Prinsip Kerja Mesin Bensin : Dasar yang Harus Diketahui oleh Siswa SMK Otomotif

Halo teman-teman SMK jurusan otomotif! Mesin bensin adalah jantung kendaraan bermotor kita, dan memahami cara kerjanya sangat penting. 

Artikel ini akan membahas prinsip kerja mesin bensin, serta menjelaskan komponen-komponen utama dalam mesin bensin.

Sebelum kita mulai, mari kita bayangkan mesin bensin sebagai otak mobil atau sepeda motor kita. Tanpa mesin bensin, kendaraan kita tidak akan bisa bergerak. Mari kita pelajari prinsip dasar bagaimana mesin bensin bekerja.

Prinsip Kerja Mesin Bensin

Ada tiga jenis mesin bensin yang digunakan: mesin 2 tak dan mesin 4 tak dan mesin rotary. Meskipun untuk mesin 2 tak sudah lama tidak digunakan pada mobil dan mesin rotary juga kurang populer. 

Perbedaan utamanya pada mesin 4 tak dan 2 tak adalah dalam jumlah langkah atau siklus yang diperlukan untuk satu putaran poros engkol. Bagaimana untuk mesin bensin rotary?

Prinsip kerja mesin bensin 2 Tak: 

Mesin 2 tak memerlukan dua langkah, yaitu langkah hisap-kompresi-usaha-buang. Itu lebih sederhana dan sering digunakan pada sepeda motor.

Prinsip kerja mesin 4 Tak: 

Mesin 4 tak memerlukan empat langkah, yaitu hisap, kompresi, daya, dan buang. Mesin 4 tak lebih kompleks dan banyak digunakan pada mobil.

Prinsip mesin rotary

Mesin rotary, atau mesin wankel, memiliki prinsip kerja yang berbeda dari kedua mesin bensin diatas. Karena mesin rotary ini menggunakan rotor berbentuk segitiga. Untuk siklusnya tetap sama yaitu hisap, kompresi, usaha dan buang. 

Selanjutnya adalah penjelasan cara kerja mesin 2 tak dan 4 tak secara lebih lengkap. 

Cara Kerja Mesin 2 Tak 

Seperti yang sudah disinggung diatas, siklusnya tetap memerlukan hisap, kompresi, usaha dan buang. Tetapi hanya memerlukan 2 kali langkah piston bolak-balik dalam satu putaran poros engkol

Ketika mempelajarnya, kita mesti memperhatikan apa yang terjadi diatas piston dan dibawah piston.

1. Langkah hisap dan kompresi kedua

Di bawah piston.

Sewaktu piston bergerak ke atas didalam ruang engkol terjadi kevakuman. Dan sewaktu piston mulai membuka saluran masuk, maka campuran bahan bakar dan udara dari karburator terhisap masuk ke dalam ruang engkol.

Diatas piston

Lubang transfer dan lubang buang tertutup  oleh piston. Dan selanjutnya campuran udara dan bahan bakar akan dikompresikan didalam ruang bakar.

2. Langkah usaha dan kompresi pertama

Ketika piston mencapai titik mati atas, campuran tadi dinyalakan oleh busi. Gas yang terbakar mendorong piston memutar poros engkol melalui connecting rod.

Ketika piston bergerak kebawah, piston menutup lubang pemasukan dan ketika lebih kebawah lagi, piston mengkompresi campuran di dalam ruang engkol.

3. Langkah pembuangan dan kompresi pertama.

Sewaktu piston bergerak kebawah karena usaha, piston membuka lubang buang untuk mengalirkan sisa gas sisa keluar silinder. 

 Disisi lain campuran didalam ruang engkol dikompresi ke ruang transfer.

4. Langkah buang dan langkah pembilasan.

Ketika piston membuka lubang transfer. Campuran yang dikompresikan di ruang engkol mengalir ke lubang transfer dan masuk ke ruang bakar.

Segera campuran bahan bakar dan udara mendorong sisa gas buang keluar silinder. Dan dalam waktu bersamaan ruang bakar diisi dengan campuran gas baru.

Cara kerja mesin 4 Tak

1. Langkah Hisap

Langkah hisap adalah waktunya campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam silinder.

Proses apa yang terjadi disini?

• Katup hisap terbuka dan katup buang tertutup. 
• Piston bergerak dari TMA ke TMB 
• Campuran udara dan bahan bakar akan terhisap masuk kedalam silinder

Coba perhatikan baik-baik gambar dibawah ini.

Untuk melakukan langkah hisap diatas, poros engkol melakukan setengah (1/2) putaran atau 180 derajat.

2. Langkah Kompresi

Pada langkah kompresi, campuran udara dan bahan bakar yang telah dihisap tadi akan ditekan dan dimampatkan.

Proses apa yang terjadi pada langkah ini

• Kedua katup akan ditutup.
• piston akan bergerak keatas, dari TMB ke TMA.
• campuran udara dan bahan bakar akan dimampatkan (dikompresikan) didalam silinder

Akibat dari langkah kompresi ini, tekanan akan naik campuran akan menjadi panas. Tekanan kompresi pada mobil bensin 4 tak sekitar 8-12 bar.

3. Langkah Usaha

Langkah usaha terjadi karena pembakaran campuran udara dan bahan bakar.

Pada beberapa derajat sebelum akhir langkah kompresi busi akan memercikan bunga api dan membakar campuran udara dan bahan bakar.

Setelah campuran terbakar, maka akan menghasilkan ledakan yang keras dan mendorong piston ke bawah dari TMA ke TMB.

Jadi proses yang terjadi dalam mesin

• Katup hisap dan katup buang masih tertutup
• Piston terdorong dari TMA ke TMB
• Hasil pembakaran akan mendorong piston kebawah dan akan dirubah menjadi tenaga putar oleh poros engkol.

Catatan

Terjadinya pembakaran pada saat idle umumnya adalah 5-10 derajat sebelum TMA. Tergantung dari spesifikasi masing-masing pabrikan.

Jika disekolahan, karena paling banyak adalah mesin 4K dan 5K, umumnya diajarkan 8 derajat sebelum TMA.

4. Langkah Buang

Langkah buang adalah siklus terakhir dari kerja mesin 4 langkah.

Proses yang terjadi didalam mesin adalah

• Katup buang terbuka, dan katup hisap tertutup
• Piston bergerak dari TMB ke TMA
• Gas sisa pembakaran akan dibuang dari dalam silinder menuju ke udara bebas melalui exhaust dan dilanjutkan melalui knalpot.

Langkah selanjutnya adalah langkah hisap kembali dan seterusnya berulang-ulang selama mesin hidup.

Cara Kerja Mesin Rotary

Mesin rotary, atau mesin wankel, memiliki prinsip kerja yang berbeda dari mesin bensin konvensional. Berikut adalah prinsip kerja mesin rotary

Dalam satu putaran terjadi tiga langkah sekaligus karena rotornya berbentuk segitiga. Jika pada sisi A terjadi langkah hisap, sisi lain sudah kompresi dan hampir usaha, dan sisi lain sudah langkah usaha dan hampir buang.

1. Pada langkah hisap

Rotor mulai bergerak dan menciptakan ruang antara dinding rotor dan dinding mesin. Campuran akan masuk kedalam ruang pembakaran

2. Langkah kompresi

Ketika rotor terus berputar, ruang diantara rotor dan dinding akan menyempit sehingga terjadi kompresi pada campuran bahan bakar dan udara

3. Pembakaran

Setelah kompresi, busi menyala dan menyebabkan pembakaran campuran untuk menghasilkan tenaga dan mendorong rotor berputar lebih lanjut

4. Buang

Setelah pembakaran, hasil gas buang akan dikeluarkan dari ruang pembakaran

Komponen Mesin Bensin

Selain prinsip kerja, penting juga untuk memahami komponen utama dalam mesin bensin. Untuk yang saya bahas disini sementara adalah komponen mesin 2 tak dan 4 tak saja. Inilah beberapa komponennya:

1. Piston

Piston adalah bagian yang bergerak naik-turun dalam silinder dan mengubah tekanan dari pembakaran menjadi gerakan mekanis.

Perbedaan piston antara mesin 2 tak dan 4 tak biasanya adalah jumlah ring pistonnya. Pada mesin 2 tak biasanya 2 ring piston sedangkan pada mesin 4 tak biasanya 3 ring piston

2. Blok Silinder

Blok silinder adalah inti dari mesin. Didalamnya terdapat silinder sebagai tempat piston bergerak naik-turun.

Perbedaan silinder mesin 2 tak dan 4 tak adalah dinding pistonnya. Pada dinding piston mesin 2 tak terdapat beberapa saluran untuk bilas, masuk dan buang.

3. Busi

Busi adalah komponen yang menghasilkan percikan bunga api listrik untuk melakukan pembakaran campuran udara-bahan bakar.

4. Kepala silinder

Kepala silinder ini membentuk ruang bakar bersama piston dan juga blok silinder. 

Perbedaan mesin 4 tak dan 2 tak adalah pada meskanisme katup. Pada mesin 4 tak, terdapat mekanisme katup yang membuka dan menutup saluran masuk dan saluran buang. Sedangkan pada mesin 2 tak tidak ada

Selain itu kepala silinder juga sebagai tempat busi

5. Poros Engkol

Poros engkol mengubah gerakan naik-turun piston menjadi gerakan putar yang digunakan untuk menggerakkan roda kendaraan.

Gerakan piston tadi akan diteruskan melalui batang piston atau connecting rod

6. Sistem bahan bakar dan sistem pemasukan

Sistem bahan bakar bisa berupa karburator atau injektor. Fungsi sistem bahan bakar adalah mencampur udara dan bahan bakar yang tepat.

Campuran bahan bakar ini yang nantinya akan dibakar didalam ruang bakar

7. Saluran buang

Saluran ini berupa exhaust manifold atau knalpot yang berfungsi membuang gas sisa pembakaran.

Akhir kata

Dengan memahami prinsip kerja mesin bensin dan komponen-komponennya, kalian akan memiliki dasar yang kuat untuk memahami dunia otomotif. 

Jangan ragu untuk terus belajar dan menjelajahi lebih dalam tentang mesin bensin dan teknologi otomotif. 

Semoga artikel ini bermanfaat untuk kalian, para calon mekanik dan teknisi otomotif!