Mesin Bensin
Mesin bensin, salah satu kelas mesin pembakaran internal yang menghasilkan tenaga dengan membakar bahan bakar cair yang mudah menguap (bensin atau campuran bensin seperti etanol) dengan penyalaan yang dipicu oleh percikan listrik. Mesin bensin dapat dibangun untuk memenuhi persyaratan aplikasi pembangkit listrik yang secara praktis dapat dibayangkan, yang terpenting adalah mobil penumpang, truk dan bus kecil, pesawat penerbangan umum, unit kelautan tempel dan kecil, pemompaan stasioner berukuran sedang, pabrik penerangan, peralatan mesin, dan perkakas listrik. Mesin bensin empat langkah memberi daya pada sebagian besar mobil, truk ringan, sepeda motor sedang hingga besar, dan mesin pemotong rumput. Mesin bensin dua langkah kurang umum, tetapi digunakan untuk mesin kelautan tempel kecil dan di banyak alat lansekap genggam seperti gergaji mesin, pemangkas lindung nilai, dan blower daun.
Jenis Mesin
Mesin bensin dapat dikelompokkan ke dalam beberapa tipe tergantung pada beberapa kriteria, termasuk aplikasinya, metode manajemen bahan bakar, pengapian, pengaturan piston-dan-silinder atau rotor, langkah per siklus, sistem pendingin, dan jenis serta lokasi katup. Pada bagian ini mereka dijelaskan dalam konteks dua tipe mesin dasar: mesin piston-dan-silinder dan mesin rotari. Dalam mesin piston-dan-silinder, tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran bensin menciptakan gaya pada kepala piston yang menggerakkan panjang silinder dalam gerakan bolak-balik, atau maju mundur. Gaya ini mendorong piston menjauh dari kepala silinder dan melakukan pekerjaan. Mesin putar, juga disebut mesin Wankel, tidak memiliki silinder konvensional yang dilengkapi piston bolak-balik. Sebaliknya, tekanan gas bekerja pada permukaan rotor, menyebabkan rotor berputar dan melakukan pekerjaan.
Mesin Piston Dan Silinder
Sebagian besar mesin bensin memiliki tipe piston dan silinder bolak-balik. Komponen penting dari mesin piston dan silinder ditunjukkan pada gambar. Hampir semua mesin jenis ini mengikuti siklus empat tak atau siklus dua tak.
Piston
Piston adalah coran baja atau paduan aluminium berbentuk cangkir. Ujung atas dan tertutup, disebut mahkota, membentuk permukaan bawah ruang bakar dan menerima gaya yang diterapkan oleh gas pembakaran. Permukaan luar dikerjakan agar pas dengan lubang silinder dan diberi alur untuk menerima cincin piston yang menutup celah antara piston dan dinding silinder. Pada alur piston bagian atas terdapat cincin kompresi polos yang mencegah gas pembakaran melewati piston. Cincin bawah diberi ventilasi untuk mendistribusikan dan membatasi jumlah pelumas di dinding silinder. Penopang pin piston (bos) dipasang di sisi berlawanan dari piston dan pin baja yang diperkeras yang dipasang ke bos ini melewati ujung atas batang penghubung.
Batang Penghubung Dan Poros Engkol
Batang penghubung baja tempa menghubungkan piston ke lemparan (bagian offset) poros engkol dan mengubah gerakan bolak-balik piston menjadi gerakan memutar engkol. Ujung batang yang lebih rendah dan lebih besar dibor untuk mengambil sisipan bantalan presisi yang dilapisi dengan babbitt atau logam bantalan lainnya dan dipasang erat ke crankpin. Mesin tipe-V biasanya memiliki silinder berlawanan yang terhuyung-huyung cukup untuk memungkinkan dua batang penghubung yang beroperasi pada setiap lemparan engkol menjadi berdampingan. Beberapa mesin yang lebih besar menggunakan batang garpu dan bilah dengan batang di bidang yang sama dan silinder yang berhadapan persis satu sama lain.
Setiap batang penghubung di mesin in-line atau setiap pasang batang di mesin tipe-V dipasang pada lemparan poros engkol. Setiap lemparan terdiri dari crankpin dengan permukaan bantalan, tempat sisipan bantalan batang penghubung dipasang, dan dua pipi radial yang menghubungkannya ke bagian poros engkol yang berputar di bantalan utama, didukung oleh blok silinder. Lemparan yang cukup disediakan untuk melayani semua silinder, dan sudut di antara mereka sama dengan interval tembakan sudut antara silinder. Pelemparan poros engkol enam silinder, siklus empat langkah diberi jarak 120 ° sehingga enam silinder bekerja pada interval yang sama dalam dua putaran penuh poros. Mesin delapan silinder berjarak 90 °. Posisi setiap lemparan di sepanjang poros bergantung pada urutan penembakan silinder. Urutan penembakan dipilih untuk mendistribusikan impuls daya di sepanjang mesin untuk meminimalkan getaran. Pertimbangan juga diberikan pada pola aliran fluida di intake dan exhaust manifold. Urutan pembakaran standar untuk mesin enam silinder adalah 1-5-3-6-2-4, yang menggambarkan praktik bolak-balik impuls berurutan antara katup depan dan belakang mesin bila memungkinkan. Keseimbangan ditingkatkan lebih lanjut dengan menambahkan counterweight ke poros engkol untuk mengimbangi massa logam eksentrik dalam lemparan engkol.
Desain poros engkol juga menetapkan panjang langkah piston karena offset radial setiap lemparan sama dengan setengah langkah yang diberikan ke piston. Rasio langkah piston dengan diameter lubang silinder merupakan pertimbangan desain yang penting. Pada tahun-tahun awal pengembangan mesin, tidak ada dasar logis untuk penetapan rasio ini, dan kisaran dari satu hingga 11/2 digunakan oleh pabrikan yang berbeda. Ketika kecepatan mesin meningkat, bagaimanapun, dan menjadi jelas bahwa tenaga kuda gesekan meningkat dengan kecepatan piston daripada dengan kecepatan putar poros engkol, ada mulai tren ke arah mesin langkah pendek. Stroke diperpendek hingga 20 persen lebih sedikit dari pada membosankan.
Dari persyaratan untuk mesin dua silinder, aturan umum untuk tata letak lemparan crankshaft multicylinder siklus empat langkah dapat diekspresikan. Berapa pun jumlah silindernya, dua piston harus tiba di titik mati atas secara bersamaan sehingga silinder kedua siap menembak tepat 360 ° setelah setiap silinder menyala. Separuh silinder kemudian akan menyala selama setiap putaran poros engkol. Untuk mengikuti aturan ini, jumlah silinder harus genap agar ada pasangan silinder yang pistonnya bergerak serempak.
Mesin delapan silinder menyala setiap kali poros engkol membuat seperempat putaran jika interval antara impuls sama. Poros engkol untuk mesin delapan silinder segaris dirancang dengan masing-masing dari delapan lemparannya seperempat putaran dari lemparan lainnya. Untuk keseimbangan memanjang terbaik, silinder yang pistonnya berada dalam fase adalah silinder pertama dan terakhir dari mesin sejajar, silinder kedua dan berikutnya dari yang terakhir, dilanjutkan dalam urutan tersebut dengan lemparan engkol yang sejajar dengan jarak yang sama dari pusat mesin.