Perbandingan Mesin 2 tak dan 4 tak

Nama : Jaswan Laurensius Sitepu

NPM : 25414606

BAB I

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG
Era globalisasi sekarang ini, kita akan banyak menjumpai model alat transportasi, baik roda dua, tiga, empat, bahkan yang tidak beroda sekalipun. Jika kita mengenal lebih jauh tentang alat transportasi tersebut, maka pasti tidak luput dengan andil dari perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Ilmu pengetahuan yang telah banyak diperoleh dari zaman ke zaman mendasari penciptaan hasil karya inovasi teknologi yang beranekaragam saat ini.Perkembangan yang begitu pesat terjadi di negara-negara maju di dunia, sehingga banyak tercipta berbagai inovasi dari rekayasa teknologi, salah satunya dalam bidang mesin transportasi. Transportasi sekarang telah berevolusi dan semakin berkembang dari pada periode waktu yang relatif singkat. Dahulu alat transportasi cenderung bersifat praktis, mekanisme mudah dan masih menggunakan tenaga mekanis secara manual. Akan tetapi dengan perkembangan ilmu dan teknologi tersebut, pada saat ini telah banyak kendaraan yang praktis, cepat, menggunakan mekanisme yang kompleks dan memanfaatkan tenaga mekanis yang berasal dari luar, misalnya bahan bakar atau listrik. Inovasi teknologi di bidang transportasi ini semakin baik dan tidak ada hentinya selama manusia dapat berfikir kreatif.Kendaraan roda dua seakan-akan bukan merupakan barang mewah lagi. Masyarakat telah banyak memanfaatkan alat transportasi tersebut dalam kegiatan kesehariannya. Akan tetapi di balik kemudahan pengaplikasian kita sehari-hari, di dalam sistim transportasi kendaraan roda dua tersebut, apabila kita mencermati lebih dalam maka sebenarnya terdapat dua jenis mekanisme gerak mesin yang berbeda. Kedua jenis mekanisme mesin tersebut yaitu mekanisme mesin 2-tak (double stroke) dan 4-tak (four stroke). Perbedaan utama dari kedua jenis mekanisme mesin itu terletak pada langkah gerak piston. Untuk itu, pengkajian lebih lanjut antara mesin 2-tak dan 4-tak akan menjadi topik yang menarik bagi seluruh insan yang mencintai dunia otomotif, terlebih masyarakat awam pada umumnya.


RUMUSAN MASALAH
Dalam pengkajian dua jenis mekanisme mesin tersebut, maka permasalahan yang dapat diangkat antara lain :a       Apakah pengertian dari mesin 2 tak dan 4 tak ?b      Bagaimana karakteristik dari masing-masing jenis mekanisme mesin tersebut?c   Apakah keuntungan dan kerugian dari penggunaan masing-masing jenis mekanisme mesin tersebut?


TUJUAN
Pembuatan makalah ini bertujuan memberikan gambaran dan informasi mengenai perbedaan antara kedua jenis mekanisme mesin yang terdapat di alat transportasi pada umumnya. Kedua jenis mesin, yaitu mesin 2-tak dan 4-tak memiliki spesifikasi sistim kerja yang berbeda. Selain itu, dari pengkajian ini kita akan lebih memahami tentang keuntungan dan kerugian yang diperoleh dari pengaplikasian masing-masing mesin. Dengan demikian, kita dapat menambah wawasan dan lebih mengetahui dasar perbedaan jenis mesin pada kendaraan roda dua berbahan bakar bensin yang komersil.

BAB II

PEMBAHASAN

Pengertian mesin 2 tak dan 4 tak
Mesin 2 Tak

Mesin 2 Tak

Mesin sepeda motor 2 tak adalah mesin yang proses pembakaran bahan bakarnya terjadi setiap dua langkah gerakan piston. Satu langkah gerakan piston menuju TMB (Titik Mati Bawah) terjadi pembuangan gas melalui dinding silinder. Berikutnya, satu langkah gerakan piston menuju TMA (Titik Mati Atas) terjadi pembakaran bahan bakar. Setelah itu, gerakan piston kembali bermula di langkah pertama.

Spesifikasi mesin sepeda motor 2 tak tidak mempunyai katup masuk dan katup buang. Mesin ini masih menggunakan oli samping dan oli bawah. Bentuk konstruksi mesinnya pun terbilang rumit sekali. Karena akselerasi yang dihasilkan lebih tinggi, mesin 2 tak cenderung boros bahan bakar. Untungnya, perawatan mesin ini jauh lebih mudah ketimbang mesin 4 tak.

Mesin 4 Tak

Mesin 4 Tak

Mesin sepeda motor 4 tak adalah mesin yang proses pembakaran bahan bakarnya terjadi setiap empat langkah gerakan piston. Satu langkah pertama piston menuju ke bawah untuk menghisap bahan bakar melalui klep masuk. Satu langkah kedua piston bergerak dari TMB ke TMA untuk melakukan kompresi. Satu langkah piston ketiga terjadi pembakaran di TMA. Satu langkah keempat piston bergerak ke klep buang untuk mengeluarkan gas sisa pembakaran. Setelah itu, gerakan piston dimulai lagi dari langkah pertama sampai dengan langkah keempat.

Konstruksi mesin sepeda motor 4 tak lebih sederhana dan tidak memakai oli samping. Struktur mesinnya dilengkapi dengan klep masuk dan klep buang. Karena akselerasinya relatif rendah, akibatnya mesin 4 tak hemat bahan bakar. Namun perawatan mesin ini cenderung lebih rumit dibandingkan dengan mesin 2 tak.

 MEKANISME KERJA MESIN

Untuk penggolongan mesin sepeda motor berbahan bakar bensin, ada dua jenis mekanisme mesin, yaitu mesin 2-tak dan mesin 4-tak. Penggolongan kedua jenis mesin tersebut didasarkan pada perbedaan langkah gerak dari satu siklus pembakaran pada mekanisme kerja mesin.

Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang berlaku dalam teknik otomotif, yaitu :

·         TMA (titik mati atas), posisi piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling jauh dari poros engkol (crankshaft).

·         TMB (titik mati bawah), posisi piston berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft).

 Mesin 2-Tak

Satu hal yang perlu kita pahami pada mekanisme mesin 2-tak adalah mesin jenis ini mempunyai dua buah ruang, yaitu ruang crankcase dan ruang pembakaran. Ruang crankcase berfungsi menampung campuran bahan bakar yang masuk Pada mesin 2-tak, satu siklus pembakaran terjadi dua langkah piston, yaitu langkah upstroke dan downstroke.

Langkah Upstroke

Piston bergerak dari TMB ke TMA.

a.       Pada saat piston bergerak dari TMB ke TMA, terjadi proses penghisapan campuran udara, bahan bakar dan pelumas dalam wujud gas yang kemudian masuk ke dalam crankcase atau bak engkol.

b.      Setelah gas tersebut tertampung dalam bak engkol, poros engkol tetap bergerak menuju TMA, sehingga terjadi proses kompresi yang mendesak gas menuju ke saluran transfer.

c.       Beberapa saat sebelum piston mencapai TMA, katup saluran transfer akan tertutup sehingga gas campuran masih tertampung pada crankcase.

d.      Sementara itu pada ruang pembakaran, gerakan piston menuju TMA akan menyebabkan tekanan gas campuran mencapai maksimal dan terjadi proses pembakaran ketika busi menyala dalam ruang bakar.

e.       Pada proses pembakaran tersebut menghasilkan usaha dan gas buang. Usaha tolakan berfungsi memaksa piston tertekan ke bawah untuk langkah berikutnya.

Langkah Downstroke

Piston bergerak dari TMA ke TMB.

a.       Pada saat piston bergerak dari TMA ke TMB akibat tolakan usaha pembakaran, piston bergerak turun dengan memberikan tekanan ke dalam crankcase.

b.      Tekanan yang diberikan pada crankcase itu menyebabkan gas campuran bahan bakar terdorong menuju saluran transfer.

c.       Setelah posisi piston berada di TMB, katup masukan dan celah crankcase akan tertutup, sementara saluran transfer akan terbuka sehingga aliran gas campuran tersebut berpindah dari crankcase menuju ruang pembakaran.

d.      Selanjutnya gas campuran bahan bakar yang masuk ke dalam ruang pembakaran akan menekan gas sisa pembakaran keluar menuju saluran pembuangan.

  Mesin 4-Tak

Tidak berbeda jauh dengan mesin 2-tak, mesin jenis ini juga memiliki prinsip pembakaran yang sama. Akan tetapi, cara atau mekanisme yang diterapkan dalam mesin 4-tak memiliki spesifikasi langkah dari setiap tahapan dari proses pembakaran. Langkah tersebut diantaranya, langkah hisap, langkah kompresi, langkah pembakaran dan langkah pembuangan. Jadi, selama satu siklus pembakaran, mesin tersebut mengalami 4 langkah gerakan.

Disebut motor 4 tak, karena memang ada 4 langkah. Berikut adalah detail dari setiap proses.

1.      Intake ( hisap)

Disebut langkah intake karena langkah pertama adalah menghisap melalui piston dari karburator. Pasokan bahan bakar tidak cukup hanya dari semprotan karburator. Cara kerjanya adalah sbb. Piston pertama kali berada di posisi atas (atau disebut Titik Mati Atas). Lalu piston menghisap bahan bakar yang sudah disetting/dicampur antara bensin dan udara di karburator. Piston lalu mundur menghisap bahan bakar. Untuk membuka, diperlukan klep atau valve inlet yang akan membuka pada saat piston turun/menghisap ke arah bawah.

Gerakan valve atau inlet diatur oleh camshaft secara mekanis. Yakni, camshaft mengatur besaran bukaan klep dengan cara menekan tuas klep. Camshaft sendiri digerakan oleh rantai keteng yang disambungkan antara camshaft ke crankshaft.

2.      Kompresi

Langkah ini adalah lanjutan dari langkah di atas. Setelah piston mencapai titik terbawah di tahapan intake, lalu valve intake tertutup, dan dilakukan proses kompresi. Yakni, bahan bakar yang sudah ada di ruang bakar dimampatkan. Ruangan sudah tertutup rapat karena kedua valve (intake dan exhaust) tertutup. Proses ini terus berjalan sampai langkah berikut yakni meledaknya busi di langkah ke 3.

3.      Combustion (Pembakaran)

Tahap berikut adalah busi pada titik tertentu akan meledak setelah piston bergerak mencapai titik matyi atas dan mundur beberapa derajat Jadi, busi tidak meledak pada saat piston di titik paling atas (disebut titik 0 derajat), tetapi piston mundur dulu, baru meledak. Hal ini karena untuk menghindari adanya energi yang terbuang sia-sia karena pada saat piston di titik mati atas, masih ada energi laten (yang tersimpan akibat dorongan proses kompresi). Jika pada titik 0 derajat busi meledak, bisa jadi piston mundur tetapi mengengkol crankshaft ke arah belakang (motor mundur ke belakang, bukan memutar roda ke depan). Setelah proses pembakaran, maka piston memiliki energi untuk mendorong crankshaft yang nantinya akan dialirkan melalui gearbox dan sproket, rantai, dan terakhir ke roda.

4.      Exhaust (Pembuangan)

Langkah terakhir ini dilakukan setelah pembakaran. Piston akibat pembakaran akan terdorong hingga ke titik yang paling bawah, atau disebut Titik Mati Bawah. Setelah itu, piston akan mendorong ke depan dan klep exhaust membuka sementara klep intake tertutup. Oleh karena itu, maka gas buang akan terdorong masuk ke lubang Exhaust Port (atau kita bilang lubang sambungan ke knalpot). Dengan demikian, maka kita bisa membuang semua sisa gas buang akibat pembakaran. Dan setelah bersih kembali, lalu kita akan masuk lagi mengulangi langkah ke 1 lagi.

KARAKTERISTIK MESIN

Perbedaan mesin 2-tak dengan 4-tak sungguh sangat signifikan dilihat dari jenis bahan bakar dan komponen silindernya. Perbedaan tersebut tidak terlepas dari ciri–ciri yang dimiliki oleh masing–masing kedua jenis mesin. Untuk itu, dalam pembahasan perbedaan kedua jenis mesin ini, perlu memahami ciri yang dimiliki oleh keduanya. Berikut adalah ciri - ciri dan indikator yang membedakan mesin 2-tak dengan 4-tak.

Mesin 2-tak

a.       Bahan bakarnya selalu dicampur dengan oli, baik secara langsung ke dalam tangki bensin ataupun dengan cara memisahkannya pada oli samping.

b.      Karena sistim pelumasannya dicampurkan ke dalam bensin, maka gas buang mesin 2-tak bewarna putih.

c.       Silinder tidak memiliki katup, sebagai gantinya adalah saluran transfer untuk mengatur masuknya gas ke dalam ruangan cylinder.

d.      Setiap piston hanya mempumyai 2 buah ring, yaitu ring kompresi I dan ring kompresi II.

e.       Pada siklus pistonnya, terjadi dua macam proses kompresi, yaitu kompresi atas pada ruang pembakaran dan kompresi bawah pada crankcase.

f.       Setiap 2 kali gerakan piston terjadi 1 kali pembakaran gas, sehingga Suara mesin lebih halus.

g.      Pemakaian bahan bakar lebih boros.

Mesin 4-tak

a.  Bahan bakarnya bensin murni, yang hanya dicampur dengan udara sebagai media pembakaran.

b.  Setiap silindernya memiliki dua buah katup yang masing – masing disebut katup masukan dan katup buang.

c.   Pada siklus pergerakan piston, hanya memiliki 1 macam kompresi, yaitu kompresi silinder.

d.  Setiap piston memiliki 3 buah ring, yaitu : ring kompresi I, ring kompresi II, dan ring oli. Ketiga ring ini sangat berguna untuk membantu pelumasan pada piston tersebut.

e.   Setiap 2 kali putaran kruk as (CAM), hanya terdapat 1 kali proses pembakaran mesin.

Kelebihan dan kekurangan yang terdapat pada motor 2 tak

a. Keuntungan

1. Untuk Proses pembakarannya yaitu  terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata.
2. Motor 2 tak umumnya tidak memerlukan/tidak memiliki  katup selain itu komponen lebih sedikit, perawatan lebih mudah dibandingkan dengan 4 tak , serta spartpart kalau ada yang rusak biayanya lebih relatif murah
3. Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga menghasilkan gerakan yang halus
4. Motor 2 tak jika dibandingkan dengan motor 4 tak , biasanya untuk power atau tenaga yang dihasillkan lebih besar di banding motor 4 tak walaupun dengan kapasitas mesin motor yang sama.

b. Kerugian /Kekurangan

1. Langkah masuk dan buang lebih pendek maksudnya adalah saat kita mengoper gigi 1 ke gigi 2 biasanya jarak napasnya lebih pendek dari pada motor 4 tak, sehingga terjadi kerugian langkah tekanan kembali gas buang lebih tinggi
2. Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara ring piston dan lubang akibatnya ring piston akan lebih cepat aus.
3. Karena lubang buang terdapat pada bagian silinder maka akan mudah timbul panas
4. Putaran rendah sulit diperoleh
5. Kemudian motor 2 tak selalu menggunakan oli pelumas(oli samping) dan juga besin campuran untuk bahan bakar yang digunakan.

Kelebihan dan kekurangan Yang terdapat pada Motor 4 Tak

a. Keuntungan

Jika anda menggunakan motor 4 tak ada banyak sekali keuntungan yang anda dapatkkan jika anda menggunakan motor 4 tak diantaranya bisa anda simak dibawah ini :

1. Pada Motor 4 tak khususnya untuk proses pemasukan, kompresi, kerja, dan buang prosesnya biasanya selalu berdiri sendiri-sendiri sehingga kinerja mesin motor akan lebih lebih presisi, efisien dan stabil,baik itu untuk jarak putaran dari rendah ke tinggi lebih lebar (500- 10000 rpm).
2. Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil dibanding mesin dua langkah sehingga pemakaian bahan bakar lebih hemat.
3. Putaran rendah lebih baik dan panas mesin lebih dapat didinginkan oleh sirkulasi oli
4. Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan dan tekanan efektif rata-rata lebih baik
5. Untuk bagian mesin ,umumnya motor 5 tak ini memiliki suhu panas mesin lebih rendah jika di bandingkan dengan mesin yang terdapat pada mesin 2 tak

B. Kerugian

1. Pada bagian konstruksinya khususnya pada bagian komponen dan mekanisme gerak katup lebih kompleks, yang mengakibatkan kesulitan dalam perawatanya.
2. Suara mekanis lebih gaduh/bising.
3. Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar tidak stabil, perlu jumlah silinder lebih dari satu dan sebagai peredam getaran.

PERBEDAAN 2 TAK DAN 4 TAK

2 TAK		4 TAK
a. Dalam 1 siklus pembakaran hanya membutuhkan 1 putaran mesin		a. dalam 1 siklus pembakaran membutuhkan 2 putaran mesin
b. memakai membrane sebagai pengganti klep/valve		b. menggunakan klep/valve
c. tidak menggunakan noken as/camshaft		c. menggunakan noken as/camshaft
d. memiliki kompresi primer dan sekunder		d. hanya memiliki kompresi primer
e. lebih responsif / akselerasi bagus	f. kurang responsif / akselerasi kurang dari pada mesin 2 tak
f. menggunakan oli samping yang tercampur dengan bensin untuk pelumasan kruk as / crankshaft	g. hanya menggunakan oli dan tidak tercampur oleh bensin untuk pelumasan kruk as / crankshaft

BAB III

PENUTUP

3.1. KESIMPULAN

Mesin sepeda motor 2-tak memiliki sistim kerja yang lebih mudah. Mesin ini hanya mempunyai dua langkah kerja pada satu kali siklus pembakaran. Langkah pertama adalah upstroke selanjutnya akan dilakukan langkahdownstroke. Begitu seterusnya sehingga menghasilkan keluaran berupa gerak yang cepat dan akselerasi yang baik. Dari penggunaan mesin 2-tak, kita akan merasakan performa mesin yang lebih bertenaga, lebih mudah dalam perawatannya serta tidak memerlukan sistim mekanisme yang rumit. Akan tetapi mesin 2-tak juga mempunyai kelemahan, yaitu efisiensi bahan bakar lebih boros, memiliki emisi gas buang yang lebih tinggi, serta menimbulkan panas yang lebih tinggi di dalam mesin itu sendiri.

Sementara itu, untuk mekanisme mesin 4-tak mempunyai empat langkah kerja dalam sekali siklus pembakaran. Pada mesin 4-tak, langkah awal mekanisme gerak adalah langkah masukan, yaitu dengan membuka katup masukan dan menutup katup buang sehingga campuran bensin dan udara masuk ruang pembakaran ketika piston bergerak turun. Kemudian campuan tersebut dikompresi (ditekan) ke atas menuju busi. Setelah campuran terkompresi maksimal, maka akan timbul ledakan akibat percikan bunga api yang dihasilkan dari busi. Ledakan tersebut menghasilkan gas yang menekan piston ke bawah sehingga menghasilkan usaha pada mekanisme mesin. Selanjutnya gerakan usaha tersebut menyebabkan katup pembuangan terbuka dan menutup katup masukan, akhirnya gas tersebut dapat keluar menuju saluran pembuangan (knalpot). Begitu seterusnya siklus pembakaran pada mesin 4-tak. Meskipun sedikit lebih rumit, mesin 4-tak memiliki keunggulan yang banyak, yaitu konsumsi bahan bakar lebih irit, emisi gas buang lebih sedikit dan tidak berwarna, efisiensi tenaga lebih baik dan hanya membutuhkan satu minyak pelumas (oli) untuk mendinginkan sistim kerja mesin. Di samping mekanisme yang begitu rumit, mesin 4-tak juga mempunyai beberapa kekurangan diantaranya perawatan komponen mesin lebih banyak, getaran yang ditimbulkan pada sistim kerja lebih besar dan performa sedikit di bawah mesin 2-tak.

DAFTAR PUSTAKA

Prayitno, Anggah Hadi. 2009. Perbedaan Sistem Kerja Mesin 2 Tak dan Mesin 4 Tak. Makalah matakuliah “Pengenalan Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi”, Jurusan Teknik Informatika Universitas Darul Ulum Jombang.

http://www.google.co.id , search keywords : perbedaan motor 2 tak dan 4 tak. Diakses pada tanggal 17 Desember 2012.

http://moehyidien.blogspot.com .Diakses pada tanggal 24 Desember 2012.

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_dua_tak. Diakses pada tanggal 17 Desember 2012.
http://mesinmotortua.blogspot.com/2010/02/perbedaan-motor-2-tak-dengan-motor-4.html. Diakses pada 24 Desember 2012.

Physics Book 2. Salemba teknika.   Jakarta. 144-146.

Tippler. 1992. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga,

Serway R.A., Jawett J.W., 2010. PHYSICS For Scientists and Engineers With Modern.

Young, Hugh. D, RegeeA. Fredman. 2001. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

http://www.modifikasi.co.id/83/ini-dia-perbedaan-motor-4-tak-dan-motor-2-tak-yang-wajib-kamu-ketahui/