02.01
Unknown
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.
Prinsip kerja
Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang
berlaku dalam teknik otomotif :
§ 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.
1.
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.
2.
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.
3.
Pada saat ring piston melewati lubang pembuangan, gas di dalam
ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan.
4.
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.
5.
Piston terus menekan ruang bilas sampai titik TMB, sekaligus
memompa gas dalam ruang bilas masuk ke dalam ruang bakar
Langkah kedua
Piston bergerak dari TMB ke TMA.
1.
Pada saat piston bergerak TMB ke TMA, maka akan menghisap gas
hasil percampuran udara, bahan bakar dan pelumas masuk ke dalam ruang bilas.
Percampuran ini dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi.
2.
Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan
mengkompresi gas yang terjebak dalam ruang bakar.
3.
Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar sampai TMA.
4.
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.
Perbedaan desain dengan
mesin empat tak
§ 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 :
1.
Agar gas yang sudah masuk dalam ruang bilas tidak kembali ke
karburator.
2.
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 4 tak menggunakan oli
samping.
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan mesin dua tak
Dibandingkan mesin empat tak, kelebihan mesin dua tak
adalah :
1.
Mesin dua tak lebih bertenaga dibandingkan mesin empat tak.
2.
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.
3.
Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya karena konstruksinya
yang sederhana.
Meskipun memiliki kelebihan tersebut di atas, jarang digunakan
dalam aplikasi kendaraan terutama mobil karena memiliki kekurangan.
Kekurangan mesin dua tak
Kekurangan mesin dua tak dibandingkan mesin empat tak
1.
Efisiensi mesin dua tak lebih rendah dibandingkan mesin empat tak.
2.
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.
3.
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.
4.
Pelumasan mesin dua tak tidak sebaik mesin empat tak,
mengakibatkan usia suku cadang dalam komponen ruang bakar relatif lebih rendah.
Aplikasi
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
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 sangat jarang digunakan.
Karena emisi gas buang sulit untuk memenuhi standar UNECE Euro II,
penggunaan mesin dua-tak untuk sepeda motor sudah semakin jarang.
