LANGKAH KERJA MESIN 2 TAK

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. Menurut catatan, Bank Dunia pernah

mengadakan penelitian pada tahun 2001 hasil Penelitian Jitendra Shah dan N.

Harshadeep 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 2tak 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.

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).

A. MESIN 2 TAK

Pada prinsipnya motor bakar 2 langkah (2 tak) melakukan siklus Otto hanya

dalam dua langkah piston atau satu putaran poros engkol. Penemuan motor bakar 2

tak yang sukses oleh Sir Dougald Clerk tahun 1876. Jika mesin 4 tak memerlukan 2

putaran crankshaft dalam satu siklus kerjanya, maka untuk mesin 2-tak hanya

memerlukan satu putaran saja. Hal ini berarti dalam satu siklus kerja 2 tak hanya

terdiri dari 1 kali gerakan naik dan 1 gerakan turun dari piston saja. Desain dari ruang

bakar mesin 2 tak memungkinkan terjadunya hal semacam itu. Ketika piston naik

menuju TMA untuk melakukan kompresi maka katup hisap terbuka dan masuklah

campuran bahan bakar dan udara, sehingga dalam satu gerakan piston dari TMB ke

TMA menjalankan dua langkah sekaligus yaitu kompresi dan isap. Pada saat sesaat

sebelum piston mencapai TMA maka busi menyala, gas campuran meledak dan

memaksa piston kembali bergerak ke bawah menuju TMB. Gerakan piston yang ini

disebut langkah ekspansi. Namun sembari piston melakukan langkah ekspansi atau

usaha, sesungguhnya juga melakukan langkah buang melalui katup buang (sisi kanan

dinding silinder pada gambar). Hal ini bisa terjadi karena gas hasil pembakaran

terdorong keluar akibat campuran bahan bakar dan udara baru yang juga masuk dari

sisi kiri dinding silinder.

Langkah Masuk (Intake)

Campuran bahan bakar dan udara dihisap masuk ke dalam rumah engkol akibat

tekanan vakum yang terjadi pada saat piston bergerak ke atas.

Langkah Penyaluran (Transfer/Exhaust)

Pada saat mendekati posisi titik mati bawah, saluran masuk terbuka dan campuran

bahan bakar dan udara masuk ke dalam silinder. Pada saat yang sama masuknya

campuran bahan bakar dan udara tersebut mendorong sisa hasil pembakaran keluar

melalui saluran pengeluaran pada sisi yang berlawanan dari lubang pemasukan.

Langkah Tekan (Compression)

Selanjutnya piston bergerak ke atas dan menekan campuran bahan bakar dan udara.

(pada saat yang sama terjadi langkah masuk yang berikutnya di bagian bawah piston).

Langkah Tenaga (Power)

Pada saat pendekati posisi titik mati atas busi akan menyala dan menyundut

campuran bahan bakar dan udara sehingga terjadi ledakan yang mendorong piston ke

bawah.

Mesin 2 tak harus memakai oli pelumas samping selain pelumas mesin sudah

jelas, karena model kerja yang seperti ini membuat tenaga yang dihasilkan lebih

besar. Perbandingannya pada mesin 4 tak dalam 2 kali putaran crankcase = 1 x kerja

sedangkan untuk 2 tak 2 kali putaran crankcase = 2 x kerja. Karena itu dibutuhkan

pelumas yang lebih, sebab putaran yang dihasilkan lebih cepat. Hal ini juga

menjawab kenapa mesin 2 tak lebih berisik, boros bahan bakar, menghasilkan asap

putih dari knalpotnya, tetapi unggul dalam kecepatan dibandingkan mesin 4 tak.

Perbedaan yang lain juga terdapat pada bentuk fisik pistonnya. Piston 2 tak lebih

panjang dibanding piston 4 tak. Selain itu bentuk piston head-nya juga berbeda,

piston 2 tak memiliki semacam kubah untuk memuluskan gas buang untuk bisa

keluar sedangkan 4 tak tidak. Piston 2 tak juga memiliki slot lubang yang

berhubungan dengan reed valve yang berhubungan dengan cara kerja masukan

campuran bahan bakar – udara ke ruang bakar.

Perbedaan yang lain juga terdapat pada bentuk fisik pistonnya. Piston 2 tak lebih

panjang dibanding piston 4 tak. Selain itu bentuk piston head-nya juga berbeda,

piston 2 tak memiliki semacam kubah untuk memuluskan gas buang untuk bisa

keluar sedangkan 4 tak tidak. Piston 2 tak juga memiliki slot lubang yang

berhubungan dengan reed valve yang berhubungan dengan cara kerja masukan

campuran bahan bakar – udara ke ruang bakar.

B. KEUNTUNGAN MESIN 4 TAK DENGAN MESIN 2 TAK

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 panjang sehingga efisiensi lebih 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

a. Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga putaran

poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata.

b. Tidak memerlukan klep, komponen part lebih sedikit, perawatan lebih

mudah dan relative murah

c. Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga

menghasilkan gerakan yang halus

d. Bila dibandingkan dengan mesin empat langkah dalam kapasitas yang

sama, tenaga yang dihasilkan lebih besar

e. 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

a. Putaran rendah sulit diperoleh

b. Konsumsi pelumas lebih banyak

Ciri-ciri umum 2 TAK

1. Sistem pelumasannya dicampurkan kedalam bensin maka gas buang mesin dua

langkah bewarna putih

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

bensin

3. Pemakaian bahan bakar lebih boros

4. Menggunakan dua fungsi pelumasan yaitu untuk melumasi ruang engkol, piston,

dan dinding silinder serta untuk melumasi transmisi.

5. Memiliki dua buah ring piston, yaitu ring kompresi pertama dan ring kompresi

kedua

MAKALAH

ENERGI DAN MESIN PERTANIAN

MESIN DUA TAK

Disusun Oleh :

Anggun Agustya P

14/369301/TP/11097

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2015