Mengenal Lebih Dekat Mesin Rotari

Mengenal Lebih Dekat Mesin Rotari – Dalam dunia otomotif dan teknik, kita terbiasa dengan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine – ICE) yang menggunakan gerakan naik turun piston untuk menghasilkan tenaga. Namun, ada sebuah desain revolusioner yang menawarkan pendekatan berbeda yaitu mesin rotari. Mesin rotari atau sering di sebut juga mesin Wankel, sesuai dengan nama penemunya, Felix Wankel. Alih-alih piston yang bergerak linear, mesin ini mengandalkan rotor segitiga yang berputar di dalam ruang bakar berbentuk epitrokhoidal.

Prinsip Dasar dan Cara Kerja

Inti dari mesin rotari terletak pada kesederhanaannya yang elegan. Berikut adalah komponen utama dan bagaimana siklus pembakaran terjadi:

1. Rotor Segitiga (Triangular Rotor): Komponen utama yang melakukan gerakan berputar di dalam ruang bakar. Setiap sisi rotor membentuk ruang bakar yang berbeda.
2. Rumah Rotor (Rotor Housing): Ruang berbentuk epitrokhoidal (mirip oval yang “tertekan”) di mana rotor berputar. Bentuk ini krusial untuk menciptakan ruang bakar yang berubah-ubah volumenya.
3. Poros Engkol Eksentrik (Eccentric Shaft): Rotor terhubung ke poros ini melalui roda gigi internal. Saat rotor berputar, ia menggerakkan poros engkol secara eksentrik, menghasilkan gerakan rotasi yang menjadi output tenaga.
4. Port Intake, Kompresi, Pembakaran, dan Buang: Tidak seperti mesin piston yang menggunakan katup, mesin rotari mengandalkan gerakan rotor untuk membuka dan menutup port-port ini pada waktu yang tepat.

Siklus pembakaran dalam mesin rotari terjadi dalam tiga ruang bakar yang berbeda yang terbentuk oleh sisi-sisi rotor dan dinding rumah rotor. Dalam satu putaran rotor, terjadi tiga siklus pembakaran secara simultan:

1. Intake (Pemasukan): Saat salah satu sisi rotor melewati port intake, campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam ruang bakar yang membesar.
2. Kompresi: Saat rotor terus berputar, ruang bakar mengecil, mengkompresi campuran bahan bakar dan udara.
3. Pembakaran: Busi yang terletak di rumah rotor memicu pembakaran campuran yang terkompresi. Ekspansi gas hasil pembakaran mendorong rotor untuk terus berputar.
4. Buang (Exhaust): Saat rotor bergerak lebih lanjut, ruang bakar yang membesar mendorong gas sisa pembakaran keluar melalui port buang.

Baca juga: Mengenal Lebih Dekat Motor Diesel

Keunggulan Mesin Rotari

Desain unik mesin rotari menawarkan beberapa keunggulan di bandingkan mesin piston tradisional:

• Ukuran dan Berat yang Lebih Kecil: Dengan lebih sedikit komponen bergerak, mesin rotari cenderung lebih ringkas dan ringan untuk output tenaga yang sama.
• Getaran Lebih Halus: Gerakan rotasi yang mulus menghasilkan getaran yang jauh lebih sedikit di bandingkan gerakan reciprocating piston.
• Tenaga yang Lebih Tinggi per Liter: Dengan tiga siklus pembakaran per putaran rotor, mesin rotari secara teoritis dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk ukuran yang sama.
• Putaran Mesin Tinggi: Desainnya memungkinkan mesin rotari untuk mencapai putaran mesin (RPM) yang sangat tinggi.
• Sederhana dalam Desain: Jumlah komponen bergerak yang lebih sedikit berpotensi mengurangi risiko kerusakan dan mempermudah perawatan (meskipun pada praktiknya ada tantangan tersendiri).

Tantangan dan Keterbatasan Mesin Rotari

Meskipun memiliki keunggulan menarik, mesin rotari juga menghadapi beberapa tantangan signifikan yang membatasi adopsinya secara luas:

• Konsumsi Bahan Bakar dan Oli: Mesin rotari cenderung memiliki konsumsi bahan bakar dan oli yang lebih tinggi di bandingkan mesin piston dengan tenaga setara. Hal ini di sebabkan oleh desain ruang bakar dan kebutuhan pelumasan pada apex seals.
• Emisi Gas Buang: Mencapai standar emisi yang ketat menjadi tantangan tersendiri bagi mesin rotari.
• Apex Seals: Ini adalah segel di ujung setiap sisi rotor yang berfungsi menjaga kerapatan ruang bakar. Keausan apex seals menjadi isu klasik pada mesin rotari dan dapat menyebabkan penurunan performa dan kebocoran kompresi.
• Efisiensi Termal: Efisiensi termal mesin rotari umumnya lebih rendah di bandingkan mesin piston, yang berarti lebih banyak energi panas yang terbuang.
• Kurangnya Keahlian Perawatan: Tidak banyak mekanik yang memiliki keahlian khusus untuk merawat dan memperbaiki mesin rotari.

Baca juga: Mengenal Lebih Dekat Motor Bakar 2 Tak

Aplikasi Mesin Rotari

Meskipun memiliki keterbatasan, mesin rotari telah menemukan tempatnya dalam berbagai aplikasi, terutama di masa lalu:

• Otomotif: Mazda menjadi pionir dan produsen paling terkenal yang menggunakan mesin rotari pada berbagai model ikoniknya, seperti seri RX (RX-7 dan RX-8). Keunggulan ukuran ringkas dan tenaga tinggi sangat menarik untuk mobil sport.
• Penerbangan: Beberapa desain pesawat kecil dan eksperimental menggunakan mesin rotari karena rasio daya terhadap beratnya yang baik.
• Kendaraan Balap: Mesin rotari telah meraih kesuksesan dalam berbagai ajang balap karena potensi tenaganya yang besar.
• Aplikasi Industri dan Rekreasi: Mesin rotari juga pernah digunakan pada generator, pompa air, dan bahkan skuter salju.

Masa Depan Mesin Rotari

Meskipun sempat meredup popularitasnya karena isu efisiensi dan emisi, Mazda baru-baru ini kembali menghadirkan teknologi mesin rotari sebagai range extender pada mobil listrik MX-30 R-EV. Dalam konfigurasi ini, mesin rotari yang ringkas dan ringan digunakan untuk mengisi daya baterai, bukan menggerakkan roda secara langsung. Langkah ini menunjukkan bahwa potensi unik mesin rotari masih dapat di eksplorasi dalam konteks teknologi otomotif modern.

Kesimpulan

Mesin rotari adalah sebuah inovasi teknik yang menarik dan unik. Dengan desain yang revolusioner, ia menawarkan keunggulan dalam hal ukuran, berat, dan kehalusan getaran. Meskipun menghadapi tantangan dalam hal efisiensi dan emisi, sejarah telah mencatat kontribusi signifikan mesin rotari dalam dunia otomotif dan teknik. Kembalinya teknologi ini sebagai range extender memberikan harapan baru bagi masa depannya, menunjukkan bahwa ide-ide brilian seringkali menemukan jalannya dalam evolusi teknologi.