Mesin 2 tak dan Mesin 4 tak

MESIN DUA TAK Mesin dua tak adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran terjadi dua langkah piston, berbeda dengan putaran empat-tak yang mempunyai empat langkah piston dalam satu siklus pembakaran, meskipun keempat proses (intake, kompresi, tenaga, pembuangan) juga terjadi. Mesin dua tak juga telah digunakan dalam mesin diesel, terutama rancangan piston berlawanan, kendaraan kecepatan rendah seperti mesin kapal besar, dan mesin V8 untuk truk dan kendaraan berat lainnya. Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang berlaku dalam teknik  : 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 dibawah piston dimana terdapat poros engkol (crankshaft), sering disebut dengan 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 kesatu Piston bergerak dari TMA ke TMB. Pada saat piston bergerak dari TMA ke TMB, maka akan menekan ruang bilas yang berada di bawah piston. Semakin jauh piston meninggalkan TMA menuju TMB, tekanan di ruang bilas semakin meningkat. 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 dalam ruang bilas akan terpompa masuk dalam ruang bakar sekaligus mendorong gas yang ada dalam ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan. Piston terus menekan ruang bilas sampai titik TMB, sekaligus memompa gas dalam ruang bilas masuk ke dalam ruang bakar. Langkah keduaPiston bergerak dari TMB ke TMA. Pada saat piston bergerak TMB ke TMA, maka akan menghisap gas hasil percampuran udara, bahan bakar dan pelumas masuk ke dalam ruang bilas. Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan mengkompresi gas yang terjebak dalam ruang bakar. Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar sampai TMA. Beberapa saat sebelum piston sampai di TMA, busi menyala untuk membakar gas dalam ruang bakar. Waktu nyala busi sebelum piston sampai TMA dengan tujuan agar puncak tekanan dalam ruang bakar akibat pembakaran terjadi saat piston mulai bergerak dari TMA ke TMB karena proses pembakaran sendiri memerlukan waktu dari mulai nyala busi sampai gas terbakar dengan sempurna. Pada mesin dua tak, dalam satu kali putaran poros engkol (crankshaft) terjadi satu kali proses pembakaran sedangkan pada mesin empat tak, sekali proses pembakaran terjadi dalam dua kali putaran poros engkol. Pada mesin empat tak, memerlukan mekanisme katup (valve mechanism) dalam bekerja dengan fungsi membuka dan menutup lubang pemasukan dan lubang pembuangan, sedangkan pada mesin dua tak, piston dan ring piston berfungsi untuk menbuka dan menutup lubang pemasukan dan lubang pembuangan. Pada awalnya mesin dua tak tidak dilengkapi dengan katup, dalam perkembangannya katup satu arah (one way valve) dipasang antara ruang bilas dengan karburator dengan tujuan : Agar gas yang sudah masuk dalam ruang bilas tidak kembali ke karburator. Menjaga tekanan dalam ruang bilas 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 paling utama mesin dua tak menggunakan oli samping. Kelebihan mesin dua tak Dibandingkan mesin empat tak, kelebihan mesin dua tak adalah : -Mesin dua tak lebih bertenaga 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 lebih baik dibandingkan mesin empat tak. -Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya karena konstruksinya yang sederhana. Kekurangan mesin dua tak Kekurangan mesin dua tak dibandingkan mesin empat tak -Efisiensi mesin dua tak lebih rendah dibandingkan mesin empat tak. -Mesin dua tak memerlukan oli yang dicampur dengan bahan bakar (oli samping/two stroke oil) untuk pelumasan silinder mesin. Kedua hal di atas mengakibatkan biaya operasional mesin dua tak lebih tinggi dibandingkan mesin empat tak. -Mesin dua tak menghasilkan polusi udara lebih banyak, polusi terjadi dari pembakaran oli samping dan gas dari ruang bilas yang terlolos masuk langsung ke lubang pembuangan. -Pelumasan mesin dua tak tidak sebaik mesin empat tak, mengakibatkan usia suku cadang dalam komponen ruang bakar relatif lebih rendah. MESIN EMPAT TAK Mesin dikonsepsikan oleh teknisi Perancis, Alphonse Beau de Rochas pada 1862, dan secara terpisah, oleh teknisi Jerman Nikolaus Otto pada 1876. Putaran empat tak lebih irit dan pembakarannya lebih bersih dari putaran dua tak, tetapi membutuhkan lebih banyak bagian yang bergerak dan keahlian pembuatan. Dia juga lebih mudah dibuat dalam konfigurasi multi-silinder dari dua tak, membuatnya sangat berguna dalam aplikasi tenaga-besar seperti mobil. Kemudian, diciptakan juga mesin Wankel yang juga memiliki empat fase yang serupa hanya saja dia merupakan mesin pembakaran berputar dan bukan mesin berulang seperti putaran empat tak. Putaran Otto dikarakterisasikan oleh empat tak, atau gerakan lurus bergantian, maju dan mundur, dari sebuah piston di dalam silinder: 1.intake (induction) stroke 2.compression stroke 3.power (combustion) stroke 4.exhaust stroke Putaran ini dimulai pada top dead center, ketika piston berada pada titik paling atas. Pada saat stroke pertama (pengambilan) piston, sebuah campuran bahan bakar dan udara ditarik ke dalam silinder melalui lubang intake. Valve lubang intake kemudian tertutup, dan kemudian stroke ke atas (kompresi) mengkompres campuran bensin-udara. Campuran bensin-udara kemudian dinyalakan biasanya, oleh sebuah busi untuk mesin bensin atau putaran Otto, atau dengan panas dan tekanan dari kompresi untuk putaran Diesel dari mesin penyala kompresi, pada saat stroke kompresi berada di atas. Akibat dari pengembangan dari pembakaran gas kemudian mendorong piston ke bawah untuk stroke ke-3 (tenaga), dan kemudian pada stroke ke atas yang ke-4 dan terakhir (pembuangan) mengeluarkan gas sisa pembakaran dari silinder melalui valve pembuangan yang terbukan, melalui lubang pembuangan.