Untuk tahap awal marilah sama-sama kita mengenal apa itu teknik mesin???
Teknik mesin atau Teknik mekanik adalah ilmu teknik mengenai aplikasi dari
prinsip fisika untuk analisa, desain, manufaktur dan pemeliharaan sebuah sistem
mekanik. Ilmu ini membutuhkan pengertian mendalam atas konsep utama dari
cabang ilmu mekanika, kinematika, teknik material, termodinamika dan energi. Ahli
atau pakar dari teknik mesin biasanya disebut sebagai insinyur (teknik mesin), yang
memanfaatkan pengertian atas ilmu teknik ini dalam mendesain dan menganalisa
pembuatan kendaraan, pesawat, pabrik industri, peralatan dan mesin industri dan
lain sebagainya. Teknik mesin biasanya terdiri dari :
1. Perancangan Mekanik dan Konstruksi
2. Proses Manufaktur dan Sistem Produksi
3. Konversi energi
4. Ilmu Bahan / Metalurgi
Teknik mesin mulai berkembang sebagai suatu ilmu setelah adanya revolusi
industri di Eropa pada abad ke-18. Kemudian di abad ke-19 semakin berkembang
lagi mengikuti perkembangan ilmu fisika. Ilmu teknik mesin pun semakin canggih,
dan para insinyurnya sekarang mengembangkan diri di bagian komposit,
mekatronika, dan nanoteknologi. Ilmu ini juga mempunyai hubungan dengan teknik
penerbangan, teknik sipil, teknik listrik, teknik perminyakan, dan teknik kimia.
Pada umumnya mesin atau motor bakar dapat dibedakan berdasarkan pada proses kerjanya yaitu motor 4 tak dan motor 2 tak. Berdasarkan penyalaan bahan bakarnya mesin dapat dibedakan menjadi menjadi 2 jenis yaitu motor bensin dan motor diesel.
Bagian Mesin
Secara garis besar konstruksi mesin mobil atau sepeda motor memiliki tiga bagian utama:
- Bagian kepala silinder (cylinder head) yang dilengkapi dengan tutup kepala silinder.
- Bagian blok silinder (cylinder block) merupakan bentuk dasar dari mesin.
- Bagian bak engkol (crank case)tempat untuk pelumas dan rumah komponen.
1. Kepala Silinder (cylinder head)
Kepala silinder terbuat dari besi tuang, cast iron atau almunium dengan maksud untuk mengurangi berat dan menambah panas radiasi. Kepala silinder (cylinder kead) terletak diatas blok mesin.
kepala silinder
2. Blok silinder (cylinder block)
Blok silinder (cylinder block) juga terbuat dari cast iron (besi tuang) atau almunium sama seperti kepala silinder, maksudnya untuk mengurangi berat dan menambah panas radiasi. Disini terdapat lubang silinder yang diberi lapisan khusus (cylinder liner) untuk mengurangi keausan silinder, karena gesekan naik turunnya torak atau piston.
3. Bagian Engkol (crank case)
Bak engkol terletak di bawah blok silinder dan berfungsi sebagai tempat atau rumah dari komponen-komponen yang lain seperti:
- Poros engkol
- Batang torak
Pada bagian bawahnya ditutup oleh karter (tempat oli pelumas) yang dilapisi gasket untuk mencegah kebocoran oli pelumas.
bagian engkol
Torak bergerak naik turun didalam silinder dalam 4 gerakan, disebut satu siklus. Titik tertinggi yang dicapai tiorak disebut TMA (Titik Mati Atas), dan titik terendah TMB (Titik Mati Bawah). Gerakan torak dari TMA Ke TMB disebut satu langkah torak (stroke) sama dengan setengah putaran poros engkol.
jadi gerakan satu siklus terdiri dari:
- Langkah hisap
- Langkah kompresi
- Langkah kerja
- Langkah buang
Katup masuk terbuka, torak bergerak kebawah sambil menghisap campuran bahan bakar dan udara ke dalam silinder.
Silinder terisi dengan campuran bahan bakar dan udara. Bila torak berada pada posisi penuh dengan campuran bahan bakar dan udara, langkah hisap selesai.
2. Gerak atau Langkah Kompresi
Katup masuk terbuka, torak bergerak keatas dengan mendesak pengisian campuran bahan bakar dan udara dalam silinder. Sebelum torak mencapai Titik Mati Atas (TMA) isi dalam silinder dinyatakan oleh api dari busi.
3. Gerak atau Langkah Kerja
Letusan terjadi karena campuran bahan bakar dan udara terbakar dan akan menjadi letusan, letusan ini disebut tenaga yang akan mendorong torak kebawah menuju TMB. Sebelum torak mencapai TMB katup buang akan terbuka.
4. Gerak atau Langkah Buang
Torak kembali bergerak ke atas dan mendesak sisa campuran bahan bakar dan udara yang telah terbakar melalui katup buang yang terbuka.
Seluruh proses kemudian akan terulang kembali, melalui dari gerak atau langkah hisap sampai gerak atau langkah buang terus menerus.
Cara Kerja Mesin 2 Tak
Pada prinsipnya motor bakar 2 langkah (2 tak) melakukan siklus Otto hanya dalam dua langkah piston atau satu putaran poros engkol. Penemuan motor bakar 2 tak yang sukses oleh Sir Dougald Clerk tahun 1876. (Anonim.2008).
Jika mesin 4 tak memerlukan 2 putaran crankshaft dalam satu siklus kerjanya, maka untuk mesin 2-tak hanya memerlukan satu putaran saja. Hal ini berarti dalam satu siklus kerja 2 tak hanya terdiri dari 1 kali gerakan naik dan 1 gerakan turun dari piston saja. Desain dari ruang bakar mesin 2 tak memungkinkan terjadunya hal semacam itu. Ketika piston naik menuju TMA untuk melakukan kompresi maka katup hisap terbuka dan masuklah campuran bahan bakar dan udara, sehingga dalam satu gerakan piston dari TMB ke TMA menjalankan dua langkah sekaligus yaitu kompresi dan isap. Pada saat sesaat sebelum piston mencapai TMA maka busi menyala, gas campuran meledak dan memaksa piston kembali bergerak ke bawah menuju TMB. Gerakan piston yang ini disebut langkah ekspansi. Namun sembari piston melakukan langkah ekspansi atau usaha, sesungguhnya juga melakukan langkah buang melalui katup buang (sisi kanan dinding silinder pada gambar) . Hal ini bisa terjadi karena gas hasil pembakaran terdorong keluar akibat campuran bahan bakar dan udara baru yang juga masuk dari sisi kiri dinding silinder.
Lebih jelasnya system pada motor bakar 2 tak dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Langkah Masuk (Intake). Campuran bahan bakar dan udara dihisap masuk ke dalam rumah engkol akibat tekanan vakum yang terjadi pada saat piston bergerak ke atas.
Langkah Penyaluran (Transfer/Exhaust). Pada saat mendekati posisi titik mati bawah, saluran masuk terbuka dan campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam silinder. Pada saat yang sama masuknya campuran bahan bakar dan udara tersebut mendorong sisa hasil pembakaran keluar melalui saluran pengeluaran pada sisi yang berlawanan dari lubang pemasukan.
Langkah Tekan (Compression). Selanjutnya piston bergerak ke atas dan menekan campuran bahan bakar dan udara. (pada saat yang sama terjadi langkah masuk yang berikutnya di bagian bawah piston).
Langkah Tenaga (Power). Pada saat pendekati posisi titik mati atas busi akan menyala dan menyundut campuran bahan bakar dan udara sehingga terjadi ledakan yang mendorong piston ke bawah.
Mesin 2 tak harus memakai oli pelumas samping selain pelumas mesin sudah jelas, karena model kerja yang seperti ini membuat tenaga yang dihasilkan lebih besar. Perbandingannya pada mesin 4 tak dalam 2 kali putaran crankcase = 1 x kerja sedangkan untuk 2 tak 2 kali putaran crankcase = 2 x kerja. Karena itu dibutuhkan pelumas yang lebih, sebab putaran yang dihasilkan lebih cepat. Hal ini juga menjawab kenapa mesin 2 tak lebih berisik, boros bahan bakar, menghasilkan asap putih dari knalpotnya, tetapi unggul dalam kecepatan dibandingkan mesin 4 tak. Istilahnya “No Engine is Perfect !” Perbedaan yang lain juga terdapat pada bentuk fisik pistonnya. Piston 2 tak lebih panjang dibanding piston 4 tak. Selain itu bentuk piston head-nya juga berbeda, piston 2 tak memiliki semacam kubah untuk memuluskan gas buang untuk bisa keluar sedangkan 4 tak tidak. Piston 2 tak juga memiliki slot lubang yang berhubungan dengan reed valve yang berhubungan dengan cara kerja masukan campuran bahan bakar – udara ke ruang bakar.
Jadi secara umum kinerja dari mesin 2 tak atau mesin 2 langkah dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar