Bagaimana Cara Mesin Mobil Bekerja
Pernahkah Anda membuka kap mobil Anda dan penasaran ingin tau bagaimana mesin yang berada di dalamnya bisa membuat mobil berjalan? Sebuah mesin mobil dapat terlihat seperti tumpukan besar logam, tabung dan kabel yang membingungkan bagi orang yang tidak mengetahui cara kerjanya.
Roda mungkin berusia 5.500 tahun, tetapi teknologi yang memungkinkan mobil yang kita kendarai hari ini sebenarnya baru muncul pertama kali pada tahun 1885. Saat itulah insinyur Jerman Karl Benz (1844–1929) menghubungkan mesin bensin kecil ke gerobak roda tiga dan secara tidak langsung telah menciptakan mobil primitif pertama bertenaga gas.
Bensin
Mobil, truk, kereta api, kapal, dan pesawat terbang — semuanya ini ditenagai oleh bahan bakar yang terbuat dari minyak bumi. Juga dikenal sebagai "minyak mentah", minyak bumi adalah cairan tebal, hitam, kaya energi yang terkubur jauh di bawah tanah yang menjadi sumber energi paling penting di dunia selama abad ke-20. Setelah dipompa ke permukaan, minyak bumi dikirim atau disalurkan ke kilang dan dipisahkan menjadi bahan bakar bensin, minyak tanah, dan diesel, dan sejumlah besar petrokimia lainnya — yang digunakan untuk membuat banyak hal, mulai dari cat hingga plastik.
Bahan bakar minyak bumi terbuat dari hidrokarbon: molekul-molekul di dalamnya sebagian besar terdiri dari atom karbon dan hidrogen (dengan lebih sedikit unsur lain, seperti oksigen). Sebenarnya kayu, kertas, dan batu bara juga mengandung hidrokarbon. Kita dapat mengubah hidrokarbon menjadi energi yang berguna hanya dengan membakarnya.
Ketika kita membakar hidrokarbon di udara, molekul-molekulnya terbelah atau terpisah. Karbon dan hidrogen bergabung dengan oksigen dari udara untuk berubah menjadi gas karbon dioksida dan air, sementara energi yang mengikat molekul-molekul tersebut dilepaskan sebagai panas. Proses ini dalam bahasa Inggris yang disebut 'combustion' (pembakaran), melepaskan sejumlah besar energi.
Ketika Anda duduk di dekat sekitar api unggun, menghangatkan diri, Anda sebenarnya sedang bersentuhan langsung dengan energi yang dihasilkan oleh milyaran molekul yang terpecah belah dan terpisah!
Manusia telah membakar hidrokarbon untuk menghasilkan energi selama lebih dari satu juta tahun. Tetapi pembakaran dengan menggunakan api biasa biasanya tidak efisien. Jika Anda memasak sosis dengan menggunakan api unggun, Anda sebenarnya menyia-nyiakan banyak energi. Panas dari api unggun menyembur ke segala arah; sangat sedikit yang masuk ke dalam panci masak — dan lebih sedikit lagi ke dalam makanan.
Mesin mobil jauh lebih efisien: energi yang disia-siakan jauh lebih sedikit dan sebagian besar energinya dapat digunakan untuk hal yang diinginkan. Bahan bakar dibakar dalam tempat atau wadah yang tertutup sehingga sebagian besar energinya yang dilepaskan oleh bahan bakar tersebut dapat diubah menjadi energi mekanik yang kemudian dapat membuat mobil berjalan.
Mesin Mobil
Tujuan utama dari mesin mobil bensin adalah untuk mengubah bensin menjadi energi penggerak sehingga mobil Anda dapat berjalan. Saat ini cara termudah untuk membuat gerakan dari bensin adalah membakar bensin di dalam mesin. Karena itu, mesin mobil adalah mesin pembakaran internal - pembakaran berlangsung secara internal.
Dua hal yang perlu diketahui:
- Ada berbagai jenis mesin pembakaran internal. Mesin diesel adalah salah satunya, dan mesin turbin gas adalah jenis lainnya. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.
- Ada juga mesin pembakaran eksternal. Mesin uap di kereta api kuno dan steam boat adalah contoh terbaik dari mesin pembakaran eksternal. Bahan bakar (batu bara, kayu, minyak) dalam mesin uap terbakar di luar mesin untuk membuat uap, dan uap menciptakan gerakan di dalam mesin. Pembakaran internal jauh lebih efisien daripada pembakaran eksternal, ditambah mesin pembakaran internal jauh lebih kecil.
Bahan bakar (batu bara, kayu, minyak) dalam mesin uap dibakar di luar mesin untuk membuat uap, dan uap inilah yang menciptakan gerakan di dalam mesin. Pembakaran internal jauh lebih efisien dibandingkan dengan pembakaran eksternal, selain itu mesin pembakaran internal jauh lebih kecil.
Pembakaran internal
Prinsip di balik setiap mesin pembakaran internal resiprokal: Jika Anda menempatkan sejumlah kecil bahan bakar dengan kepadatan energi tinggi (seperti bensin) di ruang tertutup kecil dan membakarnya, sejumlah besar energi akan dilepaskan dalam bentuk gas yang mengalami ekspansi.
Anda dapat menggunakan energi itu untuk tujuan yang menarik. Misalnya, jika Anda dapat membuat siklus yang memungkinkan Anda memicu ledakan seperti ini ratusan kali per menit, dan jika Anda dapat memanfaatkan energi itu dengan cara yang bermanfaat, apa yang Anda miliki adalah inti dari mesin mobil.
Hampir setiap mobil dengan mesin bensin menggunakan siklus pembakaran empat langkah (four strokes) untuk mengubah bensin menjadi energi gerak. Metode empat langkah ini juga dikenal sebagai siklus Otto (Otto cycle), untuk menghormati Nikolaus Otto, yang menciptakannya pada tahun 1867.
Four stroke ini terdiri dari:
- Intake stroke
- Compression stroke
- Combustion stroke
- Exhaust stroke
Apa bagian utama dari mesin mobil?
Mesin mobil terdiri dari seperangkat silinder (jumlahnya bisa dari dua hingga dua belas, tetapi pada umumnya hanya empat, enam, atau delapan) di mana di dalamnya bahan bakar dibakar. Silinder-silinder ini terbuat dari logam yang sangat-sangat kuat dan tertutup rapat, tetapi di satu ujungnya bisa terbuka dan tertutup secara berulang-ulang. Dalam silinder terdapat piston yang bisa bergerak naik dan turun (lihat gambar di bawah).
Di bagian atas setiap silinder, ada dua katup (pada dasarnya adalah "pintu" yang dapat dibuka dan ditutup untuk membiarkan sesuatu masuk atau keluar dengan sangat cepat). Katup saluran masuk (inlet valve) memungkinkan bahan bakar dan udara masuk ke silinder dari karburator atau injektor bahan bakar elektronik; sedangkan katup keluar (outlet valve) untuk pembuangan gas keluar.
Di bagian atas silinder, terdapat juga busi (sparking plug), alat yang dikendalikan secara listrik yang membuat percikan api untuk membakar bahan bakar. Di bagian bawah silinder, piston terpasang pada poros yang terus berputar yang disebut poros engkol (crankshaft). Crankshaft ini memberi tenaga pada gearbox mobil yang, pada gilirannya, menggerakkan roda.
Bagaimana Cara Mesin 4 Stroke Bekerja?
- Intake: Piston (hijau) ditarik ke bawah di dalam silinder (abu-abu) oleh momentum poros engkol (roda abu-abu di bagian bawah). Ketika ini mobil sedang berhasil dijalankan, dikarenakan poros engkol selalu dalam keadaan berputar. Katup saluran masuk (kiri) terbuka, mengizinkan campuran bahan bakar dan udara (awan biru) masuk ke dalam silinder melalui pipa ungu.
- Compression (Kompresi): Katup saluran masuk tertutup. Piston bergerak kembali ke atas silinder dan menekan keatas campuran udara-bahan bakar, yang membuatnya jauh lebih mudah terbakar. Ketika piston mencapai bagian atas silinder, busi percikan (kuning) menyala.
- Power: Percikan menyalakan campuran udara-bahan bakar yang menyebabkan ledakan kecil. Bahan bakar langsung terbakar, mengeluarkan gas panas yang mendorong piston kembali ke bawah. Energi yang dilepaskan oleh bahan bakar inilah yang sekarang telah "mempekerjakan" crankshaft untuk memutarkan roda.
- Exhaust: Katup keluar (kanan) terbuka. Saat poros engkol terus berputar, piston dipaksa mundur ke atas untuk kedua kalinya. Ini memaksa gas yang diproduksi saat bahan bakar terbakar keluar melalui saluran keluar (pipa biru).
Seluruh siklus rangkaian kerja ini kemudian berulang dengan sendirinya.
Berapa banyak silinder yang dibutuhkan mesin?
Satu masalah dengan desain empat langkah (four stroke) ini adalah bahwa poros engkol sedang ditenagai oleh silinder hanya untuk satu tahap dari keempat tahap tersebut. Itu sebabnya mengapa mobil biasanya memiliki setidaknya empat silinder, agar dirancang supaya mereka bisa saling melengkapi tahap tahap yang diperlukan. Pada setiap waktu, selalu ada satu silinder yang sedang bekerja menuntaskan satu tahap dari keempat tahap - sehingga selalu ada satu silinder lainnya yang sedang mentenagai porong engkol dan tidak ada kehilangan daya. Dengan mesin 12 silinder, setidaknya ada tiga silinder yang memutar crankshaft kapan saja — dan itulah mengapa mesin tersebut sering digunakan pada mobil balap.
Silinder-silinder mobil bisa ditempatkan di posisi yang berbeda, tiap desain posisi memiliki keuntungan dan kekurangan maupun tujuannya tersendiri.
Kenapa mesin mobil tidak mau menyala
Kini Anda telah tahu cara kerja mesin mobil. Namun jika suatu hari anda sedang menyalakan mobil anda tetapi kendaraan anda tidak mau menyala, apa yang salah? Anda dapat memahami hal-hal dasar yang dapat membuat mesin tidak bekerja.
Tiga hal mendasar dapat terjadi: campuran bahan bakar yang buruk, kurangnya kompresi atau kurangnya percikan. Di luar itu, ribuan hal kecil dapat menimbulkan masalah, tetapi ini adalah "tiga besar". Berikut adalah ikhtisar singkat tentang bagaimana masalah ini memengaruhi mesin Anda:
- Campuran bahan bakar yang buruk dapat terjadi dalam beberapa cara:
1. Anda kehabisan bensin, sehingga mesin hanya mendapatkan udara tetapi tidak ada bahan bakar.
2. Asupan udara mungkin tersumbat, jadi ada bahan bakar tetapi tidak cukup udara.
3. Sistem bahan bakar mungkin memasok terlalu banyak atau terlalu sedikit bahan bakar ke dalam campuran, artinya pembakaran tidak terjadi dengan teratur.
4. Mungkin ada kotoran di dalam bahan bakar (seperti air di tangki bensin Anda) yang mencegah bahan bakar terbakar.
- Kurangnya kompresi: Jika muatan udara dan bahan bakar tidak dapat dikompres dengan benar, proses pembakaran tidak akan berfungsi seperti seharusnya. Kurangnya kompresi dapat terjadi karena alasan ini:
1. Cincin piston Anda aus (memungkinkan campuran udara / bahan bakar bocor melewati piston selama kompresi).
2. Katup intake atau exhaust tidak disegel dengan benar, sekali lagi memungkinkan kebocoran selama kompresi.
3. Ada lubang di silinder.
- Kurangnya percikan: Percikan mungkin tidak ada atau lemah karena beberapa alasan:
1. Jika busi Anda atau kawat yang terhubung mengalami kerusakan.
2. Jika wire atau kawat terputus atau hilang, atau jika sistem yang mengirimkan percikan ke bawah wire tidak berfungsi dengan benar, tidak akan ada percikan.
3. Jika percikan terjadi terlalu dini atau terlalu telat dalam siklus (mis. Jika waktu penyalaan mati), bahan bakar tidak akan terbakar pada waktu yang tepat.
Namun tentu saja ada kemungkinan lain yang menyebabkan mesin tidak menyala selain yang dijelaskan diatas.
| Home | Cara Membeli | Contact Us | About Us | Sitemap | BanSos |
