Cara Kerja Mesin 4 Tak |
1. Langkah Hisap
Langkah Hisap |
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). Empat proses tersebut terbagi dalam siklus :
Langkah hisap, Bertujuan untuk memasukkan
kabut udara – bahan 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, bahan 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
2. LANGKAH KOMPRESI
Langkah Kompresi |
Langkah Kompresi Dimulai saat klep inlet
menutup dan piston terdorong ke arah ruang bakar akibat momentum dari kruk as
dan flywheel.
Tujuan dari langkah kompresi adalah untuk
meningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan bakar dapat bersenyawa.
Rasio kompresi ini juga nantinya berhubungan erat dengan produksi tenaga.
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
3. LANGKAH TENAGA
Langkah Usaha / Tenaga |
Langkah Tenaga Dimulai ketika campuran
udara/bahan-bakar dinyalakan oleh busi. Dengan cepat campuran yang terbakar ini
merambat dan terjadilah ledakan yang tertahan oleh dinding kepala silinder
sehingga menimbulkan 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 melakukan siklus berikutnya.
Prosesnya
sebagai berikut :
1.
Ledakan
tercipta secara sempurna di ruang bakar
2.
Piston
terlempar dari TMA menuju TMB
3.
Klep
inlet menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha 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
4. LANGKAH BUANG
Langkah Buang |
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
baru akan mereduksi potensial tenaga yang dihasilkan.
Prosesnya
adalah :
1.
Counter
balance weight pada kruk as memberikan 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 melakukan 2 rotasi penuh (720 derajat)
5. Noken as menyelesaikan 1 rotasi penuh (360 derajat)
FINISHING PENTING - OVERLAPING
Overlap adalah sebuah kondisi dimana kedua
klep intake dan out berada dalam possisi 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. Dengan 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 :
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
Oke dengan mengenal prinsip dan cara kerja
mesin 4 tak, semoga dapat menjadi pegangan awal sebelum merencanakan
modifikasi. Mana hal yang penting untuk dimanfaatkan agar proses langkah tenaga
bekerja optimal.