Dalam sejarah gemuruh mesin pembakaran internal, mesin dua-stroke pernah memegang posisi yang menonjol dengan karakteristik unik mereka. sederhana dalam desain namun kuat dalam kinerja,mereka mendominasi dunia sepeda motor ringan dan kendaraan balapNamun, seiring peraturan lingkungan semakin ketat dan teknologi empat tak maju, mesin dua tak secara bertahap memudar dari penggunaan arus utama.Bagaimana mereka dibandingkan dengan rekan-rekan empat-stroke merekaArtikel ini mengeksplorasi prinsip, struktur, evolusi, dan aplikasi potensial masa depan mesin dua-tak.
Gambaran Umum Mesin Dua Tak
Seperti namanya, mesin dua-stroke menyelesaikan siklus daya hanya dalam dua gerakan piston.desain dua-takt memberikan output daya yang lebih tinggi pada perpindahan yang setara, membuat mereka ideal untuk aplikasi yang menuntut konstruksi ringan dan kinerja tinggi.Efisiensi pembakaran yang lebih rendah dan emisi yang lebih tinggi telah membatasi penerapan mereka secara luas di kendaraan modern.
Perkembangan Sejarah
Mesin dua tak berasal dari akhir abad ke-19. insinyur Skotlandia Dugald Clerk merancang mesin dua tak fungsional pertama pada tahun 1879.Insinyur Jerman Karl Benz kemudian memperbaiki konsepnya dan menerapkannya pada prototipe mobil awalNamun, tidak sampai awal abad ke-20 bahwa mesin dua-stroke mendapatkan popularitas dalam aplikasi sepeda motor.Konstruksi sederhana dan biaya manufaktur yang rendah membuat mereka menjadi sumber daya yang disukai untuk sepeda motor ringan dan ekonomis.
Prinsip Kerja
Mesin dua tak beroperasi secara mendasar berbeda dari desain empat tak. sedangkan mesin empat tak membutuhkan empat gerakan piston untuk menyelesaikan asupan, kompresi, pembakaran, dan siklus knalpot,mesin dua-stroke menyelesaikan semua empat proses hanya dalam dua stroke:
- Tekanan pertama (Gerakan piston ke atas):
- Asupan:Piston yang naik menciptakan vakum di keran, membuka port intake untuk menarik campuran udara-bahan bakar segar.
- Kompresi:Gerakan terus-menerus ke atas memampatkan campuran di ruang pembakaran.
- Tekanan kedua (Gerakan piston ke bawah):
- Pembakaran:Di dekat pusat mati atas, busi menyalakan campuran yang dikompresi, mendorong piston ke bawah.
- Eksos:Piston yang turun pertama-tama membuka lubang knalpot, sehingga gas pembakaran bertekanan tinggi bisa keluar.
- Penggalian:Gerakan ke bawah lebih lanjut membuka port transfer, memaksa campuran segar dari crankcase ke dalam silinder untuk membersihkan sisa gas buang.Desain pembersih yang efektif sangat penting untuk kinerja mesin.
Komponen dan Fungsi Utama
Arsitektur relatif sederhana dari mesin dua tak terdiri dari beberapa komponen penting:
- Silinder:Perumahan inti di mana gerakan piston terjadi, dengan port asupan, knalpot, dan transfer.
- Piston:Komponen yang bergantian yang mengubah energi pembakaran menjadi gerak mekanis.
- Kepala Silinder:Membentuk ruang pembakaran dan menempatkan busi.
- Crankshaft:Mengubah gerakan piston linier menjadi kekuatan rotasi.
- Tulang penghubung:Menghubungkan piston ke poros engkol.
- Crankcase:Berfungsi sebagai reservoir pelumasan dan melakukan fungsi pra-kompresi.
- Busi:Menyalakan campuran yang terkompresi.
- Sistem Pengiriman Bahan Bakar:Baik karburator atau injeksi bahan bakar untuk pencampuran udara-bahan bakar.
- Sistem pembuangan:Mengelola pembuangan gas dan pengurangan suara.
Metode Pelumasan
Tidak seperti mesin empat tak dengan sumur minyak, desain dua tak menggunakan pendekatan pelumasan alternatif:
- Lubrication dari premix:Minyak dicampur langsung dengan bahan bakar, lebih sederhana tapi kurang efektif.
- Lubrikasi terpisah:Sistem injeksi minyak khusus untuk pelumasan yang lebih baik.
Keuntungan dan Kerugian
Keuntungan:
- Rasio daya berat yang lebih tinggi
- Konstruksi mekanis yang lebih sederhana
- Karakteristik akselerasi yang unggul
Kelemahan:
- Efisiensi bahan bakar yang buruk
- Emisi yang lebih tinggi
- Lubrikasi bagian bawah
- Umur operasional yang lebih pendek
Evolusi Teknologi
Insinyur telah mengembangkan beberapa inovasi untuk mengatasi batasan dua-stroke:
- Katup daya:Waktu pelabuhan knalpot variabel untuk kinerja yang dioptimalkan di berbagai rentang RPM.
- Katup Reed:Kontrol asupan dan efisiensi yang lebih baik.
- Injeksi Bahan Bakar Langsung: Pengiriman bahan bakar yang tepat untuk pembakaran yang lebih bersih.
- Scavenging berlapis:Mengurangi kontaminasi baterai baru oleh gas buang.
Aplikasi Saat Ini
Meskipun ada tantangan, mesin dua-stroke tetap digunakan dalam aplikasi khusus:
- Sepeda motor dan skuter berkapasitas kecil
- Motor luar kapal
- Peralatan lansekap
- Kendaraan kompetisi
Prospek Masa Depan
Kemajuan dalam injeksi bahan bakar, teknik pengosongan, dan bahan bakar alternatif dapat mempertahankan mesin dua-stroke dalam aplikasi niche di mana kepadatan daya dan kesederhanaan mereka tetap menguntungkan.
Perbandingan dengan Mesin Empat Tak
| Karakteristik |
Dua-Takt |
4 tak |
| Siklus Daya |
Dua pukulan |
Empat pukulan |
| Kekuatan-ke-berat |
Tinggi |
Rendah |
| Konstruksi |
Mudah. |
Kompleks |
| Efisiensi Bahan Bakar |
Miskin |
Bagus sekali. |
| Emisi |
Tinggi |
Rendah |
| Penggilingan |
Premix/Injeksi |
Sump |
| Umurnya |
Singkat |
Panjang |
| Aplikasi |
Kendaraan ringan, alat |
Mobil, generator |
Mesin dua-stroke merupakan bab penting dalam sejarah teknologi propulsi.inovasi berkelanjutan dapat mempertahankan relevansi mereka di sektor khusus di mana keuntungan unik mereka melebihi keterbatasan mereka.
