Mesin Otto

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Salah satu mesin yang paling banyak diterapkan dalam dunia otomotif adalah mesin otto. Nama Otto berasal dari penemunya yaitu Nikolaus Otto. Dalam termodinamika mesin Otto dikelompokkan jenis mesin yang menggunakan siklus daya gas, dimana udara dalam bentuk gas menjadi fluida kerjanya dan tidak ada perubahan fasa. Mesin Otto juga terdiri dari piston dan silinder sehingga termasuk dalam mesin reciprocating.

Prinsip Kerja

Secara umum mesin Otto terdiri dari sebuah sistem silinder piston, katup hisap, katup buang, dan pemantik (busi).  Pada saat beroperasi mesin Otto mengalami empat proses utama yang membentuk sebuah siklus termodinamika. Oleh karenanya mesin ini juga dikenal dengan nama mesin empat langkah. Keempat proses itu dapat dijelaskan dalam gambar 1. Pada saat volume sistem minimum maka piston berada di titik mati atas (TMA). Sebaliknya pada saat volume sistem maximum posisi piston berada di titk mati bawah (TMB).

Gambar 1. Pinsip kerja mesin Otto empat langkah

Langkah 1 adalah langkah hisap. Dalam proses ini katup hisap dalam kondisi terbuka, katup buang dalam kondisi tertutup, dan piston bergerak kebawah (volume membesar) dari volume minimum ke volume maximum sehingga  memaksa campuran udara dan bahan bakar masuk ke dalam sistem melalui katup hisap.

Langkah 2 adalah langkah kompresi. Dalam proses ini kedua katup dalam kondisi tertutup dan piston bergerak ke atas (volume mengecil) dari volume maximum ke volume minimum sehingga tekanan campuran udara dan bahan bakar yang ada dalam sistem meningkat.

Langkah 3 adalah langkah pembakaran disertai ekspansi. Dalam proses ini campuran udara dan bahan bakar diledakkan (mengalami pembakaran) karena adanya pemantik (busi). Akibatnya sistem menerima kalor, temperatur meningkat, dan menyebabkan piston terdorong ke bawah (volume maximum).

Langkah 4 adalah langkah buang. Dalam proses ini posisi katup buang terbuka, katup hisap tertutup, dan piston bergerak ke atas. Akibatnya hasil pembakaran bahan bakar dibuang melalui katup buang. Kemudian kembali ke langkah I.

Siklus daya gas sering kali dijelaskan dalam grafik tekanan-volume. Untuk siklus Otto dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Siklus Otto dalam grafik tekanan – volume

Keyword: Mesin 4 tak, mesin otto, thermodynamics, termodinamika