Kepala Silinder Pada Engine

Kepala silinder adalah salah satu komponen utama dalam mesin pembakaran dalam (internal combustion engine). Ini adalah bagian terpenting dari mesin yang berfungsi untuk menutupi bagian atas ruang bakar dan membentuk kompresi dengan piston di dalam silinder. Kepala silinder biasanya terbuat dari bahan logam, seperti besi tuang atau aluminium, dan dipasang di atas blok silinder mesin.

Beberapa fungsi utama kepala silinder adalah sebagai berikut:

Tempat pembakaran: Kepala silinder berisi ruang bakar tempat bahan bakar diinjeksikan atau dibakar oleh busi (pada mesin bensin) atau oleh tekanan dan suhu tinggi (pada mesin diesel).
Katup masuk dan buang: Kepala silinder berisi saluran atau jalur untuk katup masuk dan katup buang. Katup masuk memungkinkan campuran udara-bahan bakar masuk ke dalam ruang bakar, sementara katup buang mengeluarkan gas buang setelah pembakaran.
Kompresi: Kepala silinder membantu membentuk ruang bakar yang tertutup, yang memungkinkan kompresi udara-bahan bakar sebelum pembakaran. Kompresi ini penting untuk meningkatkan efisiensi mesin.
Distribusi udara dan bahan bakar: Kepala silinder juga memiliki saluran dan port untuk mendistribusikan udara dan bahan bakar ke ruang bakar, memastikan campuran yang tepat untuk pembakaran yang efisien.
Sistem pendingin: Kepala silinder sering memiliki saluran untuk sirkulasi cairan pendingin, seperti air atau campuran air dan coolant, yang membantu menjaga suhu mesin tetap dalam kisaran yang aman.
Ruang untuk komponen lain: Kepala silinder dapat memiliki bagian lain yang terpasang padanya, seperti gasket kepala silinder untuk mencegah kebocoran, sensor untuk mengawasi kondisi mesin, dan busi atau penyala pada mesin bensin.

Kepala silinder menjadi bagian penting karena pada saat-saat pembakaran, suhu dan tekanan yang sangat tinggi terjadi di dalamnya. Oleh karena itu, kepala silinder harus dibangun dengan bahan yang tahan terhadap panas dan tekanan, serta presisi yang tinggi untuk memastikan segel sempurna dengan blok silinder dan performa mesin yang optimal.

Karena berbagai tuntutan ini, kepala silinder sering menjadi bagian yang penting untuk dikembangkan dan dimodifikasi agar sesuai dengan kebutuhan mesin dan performa yang diinginkan.

Kepala silinder adalah bagian mesin yang terletak di bagian paling atas mekanisme engine . Fungsi kepala silinder, antara lain sebagai tempat dudukan mekanisme katup, ruang bakar dan juga sebagai tutup silinder (ruang bakar) pada blok silinder.

Salah satu syarat utama kepala silinder ialah harus tahan terhadap tekanan dan temperatur yang tinggi selama mesin bekerja, oleh sebab itu umum-nya kepala silinder terbuat dari bahan besi tuang (besi cor), namun akhir-akhir ini benyak kepala silinder terbuat dari paduan aluminium. Bahan ini memiliki kemampuan pendinginan lebih besar dibandingkan dengan yang terbuat dari besi tuang.

Pada kepala silinder terdapat saluran campuran bahan bakar dan udara atau katup masuk , saluran buang gas sisa pembakaran atau katup buang, lengan pengungkit dan porosnya dan juga terdapat lubang/dudukan tempat busi (pada engine bensin). Bersama ruang silinder pada blok silinder, kepala silinder membentuk ruang bakar/kompresi (combustion chamber) yang sangat mempengaruhi hasil kerja mesin.

Pada kepala silinder juga dilengkapi dengan mantel pendingin yang di aliri air pendingin (water jacket), mantel pendingin tersebut berfungsi sebagai media pembuang panas berlebih pada elemen engine agar kerja engine tetap pada keadaan optimal. Kontruksi kepala silinder dapat dibedakan berdasarkan dari jenis penggunaan-nya, langkah kerja, bentuk ruang bakar, penempatan katup, dari tipe/jenis pendingin yang digunakan dan faktor lain-nya.

1) Penggunaan kepala silinder pada mesin 2 langkah (mesin 2 tak)

Pada mesin 2 tak dengan tipe pendingin udara, digunakan sirip-sirip dibagian luar yang berfungsi menyerap panas mesin dan membuangnya ke udara bebas. Kontruksi ini paling sederhana karena didalam engine 2 tak, tidak terdapat mekanisme katup.

2) Penggunaan kepala silinder pada mesin 4 langkah (mesin 4 tak)

Pada mesin 4 tak terdapat ekternal intake manifold dan exhause manifold, mekanisme katub (valve mekanisme), dudukan busi dan lainnya. Dengan pendingin Air (water coolant) terdapat saluran air pendirngin (water jacket) sebagai lahan bersirkulasinya air pendingan yang menyerap panas dari kerja engine. Disamping itu terdapat tutup kepala silinder yang berfungsi sebagai pelindung mekanisme katup agar mudah dalam proses penyetelan celah katup.

Penggunaan Kepala Silinder

Kepala silinder digunakan dalam mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) untuk beberapa fungsi utama yang telah dijelaskan sebelumnya. Berikut ini adalah beberapa penggunaan utama kepala silinder dalam mesin:

a. Pembentukan Ruang Bakar

Kepala silinder membentuk ruang bakar di atas piston dalam silinder. Ruang bakar ini penting karena di sinilah proses pembakaran bahan bakar terjadi. Ruang bakar harus dirancang dengan cermat untuk mencapai efisiensi pembakaran yang tinggi dan mengoptimalkan kinerja mesin.

b. Penutup Silinder

Kepala silinder berfungsi sebagai penutup untuk bagian atas silinder yang memuat piston. Ketika piston bergerak ke atas dalam langkah kompresi, kepala silinder menjadi bagian atas ruang bakar yang tertutup.

c. Penyekat

Kepala silinder berfungsi sebagai penyekat yang mencegah gas hasil pembakaran dan tekanan dari melarikan diri ke bawah dan keluar dari mesin. Ini penting untuk menjaga efisiensi dan meningkatkan daya dorong atau tenaga mesin.

d. Katup dan Sistem Pembuangan

Kepala silinder memuat katup masuk dan buang yang mengontrol aliran udara dan gas buang ke dan dari ruang bakar. Katup masuk membuka saat langkah hisap, memungkinkan campuran udara-bahan bakar masuk ke dalam ruang bakar. Katup buang membuka saat langkah buang, memungkinkan gas buang yang dihasilkan selama pembakaran keluar dari mesin.

e. Sistem Pendingin

Kepala silinder sering memiliki saluran untuk sirkulasi cairan pendingin, seperti air atau campuran air dan coolant. Sistem pendingin ini membantu menjaga suhu kepala silinder dan bagian-bagian mesin lainnya agar tetap dalam kisaran suhu yang aman, mencegah overheating dan kerusakan.

f. Distribusi Udara dan Bahan Bakar

Kepala silinder memiliki saluran dan port untuk mendistribusikan udara dan bahan bakar ke ruang bakar. Distribusi yang tepat dari campuran udara-bahan bakar penting untuk mencapai pembakaran yang efisien dan daya mesin yang optimal.

Penggunaan kepala silinder ini berlaku untuk berbagai jenis mesin pembakaran dalam, termasuk mesin bensin (spark ignition engine) dan mesin diesel (compression ignition engine). Kepala silinder merupakan salah satu komponen yang kritis dalam mesin, karena mempengaruhi kinerja, efisiensi, dan daya tahan mesin secara keseluruhan.

Pengembangan dan perbaikan pada desain dan material kepala silinder telah berkontribusi pada peningkatan efisiensi dan performa mesin secara signifikan selama bertahun-tahun.