SISTEM KERJA MESIN 4 TAK

Mesin 4 tak atau dalam bahasa inggrisnya dikenal dengan nama 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 diantaranya adalah:

LANGKAH HISAP (intake): Bertujuan untuk memasukkan kabut udara – bahan bakar ke dalam silinder. Tenaga yang dihasilkan oleh mesin ini tergantung dari banyaknya kabut udara bahan bakar yang masuk ke combustion chamber (ruang 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 (compression): 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 ruang 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 (combustion): 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): 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)

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