Perlu diketahui dulu bahwa mesin pembakaran dalam merupakan jenis mesin yang melakukan konversi energi panas ke energi gerak didalam suatu ruang bakar.
Prinsip kerja mesin pembakaran dalam ini, yakni memanfaatkan daya leda (expansion) yang terbentuk ketika sebuah gas terbakar. Secara sederhana mampu dibilang gas bertekanan akan dibakar didalam sebuah ruang, daya ledak dari pembakaran tersebut dimanfaatkan untuk menggerakan poros engkol mesin.
Lalu, dilihat dari proses pembakarannya mesin pembakaran dalam dibagi menjadi dua. Yakni ;
- 2-ѕtrоkе еngіnе, mеѕіn іnі сumа mеmіlіkі duа рrоѕеѕ kеrjа dаlаm ѕаtu ѕіkluѕ.
- 4-ѕtrоkе еngіnе, mеѕіn уаng mеmрunуаі 4 рrоѕеѕ kеrjа dаlаm ѕаtu ѕіkluѕ.
Diartikel kali ini, kita akan bahas prinsip kerja mesin 4 tak.
Prіnѕір Kеrjа Mеѕіn 4 Tаk
Prinsip kerja mesin 4 tak ialah “untuk menciptakan gerak putaran engkol yang berkelanjutan maka diharapkan banyak siklus pada mesin. Satu siklus mesin 4 tak, menciptakan satu kali pembakaran pada dua kali putaran engkol dengan 4 proses yang berurutan”.
4 proses tersebut yaitu ;
- Lаngkаh hіѕар (іntаkе ѕtrоkе)
- Lаngkаh kоmрrеѕі (соmрrеѕѕіоn ѕtrоkе)
- Lаngkаh uѕаhа (роwеr ѕtrоkе)
- Lаngkаh buаng (еxhаuѕt ѕtrоkе)
Lalu bagaimana urutan tindakan diatas sehingga mampu menghasilkan satu siklus kerja mesin 4 tak ?
1. Lаngkаh hіѕар
Langkah hisap ialah sebuah proses dimana gas (adonan udara dan materi bakar dengan kadar tertentu) dimasukan kedalam suatu ruang tertutup, pada mesin ruangan ini disebut sebagai ruang bakar.
Cara kerjanya, pertama diawali dari piston yang posisinya pada TMA (titik mati atas). Posisi TMA maksudnya, posisi piston ada paling atas didalam blok silinder. Posisi ini, akan meninggalkan sedikit sekali ruang didalam ruang bakar.
Namun, dikala langkah hisap berjalan piston akan bergerak turun. Sehingga volume ruang bakar akan makin besar, dan imbasnya kevakuman didalam ruang bakar juga makin besar. Pembesaran volume ruang bakar jawaban gerakan piston ke bawah ini, akan menguras gas yang telah disiapkan untuk masuk ke ruang bakar yang membengkak tadi.
Dari mana gas bisa masuk ke ruang bakar ?
Yang tak boleh dilupakan, mesin 4 tak itu mempunyai mеkаnіѕmе kаtuр yang dapat mengatur kapan katup hisap terbuka sesuai timming (pas dikala langkah hisap). Dalam hal ini, ketika langkah hisap katup hisap akan terbuka sehingga gas dari dalam intake manifold bisa masuk dengan mulus kedalam ruang bakar.
Pada selesai langkah hisap, posisi piston ada pada TMB (titik mati bawah) yaitu posisi dimana piston terletak di ujung bawah blok silinder sehingga ruang bakar yang terletak diatas piston volume optimal dan telah terisi penuh oleh gas yang siap dibakar.
2. Lаngkаh kоmрrеѕі
Langkah kompresi yakni suatu proses untuk menaikan tekanan dan temperatur gas, tujuannya supaya daya ledak atau expansi yang dihasilkan di saat pembakaran bisa lebih optimal.
Mungkin anda pernah melihat suatu petasan yang meledak. Mengapa petasan bisa meledak ? dan apa ada daya expansi juga ? itu karena ada abu peledak yang dibakar didalam ruang tertutup. Pada mesin pun demikian, namun mesin tidak memakai debu peledak melainkan menggunakan gas.
Tipikal gas ini praktis menyesuaikan ruang dan gampang terbakar tetapi daya expansinya rendah. Untuk menyebarkan daya expansi, salah satu cara yang dipakai yakni dengan menaikan tekanan dan temperatur gas tersebut.
Langkah kompresi dimulai saat piston yang ada pada posisi TMB bergerak ke TMA (bergerak keatas). Sebelumnya pada simpulan langkah hisap, ruang bakar yang ada pada volume optimal telah terisi sarat dengan gas. Sedangkan pada langka kompresi, piston kembali bergerak keatas dengan kata lain gerakan ini makin mengecilkan volume ruang bakar.
Pada keadaan ini, katup intake dan katup exhaust tertutup rapat. Sehingga pengecilan volume ruang bakar, akan mengkompresi gas yang ada didalam ruang bakar. Sampai final langkah kompresi, tekanan dan temperatur gas ini sudah dalam level tertingginya sehingga siap untuk dibakar.
3. Lаngkаh uѕаhа
Langkah usaha bisa diartikan selaku main stroke, alasannya pada langkah ini pembakaran terjadi. Sebelumnya pada final langkah kompresi, posisi piston telah ada diatas dengan gas didalam ruang bakar sudah dalam kondisi full pressure dan high temperature.
Dalam kondisi tersebut, sedikit pemicu (mirip percikan listrik) saja sudah mampu bisa memperabukan gas. Sehingga dikala langkah usaha berlangsung, busi akan mеmеrсіkаn арі. Hasilnya, gas bertekanan tinggi terbakar dan menimbulkan daya ledak yang cukup besar.
Namun konstruksi mesin telah dibentuk sedemikian rupa semoga kuat menahan daya perluasan. Sehingga daya ledak dari pembakaran tersebut bisa diarahkan untuk kembali menggerakan piston kearah bawah. Dari dorongan perluasan inilah tenaga dari mesin terbentuk.
Dengan kata lain, mengapa piston bisa bergerak naik turun sendiri didalam mesin ? itu alasannya efek dari dorongan atau daya ledak saat pembakaran terjadi. Daya perluasan itu mempunyai daya cukup besar sehingga tak cuma bisa menggerakan piston naik turun tetapi juga mampu menggerakan powertrain kendaraan beroda empat hingga mobil bisa melaju dengan kencang.
4. Lаngkаh buаng
Langkah buang adalah langkah terakhir dari siklus motor 4 tak, pada langkah ini terjadi pembuangan gas sisa pembakaran dari dalam ruang bakar menuju knalpot.
Prosesnya berjalan di saat piston mendapatkan daya perluasan, piston bergerak ke TMB. Sesampainya di TMB, piston pribadi bergerak keatas alasannya adalah mekanisme poros engkol. Saat piston bergerak ke TMA ini, katup exhaust terbuka. Sehingga piston pribadi mendorong gas sisa pembakaran untuk keluar lewat pipa exhaust manifold.
Selanjutnya, dikala piston hingga di TMA katup buang akan tertutup dan kembali lagi ke langkah hisap untuk melanjutkan siklus mesin yang berikutnya.
Bаgаіmаnа рrоѕеdur еngkоl mеlаkukаn реkеrjааn ?
Kita tentu tahu, initi gerakan mesin 4 tak diatas yakni gerakan piston yang hanya naik turun didalam suatu silinder. Namun, output dari mesin bukan gerakan bolak balik melainkan gerakan rotasi. Ternyata ini dikarenakan adanya mekanisme poros engkol.
Mekanisme poros engkol, akan mengubah gerakan naik turun piston menjadi gerakan rotasi. Prinsip kerjanya mirip seperti anda mengayuh sepeda. Dimana lutut berperan selaku piston, kaki selaku batang piston, dan kayuhan selaku poros engkol.
Sekian materi singkat ihwal cara kerja mesin 4 tak, supaya mampu memperbesar wawasan kita semua.
