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.