Amrie Muchta
8/07/2018
Advertisement
Mesin 4 tak adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang memiliki 4 proses kerja dalam satu siklus mesin. 4 proses kerja tersebut, bekerja secara berurutan sehingga membuat poros mesin dapat berputar secara berkesinambungan. Perlu diketahui dahulu bahwa mesin pembakaran dalam merupakan jenis mesin yang melakukan konversi energi panas ke energi gerak didalam sebuah ruang bakar. Prinsip kerja mesin pembakaran dalam ini, yakni memanfaatkan daya leda (expansion) yang terbentuk saat sebuah gas terbakar. Secara sederhana dapat dikatakan gas bertekanan akan dibakar didalam suatu 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-stroke engine, mesin ini hanya memiliki dua proses kerja dalam satu siklus.
- 4-stroke engine, mesin yang memiliki 4 proses kerja dalam satu siklus.
Diartikel kali ini, kita akan bahas prinsip kerja mesin 4 tak. Prinsip kerja mesin 4 tak yakni “untuk menghasilkan gerak putaran engkol yang berkesinambungan maka diperlukan banyak siklus pada mesin. Satu siklus mesin 4 tak, menghasilkan satu kali pembakaran pada dua kali putaran engkol dengan 4 proses yang berurutan”. 4 proses tersebut yakni ;
- Langkah hisap (intake stroke)
- Langkah kompresi (compression stroke)
- Langkah usaha (power stroke)
- Langkah buang (exhaust stroke)
Lalu bagaimana urutan langkah-langkah diatas sehingga dapat menghasilkan satu siklus kerja mesin 4 tak ?
1. Langkah hisap
Langkah hisap adalah suatu proses dimana gas (campuran udara dan bahan bakar dengan kadar tertentu) dimasukan kedalam sebuah 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, saat langkah hisap berlangsung piston akan bergerak turun. Sehingga volume ruang bakar akan semakin besar, dan imbasnya kevakuman didalam ruang bakar juga semakin besar. Pembesaran volume ruang bakar akibat gerakan piston ke bawah ini, akan menyedot gas yang telah disiapkan untuk masuk ke ruang bakar yang membesar tadi. Dari mana gas bisa masuk ke ruang bakar ?
Yang tak boleh dilupakan, mesin 4 tak itu memiliki mekanisme katup yang dapat mengatur kapan katup hisap terbuka sesuai timming (pas saat langkah hisap). Dalam hal ini, saat langkah hisap katup hisap akan terbuka sehingga gas dari dalam intake manifold bisa masuk dengan mulus kedalam ruang bakar.
Pada akhir langkah hisap, posisi piston ada pada TMB (titik mati bawah) yakni posisi dimana piston terletak di ujung bawah blok silinder sehingga ruang bakar yang terletak diatas piston volume maksimal dan sudah terisi penuh oleh gas yang siap dibakar.
2. Langkah kompresi
Langkah kompresi adalah sebuah proses untuk menaikan tekanan dan temperatur gas, tujuannya agar daya ledak atau expansi yang dihasilkan saat pembakaran bisa lebih maksimal. Mungkin anda pernah melihat sebuah petasan yang meledak. Mengapa petasan bisa meledak ? dan apa ada daya expansi juga ? itu karena ada bubuk peledak yang dibakar didalam ruang tertutup. Pada mesin pun demikian, namun mesin tidak menggunakan bubuk peledak melainkan menggunakan gas. Tipikal gas ini mudah menyesuaikan ruang dan mudah terbakar namun daya expansinya rendah. Untuk meningkatkan daya expansi, salah satu cara yang digunakan adalah dengan menaikan tekanan dan temperatur gas tersebut. Langkah kompresi dimulai ketika piston yang ada pada posisi TMB bergerak ke TMA (bergerak keatas). Sebelumnya pada akhir langkah hisap, ruang bakar yang ada pada volume maksimal sudah terisi penuh dengan gas. Sedangkan pada langka kompresi, piston kembali bergerak keatas dengan kata lain gerakan ini semakin mengecilkan volume ruang bakar. Pada kondisi ini, katup intake dan katup exhaust tertutup rapat. Sehingga pengecilan volume ruang bakar, akan mengkompresi gas yang ada didalam ruang bakar. Sampai akhir langkah kompresi, tekanan dan temperatur gas ini sudah dalam level tertingginya sehingga siap untuk dibakar.
3. Langkah usaha
Langkah usaha bisa diartikan sebagai main stroke, karena pada langkah ini pembakaran terjadi. Sebelumnya pada akhir langkah kompresi, posisi piston sudah ada diatas dengan gas didalam ruang bakar sudah dalam kondisi full pressure dan high temperature.
Dalam kondisi tersebut, sedikit pemicu (seperti percikan listrik) saja sudah dapat mampu membakar gas. Sehingga saat langkah usaha berlangsung, busi akan memercikan api. Hasilnya, gas bertekanan tinggi terbakar dan menimbulkan daya ledak yang cukup besar.
Namun konstruksi mesin sudah dibuat sedemikian rupa agar kuat menahan daya ekspansi. Sehingga daya ledak dari pembakaran tersebut bisa diarahkan untuk kembali menggerakan piston kearah bawah. Dari dorongan ekspansi inilah tenaga dari mesin terbentuk. Dengan kata lain, mengapa piston bisa bergerak naik turun sendiri didalam mesin ? itu karena pengaruh dari dorongan atau daya ledak saat pembakaran terjadi. Daya ekspansi itu memiliki daya cukup besar sehingga tak hanya dapat menggerakan piston naik turun tapi juga dapat menggerakan powertrain mobil hingga mobil dapat melaju dengan kencang.
4. Langkah buang
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 berlangsung saat piston menerima daya ekspansi, piston bergerak ke TMB. Sesampainya di TMB, piston langsung bergerak keatas karena mekanisme poros engkol. Saat piston bergerak ke TMA ini, katup exhaust terbuka. Sehingga piston langsung mendorong gas sisa pembakaran untuk keluar melalui pipa exhaust manifold. Selanjutnya, saat piston sampai di TMA katup buang akan tertutup dan kembali lagi ke langkah hisap untuk melanjutkan siklus mesin yang berikutnya.
Bagaimana mekanisme engkol bekerja ?
Kita tentu tahu, initi gerakan mesin 4 tak diatas adalah gerakan piston yang hanya naik turun didalam sebuah 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 sebagai piston, kaki sebagai batang piston, dan kayuhan sebagai poros engkol.
Sekian materi singkat tentang cara kerja mesin 4 tak, semoga bisa menambah wawasan kita semua.
JAKARTA, KOMPAS.com - Mesin sepeda motor yang ditawarkan di Indonesia berdasarkan prinsip kerjanya dibagi menjadi dua, yaitu mesin 2-tak dan 4-tak.
Namun, kebanyakan mesin sepeda motor pada saat ini sudah menggunakan mesin 4-tak. Penggunaan mesin 2-tak sudah dibatasi dengan regulasi pemerintah yang berkaitan dengan emisi gas buang.
Baca juga: Jelang Peluncuran Brosur Toyota Raize Bocor, Simak Fitur-Fiturnya
Kini sepeda motor dengan mesin 4-tak lebih diminati dalam pemakaian sehari-hari. Pasalnya selain emisi gas buang yang lebih ramah lingkungan, motor dengan mesin 4-tak dinilai lebih hemat bahan bakar daripada mesin 2-tak.
Lihat Foto Dok. AP Honda
Mesin eSP+ pada Honda PCX 160
Ada beberapa sepeda motor yang pada awalnya memiliki mesin 2-tak kemudian berevolusi menjadi mesin 4-tak, diantaranya adalah Kawasaki Ninja dan Suzuki Satria. Lantas bagaimana sistem kerja mesin 4-tak pada sepeda motor?
Baca juga: Bocah Setir Truk Trailer di Jalan Tol, Sudah Sering Terjadi
Dilansir dari Motor Plus pada Senin (26/4/2021), mesin 4-tak memerlukan empat tahapan atau empat langkah piston dalam sekali siklusnya untuk menghasilkan tenaga mesin. Yakni Langkah hisap, langkah kompresi, langkah kerja, dan langkah pembuangan.
Lihat Foto Cara kerja mesin 4-tak
- Langkah Hisap (intake)
Pada langkah ini piston bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah. Secara bersamaan klep isap antara karburator dan ruang bakar terbuka. Hal ini membuat campuran bahan bakar dan udara masuk ke ruang silinder.
- Langkah Kompresi (compression)
Disini piston bergerak naik dari titik mati bawah ke titik mati atas, hal ini mengakibatkan klep isap dan klep buang tertutup. Piston yang naik akan memampatkan campuran bahan bakar dan udara di ruang silinder hingga suhu udara menjadi tinggi.
- Langkah Kerja atau Pembakaran
Akibat kompresi bahan bakar dan udara dalam tekanan dan suhu tinggi, busi akan menyala dan memercikkan bunga api yang membakar campuran bahan bakar dan udara yang sudah panas.Terjadilah ledakan tenaga yang membuat piston dari titik mati atas menuju titik mati bawah. Akibat gerakan piston yang menuju ke bawah menyebabkan kruk as berputar dan menghasilkan tenaga.
- Langkah Buang (exhaust)
Setelah terjadi pembakaran tentu saja gas sisa pembakaran harus dibuang. Pada langkah ini piston kembali bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas yang secara bersamaan terjadi pembukaan pada klep buang. Gas sisa pembakaran akan keluar dari klep buang dan diteruskan melalui knalpot.
![Jelaskan tahapan tahapan siklus motor bakar internal]()
Shutterstock
Mesin Motor.
Setelah langkah buang, siklus kerja mesin 4-tak akan kembali diulang lagi ke langkah hisap. Katup buang akan menutup dan katup hisap akan kembali terbuka saat piston turun ke titik mati bawah dan seterusnya.
Baca juga: Ini 15 Jenis Kendaraan yang Boleh Melintas Selama Masa Larangan Mudik
Pada satu kali siklus mesin 4-tak terjadi putaran kruk as sebanyak dua kali. Putaran tersebut dihasilkan dari langkah hisap 180 derajat atau setengah putaran, kemudian langkah kompresi setengah putaran, pada saat langkah kerja setengah putaran dan langkah buang setengah putaran.
Dua kali putaran kruk as tersebut yang menghasilkan tenaga atau langkah kerja dari mesin 4-tak.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.
