Motor bakar dua langkah
Motor bakar dua tak adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran akan mengalami dua langkah piston, berbeda dengan putaran empat-tak yang mengalami empat langkah piston dalam satu kali siklus pembakaran, meskipun keempat proses intake, kompresi, tenaga dan pembuangan juga terjadi.
Mesin dua tak juga telah digunakan dalam mesin diesel, terutama dalam rancangan piston berlawanan, kendaraan kecepatan rendah seperti mesin kapal besar dan mesin V8 untuk truk dan kendaraan berat.
Prinsip Kerja
[sunting | sunting sumber]Istilah-istilah baku yang berlaku dalam teknik otomotif yang harus diketahui untuk bisa memahami prinsip kerja mesin ini:
- TMA (titik mati atas) atau TDC (top dead centre): Posisi piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling jauh dari poros engkol (crankshaft).
- TMB (titik mati bawah) atau BDC (bottom dead centre): Posisi piston berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft).
- Ruang bilas yaitu ruangan di bawah piston dimana terdapat poros engkol (crankshaft). Sering disebut sebagai bak engkol (crankcase) berfungsi gas hasil campuran udara, bahan bakar dan pelumas bisa tercampur lebih merata.
- Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.
Langkah ke 1
[sunting | sunting sumber]Piston bergerak dari TMA ke TMB.
- Saat bergerak dari TMA ke TMB, piston akan menekan ruang bilas yang berada di bawahnya. Semakin jauh piston meninggalkan TMA menuju TMB akan semakin meningkat pula tekanan di ruang bilas.
- Pada titik tertentu, piston (ring piston) akan melewati lubang pembuangan gas dan lubang pemasukan gas. Posisi masing-masing lubang tergantung dari desain perancang. Umumnya ring piston akan melewati lubang pembuangan terlebih dahulu.
- Pada saat ring piston melewati lubang pembuangan, gas di dalam ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan.
- Pada saat ring piston melewati lubang pemasukan, gas yang tertekan di dalam ruang bilas akan terpompa masuk ke dalam ruang bakar, sekaligus mendorong keluar gas yang ada di dalam ruang bakar menuju lubang pembuangan.
- Piston terus menekan ruang bilas sampai titik TMB, sekaligus memompa gas dalam ruang bilas menuju ke dalam ruang bakar.
Langkah ke 2
[sunting | sunting sumber]Piston bergerak dari TMB ke TMA.
- Saat bergerak dari TMB ke TMA, piston akan menghisap gas hasil percampuran udara, bahan bakar dan pelumas ke dalam ruang bilas. Percampuran ini dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi (lihat pula: Sistem bahan bakar).
- Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan mengkompresi gas yang terjebak di dalam ruang bakar.
- Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar sampai TMA.
- Beberapa saat sebelum piston sampai di TMA (pada mesin bensin busi akan menyala, sedangkan pada mesin diesel akan menyuntikkan bahan bakar) untuk membakar gas dalam ruang bakar. Waktu nyala busi atau penyuntikan bahan bakar tidak terjadi saat piston sampai ke TMA, melainkan terjadi sebelumnya. Ini dimaksudkan agar puncak tekanan akibat pembakaran dalam ruang bakar bisa terjadi saat piston mulai bergerak dari TMA ke TMB, karena proses pembakaran membutuhkan waktu untuk bisa membuat gas terbakar dengan sempurna oleh nyala api busi atau dengan suntikan bahan bakar.
Perbedaan Desain Mesin Dua Tak dengan Mesin Empat Tak
[sunting | sunting sumber]- Pada mesin dua tak, sekali pembakaran terjadi dalam satu putaran penuh pada poros engkol (crankshaft), sedangkan pada mesin empat tak, sekali proses pembakaran terjadi dalam dua putaran penuh pada poros engkol.
- Mesin empat tak memerlukan mekanisme katup (valve mechanism) dalam bekerjanya untuk membuka dan menutup lubang pemasukan dan pembuangan, sedangkan pada mesin dua tak tidak membutuhkan katup kecuali mesin dua tak diesel. Piston dan ring piston berfungsi untuk menbuka dan menutup lubang pemasukan dan pembuangan. Pada awalnya, mesin dua tak tidak dilengkapi dengan katup, namun dalam perkembangannya katup satu arah (one way valve) akan dipasang di antara ruang bilas dan karburator untuk:
- Menjaga agar gas yang sudah masuk ke dalam ruang bilas tidak dapat masuk kembali ke karburator.
- Menjaga tekanan dalam ruang bilas secara ketat saat piston mengkompresi ruang bilas.
- Lubang pemasukan dan lubang pembuangan pada mesin dua tak terdapat pada dinding silinder, sedangkan pada mesin empat tak terdapat pada kepala silinder (cylinder head). Ini adalah alasan utama yang membuat mesin 4 tak tidak menggunakan oli samping.
Kelebihan dan Kekurangan
[sunting | sunting sumber]Kelebihan Mesin Dua Tak
[sunting | sunting sumber]Dibandingkan mesin empat tak, mesin dua tak memiliki beberapa kelebihan:
- Hasil tenaganya lebih besar dibandingkan mesin empat tak.
- Mesin dua tak lebih kecil dan ringan dibandingkan mesin empat tak.
- Kombinasi kedua kelebihan di atas menjadikan rasio berat terhadap tenaga (power to weight ratio) mesin dua tak lebih baik dibandingkan mesin empat tak.
- Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya karena konstruksinya yang sederhana.
Meskipun memiliki berbagai kelebihan, mesin ini sudah jarang digunakan dalam kendaraan-kendaraan terutama kendaraan mobil dikarenakan oleh beberapa kekurangan.
Kekurangan Mesin Dua Tak
[sunting | sunting sumber]Kekurangan mesin dua tak dibandingkan mesin empat tak:
- Efisiensi bahan bakar mesin dua tak lebih rendah dibandingkan mesin empat tak (boros).
- Mesin dua tak memerlukan percampuran oli dengan bahan bakar (oli samping/two stroke oil) untuk pelumasan silinder mesin.
- Kedua hal di atas mengakibatkan biaya operasional mesin dua tak menjadi lebih lebih tinggi dibandingkan biaya operasional mesin empat tak.
- Mesin dua tak menghasilkan polusi udara lebih banyak. Polusi terjadi dari pembakaran oli samping dan gas dari ruang bilas yang lolos/bocor dan masuk langsung ke lubang pembuangan.
- Pelumasan mesin dua tak tidak sebaik mesin empat tak. Ini mengakibatkan usia suku cadang dalam komponen ruang bakar relatif lebih singkat.
Aplikasi
[sunting | sunting sumber]Mesin dua tak diaplikasikan untuk mesin bensin maupun mesin diesel. Mesin bensin dua tak digunakan paling banyak di mesin kecil, seperti:
- Mesin sepeda motor.
- Mesin Mobil
- Mesin pada gergaji (chainsaw).
- Mesin potong rumput.
- Mobil salju.
- Mesin untuk pesawat model, dan sebagainya.
Mesin dua tak yang besar biasanya bertipe mesin diesel, sedangkan mesin dua tak ukuran sedang sudah sangat jarang digunakan.
Karena emisi gas buang sulit untuk memenuhi standar UNECE Euro II, penggunaan mesin dua tak untuk sepeda motor sudah semakin jarang.
Pengembangan
[sunting | sunting sumber]Penggunaan teknologi injeksi langsung dengan tujuan menurunkan emisi gas buang (lihat pula:Sistem pelumasan).