Hubungan Rasio Kompresi Terhadap Tekanan Silinder

Hubungan Rasio Kompresi Terhadap Tekanan Silinder - Sebelum menyelam lebih dalam terkait judul artikel ini, pembaca sekalian diharapkan memahami terlebih dahulu perbedaan istilah rasio kompresi dan tekanan kompresi. Rasio kompresi berhubungan dengan perbandingan volume yang menyebabkan adanya kenaikan tekanan di dalam silinder. Jadi rasio kompresi jelas berbeda dengan kompresi yang dimaksud. Umumnya kompresi mesin bensin sekitar 9-14 bar. Berikut merupakan rumus hubungan rasio kompresi terhadap tekanan di dalam silinder.

rumus tekanan di dalam silinder

Berdasarkan rumus di atas, terlihat bahwa secara ideal udara dapat dikompresi dan menimbulkan tekanan pada ruang tertutup. Sesuai rumus di atas mari kita coba perhitungannya.

Contoh

Motor Crypton memiliki rasio kompresi standar 9.0 : 1 dengan diameter piston 49 mm dan langkah piston 54 mm. Klep in tertutup pada saat 53º setelah TMB terukur pada busur derajat noken as. Berapakah tekanan silinder yang dialami motor Crypton tersebut?

Jawab

Volume mesin = 102 cc, volume ruang bakar 12.7 cc, rasio kompresi dinamis 4.5 : 1.

P = (4.5)^1.4

P = 8.09 bar

Jadi tekanan yang terjadi di dalam silinder Crypton sebesar 8.09 bar. Jika ingin menggunakan satuan Psi, maka kita harus tahu ketinggian tempat pengujian terhadap permukaan air laut. Misal di ketinggian 0 mdpl maka 8.09 x 14.7 = 118.92 psi.

NB: Hitungan di atas dilakukan secara ideal dan teoritis saja. Kenyataan di lapangan tentu berbeda satu dengan lainnya.

Hubungan Antara Torsi Dan Power Mesin

Hubungan Antara Torsi Dan Power Mesin - Pada spesifikasi engine kendaraan, tertulis daya dalam satuan horsepower atau kilowatt pada putaran engine tertentu, dan momen puntir atau torsi dengan satuan kgm atau lbf-ft pada putaran engine tertentu. Apakah hubungan antara daya dengan torsi dan dengan putaran engine?

grafik performa mesin

Pada motor pembakaran dalam (internal combustion engine), gas hasil pembakaran akan menekan piston yang terhubung dengan poros engkol (cranksaft) dengan setang piston (connecting rod). Gaya tekan gas tersebut menghasilkan torsi pada poros engkol dan membuat poros engkol berputar. Daya adalah torsi dikalikan putaran (kecepatan sudut):

P = τ * ω

Pada System International (SI):

• satuan daya P adalah watt
• satuan torsi τ adalah Nm (newton meter)
• satuan kecepatan sudut ω adalah radian per detik.

Rumus untuk satuan lain adalah:

P = τ * ω * 2 phi / (60 * 76.04)

Dimana satuan yang digunakan adalah:

• Daya P dalam horsepower (HP)
• Torsi τ dalam newton meter (Nm)
• Kecepatan sudut ω dalam Revolution Per Minutes (RPM)

Pada internal combustion engine, torsi maximum tidak diperoleh pada putaran yang persis sama dimana diperoleh daya maximum. Pada kendaraan yang digunakan untuk menarik beban berat seperti truck, maka daya maximum yang dihasilkan engine berada pada RPM rendah sehingga torsi maximum juga pada RPM rendah. Pada kendaraan yang digunakan untuk kecepatan tinggi dengan beban ringan seperti sedan dan sepeda motor, maka daya maximum yang dihasilkan engine berada pada RPM tinggi, sehingga torsi maximum juga pada RPM yang tinggi.

Cara Membaca Kode Bearing/Laher

Cara Membaca Kode Bearing/Laher - Bearing, atau sering disebut laher, merupakan komponen yang sering dipakai pada komponen yang berputar. Bearing ada bermacam-macam, mulai dari bantalan bola ( ball bearing), bantalan jarum (needle bearng), bantalan gesek, dan lain sebagainya.

bearing bola

berikut merupakan sedikit tentang pembacaan kode pada bearing utamanya pada ball bearing yang mungkin lebih sering kita jumpai pada kendaraan kita sehari-hari.

Coba saya beri contoh mengenai pengkodean bearing ( biasanya kode beairing terbaca di lingkaran bearing ) sebagai berikut :

• Kode bearing (bantalan) = 6203ZZ

Kode bearing di atas terdiri dari beberapa komponen yang dapat dibagi-bagi antara lain:

• 6 = Kode pertama melambangkan Tipe /jenis bearing
• 2 = Kode kedua melambangkan seri bearing
• 03 =Kode ketiga dan keempat melambangkan diameter bore (lubang dalam bearing)
• ZZ = Kode yang terakhir melambangkan jenis bahan penutup bearing

a. Kode Pertama (Jenis Bearing)

Dalam kode bearing 6203ZZ seperti contoh di atas, kode pertama adalah angka 6 yang menyatakan bahwa tipe bearing tersebut adalah Single-Row Deep Groove Ball Bearing ( bantalan peluru beralur satu larik).

tipe bearing

Perlu diingat bahwa kode di atas untuk menyatakan pengkodean bearing dalam satuan metric jika anda mendapatkan kode bearing seperti ini = R8-2RS, maka kode pertama (R) yang menandakan bahwa bearing tersebut merupakan bearing berkode satuan inchi.

b. Kode kedua (Seri bearing)

Kalau kode pertama adalah angka maka bearing tersebut adalah bearing metric seperti contoh di atas (6203ZZ), maka kode kedua menyatakan seri bearing untuk menyatakan ketahanan dari bearing tersebut. Seri penomoran adalah mulai dari ketahan paling ringan sampai paling berat.

• 8 = Extra thin section
• 9 = Very thin section
• 0 = Extra light
• 1 = Extra light thrust
• 2 = Light
• 3 = Medium
• 4 = Heavy

Kalau Kode pertama adalah Huruf, maka bearing tersebut adalah bearing Inchi seperti contoh (R8-2RS ) maka kode kedua (angka 8) menyatakan besar diameter dalam bearing di bagi 1/16 inchi atau = 8/16 Inchi.

c. Kode ketiga dan keempat (diameter dalam bearing)

Untuk kode 0 sampai dengan 3, maka diameter bore bearing adalah sebagai berikut :

• 00 = diameter dalam 10mm
• 01= diameter dalam 12mm
• 02= diameter dalam 15mm
• 03= diameter dalam 17mm

selain kode nomor 0 sampai 3, misalnya 4, 5 dan seterusnya maka diameter bore bearing dikalikan dengan angka 5 misal 04 maka diameter bore bearing = 20 mm

d. Kode yang terakhir (jenis bahan penutup bearing)

Kode terakhir ini menyatakan tipe jenis penutup bearing ataupun bahan bearing. seperti berikut :

• Z Single shielded ( bearing ditutuipi plat tunggal)
• ZZ Double shielded ( bearing ditutupi plat ganda )
• RS Single sealed ( bearing ditutupi seal karet)
• 2RS Double sealed (bearing ditutupi seal karet ganda )
• V Single non-contact seal
• VV Double non-contact seal
• DDU Double contact seals
• NR Snap ring and groove
• M Brass cage

maka bearing 6203ZZ menyatakan bearing dengan tipe ditutupi plat ganda.

Cara Menghitung Durasi Motor 2 Tak

Cara Menghitung Durasi Motor 2 Tak - Durasi erat kaitannya dengan rpm saat motor mengeluarkan power maksimum. Apabila mengubah port pada motor 2 tak, kita wajib menghitung ulang durasi. Apabila diibaratkan bagai modifikasi noken as pada 4 tak. Durasi tinggi maka motor akan bermain di putaran tinggi. Sebaliknya, durasi rendah maka motor bermain di putaran rendah. Di mesin balap lebih cenderung durasi tinggi, sedangkan motor harian lebih rendah durasi nya.

ubahan jarak porting mempengaruhi durasi

Oleh karena itu, saat mengubah porting 2 tak ada baiknya kita menghitung durasi nya agar performa motor tidak ngaco, yang ujung-ujung nya tidak kencang dan loyo. Berikut panduan menghitung durasi motor 2 tak.

rumus durasi 2 tak

Rumus di atas adalah rumus baku. Dimana:

• T = R + L + C – E
• R = Stroke di bagi 2 dalam satuan mm
• L = Panjang stang seher (pusat big end ke pusat small end) dalam mm
• C = Jarak bersih (clearance) piston di TMA dari bibir atas silinder dalam mm
• E = Jarak bagian atas exhaust ke bibir atas silinder dalam mm

Sebagai contoh adalah porting standar Yamaha V80.

Diketahui langkah/stroke V80 standar adalah 45.6 mm. Panjang stang seher (connecting rod) standar 95 mm. Deck clearance sebesar 1 mm. Jarak port exhaust terhadap bibir blok sejauh 33 mm. Hitung durasi buang nya!

Jawab:

R = 45.6 / 2 = 22.8 mm

T = (22.8 + 95 + 1 - 33) mm → T = 85.8 mm

Di atas merupakan hitungan durasi port exhaust. Tinggal ubah nilai E nya jika ingin menghitung durasi transfer atau lubang bilas.

Penghitungan Jarak Angkat Klep

Penghitungan Jarak Angkat Klep - Untuk memperkirakan jarak angkat klep (lift klep) diperlukan beberapa data yaitu lift noken as, rasio rocker arm, serta celah klep yang digunakan. Lift noken as (C) diperoleh dengan mengurangi tinggi bubungan noken (x) dan diameter noken (y). Rasio rocker arm didapat dengan perbandingan antara lengan klep (B) dan lengan noken as (A). Celah klep (D) yang digunakan turut mempengaruhi lift klep. Berikut gambar nya agar lebih jelas.

komponen yang berpengaruh di lift klep

Perhitungan Dasar Oprek Mesin Motor ala Freecharz

Perhitungan Dasar Oprek Mesin Motor ala Freecharz 

perhitungan mesin di excel

Gambar di atas merupakan contoh perhitungan excel untuk memudahkan pencarian data yang nantinya digunakan sebagai acuan dasar modifikasi mesin motor. Dengan perhitungan yang matang, kita dapat menentukan arah modifikasi motor dengan baik dan benar. Seperti pada program excel yang telah saya bangun, terdapat berbagai perhitungan untuk motor 2 tak maupun 4 tak. Perhitungan yang ada pada program excel saya adalah sebagai berikut.

• perhitungan kapasitas mesin
• penentuan diameter klep SOHC & DOHC
• piston speed
• venturi karbu
• batas maksimum piston
• rasio gearbox
• top speed teoritis
• rasio kompresi statis
• rasio kompresi dinamis 2 tak & 4 tak
• durasi mesin 2 tak
• squish
• batas lebar exhaust 2 tak

Mudah-mudahan dengan program ini, saya dapat mengajarkan bahwa modifikasi mesin bukanlah suatu kebiasaan mengganti part yang tidak ada dasarnya, melainkan suatu karya seni yang berbeda di tiap pencipta nya.

Cara Menghitung Kompresi Dinamis Mesin 4 Tak Lewat Rumus

Cara Menghitung Kompresi Dinamis Mesin 4 Tak Lewat Rumus Rasio - Kompresi dinamis mesin dipengaruhi oleh timing buka tutup noken as. Ketika mengganti noken as dengan durasi lebih tinggi, biasanya laju motor akan lemah saat rpm rendah namun terasa lebih jalan saat rpm tinggi. Hal ini dapat diakali melalui peningkatan rasio kompresi dinamis mesin. Rasio kompresi dinamis mesin dapat dihitung menggunakan rumus matematika trigonometri. Berikut contoh perhitungannya.

menghitung kompersi statis

Diketahui

Model uji adalah Yamaha Jupiter, dengan diameter piston 49 mm dan langkah piston (stroke) 54 mm. Panjang stang piston sebesar 93.5 mm. Rasio kompresi statis di brosur adalah  9.0 : 1. Klep in menutup saat 57º setelah TMB (di poros kem). Volume ruang bakar sekitar 12.7 cc.

Ditanya
Berapakah rasio kompresi dinamis nya dan oktan bahan bakar berapa yang cocok?

Jawab
Effective Stroke = 22.3 mm (cara mencari lihat di sini)

Vs Dinamis = (3,14 x 49 x 49 x 22.3) : 4000 = 43.9 cc

RKD = (43.9 + 12.7) : 12.7

RKD = 56.6 : 12.7
RKD = 4,5 : 1

Dan oktan bahan bakar yang cocok untuk spesifikasi motor ini adalah Premium dengan oktan 88. Berikut tabel hubungan oktan bahan bakar dengan rasio kompresi.

hubungan oktan bensin dengan rasio kompersi dinamis

Contoh lain adalah Yamaha Vixion.

Diameter piston 57 mm, langkah piston 58.7 mm. Panjang stang piston sebesar  mm dengan rasio kompresi statis di brosur 10.4 : 1. Klep in menutup saat 60º setelah TMB (di poros kem). Volume ruang bakar sekitar 15.9 cc.

Effective stroke =  18 mm

VS Dinamis = (3,14 x 57 x 57 x 18) : 4000 =  cc

RKD = 3.9 : 1

Bahan bakar yang cocok adalah Premium dengan oktan 88.

NB: Tentu data di atas merupakan kondisi standar. Untuk memperoleh performa yang lebih baik, biasanya para tuner menaikkan rasio kompresi dan memajukan timing pengapian dengan harapan tekanan di dalam silinder menjadi tinggi. Juga tidak lupa merenggangkan celah klep akan merubah durasi noken as dan rasio kompresi dinamis menjadi lebih tinggi.

Cara Menghitung Stroke Efektif Motor

Cara Menghitung Stroke Efektif Motor - Efektifitas stroke motor dibutuhkan sebagai informasi dasar untuk beberapa perhitungan, seperti menghitung rasio kompresi dinamis. Stroke efektif tersebut diukur sebagai sisa ketika klep intake telah menutup hingga TMB. Menghitung stroke efektif membutuhkan tiga input, yaitu titik sudut klep intake close, panjang connecting rod, dan stroke yang sebenarnya, ditambah sedikit trigonometri. Berikut adalah caranya.

pengukuran durasi noken as

Variabel yang digunakan: 

RD   = Pergeseran conrod horisontal (inch)
ICA = Titik sudut klep intake menutup (º)
RR   = Jarak conrod saat dibawah as kruk (inch)
RL   = Panjang conrod (inch)
PR1 = Piston naik dari RR pada as kruk (inch)
PR2 = Piston naik dari kruk as (inch)
ST   = Langkah piston
½ST = Setengah langkah piston
DST = Stroke efektif

Langkah perhitungan rumus:

Pertama kita perlu menemukan beberapa variabel di atas. Kita perlu menghitung RD dan RR. Kemudian, menggunakan data tersebut, kita menemukan PR1 dan PR2. Akhirnya, kita memasukkan nilai tersebut ke dalam rumus untuk menemukan Stroke Efektif (DST). 

RD   = ½ ST * (sinus ICA) 

RR   = ½ ST * (cosinus ICA) 

PR1 = sqrt(RL^2 - RD^2) 

PR2 = PR1 - RR

DST = ST - ((PR2 + 1/2ST) - RL)

NB:

Rumus ini hanya berlaku untuk silinder yang tegak lurus dengan kruk-as. Untuk mesin baru yang mengadopsi offset berbeda tentu perlu rumus yang berbeda.