Rotary Engine - Mesin 1 Langkah Legenda F1 Superbike

Rotary Engine - Mesin 1 Langkah Legenda F1 Superbike

Halo emosi muda,.. Assalamualaikum. Pernah ngerasain naik motor 2 tak atau mesin 2 langkah? Kencang bukan? Sensasi tarikan ringan nan menjambak memang merupakan ciri khas engine 2 tak (Two Stroke), tenaga besar dengan bobot mesin yang ringan merupakan keunggulannya tersendiri di bandingkan mesin 4 Tak (4 langkah - 4 Stroke), tentu saja karena mesin 2 tak hanya butuh 2 langkah saja untuk sebuah proses pembakaran, dibandingkan dengan mesin 4 tak yang harus melalui 4 langkah kerja piston untuk sebuah pembakaran. Karena perbedaan langkah ini banyak klaim yang menyatakan bahwa 150cc di mesin 2 tak setara dengan 300cc di mesin 4 tak. Okelah, biarlah itu menjadi perbincangan panjang diantara para mekanis ahli otomotif. Nah jika mesin 2 langkah saja sudah sangat cepat, bayangkan lagi jika sebuah engine yang mampu berputar dengan lebih sangat cepat yang hanya membutuhkan satu langkah saja untuk memproses intake, kompresi, ignition dan exhaust? Yup.. ini mesin yang disebut Rotary Engine atau nama lainnya disebut Wankel Engine.

Sebagian besar mesin pembakaran internal yang kita lihat di jalan hari ini dibangun menggunakan prinsip-prinsip standar dari mesin piston. Namun, mesin berpiston ini bukanlah satu-satunya mesin pembakaran internal yang ada di luar sana. Rotary Engine adalah alternatif terbaik untuk penggila kecepatan dibandingkan dengan mesin piston dan merupakan bagian penting dari warisan kecepatan di masa lalu.

Cara Kerja Rotary Engine

Mari kita mulai & memahami bagaimana cara kerja mesin Rotary/Wankel secara mudah.

Sejarah: Mesin Wankel pertama kali dikembangkan oleh insinyur Jerman bernama Felix Wankel. Wankel menerima paten pertamanya untuk mesin pada tahun 1929. Namun, desain mesin Wankel yang digunakan saat ini dirancang oleh Hanns Dieter Paschke yang ia adopsi untuk membentuk mesin modern!

Mesin Wankel: Mesin Wankel adalah mesin pembakaran internal tanpa silinder piston. Mesin ini menggunakan desain rotor eksentrik yang secara langsung mengubah energi tekanan gas menjadi gerakan rotasi. Sedangkan pada pengaturan piston-silinder, gerakan linear piston digunakan untuk mengubah menjadi gerakan rotari crankshaft. Pada dasarnya, dengan cara yang sederhana, rotor berputar di dalam rumah yang dibentuk seperti angka delapan.

Bagian-bagian dari mesin Wankel:


Animasi Rotary Engine


  1. Rotor: Rotor memiliki tiga permukaan cembung yang bertindak seperti piston. 3 sudut rotor adalah segel yang memisahkan proses intake, kompress dan outake. Rotor juga memiliki roda gigi internal di tengah di satu sisi. Ini memungkinkan rotor berputar di sekitar poros pengikat.
  2. Housing: Housing Wankel berbentuk semacam epitrochoidal dalam bentuk (kira-kira oval). Housing dirancang secara cermat karena 3 ujung rotor di rancang agar selalu tetap terhubung dengan housing. Port intake dan exhaust juga terletak di sini. 
  3. Inlet & Exhaust Ports: Port masuk memungkinkan campuran bahan bakar dan udara segar masuk ke ruang bakar & gas buang dikeluarkan melalui outlet / saluran pembuangan (Exhaust). 
  4. Busi/Spark Plug: Busi bertindak menyalurkan arus listrik ke ruang pembakaran yang menyalakan campuran udara-bahan bakar yang telah di kompres mengarah ke ekspansi gas yang mendorong rotor berputar. 
  5. Output Shaft: Poros keluaran memiliki lobus eksentrik yang terpasang di atasnya, yang berarti itu diimbangi dari garis tengah poros. Rotor tidak dalam rotasi murni, tetapi membutuhkan lobus eksentrik ini untuk rotasi murni poros.

Catatan: Output Shaft atau Poros output adalah hal yang sulit dijelaskan sepenuhnya dengan kata-kata. Cukup sulit membayangkan kontribusinya dalam bekerja. Tautan video ini mungkin membantu anda untuk memahaminya.


Bagaimana Proses Kerja Rotary Engine?

  1. Intake/Inlet: Ketika ujung rotor melewati port intake, campuran segar mulai masuk ke ruang pertama. Udara segar bercampur bahan bakar masuk sampai puncak kedua mencapai port intake & menutupnya. Saat ini, campuran bahan bakar udara segar disegel ke dalam ruang pertama & sedang dibawa untuk proses pembakaran.
  2. Kompresi: Ruang satu (antara sudut 1 hingga sudut 2) yang berisi muatan baru dikompres. Sementara proses ini terjadi, campuran baru mulai masuk ke ruang kedua (antara sudut 2 hingga sudut 3).
  3. Pembakaran: Saat busi menyala, campuran yang sangat padat mengembang secara eksplosif menghadirkan stroke berpower tinggi. Tekanan ekspansi mendorong rotor ke arah depan. Ini terjadi sampai sudut pertama melewati port knalpot.
  4. Knalpot: Saat sudut 1 melewati port knalpot, gas pembakaran tekanan tinggi yang panas bebas mengalir keluar dari port pembuangan. Saat rotor terus bergerak, volume bilik terus berkurang sehingga memaksa gas yang tersisa keluar dari pelabuhan. Pada saat sudut 2 menutup port knalpot, sudut 1 melewati port intake untuk mengulangi siklus.


Sementara ruang pertama mengeluarkan gas, ruang kedua (antara sudut 2 ke sudut 3) sedang dalam kompresi. Secara bersamaan, ruang 3 (antara sudut 3 ke sudut 1) menggambar campuran baru. Dan semua ini hanya menggunakan langkah yang sama, inilah sebab kenapa mesin ini disebut mesin 1 langkah. 

Inilah keindahan mesin rotary engine dengan empat urutan siklus yang terjadi secara berurutan dalam mesin bisa terjadi secara bersamaan di mesin Wankel, menghasilkan tenaga yang kontinyu dan putaran yang super cepat.

Keuntungan:
  • Mesin Wankel memiliki bagian yang bergerak sangat sedikit; Jauh lebih sedikit dari mesin piston 4 tak. Ini membuat desain mesin lebih sederhana & andal.
  • Ukurannya hanya sekitar 1/3 dari ukuran mesin berpiston yang menghasilkan output daya yang sama.
  • Mampu mencapai putaran yang lebih tinggi per menit (RPM) dari pada mesin yang menggunakan piston. Dalam satu kasus mesin Rotary Engine dengan kapasitas cc yang sangat kecil mampu berputar setinggi 29.000 RPM yang bisa anda lihat di SINI.
  • Mesin Wankel memiliki bobot hampir 1/3 dari bobot mesin piston yang menghasilkan daya yang sama. Ini mengarah pada rasio daya terhadap berat yang lebih tinggi.


Kekurangan:
  • Karena setiap bagian memiliki perbedaan suhu, ekspansi material housing berbeda di wilayah yang berbeda pula. Oleh karena itu, rotor kadang-kadang tidak dapat sepenuhnya menutup ruang di wilayah suhu tinggi.
  • Pembakarannya lambat karena ruang pembakarannya panjang, tipis, dan bergerak. Oleh karena itu, mungkin ada kemungkinan bahwa muatan baru keluar tanpa terbakar.
  • Karena bahan bakar yang tidak terbakar berada dalam aliran gas buang, persyaratan emisi gas buang akan sulit dipenuhi dan karena putaran terlalu cepat maka konsumsi minya juga akan boros dan pastinya kurang sesuai diluar kebutuhan mesin balap.
  • Menggunakan oli samping.
Beberapa Produk Otomotif Yang Menggunakan Mesin Rotary Engine

Norton Rotary Engine
Norton Rotary Engine

Suzuki RE5 Rotary
Suzuki RE5 Rotary

Mazda RX8 Rotary Engine
Mazda RX8 Rotary Engine
Menarik sekali bukan? Namun karena regulasi emisi gas buang saat ini memaksa banyak produk yang memakai mesin rotary menjadi tergeser dengan mesin yang lebih ramah lingkungan. Namun saat ini juga pabrikan mobil Mazda sedang membangun mesin mobil mereka dengan Wankel Engine terbaru yang akan lulus regulasi emisi gas buang yang menandai kebangkitan baru era Wankel Engine. Semoga bermanfaat dan Wassalamualaikum.