Mesin pembakaran 4 tak sudah digunakan sejak dahulu dan sampai sekarang ini, desain dan modelnya bahkan tidak banyak berubah. Jika dibandingkan dengan mesin 2 tak, mesin 4 tak punya lebih banyak komponen dan lebih berat, tetapi jauh lebih efisien. Mesin putaran empat tak bisa menggunakan banyak jenis bahan bakar seperti bensin, gas, diesel, bio oils.
Apa itu mesin 4 tak?
Mesin 4 tak adalah jenis mesin yang cara kerjanya membutuhkan 4 langkah untuk menyelesaikan satu proses pembakaran. Pembakaran sendiri adalah proses terpenting yang terjadi di dalam mesin, dan karena itulah mesin kendaraan yang biasa kalian gunakan dinamakan ICE atau Internal Combustion Engine, yang artinya mesin pembakaran dalam.
Pembakaran ini sangat kuat sehingga bisa menggerakkan piston di dalam mesin 4-tak. Gerakan piston ini lah yang akan diubah menjadi kekuatan putaran (torque) dan menggerakkan kendaraan. Semakin besar kekuatan pembakaran (ledakan) di dalam ICE, maka semakin kuat gaya dorong piston membuat kendaraan lebih bertenaga. Pada dasarnya, mesin putaran dua tak sebenarnya relatif lebih kuat dari yang empat tak, namun karena ke-tidak ramah lingkungannya mesin 2 tak menjadi sangat dibatasi.
Setiap 2-tak dari proses siklus mesin akan menghasilkan 1 putaran untuk poros engkol, yang artinya jika suatu mesin punya 4 tak, maka akan menghasilkan 2 putaran. Jangan sampai bingung, pahami kalau tak tidak lain hanya lah nama lain dari proses, tidak ada hubungannya dengan kecepatan mesin.
Baca juga: Bagaimana Cara Kerja Mesin Fotocopy Digital Di Pasaran?
Komponen Mesin Pembakaran Dalam 4-tak
Berikut beberapa bagian penting dalam motor bakar dalam 4 tak:
| Nama | Fungsi |
| piston (torak) | Menerima daya ledak hasil pembakaran campuran udara-bensin membuat piston bergerak turun dan memutar poros engkol (crank shaft) melalui batang penghubung (connecting rod) |
| crankshaft (poros engkol) | Menerima gerakan naik turun piston dalam bentuk putaran. Putaran ini yang menjadi sumber tenaga pada kendaraan untuk bergerak. |
| connecting rod (batang seher/ penghubung) | sebagai penghubung yang mengubah gerakan naik turun piston, menjadi putaran pada poros engkol |
| camshaft (noken as) | Membuka dan menutup katup pada waktu yang tepat, sesuai dengan proses “tak” pada mesin. |
| spark plug (busi) | untuk memercikkan listrik tegangan tinggi pada campuran udara dan bensin yang sudah dikompres di ruang pembakaran, dari percikan ini terjadilah pembakaran |
| valves (katup) | Katup masuk untuk membuka aliran masuknya campuran udara-bensin, dan katup keluar untuk membuka aliran keluarnya asap setelah pembakaran dalam mesin |
| karburator | tempat dimana udara dan bensin dicampur dengan komposisi yang sesuai |
| flywheel | menyimpan dan menyalurkan energi putar (mekanik) saat mesin mulai dinyalakan |
Mekanisme Cara Kerja Mesin 4 Tak
Untuk menghasilkan satu pembakaran (bang), mesin 4 tak membutuhkan empat proses. Mulai dari pengisapan (suction), penekanan (compression), pembakaran (power) dan pengeluaran (exhaust).
#Tak 1 – Penghisapan (intake stroke)
Pada proses ini, piston (torak) bergerak dari atas ke bawah – TMA ke TMB:
- Karburator yang berada di luar motor pembakaran akan mencampur bensin dan udara dengan jumlah komposisi yang benar, agar nantinya bisa terbakar ketika terpercik listrik kecil
- Katup masuk (intake valve) yang terbuka lalu membiarkan campuran bensin-udara untuk masuk ke dalam ruang mesin pembakaran
- Pada saat yang sama, piston bergerak dari atas ke bawah membuat ruang pembakaran (combustion chamber) mulai terisi oleh campuran udara-minyak tadi
- Tekanan udara luar yang lebih besar kemudian mendorong campuran udara dan bensin masuk ke ruang pembakaran sampai penuh, inilah proses isap dari torak yang bergerak ke bawah.
#Tak 2 – Kompresi (compression stroke)
Pada proses ini, torak bergerak dari bawah ke atas
- Setelah campuran udara bensin sudah mengisi ruang pembakaran, katup buka dan tutup akan tertutup agar tidak ada lagi udara masuk dan keluar dari ruang pembakaran mesin
- Torak dengan gaya dorongan yang kuat kemudian bergerak ke atas
- Gerakan ini menekan (compress) campuran udara bensin yang ada di ruang pembakaran
- Proses kompresi ini memudahkan proses pembakaran nantinya oleh busi (spark plug)
#Tak 3 – Pembakaran (power stroke)
Karena dorongan dari ledakan/pembakaran, piston akan bergerak dari atas ke bawah untuk kedua kalinya
- Posisi piston yang berada di atas adalah posisi yang paling optimum untuk melakukan pembakaran/ledakan
- Busi (spark plug) akan menghasilkan tegangan listrik yang tinggi yang cukup untuk memicu ledakan pada campuran minyak dan udara
- Ledakan akan menghasilkan gaya dorong untuk benda di sekitarnya, termasuk piston yang akan kembali bergerak ke bawah
- Pergerakan piston ke bawah disertai dengan gaya dorong yang kuat, mampu untuk menjadi sumber tenaga untuk kendaraan
#Tak 4 – Pengeluaran (exhaust stroke)
Piston untuk terakhir kalinya kembali ke atas:
- Setelah piston berada di bawah, katup buang (exhaust valve) akan terbuka
- Dengan dorongan poros engkol, piston akan kembali ke atas
- Dorongan ini akan membuat hasil gas pembakaran (asap) ke luar melalui katup buang
- Setelah gas sisa pembakaran terbuang dan piston berada di atas, katup buang akan tertutup lagi
- Katup masuk terbuka, dan bersiap untuk meng-hisap campuran udara + bensin yang baru
- Kembali ke tak #1 untuk memulai kembali siklus pembakaran mesin
Bagaimana piston bisa terdorong ke atas dan ke bawah? Tentu mustahil jika hanya ada satu piston. Tapi kalau banyak? Piston piston tersebut akan saling dorong satu sama lain. Hal ini dikarenakan tiap piston akan melakukan proses (tak) berbeda pada saat yang bersamaan, misal piston A yang sedang mengalami proses pembakaran menjadi sumber kekuatan untuk menggerakkan piston B yang sedang mengkompress udara, dan begitu seterusnya.
Sebagai kesimpulan
Tak dalam mesin artinya proses atau langkah, jadi mesin 4-tak berarti ada 4 proses untuk menghasilkan pembakaran dalam mesin, dan empat putaran tersebut akan menghasilkan 2 putaran pada poros engkol. Putaran ini akan memutar roda kendaraan melalui serangkaian gear (gigi).
