V. L Maleev dalam bukunya yang berjudul Internal Combustion Engines (hal: 498) menuliskan kriteria apa yang harus dipenuhi dalam mendesain suatu piston, kriteria tersebut ialah :
- Strength of the piston
- Sufficient projected side area and rigidity of the barrel
- Minimum work of friction
- Sealing of the working space agains escape of gases
- Preventing the entrance of lubricating oil into the combustion space
- Good dissipation of the heat to the cylinder walls
- Minimum Weight
Intinya piston haruslah terbentuk dari material bahan yang baik, ringan, tahan terhadap panas temperatur dan tekanan tinggi. Kenapa piston yang ringan adalah piston yang lebih baik? sebagaimana diketahui, komponen-komponen engine bekerja dan parts-partsnya saling bergesekan. ada loss power yang terjadi akibat gesekan tersebut. Piston yang lebih ringan meminimalisir gesekan yang terjadi dan menyebabkan loss power semakin sedikit dan tentunya berimbas pada tingkat responsifitas perform engine itu sendiri.
Konsekuensinya, piston yang lebih ringan membutuhkan material bahan yang lebih memiliki ketahanan. sehingga walaupun dibuat lebih ringan (biasanya dengan cara memperpendek tinggi piston) maka piston tidak cepat mengalami keausan sebagaimana material standar piston umumnya. Umumnya material yang dipilih adalah campuran aluminum (alluminum alloy), tapi tahukah apa beda material bahan piston ringan dan piston standar?
Bagi yang mendalami keteknikan terutama ilmu bahan sendiri umumnya belum terlalu familiar dengan istilah Hypereutectic alloy. Hyper eutectic alloy adalah campuran aluminum yang memiliki komposisi silicon dengan rentang range lebih dari 12 % . Piston standar umumnya menggunakan material Hypoeutectic alloy, campuran aluminum yang memiliki komposisi silicon dengan rentang dibawah 10 %. atau menggunakan material eutectic alloy, yang berkomposisi silicon antara 10-12 %.
Hypereutectic alloy memiliki titik yield strength (batas kemampuan maksimum material untuk mengalami pertambahan panjang alias melar sebelum material tsb mengalami fracture/ patah) yang lebih besar sehingga lebih tahan terhadap tekanan. serta memiliki ketahanan terhadap temperature yang lebih tinggi sehingga walau dibuat lebih ringan ketahanannya tetap lebih tinggi daripada piston standar bermaterial lainnya.
Teknologi ini telah diaplikasikan lama dalam dunia otomotif dunia, tak percaya? bisa melihat salah satu foto perbandingan dibawah ini.
gambar 1: piston ini adalah perbandingan yang dipakai pada mobil Buick 3.8 L. yang kanan menggunakan hypereutectic alloy (buick 3.8 L thn 1995), yg sebelahnya menggunakan material standar (buick 3.8 L thn 1984).
Dan tahukah anda pabrikan sepeda motor yang sekarang mengaplikasikannya? Honda dengan product Honda Revo 110-nya (blade juga) telah mengaplikasikan hal ini. product motor lamanya yang menggunakan piston material standar adalah Honda Supra X. Oh ya tak usah heran kenapa saya membandingkan dua motor ber-cc beda (supra X 100 cc). karena faktanya keduanya menggunakan piston dengan diameter sama, perbedaan cc hanya terjadi karena perbedaan langkah kerja saja. berikut fotonya :
gambar 2: Perbedaan kedua piston ini hanyalah pada tingginya. faktanya diameter, ring piston, pen piston semuanya sama. berat piston ringan honda Revo hanya 65,8 gram dengan tinggi 3,8 cm sedangkan piston standar Supra X memiliki berat 79,4 gram dengan tinggi 4,4 cm. diameter keduanya sama sebesar 5 cm.
Apabila ingin menghitung perform engine, dengan berpatokan pada spesifikasi maka harus dicari perhitungan Thermodinamikanya terlebih dahulu. Apabila ingin menghitung ketahanan material bisa dilakukan dengan mencari tegangan bengkok, tegangan geser pada komponen-komponen yang berkaitan. Bisa juga dengan melakukan pengujian material secara langsung.
Untuk membantu perhitungan bagi siapa saja mahasiswa teknik atau siapapun yang berminat dengan perancangan piston (buat hobi bengkel ataupun perkuliahan) saya sertakan program UNIT CONVERTION TOOL (Bisa download disini). Program ini membantu untuk mengkonversi satuan-satuan hitungan pada saat dilakukan analisis perhitungan.
Selain itu bagi yang berminat untuk merancang langsung pistonnya via OL bisa mencoba situs ini. Apabila ada yang tidak dimengerti, ingin ditanyakan, berdiskusi tentang keteknikan silahkan tinggalkan komen disini atau japri langsung kesaya, insyaallah selama saya masih memiliki ilmu untuk itu akan saya jawab. Kalau tidak saya akan tanyakan kepada “guru besar” saya dibidang material bahan.
Oh ya sebagai bonus, disini saya sertakan modul servis sepeda motor juga. Bisa download disini. Semoga secuil ilmu ini bisa membantu bagi siapa saja yang berkepentingan..
Salam,
Median
———————————
bagi yang aktif juga di FB kalau berminat bisa join ke dua pages berikut ini :
