Cara Kerja Mesin 4 Tak : Dari Langkah Hisap Sampai Buang

Cara Kerja Mesin 4 Tak – Mesin 4 tak adalah mesin yang bekerja melalui 4 proses langkah naik turun piston untuk menghasilkan tenaga. Oleh karena itulah mesin ini disebut 4 tak. Mesin tersebut membutuhkan 4 langkah kerja untuk satu kali proses. 4 langkah tersebut meliputi langkah hisap, langkah kompresi, langkah tenaga dan langkah buang.

Mesin 4 tak itu mesin yang melunasi 4 siklus mesin bakar dengan melakukan 2 putaran kruk as/crankshaft. Mesin ini berputar 2 kali atau 720 derajat untuk melakukan 4 siklus, sehingga 1 putaran kruk as/crankshaft (360 derajat) melakukan 2 siklus. 

Mesin ini kurang responsif dibandingkan mesin 2 tak tetapi mesin ini lebih efisien. Selain itu, mesin 4 tak juga lebih ramah lingkungan karena mesin ini hanya meminum bensin saja, tidak ada oli samping. Mesin ini mengeluarkan tenaga relatif di putaran/RPM lebih rendah dibandingkan mesin 2 tak, dan tenaga yang dikeluarkan lebih rendah juga.

Mesin ini menggunakan klep/valve yang digerakan oleh noken as yang tidak dipakai oleh mesin 2 tak, sehingga semua siklus yang harus dilakukan lebih sempurna. Pada mesin motor, oli mesin 4 tak menjadi 1 untuk melumasi keseluruhan mesin dan transmisi pada mobil tetap terpisah karena saluran oli mesin dan transmisi terpisah.

Nah, untuk mengetahui lebih lanjut bagaimana cara kerja mesin 4 tak, berikut kami rangkum 4 langkah dalam proses kerja mesin ini.

1. Langkah Hisap

Tujuan dari langkah hisap ini adalah agar kabut udara – bahan bakar dapat masuk ke dalam silinder mesin motor. Karena banyaknya jumlah bahan bakar yang terbakar dalam proses pembakaran dapat mempengaruhi produksi tenaga mesin.

Prosesnya adalah piston akan bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB), kemudian klep in terbuka dan klep Ex akan tertutup sehingga bahan bakar akan masuk ke silinder. Kruk as akan berputar 180°, noken as berputar 90°. Selanjutnya tekanan negatif piston menghisap kabut oleh karburator akan terhisap melalui intake port

Proses selengkapnya sebagai berikut:

a. Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB). 

b. Klep inlet terbuka, bahan bakar masuk ke silinder.

c. Kruk As berputar 180 derajat.

d. Noken As berputar 90 derajat.

e. Tekanan negatif piston menghisap kabut udara-bahan bakar masuk ke silinder.

2. Langkah Kompresi

Tujuan langkah ini adalah untuk meningkatkan temperature sehingga campuran bahan bakar dan udara dapat bersenyawa. Rasio proses ini nantinya akan berhubungan erat dengan produksi tenaga pada mesin.

Proses nya yaitu dengan piston dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), klep in menutup dan klep Ex tertutup sehingga udara atau gas dalam ruang bakar terkompresi. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360°), noken as mencapai 180°.

Proses selengkapnya sebagai berikut :

a. Piston bergerak kembali dari TMB ke TMA.

b. Klep In menutup, Klep Ex tetap tertutup.

c. Bahan Bakar termampatkan ke dalam kubah pembakaran (combustion chamber).

d. Sekitar 15 derajat sebelum TMA , busi mulai menyalakan bunga api dan memulai proses pembakaran.

e. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat).

f. Noken as mencapai 180 derajat.

3. Langkah Tenaga

Dimulai dengan menyalakan busi yang menyebabkan terbakarnya bahan bakar/udara, dalam proses tersebut maka akan menyebabkan ledakan yang akan mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier tersebut diubah menjadi gerak rotasi oleh kruk AS yang kemudian diteruskan menuju flywheel.

Prosesnya adalah terjadinya ledakan di ruang bakar yang kemudian menyebabkan piston terlempar dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB). Pada saat klep ini tertutup, menjelang akhir langkah klep buang mulai sedikit terbuang. Dari proses itu terjadi transformasi energi bolak balik piston menjadi energi rotasi kruk AS. Putaran kruk AS mencapai 540° dan putaran noken AS mencapai 270°.

Proses lengkapnya sebagai berikut :

a. Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar

b. Piston terlempar dari TMA menuju TMB

c. Klep inlet menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang mulai sedikit terbuka.

d. Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as

e. Putaran Kruk As mencapai 540 derajat

f. Putaran Noken As 270 derajat

4. Langkah Buang

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 pemasukan gas baru akan mereduksi potensial tenaga yang dihasilkan.

Pada langkah buang ini klep Ex akan terbuka dan klep in akan tertutup, kemudian piston naik karena dorongan balik dari kruk AS setelah proses pembakaran dilakukan. Melalui exhaust port massa pembakaran tersebut akan didorong keluar oleh piston.

Prosesnya adalah :

a. Counter balance weight pada kruk as memberikan gaya normal untuk menggerakkan piston dari TMB ke TMA.

b. Klep Ex terbuka Sempurna, Klep Inlet menutup penuh.

c. Gas sisa hasil pembakaran didesak keluar oleh piston melalui port exhaust menuju knalpot.

d. Kruk AS melakukan 2 rotasi penuh (720 derajat).

e. Noken AS menyelesaikan 1 rotasi penuh (360 derajat).

5. Finishing Penting — Overlapping

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. 

Dengan tujuan untuk menyisihkan semua gas sisa pembakaran, klep buang tetap terbuka hingga setelah TMA. Derajat overlapping sangat tergantung dari desain mesin dan seberapa cepat mesin ini ingin bekerja.

manfaat dari proses overlapping :

a. Sebagai pembilasan ruang bakar, piston, silinder dari sisa-sisa pembakaran.

b. Pendinginan suhu di ruang bakar.

c. Membantu exhaust scavenging (pelepasan gas buang).

d. Memaksimalkan proses pemasukkan bahan-bakar

Nah, itulah penjelasan dari cara kerja mesin 4 tak yang terdiri dari empat langkah, yaitu langkah hisap, langkah kompresi, langkah tenaga, dan langkah buang. Adapun poin kelima merupakan bagian finishingnya saja yang buka merupakan langkah inti dari cara kerja mesin 4 tak. Dan tentunya proses atau cara kerjanya memang sangat berbeda dengan mesin 2 tak. Dengan begitu, tujuan dan fungsinya pun berbeda. Semoga apa yang kami gambarkan di atas bisa berguna bagi Anda.