Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Memahami Cara Kerja Mesin 2 Tak dan 4 Tak

Setelah mempelajari materi tentang cara kerja mesin 2 tak dan 4 tak, peserta didik mampu memahami dan menjelaskan prinsip kerja engine dua langkah dan engine empat langkah serta dapat mengidentifikasinya sehingga memahami kekurangan dan kelebihan dari masing-masing sistem kerja tersebut.

Kemampuan dasar seorang mekanik alat berat di samping mengetahui dan memahami komponen-komponen unit alat yang digunakan juga di tuntut untuk memahami fungsi dari komponen-komponen tersebut serta mengerti dan memahi cara kerja komponen-komponen.

Cara Kerja Mesin 2 Tak dan 4 Tak

Tidaklah mungkin seorang mekanik akan mampu memperbaiki unit yang trouble jika mekanik tersebut tidak memahami fungsi dan cara kerja komponen yang akan diperbaiki, Oleh karena itu, pada bab ini akan kita bahas cara kerja engine dua langkah dan cara kerja engine empat langkah.
Memahami cara kerja engine 2 dan 4 langkah
Gbr.1 Cut Away Engine
Jika seorang mekanik sudah mengetahui nama komponen, fungsi komponen dan cara kerja komponen pastinya akan lebih mudah dalam menghadapi trauble-trauble yang ada di lapangan dan akan lebih tepat dalam menganalisa dan mengambil kesimpulan pada pekerjaan yang dilakukanya.

Sama halnya seorang dokter tidak mungkin akan langsung memberikan obat kepada pasienya jika dokter tersebut belum memeriksa kondisi pasienya. Dokter akan memvonis pasien sakit tertentu jika kondisi pasien memiliki ciri-ciri yang mendekati kepada jenis penyakit tertentu dan baru merekomendasikan obatnya.


Begitu juga seorang mekanik, dapat mengatakan sebuah komponen rusak dengan cara membandingkan cara kerja pada komponen yang normal. Jika pada sebuah unit alat berat setiap komponen bekerja di dalam sistem bekerja dengan normal, maka unit alat berat tersebut dikatakan normal atau dalam kondisi baik.

Oleh karena itu, dibutuhkan media peraga yang dapat menunjukan cara kerja sebuah komponen dalam sistem kerja engine secara lengkap dan utuh. Gambar di bawah ini merupakan model cut away engine sebagai alat bantu untuk memahami cara kerja pada sebuah komponen.

Pengertian Mesin 2 Tak dan Mesin 4 Tak

Seperti yang sudah dijelaskan pada bab klasifikasi engine, berdasarkan banyaknya langkah yang diperlukan untuk mendapatkan power engine dalam satu kali siklus usha, engine piston dengan pembakaran dalam diklasifikasikan menjadi dua yaitu engine dua langkah dan engine empat langkah. 

Dimana keduanya memiliki tujuan yang sama akan tetapi mempunyai langkah yang berbeda untuk mendapatkan power engine. Dalam masyarakat umum engine dua langkah biasanya disebut juga dengan engine dua tak sedangkan engine empat langkah disebut juga dengan engine empat tak. 

Langkah yang dimaksud di sini adalah langkah piston di dalam Cylinder liner, yaitu langkah piston dari Titik Mati Atas (TMA) atau biasa disebut dengan TDC (Top dead Center) menuju Titik Mati Bawah (TMB) atau biasa disebut dengan BDC (Bottom Dead Center).

Sebelum kita mempelajari lebih lanjut tentang engine dua langkah dan engine empat langkah, kita identifikasi terlebih dahulu tentang batasan langkah yang ada di dalam cylinder. kita harus pahami dulu mana yang disebut dengan TDC dan mana yang disebut dengan BDC. Perhatikan gambar berikut!
Memahami cara kerja engine 2 dan 4 langkah
Ggr.2 Langkah piston
Dari gambar di atas bisa kita simpulkan bahwa TDC adalah titik tertinggi yang dicapai oleh piston dan BDC adalah titik terendah yang dicapai oleh piston sedangkan jarak yang ditempuh oleh piston dari TDC ke BDC atau sebaliknya disebut stroke atau langkah.

Selanjutnya kita harus memahami tentang engine cycle. Engine cycle adalah gerakan secara periodik di dalam Cylinder mulai dari masuknya udara dan bahan bakar di dalam Cylinder ke penekanan, pembakaran dan pembuangan gas yang telah dibakar keluar dari cylinder.
Memahami cara kerja engine 2 dan 4 langkah
Gbr.3 Engine cycle
Dari pemaparan di atas dapat kita simpulkan bahwa engine dua langkah adalah engine yang dalam satu kali siklus untuk mendapatkan satu kali usaha memerlukan dua kali langkah piston atau satu kali putaran poros engkol/ crankShaft sedangkan engine empat langkah adalah engine yang dalam satu kali siklus untuk mendapatkan satu kali usaha memerlukan empat kali langkah piston atau dua kali putaran poros engkol/ crankShaft.

Prinsip kerja engine 2 langkah

Jika kita melihat struktur engine dua langkah memang tidak memiliki valve/katup seperti engine empat langkah, pada engine dua langkah, piston di samping berfungsi untuk menerima tekanan hasil pembakaran juga sekaligus berfungsi sebagai katup/ valve, ini bisa dilihat pada konstruksi engine dua langkah. Telah disebutkan di atas bahwa engine dua langkah untuk mendapatkan satu kali usaha pada siklus engine cycle memerlukan dua kali langkah piston. Adapun langkah piston yang dimaksud adalah:

1. Langkah kompresi dan langkah isap

Proses yang terjadi pada langkah kompresi dan langkah isap adalah ketika piston bergerak dari TMB menuju TMA, saluran udara masuk ke silinder tertutup oleh batang piston begitu juga saluran buangnya tertutup oleh batang piston sehingga diatas piston terjadi langkah kompresi.
Memahami cara kerja engine 2 dan 4 langkah
Gbr.4 Langkah Kompresi dan Langkah isap
Pada saat yang bersamaan di bawah piston, saluran intake pada ruang engkol terbuka, campuran bahan bakar dan udara masuk ke ruang engkol.

2. Langkah usaha dan langkah buang

Proses yang terjadi pada langkah usaha dan langkah buang adalah pada saat akhir langkah kompresi, beberapa saat sebelum piston mencapai TMA, busi memercikan bunga api, campuran udara dan bahan bakar terbakar.
Memahami cara kerja engine 2 dan 4 langkah
Gbr.5 Langkah usaha dan langkah buang
Kemudian panas gas hasil pembakaran mendorong piston bergerak dari TMA menuju TMB sampai saluran buang terbuka oleh batang piston dan gas hasil pembakaran keluar.

Prinsip kerja engine 4 langkah

Telah disebutkan di atas bahwa engine empat langkah adalah engine dimana dalam satu kali siklus usaha dibutuhkan empatkali langkah piston atau duakali putaran poros engkol untuk menghasilkan satu kali usaha. Sesuai dengan engine cycle langkah langkah yang dimaksud adalah langkah isap, langkah kompresi, langkah usaha, langkah buang.

Berbeda dengan engine dua langkah yang tidak memiliki katup intake dan katup exhaust akan tetapi pada engine empat langkah memiliki katup intake dan katup exhaust. Adapun proses kerja pada setiap langkah adalah sebagai berikut:

1. Langkah Isap/ Intake Stroke

Ada bebera perbedaan yang terjadi pada saat langkah isapnya engine diesel dengan langkah isapnya engine gasoline atau bensin. Pada saat langkah isap, piston bergerak dari TDC (Top dead Center) menuju BDC (Bottom Dead Center).
Langkah Isap
Katup masuk terbuka dan katup buang tertutup. Pada engine bensin campuran udara dan bahan bakar masuk ke dalam cylinder, pada engine diesel udara murni masuk ke dalam cylinder.

2. Langkah Kompresi/ Compression Stroke

Langkah selanjutnya setelah langkah isap adalah langkah kompresi dimana piston bergerak dari BDC menuju ke TDC, katup masuk tertutup, katup buang tertutup, pada engine diesel, udara murni dikompresikan atau dimampatkan sehingga mencapai suhu tertentu.
Langkah Kompressi
Pada engine bensin, campuran udara dan bahan bakar dikompresikan atau dimampatkan sehingga mencapai suhu tertentu. Pada saat akhir langkah kompresi pada engine diesel, nozzle menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar. Pada engine bensin pada saat akhir langkah kompresi busi memercikan bunga api.

3. Langkah Usaha/ Combustion Stroke

Langkah selanjutnya setelah langkah kompresi adalah langkah usaha dimana pada engine bensin campuran bahan bakar dan udara yang telah dikompresikan mendapat percikan bunga api dari busi sehingga terjadi pembakaran.
Langkah Usaha
Hasil pembakaran menimbulkan tekanan tinggi yang mendorong piston. pada engine diesel, Nozzle menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar sehingga bahan bakar terbakar. Piston bergerak dari TDC ke BDC, katup masuk tertutup, katup buang tertutup.

4. Langkah Buang/ Exhaust Stroke

Langkah Buah
Langkah selanjutnya setelah langkahusaha adalah langkah buang dimana piston bergerak dari BDC ke TDC, katup masuk tertutup dan katup buang terbuka, gas hasil pembakaran terdorong keluar melalui exhaust manifold sampai ke mufler oleh pergerakan piston.

Keuntungan dan kerugian

Dengan adanya model yang berbeda antara engine dua langkah dan engine empat langkah pastinya masing-masing memiliki kekurangan dan kelebihan yang berbeda beberapa keuntungan dan kerugian engine dua langkah jika kita bandingkan dengan engine empat langkah:
  1. Keuntungan engine 2 langkah:
    • engine dua langkah memiliki akselerasi tinggi; dan
    • Bahan komponen ringan.
  2. Kerugian engine 2 langkah:
    • Efisiensi bahan bakar rendah;
    • emisi tinggi; dan
    • Tenaga rendah.

Rangkuman

  • Engine dua langkah adalah engine yang dalam satu kali siklus usaha membutuhkan duakali langkah piston atau satu kali putaran poros engkol untuk mendapatkan satu kali usaha.
  • Engine empat langkah adalah engine yang dalam satu kali siklus usaha membutuhkan empat kali langkah piston atau dua kali putaran poros engkol untuk mendapatkan satu kali usaha.
  • Stroke atau langkah adalah jarak yang ditempuh oleh piston dari TDC ke BDC atau sebaliknya.
  • TDC (Top dead Center) adalah batas titik tertinggi yang dicapai piston di dalam cylinder
  • BDC (Bottom Dead Center) adalah batas titik terendah yang dicapai piston di dalam cylinder
  • Langkah langkah pada engine dua langkah adalah langkah kompresi dan langkah isap, serta langkah usaha dan langkah buang.
  • Langkah langkah pada engine empat langkah adalah langkah isap, langkah kompresi, langkah usaha, langkah buang.
  • Keuntungan engine dua langkah adalah memiliki akselerasi tinggi dan bahan komponen ringan.
  • Kerugian engine dua langkah adalah efisiensi bahan bakar rendah, emisi tinggi, dan tenaga rendah.
Itu dia materi memahami cara kerja mesin 2 tak dan 4 tak ada pada pelajaran Teknologi Dasar Otomotif (TDO). Semoga modul ini memberi manfaat kepada pelajar sekalian.