Mulai dari abad 19, produsen mobil mulai mengembangkan sistem variable valve timing (VVT) yang memungkinkan katup intake dan exhaust pada mesin pembakaran dalam untuk membuka lebih awal atau lebih lambat dari siklus 4 tak [1]. Tujuannya adalah untuk meningkatkan efisiensi volumetrik, menurunkan emisi Nox, dan mengatasi energi yang hilang (throttle pumping loss) yang terjadi pada bagian katup gas (carburetor)  yang berfungsi mengatur campuran bahan bakar. Saat ini, ada dua jenis utama dari VVT, yaitu cam phasing (perubahan derajat fase cam dari katup sesuai dengan kecepatan rpm mesin) dan cam changing (pergantian penggunaan cam sesuai dengan kecepatan rpm mesin). Dengan cam changing, Electronic Control Unit (ECU) memilih profil cam yang berbeda berdasarkan beban mesin dan kecepatan, sedangkan dengan cam phasing, aktuator memutar camshaft, mengubah sudut fase dari cam tersebut yang mengakibatkan profil bukaan katup menjadi berubah. Ada teknik untuk mengatur VVT, yang terkenal antara lain adalah Toyota VVT-i, Honda VTEC dan Mitsubishi MIVEC [2].

Lalu apa yang terjadi jika mesin tidak menggunakan camshaft lagi? Camshaft berbasis VVT dapat diterapkan, tapi sistem ini terbatas secara mekanik dan karenanya tidak sepenuhnya variabel. Selanjutnya, secara umum, sistem variabel tinggi pengangkatan katup cukup sulit dilakukan, hanya timing dari bukaan katup saja yang lebih umum di aplikasikan saat ini. Solusi lain adalah dengan menyingkirkan camshaft sama sekali dan menggantikannya dengan aktuator pneumatik atau hidrolik dalam mengatur waktu bukaan katup dan tinggi bukaan katup itu sendiri sehingga dikenal dengan istilah Fully Variable Valve Train (FVVT) yang memiliki kemampuan beradaptasi disegala jangkauan putaran mesin [3].

Mesin Motor Bakar Tanpa Noken As

Sumber : Freevalve (www.freevalve.com)

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 [4]. Pada mobil Qoros tersebut, reduksi konsumsi bahan bakar mencapai 15% [5]. 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.

Kontributor : E. Byan Wahyu R., S.T., M.Eng., PhD.

Referensi

  1. Hannibal W (18 September 2009). Variable Valve Timing Systems on Modern Spark Ignition Engines in Series Production and under Development Engines in Series Production and under Development. Retrieved from http://www.gjt.bme.hu/sites/default/files/vorlesung-ungarn-hannibal-d.pdf
  2. Tracy D. (6 Maret 2013). How Variable Valve Timing Works. Retrieved from http://jalopnik.com/how-variable-valve-timing-works-500056093
  3. Gundersen Ø. (3 November 2009). Free Valve Techonology – Master Thesis. Retrieved from http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:542744/FULLTEXT01
  4. Wade S. (26 April 2016). Freevalve Technology Unveiled at Beijing Motor Show in Qoros Qamfree Concept Car. Retrieved from http://koenigsegg.com/freevalve-technology-unveiled-at-beijing-motor-show-in-qoros-qamfree-concept-car/
  5. Freevalve (2016). Improved Performance. Retrieved from http://www.freevalve.com/technology/improved-performance/