Cara Kerja Mesin 4 Tak Dan 2 Tak

Pengertian Dan Cara Kerja Mesin 4 Tak dan 2 Tak - Four stroke engine atau disebut dengan mesin 4Tak adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah tenaga memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as, dan satu putaran noken as (camshaft).

Empat proses tersebut terbagi dalam siklus:

Langkah hisap: Bertujuan untuk memasukkan kabut udara - materi bakar ke dalam silinder. Sebagaimana tenaga mesin diproduksi tergantung dari jumlah bahan-bakar yang terbakar selama proses pembakaran.

Prosesnya adalah:

1. Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB).
2. Klep inlet terbuka, materi bakar masuk ke silinder
3. Kruk As berputar 180 derajat
4. Noken As berputar 90 derajat
5. Tekanan negatif piston menghisap kabut udara-bahan bakar masuk ke silinder

Langkah Kompresi Mesin 4 Tak

Dimulai dikala klep inlet menutup dan piston terdorong ke arah ruang bakar akhir momentum dari kruk as dan flywheel. Tujuan dari langkah kompresi yaitu untuk meningkatkan temperatur sehingga adonan udara-bahan bakar sanggup bersenyawa. Rasio kompresi ini juga nantinya berafiliasi erat dengan produksi tenaga.

Kompresi Mesin 4 Tak

Prosesnya sebagai berikut:

1. Piston bergerak kembali dari TMB ke TMA
2. Klep In menutup, Klep Ex tetap tertutup
3. Bahan Bakar termampatkan ke dalam kubah pembakaran (combustion chamber)
4. Sekitar 15 derajat sebelum TMA , busi mulai menyalakan bunga api dan memulai proses pembakaran
5. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat)
6. Noken as mencapai 180 derajat

Langkah Tenaga Mesin 4 Tak

Dimulai ketika adonan udara/bahan-bakar dinyalakan oleh busi. Dengan cepat adonan yang terbakar ini merambat dan terjadilah ledakan yang tertahan oleh dinding kepala silinder sehingga mengakibatkan tendangan balik bertekanan tinggi yang mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier dari piston ini dirubah menjadi gerak rotasi oleh kruk as. Enersi rotasi diteruskan sebagai momentum menuju flywheel yang bukan hanya menghasilkan tenaga, counter balance weight pada kruk as membantu piston melaksanakan siklus berikutnya.

Tenaga (Power) Mesin 4 Tak

Prosesnya sebagai berikut:

1. Ledakan tercipta secara tepat di ruang bakar
2. Piston terlempar dari TMA menuju TMB
3. Klep inlet menutup penuh, sedangkan menjelang selesai langkah perjuangan klep buang mulai sedikit terbuka.
4. Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as
5. Putaran Kruk As mencapai 540 derajat
6. Putaran Noken As 270 derajat

Langkah buang Mesin 4 Tak (Exhaust stroke)

Langkah buang menjadi sangat penting untuk menghasilkan operasi kinerja mesin yang lembut dan efisien. Piston bergerak mendorong gas sisa pembakaran keluar dari silinder menuju pipa knalpot. Proses ini harus dilakukan dengan total, dikarenakan sedikit saja terdapat gas sisa pembakaran yang tercampur bersama pemasukkan gas gres akan mereduksi potensial tenaga yang dihasilkan.

Mesin 4 Tak (Exhaust stroke)

Prosesnya yaitu :

1. Counter balance weight pada kruk as menunjukkan gaya normal untuk menggerakkan piston dari TMB ke TMA
2. Klep Ex terbuka Sempurna, Klep Inlet menutup penuh
3. Gas sisa hasil pembakaran didesak keluar oleh piston melalui port exhaust menuju knalpot
4. Kruk as melaksanakan 2 rotasi penuh (720 derajat)
5. Noken as menuntaskan 1 rotasi penuh (360 derajat)

Finishing Penting - Overlaping

Overlap yaitu sebuah kondisi dimana kedua klep intake dan out berada dalam possisi sedikit terbuka pada selesai langkah buang hingga awal langkah hisap.
Berfungsi untuk efisiensi kinerja dalam mesin pembakaran dalam. Adanya kendala dari kinerja mekanis klep dan inersia udara di dalam manifold, maka sangat diharapkan untuk mulai membuka klep masuk sebelum piston mencapai TMA di selesai langkah buang untuk mempersiapkan langkah hisap. Dengan tujuan untuk menyisihkan semua gas sisa pembakaran, klep buang tetap terbuka hingga sesudah TMA. Derajat overlaping sangat tergantung dari desain mesin dan seberapa cepat mesin ini ingin bekerja.

Manfaat dari proses overlaping:

1. Sebagai pembilasan ruang bakar, piston, silinder dari sisa-sisa pembakaran
2. Pendinginan suhu di ruang bakar
3. Membantu exhasut scavanging (pelepasan gas buang)
4. memaksimalkan proses pemasukkan bahan-bakar

Pengertian Mesin 2Tak

Mesin dua tak yaitu mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran terjadi dua langkah piston, berbeda dengan putaran empat-tak yang mempunyai empat langkah piston dalam satu siklus pembakaran, meskipun keempat proses (intake, kompresi, tenaga, pembuangan) juga terjadi. Mesin dua tak juga telah dipakai dalam mesin diesel, terutama rancangan piston berlawanan, kendaraan kecepatan rendah menyerupai mesin kapal besar, dan mesin V8 untuk truk dan kendaraan berat lainnya.

Prinsip cara kerja mesin dua tak (sumber foto wikipedia)

Prinsip Kerja Mesin 2Tak

Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang berlaku dalam teknik otomotif:

• TMA (titik mati atas) atau TDC (top dead centre), posisi piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling jauh dari poros engkol (crankshaft).
• TMB (titik mati bawah) atau BDC (bottom dead centre), posisi piston berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling akrab dengan poros engkol (crankshaft).
• Ruang bilas yaitu ruangan dibawah piston dimana terdapat poros engkol (crankshaft), sering disebut dengan kolam engkol (crankcase) berfungsi gas hasil adonan udara, materi bakar dan pelumas sanggup tercampur lebih merata.
• Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.

Langkah kesatu Mesin 2 Tak - Piston bergerak dari TMA ke TMB

1. Pada dikala piston bergerak dari TMA ke TMB, maka akan menekan ruang bilas yang berada di bawah piston. Semakin jauh piston meninggalkan TMA menuju TMB, tekanan di ruang bilas semakin meningkat.
2. Pada titik tertentu, piston (ring piston) akan melewati lubang pembuangan gas dan lubang pemasukan gas. Posisi masing-masing lubang tergantung dari desain perancang. Umumnya ring piston akan melewati lubang pembuangan terlebih dahulu.
3. Pada dikala ring piston melewati lubang pembuangan, gas di dalam ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan.
4. Pada dikala ring piston melewati lubang pemasukan, gas yang tertekan dalam ruang bilas akan terpompa masuk dalam ruang bakar sekaligus mendorong gas yang ada dalam ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan.
5. Piston terus menekan ruang bilas hingga titik TMB, sekaligus memompa gas dalam ruang bilas masuk ke dalam ruang bakar

Langkah kedua Mesin 2 Tak - Piston bergerak dari TMB ke TMA

1. Pada dikala piston bergerak TMB ke TMA, maka akan menghisap gas hasil percampuran udara, materi bakar dan pelumas masuk ke dalam ruang bilas. Percampuran ini dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi. (Lihat pula:Sistem materi bakar)
2. Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan mengkompresi gas yang terjebak dalam ruang bakar.
3. Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar hingga TMA.
4. Beberapa dikala sebelum piston hingga di TMA, busi menyala untuk memperabukan gas dalam ruang bakar. Waktu nyala busi sebelum piston hingga TMA dengan tujuan semoga puncak tekanan dalam ruang bakar akhir pembakaran terjadi dikala piston mulai bergerak dari TMA ke TMB alasannya proses pembakaran sendiri memerlukan waktu dari mulai nyala busi hingga gas terbakar dengan sempurna.

Perbedaan Desain Dengan Mesin 4Tak

• Pada mesin dua tak, dalam satu kali putaran poros engkol (crankshaft) terjadi satu kali proses pembakaran sedangkan pada mesin empat tak, sekali proses pembakaran terjadi dalam dua kali putaran poros engkol.
• Pada mesin empat tak, memerlukan prosedur katup (valve mechanism) dalam bekerja dengan fungsi membuka dan menutup lubang pemasukan dan lubang pembuangan, sedangkan pada mesin dua tak, piston dan ring piston berfungsi untuk menbuka dan menutup lubang pemasukan dan lubang pembuangan. Pada awalnya mesin dua tak tidak dilengkapi dengan katup, dalam perkembangannya katup satu arah (one way valve) dipasang antara ruang bilas dengan karburator dengan tujuan :

1. Agar gas yang sudah masuk dalam ruang bilas tidak kembali ke karburator.
2. Menjaga tekanan dalam ruang bilas dikala piston mengkompresi ruang bilas.

• Lubang pemasukan dan lubang pembuangan pada mesin dua tak terdapat pada dinding silinder, sedangkan pada mesin empat tak terdapat pada kepala silinder (cylinder head). Ini yaitu alasan paling utama mesin 4 tak tidak memakai oli samping.
• Lihat pula: Sistem pelumasan

Kekurangan Dan Kelebihan mesin 2tak

Kelebihan mesin dua tak kalau dibandingkan mesin empat tak, kelebihan mesin dua tak yaitu :

1. Mesin dua tak lebih bertenaga dibandingkan mesin empat tak.
2. Mesin dua tak lebih kecil dan ringan dibandingkan mesin empat tak. Kombinasi kedua kelebihan di atas menjadikan rasio berat terhadap tenaga (power to weight ratio) mesin dua lebih baik dibandingkan mesin empat tak.
3. Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya alasannya konstruksinya yang sederhana.

Meskipun mempunyai kelebihan tersebut di atas, jarang dipakai dalam aplikasi kendaraan terutama kendaraan beroda empat alasannya mempunyai kekurangan.

Kekurangan mesin dua tak

Kekurangan mesin dua tak kalau dibandingkan mesin empat tak

1. Efisiensi mesin dua tak lebih rendah dibandingkan mesin empat tak.
2. Mesin dua tak memerlukan oli yang dicampur dengan materi bakar (oli samping/two stroke oil) untuk pelumasan silinder mesin. Kedua hal di atas mengakibatkan biaya operasional mesin dua tak lebih tinggi dibandingkan mesin empat tak.
3. Mesin dua tak menghasilkan polusi udara lebih banyak, polusi terjadi dari pembakaran oli samping dan gas dari ruang bilas yang terlolos masuk eksklusif ke lubang pembuangan.
4. Pelumasan mesin dua tak tidak sebaik mesin empat tak, mengakibatkan usia sparepart dalam komponen ruang bakar relatif lebih rendah.

Nah, itulah pembahasan panjang mengenai mesin 4tak dan 2tak, bagi pembaca borisinil dan pecinta otomotif jangan lupa share ya artikel ini kalau berdasarkan otomania ini cukup baik dan bermanfaat.

Tweet

Subscribe to receive free email updates: