Torak
Piston adalah sumbat geser yang terpasang di dalam sebuah silinder mesin pembakaran dalam silinder hidraulik, pneumatik, dan silinder pompa.
Tujuan piston dalam silinder adalah:
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").
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:Torak (piston) berfungsi untuk memindahkan tenaga yang diperoleh dari hasil pembakaran ke poros engkol. Pada piston terdapat komponen-komponen pelengkapnya, yaitu :
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.
Fungsi piston adalah untuk menerima tekanan hasil pembakaran campuran gas dan meneruskan tekanan untuk memutar poros engkol (crank shaft) melalui batang piston (connecting rod).
Piston bergerak naik turun terus menerus di dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompresi, pembakaran dan pembuangan. Oleh sebab itu piston harus tahan terhadap tekanan tinggi, suhu tinggi, dan putaran yang tinggi. Piston dibuat dari bahan paduan aluminium, besi tuang, dan keramik.
Pada umumnya piston dari bahan aluminium paling banyak digunakan, selain lebih ringan, radiasi panasnya juga lebih efisien dibandingkan dengan material lainnya. Gambar berikut menunjukkan konstruksi piston dengan nama komponennya.
piston torak
Bentuk kepala piston ada yang rata, cembung, dan ada juga yang cekung tergantung dari kebutuhannya. Tiap piston biasanya dilengkapi dengan alur-alur untuk penempatan ring piston atau pegas piston dan lubang untuk pemasangan pena piston.
Bagian atas piston akan menerima kalor yang lebih besar daripada bagian bawahnya saat bekerja. Oleh sebab itu pemuaian pada bagian atas juga akan lebih besar daripada bagian bawahnya, terutama untuk piston yang terbuat dari aluminium. Agar diameter piston sama besar antara bagian atas dengan bagian bawahnya pada saat bekerja, maka diameter atasnya dibuat lebih kecil dibanding dengan diameter bagian bawahnya, bila diukur pada saat piston dalam keadaan dingin.
torak torak
Celah piston (celah antara piston dengan dinding silinder) penting sekali untuk memperbaiki fungsi mesin dan mendapatkan kemampuan mesin yang lebih baik. Bila celah terlalu besar, tekanan kompresi dan tekanan gas pembakarannya menjadi rendah, dan akan menurunkan kemampuan mesin. Sebaliknya bila celah terlalu kecil, maka akibat pemuaian pada piston menyebabkan tidak akan ada celah antara piston dengan silinder ketika mesin panas. Hal ini menyebabkan piston akan menekan dinding silinder dan dapat
merusak mesin. Untuk mencegah hal ini pada mesin, maka harus ada celah yaitu jarak antara piston dengan dinding silinder yang disediakan untuk temperatur ruang lebih kurang 25oC. Celah piston bervariasi tergantung pada model mesinnya dan umumnya antara 0,02 mm─0,12 mm.
Piston pada mesin juga dikenal dengan istilah torak / seher adalah bagian (parts) dari mesin pembakaran dalam yang berfungsi sebagai penekan udara masuk dan penerima tekanan hasil pembakaran pada ruang bakar. Piston terhubung ke poros engkol ("crankshaft,") melalui batang piston ("connecting rod"). Material piston umumnya terbuat dari bahan yang ringan dan tahan tekanan, misal aluminium yang sudah dicampur bahan tertentu ("aluminium alloy"), atau bahan tempa yang kuat dan ringan. Dikarenakan bahan tersebut maka piston memiliki muaian yang lebih besar dibandingkan dengan rumahnya ("cylinder blok"). Hal tersebut harus diantisipasi dengan clearence cylinder blok dan piston (selisih diameter piston dengan diameter cylinder blok). Clearance ini bervariasi untuk masing2 piston. Banyak salah pengertian di antara pada mekanik bahwa piston harus sesak atau pas dengan cylinder blok. Hal ini mengakibatkan seringnya terjadi macet (jammed) pada saat mesin panas (overheat). Seharusnya piston longgar terhadap cylinder blok.
Banyak orang mengira bentuk dari piston adalah bulat. Sesungguhnya bentuk piston adalah oval dengan bagian terkecil terletak didaerah lubang pin piston. Bagian atas dari piston (tempat ring piston) selalu lebih kecil dari bagian bawah piston (bagian ekor). Pada saat dimasukan ke dalam cylinder blok (yang berbentuk bulat sempurna), bentuk oval dari piston ini akan mengakibatkan bagian yang lebih kecil terlihat lebih renggang.
Ring piston memiliki dua tipe, ring kompresi dan ring oli. Ring kompresi berfungsi untuk pemampatan volume dalam silinder serta menghapus oli pada dinding silinder. Kemampuan kompresi ring piston yang sudah menurun mengakibatkan performa mesin menurun, dan juga mesin berasap. Ring oli berfungsi untuk menampung dan membawa oli serta melumasi parts dalam ruang silinder. Ring oli hanya ada pada mesin empat tak karena pelumasan mesin dua tak menggunakan oli samping.
Umumnya ring piston dibuat dari besi cor nodular pearlitik, dengan standart ASTM A48 klas 40. Besi cor ini memiliki 2,5-4% C, serta 1-3% Si.
Pada proses pemesinan ini dilakukan beberapa persiapan seperti membuat program untuk menentukan gerak pemakanan pada mesin CNC, setelah itu barulah material diproses pemesinan dengan menggunakan mesin bubut. Setiap proses pembubutannya menggunakan mata pisau yang berbeda untuk tiap kedalaman dan penipisan serta dalam menentukan diameter ring piston.
pembuatan+ring+piston
Proses yang kedua adalah proses pemotongan dimana proses ini dilakukan ketika diameter ring piston telah sesuai dengan ukuran,lalu ring piston dipotong untuk mendapatkan daerah bebas yang berfungsi untuk mengantisipasi pemuaian saat ring piston bekerja.
Pada ring piston dilakukan proses heattreatment,karena ring piston ini terbuat dari besi cor yang sifatnya getas,maka dilakukan proses heattreatment dengan tujuan homogenisasi, proses heat treatmen ini dilakukan pada suhu 900º F, kemudian suhunya ditahan selama 4 jam, kemudian didinginkan diudara terbuka.
Setelah ring piston dipotong, diameter dari ring piston dicek, apakah sudah sesuai atau belum, pengecekan ini dilakukan oleh seorang quality control. Jika diameter ring piston telah sesuai maka ring piston siap untuk proses selanjutnya.
Setelah dilakukan pengecekan diameter ring piston, proses selanjutnya adalah proses finishing. Pada proses ini ring pistong dipoles untuk membuat ring piston lebih bersih dan mengkilap, hal ini dilakukan agar ketika dijual akan dapat menarik perhatian pembeli, dan menghindari berbagai pengotor yang akan merusak ring piston jika tidak dibersihkan.
Ring piston yang sudah lemah atau patah menyebabkan kompresi yang terjadi pada ruang bakar tidak maksimal, celah pada patahan maupun gap yang ditimbulkan akibat lemahnya ring piston tersebut menyebabkan oli mesin ikut terangkut ke ruang bakar dan terbakar bersama dengan bbm dan udara. Hal tersebut selain menimbulkan asap putih kebiruan yang volumenya seirama dengan raungan mesin, juga berdampak pada penurunan performa mesin yang signifikan, bbm menjadi boros. Lemahnya ring piston terjadi karena faktor pemakaian usia part, sedangkan patahnya ring piston sebagian besar terjadi karena kesalahan pemakaian dan perawatan mesin (kesalahan penggunaan oli mesin, pemakain mesin untuk kompetisi/kebut-kebutan sehingga mesin lebih sering dipacu pada rpm tinggi). Bila owner mendapati masalah ini, yang perlu dilakukan adalah Over Houl (turun mesin). Bukan berarti hanya ring piston yang diganti, tetapi terlebih dahulu di cek kondisi cylinder dan pistonnya, jika masih dalam batas toleransi bisa dipakai maka cukup diganti ring pistonnya saja. Tetapi jika kondisi cylinder sudah baret maka harus dilakukan over size pada cylinder dan piston.
Sama halnya dengan ring piston yang patah/ lemah, baretnya cylinder juga menyebabkan kompresii yang dihasilkan oleh piston pada ruang bakar tidak maksimal. Oli ikut terangkut keruang bakar melalui celah pada cylinder yang baret tersebut. Baretnya cylinder bisa terjadi karena patahnya ring piston, piston baret maupun adanya material (kerak/kotoran pada ruang bakar) yang menyangkut pada celah piston sehingga saat piston bekerja menyebabkan hal tersebut. Gejala dan solusi dari cylinder yang baret pun sama dengan ring piston yang lemah ataupun patah.
Seperti yang sudah diulas tadi, piston yang baret selain menyebabkan cylinder ikut tergores juga menyebabkan kompresi yang dihasilkan menjadi lemah dan oli ikut terangkut ke ruang bakar. Penanganannya pun sama, yaitu harus dilakukan turun mesin dan mengganti part tersebut diikuti dengan oversize.
Untuk mendeteksi kerusakan yang diikuti dengan gejala asap putih kebiruan akan lebih sempurna jika diikuti dengan tes kompresi. Tes kompresi tidak bisa kita lakukan sendiri, harus menggunakan alat khusus. Dengan tes kompresi tersebut kita bisa tahu apakah cylinder, ring, piston yang rusak ataukah cuma seal klep yang bermasalah, karena salah analisa bisa menimbulkan pengeluaran yang tidak seharusnya.