Pengertian Dan Cara Kerja Mekanisme Kepala Silinder

Pengertian Dan Cara Kerja Mekanisme Kepala Silinder - Dalam mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) terjadi konversi energi dari panas ke gerak melalui proses pembakaran. Pembakaran ini terjadi didalam mesin, tepatnya diatas piston. Sementara piston bekerja didalam blok silinder. Namun, sebenarnya pembakaran ini tidak terjadi didalam blok silinder. Hal ini karena komponen blok silinder hanya berbentuk kotak dengan rongga berbentuk silinder. Rongga tersebut digunakan sebagai lintasan piston untuk bergerak naik turun.

Agar pembakaran dapat terjadi maka sisi permukaan atas blok silinder perlu ditutup. Dan yang bertugas sebagai penutup ini adalah kepala silinder. Selain sebagai penutup blok silinder, kepala silinder juga masih memiliki fungsi yang lain dan ternyata ada beberapa jenis kepala silinder yang banyak dipakai pada mesin. 

Pengertian Kepala Silinder

Head cylinder / Kepala silinder adalah komponen penutup blok silinder yang bertugas menutup rongga silinder, dimana ruang yang ditutup tersebut adalah ruang pembakaran. Sehingga, dengan adanya penutup ini maka pembakaran bisa terjadi.

Apabila blok silinder disebut sebagai base engine part atau komponen basic mesin, maka kepala silinder disebut second base karena komponen ini juga menjadi basis beberapa komponen yang ada pada mesin bagian atas.

Kepala silinder, awalnya terbuat dari baja tuang yang dibuat melalui teknik cor sama seperti blok silinder. Namun, hal itu memiliki kelemahan. Yakni bobotnya yang terlalu besar, bobot besar tersebut secara keseluruhan akan membebani kinerja mesin itu sendiri.

Sehingga, pembuatan kepala silinder terbaru sudah menggunakan paduan aluminium. Kalau anda lihat, komponen kepala silinder pada mobil-mobil baru umumnya berwarna silver. Ini dikarenakan bahan penyusunnya sudah dicampur dengan aluminium.

Aluminium head cylinder ini, memiliki kelebihan pada bobot yang ringan namun tetap kuat. Sehingga tidak membebani kinerja mesin dan mampu menahan pembakaran mesin.

Cara Kerja Kepala Silinder

Kepala silinder merupakan static part, artinya komponen ini bersifat statis atau tidak bergerak. Karena fungsinya memang hanya sebagai penutup bagian atas blok silinder. Jadi setelah kepala silinder terpasang diatas blok silinder, maka pembakaran didalam mesin bisa terjadi.

Sehingga bisa dikatakan, tidak ada mekanisme pada kepala silinder. Yang ada, hanya mekanisme komponen didalam kepala silinder. Seperti mekanisme katup OHC.

Fungsi Kepala Silinder

1. Tempat Pembakaran Mesin. Fungsi kepala silinder yang pertama adalah menjadi tempat pembakaran mesin. Di dalam kepala silinder memang terdapat ruang bakar untuk meledakkan campuran udara serta bahan bakar sehingga mesin bisa berjalan. Sebenarnya ada beragam bentuk ruang bakar di dalam kepala silinder. Ada model wedge (segitiga siku-siku), pentroof (segitiga sama kaki), dan hemispheric (parabola).
2. Tempat Pemasangan Busi. Busi merupakan salah satu komponen kepala silinder di mesin mobil. Tanpa adanya busi, maka tidak akan ada api untuk melakukan proses pembakaran di ruang bakar. Jika begitu adanya, maka mesin tidak akan bisa menghasilkan tenaga sehingga mobil akan diam di tempat. Biasanya posisi busi sebagai pemantik api langsung ada di dalam ruang bakar.
3. Tempat Oli Pelumas Bekerja. Di dalam kepala silinder terdapat barisan saluran oli untuk mengalirkan cairan ini ke pompa. Dengan begitu maka komponen-komponen katup yang ada di kepala silinder bisa terlumasi dengan baik. Proses gesekan pun menjadi lebih terminimalisir dan juga lancar. Sebenarnya saluran oli yang ada juga terhubung dengan yang lainnya di dalam silinder blok mesin. 
4. Tempat Air Pendingin Bersirkulasi. Mesin tidak boleh dalam kondisi panas dalam waktu yang lama karena bisa menjadi overheat. Inilah mengapa dalam kepala silinder ada tempat air pendingin bersirkulasi melalui water jacket. Suhu mesin biasanya naik proses pembakaran. Namun ketika ada air pendingin dengan water jacket, maka suhu akan berusaha distabilkan sehingga bisa dalam angka normal.
5. Tempat Kelengkapan Mekanisme Katup. Mekanisme katup menjadi bagian penting dari kepala silinder karena bertugas untuk mengatur kapan valve intake dan exhaust terbuka atau tertutup. Biasanya komponen yang ada di dalam mekanisme katup berbeda-beda. Semuanya tergantung dari model kepala silinder. Salah satunya adalah untuk DOHC (Double Over Head Cam) yang digunakan Toyota New Yaris. 
6. ​​​​Saluran Intake dan Exhaust. Fungsi kepala silinder (cylinder head) lainnya adalah menjadi tempat saluran intake dan exhaust. Saluran intake merupakan kanal masuk udara ke dalam ruang bakar yang diatur oleh valve intake. Sedangkan saluran exhaust adalah kanal pembuangan asap dari hasil sisa pembakaran yang diatur oleh valve exhaust. Dengan keberadaan keduanya, maka mesin akan tetap bersih serta terhindar dari hal-hal yang mengganggu.

Komponen Didalam Kepala Silinder

Tiap jenis mesin tentu berbeda, tapi sebagai acuan pada mesin mobil 4 silinder OHC maka setidaknya akan ada komponen berikut didalam kepala silinder.

1. Ruang bakar, pada mesin bensin bentuk ruang bakar hanya berupa cekungan yang ada dipermukaan bawah kepala silinder. Cekungan ini akan dipaskan dengan permukaan atas piston, dengan kata lain saat akhir langkah kompresi gas bertekanan tinggi akan terkumpul pada cekungan ini.
2. Katup intake & exhaust, sebagai pintu keluar masuk material dari luar ke dalam ruang bakar.
3. Mekanisme katup OHC, merupakan mekanisme yang menentukan kapan katup intake terbuka dan kapan katup exhaust tertutup.
4. Busi, berfungsi sebagai pemicu pembakaran. Busi akan diletakan tepat pada titik tengah kepala silinder. Namun pada mesin diesel, keberadaan busi diganti injektor.
5. Lubang oli, lubang oli ini ada disela-sela kepala silinder. Fungsinya sebagai lanjutan jalur sirkulasi oli dari blok silinder.
6. Saluran air pendingin, saluran ini juga berfungsi sebagai jalur lanjutan sirkulasi air pendingin dari blok silinder untuk mendinginkan kepala silinder.
7. Intake manifold, merupakan pipa untuk mengalirkan udara bersih dari luar dan mencampur bensin kedalam udara dengan porsi yang ideal.
8. Exhaust manifold, merupakan pipa untuk mengalirkan gas sisa pembakaran ke knalpot.
9. Cover kepala silinder, merupakan tutup kepala silinder yang akan menutup bagian atas kepala silinder. Pada cover ini pula biasanya diletakan tutup oli yang digunakan untuk tempat pengisian oli mesin.