Bagaimana kerjanya mesin mobil itu?

Mesin mobil adalah sebuah benda yang sering ditakuti oleh banyak orang yang awam tentang permesinan. Karena saat membuka kap mesin, dia kebingungan, karena ada banyak sekali komponen di dalamnya. Biasanya urusan mesin langsung dipercayakan ke bengkel atau supir pribadi.
.
Mesin adalah jantung dari bekerjanya sebuah mobil. Tanpa mesin tidak ada satupun komponen mobil yang bisa bekerja. Mangkrak. Jadi besi tua. Karena unit mesin begitu vital, yuk kitah bahas sebenarnya mesin mobil itu apa sih ??


Meski enggak ngerti mesin, paling enggak semua orang bisa mengisi BBM (Bahan Bakar Minyak).
Semua manusia pasti tau kalo kita harus isi bensin.
Mungkin ada yang nanya, Kenapa perginya BBM itu? Kok bisa habis?

BBM (Bahan Bakar Minyak)  adalah suatu minyak yang diperlukan dalam proses pembakaran. Mesin mobil bekerja melalui proses yang mungkin pernah dipelajari di Pelajaran IPA waktu sekolah: Dari energi kimiawi menjadi energi panas lalu dikonversi menjadih energi gerak.

Mungkin ada lagi yang nanya, Bagaimana Bahan Bakar bisa terbakar atau dimana pembakaran itu terjadi?

Kita mulai lagi dengan "Bagaimana bahan bakar bisa terbakar?"...

Proses pembakaran BBM ini berada di dalam blok mesin yg gak terlihat oleh mata kita, bahkan nyaris enggak mungkin melihatnya langsung, kecuali blok silindernya warnanya itu Transparan.
Baik mesin mobil, motor, genset, namanya adalah Internal Combustion Engine (mesin pembakaran dalam), karena pembakaran terjadi di dalam mesin

BBM yang kita isi tadi, dipompa dari tangki ke saluran bahan bakar. Saluran bahan bakar ini membawa BBM ke mesin, entah melalui karburator untuk mobil lawas (lama), atau injektor untuk mobil-mobil modern yang rata-rata sudah menggunakan teknologi injeksi.

Bahan bakar melalui proses yang namanya atomisasi dan bercampur denganudara. dan pembakaran pun terjadi.

Biasanya proses pembakaran dalam silinder terdiri atas empat langkah yaitu:
-4 stroke/4 tak : 
Intake (campuran udara- BBM masuk-) 
-Compression (campuran dikompresi/dipadatkan)
-Ignition (pembakaran) 
-Exhaust (pembuangan gas sisa pembakaran)..

Meskipun ada juga dua langkah ( 2 Stroke/2 tak ) tapi sekarang udah jarang.

 Meskipun detailnya bisa berbeda - beda, secara umum komponen utama dari sebuah motor pembakaran dalam terdiri dari : camshaft, valve, piston, crankshaft.
.
Camshaft dan valve adalah satu kesatuan mekanisme. Komponen ini hanya ditemui di motor bakar 4-tak, sedangkan 2-tak tidak. Camshaft memiliki tonjolan (lobe) yang tujuannya menggerakkan katup (valve) supaya dapat membuka dan menutup waktu siklus pembakaran. Desain camshaft dan peletakan camshaft pun ada bermacam - macam, walaupun yang paling umum sekarang adalah di atas silinder (OHC / Overhead Camshaft), bisa 1 atau 2 tergantung desainnya (SOHC / Single Overhad Camshaft atau DOHC / Dual Overhead Camshaft). Ada lagi sistem dengan pushrod (OHV / Overhead Valve), tapi sudah jarang. Sistem OHV banyak digunakan di mobil-mobil muscle Amerika.
.
Begitu pula piston dan poros engkol / crankshaft yang juga merupakan satu mekanisme dengan piston. Poros engkol menggerakkan piston secara naik-turun pada saat siklus pembakaran.
.
Tetapi tentu saja motor bakar torak tidak dapat bekerja tanpa komponen - komponen pendukung di luarnya. Kedua mekanisme terpisah ini mesti bersinergi.


 Bagaimana menyatukan dua mekanisme berbeda supaya dapat bersinergi ? Itulah yang menjadi tugas dari timing belt, atau timing chain. Sesuai namanya, ia mengatur "timing" perputaran antara camshaft dan crankshaft di dalam siklus supaya dapat bersinergi dan tidak bertabrakan.
.
Timing belt memerlukan penggantian secara berkala, dan oleh mekanik biasanya diberi tanda pada gir camshaft (cam gear) mengenai posisi terakhir dari timing belt. Dulu timing belt populer karena dianggap lebih senyap, tapi sekarang kebanyakan mobil kembali menggunakan timing chain karena alasan durabilitas / lebih tahan lama.
.
Komponen lainnya adalah flywheel. Benda ini selain tersambung langsung pada kopling, juga bekerja untuk menstabilkan putaran dan menjaga momentum rotasi crankshaft.
.
Busi adalah komponen opsional, mengapa ? Karena busi hanya ada di mesin berbahan bakar bensin. Tugasnya adalah memantik campuran udara-bahan bakar supaya terbakar dengan sempurna. Busi memiliki bahan dan tingkat ketahanan suhu yang berbeda - beda, sehingga tidak bisa kita sembarangan mengganti busi dengan spesifikasi ngasal.



 Bagaimana cara mobil bernafas?
.
Seperti yang kita sudah bahas bahwa pembakaran memerlukan campuran udara dan bahan bakar. Tetapi udara itu datangnya dari mana ? Lalu juga bagaimana akhirnya berakhir menjadi asap knalpot ?
.
Sebenarnya mobil sama seperti kita : bernafas. Intake itu bisa diibaratkan sebagai "hidung". Ia menghisap udara untuk diolah di dalam sistem.
.
Sedangkan exhaust, ya, mirip seperti sistem pembuangan pada manusia. Membuang sisa - sisa gas hasil pembakaran tadi.
.
Yang unik pada mobil, adalah sistem ini didesain sedemikian rupa dan dapat memberikan karakteristik berbeda - beda baik dari tenaga, torsi, maupun suara.


 Pada dasarnya sistem masukan (intake) hanyalah serangkaian jalur yang dibuat untuk mengarahkan udara menuju ke dalam ruang mesin. Lubang penghisapnya dapat kita temukan biasanya di atas kap mesin, atau di bawah lampu utama. Letaknya bisa bermacam - macam, tapi umumnya tempat yang terekspos oleh udara.
.
Layaknya udara yang kita hisap disaring dahulu oleh bulu hidung, udara yang dihisap oleh mesin juga disaring dahulu oleh air filter / filter udara. Ini adalah komponen yang sangat dasar dan wajib diperhatikan karena kalau filter udara sudah tidak laik pakai, dapat menyebabkan mesin loyo dan boros, ya sederhana, karena kekurangan suplai udara.
.
Jenis filter udara ada yang berupa open air (cold air intake) biasa bentuknya seperti jamur, dan ditemukan di mobil - mobil yang sudah dimodifikasi berat. Kelebihannya jelas ia terekspos sehingga menghisap udara lebih banyak, tapi juga jika peletakannya tidak tepat, bukan udara segar, malah panas mesin yang dihisap. Sedangkan filter udara bawaan pabrik biasa model yang menggunakan box tertutup. Cenderung lebih aman dari panas mesin tapi jelas udara yang dihisap tidak sebanyak cold air intake.
.
Setelah dari filter udara, ada sebuah mekanisme katup (butterfly valve) yang membuka-menutup. Yap! Sebenarnya yang kita lakukan pada saat mengemudi adalah mengontrol buka-tutup katup ini alias mengontrol jumlah udara masuk sesuai kebutuhan. Benda ini dinamakan throttle body, dan hanya ditemukan di mobil dengan sistem injeksi. Jika mobil karburator, ya yang kita kendalikan dengan pedal gas adalah katup pada karburatornya. Throttle body hanya meregulasi udara, sedangkan karburator meregulasi campuran udara-bahan bakar. Throttle body ada yang mekanis (dikendalikan oleh tali gas) atau elektronik, dikenal dengan istilah drive-by-wire (DBW), menggunakan sensor. Tapi nyaris semua mobil sekarang sudah menggunakan sistem DBW.
.
Throttle body tersambung ke komponen bernama Intake Manifold. Unit pipa - pipa yang mendistribusikan udara ke dalam kepala silinder mesin. Intake manifold sendiri memiliki sangat banyak jenis desain dan berpengaruh ke karakteristik tenaga mesin.


 Orang Indonesia mengenal keseluruhan sistem ini dengan nama "knalpot".
.
Mungkin anda pernah bertanya - tanya : Kenapa knalpot bisa panas ?
.
Knalpot membuang sisa gas pembakaran dari ruang mesin, dan pembakaran di mesin berlangsung pada tekanan dan temperatur yang sangat tinggi sehingga membuat pipa knalpot panas. Yang disebut knalpot sebenarnya ya keseluruhan komponen dari depan sampai belakang. Meski kelihatannya sederhana, ternyata desain knalpot sangatlah rumit. Komponen knalpot juga banyak. Faktanya, ini adalah komponen yang paling awal, paling sering dan mudah diubah - ubah ketika orang menginginkan tenaga lebih.
.
Dimulai dari depan, pipa - pipa terpisah yang mengarahkan gas buang dari masing - masing blok silinder menjadi 1. Desain header ini rumit walau terlihat gampang, dan sangat mempengaruhi karakteristik tenaga mobil. Mulai dari formatnya seperti 4-2-1, 4-3-1, 4-1, hingga panjang-pendeknya. Itu contoh 4 silinder, kalau mesin di atas itu yah lebih mengerikan lagi.
.
Untuk kepraktisan, mobil modern sekarang sudah banyak yang blok silindernya langsung di-casting dengan header, sehingga pembuangan langsung menjadi 1 melalui downpipe. Namun tentu saja kekurangannya modifikasi performa melalui exhaust tidak bisa se-fleksibel jika menggunakan header terpisah.

Pada header atau downpipe biasanya terintegrasi dengan komponen katalis bernama catalytic converter. Benda ini berfungsi mereduksi gas - gas berbahaya melalui proses kimiawi dan sudah wajib ada di semua kendaraan baru.
.
Setelah itu pipa tersambung ke komponen bernama resonator. Resonator ini yang membuat aliran gas buang menjadi stabil dan tidak menimbulkan suara kasar dan berisik akibat turbulensi gelombang suara (serius, knalpot kalau cuma pipa saja itu suaranya bikin telinga sakit).
.
Lalu dari resonator berlanjut ke muffler / silencer. Di dalam tabung muffler ini berisi glasswool yang berfungsi meredam suara. Pada muffler kebanyakan mobil standar, juga diberi jalur - jalur yang berfungsi meredam suara. Walaupun tentunya mengorbankan tenaga sedikit.


 Karakteristik tenaga dan suara mobil sangatlah dipengaruhi oleh bentuk knalpot : besar pipa, bentuk header, resonator, dan muffler. Sehingga meski memiliki tenaga dan cc yang sama, bisa jadi karakter tenaga dan suaranya beda sekali akibat perbedaan desain knalpot.

 Sistem bahan bakar : disinilah pertanyaan kita di awal tentang kemana berakhirnya bahan bakar yang kita isi. Tentu saja sebuah mesin walau sudah memiliki silinder, piston, sistem intake-exhaust, tapi tak akan mungkin bekerja tanpa bahan bakar.
.
Secara garis besar skema pergerakan sistem bahan bakar adalah seperti pada gambar. Bahan bakar yang kita isi itu disimpan di dalam tangki lalu disalurkan oleh pompa bahan bakar menuju ke fuel rail, lalu disemprotkan oleh injektor. Fuel rail tersambung ke fuel pressure regulator, suatu mekanisme katup yang mengatur tekanan bahan bakar ke masing - masing injektor.


 Secara umum, sistem bahan bakar terdiri dari komponen - komponen ini :
.
Pompa bahan bakar, umumnya berada tenggelam (submerged) di dalam tangki bahan bakar. Beberapa pompa bahan bakar modern sudah terintegrasi juga dengan filter bahan bakar di dalamnya.
.
Filter bahan bakar, berisi saringan berbahan kertas untuk menyaring kotoran / kontaminan pada bahan bakar. Komponen ini dapat dibersihkan, tapi jika sudah terlalu parah juga wajib diganti secara berkala, terutama di mobil berbahan bakar diesel.
.
Injektor, tersambung ke fuel rail / rel bahan bakar. Komponen ini dioperasikan secara elektrik dan tugasnya adalah melakukan atomisasi bahan bakar. Bahan bakar yang disemprotkan lewat injektor bentuknya akan berupa droplet - droplet seperti uap, mirip dengan ketika kita menyemprotkan obat nyamuk. Tekanannya lebih tinggi ketimbang sistem karburator, sehingga lebih efisien pula.
.
Fuel Pressure Regulator merupakan komponen berupa katup yang mengatur tekanan pada fuel rail, selain itu ia juga memiliki mekanisme pengembalian bahan bakar jika jumlah bahan bakar yang disalurkan terlalu banyak.


Sekian untuk penjelasan kali ini, cukup panjang ya? Terimakasih yang telah membaca Blog ini dan..
Assakamualaikum.wr.wb





 













Komentar

Postingan populer dari blog ini

Toyota Raize 2019. Bagaimana menurut kalian?

Toyota Yaris 2020