Dalam rekayasa mesin pembakaran internal, konfigurasi silinder segaris (Inline)—terutama I4 (empat silinder segaris) dan I6 (enam silinder segaris)—telah lama dihormati karena kesederhanaan desain dan, yang paling penting, keunggulannya dalam menanggulangi vibrasi. Kebutuhan untuk Mengukur Getaran dan meminimalkannya adalah kunci performa, daya tahan, dan kenyamanan sebuah mesin. Mengukur Getaran pada mesin silinder segaris mengungkapkan bahwa, terutama pada enam silinder, konfigurasi ini mencapai keseimbangan yang hampir sempurna tanpa memerlukan komponen peredam yang rumit. Keunggulan struktural ini membuat mesin silinder segaris menjadi tolok ukur dalam hal kehalusan operasional, yang menjadi fokus saat Mengukur Getaran di lingkungan laboratorium.
Keseimbangan Inersia pada Inline-6 (I6)
Mesin enam silinder segaris (I6) secara luas dianggap sebagai konfigurasi mesin yang paling seimbang secara alami di luar mesin V12 atau boxer flat-6. Keunggulan ini terletak pada bagaimana piston saling mengimbangi dalam satu garis.
- Penghilangan Gaya Inersia Sekunder: Gerakan piston dalam mesin I6 dirancang sedemikian rupa sehingga piston bergerak berpasangan dan berlawanan arah. Piston di crankshaft diposisikan dengan offset 120 derajat. Dalam siklus $720^\circ$ penuh, gerakan piston 1 dan 6 meniadakan gaya inersia yang dihasilkan oleh piston 2 dan 5, dan gerakan piston 3 dan 4. Hasilnya, I6 secara alami meniadakan semua gaya inersia primer dan sekunder yang menjadi sumber getaran utama pada mesin konvensional lainnya.
- Tidak Ada Balancer Shaft: Karena keseimbangan inersia yang sempurna ini, mesin I6 tidak memerlukan balancer shaft (poros penyeimbang) yang rumit. Komponen tambahan seperti balancer shaft menambah gesekan mekanis, kompleksitas, dan biaya produksi. Mesin I6, seperti yang digunakan oleh pabrikan premium seperti BMW atau Jaguar di era tertentu, dapat beroperasi pada RPM tinggi dengan kehalusan luar biasa karena kesederhanaan desain ini.
Tantangan dan Solusi pada Inline-4 (I4)
Meskipun I6 sempurna, mesin empat silinder segaris (I4), yang paling umum, menghadapi tantangan yang berbeda saat Mengukur Getaran.
- Gaya Inersia Sekunder: Mesin I4 memiliki keseimbangan primer yang baik tetapi secara inheren tidak seimbang secara sekunder. Gaya inersia sekunder ini terjadi dua kali lipat frekuensi putaran crankshaft dan menyebabkan getaran vertikal yang nyata.
- Balancer Shaft Wajib: Untuk mengatasi masalah ini, produsen mobil modern (terutama pada mesin I4 berkapasitas besar di atas $2.0L$) wajib memasang satu atau dua balancer shaft yang berputar berlawanan arah dua kali lebih cepat daripada crankshaft. Sebagai contoh, pada mobil mid-size sedan keluaran 2024, balancer shaft diposisikan rendah di oil sump dan disetel untuk membatalkan vibrasi ini. Meskipun menambahkan sedikit kompleksitas, solusi ini efektif meniru kehalusan I6.
Keunggulan konfigurasi segaris adalah kesederhanaan dan kemudahan pemeliharaan (ease of maintenance) dibandingkan mesin V-konfigurasi, terutama karena kepala silinder (tempat camshaft berada) dapat diakses dengan mudah di atas mesin. Struktur ini juga berkontribusi pada efisiensi termal yang baik.