DOHC VS SOHC

Perkembangan Teknologi Mekanisme Katup – Side Valve (SV) #DOHC vs SOHC (1)

Posted by proud2ride 

 

SV (Side Valve) Engine

Pasca peluncuran Honda CB150R StreetFire dan Yamaha New V-Ixion, perdebatan antara teknologi DOHC vs SOHC menyeruak dahsyat…!!! Seruuuu…. abizzz…!!! Mungkin kalo bukan sekedar perang komen virtual, bisa-bisa para fans boy Yamaha dan Honda sudah saling lempar batu, lempar rokok dan lain sebagainya, hehehe…!!! Biar dramatis broo…!!!

P2R sih senyum-senyum saja, tapi lama-lama tak bisa tinggal diam. Punya pendapat, ya harus disalurkan. Entah akan menjadi pro dan kontra atau tidak, terserahhhhh…!!! Minimal sudah berani bersuara dengan berbagai alasan yang P2R ketahui dari hasil sekolah, ngobrol sana sini dengan orang-orang yang ngerti mesin dan perkembangan teknologi otomotif.

Dalam judul artikel akan P2R akhiri dengan hastag (halahhh…. lebayyy… emang di pikir twitter) #DOHC vs SOHC. Akan P2R tulis berseri dari berbagai sudut. Dan pada tulisan pertama ini, P2R akan bercerita dari perkembangan teknologi mekanisme katup dari jaman bahula sampai modern.

Mekanisme katup yaitu sebuah sistem untuk mengatur pemasukan gas pembakaran (campuran bensin dan udara) ke dalam silinder dan mengatur pengeluaran gas sisa pembakaran. Komponen utamanya yaitu noken as (cam), klep, rocker arm, dll tergantung teknologi yang dianut.

Nahhh…. pada motor-motor jadul, ada istilah SV (side valve). Posisi klep disamping blok mesin. Batang klep mengarah ke bawah. Posisi noken as juga berada di bawah dekat dengan putaran kruk as. Contohnya seperti Honda CG 100 tahun 1976 (cmiiw). Lihat gambar disamping untuk model SV.

Komponen mekanisme katup SV terdiri dari katup in/ex, per klep, push rod, cam, gear penghubung ke kruk as. Tidak ada komponen yang bernama rocker arm.

Bentuknya sangat sederhana bukan…??? Silinder headnya sudah pasti tidak rumit seperti motor-motor jaman sekarang. Tapi pada putaran tinggi, kerugian karena kelembaman massa sangat besar. Saat rpm tinggi antara push road dan cam bisa floating. Kurang cihui deh pokoknya buat putaran atas.

Nyetel klep juga repot bro. Kerugian lainnya, bentuk ruang bakar berikut aliran gas pembakaran dari karbu ke silinder kurang bagus. Efisiensi volumetrik kurang maksimal. Sehingga model seperti ini sudah ditinggalkan sejak era 1970-an.

Begitulah kira-kiranya bro. Mekanisme katup pada motor 4-tak diawali dengan model SV seperti dipakai Honda CG100. Kalo merk lain, P2R belum pernah bongkar dan melihatnya. Kalo di mobil sih banyak banget contohnya.

Setelah SV, Masuk Generasi OHV (Over Head Valve) 

#DOHC vs SOHC (2)

Setelah generasi mekanisme katup SV (side valve) ditinggalkan di akhir era 70-an (khususnya pada mesin 4-tak sepeda motor), lalu masuk generasi baru berjuluk OHV alias Over Head Valve. Klep posisinya di kepala silinder. Kepala klep menempel di ruang bakar silinder head. Sehingga konstruksi head silinder tak lagi sederhana.

Tapi pada awalnya, posisi noken as alias cam masih di bawah deket dengan kruk as. Masih sama seperti model SV. Sehingga masih dibutuhkan push rod. Bedanya, OHV sudah dilengkapi rocker arm untuk menekan batang klep.

Pada model OHV, konstruksi ruang bakar jauh lebih bagus dibanding SV. Campuran gas pembakaran masuk ke dalam silinder dengan lancar. Efisiensi volumetris menjadi bagus.

Tapi sayangnya, jumlah part alias komponennya masih dirasa terlalu banyak. Sehingga dirasa kelembaman massa di putaran tinggi masih besar terutama akibat gesekan push rod dengan cam, dan pada rocker arm-nya sendiri. OHV dengan noken as di bawah masih kurang bagus pada putaran mesin (rpm) tinggi.

Para teknokrat otomotif terus melakukan inovasi untuk mencari efisiensi volumetris maksimal, mesin halus dan powerful. Maka lahirlah generasi berikutnya yaitu OHV versi OHC (over head camshaft) yang menurunkan versi SOHC (single over head camshaft) dan DOHC (double over head camshaft).

Dari OHV Lahirlah OHC (Over Head Camshaft) 

#DOHC vs SOHC (3) 

Makasih teman-teman yang turut menambahkan atau memberikan koreksi bahwa mekanisme katup Honda CG lebih tepatnya masuk kategori OHV. Setelah versi OHV dirasa kurang cihui untuk sepeda motor, kemudian lahirlah OHC yaitu Over Head Camshaft. Posisi noken as alias cam berada di head silinder.

Dengan memindahkan cam dari ruang kruk as menuju head silinder maka komponen penerus penggerak (push rod) bisa dihilangkan. Karena komponen tersebut ditengarai paling besar menyumbang terjadinya kelembaman massa yang bikin tidak bagus untuk mesin-mesin rpm tinggi.

Lantas, ketika cam pindah ke atas, bagaimana meneruskan putaran kruk as untuk memutarkan camshaft…??? Seperti yang kita ketahui, untuk sepeda motor menggunakan rantai keteng alias timing chain. Kalau di mobil ada yang pakai timing belt.

Dengan ditempatkannya cam dan klep di kepala silinder maka konstruksi head silinder menjadi komplek. Karena disana sudah pasti ada pegas klep, gear rantai keteng, bahkan rocker arm.

Nahhh…. dari OHC inilah muncul istilah SOHC alias Single Over Head Camshaft. Karena atas kebutuhan power mesin lebih besar, muncul versi lainnya yaitu DOHC alias Double Over Head Camshaft.

Mengapa Ada SOHC 2 Klep, 3 Klep Sampai 4 Klep…??? #DOHC vs SOHC (4)

 

Sebelumnya sudah P2R kupas mekanisme katup versi SV, OHV sampai OHC yang akhirnya melahirkan SOHC (Single Over Head Camshaft). SOHC dalam perkembangan di dunia sepeda motor terbagi dalam beberapa model yaitu SOHC 2 klep, SOHC 3 klep sampai SOHC 4 klep seperti pada Yamaha V-Ixion.

Penempatan cam di atas kepala silinder tujuannya untuk mengurangi gerak mekanis yang salah satunya muncul dari push rod (model SV dan OHV). Gerak mekanis ini menyebabkan floating saat rpm mesin tinggi.

Tapi model SOHC pada sepeda motor, umumnya masih menggunakan rocker arm alias pelatuk klep. Nahhh…. komponen inipun ditengarai menimpulkan gesekan sekaligus gerak mekanisnya kurang bagus untuk rpm atas. Untuk mengurangi gesekan dipakai model roller rocker arm.

Sedangkan mencegah floating saat rpm tinggi, salah satu caranya dengan menghilangkan rocker arm. Contohnya model direct valve yaitu cam langsung menekan klep seperti pada model DOHC-nya CBR150R dan StreetFire (nanti kita bahas tersendiri).

Yessss…. balik lagi ke SOHC. Mengapa ada yang 2 klep, 3 klep dan 4 klep….??? Tujuan multivalve lebih dari 2 klep adalah untuk memaksimalkan efisiensi volumetrik. Pemasukan gas pembakaran saat langkah hisap ke dalam silinder diupayakan sebanyak mungkin.

Jika 3 klep, maka 2 klep masuk dan 1 klep buang. Jika 4 klep, maka 2 klep masuk dan 2 klep buang. Tapi durasi buka klep masuk lebih lama dibanding klep buang (nanti kita bahas tersendiri).

SOHC 3 valve dirancang dengan rocker arm klep masuk bercabang dua. Sekali tekan, 2 klep sekaligus yang membuka. Sedangkan SOHC 4 valve dirancang dengan rocker arm klep masuk dan buang sama-sama bercabang dua.

Secara efisiensi volumetrik pasti akan bagus. Pakai 4 klep cuiii….!!! Tapi kelemahan akibat kelembaman massa dari rocker arm tetap saja ada. Sehingga secara teori masih kurang cihuiii…. jika dipakai untuk putaran tinggi.

DOHC Direct Valve vs Roller Rocker Arm 

#DOHC vs SOHC (5)

DOHC Engine

Ingat yaaaa…. tulisan berseri seputar mekanisme katup ini hanya untuk tambahan pengetahuan saja. Bahasan berdasarkan perkembangan yang ada dipersepeda motoran, khususnya yang masuk di tanah air. Sooo….. gak usah ribut, apalagi sinis sama penulisnya. Situ mau jagoin DOHC-ya StreetFire, silahkan. Pilih SOHC 4 valve-nya New V-Ixion, ya suka-suka anda…!!!

Mekanisme katup hanyalah sebuah sistem untuk mengatur keluar masuknya gas pembakaran ke dalam silinder. Hanya sebagi salah satu  penunjang power, akselerasi dan keiritan bahan bakar. Tidak mutlak, bukan satu-satunya.

Wellll…. wewe gombelll…. lanjut ke tulisan soal DOHC alias Double Over Head Camshaft. Dua buah batang noken as bercokol di kepala silinder. Kalo sudah DOHC sudah pasti multi valve di atas 2 klep. Mubazir bin aneh kalo sudah DOHC tapi cuma 2 valve, hehehe…!!!

Kalo pada motor satu silinder, kebanyakan pasti 4 valve. Satu poros noken as untuk menggerakkan 2 klep masuk dan poros cam satunya lagi untuk menggerakkan 2 klep buang.

Nahhh…. DOHC yang masuk ke tanah air kebanyakan direct valve seperti pada Satria FU150, CBR150 dan StreetFire. Lihat saja gambar di atas.

Tapi ada juga DOHC yang masih pakai roller rocker arm. Yaitu punya CBR250. Semuanya punya maksud dan tujuan. Sabar saja, pasti tak jelasin bro. Kalo kurang silahkan ditambahkan.

Maksud diciptakannya model DOHC 4 klep, direct valve adalah (1) untuk memaksimalkan efisiensi volumetrik. (2) untuk mengurangi gerak mekanis dari rocker arm. Gejala floating pas rpm tinggi diminimalisir.

Tapiiii….. proses ganti shim (pengganti stel klep) jika sudah aus menjadi agak susah. Mesti bongkar banyak bro. Konstanta pegas klep juga butuh lebih tinggi. Ada efeknya juga ini bro.

Sedangkan DOHC with roller rocker arm seperti pada CBR250 dirancang untuk memudahkan saat stelk klep jika suaranya mulai kasar. Enggak perlu bongkar head silinder segala. Konstanta per klep juga bisa dikurangi agar gasingan mesin lebih enteng. Dulu banget P2R sudah pernah bahas kok. Coba klik http://proud2rideblog.com/2011/04/25/honda-cbr250-kantongi-27-patent-technology%E2%80%A6-artikel-2/

Secara jumlah part, DOHC lebih banyak. Dua gigi timing pemutar dua poros cam dan rantai keteng lebih panjang. Bentuk head menjadi besar. Makanya mesin DOHC lebih gagah dibanding SOHC 4 klep sekalipun. Nahhhh…. disitulah letak mahalnya DOHC vs SOHC.

Menurut P2R, SOHC 4 klep adalah versi hemat untuk mengejar efisiensi volumetrik. Enggak perlu bikin dua poros cam dan bentuk head yang rumit. Tapi jJika diracik dengan durasi cam yang benar, hasilnya juga bisa maksimal. Tapi ya itu tadi, buat rpm tinggi (misal buat balap), P2R tetap jagokan DOHC. Kalo buat harian sih, so… so… lah yaouuu…!!!

Mekanisme klep lainnya silahkan baca-baca punya teknologi mobil. Jauh lebih maju sepeti VTI, VVTi dan lain sebagainya. Dan menurut P2R untuk motor-motor cc besar yang masuk Indonesia, suatu saat juga akan contek punya mobil. Tinggal masalah waktu dan kebutuhan.

Ingat bro. Seluruh pabrikan itu enggak mau rugi. Jual motor pasti cari untung. Tinggal kita sebagai konsumen mesti pintar pilih dan sesuaikan kebutuhan pribadi. Enggak usah ikut-ikutan.

Hehehe…. jadi masih lifestyle DOHC atau SOHC. Pilih StreetFire atau New V-Ixion…??? Saran P2R, kalo beli dua motor ini, pertimbangkan pula ketersediaan part performanya di toko-toko. Karena kok kurang sedap, beli motor itu tanpa bumbu-bumbu upgrade tampilan dan mesin. Just my opinion ya sobbbb….!!!

Faktor Timing Valve Pada Cam, Pentinggg…!!! 

#DOHC vs SOHC (6) 

Multivalve pada motor single silinder (multivalve = lebih dari 2 klep) salah satu tujuannya adalah untuk memperbanyak pemasukan gas pembakaran ke dalam silinder. Meningkatkan efisiensi volumetrik. Lantasss…. jika sebuah motor sama-sama 150 cc, 4 klep, apakah efisiensi volumetrik otomatis seimbang….??? Belum tentu dong, kan ada racikan lainnya yaitu timing valve. Opo kuwiiii….???

Timing valve bisa diartikan sudut lamanya klep masuk dan klep buang membuka. Semakin lama klep masuk membuka, secara tidak langsung semakin banyak gas pembakaran masuk ke dalam silinder. Tapiiii…. terlalu besar juga tidak bagus, kompresi ngempos. Sudut overlapping besar, bensin jadi boros.

Komponen yang menentukan besar kecilnya timing valve adalah cam. Perhatikan profil cam dari berbagai motor, apakah bentuknya sama persis…???? Oh tentu tidakkk…. tinggi, sudut dan profilnya pasti beda-beda bro. Ada yang gendut, tirus dan sebagainya.

Makin bingunggg….??? Soalnya bahasan ini sudah mulai masuk level expert, wkwkwkwk…!!! Mesti tahu betul cara kerja mesin 4-tak. Karena disinilah basic untuk masuk menjadi mekanik racing. Tanpa pegetahuan ini, gak mungkin bisa papas noken as, dll.

Bakc to topic. Perhatikan gambar di atas. TDC = To Dead Center alias Titik Mati Atas (TMA). Posisi piston paling atas. BTC = Buttom Dead Center alias Titik Mati Bawah (TMB). Posisi piston berada di langkah paling bawah.

IO = klep inlet open, katup masuk membuka. IC = inlet closed. Katup masuk menutup. EO = Exhaust open, klep buang membuka. EC = exhaust closed, klep buang menutup.

Jadiiii…. sebenarnya katup masuk itu membuka tidak pas di TMA dan menutup tidak pas di TMB. Demikian juga dengan katup buang tidak mulai membuka pas di TMB dan menutup di TMA. Pola ini berlaku hampir di semua motor. Hanya sudutnya saja yang beda-beda.

Mari coba P2R jabarkan atas diagram di atas. Warna biru ada timing valve untuk katup masuk dan warna merah untuk katup buang. Sudut pertemuan antara merah dan biru disebut overlapping alias kedua klep sama-sama membuka.

Katup masuk mulai membuka beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA pada saat pistom melakukan langkah buang (piston bergerak dari TMB ke TMA). Kemudian katup baru ditutup beberapa derajat setelah TMB, ketika piston mulai melakukan langkah kompresi (dari TMB ke TMA setelah langkah hisap). Jadi totalnya bisa lebih dari 180 derajat (next kita ambil contoh spek cam salah satu motor ya).

Katup buang sendiri mulai membuka beberapa derajat sebelum TMB saat piston melakukan langkah usaha/kerja. Kemudian klep buang ditutup beberapa derajat setelah TMA ketika piston melakukan langkah hisap.

Nahhhh….. jika diulang lagi prosesnya, pada saat bersamaan klep masuk mulai membuka, klep buang mulai menutup. Kepala klep seolah selisipan. Kedua klep sama-sama buka, dinamakan overlapping.

Lantas…. mengapa jika sudut overlapping besar bisa menyebabkan motor boros…..???? Next P2R bahas tersensiri ya. Biar gak tambah pusing. Sekarang tolong dimengerti dulu istilah TIMING VALVE. Jika ada tambahakan dan perlu diluruskan, monggo saja. Biar sama-sama makin expert….!!!

Mengapa “Sudut Overlapping Besar” Bikin Boros dan Kurang Ramah Lingkungan…??? 

#DOHC vs SOHC (7) 

Lanjut nulis teori ahhhh…. ternyata banyak yang mendukung artikel beginian. Bagi yang sudah expert, ya silahkan dilewati saja. Atau jika mau nambahin infonya, ya tambah okeh banget. Kali ini P2R mau ngulas sedikit soal overlapping klep. Kononnnn…. jika sudut overlapping besar, maka bikin boros bensin dan kurang ramah lingkungan. Mengapa demikian….???

Perhatikan tabel di atas. Sudut overlapping seperti tergambar pada garis tebal hitam. Yaitu ketika klep masuk (warna biru) dan klep buang (warna merah) sama-sama membuka. Itu terjadi ketika piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) menuju titik mati atas (TMA) pada saat langkah buang dan saat piston bergerak dari TMA ke TMB saat langkah hisap. Pada saat itu klep masuk mulai membuka. Sedangkan klep buang mulai menutup. Kepala klep seperti salipan.

Klep masuk membuka untuk memasukkan gas pembakaran (campuran udara dan bensin) ke dalam silinder. Sedangkan klep buang membuka untuk mengeluarkan sisa pembakaran menuju knalpot.

Nahhh…. apa jadinya jika saat klep masuk dan klep buang sama-sama membuka….??? Bukankah gas pembakaran bisa ikutan terbuang….??? Apakah teman-teman masih ingat cara kerja mesin 2-tak…??? Mengapa 2-tak beracun….??? (untuk mesin 2 tak akan P2R bahas tersendiri ya)

Makanyaaaa…. jika sudut overlapping besar, maka besar kemungkinan gas pembakaran ikut terbuang juga makin banyak. Pasti lebih boros dongggg….??? Kalo gas baru yang belum terbakar ikut terbuang, bisa jadi racun dong….???

Demikian bro, semoga paham. Jika ada yang mai menambahkan silahkan saja. Atau ada yang mau koreksi jika P2R ada salah penjelasan. Next… akan P2R coba menghitung timing valve sebuah motor. Tak cari bahannya dulu bro, biasanya tercantum pada buku manual.