Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Dasar Otomotif Tentang Mesin Bensin 4 Langkah

Dalam postingan kali ini saya akan membahas dasar otomotif tentang mesin bensin 4 langkah

Teknologi yang di temukan oleh Simbah Nicolas August Otto memang terbilang luar biasa.

Bagaimana tidak

Sampai sekarang mesin yg kita lebih kenal dengan sebutan mesin bensin itu, masih terus eksis digunakan.

Terutama pada mobil dan sepeda motor.

Kalau dihitung sudah 100 tahun lebih, Otto menemukan teknologi mesin bensin 4 langkah ini.

Dan ini berhasil merubah peradapan manusia.

Memang,..

..mesin bensin yang sekarang sudah banyak melewati penyempurnaan. Salah satunya pada sistem bahan bakarnya. 

Sebut saja sistem bahan bakar karburator. 

Kemudian sistem bahan bakar multi point injection atau kita lebih kenal dengan istilah EFI. 

Dan yang terakhir adalah sistem bahan bakar Gasoline Direct Injection (GDI). Yang mana bahan bakar bensin di injeksikan langsung kedalam silinder.

Nanti dilain kesempatan saya juga ingin membahas tentang sistem-sistem bahan bakar diatas

Sekarang masih terlalu awal untuk membahas itu.

Prinsip kerja mesin bensin.

Mesin otto merubah bahan bakar bensin menjadi tenaga. Campuran bahan bakar dan udara akan dihisap ke dalam silinder. Kemudian dikompresikan oleh piston saat bergerak naik.

Dan jika campuran dibakar oleh api busi maka menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar didalam silinder. 

Tekanan ini akan mendorong piston kebawah dan menggerakkan piston turun naik didalam silinder.

Untuk membangkitkan tenaga tadi, mesin bensin perlu melakukan langkah hisap, kompresi, usaha dan buang. 

Ini dihitung sebagai satu siklus

Mesin yang yang melakukan satu siklus dalam 4 kali langkah turun naik atau 2 kali putaran poros engkol disebut mesin 4 langkah (4 tak)

Sedangkan mesin yang yang melakukan satu siklus dalam 2 kali langkah turun naik atau1 kali putaran poros engkol disebut mesin 2 langkah (2 tak)

Dan yang saya ingin bahas kali ini memang sebatas mesin 4 langkah terlebih dahulu.

1. Prinsip kerja mesin bensin 4 Langkah

Tadi sudah sempat kita bahas tentang prinsip kerja mesin bensin. 

Sekarang coba lihat animasi sederhana yang saya buat dibawah ini dan silahkan amati juga komponennya 


Dasar Otomotif tentang Mesin Bensin 4 Langkah atau 4 Tak

Keterangan
A. Cylinder Head Cover atau sering di kenal dengan istilah tutup klep
B. Camshaft, Intake alias poros nok
C. Intake Valve, ada yang bilang klep minyak, ada juga yang bilang katup hisap
D. Injector
E. Intake Manifold nama umumnya saluran masuk
F. Cylinder Block alias Blok Silinder
G. Water Jacket
H. Oil Pan atau sering disebut Carter
I. Camshaft, Outlet
L. Spark Plug  atau busi
M. Exhaust Manifold atau knalpot
N. Cylinder Head atau kepala silinder
O. Piston 
P. Connecting rod atau Stang Piston
Q. Crankshaft atau Kruk As

Bagaimana apakah sudah paham setelah melihat animasi ?

Jika belum saya akan coba jelasakan masing-masing langkah yang terjadi.

Langkah Hisap

  • Piston bergerak keatas dari TMA ke TMB sehingga terjadi hisapan
  • Posisi katup hisap terbuka dan katup buang tertutup
  • Campuran udara dan bahan bakar akan masuk kedalam silinder
  • Poros engkol berputar setengah putaran (180 derajat)

Langkah Kompresi

  • Piston bergerak dari TMB ke TMA
  • Posisi katup hisap dan buang tertutup
  • Campuran bahan bakar dan udara akan dimampatkan didalam silinder. Karena tekanan naik, efeknya juga menjadi lebih panas
  • Poros engkol berputar setengah putaran (180 derajat)

Langkah Usaha

  • Beberapa derajat sebelum TMA, busi memercikkan api sehingga akan membakar campuran 
  • Posisi katup hisap dan katup buang tertutup pada langkah ini
  • Piston terdorong ledakan pembakaran dan bergerak dari TMA ke TMB
  • Poros engkol berputar setengah putaran (180 derajat)

Langkah Buang

  • Piston bergerak dari TMB ke TMA 
  • Kondisi katup buang terbuka dan katup hisap tertutup.
  • Gas sisa pembakaran akan didorong keluar dari ruang silinder
  • Poros engkol berputar  setengah putaran (180 derajat)
Bagaimana, sudah lebih jelas ?

Jika sudah kita beranjak ke konstruksi mesin bensin ya.. 

2. Konstruksi Dasar Mesin Bensin

Kalau bicara mesin bensin, pasti yang ada di kepala kita adalah piston, blok mesin, silinder head, poros engkol, ........ apa lagi ?

Tetapi jangan sampai lupa kalau di mesin juga perlu sistem pendukung lain yaitu :
  • Sistem pelumasan, 
  • Sistem pendingin
  • Sistem pemasukan, 
  • Sistem pembuangan, 
  • Sistem bahan bakar dan 
  • Sistem kelistrikan mesin
Kita bahas dulu komponennya satu persatu. Tetapi sedikit saja ya disini, karena untuk komponen mau saya bedah di postingan  bedah komponen mesin.

Blok mesin.

Apa itu blok mesin ?

Sebetulnya blok mesin adalah intinya mesin yang membentuk struktur kerangka mesin. 

Coba lihat gambar dibawah ini.




Blok mesin dulu dibuat dari besi tuang, tetapi sekarang kebanyakan sudah dibuat dari bahan alumunium. 

Salah satu alasannya adalah alumunium lebih ringan dibanding besi tuang, dan juga mampu memindahkan panas juga lebih baik dari besi tuang.

Kepala Silinder.

Saat ini kepala silinder juga terbuat dari aluminium. 

Pada kepala silinder mesin bensin 4 langkah terdapat mekanisme katup dan juga busi. Selain itu pada kepala silinder terdapat ruang bakar.

Torak/Piston/ Seker

Nah ini dia komponen yang memiliki kerja berat. Bayangkan saja dia harus naik turun minimal 600 kali bolak-balik dalam semenit dari TMA ke TMB.

Apalagi kalau 8000 rpm apa engga 16.000 kali bolak-balik semenit.

Selain itu juga piston harus menerima ledakan, tekanan, panas, dll. Jadi piston harus memiliki material yang kuat.

Pada piston terdapat ring piston. Piston dan ring piston ini sudah seperti sahabat yang tidak bisa dipisahkan ketika bekerja. 

Jumlah ring piston umumnya 3, dua untuk ring kompresi dan satu untuk ring pelumas.

Batang Torak (Connecting Rod) 

Batang torak atau bahasa gaulny setang seher berfungsi untuk meneruskan tekanan pembakaran yang diterima oleh torak ke poros engkol. Dan juga merubah gerak bolak-balik piston menjadi putaran.

Poros Engkol (Crankshaft)

Bahasa gaulnya adalah kruk as

Tenaga yang disalurkan oleh piston ke connecting rod akan dirubah menjadi gerak putar pada crankshaft. 

Pada poros engkol ini nanti kita akan sering mendengar tentang main bearing. Itu lho yang kadang-kadang disebut metal duduk sama metal jalan.

Mekanisme Katup (Valve Mechanism)

Fungsi dari mekanisme katup adalah untuk membuka dan menutup katup-katup. Baik itu katup hisap dan juga katup buang.

Tentu saja harus sesuai dengan waktu yang ditentukan.

Didalam mekanisme katup ini terdapat poros nok (camshaft), pelatuk (rocker arm), pegas katup, katup, dll

Roda Penerus (Flywheel)

Nama gaulnya adalah roda gila atau roda gendeng

Kabarnya karena kalau dicopot, mesin hidup tidak beraturan. Karena putaran mesinnya tidak halus atau rata.

Mungkin hanya orang dulu yang bisa mecobanya juga.

Karena kalau kita mau mencobanya agak susah sekarang. Karena ring gear untuk starter ada disini. Jadi menghidupkannya bagaimana ?

mm. 

Tapi bisa juga dicoba di mobil matic dengan converter dilepas.. Waktu itu teman saya sempat mencobanya di jaguar (cuma sebentar)

Eh.. mendingan jangan coba-coba lah.

Intinya roda gila ini menyimpan tenaga ketika langkah usaha. Untuk digunakan pada langkah lain. 

Bak Oli / Oil Pan / Carter

Disini tempat berkumpulnya oli. Jadi sebagian besar oli akan ditampung disini sebelum dihisap oleh pompa oli untuk disalurkan ke bagian-bagian mesin yang membutuhkan.

Ada yang terbuat dari aluminium ada juga yang dari besi.

Tetapi ingat jangan pernah dongkrak di carter ini. Nanti jebolllll.

Walaupun besi tetapi tidak dirancang untuk menopang beban mobil yang sangat berat.

Sistem pendukung mesin

Seperti yang sudah saya sebutkan sebelumnya bahwa didalam mesin terdapat sistem pendukung mesin. Tanpa sistem-sistem pendukung mesin ini, mesin susah dihidupkan dan susah untuk hidup lama. 

Mari sedikit kita bahas lurr.

Sistem Pelumasan

Sistem pelumasan ini bertanggung jawab untuk pelumasan mesin.

Sistem ini menyalurkan oli dari bak oli, ke pompa dengan melewati strainner kemudian ke filter oli dan selanjutnya baru ke bagian-bagian mesin serperti kepala silinder, mekanisme katup, dan ke mekanisme penggerak.

Disini juga ada mekanisme penggatur tekanan agar tekanan tidak terlalu berlebihan. Dan juga mekanisme by pass agar pelumasan tetap terjaga meskipun filter oli mampet.

Nanti kita obrolin terpisah.

Sistem Pendingin Mesin

Sistem pendingin mesin ini berfungsi untuk menjaga temperatur kerja mesin. 

Jadi mesin tidak boleh terlalu panas (overheating) dan juga tidak boleh dingin terlalu lama (over cooling). Harus tepat disekitar suhu kerjanya agar mesin bisa bekerja optimal dan efisien.

Umumnya pendingin mesin mobil menggunakan air. Dan pada motor juga sudah mulai banyak menggunakan pendingin air.

Untuk pendingin udara pada mesin, sepertinya tinggal diterapkan pada sebagian sepeda motor saja.

Sistem Bahan Bakar

Sistem bahan bakari ini berfungsi untuk mensuplai campuran bahan bakar  dan udara kedalam mesin untuk dibakar.

Pada masa-masa awal, sistem bahan bakar menggunakan karburator. 

Untuk saat ini yang paling umum adalah menggunakan sistem bahan bakar injeksi. Kalau di mobil kebanyakan menyebutnya dengan EFI. Padahal EFI kan merk dagang dari Toyota dan Daihatsu.

Sistem bahan bakar selanjutnya pada mesin bensin adalah GDI atau Gasoline Direct Injection. Sistem ini masih cukup jarang diterapkan pada mobil jepang. Tetapi sudah hampir kebanyakan mobil eropa menggunakan sistem ini.

Bahan bakar akan diinjeksikan langsung kedalam ruang bakar. Mirip-mirip seperti mesin diesel.

Sistem Hisap dan Buang

Sistem hisap ini kita kenal sebagai intake manifold.

Fungsinya sebagai saluran masuk kedalam mesin. Bisa jadi yang lewat di intake manifold hanya udara saja, bisa juga campuran bahan bakar dan udara. Semua tergantung dari sistem bahan bakarnya

Sistem buang ini terdapat exhaust manifold dan juga knalpot.

Fungsinya adalah mengeluarkan sisa gas pembakaran dan dirancang agar suaranya lebih kecil. Jadi saluran buang ini harus bisa meredam suara 

Sistem Starter

Sistem starter membantu mesin hidup pada saat pertama kali ingin digunakan. Selanjutnya selama kita menggunakan mobilnya, sistem starter akan bobo manis... hehe

Kecuali pada mobil dengan sistem start stop ya.

Pada mobil dengan sistem start stop, starter harus menghidupkan mesin ketika mesin dimatikan oleh ECM.

Kapan mesin dimatikan ?

Ketika berhenti dilampu merah, palang pintu kereta api, dll. Dengan syarat, baterai, dan semua sistem memenuhi syarat untuk menjalankan start stop.

Ah jadi ngelantur ke start stop.

Nanti kita bahas terpisah saja ya.

Sistem Pengapian

Sistem pengapian berfungsi untuk membakar campuran bahan bakar dan udara didalam silinder. Yaitu dengan busi.

Dan untuk menghasilkan percikan bunga api busi tadi sistem pengapian tadi harus mampu menaikan tegangan baterai dari 12 V menjadi sangat tinggi sekitar 5000-20000 volt.

Sistem Pengisian

Sistem pengisian ini berfungsi untuk menyuplai arus listrik untuk mengisi baterai dan juga untuk sistem kelistrikan mobil selama mesin hidup.

Ada lagi?

Kalau ada yang ingin dibahas lagi, monggo komentar dan request

Salam kunci dan ngopi..




1 komentar untuk "Dasar Otomotif Tentang Mesin Bensin 4 Langkah"