Wankel Engine

Mesin Wangkel atau disebut mesin rotary adalah mesin pembakaran dalam yang digerakan oleh tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran diubah menjadi gerakan berputar pada rotor yang menggerakan sumbu. Sejarah mesin rotary berawal pada tahun 1919, seorang pemuda Jerman bernama Felix Wangkel. Ia memimimpikam sebuah tipe mesin baru yang setengah turbin dan setengahnya lagi engine reciprocated. Mesin wangkel disebut mesin tanpa piston karena memakai rotor sebagai penggantinya. Rotor ini berputar dengan prinsip yang sama dengan piston sehingga mampu menghasilkan tenaga.

Prinsip kerja mesin rotary dan mesin 4 langkah piston tidak jauh berbeda, karena terdiri dari empat proses yaitu langkah hisap (intake), kompresi (compresion), pembakaran (combustion), dan pembuangan (exhaust). Yang berbeda adalah komponen penggeraknya, yaitu rotor berbentuk oval. Rotor ini membagi ruangan silinder menjadi 3 bagian.

Konstruksi mesin rotary lebih sederhana dibanding mesin piston. Komponen utama mesin rotary adalah roda gila, rotor belakang, rotor depan, bobot penyeimbang, dan poros eksentris. Antara ujung rotor dengan dinding silinder dilapisi dengan sil khusus yang disebut apex. Komponen inilah yang menjadi pembatas antara satu ruang silinder dengan yang lainnya. Bandingkan dengan model mesin 4 langkah piston yang memiliki banyak komponen seperti piston, ring piston, timing chain, gigi sproket, poros kem, katup, pelatuk katup, per katup dan lainnya. Itulah mengapa mesin rotary disebut mesin kompak dan bersuara halus.

Proses kerjanya secara sederhana adalah rotor segitiga bekerja memutari bagian rumah silinder. Rotor berputar dan menggerakan poros yang disebut poros eksentris. Semua komponen diletakan dengan pola yang sejajar. Berbeda dengan piston yang vertikal dan horisontal dalam menggerakan engkolnya.

Diawali dari langkah hisap yang memasukan bahan bakar ke dalam ruang silinder. Seiring dengan pergerakan rotor melewati intake port, volume dalam ruangan bertambah besar sehingga menarik masuk campuran udara dan bahan bakar. Setelah melewati intake port, ruangan tersebut ditutup oleh seal rotor (apex) dan langkah kompresi pun dimulai.

Rotor berputar 90 derajad melakukan kompresi, kemudian masuk ke masa pengapian busi, untuk melakukan proses pembakaran campuran udara dan bahan bakar. Dalam proses pembakaran, mesin rotary memakai 2 busi yang menyala secara berurutan. Ketika busi membakar campuran udara dan bahan bakar, maka terjadi tekanan besar yang mendorong rotor untuk terus bergerak.

Tekanan ini bergerak 90 derajad yang membuat ruangan pembakaran menjadi besar. Pembakaran terus berlangsung hingga mendorong rotor menuju ruangan pembuangan dan menciptakan tenaga. Puncaknya adalah rotor meninggalkan port exhaust atau lubang pembuangan. Karena rotor berbentuk segitiga maka dalam satu putaran rotor akan tercipta 3 kali prosedur pembakaran. Dampaknya tenaga mesin rotary lebih besar dibandingkan mesin piston 4 langkah. Sedangkan mesin piston 4 langkah dalam satu siklus kerjanya hanya menghasilkan satu tenaga.

Tentunya sebagai penemuan tekhnologi, mesin rotary memiliki beberapa kelemahan. Karena konstruksinya yang sederhana maka mesin rotary mengeluarkan banyak hidrokarbon yang tidak terbakar. Ini menyebabkan emisi gas buang mesin rotary cukup tinggi. Dan juga mesin ini boros bahan bakar.

Karena alasan itulah rata-rata pabrikan otomotif meninggalkan mesin ini. Satu-satunya pabrikan yang setia memakai tekhnologi rotary adalah Mazda. Mobil masal bermesin rotary pertama di dunia diluncurkan pada tahun 1967, dengan memakai 2 rotor penggerak, cosmo sport. Dengan volume ruang bakar 491 cc, mobil ini memiliki daya sebesar 110 hp. Tenaga ini setara dengan mesin piston 4 langkah berkapasitas 1.500 cc.

Untuk mengurangi emisi gas buang, Mazda mengembangkan tekhnologi REAPS (Rotary Engine Anti-Polution System) pada tahun 1973. Hingga tahun 2006, Mazda adalah satu-satunya pabrikan mobil yang memproduksi mesin rotary (contoh Mazda RX 8). Masalah emisi dan borosnya bahan bakar, diatasi dengan tekhnologi sistem injeksi bahan bakar yang dikendalikan elektronik. Tekhnologi DISC (Direct Injection Stratified Charge) menginjeksikan bahan bakar secara langsung ke lubang hisapnya. Model mesin terbaru adalah tekhnologi RENESIS (Rotary Engine Genesis) berkapasitas 1.300 cc yang menghasilkan tenaga 280 hp, dan mampu menghasilkan putaran yang tinggi mencapai 10.000 rpm dengan rasio kompresi 10:1. Hasilnya adalah mesin yang tidak kalah dengan dapur pacu mesin piston 4 langkah berkapasitas 3.000 cc.

Mesin rotary banyak digunakan pada berbagai kendaraan karena kompak dan bersuara halus. Misalnya Pesawat terbang, mobil barat, go kart, speed boat dll.