Engine Science its more than just engine parts
Mesin pacu 4 langkah adalah tulang punggung dari banyak motor kencang hari ini, ninja 250 R, cbr 250 R, dan motor-motor balap di kelas GP, maupun indoprix, motoprix dan pertarungan drag bike yang ramai di Indonesia. Pun konsep dasar tentang efisiensi volumetrik, efisiensi mekanis, efisiensi thermal dan bagaimana mereka terhubung dalam sebuah performa mesin dan part-part kompetisi belum banyak terungkapkan.
Rahasia umum di “anak bengkel” yang tahu piston memang bergerak naik turun di dalam silinder dan klep itu membuka – menutup untuk menciptakan suatu siklus mesin. Merekan juga paham siklus 4 tak : Hisap, kompresi, usaha, buang! Halaman ini dibuat untuk menampilkan pengetahuan mesin secara fundamental dan membuka beberapa misteri untuk meningkatkan tenaga di mesin 4 langkah di motormu!
SUMBER TENAGA
Mesin motor adalah perangkat yang merubah energi bahan bakar menjadi energi gerak, dimana umumnya diukur dengan satuan : Horsepower (HP). Di dalam mesin, bahan-bakar ditambahkan ke udara seketika udara ini melalui karburator saat menuju ke silinder. Campuran ini kemudian dibakar di silinder, menciptakan panas dan tekanan. Tekanan ini mendorong piston turun ke silinder untuk memutar kruk as.
Sekarang, bagian ilmiahnya. Bahan bakar adalah energi kimia. Setiap pound bahan bakar membawa 19,000-20,000 Btu. Rumusnya, 2,545 Btu setiap jam = 1 tenaga kuda. Jadi, keluaran tenaga berhubungan langsung oleh seberapa banyak bahan-bakar yang dapat dibakar oleh mesin secara efektif. Sekarang, jangan lantas bongkar karbu dan pasang jeting (spuyer) lebih besar di mesin motor mu yg standard habis, bukan gitu caranya mencoba menciptakan tenaga lebih besar! Jika campuran udara terhadap bahan bakar terlalu basah (rich) maka dia tidak dapat terbakar dengan normal dan justru akan mengurangi keluaran tenaga.
Jalan yang lebih baik adalah : Masukkan piston lebih besar, sehingga dia dapat menarik lebih banyak udara dan bahan bakar masuk kedalam silinder (meskipun karburatormu relatif kecil) ; sehingga, mesin dengan kapasitas yang lebih besar akan menciptakan tenaga yang lebih besar pula! Menerapkan sebuah teori haruslah dengan langkah cerdas, murah meriah kencang itu prinsip tapi bukan asal-asalan. Mulai sekarang yakinlah langkah awal memperbaiki kinerja mesin standard : BORE UP !
VOLUMETRIC EFFICIENCY
Mesin motor bebek yang kamu kendarai sekarang memiliki kubikasi 100 cc, dengan konfigurasi silinder tunggal. Saat langkah hisap, piston turun ke bawah silinder dan menciptakan volume 100 cc tadi. Campuran udara/bahan-bakar yang mengisi volume silinder itulah yang akan dipakai untuk menciptakan tenaga.
Sekarang bayangkan, mesin pabrikan itu ditujukan bukan hanya buat kamu, tapi juga supaya ibu mu bisa mengendarainya, bisa untuk belanja sayur ke pasar, juga dipakai adik perempuanmu, untuk ke salon, misal, tidak mungkin pabrikan menciptakan sebuah mesin dengan efisiensi volumetrik 100 % untuk menghasilkan tenaga. Ada batasan pada mesin seperti geometri jalur intake, karburator kecil, area porting yang kecil, diameter klep yang relatif kecil, durasi noken as sempit. Dengan kombinasi demikian, meski piston menarik 100 cc volume ke silinder, ini bukan lah udara atmosfer. Disini, kamu memiliki 100cc udara hampa dari manifold.
Efisiensi volumetris, dipakai untuk menjelaskan jumlah udara/bahan-bakar didalam silinder terhadap udara bebas di atmosfer. Jika dalam silinder diberi campuran bahan-bakar/udara pada tekanan atmosfer, maka dapat dikatakan mesin tersebut memiliki 100% efisiensi volumetrik. Dilain pihak, mekanisme turbocharger meningkatkan tekanan yang masuk ke dalam silinder, memberi mesin sebuah efisiensi volumetrik lebih besar dari sekedar 100%. Bagaimanapun juga, jika silinder menarik sebuah kevakuman, maka dapat dipastikan efisiensi volumetrisnya berkurang. Normalnya mesin Indonesia hanya dilahrikan dengan efisiensi volumetris kurang dari 80 %.
Dasarnya , efisiensi volumetris dipengaruhi oleh karburator , intake manifold, porting, headers, dan spesifikasi noken as. Keseluruhan ini akan memberi efek terhadap seberapa banyak campuran udara/bahan-bakar akan masuk ke dalam silinder. Tapi perlu diingat, semakin banyak udara/bahan-bakar ke dalam silinder, semakin besar tenaga mesin akan tercipta.
Karburator dengan venturi besar : Yes! Intake manifold racing : Yes! Porting cylinder head : Yes! Klep besar : Yes! Noken as yang membuka klep in lebih dini, mengangkatnya lebih tinggi, dan menutup sedikit lebih lama, mengijinkan lebih banyak campuran udara/bahan-bakar yang masuk ke dalam silinder : Yes! Knalpot free flow : Yes!
THERMAL EFFICIENCY
Melesakkan lebih banyak volume udara/bahan-bakar ke dalam silinder berarti lebih banyak energi tersedia untuk menciptakan tenaga. Sayangnya, tidak keseluruhan energi yang terkandung dalam bahan-bakar dikonversikan menjadi energi gerak. Kenyataanya, hanya 30 % sisa energi yang tersalurkan untuk memutar kruk as. Pahit memang, lantas bagaimana bisa ?
Perbandingan kompresi, timing pengapian, lapisan panas, lokasi busi, desain ruang bakar :: Kesemuanya mempengaruhi Thermal Efficiency. Motor bebek kita yang low kompresi mungkin hanya memiliki perkiraan 26 % Thermal Efficiency. Bayangkan, misalnya mesin cuma 100 cc, ternyata efisiensi volumetris hanya 75 % berarti sama dengan yang dihisap ke dalam silinder 75 cc, setelah diledakkan hanya 30 % yang terpakai memutar kruk as, berarti cuma menggunakan tenaga mesin 25 cc efektif. Menyedihkan.
Mesin yang sudah dikorek, minimum harus mampu meningkatkan efisiensi thermal dikisaran 35 %. Lha kok ga beda jauh dari motor standard?? Ya kalau cuma kamu baca, tapi ketika kamu jabarkan secara kalkulus (0.35 – 0.26 / 0.26 = 34.6 % ) , mesin kohar memproduksi tenaga 35 % lebih besar dari standard. Kalau mesin balap, hmm… kami pernah mendynotesting mesin crypton kami di banyuwangi motor, dengan kubikasi 103 cc ( menggunakan piston standard crypton oversize 50 ) tenaga nya mampu meledak di kisaran 16 Horsepower, bandingkan dengan standard yang hanya di kisaran 7 Horsepower, 2 x lipat lebih , syukur alhamdulillah. Kalau jupiter bore up 200 cc, harusnya bisa meledak di 27HP, yang artinya hampir 4 kali lipat tenaga standardnya Menakjubkan bagaimana tuh rasanya.
Yang kami lakukan hanyalah membuktikan teori yang para pendahulu kami telah lakukan, dan memang tidak terbantahkan : Kami meningkatkan rasio kompresi motor kami 50 % lebih tinggi dari standard, pengapian kami advance 30% lebih maju dari standard, lokasi busi kami coba-coba entah kenapa paling enak jika menghadap ke katub inlet, desain katub dan ruang bakar kami tata ulang, dengan liner setebal 3 mm tiap sisi, mungkin kami telah meningkatkan thermal effisiensi mesin yamaha yang biasanya dipakai ibu-ibu ke pasar menjadi motor pacuan!
MECHANICAL EFFICIENCY
Efisiensi volumetris mengidentifikasi seberapa banyak udara/bahan-bakar mampu dimasukkan ke dalam silinder dan dikonfersikan menjadi tenaga!Namun, beberapa dari tenaga ini dirampok oleh part-part yang bergerak. Memang memerlukan tenaga untuk melawan gaya gesekan antara part dan menjalankan aksesoris mesin seperti water pump (pada mx) atau oil pump. Belum lagi friksi antara gigi primary + secondary di area kopling, gesekan antara kanvas kopling dan plat kopling, gesekan antara gigi rasio primer dan sekunder. Sungguh melelahkan!
Jadi, bergantung seberapa banyak udara/bahan-bakar mampun kamu masukkan kedalam silinder mampu dijadikan tenaga yang digunakan untuk kerja, sebagian tenaga dipakai oleh mesin untuk menggerakan dirinya sendiri. Jumlah tenaga terukur pada roda belakang saat melakukan dynotesting sebenarnya adalah sisa tenaga yang ada.
Efisiensi mekanis dipengaruhi oleh gesekan rantai keteng dengan gir timing noken as maupun kruk as, gesekan klep terhadap bushing klep , gesekan rocker arm dengan noken as, gesekan bearing-bearing dalam mesin, dindin piston vs liner blok, dan semua part yang bergerak, dan juga bergantung pada Putaran Mesin (RPM). Semakin tinggi RPM, Semakin diperlukan tenaga yang besar untuk memutar mesinnya. Semakin cepat mesin berputar, semakin efisiensi mekanis menurun.
Jadi, tidak bijak mendesain mesin harian untuk beroperasi di RPM tinggi, cukup diingat itu! Tidak bijak menciptakan puncak tenaga di 12,000 RPM pada mesin motor harian, dibawah 9,000 RPM adalah pilihan tepat. Lebih baik menciptakan tenaga besar pada RPM yang sering dipakai di jalan raya. Motor korek harian bukan motor balap! Dan kita memahami itu, setiap acuan dan ilmu yang kita pelajari dan terapkan untuk mengembangkan mesin balap sesungguhnya hanya kita persembahkan demi menciptakan desain yang lebih baik pada pengembangan tenaga motor harian anda. Murmerceng adalah sebuah revolusi ide , bukan pemakaian part yang murahan dan berharap motor anda bisa jadi kencang!
Tetap Sehat _ Tetap Semangat!! Biar Bisa Modifikasi Mesin Tiap Hari!
