mesin mobil memiliki sejarah perkembangan yang panjang, dimulai pada tahun 1800-an ketika Etienne Lenoir menemukan mesin pembakaran internal pertama. Saat ini, mereka menjadi sangat efisien, menghasilkan lebih banyak tenaga dengan lebih sedikit bahan bakar, sehingga membantu mengurangi emisi dan mendukung kelestarian lingkungan.
Dalam panduan komprehensif ini, kita akan menyelami dunia menakjubkan mesin mobil, mengeksplorasi segudang manfaatnya; mulai dari tenaga mentah yang dihasilkan oleh mesin bensin hingga efisiensi motor listrik yang ramah lingkungan, kami akan mengungkap cara kerja, kekuatan, dan fitur khas masing-masing tipe.
Daftar Isi
Pangsa dan ukuran pasar mesin otomotif
Cara kerja mesin mobil
Susunan khas mesin mobil
Berbagai pengaturan silinder mesin
Kesimpulan
Pangsa dan ukuran pasar mesin otomotif
Pasar mesin otomotif global mencakup produksi, penjualan, dan layanan purnajual terkait berbagai jenis mesin kendaraan. Penelitian yang Diutamakan menilai pasar mesin mobil global pada tahun 2022 sebesar US$102.89 miliar, dan memperkirakan pertumbuhan CAGR sebesar 2.8% dari tahun 2023 hingga 2032. Oleh karena itu, pada akhir tahun 2023, pasar mesin mobil global diperkirakan bernilai US$136.81 miliar .
Pasar mesin otomotif tumbuh terutama karena peningkatan tersebut penjualan kendaraan, dari 66.7 juta pada tahun 2021 menjadi 67.2 juta pada tahun 2022. Selain itu, peraturan penghematan bahan bakar yang ketat telah memaksa produsen otomotif untuk fokus pada pengembangan mesin yang lebih efisien dan canggih, sehingga menghasilkan pasar yang berkembang untuk teknologi mesin inovatif yang memenuhi standar ketat sekaligus memberikan peningkatan kinerja. dan pengurangan emisi.
Wilayah dengan permintaan mesin mobil yang tinggi antara lain Amerika Utara, Asia Pasifik, Eropa, Amerika Selatan, dan Timur Tengah. Pada tahun 2021, bagi hasil Amerika Utara melampaui 30%. Wilayah ini membanggakan negara-negara maju, termasuk Amerika Serikat dan Kanada. Selama periode perkiraan (2023 hingga 2032), pasar Asia Pasifik diperkirakan akan mengalami a tingkat pertumbuhan tahunan majemuk 3.2%.
Cara kerja mesin mobil
Inti dari pengoperasian mesin mobil adalah seperangkat komponen vital yang bekerja secara harmonis. Misalnya, di dalam blok mesin terdapat silinder, tempat terjadinya pembakaran terkontrol. Sementara itu, piston yang terletak di dalam silinder ini melakukan gerakan vertikal sehingga menghasilkan tenaga yang penting. Transmisi tenaga ini dari piston ke poros engkol adalah batang penghubung, yang mengubah gerak linier menjadi gerak rotasi. Terakhir, koordinasi katup yang rumit, yang diawasi oleh camshaft, mengatur masuk dan keluarnya bahan bakar dan gas buang di dalam silinder.
Langkah 1: Asupan udara
Saat mesin hidup, ventilasi yang baik harus dipastikan terlebih dahulu. Hal ini dilakukan dengan mengalirkan udara melalui intake manifold yang dilengkapi dengan katup throttle yang mengatur aliran udara yang masuk ke mesin. Untuk menjaga udara tetap bersih dan bebas polutan, filter udara berperan penting dalam memfasilitasi pembakaran yang optimal. Selain itu, mesin berperforma tinggi dapat menggunakan intercooler untuk mendinginkan gas buang, meningkatkan volume, dan mengoptimalkan efisiensi pembakaran.
Langkah 2: Injeksi bahan bakar
Injeksi bahan bakar adalah proses presisi yang menyalurkan bahan bakar ke dalam silinder mesin. Setiap silinder memiliki injektor khusus yang menyemprotkan bahan bakar dalam kabut halus ke udara yang masuk. Saat ini, sebagian besar mesin menggunakan sistem injeksi bahan bakar elektronik (EFI), yang secara otomatis menyesuaikan jumlah bahan bakar yang disalurkan berdasarkan faktor-faktor seperti beban mesin, kecepatan, dan suhu.
Teknologi inovatif ini menghasilkan peningkatan efisiensi bahan bakar, pengurangan emisi, dan peningkatan kinerja mesin secara keseluruhan jika dibandingkan dengan sistem karburator yang sudah ketinggalan zaman. Beberapa mesin bahkan menggunakan injeksi bahan bakar langsung, dimana bahan bakar disuntikkan langsung ke ruang bakar untuk efisiensi optimal.
Langkah 3: Kompresi
Saat piston bergerak ke atas di dalam silinder, ia menekan campuran udara-bahan bakar, sehingga meningkatkan tekanan dan suhu. Hal ini menciptakan kondisi pembakaran yang optimal. Rasio kompresi, yang membandingkan volume silinder pada langkah terendah dan langkah atas, merupakan faktor penting dalam desain mesin. Mesin diesel, khususnya, bergantung pada rasio kompresi yang tinggi untuk penyalaan kompresi, di mana suhu udara yang tinggi saja yang dapat menyalakan bahan bakar.
Langkah 4: Pengapian
Pada mesin bensin, busi berperan penting dalam menciptakan percikan listrik yang menyalakan campuran udara-bahan bakar. Percikan ini dihasilkan ketika arus mengalir melalui celah busi. Waktu percikan api ini dikontrol dengan cermat oleh unit kontrol elektronik (ECU) mesin. Sebaliknya, mesin diesel tidak mengandalkan busi untuk penyalaannya. Sebaliknya, bahan bakar tersebut mencapai penyalaan melalui suhu tinggi yang disebabkan oleh kompresi, menyebabkan pembakaran spontan bahan bakar diesel yang disuntikkan.
Langkah 5: Pukulan kuat
Setelah penyalaan, gas hasil pembakaran mengembang dengan cepat, memaksa piston bergerak ke bawah di dalam silinder. Gerakan ini kemudian diteruskan ke poros engkol, yang mengubahnya menjadi gerakan berputar. Pada saat power stroke inilah kendaraan mendapat dorongan ke depan. Memastikan efisiensi maksimum selama proses ini sangat penting untuk optimal mesinkinerja dan penghematan bahan bakar karena kerugian atau inefisiensi apa pun dapat mempengaruhi kinerja kendaraan secara keseluruhan secara signifikan.
Langkah 6: Langkah buang
Dalam perjalanan kembali ke atas, katup buang terbuka setelah langkah tenaga piston. Gas buang yang terbakar keluar dari mesin mesin melalui knalpot saat piston ditarik ke atas di dalam silinder. Gas buang pertama-tama dibawa oleh sebuah tabung melalui manifold buang, kemudian bergerak melalui pipa knalpot dan akhirnya dilepaskan ke udara luar.
Untuk mendalami simfoni mekanis ini lebih dalam, kita akan menelusuri dua bagian penting: susunan khas mesin mobil dan berbagai susunan silinder mesin. Bagian-bagian ini berfungsi sebagai pendamping penting bagi pemahaman kita tentang cara kerja mesin mobil.
Susunan khas mesin mobil menjelaskan tata letak mesin secara umum, memperjelas bagaimana komponen-komponen yang dibahas sebelumnya digabungkan dalam skenario dunia nyata. Sementara itu, berbagai pengaturan silinder mesin akan mempelajari beragam konfigurasi yang dapat diadopsi mesin, menguraikan bagaimana pengaturan ini berdampak pada kinerja mesin, efisiensi, dan pengoperasian secara keseluruhan.
Susunan khas mesin mobil
Apakah sebuah mobil memiliki susunan mesin yang khas bergantung pada efisiensi ruang, distribusi bobot, dan performa. Yang paling umum adalah pengaturan mesin depan dan penggerak roda depan. Namun, mesin depan, penggerak roda belakang memberikan penanganan yang lebih baik namun berpotensi mengorbankan ruang interior. Tata letak mesin belakang kurang umum tetapi menawarkan manfaat unik, seperti peningkatan traksi dalam kondisi berkendara tertentu. Pilihan pengaturan tergantung pada tujuan penggunaan kendaraan dan prioritas desain.
1. Tata letak mesin segaris
Tata letak mesin inline mengatur silinder dalam garis lurus, satu demi satu. Konfigurasi ini sering terlihat di mesin empat silinder, dimana silinder ditempatkan dalam satu baris. Mesin inline lebih disukai karena desainnya yang sederhana, ukurannya yang ringkas, dan kinerja yang seimbang. Model representatifnya termasuk Honda Civic (mesin segaris empat silinder) dan BMW Seri 3 (mesin segaris empat silinder dan enam silinder).
Pro
- Desain sederhana dan komponen lebih sedikit
- Ukuran kompak dan efisiensi ruang
- Performa yang seimbang
Kekurangan
- Daya terbatas dibandingkan dengan konfigurasi lainnya
- Beberapa getaran karena pengaturan inline
- Tantangan dalam pengemasan, khususnya pada desain kendaraan tertentu
2. Tata letak mesin lurus
Tata letak mesin lurus, disebut juga mesin inline, terdiri dari silinder-silinder yang disusun dalam satu baris, seperti halnya tata letak mesin inline. Namun, mesin lurus biasanya memiliki lebih dari empat silinder, malah memiliki enam atau delapan silinder. Pengaturan ini memastikan keseimbangan yang sangat baik, pengoperasian yang lancar, dan penyaluran daya yang besar. Model representatif termasuk BMW Seri 5 dan Audi A8.
Pro
- Keseimbangan yang sangat baik dan kelancaran pengoperasian karena susunan silinder yang sejajar
- Penyaluran tenaga yang luar biasa, terutama pada konfigurasi enam atau delapan silinder, seperti yang terlihat pada BMW Seri 5 dan Audi A8
- Desain sederhana dan komponen lebih sedikit dibandingkan mesin multi silinder lainnya
Kekurangan
- Mungkin diperlukan ruang mesin yang lebih panjang untuk menampung lebih banyak silinder
- Beberapa model mungkin mengalami peningkatan getaran dibandingkan dengan tata letak mesin lainnya
- Terbatasnya ruang untuk aksesoris atau komponen tertentu karena penataannya yang lebih panjang
3. Tata letak mesin V
Mesin ini dicirikan oleh silinder yang disusun dalam dua tepian atau “vee” yang bersudut satu sama lain. Sudut spesifik antar tepian dapat bervariasi, dan varian yang populer mencakup mesin V6, V8, dan V12. Tata letak ini memungkinkan desain yang lebih ringkas, menyeimbangkan kinerja, dan pengoperasian yang lancar. Model perwakilannya termasuk Mercedes-Benz C-Class (mesin V6), Chevrolet Corvette (mesin V8), dan Aston Martin DB11 (mesin V12).
Pro
- Desain ringkas dan mudah dipasang ke ruang mesin
- Keseimbangan bawaan untuk pengoperasian mesin yang lebih lancar
- Menawarkan output daya dan fleksibilitas yang luar biasa
Kekurangan
- Meningkatnya kompleksitas dalam manufaktur dan pemeliharaan
- Efisiensi bahan bakar sedikit lebih rendah dalam beberapa kasus
- Biaya produksi lebih tinggi karena meningkatnya kompleksitas
4. Tata letak mesin datar
Tata letak mesin datar, juga dikenal sebagai mesin berlawanan horizontal, menampilkan silinder yang diposisikan secara horizontal di kedua sisi poros engkol. Konfigurasi unik ini menghasilkan pusat gravitasi yang rendah, sehingga meningkatkan stabilitas dan pengendalian. Datar mesin sering digunakan pada kendaraan seperti mobil sport Porsche (misalnya Porsche 911 dengan mesin flat-six) dan mesin Subaru Boxer (misalnya Subaru Impreza dengan mesin flat-four), yang menunjukkan keunggulannya dalam hal performa dan pengendalian.
Pro
- Pusat gravitasi yang rendah membantu meningkatkan stabilitas dan penanganan
- Peningkatan performa dan kontrol, khususnya pada mobil sport seperti Porsche 911
- Desain kompak memungkinkan penggunaan ruang secara efisien, seperti yang terlihat pada Subaru Impreza
Kekurangan
- Berpotensi lebih rumit untuk diproduksi dan dipelihara
- Ruang terbatas untuk komponen tertentu karena desainnya yang ringkas
- Biaya produksi sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan tata letak lainnya
Berbagai pengaturan silinder mesin
Silinder adalah tempat bahan bakar dan udara bercampur, menyala, dan menghasilkan tenaga yang menggerakkan kendaraan. Jumlah dan susunan silinder dalam suatu mesin penting karena mempengaruhi kinerja mesin, seberapa besar tenaga yang dapat dihasilkan, seberapa efisiennya, dan bahkan tampilan dan kesesuaian mesin di dalam mobil. Setiap tata letak memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.
1. Mesin tiga silinder
Meningkatnya popularitas tiga silinder mesin mobil dapat dikaitkan dengan perpaduan yang seimbang antara kinerja dan efisiensi bahan bakar. Umumnya ditemukan pada mobil kompak dan bahkan beberapa model performa tinggi seperti Ford Fiesta (1.0L EcoBoost), Mini Cooper (1.5L Turbo), dan BMW i8 (hybrid), konfigurasi tiga silinder memberikan kompromi yang baik antara tenaga, efisiensi. , dan kekompakan.
Dengan peningkatan penghematan bahan bakar, mesin ini menghasilkan tenaga yang cukup untuk kebutuhan berkendara sehari-hari, menjadikannya pilihan menarik bagi mereka yang mencari kombinasi optimal antara kinerja dan efisiensi.
Pro
- Kombinasi yang seimbang antara tenaga dan efisiensi, memenuhi berbagai kebutuhan berkendara
- Mengurangi gesekan internal menghasilkan efisiensi bahan bakar dan penghematan biaya yang lebih baik
- Konstruksi yang lebih kecil dan ringan meningkatkan distribusi bobot dan penanganan, menjadikannya ideal untuk mobil kompak dan berkendara di perkotaan
Kekurangan
- Mungkin memiliki keluaran tenaga yang sedikit lebih rendah dibandingkan dengan mesin multi-silinder yang lebih besar
- Silinder yang lebih sedikit dapat menyebabkan getaran yang lebih nyata selama pengoperasian, meskipun masalah ini telah diminimalkan dalam desain modern
- Meskipun cocok untuk berkendara sehari-hari, namun mungkin tidak optimal untuk digunakan pada mobil sport berperforma tinggi atau kondisi yang menuntut
2. Mesin empat silinder
Mesin empat silinder populer karena keseimbangan harmonis antara tenaga, efisiensi bahan bakar, dan ukurannya yang ringkas. Mesin ini umumnya ditemukan di sedan, SUV, dan hatchback, yang menunjukkan keserbagunaannya.
Terkenal karena kepraktisan dan efisiensinya, mesin empat silinder menghasilkan tenaga yang cukup untuk perjalanan sehari-hari dengan tetap menjaga penghematan bahan bakar. Model yang representatif termasuk Honda Civic, yang dikenal karena keandalan dan efisiensi bahan bakarnya, Toyota Camry dengan berbagai pilihan mesin empat silindernya, dan Volkswagen Golf, yang dipuji karena sifatnya yang menyenangkan untuk dikendarai serta perpaduan yang baik antara performa dan penghematan bahan bakar.
Pro
- Keseimbangan harmonis antara tenaga, efisiensi bahan bakar, dan dimensi kompak
- Lazim di sedan, SUV, dan hatchback, melayani berbagai jenis kendaraan
- Tenaga yang memadai untuk perjalanan sehari-hari dan penghematan bahan bakar yang terpuji
Kekurangan
- Mungkin kekurangan tenaga dan kinerja dibandingkan mesin yang lebih besar, sehingga membatasi aplikasi kinerja tinggi
- Dalam beberapa kasus, tekanan tambahan pada mesin dapat mengakibatkan berkurangnya umur panjang
- Dalam skenario beban berat tertentu, mungkin menunjukkan penurunan torsi dibandingkan dengan mesin yang lebih besar dengan silinder lebih banyak
3. Mesin enam silinder
Mesin enam silinder dihormati karena kinerjanya yang andal dan kuat. Mereka ditemukan di berbagai kendaraan, termasuk sedan, SUV, dan mobil sport, memberikan keseimbangan antara tenaga dan efisiensi bahan bakar serta menawarkan pengalaman berkendara yang lebih baik. Model yang representatif termasuk BMW Seri 3, yang terkenal dengan dinamika berkendara yang sporty, Toyota Highlander, yang menawarkan pilihan SUV menengah yang mulus dan mumpuni, dan Ford Mustang, dengan mesin enam silinder bertenaga yang melayani para pecinta performa.
Pro
- Performa kuat dan tenaga lebih untuk berkendara penuh semangat
- Fleksibilitas dalam berbagai jenis kendaraan, termasuk sedan, SUV, dan mobil sport, dll.
- Pengoperasian yang lancar dengan berkurangnya getaran karena adanya silinder tambahan
Kekurangan
- Konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi, berpotensi menyebabkan biaya pengoperasian lebih tinggi
- Biaya lebih tinggi dibandingkan dengan pilihan mesin yang lebih kecil
- Efisiensi bahan bakar yang terbatas, terutama saat berkendara dalam kota yang bersifat stop-and-go
4. Mesin delapan silinder lebih
Mesin delapan silinder menawarkan tenaga yang luar biasa, menjadikannya populer di mobil berperforma tinggi, kendaraan mewah, dan truk. Mereka memberikan pengalaman berkendara yang mendebarkan dengan tenaga kuda dan torsi yang signifikan namun mengkonsumsi lebih banyak bahan bakar dan memiliki biaya produksi yang lebih tinggi. Model perwakilannya termasuk Lamborghini Aventador (V12), Mercedes-Benz S-Class (V8), dan Chevrolet Silverado (V8).
Pro
- Horsepower dan torsi tinggi untuk akselerasi dan performa mengesankan
- Populer di berbagai jenis kendaraan, seperti mobil sport, sedan mewah, dan truk
- Banyaknya silinder memberikan akselerasi dinamis dan kehadiran yang berwibawa
Kekurangan
- Penggunaan bahan bakar yang lebih banyak menyebabkan peningkatan biaya operasional
- Kompleksitas dan komponen tambahan mengakibatkan biaya produksi lebih tinggi
- Peningkatan konsumsi bahan bakar dan emisi mungkin mempunyai dampak lingkungan yang lebih besar
Kesimpulan
Setiap jenis konfigurasi mesin memiliki keunggulan unik yang disesuaikan dengan aplikasi kendaraan yang berbeda, mulai dari mesin dua silinder yang kompak dan efisien hingga mesin delapan silinder yang kuat dan bertenaga. Apakah Anda memprioritaskan efisiensi bahan bakar, performa tinggi, atau keseimbangan di antara keduanya, ada jenis mesin yang memenuhi kebutuhan spesifik Anda. Untuk lebih mendalami dunia mesin mobil, kunjungi Chovm.com dan jelajahi ribuan produk dan komponen otomotif.
