Air Induction System (Sistem Pemasukan Udara dan Pembuangan Gas Bekas)

Engine Diesel memerlukan jumlah udara yang banyak untuk membakar bahan bakar. Sistem udara masuk harus menyediakan udara yang cukup bersih untuk pembakaran. Sistem pembuangan gas bekas harus membuang panas dan gas pembakaran. Tiap hambatan terhadap aliran udara atau gas pembakaran yang melalui sistem akan mengurangi kinerja engine.

Terdapat beberapa jenis dari sistem udara masuk, yaitu : 
1. Naturally Aspirated (NA)
2. Turbocharged (T) 
3. Turbocharged Aftercooled (TA)






Komponen Dasar Air Induction System
Sistem pemasukan udara dan pembuangan gas buang yang umum termasuk precleaner (1), air filter (2), turbocharger (3), intake manifold (4), aftercooler (5), exhaust manifold (6), exhaust stack (7), muffler dan connecting pipes (8).

Untuk melakukan pekerjaan dan perbaikan pada sistem udara pada engine, maka penting untuk memahami aliran udara melalui sistem dan fungsi tiap komponen. Juga penting untuk memahami bentuk komponen tersebut dan bagaimana cara bekerjanya.

Precleaner/saringan awal udara

Precleaner selalu digunakan pada sistem udara engine diesel. Precleaner menyaring kotoran-kotoran yang kasar yang terdapat di dalam udara. Udara bersih merupakan masalah kritis bagi unjuk kerja engine. Kotoran dapat mempercepat keausan dan merusak komponen engine.
Jenis precleaner umum yang biasa digunakan ada dua jenis, yaitu :
1. Cyclon tube
2. Full view

Kotoran yang tersaring oleh precleaner selanjutnya akan dibuang ke atmosfer melalui komponen dust ejector.

Turbocharger

Dari saringan udara lalu udara mengalir ke dalam turbocharger. 
Fungsi dari Turbocharger adalah :
1. Membantu menjaga tenaga engine pada dataran tinggi.
2. Menambah tenaga engine (horsepower).

Turbocharger menyediakan lebih banyak udara ke dalam engine sehingga memungkinkan lebih banyak bahan bakar yang dapat dibakar.


Sistem Operasi Turbocharger
Gas buang memutar turbin. Karena compressor dan turbin berada pada satu poros, maka compressor turut berputar. Bertambah cepat compressor berputar, maka bertambah banyak udara yang dimasukkan ke dalam sistem udara yang memperbesar tekanan dan density. Peningkatan tekanan udara disebut boost.

Waste Gate

Waste gate adalah bagian dari beberapa turbocharger. Apabila boost lebih besar dari yang dianjurkan, maka waste gate terbuka untuk membuang gas buang dari sekeliling turbin ke atmosfer.

Dengan mengurangi aliran gas buang, maka akan memperlambat putaran turbin dan kompresor untuk mengontrol tekanan boost. Turbocharger memberikan banyak udara untuk memperbaiki pembakaran.

Karena udara dimampatkan, maka udara tersebut akan panas dan mengembang, menjadi berkurang massa jenisnya. Ini berarti akan terjadi tidak cukup udara untuk menghasilkan pembakaran yang baik, pada fuel setting yang lebih besar. Sebagian besar engine yang memakai turbocharger memakai aftercooler untuk mengurangi suhu udara masuk.

Aftercooler

Turbocharger menaikkan suhu udara masuk sekitar 300 derajat F. Udara  masuk yang panas, kurang padat. Aftercooler mengambil panas dari udara masuk.

Intake manifold

Dari aftercooler, udara mengalir masuk ke dalam intake manifold dan ke lubang valve intake pada tiap cylinder. Intake manifold berada pada cylinder head.

Exhaust Manifold

Udara masuk ke dalam ruang bakar dimana terjadi pembakaran. Gas hasil pembakaran keluar melalui lubang keluar dan masuk ke dalam exhaust manifold. Exhaust manifold terpasang pada cylinder head dan tepat pada lubang keluar untuk gas buang.

Muffler

Dari turbocharger, gas bekas pembakaran disalurkan melalui muffler dan exhaust stack. Muffler meredam suara ribut dari gas buang sehingga membuat suara engine menjadi lebih halus.

Exhaust Stack

Setelah gas buang melalui muffler, maka gas buang tadi melewati exhaust stack (pipa keluar). Stack (pipa) ini mengeluarkan gas buang agar menjauh dari operator. Gas buang masuk ke atmosfer melalui stack tadi. Sebagai tambahan pada komponen dasar anda juga perlu memahami mengenai engine marine dan industrial yang mungkin memakai (1) water cooled exhaust manifold dan (2) water cooled turbocharger.

sumber : Fundamental Basic Engine Caterpillar Book - Air induction System