Apa yang dimaksud mesin 4 tak

Selamat pagi sobat, senang rasanya bisa terus berbagi informasi pendidikan setiap harinya. Pada kesempatan yang baik ini mimin akan mengajak sobat untuk mengulas tentang Pengertian 4 Tak dan 2 Tak serta Cara Kerjanya.

Four stroke engine 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) .

Proses 4 Tak (Four Stroke Engine)

Berikut adalah 4 proses dalam 4 Tak :

1. Langkah Hisap

Langkah hisap adalah proses yang bertujuan untuk memasukkan kabut udara bahan bakar ke dalam silinder . Sebagaimana tenaga mesin diproduksi tergantung dari jumlah bahan2 yg terbakar selama proses pembakaran

Proses Langkah Hisap

Dalam langkah hisap prosesnya adalah :

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

2. Langkah Kompersi

Langkah Kompersi bertujuan untuk meningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan bakar dapat bersenyawa .Rasio kompresi ini juga nantinya berhubungan erat dg produksi tenaga .

Proses Langkah Kompersi :

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

3. Langkah Tenaga

Dalam langkah tenaga terdapat beberapa proses diantaranya :

• Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar
• Piston terlempar dari TMA menuju TMB.
• Klep inlet menutup penuh ,sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang mulai sedikit terbuka.
• Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as.
• Putaran Kruk As mencapai 540 derajat.
• Putaran Noken As 270 derajat.

4. Langkah Buang

Langkah buang memiliki beberapa proses diantaranya :

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

5. Overlap

Overlap adalah sebuah kondisi dimana kedua klep intake dan out berada dalam posisi sedikit terbuka pada akhir langkah buang hingga awal langkah hisap .

Berfungsi untuk efisiensi kinerja dalam mesin pembakaran dalam .Adanya hambatan dari kinerja mekanis klep dan inersia udara di dalam manifold ,maka sangat diperlukan untuk mulai membuka klep masuk sebelum piston mencapai TMA di akhir langkah buang untuk mempersiapkan langkah hisap .Dg tujuan untuk menyisihkan semua gas sisa pembakaran ,klep buang tetap terbuka hingga setelah TMA .Derajat overlaping sangat tergantung dari desain mesin dan seberapa cepat mesin ini ingin bekerja .

Manfaat dari proses overlaping :

• Sebagai pembilasan ruang bakar ,piston ,silinder dari sisa2 pembakaran
• Pendinginan suhu di ruang bakar
• Membantu exhaust scavanging (pelepasan gas buang)
• Memaksimalkan proses pemasukkan bahan-bakar.

Baca juga : Pengertian Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Pengertian 2 TAK

Pengertian mesin dua tak adalah 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 digunakan dalam mesin diesel, terutama rancangan piston berlawanan, kendaraan kecepatan rendah seperti mesin kapal besar, dan mesin V8 untuk truk dan kendaraan berat lainnya.

Prinsip Kerja Mesin 2 Tak

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 dekat dengan poros engkol (crankshaft).

Ruang bilas yaitu ruangan dibawah piston dimana terdapat poros engkol (crankshaft), sering disebut dengan bak engkol (crankcase) berfungsi gas hasil campuran udara, bahan bakar dan pelumas bisa tercampur lebih merata.

Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.

1. Langkah Pertama

Berikut adalah cara kerja pada langkah pertama sebuah mesin 2 Tak :

• Piston bergerak dari TMA ke TMB.
• Pada saat 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.
• 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.
• Pada saat ring piston melewati lubang pembuangan, gas di dalam ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan.
• Pada saat 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.
• Piston terus menekan ruang bilas sampai titik TMB, sekaligus memompa gas dalam ruang bilas masuk ke dalam ruang bakar

2. Langkah ke-Dua

Berikut adalah langkah ke dua cara kerja mesin 2 Tak :

• Piston bergerak dari TMB ke TMA.
• Pada saat piston bergerak TMB ke TMA, maka akan menghisap gas hasil percampuran udara, bahan bakar dan pelumas masuk ke dalam ruang bilas. Percampuran ini dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi. (Lihat pula:Sistem bahan bakar)
• Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan mengkompresi gas yang terjebak dalam ruang bakar.
• Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar sampai TMA.
• Beberapa saat sebelum piston sampai di TMA, busi menyala untuk membakar gas dalam ruang bakar. Waktu nyala busi sebelum piston sampai TMA dengan tujuan agar puncak tekanan dalam ruang bakar akibat pembakaran terjadi saat piston mulai bergerak dari TMA ke TMB karena proses pembakaran sendiri memerlukan waktu dari mulai nyala busi sampai gas terbakar dengan sempurna.

Perbedaan Design 2 Tak dan Mesin 4 Tak

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 mekanisme 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 :

Agar gas yang sudah masuk dalam ruang bilas tidak kembali ke karburator.

Menjaga tekanan dalam ruang bilas saat 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 adalah alasan paling utama mesin 4 tak tidak menggunakan oli samping.

Kelebihan dan Kekurangan Mesin 2 Tak dan Mesin 4 Tak

Berikut adalah kekurangan dan kelebihan Mesin 2 Tak dibandingkan dengan Mesin 4 Tak :

Kelebihan Mesin 2 Tak

Jika kita membandingkan mesin 2 tak dengan mesin empat tak maka kelebihan mesin 2 tak adalah :

Mesin dua tak lebih bertenaga dibandingkan mesin empat tak.

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.

Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya karena konstruksinya yang sederhana.

Meskipun memiliki kelebihan tersebut di atas, jarang digunakan dalam aplikasi kendaraan terutama mobil karena memiliki kekurangan.

Kekurangan Mesin 2 Tak

Berikut adalah kekurangan mesin 2 Tak jika dibandingkan dengan mesin 4 tak :

Efisiensi mesin dua tak lebih rendah dibandingkan mesin empat tak.

Mesin dua tak memerlukan oli yang dicampur dengan bahan 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.

Mesin dua tak menghasilkan polusi udara lebih banyak, polusi terjadi dari pembakaran oli samping dan gas dari ruang bilas yang terlolos masuk langsung ke lubang pembuangan.

Pelumasan mesin dua tak tidak sebaik mesin empat tak, mengakibatkan usia suku cadang dalam komponen ruang bakar relatif lebih rendah.

Baca juga : Pengertian B/C Ratio (Benefit Cost Ratio) serta Contohnya

Demikian penjelasan tentang Mesin 2 Tak dan Mesin 4 Tak serta cara kerja dan kekurangan kelebihannya. Semoga artikel yang kami sajikan di Sumberpengertian.com ini bermanfaat bagi sobat guna menambah wawasan dan pengetahuan. Sampai jumpa pada artikel selanjutnya yaa 🙂