Mesin Piston (Piston Engine)

1. A.    DEFINISI PISTON ENGINE

Piston adalah komponen mesin yang membentuk ruang bakar bersama – sama dengan silinder blok dan silinder head. Piston jugalah yang melakukan gerakan naik turun untuk melakukan siklus kerja mesin, serta piston harus mampu meneruskan tenaga hasil pembakaran ke crankshaft. Jadi dapat kita lihat bahwa piston memiliki fungsi yang sangat penting dalam melakukan siklus kerja mesin dan dalam menghasilkan tenaga pembakaran. Untuknya maka piston harus memiliki syarat – syarat sebagai berikut:

• Ringan, agar mudah bagi mesin dalam mencapai putaran tinggi. Jika konstruksi piston terlalu berat , maka sulit bagi mesin untuk mencapai putaran tinggi, sehingga akselerasi sepeda motor atau mobil menjadi sangat lambat.. Atau bahasa mudahnya, sepeda motor atau mobil lambat untuk cepat mencapai kecepatan tinggi walau gas sudah ditarik.

• Tahan terhadap tekanan ledakan karena hasil pembakaran. Pada saat langkah usaha , bensin dan udara terbakar oleh percikan bunga api listrik dari busi. Hasil pembakaran ini akan menimbulkan ledakan dan tekanan yang sangat kuat di dalam ruang bakar, tak terkecuali piston menerima ledakan dan tekanan dari hasil pembakaran tersebut.. Karenanya selain piston harus ringan tapi piston juga harus kuat dalam menahan ledakan dan tekanan hasil pembakaran untuk diteruskan menggerakkan poros engkol.

• Tahan terhadap pemuaian. Pembakaran campuran bensin dan udara dalam ruang bakar akan menimbulkan panas, suhu di daerah ruang bakar akan naik sangat tinggi. Seperti telah kita ketahui bahwa dengan naiknya suhu , maka logam akan mengalami perubahan bentuk atau memuai. Piston yang terbuat dari logam – logam khusus pun akan mengalami pemuiaan yang tidak sedikit. Jika pemuaian yang dialami piston berlebihan maka akan membuat piston terkunci atau ngancing ke dinding silinder blok, sehingga piston akan berhenti bekerja naik turun dalam silinder , sehingga bisa dikatakan bahwa mesin telah mati dengan berhentinya piston dalam melakukan gerakan naik turun.

Dari sini kita dapat simpulkan bahwa dalam pembuatan piston memerlukan perhitungan dan perencanaan yang cermat, karenanya tidak sewajarlahnya kita melakukan perubahan atau modifikasi yang berlebihan pada piston. Semoga dengan artikel ini , Anda jadi tau harus bagaimana memperlakukan dan menggunakan sepeda motor dan mobil Anda sendiri.

Piston adalah sumbat geser yang terpasang di dalam sebuah silinder mesin pembakaran dalam silinder hidraulik, pneumatik, dan silinder pompa.

Tujuan piston dalam silinder adalah:

• Mengubah volume dari isi silinder, perubahan volume bisa diakibatkan karena piston mendapat tekanan dari isi silinder atau sebaliknya piston menekan isi silinder. Piston yang menerima tekanan dari fluida dan akan mengubah tekanan tersebut menjadi gaya (linear).
• Membuka-tutup jalur aliran.

1. B.     Cara kerja piston engine

Dengan fungsi tersebut, maka piston harus terpasang dengan rapat dalam silinder. Satu atau beberapa ring (cincin) dipasang pada piston agar sangat rapat dengan silinder. Pada silinder dengan temperatur kerja menengah ke atas, bahan ring terbuat dari logam, disebut dengan ring piston (piston ring). Sedangkan pada silinder dengan temperatur kerja rendah, umumnya bahan ring terbuat dari karet, disebut dengan ring sil (seal ring).

Agar menghasilkan tenaga gerak, pada mesin bensin diiakukan tahapan proses berikut :
1) Pengisapan gas (campuran bensin dan udara) ke dalam silinder ketika piston bergerak turun.
2) Kompresi di dalam ruang bakar ketika piston bergerak naik. Di akhir kompresi ini dilakukan penyalaan oleh busi, agar gas terbakar.
3) Kerja yaitu bergeraknya pinton ke bawah karena terdesak oleh gas hasil pembakaran yang bersuhu dan bertekanan tinggi.
4) Pembuungan, yaitu membuang gas sisa pembakaran ke luar silinder.

Proses pengisapan gas ke dalam silinder. mengkompresikan, membakarnya,  kerja, dan membuang gas bekas pembakaran ke luar silinder disebut satu siklus.
untuk melaksanakan satu siklus dapat dilakukan dua cara, yaitu:
– satu siklus dilakukan dalam empat langkah torak. Cara ini ada pada mesin bensin empat langkah (mesin 4 tak), dan
– satu siklus dilaksanakan dalam dua langkah torak. Cara ini ada pada motor bensin dua langkah (mesin 2 tak).

# Langkah isap
Pada langkah ini, torak bergerak dari TMA ke TMB, katup isap terbuka sehingga gas (campuran bensin dan udara) terisap masuk ke silinder.
Katup isap kemudian tertutup ketika torak mencapai TMB.
# Langkah kompresi
Pada langkah ini, torak bergerak dari TMB ke TMA, katup isap dan katup buang tertutup, sehingga gas termampatkan (terkompresikan).
Akibat kompresi ini, suhu dan tekanan gas naik, sehingga akan terbakar.
Sesaat sebelum terak mencapai TMA, busi memberi loncatan bunga api dan terjadilah pembakaran.
# Langkah kerja
Pada Iangkah ini, torak terdorong dari TMA ke TMB oleh kekuatan tekanan gas hasil pembakaran. Gerakan torak pada langkah ini disebut melakukan kerja, yang selanjutnya dijadikan sebagai tenaga gerak dari mesin.
# Lungkuh buang
Pada langkah ini, torak bergerak dari TMB ke TMA, katup buang terbuka, sehingga gas sisa pembakaran terdorong keluar silinder melalui lubang katup buang dan saluran pembuangan. Setelah torak mencapai TMA,
dari sini akan dimulai lagi siklus berikutnya yang diawali dengan pengisapan gas baru.
Gerakan bolak-balik torak diubah oIeh poros engkol menjadi gerak putar. Dalam satu siklus yang terdiri atas 4 langkah torak (isap, komprcsi, usaha, dan buang), poros engkol telah melakukan 2 putaran penuh.

Ketika torak bergerak naik saluran pembilas A tertutup torak dan kompresi dimuIai. Sementara itu saluran pemasukan C membuka dan gas (campuran udara dan bensin) masuk ke ruang engkol. Penyalaan dan pembakaran terjadi pada waktu torak mulai bergerak turun, saluran  buang B membuka. Ketika saluran pembilas A membuka gas baru yang berada di ruang engkol terdesak memasuki silinder sambil mendesak gas bekas pembakaran keluar siilinder melalui saluran buang B

Torak (piston) berfungsi untuk memindahkan tenaga yang diperoleh dari hasil pembakaran ke poros engkol. Pada piston terdapat komponen-komponen pelengkapnya, yaitu :
* Batang penghubung (connecting rod untuk menghubungkan piston dengan poros engkol.
* Pena torak (piston pin), untuk mengikat piston dengan batang penghubung melalui lubang bushing

Cincin torak (ring piston), berfungsi membentuk perapat yang kedap terhadap kebocoran gas antara celah torak dan silinder,sekaligus mengatur pelumasan torak dan dinding silinder.

Cincin torak terdiri atas cincin kompresi dan cincin pelumas.

Poros engkol (crank shaft), berfungsi mengubah gerak bolak-balik torak menjadi gerak putar yang selanjutnya digunakan untuk memutarkan roda. Poros engkol dilengkapi bantalan-bantaIan yang berfungsi menghindari gesekan-gesekan yang terjadi antara poros

engkol dengan bagian-bagian yang berputar lainnya. Bagian poros engkol yang menumpu torak disisipi bantalan luncur yang disebut metal jalan, sedangkan bagian poros engkol yang menopang pada blok mesin disisipi bantalan luncur yang disebut metal duduk.

Roda gila atau roda penerus, berfungsi menerima sebagian tenaga yang diperoleh dari langkah kerja dan memberikan tenaga kepada langkah-langkah lainnya. Di bagian luar roda gila dipasang roda gigi cincin (ring gear),
Roda gigi ini digunakan untuk berkaitan dengan roda gigi pinion pada motor starter pada saat mesin akan dihidupkan.

 

1. C.    Komponen piston engine

Bagian komponen utama motor bakar yang dinamis adalah bagian komponen yang melakukan gerakan mekanik yang berupa gerakan translasi mapun rotasi dimana gerakan ini timbul dari hasil reaksi pembakaran dalam silinder kerja. Bagian komponen utama motor yang dinamis ini berlaku dalam semua pesawat kerja.. Adapun bagian komponen utama motor bakar yang dinamis ini antara lain : Silinder

1. Torak
2.  Batang Torak ( Connecting Rod ) 
3.  Pena Torak ( Piston Pin )
4.  Poros Engkol ( Crank Shaft )
5.  Mekanisme Katup
6.  Roda Penerus ( Fly Weel )
7.  Karburator (motor bensin
8.  Pump Injection (pada motor disel)
9.  Sistem Pendingin (radiator)