Langkah Piston (Piston Displacement)

Untuk menentukan daya atau kapasitas mesin biasanya yang dilihat pertama kali yaitu volume langkah piston (piston displacement) dan volume kompresi. Kedua hal ini yang nantinya akan menentukan perbandingan kompresi yang digunakan pada mesin. Semakin tinggi perbandingan kompresi maka semakin besar daya yang dihasilkan, dan sebaliknya semakin kecil perbandingan kompresi maka semakin kecil daya yang dihasilkan. Untuk mengetahui perbandingan kompresi dapat dihitung melalui rumus perbandingan kompresi.

Perbandingan kompresi merupakan perbandingan antara volume langkah piston dengan volume ruang bakar atau kompresi. Perbandingan kompresi ini menunjukan seberapa jauh campuran bahan bakar dan udara yang dihisap selama langkah hisap dan dikompresikan selama langkah kompresi. 

Untuk mengetahui perbandingan kompresi maka diperlukan besarnya volume langkah piston atau piston displacement dan volume ruang bakar. Volume langkah piston atau piston displacement merupakan besarnya volume silinder yang dibentuk pada saat piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA). Pada kendaraan biasanya terdiri dari beberapa piston. Oleh karena itu volume piston displacement merupakan jumlah total dari setiap silinder.

Sementara itu, volume ruang bakar atau volume kompresi merupakan besarnya ruang bakar yang ada didalam silinder. Ruang bakar ini terbentuk dari titik mati keatas atau area silinder yang tidak dijangkau oleh piston. Biasanya volume ruang bakar ini sudah didesain dari awal sejak perencanaan mesin.

Besarnya volume langkah piston dan volume ruang bakar akan mempengaruhi daya dan tenaga dari mesin. Semakin besar volume langkah piston berarti semakin banyak campuran bahan bakar dan udara yang masuk untuk pembakaran. Hal ini tentunya akan membuat mesin lebih bertenaga pada saat terjadi proses pembakaran.

Lalu bagaimana cara menghitung volume langkah piston atau piston displacement? Apa rumus perbandingan kompresi? Bagaimana cara menghitung perbandingan kompresi? Semua hal tersebut akan dibahas pada artikel berikut ini.

Daftar Isi

Menghitung Volume Langkah Piston (Piston Displacement)

Volume langkah piston merupakan besarnya volume silinder yang dibentuk pada saat piston bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas. Oleh karena itu volume langkah piston dapat dihitung dengan rumus tabung karena silinder berbentuk tabung. Rumus volume langkah piston yaitu:

VLP = π x r² x L x N atau π/4 x D² x L x N

Keterangan:
VLP = volume langkah Piston (mm3)
π   = nilainya 3,14 atau 22/7
r    = jari-jari atau setengah diameter tengah silinder (mm)
L   = panjang langkah piston dari TMB ke TMA (mm)
N  = jumlah silinder
D  = diameter silinder

Menghitung Perbandingan Kompresi

Perbandingan kompresi merupakan perbandingan antara volume langkah piston dengan volume ruang bakar. Perbandingan kompresi menunjukan seberapa jauh campuran bahan bakar dan udara dihisap selama langkah hisap dan dikompresikan pada saat langkah kompresi. Untuk mendapatkan perbandingan kompresi maka diperlukan perhitungan melalui sebuah rumus. Berikut merupakan rumus perbandingan kompresi.

Perbandingan Kompresi = Volume Ruang Bakar (V1) + Volume Langkah Piston (V2)
                                                              Volume Ruang Bakar (V1)

Perbandingan kompresi yang tinggi akan menghasilkan tekanan gas pembakaran yang lebih besar sehingga tenaga yang dihasilkan juga lebih besar. Pada umumnya perbandingan kompresi untuk mesin bensi yaitu sebesar 8-11 : 1. Pada mesin diesel perbandingan kompresi sebesar 16-20:1.

Contoh Soal

Untuk mempermudah pemahaman mengenai volume langkah piston dan perbandingan kompresi, maka berikut beberapa contoh soal perhitungan volume langkah piston dan perhitungan perbandingan kompresi.

Soal 1 Perhitungan Volume Langkah Piston

Pada sebuah mesin diketahui bahwasanya diameter silinder sebesar 40 mm. Sementara itu langkah piston sepanjang 45 mm dengan jumlah silinder satu. Berapa volume langkah piston dari mesin tersebut?

VLP = π/4 x D² x L x N
        = 3,14/4 x 40₂ x 45 x 1
        = 56520 mm2 atau 56,520 cc (cc = cm3)

Jadi volume langkah piston dari mesin tersebut sebesar 56,520 cc

Soal 2 Perhitungan Perbandingan Kompresi

Pada sebuah mesin diketahui bahwasanya volume langkah piston sebesar 315 cc. Sementara itu volume ruang bakar sebesar 32 cc. Berapa perbandingan kompresi dari mesin tersebut?

Perbandingan Kompresi = Volume Ruang Bakar (V1) + Volume Langkah Piston (V2) / Volume Ruang Bakar (V1)
Perbandingan Kompresi = 32 cc + 315 cc / 32 cc
Perbandingan Kompresi = 10,8

Jadi perbandingan kompresi pada mesin tersebut sebesar 10,8 : 1.