Engine Pembakaran Dalam

INTERNAL COMBUSTION  ENGINE 
"ENGINE PEMBAKARAN  DIDALAM

Pengantar

Engine merupakan sebuah rangkaian kerja mekanis yang mengubah energi kimia menjadi energi mekanik.

Energi kimia terkandung di dalam bahan bakar yang dipasokkan ke dalam engine. Energi tersebut dilepaskan dalam bentuk panas ketika bahan bakar itu terbakar di dalam engine; kejadian itu disebut combustion (pembakaran).

Gas yang dihasilkan menjadi sangat panas dan mempunyai tekanan sangat besar di dalam silinder engine. Tekanan yang sangat besar inilah yang digunakan untuk menekan piston ke bawah agar engine bekerja.

Hampir semua engine kendaraan bermotor mempunyai silinder. Engine mobil kecil mungkin hanya mempunyai dua silinder sedangkan engine truk besar jumlah silindernya bisa mencapai dua belas. Kejadian yang sama seperti dijelaskan di atas terjadi pada semua silinder. “Internal” berarti di dalam, sedang combustion berarti “terjadinya pembakaran”.

Engine dengan pembakaran internal membakar bahan bakar di dalam silinder engine. Pada dasarnya engine berupa wadah yang menampung bahan bakar dan udara. Campuran bahan bakar dan udara tersebut disulut dan dibakar. Ketika bahan campuran tersebut terbakar bahan itu mengembang dengan cepat dan mendorong komponen internal sehingga menimbulkan dorongan bagi kendaraan.

Kejadian di dalam silinder

Bagian penting engine terdiri dari silinder, piston, connecting rod, dan crankshaft. Piston yang biasanya terbuat dari logam aluminium adalah sebuah bentuk logam yang ukurannya sangat pas(presisi) terhadap silinder sehingga bisa bergerak naik-turun. Piston dilengkapai dengan sebuah ring yang berperan sebagai perapat (seal) terhadap dinding-dinding silinder.

Singkatnya, engine pembakaran di dalam adalah sebuah alat yang mengubah energi panas menjadi energi mekanis yang digunakan untuk melakukan suatu kerja.

Untuk menggambarkan suatu proses pembakaran di dalam sebuah silinder engine, berikut ini dijelaskan secara singkat: anggap sebuah silinder telah terisi oleh bahan bakar yang bercampur dengan udara, proses ini di sebut langkah pemasukan (Intake) tentang langkah ini akan dijelaskan pada pembahasan topic 2 Siklus engine.

Kompresi. Piston didorong ke arah atas dalam silinder untuk memampatkan campuran udara dan bahan bakar atau udara saja. Bahan campuran tersebut terdiri dari partikel-pertikel kecil bahan bakar (bensin) yang masing-masing dikelilingi oleh udara. Campuran tersebut membentuk bahan yang mudah sekali terbakar. 

Piston kemudian di dorong ke arah bagian atas silinder untuk memampatkan udara dan suhu udara akan meningkat secara drastis sehingga mampu membakar bahan bakar.

Pembakaran. Piston tertekan hampir sampai ujung bagian atas silinder sehingga udara dan bahan bakar termampatkan di dalam ruang yang sangat sempit. Ruangan ini disebut ruang bakar (combustion chamber) karena menjadi tempat terjadinya pembakaran bahan campuran. Campuran bahan bakar dan udara disulut oleh percikan dari busi untuk engine bensin (spark plug). Udara yang panas tersebut disemprot dengan bahan bakar (solar) oleh sebuah injektor supaya bahan bakar mengabut di dalam ruang bakar.

Tenaga (usaha). Tekanan dari gas-gas hasil pembakaran tadi mendorong piston ke bawah di dalam silinder dan kejadian ini menimbulkan tenaga yang digunakan untuk menggerakkan engine. 

Kejadian semacam itu terjadi di dalam silinder pada engine berbahan bakar bensin. Campuran udara dan bahan bakar atau udara saja masuk ke dalam silinder dan piston bergerak ke atas memampatkan campuran tersebut. Campuran yang termampatkan dibakar di dalam ruang bakar sehingga piston tertekan ke bawah. Kejadian tersebut terjadi berulang-ulang sehingga engine bekerja, meskipun demikian untuk membentuk bagian-bagian lainnya yang diperlukan.

Gerakan naik turun menjadi gerakan berputar

Gerakan naik turunnya piston di dalam silinder disebut gerakan reciprocating (bolak-balik), dan karena hal inilah engine piston kadang-kadang disebut recipro-cating engine.

Piston bergerak secara lurus dan gerakan ini harus diubah menjadi gerakan berputar agar supaya bagian-bagian mesin berputar. Sebuah connecting rod dan crankshaft digunakan untuk tujuan ini.

Connecting rod menghubungkan piston dengan crankshaft. Crankshaft berupa sebuah shaft yang diberi crank pada setiap silinder. Setiap crank mempunyai crank pin yang menjadi permukaan bagi bearing di bagian ujung bawah connecting rod. Konstruksi tersebut memungkinkan crankshaft berputar dengan bebas di bagian ujung connecting rod. 

Connecting rod mempunyai tutup (cap) yang bisa dilepas yang terpasang pada ujung connecting rod. Dengan demikian connecting rod bisa dipasang pada crank pin.

Piston disambungkan ke bagian ujung atas connecting rod dengan sebuah piston pin. Pin ini masuk ke dalam lubang mata connecting rod sehingga memungkinkan terjadinya gerakan seperti pergelangan tangan ketika crankshaft berputar dan piston bergerak naik turun.

Pada gambar di bawah ini tampak bagian-bagian piston, rangkaian connecting rod dan crankshaft dalam keadaan terbongkar.

Langkah-langkah Piston

Gerakan piston di dalam sebuah silinder terbagi dalam langkah-langkah. Sebuah langkah terjadi ketika piston bergerak baik dari atas ke bawah maupun dari bawah ke atas di dalam silinder. 

Titik di mana piston berhenti di bagian atas silinder dikenal dengan sebutan titik mati atas (TMA)) 

dan titik di mana piston berhenti di bagian bawah silinder disebut titik mati bawah (TMB).
Pada kedua posisi tersebut piston benar-benar berhenti dan akan berganti arah geraknya.

Jadi dapat diketahui bahwa:

Internal combustion engine adalah sebuah alat yang mengubah energi kimia yang terkandung di dalam bahan bakar menjadi energi panas dengan proses pembakaran dan kemudian menjadi energi mekanik.

Disebut internal combustion engine karena pembakaran atau pemanasan bahan bakar terjadi di dalam engine, yaitu di dalam silinder-silinder.

Cara kerja piston, connecting rod dan crankshaft adalah alat yang mengubah energi panas hasil dari pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanik.

Bagian-bagian tersebut jugalah yang mengubah gerakan bolak-balik (reciprocating), yaitu gerakan ke atas dan ke bawah atau gerakan maju mundur, menjadi gerakan berputar (rotary).

Engine diberi nama sesuai dengan bahan bakar yang dibakarnya yaitu bensin atau disel/solar dan jumlah langkah yang diperlukan untuk keseluruhan kerjanya/siklusnya, yaitu dua atau empat langkah.