Mengapa mesin memiliki pemasukan dan pembuangan?

Mengapa mesin memiliki pemasukan dan pembuangan?

1. Peran sistem intake

• Menyediakan oksigen: Inti dari pembakaran adalah reaksi kimia antara bahan bakar dan oksigen. 

Sistem pemasukan memasukkan udara (mengandung oksigen) ke dalam silinder untuk memastikan bahan bakar dapat terbakar sepenuhnya.

• Bahan bakar campuran: Pada mesin bensin, intake manifold mencampur udara dengan bahan bakar yang diatomisasi untuk membentuk campuran yang mudah terbakar (mesin diesel langsung menyuntikkan bahan bakar ke dalam silinder).

• Efek pendinginan: Aliran udara masuk dapat membantu mendinginkan komponen internal mesin (seperti dinding silinder dan piston).

• Optimalisasi dorongan: Mesin dengan turbocharger atau supercharger meningkatkan efisiensi dan daya pembakaran dengan meningkatkan volume pemasukan secara paksa.

2. Peran sistem pembuangan

• Gas buang: Gas buang setelah pembakaran (seperti CO₂, uap air, nitrogen oksida, dll.) 

perlu dibuang tepat waktu untuk menghindari memenuhi ruang silinder dan mempengaruhi pembakaran berikutnya.

• Mengurangi tekanan balik: Desain knalpot yang dioptimalkan mengurangi residu knalpot dan meningkatkan efisiensi pemasukan. Diameter dan panjang pipa knalpot akan memengaruhi kinerja mesin.

• Perlindungan lingkungan dan pengurangan kebisingan: Sistem pembuangan mencakup konverter katalitik (mengurangi emisi berbahaya) 

dan peredam (pengurang kebisingan) untuk memenuhi peraturan lingkungan dan persyaratan kenyamanan.

• Penggerak turbin: Pada mesin turbocharged, gas buang menggerakkan turbin untuk berputar, sehingga menggerakkan kompresor pada sisi intake untuk meningkatkan tekanan intake.

3. Kerja terkoordinasi dari masukan dan pembuangan Mesin menyelesaikan konversi energi melalui siklus empat langkah (masuk, kompresi, tenaga, pembuangan) atau siklus dua langkah:

1. Langkah hisap: Piston bergerak ke bawah, katup hisap terbuka, dan udara segar atau gas campuran dihirup.

2. Langkah kompresi: Katup tertutup, dan piston bergerak ke atas untuk memampatkan gas campuran.

3. Langkah daya: Busi menyala (atau pengapian kompresi diesel), dan campuran terbakar dan mendorong piston ke bawah. 

4. Langkah pembuangan: Katup pembuangan terbuka, dan piston bergerak ke atas untuk membuang gas buang. Jika tidak ada asupan, pembakaran tidak dapat dimulai; 

jika terjadi kekurangan gas buang, tertahannya gas buang akan mengakibatkan penurunan efisiensi secara tajam atau bahkan padam.

4. Perbandingan kasus khusus

• Mesin dua tak: Masuknya dan keluarnya gas buang disinkronkan melalui gerakan piston (tidak ada katup independen), 

tetapi efisiensinya rendah dan polusinya tinggi, sebagian besar digunakan pada peralatan kecil.

• Mesin putar: Pemasukan dan pembuangan dicapai melalui pergerakan rotor, strukturnya berbeda tetapi prinsipnya serupa.

Ringkasan Asupan dan pembuangan merupakan penghubung utama pernapasan mesin: asupan menyediakan bahan baku untuk pembakaran, dan pembuangan membuang limbah. 

Keduanya bekerja sama untuk memastikan bahwa mesin berjalan terus-menerus, efisien, dan bersih. Teknologi modern (seperti pengaturan katup variabel dan turbocharging) semakin mengoptimalkan proses ini, 

meningkatkan kinerja dan perlindungan lingkungan.