Panduan Lengkap Piston Otomobil: Fungsi, Desain, dan Performa

Dalam mesin pembakaran dalam, piston adalah salah satu komponen terbesar yang membantu kerja siklus pembakaran. Bagian mesin tertutup dalam blok silinder yang menggunakan piston ring untuk tidak memberikan ruang untuk gas meluap.

Piston membantu dalam transformasi energi panas menjadi kerja mekanis dan sebaliknya. Piston bergerak ke atas dan ke bawah di dalam silinder untuk melebarkan dan mengecilkan campuran udara-bahan bakar. Karena alasan ini, piston tidak dapat dipisahkan dari mesin pembakaran dalam.

Hari ini kita akan melihat definisi, fungsi, kerja, tipe, bagian, bahan, dan diagram piston otomotif.

Baca: Komponen mesin otomotif

Apa itu piston?

Piston adalah perangkat mekanis yang bergerak ke atas untuk mengompres gas dan ke bawah karena ledakan di silinder untuk mengubah energi panas menjadi kerja mekanis.

Piston mengikuti proses siklikal untuk melanjutkan proses konversi panas. Proses ini dicapai dengan tiga cara:

• Memberikan panas ke gas di dalam silinder untuk kerja yang berguna
• Menghapus panas dari silinder untuk menurunkan tekanan, sehingga gas dapat dengan mudah dikompresi.
• Menerapkan kerja ke piston saat berada dalam kondisi awal, siap untuk melakukan siklus lagi.

Fungsi piston dalam mesin pembakaran dalam

Piston memainkan peran vital dalam mesin otomotif termasuk mesin gasoline spark ignition dan mesin diesel compression ignition. Kedua mesin pembakaran dalam ini prosesnya berbeda tetapi mereka menggunakan piston untuk proses mereka. Berikut adalah fungsi piston pada mesin otomotif:

• Fungsi utama piston adalah untuk mentransfer output gaya dari ledakan gas kecil di silinder ke poros kurbel. Ini memberikan rotational momentum ke flywheel.
• Piston bergerak maju sehingga gas dapat dikompresi dan ledakan dapat terjadi untuk gerakan mundur.
• Piston mengandung pin yang disebut piston pin, ini memungkinkan gas di kamar dari meluap.
• Biang koneksi yang ditempel pada bawah piston memungkinkan kerja mekanis untuk ditransfer.
• Piston membantu membawa campuran udara-bahan bakar selama periode siklus pembakaran.
• Piston membantu mengontrol aliran oli di dinding silinder menggunakan oil control ring.

Bagaimana piston bekerja?

Menanyakan bagaimana piston bekerja, Anda akan ditampilkan seluruh prinsip kerja mesin pembakaran dalam. Ini karena piston melakukan pekerjaan utama selama siklus empat tak.

Seperti yang disebut sebelumnya, mesin pembakaran dalam ada dua tipe dan mereka bekerja dengan dua cara berbeda. Salah satunya bekerja dengan bujie, sehingga dinamakan “spark ignition engine” dan yang lain “compression ignition engine”. Kerjanya cukup berbeda. Nah, kerja mesin ini telah dicakup dalam artikel lain.

Baca: Aplikasi mesin diesel

Video di bawah ini berisi kerja piston dalam mesin pembakaran engine:

Bahan piston

Besi cor adalah bahan terawal yang digunakan untuk membuat piston. Namun mesin modern mendapat manfaat dari bahan yang lebih ringan untuk balancing mesin. Piston yang baik harus dapat menahan suhu pembakaran mesin. Legasi seperti Y alloys dan hiduminium khusus digunakan untuk mendapatkan properti tersebut.

Piston terbuat dari aluminium alloy dengan proses casting. Beberapa piston yang digunakan dalam mobil balap membutuhkan kekuatan dan fatigue life yang lebih baik itulah sebabnya mereka ditambal.

Billet piston juga digunakan dalam mesin balap karena mereka tidak bergantung pada ukuran dan arsitektur forgings yang tersedia, sehingga desain dapat berubah pada menit terakhir. Meskipun tidak terlihat dengan mata telanjang.

di bawah adalah diagram piston:

Bagian utama piston dan fungsinya

Berikut adalah penjelasan bagian utama piston:

Piston skirt:

Piston skirt adalah bahan silinder yang dipasang pada bagian bulat piston. Biasanya terbuat dari besi cor untuk menahan aus dan properti self-lubricating-nya. Ada grooves pada skirt yang memungkinkan piston rings untuk duduk sempurna. Fungsi piston skirt adalah untuk bepergian ke atas dan ke bawah silinder.

Piston rings:

Piston rings adalah potongan cincin terpisah yang dipasang pada area recess piston. Biasanya ada tiga piston rings dalam mesin. Kadang ring bisa satu, tergantung pada tipe mesin.

Piston bearings:

Bearing adalah bagian piston besar yang membantu efektivitas gerakan. Ini terletak di titik di mana rotasi pivotal terjadi. Bearing biasanya adalah potong logam semicircular yang cocok di bor di titik-titik ini.

Piston pin:

Piston pin adalah bagian piston yang juga dikenal sebagai wrist pin atau gudgeon pin. Pin ini adalah shaft hollow atau solid di bagian skirt. Ada piston rod yang dipivot pada pin ini, held in piston ring bushing. Fungsi piston pin adalah untuk menawarkan bearing support sehingga piston dapat berfungsi dengan baik.

Piston head:

Bagian piston ini juga dikenal sebagai crown atau dome, yaitu permukaan atas. Ini adalah bagian yang bersentuhan dengan gas pembakaran, sehingga mengalami suhu ekstrim tinggi. Fungsi piston adalah untuk menerima tekanan, suhu, dan stres lain dari gas yang melebarkan.

Biang koneksi bolt:

Bagian piston lain yang tidak boleh diabaikan adalah conrod bolt. Ini digunakan untuk memasang rod ke poros kurbel. Ada rod caps dan bearing di ujung bawah rod bolts. Sebuah nut kemudian digunakan untuk mengunci komponen bersama dengan bolt.

Biang koneksi:

Biang koneksi adalah salah satu bagian utama piston sebagian besar waktu disingkat sebagai conrod atau rod. Ini menghubungkan piston ke poros kurbel mesin dan memungkinkan gerakan piston di ruang bakar. Komponen ini dirancang untuk menahan beban mekanis itulah mengapa cukup kokoh. Bagian piston terbuat dari proses forging dan kadang casting.

Baca: Mesin empat tak: semua yang perlu Anda ketahui

Tipe piston

Berikut adalah tiga tipe piston:

Dish pistons: dish piston berbentuk seperti piring dengan tepi luar yang sedikit melengkung. Ini mudah dan sederhana serta memberikan lebih sedikit masalah bagi insinyur. Ini sering digunakan dalam aplikasi boosted yang tidak memerlukan high-lift camshaft atau high compression rate.

Flat-top pistons: tipe flat-top piston memiliki atas datar. Ini memiliki jumlah area permukaan terkecil, memberikan kesempatan untuk menciptakan gaya terbanyak. Ini sempurna untuk menciptakan pembakaran yang efisien.

Flat-top pistons menciptakan ledakan tinggi di kamar, tetapi kompresi mungkin terlalu banyak untuk ruang bakar yang lebih kecil.

Dome pistons: konsep dish pistons cukup berlawanan dengan tipe dish. Tengah gelembung untuk meningkatkan area permukaan yang tersisa di atas piston. Nah, lebih banyak area permukaan berarti kompresi lebih rendah, sementara kompresi lebih tinggi berarti lebih banyak gaya yang dihasilkan.

Ruang bakar memiliki batas atas yang dapat ditangani, jadi mengurangi tingkat kompresi adalah opsi terbaik untuk mencegah mesin rusak.

Baca Semua yang perlu Anda ketahui tentang sistem transmisi

Masalah Piston Umum

Masalah yang timbul pada piston tidak lain adalah pecahan. Pecahan ini terjadi di atas piston head yang dikenal sebagai crown. Ini biasanya disebabkan oleh kompresi berlebihan atau ignition timing yang terlalu maju sebagai akibat dari tekanan pembakaran dalam mesin bensin. Piston head pecah karena beroperasi di luar tekanan yang seharusnya bekerja padanya.

Dalam mesin diesel, piston mengalami masalah dengan kondisi yang dikenal sebagai thermal fatigue. Thermal fatigue terjadi ketika mesin dioperasikan dengan beban berat bersama dengan beban ringan. Perubahan drastis konstan dalam suhu pembakaran tiba-tiba menghasilkan thermal cracks pada piston head.

Crack juga terjadi di piston skirt karena beban berlebihan konstan mesin dan fatigue jarak tempuh tinggi. Dalam beberapa situasi, desain piston adalah penyebab. Sebagian besar waktu produsen memperbaiki yang terakhir dengan menyediakan bagian yang digantikan.

Piston skirt masih dapat pecah pada tahap awal mesin yang diperbaiki saat piston tidak dipasang dengan benar pada rod. Ini menyebabkan stress fractures, yang menyebabkan pecahan serius pada skirt.

Baca: Cara kerja mesin otomotif

Itu untuk artikel ini yang menyoroti definisi, kerja, bagian, tipe, bahan, masalah piston. Saya harap pengetahuan tercapai jika ya, berikan pikiran Anda dan jangan lupa untuk berbagi. Terima kasih!