Mesin 4 silinder segaris itu apa sih?

Mesin 4 silinder segaris adalah mesin pembakaran dalam dengan keempat silindernya terpasang mendatar satu arah di dalam bak mesin. Silindernya bisa diletakkan mendatar atau miring terhadap poros mesin.

Mesin ini sangat umum dipakai pada mobil dengan kapasitas mesin kecil karena konstruksinya mudah. Meskipun demikian, tipe mesin seperti ini juga menimbulkan getaran, dan getarannya semakin parah ketika kapasitas dan kekuatan mesinnya bertambah. Oleh karena itu, mobil bertenaga tinggi menggunakan mesin yang lebih kompleks dan menggunakan lebih dari 4 silinder.

Belakangan ini, semua pabrikan mobil besar memproduksi mesin jenis ini. Mesin ini sendiri adalah jenis mesin paling populer, diikuti dengan V6. Sekitar tahun 2000-an, seiring dengan gencarnya pabrikan untuk membuat mobil ramah lingkungan, penggunaan mesin ini meningkat dari 30% pada tahun 2005 menjadi 47% tahun 2008.

Kapasitas Mesin dan Penggunaan Oleh Pabrikan Otomotif

Konfigurasi untuk mesin 4 silinder segaris sangat cocok dan umum dipakai sampai kapasitas 2.4L (2400 cc). Meskipun begitu, kadang pabrikan mobil masih memakainya sampai 2.7L (2700cc).

Mobil klasik dan antik biasanya masih memakai kapasitas lebih besar untuk mengejar keluaran tenaga dan torsi. Ford Model A misalnya, mempunyai mesin 4 silinder segaris dengan kapasitas 3.3L.

Untuk mesin dieselnya, biasanya digunakan sampai kapasitas 3.0L. Pabrikan Mitsubishi sendiri sampai saat ini masih memakai mesin 3.2L 4 silinder segarisnya di Pajero (dinamai Shogun/Montero di beberapa tempat), dan Tata Motors masih memakai mesin berkapasitas 3.0L diesel di Spacio dan Sumo Victa.

Toyota sendiri menggunakan mesin 4 silinder segaris di Seri Tipe B dari kapasitas 3.0L sampai 4.1L. Penggunaan terakhirnya ada di Toyota Mega Cruiser.

Untuk kapasitas yang sangat kecil dapat ditemukan di mobil kei (Kei cars) di Jepang. Subaru menggunakan mesin ini melalui Subaru EN series; kapasitasnya mulai dari 550 cc (sekarang 660 cc) dengan variable valve timing, DOHC dan supercharger yang bisa menghasilkan tenaga 65 PS (48 kW; 64 bhp).

Keseimbangan dan Kehalusan (Balance and smoothness)

Mesin 4 silinder segaris lebih halus daripada mesin dengan satu, dua, dan tiga silinder. Meskipun begitu, mesin ini bukanlah mesin dengan konfigurasi Keseimbangan mesin (Engine balance) yang terbaik.

Pembakaran dalam mesin 4 silinder segaris pada dasarnya sudah mencapai keseimbangan mesin yang baik karena pistonnya bergerak secara berpasangan. Ketika satu pasang piston bergerak ke atas, satu pasang piston lagi bergerak ke bawah. Meskipun begitu, percepatan dan perlambatan piston lebih besar di putaran atas Crankshaft daripada putaran di bawah, karena batang penghubungnya (connecting rod) tidak bisa memanjang, yang menyebabkan gerak menjadi tidak sinusoidal. Akibatnya adalah ketika 1 pasang piston sedang berakselerasi cepat ke 1 arah, 1 pasang piston lainnya berakselerasi lebih lambat dengan arah yang berlawanan. Ketidaksetimbangan ini menimbulkan getaran. Getaran ini masih bisa ditoleransi pada mesin berkapasitas kecil dan bertenaga kecil, tetapi getaran semakin parah seiring dengan bertambahnya kapasitas dan tenaga mesin.

Kebanyakan mesin 4 silinder segaris di bawah kapasitas 2.0L masih bisa menoleransi getaran ini. Untuk mobil dengan kapasitas di atas 2.0L, kebanyakan pabrikan sudah menggunakan poros pengimbang (balance shaft) untuk menghilangkan getaran ini. Dari sistem yang ditemukan oleh Dr. Frederick W. Lanchester tahun 1911 dan mulai dipopulerkan Mitsubishi Motors tahun 1970an, sebuah mesin 4 segaris menggunakan 2 balance shafts yang berotasi dengan arah yang berlawanan pada 2 kali kecepatan crankshaft untuk mengimbangi perbedaan kecepatan di piston.

Meskpun begitu, pada mobil-mobil lawas juga ditemukan adanya mesin berkapasitas lebih dari 2.0L tetapi tidak memakai balance shaft, seperti Citroën DS 23 yang berkapasitas 2.3L, Austin-Healey 100 1948 berkapasitas 2.7L, Ford Model A (1927) berkapasitas 3.3L, dan Mesin GM Iron Duke berkapsitas 2.5L yang banyak digunakan di mobil dan truk Amerika. Mesin-mesin ini masih menghasilkan tenaga kecil meskipun kapasitasnya cukup besar.

Mesin 4 silinder juga bermasalah dengan kehalusan mesinnya. Di mesin dengan silinder yang lebih banyak, tingkat kehalusannya bisa lebih baik. Oleh dari itu, biasanya mobil dengan enam atau 8 silinder dipakai di mobil-mobil mewah.