I. DASAR TEKNIK SEPEDA MOTOR
A. Komponen Utama Sepeda Motor
Sepeda motor terdiri dari beberapa komponen dasar. Bagaikan kita
manusia, kita terdiri atas beberapa bagian, antara lain bagian rangka,
pencernaan, pengatur siskulasi darah, panca indera dan lain sebagainya.
Maka sepeda motor pun juga seperti itu, ada bagian-bagian yang
membangunnya sehingga ia menjadi sebuah sepeda motor. Secara kelompok
besar maka komponen dasar sepeda motor terbagi atas :
1. Sistem Mesin
2. Sistem Kelistrikan
3. Rangka/Chassis
Masing-masing komponen dasar tersebut terbagi lagi menjadi beberapa
bagian pengelompokkan kearah penggunaan, perawatan dan pemeliharaan yang
lebih khusus yaitu :Sistem Mesin
Terdiri atas :
a. Sistem tenaga mesin
Sebagai sumber tenaga penggerak untuk berkendaraan, terdiri dari bagian :
- Mesin/engine – Sistem pembuangan
- Sistem bahan bakar – Sistem pendinginan
- Sistem pelumasan
b. Sistem transmisi penggerak
Merupakan rangkaian transmisi dan tenaga mesin ke roda belakang, berupa :
- Mekanisme kopling – Transmisi
- Mekanisme gear – Mekanisme starter
Sistem Kelistrikan
Mekanisme kelistrikan dipakai untuk menghasilkan daya pembakaran untuk
proses kerja mesin dan sinyal untuk menunjang keamanan berkendaraan.
Jadi semua komponen yang berhubungan langsung dengan energi listrik
dikelompokkan menjadi bagian kelistrikan.
Bagian kelistrikan terbagi menjadi :
- Kelompok pengapian
- Kelompok pengisian
- Kelompok beban
Rangka/Chassis
Terdiri dari beberapa komponen untuk menunjang agar sepeda motor dapat berjalan dan berbelok. Komponennya adalah :
- Rangka – Kelompok rem
- Kelompok kemudi - Tangki bahan bakar
- Kelompok suspensi – Tempat duduk
- Kelompok roda – Fender
B. Aplikasi Ilmu Fisika Dalam Teknik Sepeda Motor
Mempelajari sepeda motor juga memerlukan perhitungan fisika, beberapa
besaran ukuran dipakai di bidang ini. Perhitungan fisika diperlukan
untuk mengetahui : kapasitas mesin, volume silinder, perbandingan
kompresi, kecepatan piston, torsi, tenaga, korelasi antara mesin dan
kecepatan motor pada tiap posisi gigi dan daya dorong roda belakang dari
sepeda motor, dll.
Kapasitas Mesin
Kapasitas mesin ditunjukkan oleh volume yang terbentuk pada saat piston
bergerak keatas dari TMB (Titik Modar Bawah)/BDC (Bottom Dead Center) ke
TMA (Titik Modar Atas)/TDC (Top Dead Center), disebut juga sebagai
volume langkah. Volume langkah dihitung dalam satuan cc (cm3/cm cubic).
Rumus untuk menghitungnya adalah :
Contoh soal:
Brosur motor Suzuki Smash memuat data diameter silindernya 53,5 mm dengan langkah piston 48,8 mm, tentukan volume langkahnya.
Penyelesaian :
Diketahui : D = 53,5 mm
S = 48,8 mm
Phi = 3,14
Ditanya Volume langkah ?
Jawab :
Jadi volume langkah dari motor Suzuki Smash tersebut adalah 109, 7 cc
dibulatkan menjadi 110 cc.
Volume Ruang Bakar
Volume ruang bakar adalah volume dari ruangan yang terbentuk antara
kepala silinder dan kepala piston yang mencapai TMA. Dilambangkan dengan
Vc (Volume compressi)
Volume Silinder
Volume silinder adalah jumlah total dari pertambahan antara volume langkah dengan volume ruang bakar.
Rumusnya : Vs = Vl + Vc
Keterangan :
Vs= Volume silinder (cc)
Vl = Volume langkah (cc)
Vc= Volume ruang bakar (cc)
Perbandingan Kompresi
Perbandingan kompresi adalah perbandingan volume silinder dengan volume
kompresinya. Perbandingan kompresi berkaitan dengan volume langkah. Bila
dinyatakan dalam suatu rumus maka :
Besarnya perbandingan kompresi untuk sepeda motor jenis touring
berkisar antara 8 : 1 dan 9 : 1. Ini artinya selama langkah kompresi
muatan yang ada di atas piston dimampatkan 8 kali lipat dari volume
terakhirnya. Makin tinggi perbandingan kompresi, maka makin tinggi
tekanan dan temperatur akhir kompresi.
Efisiensi Bahan Bakar dan Efisiensi Panas
Nilai kalor (panas) bahan bakar perlu kita ketahui, agar neraca kalor
dari motor dapat dibuat. Efisiensi atau tidak kerjanya suatu motor,
ditinjau atas dasar nilai kalor bahan bakarnya. Nilai kalor mempunyai
hubungan dengan berat jenis. Pada umumnya makin tinggi berat jenis maka
makin rendah nilai kalornya. Pembakaran dapat berlangsung
dengan sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna.
Pembakaran yang kurang sempurna dapat berakibat :
1. Kerugian panas dalam motor menjadi besar, sehingga efisiensi motor
menjadi turun, usaha dari motor menjadi turun pula pada penggunaan bahan
bakar yang tetap.
2. Sisa pembakaran dapat menyebabkan pegas-pegas piston melekat pada
alurnya, sehingga ia tidak berfungsi lagi sebagai pegas torak.
3. Sisa pembakaran dapat pula melekat pada lubang pembuangan antara
katup dan dudukannya, terutama pada katup buang, sehingga katup tidak
dapat menutup dengan rapat.
4. Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara piston
dan dinding silinder, menghalangi pelumasan, sehingga piston dan
silinder mudah aus.
Efisiensi bahan bakar dan efisiensi panas sangat menentukan bagi
efisiensi motor itu sendiri. Masing-masing motor mempunyai efisiensi
yang berbeda.
Kecepatan Piston
Sewaktu mesin berputar, kecepatan Piston di TMA dan TMB adalah nol dan
pada bagian tengah lebih cepat, oleh karenanya kecepatan piston diambil
rata – rata.
Dengan rumus sbb :
V = Kecepatan Piston rata-rata
L = Langkah (m).
N = Putaran mesin (rpm).
Dari TMB, piston akan bergerak kembali keatas karena putaran poros
engkol, dengan demikian pada 2x gerakan piston, akan menghasilkan 1
putaran poros engkol, jika poros engkol membuat N putaran, maka piston
bergerak 2LN. Karena dinyatakan dalam detik maka dibagi 60.
Torsi
Torsi = gaya x jarak
Gaya tekan putar pada bagian yang berputar disebut Torsi, sepeda
motor digerakan oleh torsi dari crankshaft. Makin banyak jumlah gigi
pada roda gigi, makin besar torsi yang terjadi. Sehingga kecepatan
direduksi menjadi separuhnya.
Keadaan Didalam Mesin
Torsi Maksimum
Besarnya Torsi maksimum setiap sepeda motor berbeda-beda. Ketika sepeda
motor bekerja dengan torsi maximum, gaya gerak roda belakang juga
maximum. Semakin besar torsinya, semakin besar tenaga sepeda motor
tersebut. Besarnya torsi biasanya dicantumkan dalam data spesifikasi
teknik, buku pedoman servis atau dalam brosur pemasaran suatu produk
motor.
Tenaga (Horse Power)
Kerja rata-rata diukur berdasarkan tenaga akhir (Torsi dari crankshaft
menggerakan sepeda motor, tapi ini hanya gaya untuk menggerakan sepeda
motor dan kecepatan yang menggerakan sepeda motor tidak diperhitungkan. Tenaga adalah kecepatan yang menimbulkan kerja).
Performance Curves (Diagram Kemampuan Mesin)
Diagram Kemampuan mesin terdiri dari Engine performa diagram dan Ring performa. Engine performa diagram,
merupakan indikasi tenaga mesin, torsi, dan pemakaian bahan bakar yang
dilihat dari putaran mesin. Dengan kata lain pada “Run ring performance
curva diagram” diperlihatkan hubungan antara posisi Gear putaran mesin,
Tenaga roda belakang dan hambatan pada saat berjalan dari saat sepeda
motor berjalan. Dengan membaca performance curva, dapat dilihat
kemampuan dan kelebihan suatu sepeda motor.
Karakter Dari Mesin
Tenaga mesin dan kurva torsinya menggambarkan karakteristik mesin.
Ketika putaran mesin berada dalam range yang powernya maksimum dan kurva
torsinya lebar, dan terjadi pada putaran mesin yang rendah, mesin ini
bertipe mesin-mesin putaran rendah. dan sangat bertenaga pada putaran
menengah, singkatnya mesin ini cocok untuk kendaraan jalan raya. Dan
jika puncak kurva torsinya lebih sempit dan terjadi saat putaran yang
lebih tinggi, mesin ini bertipe mesin putaran tinggi dan sangat cocok
untuk mesin motor sport/balap. Secara umum, jika mesin dengan kurva
torsi yang lebih tinggi dan yang lebih rendahnya terjadi pada putaran
normal/midle mudah dalam penggunaannya. Sebaliknya, jika ada perbedaan
yang cukup besar torsinya dalam putaran mesinnya atau jika torsi max-nya
terjadi pada putaran tinggi, akan lebih sulit dalam
penggunaannya/pengoperasiannya. Contoh : dalam kurva torsi diatas,
saat YB 50 dan RZ 50 dibandingkan, YB 50 menunjukkan performa yg lebih
baik saat put. dibawah 6500 rpm & kurva itu bagus utk penggunaan
umum.
Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Konsumsi bahan bakar spesifik dan konsumsi bahan-bakar yang menunjukan
berapa banyak kilometer yang dapat ditempuh oleh motor dengan 1 liter
bensin. Dalam konsumsi bahan-bakar spesifik yang ditunjukkan adalah
berapa gram dari bahan-bakar yang digunakan HP(horse power)/jam secara
umum efisiensi mesin tertinggi (konsumsi bahan-bakar spesifik terendah)
terjadi dimana kurva power dan kurva torsinya sama-sama paling tinggi.
Diagram Performa Mesin Saat Berjalan
Garis vertikal menunjukan tenaga putaran pada roda belakang, hambatan,
beban putaran, putaran mesin (rpm) dan garis horisontal kecepatan motor
(km/jam) bersesuaian juga dengan posisi gigi transmisinya. Dari diagram
di bawah ini, dapat dilihat hubungan antara putaran mesin dan kecepatan
motor untuk tiap-tiap posisi gigi transmisi, antara putaran mesin dengan
daya putaran roda belakang. Daya putaran roda belakang adalah daya yang
dibutuhkan untuk menaiki tanjakan/daya tanjakan maksimum dan kecepatan
maksimum pada tiap-tiap posisi gigi.
Korelasi Antara Mesin dan Kecepatan Motor Pada Tiap Posisi Gigi
Korelasi ini bisa dikualifikasikan dengan mengetahui reduksi ratio tiap
giginya dan diameter roda belakang (diameter efektif ban/tire effective
diameter).
Jika
putaran mesin motor sekitar 400 rpm, kecepatan motor akan berkisar 10
km/h pada gigi 1, pada gigi 2 sekitar 17 km/h, pada gigi 3 sekitar 25
km/h dan pada gigi 4 sekitar 30 km/h. Jika putaran mesin ditambahkan
1000 rpm lagi menjadi 5000 rpm, tenaga dan torsi mesin juga meningkat,
yang memungkinkan motor dapat menanjak / mendaki dan menghasilkan tenaga
yang diperlukan. Kecepatan maksimum praktis mesin adalah kecepatan yang
dihasilkan ditiap posisi gigi. Pada motor YB 50 putaran mesin maksimum
7000 rpm. Kecepatan motor akan berkurang secara perlahan setelah
melewati putaran 7000 rpm yang mengindikasikan putaran maksimumnya.
Tetapi, ketika putaran mesin dinaikkan menjadi 8000 hingga 9000 rpm,
kecepatan motor juga menunjukkan peningkatan, tetapi daya dorong roda
belakang berkurang bertahap dan sebenarnya kecepatannya tidak meningkat
pada keadaan tersebut. Karena itu, pada pengetesan performa akselerasi
mesin, putaran mesin dinaikkan pada nilai maksimumnya 7000 rpm pada gigi
4. Menaikkan putaran mesin sampai daya dorong roda belakang berkurang
bertahap disebut “over revolution” dan dapat memperpendek umur mesin.
Pada tachometer terdapat daerah peringatan untuk overreving ini.
Daya Dorong Roda Belakang Dan Tahanan Pada Saat Berjalan
Daya dorong roda belakang sama dengan gaya tarik-menarik roda belakang.
Motor dapat maju kedepan, dengan adanya gaya tarik ini yang melawan gaya
tahanan pada saat berjalan.
Tahanan pada Saat Berjalan
Tahanan adalah total dari hambatan perputaran (hambatan geseknya pada
saat ban berputar pada permukaan jalan), hambatan udara (hambatan angin
pada saat motor berjalan) dan hambatan menanjak (pada saat mendaki).
Hambatan perputaran dihitung dari hambatan gesekan ban, berat motor. Hambatan angin adalah hambatan dari bagian depan motor, kecepatan motor. Hambatan menanjak adalah jumlah dari perhitungan sudut kemiringan jalan dan berat kotor dari motor.
Daya Dorong Roda Belakang
Daya dorong roda belakang adalah dari torsi mesin yang ditingkatkan
dengan reduksi giginya, gearbox dan gigi sproket. Yang menyebabkan motor
maju kedepan dan melawan gaya tahanan saat berjalan.
Hubungan antara daya dorong roda belakang dan gaya torsi
adalah:
Dari kurva diagram kurva tenaga, nilai T dihitung “u” (efficiency
transmission) tergantung pada posisi gigi, jenis kopling dan faktor
lainnya. Contohnya, pada motor YB 50, besarnya “u” adalah 93 % pada gigi
2, 87% pada gigi 3 dan 85% pada gigi 4. Dari rumus diatas diketahui
bahwa daya dorong roda belakang paling besar ketika torsi mesin
juga maksimal. Karena itu motor YB 50 mencapai tenaga maksimum daya
dorong. Seperti yang ditunjukkan gambar di atas, daya dorong roda
belakang dihitung dari torsi putaran crankshaft ditiap giginya dan
seluruh ratio deselerasinya. Pada gambar, batas antara garis miring
ditiap perubahan giginya (hubungan antara putaran mesin dan kecepatan
motor) sehingga putaran mesinnya pada saat tersebut membentuk garis
vertikal pada kurva daya dorong roda belakang ditiap putarannya. Pada
kurva berbentuk puncak seperti pada gambar, terlihat garis hambatan
jalannya. Kecepatan yang mungkin pada posisi giginya. Dan yang dibawah
kurvanya menunjukkan pengendaranya kurang enak, untuk posisi giginya.
Contoh, motor dapat menanjak pada gradien 15% pada gigi 3 tetapi tidak
dapat menanjak pada gradien lebih dari 25%. Jika diturunkan pada gigi
2, dapat menanjak dengan mudah karena gradien lebih dari 20% pada gigi 2
untuk garis hambatan jalannya. Daya dorong maksimumnya adalah 70 kg
saat putaran mesin 6000 rpm (dimana dihasilkan torsi maksimum) dan
kecepatannya 15km/h. Pada saat ini dapat menanjak pada gradien 50% (tan
0,5=26,5) atau disebut juga daya tanjak maksimum tetapi dalam
penggunaannya, daya tanjaknya ditentukan juga oleh jaraknya terhadap
tanjakkan motor dapat menanjak pada kemiringan yang lebih curam, secara
umum nilai gradien digunakan jika motor sudah berada pada kemiringannya.
Seperti yang terlihat pada katalog , dimana ditentukan juga dari berat
motor, koefisien friksi ban dan koefisien friksi jalan. Pada kasus YB50
nilainya =0,32, yaitu 18°. Ketika berjalan pada gigi 4, 30 km/H, daya
dorong roda belakangnya 17,4 kg, dengan hambatan jalannya pada jalan
rata 3,1 kg, selisih excess marginnya mempunyai daya dorong 14,3 kg.
Semakin besar excess marginnya semakin besar kemampuan akselerasi dan
kemampuan tanjaknya dan akselerasi sangat dipengaruhi oleh sudut
pembukaan gasnya. Perbatasan/pertemuan antara kurva hambatan jalan pada
jalan datar dengan kurva daya dorong pada top gear (gigi 4th pada YB50)
adalah kecepatan maksimum dari motor, pada YB50 sekitar 74km/h.
II. MESIN DAN KOMPONEN UTAMA SEPEDA MOTOR
Sepeda motor, seperti juga mobil dan pesawat tenaga lainnya, memerlukan
daya untuk bergerak, melawan hambatan udara, gesekan ban dan
hambatan-hambatan lainnya. Untuk memungkinkan sebuah sepeda motor yang
kita kendarai bergerak dan melaju di jalan raya, roda sepeda motor
tersebut harus mempunyai daya untuk bergerak dan untuk mengendarainya
diperlukan mesin. Mesin merupakan alat untuk membangkitkan tenaga, ia
disebut sebagai penggerak utama. Jadi mesin disini berfungsi merubah
energi panas dari ruang pembakaran ke energi mekanis dalam bentuk tenaga
putar. Tenaga atau daya untuk menggerakkan kendaraan tersebut diperoleh
dari panas hasil pembakaran bahan bakar. Jadi panas yang timbul karena
adanya pembakaran itulah yang dipergunakan untuk menggerakkan kendaraan,
dengan kata lain tekanan gas yang terbakar akan menimbulkan gerakan
putaran pada sumbu engkol dari mesin.
Komponen Utama Pada Mesin Sepeda Motor
Komponen utama pada mesin sepeda motor yaitu :
1. Kepala silinder (cylinder head)
2. Blok silinder mesin (cylinder block)
3. Bak engkol mesin (crankcase)
Jadi, tiga bagian utama tersebut merupakan tulang punggung bagi kendaraan bermotor roda dua.
Pada tahap pertama mempelajari mesin secara teori maupun praktek,
terlebih dahulu diperlukan pengetahuan tentang nama-nama, lokasi dan
fungsi dari komponen-komponennya.
1. Kepala Silinder (Cylinder Head)
Bagian paling atas dari kontruksi mesin sepeda motor adalah kepala
silinder. Kepala silinder berfungsi sebagai penutup lubang silinder pada
blok silinder dan tempat dudukan busi. Kepala silinder bertumpu pada
bagian atas blok silinder. Titik tumpunya disekat dengan gasket (paking)
untuk menjaga agar tidak terjadi kebocoran kompresi, disamping itu agar
permukaan metal kepala silinder dan permukaan bagian atas blok silinder
tidak rusak. Kepala silinder biasanya dibuat dari bahan Aluminium
campuran (Aluminium Alloy), supaya tahan karat juga tahan pada suhu
tinggi serta ringan. Biasanya bagian luar kontruksi kepala silinder
bersirip, ini untuk membantu melepaskan panas pada mesin berpendingin
udara.
Gambar di samping merupakan contoh konstruksi kepala silinder motor 4-tak.
2. Blok Silinder Mesin (Cylinder Block)
Silinder liner dan blok silinder merupakan 2 bagian yang melekat satu
sama lain. Daya sebuah motor biasanya dinyatakan oleh besarnya isi
silinder suatu motor. Silinder liner terpasang erat pada blok, dan
bahannya tidak sama. Silinder liner dibuat dari bahan yang tahan
terhadap gesekan dan panas, sedangkan blok dibuat dari besi tuang yang
tahan panas. Pada mulanya, ada yang merancang menjadi satu, sekarang
sudah jarang ada. Sekarang dibuat terpisah berarti silinder liner dapat
diganti bila keausannya sudah berlebihan. Bahannya dibuat dari besi
tuang kelabu. Untuk motor-motor yang ringan seperti pada sepeda motor
bahan ini dicampur dengan alumunium. Bahan blok dipilih agar memenuhi
syarat-syarat pemakaian yaitu : Tahan terhadap suhu yang tinggi, dapat
menghantarkan panas dengan baik, dan tahan terhadap gesekan.
Blok silinder merupakan tempat bergerak piston. Tempat piston berada
tepat di tengah blok silinder. Silinder liner piston ini dilapisi bahan
khusus agar tidak cepat aus akibat gesekan. Meskipun telah mendapat
pelumasan yang mencukupi tetapi keausan lubang silinder tetap tak dapat
dihindari. Karenanya dalam jangka waktu yang lama keausan tersebut pasti
terjadi. Keausan lubang silinder bisa saja terjadi secara tidak merata
sehingga dapat berupa keovalan atau ketirusan.
Gambar di samping merupakan contoh blok silinder (4-tak).
Masing-masing kerusakan tersebut harus diketahui untuk menentukan langkah perbaikannya.
Cara mengukur keausan silinder :
1. Lepaskan blok silinder
2. Lepaskan piston
3. Ukur diameter lubang silinder dengan ”dial indikator” bagian yang
diukur bagian atas, tengah dan bawah dari lubang silinder. Pengukuran
dilakukan dua kali pada posisi menyilang. 4. Hitung besarnya
keovalan dan ketirusan. Bandingkan dengan ketentuan pada buku manual
servisnya. Jika besarnya keovalan dan ketirusan melebihi batas-batas
yang diijinkan lubang silinder harus diover size. Tahapan over size
adalah 0,25 mm, 0,50 mm,
0,75 mm dan 1,00 mm. Over size pertama seharusnya 0,25 mm dengan keausan
di bawah 0,25 mm dan seterusnya. Jika silinder sudah tidak mungkin di
over size maka penyelesaiannya adalah dengan diganti pelapis
silindernya.
Kontruksi
luar blok silinder dibuat seperti sirip, ini untuk melepaskan panas
akibat kerja mesin. Dengan adanya sirip-sirip tersebut, akan terjadi
pendinginan terhadap mesin karena udara bisa mengalir diantara
sirip-sirip. Sirip juga memperluas bidang pendinginan, sehingga
penyerapan panas lebih besar dan suhu motor tidak terlampau tinggi dan
sesuai dengan temperatur kerja. Persyaratan silinder yang baik adalah
lubangnya bulat dan licin dari bawah ke atas, setiap dinding-dindingnya
tidak terdapat goresan yang biasanya timbul dari pegas ring, pistonnya
tidak longgar (tidak melebihi apa yang telah ditentukan), tidak retak
ataupun pecah-pecah.
Perbedaan kontruksi dan komponen kepala silinder dan blok silinder mesin
empat langkah dan mesin dua langkah ditunjukkan oleh tabel 1.
Ket. :
- Lubang silinder adalah ruang tempat piston bergerak.
- Lubang pengisian (inlet port) adalah saluran bahan bakar dari karburator menuju poros engkol dibawah piston.
- Lubang pembilasan (transfer port) adalah tempat masuk bahan bakar menuju ruang silinder di atas kepala piston.
- Lubang pembuangan (exhaust port) adalah lubang atau saluran untuk membuang gas sisa atau bekas pembakaran
Piston
Piston mempunyai bentuk seperti silinder. Bekerja dan bergerak secara
translasi (gerak bolak-balik) di dalam silinder. Piston merupakan sumbu
geser yang terpasang presisi di dalam sebuah silinder. Dengan tujuan,
baik untuk mengubah volume dari tabung, menekan fluida dalam silinder,
membuka-tutup jalur aliran atau pun kombinasi semua itu. Piston
terdorong sebagai akibat dari ekspansi tekanan sebagai hasil pembakaran.
Piston selalu menerima temperatur dan tekanan yang tinggi, bergerak
dengan kecepatan tinggi dan terus menerus. Gerakan langkah piston bisa
2400 kali atau lebih setiap menit. Jadi setiap detik piston bergerak 40
kali atau lebih di dalam silindernya. Temperatur yang diterima oleh
piston berbeda-beda dan pengaruh panas juga berbeda dari permukaan ke
permukaan lainnya. Sesungguhnya yang terjadi adalah pemuaian udara panas
sehingga tekanan tersebut mengandung tenaga yang sangat besar. Piston
bergerak dari TMA ke TMB sebagai gerak lurus. Selanjutnya, piston
kembali ke TMA membuang gas bekas. Gerakan turun naik piston ini
berlangsung sangat cepat melayani proses motor yang terdiri dari langkah
pengisian, kompresi, usaha dan pembuangan gas bekas.
Bagian atas piston pada mulanya dibuat rata. Namun, untuk
meningkatkan efisiensi motor, terutama pada mesin dua langkah, permukaan
piston dibuat cembung simetris dan cembung tetapi tidak simetris.
Bentuk permukaan yang cembung gunanya untuk menyempurnakan pembilasan
campuran udara bahan bakar. Sekaligus, permukaan atas piston juga
dirancang untuk melancarkan pembuangan gas sisa pembakaran. Piston
dibuat dari campuran aluminium karena bahan ini dianggap ringan tetapi
cukup memenuhi syarat-syarat :
1. Tahan terhadap temperatur tinggi.
2. Sanggup menahan tekanan yang bekerja padanya.
3. Mudah menghantarkan panas pada bagian sekitarnya.
4. Ringan dan kuat.
Piston
terdiri dari piston, ring piston dan batang piston. Setiap piston
dilengkapi lebih dari satu buah ring piston. Ring tersebut terpasang
longgar pada alur ring. Ring piston dibedakan atas dua macam yaitu :
1. Ring Kompresi, jumlahnya satu, atau dua dan untuk
motor-motor yang lebih besar lebih dari dua. Fungsinya untuk merapatkan
antara piston dengan dinding silinder sehingga tidak terjadi kebocoran
pada waktu kompresi.
2. Ring oli, dipasang pada deretan bagian bawah dan
bentuknya sedemikian rupa sehingga dengan mudah membawa minyak pelumas
untuk melumasi dinding silinder.
Ring piston mesin dua langkah sedikit berbeda dangan ring piston
mesin empat langkah. Ring piston mesin dua langkah biasanya hanya 2
buah, yang keduanya berfungsi sebagai ring kompresi. Pemasangan ring
piston dapat dilakukan tanpa alat bantu tetapi harus hati-hati karena
ring piston mudah patah. Kerusakan-kerusakan yang terjadi pada ring
piston dua langkah dapat berakibat :
1. Dinding silinder bagian dalam cepat aus
2. Mesin tidak stasioner
3. Suara mesin pincang
4. Tenaga mesin kurang
5. Mesin sulit dihidupkan
6. Kompresi mesin lemah
Pada motor dua langkah pemasangan ring piston harus tepat pada spi yang
terdapat pada alur ring piston. Spi pada ring piston harus masuk pada
lekukan di dalam alur pistonnya. Spi (pen) tersebut berfungsi untuk
mengunci ring piston agar tidak mudah bergeser ke kiri atau ke kanan.
Berbeda dengan ring piston mesin empat langkah di mana ring tidak
dikunci dengan spi. Bergesernya ring piston mesin empat langkah tidak
begitu berbahaya tetapi pada mesin dua langkah ring dapat menyangkut di
lubang bilas atau lubang buang sehingga ring dapat patah.
Sebelum piston dipasang ke dalam silinder, ring piston harus dipasang
terlebih dahulu. Pemasangan ring piston yang baik dan benar adalah
dengan memperhatikan tanda-tanda yang ada. Ring piston pertama harus
dipasang di bagian paling atas. Biasanya pada permukaan ring piston
sudah ada nomornya. Tulisan dan angka pada permukaan ring piston harus
ada di bagian atas atau dapat dibaca dari atas. Hal lain yang perlu
diperhatikan adalah penempatan sambungan ring pistonnya. Sambungan ring
piston (celah) tidak boleh segaris, artinya jika ada tiga ring piston
maka jarak antar sambungan ring piston harus sama yaitu 1200. Jika ada
dua ring piston jarak antar sambungannya adalah 1800. Di samping itu
sambungan ring piston tidak boleh segaris dengan pena pistonnya. Kesemua
ini untuk mencegah kebocoran kompresi. Untuk pemasangan ring piston
sepeda motor dua langkah, spi pada ring piston harus masuk pada lekukan
di dalam alur pistonnya. Ring piston dipasang pada piston untuk menyekat
gas diatas piston agar proses kompresi dan ekspansi dapat berlangsung
dengan sebaik-baiknya, karena saat proses tersebut ruang silinder di
atas piston harus betul-betul tertutup rapat, ring piston ini juga
membantu mendinginkan piston, dengan cara menyalurkan sejumlah panas
dari piston ke dinding silinder. Fungsi ring piston adalah untuk
mempertahankan kerapatan antara piston dengan dinding silinder agar
tidak ada kebocoran gas dari ruang bakar ke dalam bak mesin. Oleh karena
itu, ring piston harus mempunyai kepegasan yang yang kuat dalam
penekanan ke dinding silinder.
Piston bersama-sama dengan ring piston berfungsi sebagai berikut :
1. Mengisap dan mengkompresi muatan segar di dalam silinder
2. Mengubah tenaga gas (selama ekspansi) menjadi usaha mekanis
3. Menyekat hubungan gas di atas dan dan di bawah piston
Pada pemasangan piston kita mengenal adanya pena piston. Pena piston
berfungsi untuk mengikat piston terhadap batang piston. Selain itu, pena
piston juga berfungsi sebagai pemindah tenaga dari piston ke batang
piston agar gerak bolak-balik dari piston dapat diubah menjadi gerak
berputar pada poros engkol. Walaupun ringan bentuknya tetapi pena piston
dibuat dari bahan baja paduan yang bermutu tinggi agar tahan terhadap
beban yang sangat besar.
Bagian lain dari piston yaitu batang piston sering juga disebut dengan
setang piston, ia berfungsi menghubungkan piston dengan poros engkol.
Jadi batang piston meneruskan gerakan piston ke poros engkol. Dimana
gerak bolak-balik piston dalam ruang silinder diteruskan oleh batang
piston menjadi gerak putaran (rotary) pada poros engkol. Ini berarti
jika piston bergerak naik turun, poros engkol akan berputar. Ujung
sebelah atas di mana ada pena piston dinamakan ujung kecil batang piston
dan ujung bagian bawahnya disebut ujung besar. Di ujung kecil batang
piston ada yang dilengkapi dengan memakai bantalan peluru dan dilengkapi
lagi dengan logam perunggu atau bush boaring (namanya dalam istilah di
toko penjualan komponen kendaraan bermotor). Ujung besarnya dihubungkan
dengan penyeimbang poros engkol melalui king pin dan bantalan peluru.
Pada umumnya panjang batang penggerak kira-kira sebesar dua kali langkah
gerak torak. Batang piston dibuat dari bahan baja atau besi tuang.
Piston pada sepeda motor dibedakan menjadi dua macam yaitu piston untuk
sepeda motor empat langkah dan piston untuk sepeda motor dua langkah.
Secara umum kedua bentuk piston tersebut tidak sama. Piston sepeda motor
empat langkah mempunyai alur untuk ring oli sehingga jumlah alurnya
tiga buah atau lebih. Pada alur ring piston sepeda motor empat langkah
tidak ada Lekukan. Untuk lebih jelasnya kita lihat gambar piston dan
komponen lainnya dari mesin empat langkah berikut ini :
Gambar Komponen dari mesin empat langkah, DOHC piston engine. (E)
Exhaust camshaft, (I) Intake camshaft, (S) busi, (V) Valves (katup), (P)
Piston, (R) Coneccting rod, (C) Crankshaft, (W) selubung air untuk arus
pendingin.
Piston untuk sepeda motor dua langkah biasanya tidak mepunyai
alur untuk ring oli sehingga jumlah alur pada piston sepeda motor dua
langkah biasanya hanya dua. pada sisi piston di dalam alurnya terdapat
lekukan untuk menjamin agar ring piston tidak bergeser memutar setelah
dipasang. Piston dua langkah berlubang pada sisinya. Fungsi lubang
tersebut untuk mengalirkan gas baru ke dalam ruang engkol. Piston yang
digunakan untuk keperluan sepeda motor berbeda dengan yang digunakan
untuk kendaraan roda empat. Piston untuk sepeda motor mempunyai ukuran
khusus yang sudah ditentukan, ukuran piston disebut STD (standar)
merupakan ukuran yang pokok dari pabrik pembuatnya, merupakan ukuran
yang masih asli dan belum pernah mengalami perubahan. Jadi dilihat dari
ukurannya maka ada dua ukuran piston yaitu ukuran standard dan ukuran
piston over size. Piston standar digunakan pada silinder mesin standard
sedangkan piston over size digunakan pada silinder yang sudah over size.
Yang dimaksud dengan over size adalah perluasan diameter silinder.
Diperluasnya diameter silinder tersebut karena keausan dinding silinder.
Ukuran-ukuran piston untuk keperluan sepeda motor antara lain adalah :
- + STD = Piston yang masih asli/baru
- Ukuran + 0,25 mm = Piston over size 25
- Ukuran 0,25 mm
- Ukuran 0,50 mm
- Ukuran 0,75 mm
- Ukuran 1,0 mm
Pemasangan piston ke dalam silindernya harus memperhatikan tanda-tanda
yang ada. Tanda yang ada biasanya berupa anak panah. Anak panah tersebut
harus menghadap ke saluran buang (knalpot), jika pemasangan piston
terbalik maka akibatnya sangat fatal yaitu keausan yang terjadi antara
dinding silinder dengan sisi pistonnya menjadi sangat besar. Tanda lain
yang harus diperhatikan adalah apabila kita hendak mengganti piston,
jika pada permukaan kepala piston tertulis angka tertentu, angka
tersebut menunjukkan bahwa diameter silinder sepeda motor sudah
mengalami over size. Piston pengganti harus sesuai dengan ukuran
silindernya atau sama dengan piston yang diganti. Dalam perawatannya
piston perlu di servis, tahapan perlakuannnya adalah :
1. Piston dilepaskan dari dudukannya
2. Rendam piston dalam cairan pembersih bersama-sama dengan batang piston, lalu keringkan.
3. Bersihkan kotoran arang pada alur ring piston.
4. Amati alur ring piston kemungkinan aus. Keausan terbesar biasanya terjadi pada alur ring kompresi.
5. Periksa kebebasan alur ring piston dengan feeler gauge. Alur ring
piston dapat diperbaiki dengan memotong alur lebih besar dan memasang
ring baja di sisi atas.
6. Periksa apakah terjadi keretakan pada piston. Keretakan piston sekecil apapun harus diganti.
7. Lepas pen piston. Sebelum pen piston dilepas beri tanda sehingga mudah dipasang kembali seperti posisi semula.
8. Bila pen piston tipe apungan, lepas ring pengunci sehingga pen mudah
dikeluarkan. Hati-hati waktu melepas ring, jangan sampai rusak. Umumnya
mesin saat ini menggunakan pen yang dapat bergerak dalam piston dan
dipres pada batang piston.
9. Setelah pemeriksaan terhadap pen piston selesai pasang kembali seperti semula.
Karena kebebasan pen terhadap pistonnya sangat kecil yaitu antara
0,005 sampai 0,0127 mm untuk piston dari almunium maka perlu pemasangan
dengan teliti. Kebebasan pada batang piston yang menggunakan bantalan
sedikit lebar besar yaitu sekitar 0,0127 mm. Gerakan Langkah Piston
Untuk menjamin agar mesin tetap beroperasi, piston harus selalu
bergerak secara berkesinambungan, gerakan piston akan berhenti di TMA
(Titik Mati Atas) atau di TMB (Titik Mati Bawah). Kedua titik ini
disebut dead center. Ketika piston bergerak keatas, dari TMB ke TMA,
atau bergerak turun dari TMA ke TMB, satu kali gerak tunggal dari piston
dinamakan ”langkah”, jarak pergerakan piston ini diukur dengan satuan
mm. Untuk menghasilkan tenaga yang lebih, dilakukan penelitian terhadap
hubungan antara panjang langkah dengan ukuran diameter piston. Susunan
dari panjang langkah dan diameter piston ditunjukkan oleh gambar. Mesin
langkah pendek dapat membuat kecepatan lari lebih tinggi, dan
memungkinkan untuk tenaga lebih tinggi juga.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar