Membaca Profil Noken As Terhadap Performa Mesin 4 Tak

Kita mulai dengan membahas profil noken as/camshaft/kem, yang biasa dijadikan gambaran awal pengenalan kem. Dari gambar ini yang biasanya dibahas adalah tinggi bubungan max/ lift dan durasi/duration, tapi sesungguhnya ada beberapa bagian lain dalam profil kem seperti dalam buku Four Stroke Engine Tuning - A Graham Bell. Seperti tampak dalam gambar di atas. Sedangkan bentuk kem tunggal SOHC, yang mana profil intake dan exhaust berada dalam satu poros akan tampak seperti ini.

Dan jika digambarkan sebagai “sudut crankshaft vs lift-nya”, menjadi seperti grafik di bawah ini

Yang abu2 profil kem exhaust (pembuangan/keluar), yang hitam kem intake (pemasukan). Dalam gambar di atas ditunjukkan, lift, durasi, lobe separation angle (LSA) dan overlap area. Lalu apa pengaruhnya terhadap kinerja mesin.

1. Lift : tinggi lobe (bubungan) yang selaras dengan bukaan klep.
Tinggi angkatan klep=tinggi lobe kem x rasio rocker arm. Peningkatan tinggi lobe/lift kem, tanpa meningkatkan durasi, akan meningkatkan power mesin, tanpa mempengaruhi bentuk kurva power aslinya. Artinya peningkatan daya pada semua rpm.
Mari kita kita tinjau persamaan berikut :

dimana

adalah kecepatan aliran massa udara, yang besarnya dipengaruhi oleh :

sedangkan Av adalah luas area klep yang lebarnya ditentukan oleh lift

sehingga lift kem ini sangat berpengaruh terhadap performa mesin, seperti tampak dalam grafik

dari grafik ini terlihat jika lift kem meningkat, maka perbandingan antara lift dan diameter klep (l/d), juga meningkat, cf juga ikut meningkat. Jadi lift selain meningkatkan Av juga meningkatkan cf, sehingga

juga meningkat. Peningkatan

akan meningkatkan efisiensi volumetrik dan torsi, tentu saja power meningkat.

2. Durasi : durasi sudut crankshaft (bandul) dalam derajad selama angkatan/lift (saat klep membuka).
Peningkatan durasi akan memperlama klep untuk terbuka, dan dapat meningkatkan power di rpm-tinggi dan juga dapat memperluas range rpm untuk menghasilkan power max. Peningkatan durasi tanpa meningkatkan LSA, akan meningkatkan overlap klep.

3.LSA : perbedaan antara angkatan max klep in dan ex, perubahan LSA akan mempengaruhi kurva power dll, berikut ini salah satu akibat perubahan LSA pada sepeda motor suzuki smash (Peper : Adi Susilo dan I Made Muliatna dari Unesa)

LSA std =105 derajad. Terlihat di rpm rendah LSA std paling besar torsinya, dan di rpm tinggi LSA yg sedikit diatas std (110 derajad) yg paling baik. Bearti benar memang smash diperuntukan untuk efisien di rpm rendah.

4. Overlap : adalah durasi sudut crankshaft dimana klep in dan exhaust sama2 terbuka. Pengaruh overlap adalah, pada saat rpm tinggi waktu klep in terbuka sangat singkat, keluarnya gas buang melalui saluran ex, mengakibatkan kekosongan/kevakuman di ruang bakar, sehingga dapat membantu menyedot campuran udara+bbm memasuki ruang bakar melalui saluran intake. Jika diberikan dorongan yang lebih kuat/supercharge, misalnya dengan menggunakan turbo, maka campuran udara+bbm bisa tembus/bablas ke knalpot, jadi boros karena terbuang percuma.

Peningkatan overlap selain meningkatkan batas atas rpm saat power max, tetapi juga akan menurunkan power di rpm rendah, dan juga menurunkan kualitas pembakaran di rpm idle, karena gas buang bisa terdorong keluar lewat saluran intake, sehingga menghalangi masukknya udara=bbm. Kondisi ini dapat diperjelas dengan gambar berikut

Hal yang juga sangat penting untuk diperhatikan adalah dalam menentukan tingginya lift kem, harus memperhatikan kekuatan pegas dan rpm mesin. Karena pada kecepatan tinggi klep akan mengalami keterlambatan menutup/floating jika dibandingkan dengan kondisi normalnya. Seperti tampak dalam gambar di bawah ini.

Jika terjadi float-ing seperti ini, maka aliran gas masuk dan buang akan kacau –> power mesing akan drop, dan lebih parahnya lagi, payung klep akan menghantam piston yang berakibat klep bengkok dan piston retak/pecah, dan jika memaksa menggunakan per-klep yang keras (per-klep-racing), tanpa diimbangi material klep yang bagus (klep masih std), maka klep akan putus dan akhirnya ….. HANCURRRRR MESINNYA.