Teori Dasar (Cara Kerja Mesin Bensin 4 Tak)

Cara Kerja Mesin Bensin 4 Tak

septapw.com – Kita semua tahu bahwa kendaraan sudah menjadi sebuah kebutuhan di Indonesia, baik itu roda dua (sepeda motor) atau roda empat mobil). Kebanyakan kendaraan umumnya menggunakan mesin 4 Tak (4 Langkah). Sepertinya saat ini tinggal Sepeda Motor Ninja 150 yang menggunakan mesin 2 Tak. Disini saya ingin membahas bagaimana mesin 4 Tak bekerja terutama pada mesin bensin.

Apa itu mesin 4 Tak/ 4 Langkah?

Pengertian mesin 4 Tak adalah mesin yang memerlukan 4 langkah piston naik turun dengan dua kali putaran poros engkol dan satu putaran poros nok untuk menghasilkan tenaga.

Bagaimana mesin bensin mengubah bahan bakar menjadi tenaga? Dalam animasi yang saya buat dibawah ini, campuran udara dan bahan bakar dihisap ke dalam cylinder. Kemudian dikompresikan oleh piston saat bergerak naik. Campuran udara dan bahan bakar akan terbakar karena adanya percikan api busi. Hal ini akan menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar di dalam silinder.

Perlu diketahui, posisi tertinggi yang dicapai oleh piston didalam cylinder disebut Titik Mati Atas, dan posisi terendah yang dicapai piston tersebut disebut Titik Mati Bawah (TMB)

 

Komponen Mesin 

Sebelum membahas cara mesin bensin 4 langkah, ada baiknya kita mengenal komponen-komponennya. Dibawah ini saya akan menyebutkan nama komponen bakunya dan nama komponen yang biasa kita dengar (nama umum).

A. Cylinder Head CoverB. Camshaft In

C. Valve Spring In

D. Fuel Injector

E. Intake Manifold

F. Cylinder Block

G. Water Jacket

H. Carter

I. Crank Case

J. Camshaft ExK. Valve Spring

L. Spark Plug

M. Exhaust Manifold

N. Cylinder Head

O.Piston

P. Connecting Rod

Q. Crankshaft

 

 

Cara kerja Mesin Bensin 4 Langkah

1. Langkah Hisap (Intake Stroke)

Langkah hisap bertujuan untuk memasukkan campuran bahan bakar dan udara ke dalam silinder mesin. Untuk prosesnya adalah seperti ini:

  • Piston bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah)
  • Katup hisap (intake valve) terbuka tetapi katup buang (exhaust valve) tertutup
  • Campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam ruang bakar karena terhisap oleh piston

Perlu kita ketahui bahwa ketika melakukan proses langkah hisap ini, poros engkol (Crankshaft) berputar 1/2 putaran (180 derajat) dan poros nok (Camshaft) berputar 1/4 putaran (90 derajat)

2. Langkah Kompresi (Compression Stroke)

Pada saat langkah kompresi terjadi peningkatan temperatur pada ruang bakar dan bahan bakar dan udara akan lebih merata (homogen).Untuk prosesnya adalah seperti ini:

  • Ketika langkah kompresi terjadi, piston bergerak dari TMB ke TMA
  • Untuk saat ini kedua katup (in & ex) tertutup
  • Campuran bahan bakar dan udara dimampatkan didalam silinder
  • Sekitar 10 derajat sebelum TMA, busi (spark plug) akan memercikan bunga api dan membakar campuran bahan bakar dan udara

Kalau kita lihat poros engkol sudah melakukan satu putaran (360 derajat) dan poros nok sudah melakukan  1/2 putaran (180 derajat)

Perlu kita catat juga untuk saat pembakaran (busi mercik) pada setiap kendaraan berbeda-beda dan akan berbeda pada  setiap putaran mesin. Saat pengapian akan kita kenal sebagai Timing Pengapian

3. Langkah Usaha 

Langkah ini terjadi karena pembakaran campuran udara dan bahan bakar menyebabkan ledakan dan mendorong piston kebawah. Prosesnya adalah sebagai berikut:

  • Piston terdorong dari TMA ke TMB karena adalanya ledakan.
  • Untuk saat ini kedua katup (in & ex) masih tertutup

Tenaga yang dihasilkan tersebut akan dirubah menjadi putaran oleh poros engkol. Poros engkol sudah berputar 540 derajat (1 1/2 kali) dan camshaft berputar 270 derajat.

4. Langkah Buang (Exhaust Stroke)

Untuk Langkah terakhir adalah langkah buang. Prosesnya adalah sebagai berikut :

  • Piston bergerak dari TMB ke TMA
  • Pada saat ini katup buang (exhaust valve) terbuka dan kaatup buang tertutup.
  • Gas sisa hasil pembakaran akan keluar karena terdorong oleh piston

Pada saat akhir langkah buang berarti poros engkol sudah berputar dua kali (720 derajat) dan poros nok berputar satu kali (360 derajat)

 

Berikut ini adalah contoh penggunaan mesin 4 tak bensin (otto) yang dibuat oleh Daimler bersama Maybach ditahun 1985. Foto ini saya ambil ketika mengunjungi museum Mercedes yang berada di stuttgart

Iklan