Mengenal Cara Kerja Mesin 4 Tak Pada Kendaraan Kesayangan

Mesin 4 tak menjadi jenis mesin kendaraan yang paling umum dipakai pada motor dan mobil di era saat ini. Dibandingkan mesin 2 tak, mesin 4 tak memiliki berbagai kelebihan karena lebih efisien dan lebih ramah lingkungan. Cara kerja mesin 4 tak tentunya juga berbeda jauh dengan mesin 2 tak.

Saat ini banyak orang lebih memilih menggunakan kendaraan bermesin 4 tak untuk pemakaian sehari-hari. Di samping itu, penggunaan mesin 2 tak juga sudah dibatasi oleh pemerintah karena emisi gas buangnya yang cukup tinggi.

Mari kenali bagaimana cara kerja mesin 4 tak pada kendaraan, komponen-komponennya, serta kelebihannya dibandingkan 2 tak.

Apa Itu Mesin 4 Tak?

Mesin 4 tak (pembakaran dalam empat langkah) merupakan tipe mesin yang menjalani empat gerakan piston dalam satu siklus kerjanya. Tahapan atau cara kerja mesin 4 tak mencakup langkah isap, kompresi, pembakaran (tenaga), dan pembuangan.

Mesin 4 tak banyak diterapkan pada berbagai jenis kendaraan seperti mobil, sepeda motor, truk, kapal, pesawat, hingga alat berat. Penggunaan mesin ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi konsumsi bahan bakar serta mengurangi emisi gas buang yang berdampak pada lingkungan.

Kendaraan-kendaraan modern saat ini sudah menggunakan mesin 4 tak menyesuaikan dengan kemajuan teknologi dan kebutuhan pengguna.

Bagaimanakah Cara Kerja Mesin 4 Tak

Mesin 4 tak beroperasi dengan empat tahapan utama dalam satu siklus pembakaran. Keempat langkah tersebut melibatkan proses isap (intake), kompresi, pembakaran (combustion), dan pembuangan (exhaust).

Berikut ini penjelasan lebih detail mengenai cara kerja mesin 4 tak dengan empat tahapan:

1. Langkah Isap (Intake Stroke)

Pada tahap ini, piston bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB). Sementara klep masuk (in) terbuka dan klep buang (Ex) tertutup, sehingga campuran bahan bakar dapat masuk ke ruang silinder. 

Dalam proses tersebut, poros engkol (kruk as) berputar 180 derajat dan poros kem (noken as) berputar 90 derajat. Tekanan negatif dari gerakan piston akan menarik kabut bahan bakar dari karburator melalui saluran masuk (intake port).

Proses isap ini bertujuan untuk memasukkan campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder mesin. Jumlah bahan bakar yang masuk dan terbakar akan memengaruhi besarnya tenaga yang dihasilkan mesin.

2. Langkah Kompresi (Compression Stroke)

Proses kompresi berlangsung saat piston bergerak dari TMB ke TMA dengan kondisi katup masuk dan buang tertutup sehingga campuran di ruang bakar tertekan. Pada saat ini, poros engkol (kruk as) menyelesaikan satu putaran penuh (360°). Sementara noken as berputar 180°.

Langkah ini bertujuan untuk menaikkan suhu agar campuran udara dan bahan bakar dapat tercampur secara optimal. Rasio kompresi pada tahap ini sangat memengaruhi besarnya tenaga yang dihasilkan mesin.

3. Langkah Pembakaran (Combustion)

Saat mencapai puncak kompresi, busi memercikkan api yang memicu pembakaran mendadak campuran udara dan bahan bakar. Pembakaran ini menciptakan tekanan tinggi yang mendorong piston turun dengan kuat. Gerakan naik-turun piston tersebut diubah menjadi gerakan putar oleh poros engkol (kruk as) dan diteruskan ke flywheel.

4. Langkah Buang (Exhaust Stroke)

Setelah proses pembakaran selesai, gas sisa harus dikeluarkan dari ruang bakar. Pada tahap ini, piston bergerak naik dari titik mati bawah ke titik mati atas, bersamaan dengan terbukanya katup buang. Gas buang kemudian dikeluarkan melalui katup tersebut dan dialirkan ke knalpot.

Keseluruhan rangkaian ini disebut sebagai satu siklus mesin 4 tak. Proses ini berlangsung berulang-ulang, menghasilkan gerakan piston yang terus-menerus dan memutar poros engkol, yang selanjutnya menggerakkan roda kendaraan.

Baca Juga: Cara Kerja Karburator Mobil

Komponen Mesin 4 Tak

Mesin 4 tak terdiri dari sejumlah komponen yang bekerja saling berkesinambungan atau berkaitan untuk menghasilkan tenaga kendaraan. Berikut ini komponen-komponen pada mesin 4 tak:

1. Piston (Torak): Piston berfungsi mengubah tekanan dari hasil pembakaran menjadi gerakan mekanis ke poros engkol.
2. Silinder: Silinder adalah ruang tempat piston bergerak naik turun selama proses pembakaran berlangsung. 
3. Katup Masuk (Intake Valve): Katup ini membuka untuk memasukkan campuran udara dan bahan bakar ke dalam ruang bakar saat langkah isap. Katup akan tertutup kembali saat langkah kompresi berlangsung.
4. Katup Buang (Exhaust Valve): Berfungsi untuk membuang gas sisa hasil pembakaran dari ruang bakar ke knalpot saat langkah buang
5. Poros Engkol (Crankshaft): Poros engkol mengubah gerakan naik turun piston menjadi gerakan putar yang digunakan untuk menggerakkan roda kendaraan. 
6. Batang Piston (Connecting Rod/Stang Seher): Menghubungkan piston dengan poros engkol dan meneruskan gaya dari piston ke poros engkol.
7. Noken As (Camshaft): Noken as mengatur buka-tutup katup masuk dan buang sesuai dengan siklus mesin.
8. Busi (Spark Plug): Busi menghasilkan percikan api untuk membakar campuran udara dan bahan bakar di ruang bakar.
9. Karburator atau Injektor: Karburator mencampurkan udara dan bahan bakar secara mekanis sebelum masuk ke ruang bakar, sedangkan injektor menyemprotkan bahan bakar secara elektronik.
10. Ruang Bakar (Combustion Chamber): Tempat di mana campuran udara dan bahan bakar dibakar oleh percikan api dari busi.

Baca Juga: Bukan Cuma Nama, Ini Perbedaan Mesin 2 Tak dan 4 Tak!

Kelebihan Mesin 4 Tak

Mesin 4 tak digemari karena menawarkan sejumlah kelebihan dibandingkan mesin 2 tak. Berikut ini beberapa keunggulan dari mesin 4 tak yang disukai oleh pengendara:

Lebih irit bahan bakar

Mesin 4 tak memiliki siklus kerja yang lebih terkontrol, sehingga pembakaran bahan bakar terjadi secara optimal di setiap langkah kerjanya. Karena hanya satu langkah usaha (pembakaran) dalam setiap dua putaran poros engkol, konsumsi bahan bakar lebih hemat dibanding mesin 2 tak.

Emisi lebih rendah

Dengan sistem pembakaran yang lebih efisien dan terpisah antara bahan bakar dan pelumas, mesin 4 tak menghasilkan emisi gas buang yang lebih bersih. Hal ini membuat mesin 4 tak lebih ramah lingkungan dan sesuai dengan standar emisi kendaraan modern.

Proses pembakaran lebih efisien

Setiap langkah dalam mesin 4 tak (isap, kompresi, pembakaran, dan buang) terjadi secara terpisah dan sempurna. Hal ini memungkinkan proses pembakaran campuran udara dan bahan bakar berlangsung lebih maksimal. Tenaga yang dihasilkan pun menjadi lebih stabil dan efisien.

Tidak memakai oli samping

Berbeda dengan mesin 2 tak yang memerlukan oli samping untuk melumasi mesin sekaligus terbakar bersama bahan bakar. Mesin 4 tak memiliki sistem pelumasan tersendiri. Dengan begitu pengguna tidak perlu repot mencampur oli samping, sekaligus bisa menekan biaya operasional harian.

Kinerja yang lebih halus

Mesin 4 tak dikenal memiliki getaran dan suara yang lebih halus saat bekerja. Karena langkah kerjanya lebih terstruktur dan tidak membakar secara terus-menerus di setiap putaran, suara mesin lebih tenang. Selain itu, getaran mesin pun lebih minim, sehingga ideal untuk kendaraan harian.

Demikianlah penjelasan mengenai cara kerja mesin 4 tak yang penting untuk dipahami oleh mekanik maupun pemilik kendaraan. Mesin ini bekerja dengan 4 langkah dalam satu siklus pembakaran. Karena lebih efisien bahan bakar dan menawarkan kelebihan lainnya, mesin 4 tak lebih umum digunakan pada kendaraan modern saat ini.