SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC. Daftar Isi SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 1/26. Pengantar.

Transkripsi

1 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 1/26 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC Daftar Isi Pengantar Tipe-Tipe VTEC Konstruksi VTEC SOHC Cara Kerja VTEC SOHC Konstruksi VTEC DOHC Cara Kerja VTEC DOHC Konstruksi New VTEC Cara Kerja New VTEC Konstruksi VTEC 3-stage Konstruksi VTEC-E

2 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 2/26 Pengantar Sistem Variable Valve Timing dan Lift Electronic Control (VTEC) adalah keistimewaan engineering untuk mengubah valve timing dan lift parameter dalam menyesuaikan karateristik kecepatan mesin. Cara kerjanya adalah dengan menyesuaikan sesempurna mungkin sifat-sifat pembakaran yang sesuai dengan kebutuhan kerja mesin, sehingga menghasilkan performa tinggi dan efisiensi. Secara sederhana, setiap katup mesin yang menggunakan sistem VTEC memiliki sebuah cam lobe yang terpisah. Cam lobe ini berada pada camshaft yang sama dan melalui penerapan kontrol elektronik, dapat berubah-ubah untuk menyesuaikan kondisi mesin dengan menggunakan tekanan hidrolik, sehingga performa tinggi dan efisiensi dari VTEC dapat dicapai. Tipe-Tipe VTEC Pada saat ini terdapat lima tipe sistem VTEC yaitu: DOHC VTEC Penerapan teknologi VTEC melihat high-speed cam dan low-speed cam dengan bentuk/profil yang berbeda yang dibuat pada intake dan exhaust camshaft. Pada kecepatan mesin yang rendah dan menengah, intake dan exhaust valve dioperasikan oleh low-speed cam. Pada tingkat kecepatan yang lebih tinggi, high-speed cam mengambil alih pengoperasian. Kombinasi dari operasi ini menyebabkan mesin memberikan torque tinggi dan fleksibilitas pada kecepatan sedang serta menghasilkan respons tinggi dan output tenaga yang besar pada kecepatan tinggi. SOHC VTEC High-speed dan low-speed cam yang berbeda bentuk/profil dibuat pada intake camshaft di dalam mesin SOCH VTEC. Sesuai dengan penerapan pada sistem DOHC, low-speed cam mengoperasikan katup pada tingkat kecepatan rendah dan menengah, dan high-speed cam beroperasi pada kecepatan tinggi - meskipun sebenarnya hal ini hanya berlaku untuk intake valve dalam kasus ini. Teknik ini menyebabkan mesin dapat memberikan kemungkinan kombinasi yang terbaik cara berkendara yang mudah/ease-of-driving pada tingkat kecepatan yang normal, output tenaga yang besar, dan efisiensi bahan bakar.

3 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 3/26 New VTEC Seperti pada sistem SOHC VTEC, high-speed dan low-speed cam dengan perbedaan bentuk/ profil dibuat pada intake camshaft, high-speed cam mengontrol kecepatan tinggi sedangkan low-speed cam aktif pada kecepatan rendah dan menengah. Dalam penerapan ini, secondary intake valves dijaga hampir tak bergerak/stationer pada saat kendaraan pada kecepatan rendah saat primary intake valves membuat udara dapat dialirkan masuk ke cylinder. Dalam kombinasi dengan perbaikan bentuk ruang pembakaran dan port, operasi ini membentuk putaran udara/wirl di setiap ruang pembakaran untuk memastikan bahwa pembakaran terjadi dengan lebih efisien. Mesin New VTEC dapat mengirim tenaga dan torque yang substantif/bermakna sementara penghematan bahan bakar yang sempurna tetap dapat dilakukan. 3-stage VTEC Tiga tingkat berbeda dari unit VTEC ini disesuaikan untuk kecepatan rendah (satu katup dioperasikan oleh low-speed cam), kecepatan tingkat sedang (kedua katup dioperasikan dengan low-speed cam) dan kecepatan tinggi (kedua katup dioperasikan oleh high-speed cam). Rancangan ini menghasilkan efisiensi bahan bakar yang sempurna pada tingkat kecepatan rendah, output torque yang sempurna pada kecepatan sedang, dan output power yang sempurna pada tingkat kecepatan tinggi. VTEC-E Intake valve camshaft dilengkapi dengan cam kecepatan rendah dan kecepatan menengah yang dibentuk secara tertpisah. Pada kecepatan rendah, valve kedua beroperasi dengan kecepatan rendah (meskipun dalam realisasinya hampir tidak bergerak); kedua katub dioperasikan oleh cam dengan kecepatan menengah. Sebagai hasilnya, mesin ini mengirim bahan bakar dengan sangat efisien sementara pada waktu yang sama menjaga kemampuan mengemudi tingkat tinggi. Setiap dari pelaksanaan VTEC dijabarkan dengan detail di bawah ini.

4 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 4/26 Konstruksi SOHC VTEC Dari kebanyakan tipe dasar pada sistem VTEC yang terdiri dari komponen berikut ini : Camshaft Rocker arm Lost motion mechanism Spool valve Control system (ECM) Synchronizing piston A 2 Lost motion assembly 3 Synchronizing piston B 4 Mid rocker arm 5 Primary rocker arm 6 Secondary rocker arm 7 Intake valve 8 Camshaft

5 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 5/26 Camshaft Intake camshaft untuk SOHC VTEC mempunyi tiga jenis tipe cam, yakni, primer, menengah dan sekunder. Cam ini mepunyai profil tersendiri untuk membuat valve timing dan lift yang berbeda. Rocker Arm A: Cam Sekunder B: Cam Menengah C: Cam Primer Rocker arm primer, menengah dan sekunder digabungkan ke dalam satu peralatan. Rocker arm primer dan sekunder membuat hubungan dengan katub. Setiap rocker arm terdiri dari synchronizing piston, stopper piston, dan spring. Melalui aksi dari komponen ini, gerakan dari rocker arm yang terpisah dapat dihubungkan atau tidak selama mesin itu bekerja Rocker arm Sekunder 2 Rocker arm Primer 3 Rocker arm menengah 4 Camshaft 5 Stopper piston 6 Rocker arm Sekunder 7 Rocker arm menengah 8 Rocker arm Primer 9 Synchronizing piston B 10 Synchronizing piston A

6 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 6/26 Lost Motion Mechanism Lost motion assembly mencakup lost motion piston, lost motion guide, dan lost motion spring A dan B. Ini berhubungan tetap dengan mid rocker-arm. Di kecepatan rendah, lost motion mechanism menahan gerakan rocker arm yang tidak perlu; hal ini berfungsi sebagai spring pembantu pada kecepatan tinggi untuk menjamin bekerjanya katub dengan baik Lost motion assembly 2 Mid rocker arm 3 Lost motion spring A 4 Lost motion guide 5 Lost motion piston 6 Lost motion spring B 7 Camshaft

7 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 7/26 Spool Valve Spool valve assembly ditempelkan di sebelah cylinder head. Terdiri dari sebuah screen, solenoid, dan spool valve. Fungsi valve ini adalah untuk mengontrol lintasan oli antara pompa oli dan synchronizing piston. Saat solenoid diaktifkan, spool valve membuka lintasan oli dan tekanan hydraulic digunakan ke synchronizing piston, kemudian sistem VTEC diaktifkan. Pressure switch ditempatkan di belakang spool valve. Pressure switch merasakan tekanan di lintasan oli synchrozining piston dan memberikan feedback ke ECM dimana pemindahan rocker arm tidak terjadi seperti yang diharapkan Screen 2 Solenoid 3 Pressure switch 4 Spool valve 5 Cylinder head

8 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 8/26 Control System (ECM) Sistem VTEC dikontrol oleh PGM-FI ECM. Dengan menggunakan banyak sensor, ECM mengawasi kecepatan mesin, tingkat beban mesin, kecepatan kendaraan, temperatur pendingin mesin dan banyak faktor-faktor lain. Kemudian, dalam mereferensi data ini, ECM menentukan kondisi kerja mesin mutakhir dan mengaktifkan solenoid valve. (Selanjutnya solenoid valve mengontrol tekanan hydraulic yang dikirim ke spool valve.) VTEC pressure switch VTEC solenoid valve ALiran minyak Kecepatan mesin Dari pompa oli Engine control module (ECM) Beban mesin Kecepatan kendaraan Engine coolant temperature

9 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 9/26 Cara Kerja SOHC VTEC Pada kecepatan mesin yang rendah (Sistem Tidak Diaktifkan) VTEC system tidak aktif di kecepatan rendah. (Sebenarnya banyak perbedaan faktor dalam menetukan apakah sistem itu bekerja. Untuk menyederhanakan penjelasan, akan diabaikan di sini). Spool valve ditutup dan tidak ada tekanan hydroulic yang digunakan untuk synchronizing piston dalam rocker arm. Jadi, setiap dari rocker arm bebas untuk bergerak secara terpisah dan dijalankan oleh cam primer, menengah, dan sekunder dengan berurutan. Dalam kondisi ini, katub primer dan sekunder membuka dan menutup setelah timing dan lift yang ditentukan oleh bentuk cam primer dan sekunder. Umumnya, mid rocker-arm sedang dioperasikan oleh mid cam pada saat itu, tapi cam menengah menyebabkan tidak ada kerja lebih lanjut dan ditahan oleh lost motion assembly untuk mencegah berderik Synchronizing piston A 2 Synchronizing piston B 3 Stopper piston 4 Rocker arm Sekunder 5 Rocker arm menengah 6 Rocker arm primer 6 5 4

10 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 10/26 Pada kecepatan mesin yang tinggi (System Diaktifkan) Sekali kecepatan mesin melebihi batas, suatu sinyal ECM ke spool valve solenoid menyebabkannya terbuka. Tekanan hydroulik dari pompa oli dapat melintasi oli di bagian dalam camshaft ke rocker arm, dimana ia bekerja di synchrozining piston mendorong ke samping. Tetapi, jika ada rocker arm yang berhubungan dengan cam pada saat itu, semua piston tidak akan disejajarkan bersama. Sebagai akibatnya, rocker arm akan melanjutkan untuk bergerak meskipun tekanan hydroulik aktif pada piston. Ketika semua ketiga rocker arm meninggalkan cam dengan serempak, piston akan meluncur dan arm akan ditahan bersama. Dalam kondisi ini, kedua katub utama dan kedua akan dioperasikan oleh mid cam - dibuat untu kecepatan tinggi - melalui gerakan mid rocker arm. Tekanan Hydraulic

11 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 11/26 (Lanjutan) Bila kecepatan mesin kemudian turun, spool valve akan menutup dan kemudian tekanan hydroulic akan turun. Stopper piston spring akan mencoba mendorong piston kembali ke posisi awalnya. Seperti sebelumnya, ini akan dicapai bila semua piston dibariskan. Rocker arm saling dilepaskan oleh gerakan ini dan mulai beroperasi secara terpisah. Exhaust valve Intake valve Camshaft Cam Primer + Sekunder Cam Menengah Exhaust Intake

12 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 12/26 Konstruksi DOHC VTEC Jika pada sistem SOHC VTEC intake camshaft sendiri dipasang dengan komponen VTEC, maka pada DOHC VTEC melihat tekhnologi ini dipakai pada kedua intake dan exhaust camshaft. Ini membuat karateristik kedua intake dan exhaust dikontrol untuk menyesuaikan kecepatan mesin Camshaft 2 Cam kecepatan rendah 3 Cam kecepatan tinggi 4 Rocker arm Primer 5 Rocker arm menegah 6 Rocker arm sekunder 7 Synchronizing piston A 8 Synchronizing piston B 9 Stopper piston 10 Lost motion spring 11 Exhaust valve 12 Intake valve

13 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 13/26 Cara Kerja DOHC VTEC terpisah dari fakta bahwa DOHC VTEC mempunyai dua sistem VTEC sebagai kebalikan dengan yang ada pada SOHC VTEC, mode dari cara kerja dua sistem ini pada dasarnya adalah sama. Camshaft Exhaust valve Intake valve Cam Primer + Sekunder Cam menengah Cam Primer + Sekunder Valve lift Exhaust Valve timing Intake Waktu

14 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 14/26 Kostruksi New VTEC Sistem New VTEC digunakan pada pengembangan SOHC VTEC yang lebih lanjut. Pengembangan ini ditambah dengan komponen-komponen berikut. Timing plate Timing piston Timing plate 2 Rocker arm menengah 3 Rocker arm sekunder 4 Synchronizing piston B 5 Synchronizing piston A 6 Timing piston 7 Intake valve 8 8 Rocker arm primer 9 Camshaft Cam primer Cam menengah Exhaust Intake Cam sekunder

15 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 15/26 Timing Plate dan Timing Piston Timing plate dan timing piston ditempatkan pada rocker arm primer dalam sistem New VTEC. Timing plate diletakkan di luar rocker arm dan kedua komponenini bergerak serentak. Timing piston ditempelkan sebaris dengan synchronizing piston A. Bagian A dari timing plate lewat melalui suatu pembukaan rocker arm primer dan berhubungan dengan chanel pada timing piston Timing plate 2 Synchronizing piston A 3 Timing piston 4 Rocker arm primer 5 Rocker arm menengah 6 Rocker arm sekunder 7 Synchronizing piston B 8 Synchronizing piston A 9 Timing plate 10 Timing piston

16 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 16/26 Cara Kerja New VTEC Meskipun prinsip cara kerja New dan pelaksanaan SOHC dari tekhnologi VTEC pada dasarnya sama, mereka memiliki perbedaan berkenaan dengan dua item berikut ini: Valve opening sekunder Mekanisme Timing Valve Opening Pada kecepatan mesin rendah, katub utama dan kedua di SOHC VTEC menunjukkan hampir sama jumlah lift. Namun cam profile digunakan pada New VTEC untuk menjamin bahwa katub kedua hanya terbuka sedkit saat katub utama membuka. Cam primer Cam menenga Exhaust Intake Cam sekunder Hal ini menjamin bahwa swirl* dibuat dalam ruang pembakaran berkenaan dengan pensuplaian campuran udara/bahan bakar lewat satu katub saja. Oleh karena itu, Flame propagation speed ditingkatkan dan pembakaran campuran-campuran yang miskin distabilkan. Jika katub sekunder dibuka dengan sempurna pada saat itu, jumlah tertentu dari bahan bakar akan mengakumulasi di intake port. Untuk mencegah situasi ini, katub-katub tersebut terbuka sedikit. Pada kecepatan mesin tinggi, kedua katub diaktifkan oleh cam berkecepatan tinggi (yakni; cam menengah). *: Bentuk intake port, ruang pembakaran, dan komponen lainnya yang sama juga telah dimodifikasikan untuk meningkatkan karateritik swirl.

17 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 17/26 Mekanisme Timing Tujuan utama dari mekanisme timing adalah untuk menahan synchronizing piston di tempatnya saat sistem VTEC bekerja. Kerja sistem VTEC terjadi pada kecepatan rendah pada pengoperasian New VTEC daripada di DOHC atau SOHC. (Ini juga berlaku untuk sistem yang lain yang menggunakan mekanisme timing seperti VTEC-E atau 3-stage VTEC). Sebagai akibat langsung dari hal ini, tekanan hydraulic ada untuk menahan synchronizing piston selama operasi dari sistem tersebut lebih rendah daripada kasus yang disebutkan dahulu. Tekanan hydraulic yang rendah ini dapat berfluktuasi dan dapat memungkinkan mengakibatkan gerakan yang tidak disengaja dari synchronizing piston. Untuk mencegah kejadian ini, timing piston dipasang dengan aman di tempatnya dengan timing plate kapanpun piston berada dalam suatu kondisi dimana piston dapat meluncur. Timing plate Synchronizing piston A Stopper piston Timing piston * Synchronizing piston B diabaikan Timing plate, dipasang pada rocker arm primer, bergerak serentak dengan rocker arm. Namun tingkat gerakan ini dibatasi oleh stopper yang dipasang pada camshaft holder. Jadi, kapan saja rocker arm diangkat, timing plate keluar dari channel pada timing piston, melepas kondisi piston yang terkunci. Jika pemindahan tekanan bekerja pada timing piston pada saat itu, ia akan meluncur ke samping sedikit.

18 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 18/26 (Lanjutan) Putaran cam akan berlanjut dan ketika jumlah cam lift kemudian mendekati nol, timing plate akan mencoba untuk kembali ke posisi semula. Tetapi, karena fakta menunjukkan bahwa timing piston sudah bergerak dengan jarak yang sangat kecil dari posisi semula, dua komponen ini tidak akan bergabung. Ketika lift mencapai nol, timing piston, dan juga synchronizing piston akan meluncur oleh tekanan hydraulic, mengamankan rocker arm bersama-sama. Ketika timing piston mencapai posisi tertentu, timing plate akan bergabung lagi ke groove lain dari timing piston dan peluncuran lebih lanjut akan dicegah. Ketika tekanan hydraulic turun akibat kerja sistem VTEC sedang dihilangkan, pegas dalam yang lunak akan mendorong timing piston kembali ke posisi semula selama periode dimana timing plate didorong oleh lifting ke rocker arm. Piston kemudian akan ditahan ditempatnya sekali lagi oleh timing plate.

19 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 19/26 (Lanjutan) Ketika lift mencapai nol, synchronizing piston didorong kembali ke posisi semula oleh return spring, yang kemudian melepaskan rocker arm. Valve Timing Change Condition Kecepatan mesin: Kecepatan kendaraan: Temperatur pendingin mesin: Beban mesin: 2,300 to 3,200 min-1 (Depending on manifold pressure) Di atas 10 km/jam Di atas 10 0 Celsius Ditentukan dari manifold vacuum

20 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 20/26 Konstruksi 3-stage VTEC Perkembangan tekhnologi New VTEC selanjutnya menghasilkan sistem 3-stage VTEC yang mengontrol intake valve pada tiga tahap yang berbeda. Meskipun komponen-komponennya adalah sama seperti yang digunakan pada New VTEC, ada dua sistem tekanan pemindahan dan dua spool valve juga dipakai Synchronizing piston 2 Lost motion assembly 3 Stopper piston 4 Rocker arm sekunder 5 Mid rocker arm 6 Rocker arm primer 7 Timing plate 8 Low-/mid-range-speed switchover 9 Mid-/high-range-speed switchover

21 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 21/26 Rocker Arm Rocker arm dihubungkan pada dua sistem penggantian berikut yang berdiri sendiri - setiap satu dari sistem hydraulic ini dikontrol oleh salah satu dari spool valve. Sistem penggantian kecepatan rendah ke kecepatan sedang yang terdiri dari timing piston, dan stopper piston untuk menghubungkan rocker arm primer dan sekunder. Sistem penggantia kecepatan menengah ke kecepatan tinggi yang terdiri dari stropper piston, synchrozining piston A, dan synchrozining piston B untuk menghubungkan rocker arm primer dan sekunder. Timing plate bersambung dengan timing piston sistem pengganti kecepatan rendah ke kecepatan menengah. 1 Kecepatan mesin Throttle opening angle Kecepatan Vehicle Engine coolant temperature 2 3 Hydraulic circuit #1 Hydraulic circuit #2 4 Solenoid valve Tekanan Hydraulic 5 Rocker arm menengah 1 Rocker arm sekunder 2 Rocker arm menengah 3 Rocker arm primer 4 Cam kecepatan tinggi 5 Cam kecepatan rendah

22 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 22/26 Sistem Kerja Meskipun cara kerja dari semua sistem adalah sama, valve control tiga tahap digunakan pada 3-stage VTEC. Pada Mesin kecepatan rendah Semua rocker arm bekerja dengan sendirinya. Katub primer dibuka oleh cam primer kecepatan tingkat menengah. Katub sekunder, setelah cam sekunder, dibuka sedikit (sama dengan cara kerja kecepatan rendah New VTEC). Rocker arm sekunder Rocker arm primer Rocker arm menengah

23 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 23/26 (Lanjutan) Pada Mesin Berkecepatan Menengah Satu dari spool valve membuka dan tekanan hydraulic diberikan ke dalam sistem penggantian kecepatan rendah ke kecepatan tingkat menengah. Ini menyebabkan piston meluncur dan menghubungkan rocker arm utama dan kedua. Jadi kedua katub utama dan kedua diaktifkan oleh cam utama. Tekanan hydraulic untuk low-/midrange speed switchover

24 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 24/26 Pada Kecepatan Mesin yang Tinggi Katub spool sekunder membuka dan tekanan hydrolik diberikan pada sistem pengganti kecepatan tingkat menengah ke kecepatan tinggi. Ini menyebabkab synchrozining piston meluncur dan menghubungkan cam primer dan sekunder ke cam menengah. Cam ini, dibentuk untuk situasi kecepatan tinggi, kemudian akan mengaktifkan katub primer dan sekunder. Timing piston Synchronizing piston B Pada kecepatan rendah Synchronizing piston A Pada kecepatan menengah Pada kecepatan tinggi Camshaft Diam Kerja 1-valve Kerja 2-valve dengan cam kecepatan rendah Kerja 2-valve dengan cam kecepatan tinggi Lift (mm) Lift (mm) Lift (mm) Crank angle (deg.) Crank angle (deg.) Crank angle (deg.)

25 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 25/26 Valve Timing Change Condition Kecepatan mesin: kecepatan kendaraan: Temperature pendingin mesin: Beban mesin: Tingkat rendah ke menengah... 3,000 min-1 Tingkat menengah ke rendah... 6,000 min-1 M/T... Di atas 15 km/jam A/T... Di atas 10 km/jam Tingkat rendah ke menengah... Di atas 40 0 Celsius Tingkat menengah ke rendah... Di atas 60 0 Celsius Ditentukan oleh throttle opening angle Konstruksi VTEC-E Walaupun menggabungkan sebuah timing plate dalam cara yang sama seperti sistem New VTEC, VTEC-E tidak mepunyai cam menengah atau rocker arm menengah. Karena itu, tidak ada lost motion assembly. Sistem penggantian terdiri dari sebuah timing piston, synchronizing piston, dan stopper piston Timing plate 2 Rocker arm primer 3 Rocker arm sekunder 4 Synchronizing piston 5 Timing piston 6 Intake valves 7 Camshaft 8 Stopper piston

26 SUMBER Konstruksi dan Fungsi Sistem VTEC RT 26/26 Cara Kerja Pada Kecepatan Mesin yang Lebih Rendah Katub primer dan sekunder diaktifkan dengan sindirinya oleh cam primer dan sekunder berturutturut. Katub sekunder dibuka hanya sangat sedikit dalam kondisi ini. Pada Kecepatan Mesin yang Lebih Tinggi Tekanan hydraulic menyebabkan timing dan synchronizing piston meluncur, yang kemudian menghubungkan rocker arm primer dan sekunder. Hasilnya, katub primer dan sekunderdiaktifkan kemudian oleh cam utama. Cam sekunder Cam primer Lift Exhaust Intake Waktu Kondisi Valve Timing Change Kecepatan mesin: Kecepatan kendaraan: Temperatur pendingin mesin: Beban mesin: Di atas 2,500 min-1 Di atas 5 km/jam Di atas Celsius Ditentukan dari intake manifold vacuum