Mekanisme Motor Ruang Bakar Dalam

Sejarah Singkat

Motor ruang bakar dalam (internal combustion) adalah salah satu jenis dari sekian banyak motor atau mesin penggerak, bekerja dengan cara mengubah energi panas menjadi energi mekanik. Motor jenis ini disebut juga sebagai motor gerak bolak-balik (reciprocating engine), karena menggunakan fungsi piston yang bekerja bolak-balik dalam prosesnya untuk menghasilkan energi. Komponen dasar dari motor ruang bakar dalam adalah silinder; berfungsi sebagai ruang bakar, piston; berfungsi sebagai alat proses usaha untuk menghasilkan energi, poros engkol; alat penopang kontinuitas proses kerja bolak-balik sekaligus sebagai media penyalur energi mekanik bagi roda penggerak.

Tidak pernah diketahui secara pasti kapan motor ruang bakar dalam ditemukan atau mulai digunakan, namun sejarah mencatat pada abad 13 di Cina, telah ada teknologi yang menggunakan motor ruang bakar dalam dengan menggunakan bubuk mesiu dan api untuk menggerakkan piston walaupun tidak bekerja terus menerus, hanya satu kali ledakan. Motor ruang bakar dalam yang dianggap memiliki fungsi kerja dan proses yang sempurna adalah mesin buatan Nikolaus August Otto (1864), yang kemudian kita kenal dengan Otto engine (berbahan bakar bensin) dan mesin hasil penemuan Rudolph Christian Karl Diesel (1893) yang dikenal sebagai Diesel engine (berbahan bakar diesel/solar). Setelah itu motor ruang bakar dalam terus berkembang dan disempurnakan cara kerjanya. Saat ini motor ruang bakar dalam menjadi bagian penting dalam kehidupan, terutama sebagai penunjang alat transportasi sehari-hari, menjadi jantung dari mobil dan motor yang kita kendarai.

Mekanisme

Mekanisme motor ruang bakar dalam adalah mengubah energi panas menjadi energi mekanik/ gerak. Panas dihasilkan dari proses pembakaran di dalam silinder, dimana udara dan bahan bakar dicampurkan supaya membentuk campuran homogen lalu dengan adanya panas maka campuran tersebut akan terbakar. Akibat dari proses pembakaran dalam silinder, maka panas akan meningkat dan menghasilkan tekanan tinggi untuk menggerakkan piston yang terhubung pada poros engkol dan kemudian diteruskan ke roda penggerak. Proses hisap dan buang campuran bahan bakar diperlukan supaya terjadi pembakaran yang berkesinambungan untuk menghasilkan tenaga gerak selama yang dibutuhkan. Demikian adalah penjelasan sederhana tentang mekanisme motor ruang bakar dalam. Titik posisi tertinggi piston dalam silinder disebut Titik Mati Atas (TMA) dalam bahasa Inggris disebut dengan Top Dead Center (TDC) dan titik posisi terendah piston dalam silinder disebut dengan Titik Mati Bawah (TMB), bahasa Inggrisnya disebut Bottom Dead Center (BDC). Jarak antara TMA dan TMB disebut sebagai langkah (stroke) piston.

Untuk menghasilkan energi, motor melakukan proses kerja dalam setiap langkah piston dan kemudian berapa langkah yang diperlukan untuk menghasilkan energi menjadi tipe motor ruang bakar dalam, yaitu motor 2 langkah (2 stroke/ tak) dan motor 4 langkah (4 stroke/ tak).

Pada motor 2 langkah prosesnya adalah:

1. Pengisian silinder dilanjutkan dengan kompresi
2. Pembakaran dilanjutkan dengan pembuangan dan pembilasan

Britannica.com

Pada motor 4 langkah adalah:

1. Langkah Isap; awal langkah saat terjadi penghisapan campuran bahan bakar dan udara
2. Langkah Kompresi; piston bergerak dari TMB ke TMA untuk menekan campuran bahan bakar supaya menjadi partikel lebih kecil.
3. Langkah Kerja; piston bergerak turun kembali seiring terjadinya pembakaran melalui percikan api oleh busi pada mesin Otto dan melalui pemampatan bertekanan tinggi sehingga campuran bahan bakar terbakar pada mesin Diesel.
4. Langkah Buang; sisa pembakaran dibuang ke udara bebas melalu katup buang yang disalurkan ke knalpot, sehingga motor siap melakukan proses kerja kembali.

driving-test-success.com

Sedangkan berdasarkan konfigurasinya secara umum motor ruang bakar dalam dibagi sebagai berikut;

1. Inline Engine/ Straight Engine; Mesin dengan konfigurasi sejajar dengan posisi piston tegak lurus. Mesin ini paling banyak digunakan pada mobil 4 silinder, karena dianggap paling mudah dan paling murah baik dari pembuatan maupun perawatan.   
2. Boxer/ Flat Engine; Mesin dengan konfigurasi horizontal, keuntungannya adalah rendah titik gravitasi, boxer engine sebetulnya setiap piston menggerakkan masing-masing crank pin, tapi saat ini kebanyakan tidak (seperti konfigurasi mesin lainnya). Boxer engine lebih banyak digunakan pada pesawat, karakteristik suara mesin yang lebih berisik namun memiliki tenaga yang besar. Penerapan pada mobil contohnya adalah Ssangyong Boxer.
3. V- Engine; berdasarkan namanya, mesin ini membentuk huruf "V" banyak digunakan pada mobil tipe sport karena akselarasinya dianggap paling baik.
4.  Rotary Engine/ Wankel Engine; berbeda dengan 3 konfigurasi di atas, mesin ini bekerja seperti turbin, keunggulannya adalah proses kerja yang halus dan cepat, diterapkan pada mobil Mazda RX series, Mercedes Benz, dll.