Fungsi  utama dari turbocharger adalah menarik udara dalam jumlah besar untuk membantu pembakaran engine lebih sempuran. Beberapa komponen yang terkandung dalam udara yang dihisap oleh kompresor antara lain :

  • Tekanan udara (barometric pressure)
  • Suhu udara ( air intake temperature)
  • Kelembapan ( humidity)

 

Komponen yang pertama dan kedua memiliki pengaruh lanhsung terhadap performa turbocharger, akan tetapi terdapat beberapa hal selain itu yang berpengaruh terhadap performa turbocharger, yaitu  lingkungan tempat turbocharger diinstall, contohnya Suhu air pendingin yang dipakai ataupun torsi yang lebih besar untuk menggerakkan kapal karena fouling di lambungnya.

Tekanan udara ( barometric pressure)

Tekanan udara banyak dipengaruhi oleh ketinggian, semakin tinggi suatu tempat maka tekanan udaranya semakin rendah. Tekanan udara rendah berarti kerapatan udaranya renggang sehingga O2 yang terkandung didalamnya juga rendah. ( tekanan udara terendah di laut yang pernah terukur adalah 0,0915 bar di laut utara- diukur pada januari 1993, dan yang tertinggi sekitar 1,04). Dengan beban engine berapapun, pressure ratio yang melewati turbine akan meningkat seiring dengan turunnya tekanan udara. Hal ini akan membuat putaran turbocharger menjadi lebih tinggi.

Banyak turbocharger yang dipasang pada marine propulsion engine, pada beberapa engine dengan output yang sama, putaran turbocharger yang dihasilkan akan berbeda tergantung pada tekanan udara dimana kapal tersebut beroperasi.

Pressure ratio pada kompresor meningkat seiring dengan meningkatnya putaran turbocharger. Nilai  charging pressure yang terbentuk pada tekanan udara yang lebih rendah, sedikit lebih kecil dari charging pressure pada tekanan udara yang lebih tinggi.

Turbochrager pada locomotive engine yang beroperasi di daerah pegunungan harus memperhitungkan kondisi ini. Saat kecepatan engine sudah pada posisi maksimal, maka output harus diturunkan untuk mencegah turbocharger overspeed karena memenuhi kebutuhan udara yang diperlukan oleh engine. Mungkin juga diperlukan beberapa hal untuk mencegah hal tersebut ( overspeed) terjadi seperti waste gate system device.

altitude diagram for TC

Suhu udara ( air intake temperature)

Energi yang dibutuhkan untuk memampatkan udara berbanding lurus dengan suhu udara. Pressure ratio pada kompresor akan turun sering dengan meningkatnya suhu udara, begitu juga sebaliknya. Pengaruh suhu udara pada performa turbochrager cukup signifikan, bila sebuah engine beroperasi didaerah dengan suhu udara intake rata – rata 25°C dan kemudian pindah ke area dengan suhu udara intake rata – rata 45°C, charging pressure akan turun hingga 6 %. Dengan charging pressure yang turun cukup signifikan, turbocharger akan berputar lebih cepat dengan load engine yang sama .  Konsekuensi dari hal ini adalah :

  • Udara yang masuk ke engine lebih sedikit
  • Rasio udara – fuel lebih rendah
  • Temperatur exhaust gas lebih tinggi

 

Kelembapan udara  humidity)

Kelembapan udara tidak berpengaruh pada performa turbocharger, bagaimanapun juga jumlah air yang terlalu banyak terbawa masuk akan menyebabkan pengendapan air di aftercooler.

 

Suhu air pendingin yang dipakai aftercooler

Pada turbocharger mesin 4 langkah, suhu udara charging memiliki pengaruh yang sangat signifikan terhadap kondisi udara. Ambil contoh, bila ditentukan suhu udara charging  katakanlah 50°C, karena sesuatu hal, suhu pada inlet air  pendingin lebih tinggi 10°C, sehingga suhu udara charging menjadi 60°C maka jumlah udara akan turun menjadi sekitar 3%. Hal ini akan membuat operating line kompresor cenderung naik mendekati surge line pada kompresor map. Secara umum hal ini banyak ditemui pada turbocharger yang mengalami surging.

Torsi yang dibutuhkan ( torque requirement)

Biasanya terjadi untuk 4 stroke marine engine dimana sering dibutuhkan torsi yang besar pada putaran yang cukup rendah. Dimana udara yang diperlukan diperoleh sesuai dengan putaran mesin. Dalam kondisi demikian maka suplai udara yang dihisap oleh kompresor tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan power yang diperlukan oleh engine. Hal ini juga mengakibatkan operating line pada compressor akan naik mendekati surge line pada compressor map diagram.

 

 

Iklan