Mesin Tanpa Camshaft / Noken AS (Freevalve)

 TipsSolusi.com - Mesin Tanpa Camshaft / Noken AS (Freevalve) - Camshaft adalah salah satu bagian dari mesin yang berfungsi untuk mengatur buka tutup katup. Camshaft terletak pada bagian atas silinder pembakaran atau blok silinder. Pada silinder pembakaran terdapat piston, crankshaft, dan lain lain. Antara camshaft dan piston terdapat valve poppet, terdapat 2 jenis katup dalam mesin

1. Intake valve berfungsi untuk mengatur masuknya campuran bahan bakar dan udara ke ruang bakar
2. Exhaust valve berfungsi untuk mengatur keluarnya gas sisa pembakaran atau disebut juga sebagai emisi.

Camshaft sendiri memiliki peran yang sangat penting dalam mesin karena tanpa timing buka tutup katup yang tepat dari camshaft maka mesin dapat hancur. Selain itu camshaft dengan timing yang tidak tepat juga dapat mengakibatkan terjadinya knocking dan agar tidak menyebabkan knocking ini maka Camshaft hanya memiliki satu lobe per valve dengan  durasi dari valve itu sendiri adalah tetap sehingga camshaft dan valve dapat mencapai timing yang pas dan tepat.

Era modern ini, masih banyak mesin - mesin yang menggunakan camshaft meskipun untuk mengukur timing yang pas dan tepat sangatlah sulit. Beberapa manufaktur juga menggunakan sistem ini namun dengan lebih dari 1 cam lobe (tonjolan pada poros cam). Seiring dengan berkembangnya zaman, terciptalah sebuah teknologi baru yang mampu menggerakkan valve (katup) tanpa camshaft. Teknologi ini disebut dengan Freevalve atau Camless Engine.

Camless engine / Freevalve

Camless engine pertama kali diciptakan oleh Christian von Koenigsegg, seorang pendiri perusahaan automotive Koegnigsegg.  Dalam perusahaan ini terdapat sebuah perusahaan kecil yang dinamakan Freevalve. Perusahaan ini bekerja dengan menjual mesin camless pertama di dunia. Camless engine berbeda dengan engine lainnya karena pada camless engine, camshaft dan throttle body dihilangkan.

Tujuannya adalah untuk meningkatkan efisiensi volumetrik, menurunkan emisi Nox, dan mengatasi energi yang hilang (throttle pumping loss) yang terjadi pada bagian katup gas (carburator)  yang berfungsi mengatur campuran bahan bakar. 

Lalu apa yang terjadi jika mesin tidak menggunakan camshaft lagi? 

Dengan tidak adanya camshaft maka camless engine juga tidak menggunakan timing belt  atau timing chain yang menghubungkan camshaft dengan crankshaft, artinya mesin ini akan jauh lebih ringan dan mengurangi terjadinya kesalahan timing. 

Selain itu dengan tidak adanya camshaft, maka beban pada mesin output juga akan berkurang atau bahkan tidak ada. Hal ini sangat menguntungkan bagi mesin - mesin kelautan besar karena mampu menghasilkan lebih dari 100 megawatts yang merupakan jumlah power saving yang besar.

Camless engine menggunakan engine control unit untuk mengatur fuel injection dan exhaust timing. Dengan adanya engine control unit maka mesin mampu berganti secara konstan dan mampu menyesuaikan tanpa harus menghentikan jalannya mesin. 

Selain itu mesin mampu untuk menjalankan RPM yang rendah yang sangat berguna saat bermanuver sehingga jauh lebih aman. Saat mesin sedang bermanuver, fuel injection dan valve timing yang dikendalikan oleh komputer mampu membuat kontrol RPM cepat sehingga mampu melakukan suatu pengereman secara cepat dana man disaat darurat.

Camless Engine

Keuntungan lainnya dari teknologi camless engine ini adalah mengurangi banyaknya pergerakan pada mesin-mesin lainnya. Camshaft rollers dan push rods digantikan dengan sistem electro-hydraulic actuator yang sudah terdapat fuel pumps. Teknologi camless engine ini, juga diatur oleh komputer, sehingga mengurangi resiko kerusakan pada mesin-mesin lainnya ketika terjadi suatu malfungsi. 

Tak hanya menjual saja perusahaan Freevalve juga yang mengembangkan dan mengimplementasikan camless engine ini pada SAAB car engine. Dan pada tahun 2016 perusahaan mobil China Qoros juga menggunakan teknologi Free Valve. Dengan adanya teknologi ini, mobil dapat menghemat bahan bakar sekaligus mengurangi emisi yang dikeluarkan oleh mobil. 

Selain itu camless engine sendiri mampu menghasilkan power dan torsi yang lebih baik dari pada engine pada umumnya. Tak hanya itu saja, camless engine memiliki efisiensi yang sangat baik. Konsep kendaraan berbasis  free valve ini sudah di pamerkan di Beijing Motor Show pada April 2016. Dengan mesin bensin 1.6 liter 4 silinder, torsi meningkat sebesar 47% sedangkan daya naik hingga 45%. 

Lebih lanjut lagi, dengan kombinasi dengan beberapa konsep teknologi seperti deaktivasi silinder dan pneumatic hybrid (gabungan tenaga kompresi udara dengan motor bakar) dapat menurunkan konsumsi bahan bakar.

Pada mobil Qoros tersebut, reduksi konsumsi bahan bakar mencapai 15%. Tantangan terbesarnya adalah menyesuaikan kontrol aktuasi dari katup terhadap variabel acuan untuk mendapatkan performa yang maksimal, ini diperlukan simulasi dan eksperimen yang cukup banyak. Sehingga dapat kita lihat bahwa era smart system dari otomotif semakin menguat dengan hadirnya teknologi ini.

Hasilnya cukup mencengangkan. Mesin empat siinder dengan kapasitas kecil itu, mampu menghasilkan tenaga 230 dk dan torsi sebesar 320 Nm. Hasil sebesar ini hampir setera dengan output dari mesin Toyota 1JZ-GTE, 6 silinder 2.500 cc, itupun sudah dibantu dengan turbocharger.

Bagaimana jika dibandingkan dengan mesin berkapasitas sama dengan turbocharger?

Mesin camless ini menghasilkan daya 47% lebih besar, dengan torsi 45 % lebih besar. Namun demikian pemakaian bahan bakarnya justru lebih irit 15%. Kinerja buka-tutup katup diatur oleh aktuator pneumatik-hidrolik-elektronik, sehingga memiliki valve timing variabel yang tak terhingga. Sistem ini juga memungkinkan untuk 'mematikan' salah satu silinder, ketika bekerja dalam ECO Mode. 

Berkurangnya bobot mesin, juga menjadi faktor penentu mobil menjadi lebih hemat bahan bakar. Karena tak ada perangkat camsahft dan penunjangnya, seperti gigi timing, belt serta bearing dan baut-baut. Beban kerja mesin juga berkurang, karena makin sedikit komponen di dalam mesin yang perlu digerakkan.