A. SISTEM KERJA MESIN 4 TAK

Four stroke engine adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah tenaga memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as, dan satu putaran noken as (camshaft).

Empat proses tersebut terbagi dalam siklus :

Langkah hisap : Bertujuan untuk memasukkan kabut udara – bahan bakar ke dalam silinder. Sebagaimana tenaga mesin diproduksi tergantung dari jumlah bahan-bakar yang terbakar selama proses pembakaran.

Prosesnya adalah ;

1. Piston bergerak dari Titik Mati Atas

(TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB).

2. Klep inlet terbuka, bahan bakar

masuk ke silinder

3. Kruk As berputar 180 derajat

4. Noken As berputar 90 derajat

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

silinder

LANGKAH KOMPRESI

Langkah Kompresi dimulai saat klep inlet menutup dan piston terdorong ke arah ruang bakar akibat momentum dari kruk as dan flywheel.

Tujuan dari langkah kompresi adalah untuk meningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan bakar dapat bersenyawa. Rasio kompresi ini juga nantinya berhubungan erat dengan produksi tenaga.

Prosesnya sebagai berikut :

1. Piston bergerak kembali dari TMB ke TMA

2. Klep In menutup, Klep Ex tetap tertutup

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

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

5. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat)
6. Noken as mencapai 180 derajat

LANGKAH TENAGA

Langkah Tenaga

Dimulai ketika campuran udara/bahan-bakar dinyalakan oleh busi. Dengan cepat campuran yang terbakar ini merambat dan terjadilah ledakan yang tertahan oleh dinding kepala silinder sehingga menimbulkan tendangan balik bertekanan tinggi yang mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier dari piston ini dirubah menjadi gerak rotasi oleh kruk as. Enersi rotasi diteruskan sebagai momentum menuju flywheel yang bukan hanya menghasilkan tenaga, counter balance weight pada kruk as membantu piston melakukan

siklus berikutnya.

Prosesnya sebagai berikut :
1. Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar
2. Piston terlempar dari TMA menuju TMB

3. Klep inlet menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang

mulai sedikit terbuka.
4. Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as
5. Putaran Kruk As mencapai 540 derajat
6. Putaran Noken As 270 derajat

LANGKAH BUANG

Exhaust stroke

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 pemasukkan gas baru akan mereduksi potensial tenaga yang dihasilkan.

Prosesnya adalah :

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

2. Klep Ex terbuka Sempurna, Klep Inlet menutup penuh 3. Gas sisa hasil pembakaran didesak keluar oleh piston melalui port exhaust menuju knalpot
4. Kruk as melakukan 2 rotasi penuh (720 derajat)
5. Noken as menyelesaikan 1 rotasi penuh (360 derajat)

FINISHING PENTINGNYA — OVERLAPING

Overlap adalah sebuah kondisi dimana kedua klep intake dan out berada dalam

possisi 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 overlaping sangat tergantung dari desain mesin dan seberapa cepat mesin ini ingin bekerja.

Manfaat dari proses overlaping :

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

2. Pendinginan suhu di ruang bakar

3. Membantu exhasut scavanging (pelepasan gas buang)

4. memaksimalkan proses pemasukkan bahan-bakar

B. KEUNTUNGAN MESIN 4 TAK DENGAN MESIN 2 TAK

A. Mesin 4 TAK

a. Keuntungan:

- Karena proses pemasukan, kompresi, kerja, dan buang prosesnya berdiri sendiri-sendiri sehingga lebih presisi, efisien dan stabil, jarak putaran dari rendah ke tinggi lebih lebar (500- 10000 rpm).

- Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil dibanding mesin dua langkah sehingga emakaian bahan bakar lebih hemat.

- Putaran rendah lebih baik dan panas mesin lebih dapat didinginkan oleh sirkulasi oli

- Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan

dan tekanan efektif rata-rata lebih baik

- Panas mesin lebih rendah dibanding mesin dua langkah

b. Kerugian:

- Komponen dan mekanisme gerak klep lebih banyak, sehingga perawatan lebih sulit

- Suara mekanis lebih gaduh

- Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar tidak stabil, perlu jumlah silinder lebih dari satu dan sebagai peredam getaran.

c. Ciri-ciri umum 4 TAK:
- Gas buang tidak berwarna (kecuali ada kerusakan)
- Bahan bakar lebih irit

- Menggunakan satu minyak pelumas untuk melumasi ruang engkol, piston,

dinding silinder dan transmisi

MESIN 2 TAK

a. Keuntungan :

- Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata.

- Tidakmemerlukan klep, komponen part lebih sedikit, perawatan lebih mudah dan relatif murah

- Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga menghasilkan gerakan yang halus

- Bila dibandingkan dengan mesin empat langkah dalam kapasitas yang sama,tenaga yang dihasilkan lebih besar

- Proses pembakaran terjadi 2 kali, sehingga tenaga lebih besar

b. Kerugian :

- Langkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian langkah

tekanan kembali gas buang lebih tinggi

- Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara

ring piston dan lubang akibatnya ring piston akan lebih cepat aus.

- Karena lubang buang terdapat pada bagian silinder maka akan mudah timbul

panas
- Putaran rendah sulit diperoleh
- Konsumsi pelumas lebih banyak.

c. Ciri-ciri umum 2 TAK:

- Sistem pelumasannya dicampurkan kedalam bensin maka gas buang mesin dua

langkah bewarna putih

- Suara mesin lebih halus karena setiap dua langkah terjadi satu kali pembakaran

bensin

- Pemakaian bahan bakar lebih boros

- Menggunakan dua fungsi pelumasan yaitu untuk melumasi ruang engkol,

piston, dan dinding silinder serta untuk melumasi transmisi.

- Memiliki dua buah ring piston, yaitu ring kompresi pertama dan ring kompresi

kedua.