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

 

Gambar Rangkaian Piston

 

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:

 

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.