292. ‘Jantung’ Mobil dari Belanda

Penulis : Daniel Widya Suryanata
Tema : Fire
=========================================================================================================================================================

Siapa yang tidak mengenal mobil? Kendaraan roda empat ini memang kerap kali dijumpai di jalanan perkotaan yang padat maupun di pedesaan terpencil sekalipun. Bahkan di zaman yang serba efisien seperti sekarang ini, mobil seakan menjadi primadona bagi orang-orang yang tidak ingin kehilangan waktu berharga. Berkat dua orang bernama Gottlieb Daimler dan Carl Friedrich Benz, mobil dapat digunakan dengan nyaman seperti sekarang ini. Gottlieb Daimler menciptakan mobil pertamanya pada akhir tahun 1800-an dan mendirikan Daimler Motoren Gesellschaft. Berbeda dengan Carl Friedrich Benz yang mempelopori berdirinya perusahaan otomotif terkemuka dunia, Mercedes Benz. Walaupun keduanya berkewarganegaraan Jerman, ternyata apabila tidak ada sumbangsih dari Belanda, mobil yang ada sekarang ini pun belum tentu bisa berjalan. Penasaran sebabnya?

Bagi yang mengerti ataupun tertarik dengan dunia otomotif pasti sudah tidak asing lagi dengan kata ‘pembakaran internal’ yang menjadi prinsip dari mesin mobil. Mesin pembakaran internal bekerja dengan memanfaatkan tekanan udara dan ruang vakum yang menggerakkan piston secara berulang kali. Ada empat proses yang harus dilalui oleh mesin ini secara berulang-ulang agar dapat menggerakkan roda mobil:
1. Proses pertama adalah proses terdorongnya piston ke bawah saat mesin mengambil udara yang bercampur dengan bensin (Gambar 1 – Hisap).
2. Proses tersebut dan katup silinder piston yang tertutup menyebabkan munculnya proses kedua, yaitu piston bergerak naik karena munculnya ruang vakum sehingga gas terkompresi (Gambar 1 – Kompresi).
3. Pada proses ketiga, api dinyalakan untuk memicu pembakaran pada udara yang bercampur dengan bensin, yang menyebabkan tekanan dalam ruang bertambah dan menyebabkan piston bergerak ke bawah lagi (Gambar 1 – Ekspansi).
4. Katup pembuangan yang terbuka dan menyebabkan piston bergerak lagi ke atas melengkapi proses keempat sekaligus mempersiapkan mesin untuk melakukan siklus pembakaran berikutnya (Gambar 1 – Buang).

image001
Gambar 1. Mesin Pembakaran Dalam Modern (Sumber: http://otomotrip.com/langkah-kerja-piston-pada-mesin-4-tak.html)

Mesin pembakaran dalam yang menakjubkan tersebut ternyata ditemukan oleh dua orang berkewarganegaraan Italia yang bernama Barsanti dan Matteucci pada tahun 1851-1852. Lalu, dimana Belanda ambil andil dalam pembuatan mobil? Faktanya, apabila diperiksa secara lebih dalam, seorang penemu kenamaan Belanda, Christiaan Huygens, telah menemukan mesin yang serupa dengan mesin pembakaran dalam pada tahun 1678, yang diberi nama mesin bubuk mesiu (gunpowder engine). Sesuai namanya, mesin ini dijalankan dengan membakar bubuk mesiu alih-alih menggunakan bensin.

image002
Gambar 2. Christiaan Huygens (Sumber: http://www.famousscientists.org/christiaan-huygens/)

Berbeda dengan mesin pembakaran dalam modern, mesin bubuk mesiu Huygens meletakkan ruang pembakaran di bagian bawah. Sehingga apabila bubuk mesiu dibakar dan tekanan dalam ruang pembakaran cukup tinggi, piston akan bergerak naik. Selanjutnya, karena adanya ruang vakum di bagian bawah piston dan gaya gravitasi, piston akan kembali bergerak turun dan melengkapi satu siklus. Mesin yang dimodelkan oleh Huygens dalam karya ilmiahnya yang diberi nama ‘A New Motive Power by Means of Gunpowder and Air’ bahkan sanggup mengangkat tujuh atau delapan anak laki-laki dengan berat total 1.100 pound hanya dengan 1/16 ons bubuk mesiu.

image003
Gambar 3. Rancangan Mesin Bubuk Mesiu Huygens (Sumber: http://www.eoht.info/page/Gunpowder+engine)

image004
Gambar 4. Ilustrasi Mesin Bubuk Mesiu Untuk Mengangkat Anak-Anak (Sumber: http://www.eoht.info/page/Gunpowder+engine)

Mesin ciptaan Huygens dapat dibilang sangat inovatif pada zamannya. Pada masa itu, menggunakan tekanan yang dihasilkan dengan membakar bahan yang mudah terbakar di dalam suatu ruang, bukanlah sesuatu yang lumrah untuk dilakukan. Hampir seluruh pembakaran dilakukan di ruang terbuka yang menyebabkan udara panas bercampur dengan udara dingin sehingga tidak tercipta tekanan udara yang dapat dimanfaatkan. Kreatifitas tersebut dipadukan dengan konsep ruang vakum, yang menarik kembali piston, sehingga terciptalah suatu siklus yang menyebabkan piston dapat bergerak naik dan turun secara terus menerus dan menghasilkan energi.

Banyak temuan yang dianggap mendahului waktunya, dan hal ini benar adanya untuk mesin bubuk mesiu temuan Christiaan Huygens. Pada masa itu, sangat mungkin bahwa mesin yang ditemukan Huygens dianggap tidak ada gunanya. Namun, hampir dua abad setelah itu, barulah masyarakat luas merasakan betapa bergunanya konsep dari mesin bubuk mesiu. Tanpanya, belum tentu manusia sekarang ini bisa bepergian secara bebas dan cepat. Hal ini seharusnya menjadi sebuah cerita motivasi bagi para ilmuwan Indonesia, atau bahkan para ilmuwan di seluruh belahan dunia untuk terus berkreasi tanpa harus terlalu terbebani oleh komentar miring dari masyarakat.

Mobil telah menunjukkan kegigihan dari Jerman, Italia, dan Belanda. Apakah para ilmuwan muda Indonesia juga siap berkreasi dan berkolaborasi untuk menciptakan kendaraan masa depan?

Referensi
1. Daimler. (2011, Agustus 29). Benz & Cie. and Daimler-Motoren-Gessellschaft. Diakses pada 24 April 2014, dari: http://media.daimler.com/dcmedia/0-921-614822-1-1419009-1-0-0-0-0-0-11702-0-0-1-0-0-0-0-0.html.
2. Forrester, Rochelle. (2006). Internal Combustion Engine. Diakses pada 24 April 2014, dari: http://www.rochelleforrester.ac.nz/internal-combustion-engine.html.
3. Otomotrip.com. (2013, April 27). Langkah Kerja Piston Atau Cara Kerja Piston Mesin 4 Tak. Diakses pada 4 April 2015, dari http://otomotrip.com/langkah-kerja-piston-pada-mesin-4-tak.html.
4. EOHT. Gunpowder Engine. Diakses pada 25 April 2015, dari: http://www.eoht.info/page/Gunpowder+engine.