat yang tepat dengan lebar bukaan yang paling sesuai dengan karakteristik aliran campuran bahan bakar yang masuk ataupun aliran gas sisa pembakaran ke knalpot. Kerja dan fungsi mekanisme katup mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap performa dan karakteristik mesin.

Diagram Pembukaan Katup (Valve Timing Diagram)

Waktu pembukaan dan penutup katup harus sesuai dengan proses kerja motor. Seperti dijelaskan pada prinsip kerja motor 4 tak, waktu pembukaan dan penutupan katup adalah sebagai berikut:

Tabel Posisi katup hisap dan katup buang tiap langkah piston

Dari tabel tersebut katup hisap terbuka saat TMA langkah hisap dan tertutup di TMB. Namun dalam perencanaan sesungguhnya posisi katup hisap terbuka beberapa derajat sebelum TMA dan katup tertutup beberapa derajat setelah TMB. Pembukaan katup yang lebih awal dari TMA disebut pembukaan awal, sedangkan penutupan katup  yang lebih lambat dari seharusnya yaitu di TMB disebut penutupan susulan.

Tujuan pembukaan awal dan penutupan susulan adalah untuk meningkatkan efisiensi volumetrik atau jumlah campuran yang masuk ke dalam silinder dengan memanfaatkan inersla altdn campuran bahan bakar.

Saat langkah buang katup buang terbuka jauh sebelum TMB dan tertutup setelah TMA, tujuan pembukaan awal dan penutupan susulan pada katup buang adalah agar gas buang di dalam silinder benar-benar bersih, sehingga pada langkah berikutnya silinder dapat terisi dengan gas baru yang tidak terkontaminasi dengan gas bakar yang tidak terbuang.

Adanya pembukaan awal katup masuk dan penutupan susulan katup buang menyebabkan kedua katup terbuka bersama, kondisi ini disebut overlapping. Tujuan overlapping adalah untuk pembilasan yaitu memasukkan gas baru untuk mendorong gas bekas keluar, adanya pembilasan diharapkan agar ruang bakar benar-benar bersih.

Besar overlapping harus memperhatikan inersia aliran gas buang, besar inersia aliran gas buang ditentukan oleh kecepatan, bentuk aliran dan massa gas buang yang keluar kecepatan aliran ditentukan oleh putaran mesin dan luasan saluran keluar. Bentuk aliran tergantung desain ruang bakar, desain saluran buang dan desain kenalpot. Massa gas buang tergantung jumlah bahan bakar yang terbakar.

Kapan katup masuk mulai terbuka dan tertutup, serta kapan katup buang mulai terbuka dan tertutup dapat digambarkan dalam diagram pembukaan katup (Valve timing diagram). Sedangkan waktu/lama katup masuk terbuka, maupun waktu/lama katup buang terbuka disebut durasi katup (valve duration).

Contoh:

Data sepeda motor Honda Tiger tercatat, katup masuk terbuka 10° sebelum TMA dan tertutup 40° setelah TMB. Katup buang terbuka 35° sebelum TMB dan tertutup 10 setelah TMA. Dari data yang didapat tersebut dibuat diagram timing valve sebagai berikut:

Dari diagram di atas dapat diketahui lama katup terbuka (durasi katup). yaitu:

Katup masuk = 10°+ 180°+ 40° = 230°

Katup buang 10°+ 180°+ 35° 225°

Overlapping= 10°+ 10° = 20°

Timing valve setiap sepeda motor tidak sama, tergantung karakteristik dan penggunaan sepeda motor. Contoh beberapa timing valve sepeda motor dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel Timing velve