4 Siklus Kerja Mesin Kendaraan dalam Proses Pembakaran - Mesin atau motor merupakan sumber tenaga dari kendaraan. Dilihat dari jenisnya, motor terdiri dari motor listrik, motor nuklir, motor bakar dan lain sebagainya. Khusus untuk motor bakar, berdasarkan lokasi terjadinya pembakaran, mesin dibagi menjadi 2 jenis, yaitu: mesin pembakaran luar (external combustion engine) seperti pada mesin uap, dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) seperti mesin bensin, mesin diesel, dan mesin wankel. Kebanyakan mesin pada mobil menggunakan mesin pembakaran dalam dengan memanfaatkan piston, dan yang selalu dikembangkan saat ini adalah mesin bensin dan mesin diesel.
Untuk mendapatkan tenaga gerak kendaraan, diperlukan energi panas yang diperoleh dari proses pembakaran. Untuk menimbulkan energi gerak tersebut dibutuhkan beberapa elemen pendukung, yaitu:
- Udara, bahan bakar, panas
- Gerak bolak balik dan gerak berputar
- Kompresi pada campuran udara dan bahan bakar
- Siklus mesin
Syarat terjadi pembakaran meliputi bahan bakar (premium, solar, biodiesel dan lainnya), oksigen dan panas (sistem pengapian pada mesin bensin atau panas kompresi pada mesin diesel). Proses pembakaran ini akan berlangsung secara berurutan dalam suatu siklus kerja yang akan berulang-ulang.
4 Siklus Kerja Mesin Kendaraan dalam Proses Pembakaran adalah sebagai berikut:
- Mengisi silinder dengan campuran yang mudah terbakar (langkah isap)
- Menekan campuran tersebut sampai pada volume tertentu (langkah kompresi)
- Menyalakan campuran sehingga mengembang dan menghasilkan tenaga (langkah usaha)
- Mengeluarkan gas - gas yang telah terbakar dari dalam silinder (langkah buang)
Keempat langkah tersebut secara berurutan adalah langkah isap, kompresi, usaha, buang. Silkus mesin sendiri dibagi menjadi 2, yaitu siklus mesin 4 langkah/tak dan mesin 2 langkah/tak.
Mesin 4 langkah dalam satu siklusnya terdapat 4 kali langkah piston, 2 ke atas dan 2 ke bawah. Sehingga dalam satu siklusnya tercapai dalam 2 putaran poros engkol. Sedang mesin 2 langkah dalam satu siklus terdapat 2 kali langkah piston, 1 ke atas dan 1 ke bawah, dicapai dalam 1 putaran poros engkol.
Besarnya tenaga daya motor yang dihasilkan oleh suatu mesin tergantung dari:
- Volume silinder
- Diameter silinder
- Perbandingan kompresi
- Efisiensi volumetric
- Efisiensi thermis
- Efisiensi mekanis
Kapasitas mesin dinyatakan dalam satuan cc (centimeter cubic) atau juga liter. Kapasitas mesin ini juga bisa dijadikan indikator besarnya tenaga gerak yang akan dihasilkan, walaupun demikian untuk cc yang sama belum tentu memiliki tenaga yang sama. Terdapat variabel diameter piston, langkah engkol, maupun konstruksi dari mesin itu sendiri. Kapasitas silinder diperoleh dari rumus:
Dari rumus di atas, besarnya diamater silinder akan menyebabkan kapasitas semakin besar (karena D dikuadratkan) sehingga daya motor juga akan semakin besar. Berdasarkan perbandingan diameter dan
langkah, mesin dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
- Square Engine = diameter sama dengan langkah
- Oversquare Engine = diameter lebih besar dari pada langkah
- Longstroke Engine = diameter lebih kecil dari pada langkah
Sedangkan daya secara teoritis (daya kuda indikator) dapat dihitung dengan rumus:
- P = tekanan efektif rata-rata (kg/cm2)
- L = langkah torak (m)
- A = luas penampang silinder (cm2)
- N = putaran motor
- K = jumlah silinder
Rumus di atas bersifat teoritis, karena daya motor sesungguhnya dipengaruhi juga oleh efisiensi volumetris, kerugian gesekan, kerugian panas dan lainnya.
Saat ini mesin yang terus dikembangkan ada dua kelompok besar, yaitu mesin bensin dan mesin diesel. Perkembangan mesin ini terus bersaing. Pada mesin bensin, komponen yang mendukung adalah sistem bahan bakar, sistem pengapian, sistem pelumasan, sistem pendinginan, sistem pengisian dan sistem kelistrikan. Sedangkan pada motor diesel hampir sama, hanya tanpa sistem pengapian, pembakaran memanfaatkan panas akibat tekanan yang tinggi di ruang bakar. Kemajuan yang terus dilakukan adalah peningkatan efisiensi konsumsi bahan bakar serta penguarangan emisi gas buang.