beda-mesin-4-dan-2-tak.pdf

Created by Anggah Hadi P./Universitas Darul Ulum Jombag - 1 -

TUGAS MAKALAH PENGENALAN ILMU PENGETAHUAN DAN TEKNOLOGI

“Perbedaan Sistem Kerja Mesin 2 Tak

dan Mesin 4 Tak”

Dosen Pembimbing :

SUSILO EDI H. M.Pd

Disusun Oleh :

Nama : ANGGAH HADI PRAYITNO

NIM : 09.555.114

Fakultas : Teknik

Jurusan : Informatika

Semester : 1

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DARUL ULUM

JOMBANG

2009


ABSTRAKSI

Di Era Globalisasi sekarang ini, kita pasti akan menjumpai banyak sekali alat

transportasi baik roda dua, tiga, empat bahkan yang tidak beroda. Jika m\kita mengenal lebih

jauh tentang alat transportasi saat ini pasti tidak luput dengan andil dari Perkembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi, lebih –lebih kendaraan roda dua.

Kendaraan roda dua seakan-akan bukan barang mewah lagi, banyak masyarakat yang

merasakan dari dampak perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi ini. Kita patut

berterima kasih kepada Lenoir dan Otto yang menemuka mesin-mesin awal dari

perkembangan kendaraan roda dua yang kita rasakan. Apakah anda mengetahui siapa

sebenarnya penemu Mesin sepeda roda dua sehingga ada yang 2 tak dan ada yang 4 tak dan

bagai mana sistem kerjanya?

Entiene Lenoir yang lahir pada tahun 1822 dan meninggal dunia pada tahun 1900

adalah seorang berkebangsaan Perancis yang pertama kali menemukan motor bakar 2tak.

Sedangkan August Otto yang hidup antara 1832 sampai 1891 adalah seorang berkebangsaan

Jerman yang membuat cikal bakal ramainya industri Mobil, si penemu mesin 4tak.

Pada tahun 1860, Otto mendengar kabar ada ilmuwan jenius yang bernama Leonir,

yang mampu membuat mesin pembakar dengan dua dorongan putaran alias 2tak. Sayangnya

mesin 2tak ini memakai bahan bakar gas. Otto menilai ini kurang praktis.”Kalau saja

memakai bahan cair, pasti berdaya guna, karena ngga perlu musingin pembuatan gas”pikir

Otto waktu itu. Otto kemudian menciptakan karburator, sayangnya ditolak lembaga paten,

karena ada yang mendahului. Namun doski menyempurnakan mesin 2tak dengan 4 dorongan

alias 4 langkah. Hasil ini dipatekan di Jerman pada tahun 1863.

Mendapat formula tersebut. Lalu ia membuat mesin yang dibiayai oleh Eugene

Langen. Konstruksi buatannya mendapatkan medali World Fair di Paris 1867. Dengan

mengendus kesuksesan besar mereka berdua menggaet ilmuwan brilian Gottlieb Daimler

untuk terus mengembangkan formulanya, hingga kini lahirlah beribu-ribu macam jenis

kendaraan yang kita gunakan.


BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

KENDARAAN bermotor telah lama diketahui menjadi salah satu

sumber polusi udara. Bahkan di banyak kota besar dunia, gas-gas beracun yang

dikeluarkan jutaan knalpot, setiap harinya berpotensi menimbulkan masalah

serius bagi kesehatan manusia. Belakangan sorotan tajam pun diarahkan kepada

sepeda motor 2 tak yang dianggap sebagai penyebar polutan paling tinggi.

Data Kementerian Lingkungan Hidup mencatat, polusi udara dari

kendaraan bermotor angkanya cukup tinggi dan sudah melampaui ambang batas

yang ditetapkan dalam PP Nomor 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian

Pencemaran Udara. Salah satu penyebabnya, di antaranya karena sistem

pembakaran dalam mesin kurang sempurna dan bahan bakar yang bertimbal

sehingga meninggalkan sisa-sisa pembakaran berbentuk polutan.

Di dunia otomotif, dikenal beberapa teknologi mesin sumber tenaga

kendaraan berbahan bakar bensin, yaitu 2 tak (dua langkah) dan 4 tak (empat

langkah). Namun sejak dua dekade terakhir ini, beberapa negara maju telah

menetapkan pembatasan penggunaan mesin 2 tak. Bahkan AS telah melarang

penjualan sepeda motor 2 tak yang berkapasitas mesin 100cc ke atas sejak

tahun 1985.

Yang menarik untuk diketahui adalah seberapa besar perbedaan tingkat

polutsi dari kedua teknologi mesin berbahan bakar bensin itu. Sebab,

sebenarnya baik 2 langkah maupun 4 langkah, sebenarnya tidak benar-benar

bersih dari gas polutan. Sebagai sistem yang membakar bensin pasti

mengeluarkan sisa pembakaran.

Di Kota Bandung, data hasil uji emisi belum terlalu lengkap. "Setiap

tahun kami mengadakan uji emisi, tetapi baru kendaraan roda empat saja.

Khusus untuk sepeda motor, kami sedang memodifikasi alatnya agar bisa sesuai


dengan sistem pembuangan sepeda motor," kata Ayu Sukejah, dari Bidang

Pencegahan dan Pengendalian Badan Pengelola Lingkungan Hidup (BPLH)

Kota Bandung, saat dihubungi Rabu (16/02). Ditambahkannya, untuk

memodifikasi alat itu, BPLH Kota Bandung bekerja sama dengan Politeknik

Bandung (Polban).

Menurut catatan, Bank Dunia pernah mengadakan penelitian pada tahun

2001 yang hasilnya dipresentasikan dengan judul makalah "Urban Pollution

from Two Stroke Engine Vehicles in Asia : Technical and Policy Options".

Peneliti Jitendra Shah dan N. Harshadeep pada acara Regional Workshop on

Reduction of Emission from 2-3 wheelers di Hanoi, Vietnam, pada bulan

September 2001 ini mencatat, sepeda motor 2 tak merupakan penghasil emisi

gas buang yang lebih tinggi dibanding empat tak.

Data survei yang dilakukan pada beberapa negara Asia itu menunjukkan

sepeda motor 2-tak menyumbang emisi hidrocarbon (HC) 5 gr/km. Sedangkan

kendaraan roda dua yang memakai mesin 4-tak jauh lebih rendah, yaitu di

bawah 1 gr/kg. Hasil yang senada pun tampak pada faktor emisi PM10. Bila

sepeda motor 4 langkah hanya menghasilkan partikel di bawah 0,1 gr/km, maka

sebaliknya mesin 2-tak menghasilkan emisi yang besarnya mencapai 0,5 gr/km.

Hasil yang sama pun bisa dilihat pada laporan Southwest Research

Institute tentang kadar emisi gas buang sepeda motor di AS. Data yang

disajikan lebih lengkap karena membandingkan beberapa merek sepeda motor.

Dari perbandingan dua mesin yang berkapasitas sama, terlihat bahwa 4 tak

memang memiliki kadar polutan yang lebih rendah dibandingkan 2 tak.

Sepeda motor Yamaha DT 100 dengan mesin 100 cc berteknologi 2 tak

menghasilkan HC sebesar 3,8 gr/km. Kemudian gas carbon monoksida (CO)

sebesar 10,5 gr/kg dan partikel partikulat 0,08 gr/kg. Sedangkan sepeda motor

Honda SL 100 dari sisa pembakarannya menghasilkan HC 1,3 gr/km, CO 13,7

gr/km dan partikulat 0,02 gr/km.


Penyebab dari perbedaan sisa emisi gas buang ini adalah desain ruang

bakar dan cara kerja dari masing-masing mesin. Rancangan mesin 4 langkah

lebih kompleks dibandingkan mesin 2 langkah. Itu dibuktikan dengan

pergerakan poros engkolnya untuk menghasilkan satu tenaga adalah 2 kali

putaran. Sedangkan 2 tak cukup 1 putaran saja. Mesin 4 tak, dilengkapi dengan

katup pada masing-masing sistem pasokan bahan bakar dan pembuangan gas

buang, sehingga hampir tidak ada campuran udara dan bensin yang terbuang

percuma ke saluran gas pembuangan (knalpot).

Cara kerja ruang bakar 4 tak amat berbeda dengan 2 tak. "Kalau 4 tak,

piston menghisap campuran udara dan bahan bakar kedalam ruang bakar.

Kemudian campuran gas bahan bakar ini dipadatkan dan dibakar sehingga

menghasilkan tenaga," jelas sumber Otokir, yang bekerja sebagai teknisi senior

di salah satu merek pabrikan motor Jepang.

Selain itu, sistem pelumasan pun didesain tersendiri, yaitu oli disimpan

dalam bak pelumas sehingga oli tidak tercampur dengan bahan bakar dan udara

di dalam ruang bakar. Kelebihan mesin empat langkah ini pembakaran pun

hanya menghasilkan sedikit asap. "Sistem penyimpanan olinya dirancang

terpisah. Itu membuat sisa pembakaran 4 tak tidak menghasilkan asap sepekat

motor 2 tak," katanya.

Mengapa 2 tak, menghasilkan asap buang yang lebih pekat? Karena

lubang pasokan udara-bensin dan pembuangan mesin 2 tak tidak dilengkapi

dengan katup. Proses pembakaran pun jadi kurang sempurna. Terutama pada

saat langkah membuang sisa gas pembakaran, bersamaan dengan masuknya

campuran bensin-udara ke ruang bakar. Dampaknya banyak gas murni yang

belum terbakar pun ikut pula terbawa arus melewati lubang buang.

Masalah lainnya adalah sistem pelumasan. Teknologi 2 tak memakai

sistem oli yang menyatu dengan ruang pembakaran. Saat piston mengisap


campuran bensin-udara, oli pun turut masuk. Fungsinya untuk melakukan

pelumasan komponen mesin seperti piston, ring piston dan setang seher.

Kondisi ini membuat sisa gas buang juga mengandung oli yang terbakar.

Dampaknya asap yang keluar lebih pekat dibandingkan mesin 4 tak. Malah

kalau tidak dirawat dengan baik, sering mengeluarkan asap putih yang ngebul.

Itulah yang membuat sepeda motor 2 tak dituding tidak begitu ramah

lingkungan. Bahkan juga dicap sebagai motor yang boros bahan bakar.

Meski begitu, mesin 4 tak juga tetap mengeluarkan sisa pembakaran

yang mengandung polutan. Apalagi kalau kurang dirawat dengan baik,

misalnya sil olinya bocor dan merembes ke ruang bakar, akibatnya ya "ngebul"

juga. Sebenarnya motor yang ramah lingkungan adalah kendaraan yang terawat

dengan baik, baik itu 2 tak, 4 tak atau mesin diesel.

Lemah dari sisi pembuangan, motor 2 tak memiliki kelebihan pada sisi

lain, yaitu beratnya yang ringan, menghasilkan tenaga yang besar dan hanya

memiliki sedikit komponen yang bergerak. Bagi pabrikan pun membuat 2 tak

lebih ekonomis karena biaya produksinya lebih sedikit, karena mesin bisa

dipasang pada rangka atau sasis yang ringan. Konsumen pun masih banyak

yang menyukai motor 2 tak, karena memiliki tarikan yang kencang dan mudah

perawatannya. Tidak heran jika sampai saat ini masih banyak konsumen,

terutama anak muda yang membelinya.

Bercermin dari adanya pembatasan motor 2 tak di beberapa negara maju,

memang sudah saatnya bagi Indonesia untuk menerapkan regulasi mesin ramah

lingkungan. Namun begitu kalau memang tersedia teknologi untuk meredam

emisi gas buang, lebih bijaksana pemerintah untuk mendorong pabrikan agar

mengusahakan sepeda motor 2 tak bisa mengeliminasi kekurangannya itu.


B. Rumusan Masalah

- Bagaimana sistem kerja mesin 2 Tak dan Mesin 4 Tak

- Apa keuntungan mesin 2 tak dan 4 Tak

C. Tujuan dan Manfaat

- Mengetahui sistem kerja mesin 2 Tak dan 4 Tak

- Mengetahui keuntungan mesin 2 Tak dan 4 Tak


BAB II

PEMBAHASAN

A. SISTEM KERJA MESIN 4 TAK

Four stroke engine adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah

tenaga memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as,

dan satu putaran noken as (camshaft).

Empat proses tersebut terbagi dalam siklus :

Langkah hisap : Bertujuan untuk memasukkan kabut

udara – bahan bakar ke dalam silinder. Sebagaimana tenaga

mesin diproduksi tergantung dari jumlah bahan-bakar yang

terbakar selama proses pembakaran.

Prosesnya adalah ;

1. Piston bergerak dari Titik Mati Atas

(TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB).

2. Klep inlet terbuka, bahan bakar

masuk ke silinder

3. Kruk As berputar 180 derajat

4. Noken As berputar 90 derajat

5. Tekanan negatif piston menghisap kabut udara-bahan bakar masuk ke

silinder

LANGKAH KOMPRESI

Langkah Kompresi

Dimulai saat klep inlet menutup dan piston

terdorong ke arah ruang bakar akibat momentum dari kruk

as dan flywheel.

Tujuan dari langkah kompresi adalah untuk

meningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan

bakar dapat bersenyawa. Rasio kompresi ini juga nantinya

berhubungan erat dengan produksi tenaga.

Prosesnya sebagai berikut :

1. Piston bergerak kembali dari TMB ke

TMA

2. Klep In menutup, Klep Ex tetap tertutup


3. Bahan Bakar termampatkan ke dalam kubah pembakaran (combustion

chamber)

4. Sekitar 15 derajat sebelum TMA , busi mulai menyalakan bunga api dan

memulai proses pembakaran

5. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat)

6. Noken as mencapai 180 derajat

LANGKAH TENAGA

Langkah Tenaga

Dimulai ketika campuran udara/bahan-bakar

dinyalakan oleh busi. Dengan cepat campuran yang

terbakar ini merambat dan terjadilah ledakan yang

tertahan oleh dinding kepala silinder sehingga

menimbulkan tendangan balik bertekanan tinggi yang

mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier

dari piston ini dirubah menjadi gerak rotasi oleh kruk as.

Enersi rotasi diteruskan sebagai momentum menuju

flywheel yang bukan hanya menghasilkan tenaga, counter

balance weight pada kruk as membantu piston melakukan

siklus berikutnya.

Prosesnya sebagai berikut :

1. Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar

2. Piston terlempar dari TMA menuju TMB

3. Klep inlet menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang

mulai sedikit terbuka.

4. Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as

5. Putaran Kruk As mencapai 540 derajat

6. Putaran Noken As 270 derajat


LANGKAH BUANG

Exhaust stroke

Langkah buang menjadi sangat penting untuk

menghasilkan operasi kinerja mesin yang lembut dan

efisien. Piston bergerak mendorong gas sisa pembakaran

keluar dari silinder menuju pipa knalpot. Proses ini harus

dilakukan dengan total, dikarenakan sedikit saja terdapat

gas sisa pembakaran yang tercampur bersama pemasukkan

gas baru akan mereduksi potensial tenaga yang dihasilkan.

Prosesnya adalah :

1. Counter balance weight pada kruk as

memberikan gaya normal untuk menggerakkan piston dari TMB ke TMA

2. Klep Ex terbuka Sempurna, Klep Inlet menutup penuh

3. Gas sisa hasil pembakaran didesak keluar oleh piston melalui port exhaust menuju

knalpot

4. Kruk as melakukan 2 rotasi penuh (720 derajat)

5. Noken as menyelesaikan 1 rotasi penuh (360 derajat)


FINISHING PENTINGNYA — OVERLAPING

Overlap adalah sebuah kondisi dimana kedua klep intake dan out berada dalam

possisi sedikit terbuka pada akhir langkah buang hingga awal langkah hisap.

Berfungsi untuk efisiensi kinerja dalam mesin pembakaran dalam. Adanya

hambatan dari kinerja mekanis klep dan inersia udara di dalam manifold, maka sangat

diperlukan untuk mulai membuka klep masuk sebelum piston mencapai TMA di akhir

langkah buang untuk mempersiapkan langkah hisap. Dengan tujuan untuk

menyisihkan semua gas sisa pembakaran, klep buang tetap terbuka hingga setelah

TMA. Derajat overlaping sangat tergantung dari desain mesin dan seberapa cepat

mesin ini ingin bekerja.

Manfaat dari proses overlaping :

1. Sebagai pembilasan ruang bakar, piston, silinder dari sisa-sisa pembakaran

2. Pendinginan suhu di ruang bakar

3. Membantu exhasut scavanging (pelepasan gas buang)

4. memaksimalkan proses pemasukkan bahan-bakar


B. KEUNTUNGAN MESIN 4 TAK DENGAN MESIN 2 TAK

A. Mesin 4 TAK

a. Keuntungan:

- Karena proses pemasukan,

kompresi, kerja, dan buang

prosesnya berdiri sendiri-sendiri

sehingga lebih presisi, efisien dan

stabil, jarak putaran dari rendah ke

tinggi lebih lebar (500- 10000

rpm).

- Kerugian langkah karena tekanan

balik lebih kecil dibanding mesin

dua langkah sehingga pemakaian

bahan bakar lebih hemat.

- Putaran rendah lebih baik dan panas mesin lebih dapat didinginkan oleh

sirkulasi oli

- Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan

dan tekanan efektif rata-rata lebih baik

- Panas mesin lebih rendah dibanding mesin dua langkah

b. Kerugian:

- Komponen dan mekanisme gerak klep lebih banyak, sehingga perawatan lebih

sulit

- Suara mekanis lebih gaduh

- Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga keseimbangan

putar tidak stabil, perlu jumlah silinder lebih dari satu dan sebagai peredam

getaran.

c. Ciri-ciri umum 4 TAK:

- Gas buang tidak berwarna (kecuali ada kerusakan)

- Bahan bakar lebih irit

- Menggunakan satu minyak pelumas untuk melumasi ruang engkol, piston,

dinding silinder dan transmisi


B. MESIN 2 TAK

a. Keuntungan :

- Proses pembakaran

terjadi setiap putaran

poros engkol, sehingga

putaran poros engkol

lebih halus untuk itu

putaran lebih rata.

- Tidak memerlukan

klep, komponen part

lebih sedikit, perawatan

lebih mudah dan relatif

murah

- Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga menghasilkan

gerakan yang halus

- Bila dibandingkan dengan mesin empat langkah dalam kapasitas yang sama,

tenaga yang dihasilkan lebih besar

- Proses pembakaran terjadi 2 kali, sehingga tenaga lebih besar

b. Kerugian :

- Langkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian langkah

tekanan kembali gas buang lebih tinggi

- Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara

ring piston dan lubang akibatnya ring piston akan lebih cepat aus.

- Karena lubang buang terdapat pada bagian silinder maka akan mudah timbul

panas

- Putaran rendah sulit diperoleh

- Konsumsi pelumas lebih banyak.

c. Ciri-ciri umum 2 TAK:

- Sistem pelumasannya dicampurkan kedalam bensin maka gas buang mesin dua

langkah bewarna putih

- Suara mesin lebih halus karena setiap dua langkah terjadi satu kali pembakaran

bensin

- Pemakaian bahan bakar lebih boros


- Menggunakan dua fungsi pelumasan yaitu untuk melumasi ruang engkol,

piston, dan dinding silinder serta untuk melumasi transmisi.

- Memiliki dua buah ring piston, yaitu ring kompresi pertama dan ring kompresi

kedua.


BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

A. Siklus Kerja 2 Stroke :

1. Piston bergerak ke bawah krn ledakan pembakaran sekaligus menghisap

uap bensin & udara buat ledakan selanjutnya....trus olie samping ngasih

pelumasan ke piston & ruang bakar (makanya berasep)

2. Piston bergerak ke atas ngompres uap bensin tadi sekaligus nguras sisa

pembakaran disini letak intake valve sama exhaust posisinya beda, jadi bisa

ngisep sekaligus buang.... setelah itu busi mercikin api terus meledak

dech...

Seperti itu seterusnya... (hanya dalam 2 proses sudah terjadi energi)

B. Kalo 4 stroke :

1. Piston kebawah, ngisep uap bensin & udara ( intake valve kebuka, exhaust

ketutup).....

2. Piston neken keatas buat ngompres uap bensin + udara tadi (intake dan

exhaust valve ketutup), busi mercikin api trus meledak

3. Piston kebawah lagi karena ledakan tadi.

4. Piston bergerak keatas lagi dari sisa tenaga ledakan, sambil nguras gas sisa

pembakaran (intake valve ketutup, exhaust kebuka)... trus balik lagi ke

langkah 1 dan seterusnya.. (butuh 4 proses utk tercipta energi)

B. Saran

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini adalah jauh dari

sempurna, untuk itu kami mengharap kritik dan saran yang besifat membangun dari

pembaca guna perbaikan makalah kami selanjutnya.


DAFTAR PUSTAKA

http://gudangilmu.org/2008/01/04/siklus-2-tak-mesin-diesel-part-2/

http://www.suzuki-2wheels.or.id/main/index.php?id=artikel&action=view&art=23

http://www.yamaha-vega.or.id/article.php?action=viewarticle&id=AR0810300001

http://klikauto.blogspot.com/2009/08/perbedaan-teknis-motor-2-tak-dan-4-tak.html

http://ratmotorsport.wordpress.com/2009/04/28/mengenali-cara-kerja-mesin-4-tak/

beda-mesin-4-dan-2-tak.pdf

Documents