KEGIATAN PEMBELAJARAN 4 PISTON

ASSEMBY DAN MEKANISME ENGKOL

SEPEDA MOTOR

A. Tujuan

Disediakan buku modul diklat, CD pembelajaran interaktif, media

pembelajaran, melalui belajar mandiri dan diskusi kelompok peserta diklat

mampu melakukan telaah Piston Assemby dan Mekanisme Engkol Sepeda

Motor dan komponennya, melakukan diagnosa dan pemeriksaan

kerusakan dan melakukan perbaikan Piston Assemby dan Mekanisme

Engkol Sepeda Motor

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

Setelah mempelajari materi ini, peserta diklat mampu :

1. Menelaah konstruksi piston

2. Mendiagnosa kerusakan piston

3. Memperbaiki kerusakan pada piston

C. Uraian Materi

Piston

Fungsi piston :

1. Menghisap, mengkompresi gas baru dan membuang gas bekas

2. Merubah tekanan hasil pembakaran menjadi gaya dorong pada

batang piston

3. Mengatur pemasukan dan pembuangan gas pada motor 2 tak

Pembebanan piston :

1. Menerima tekanan dan temperatur gas pembakaran yang tinggi

2. Menerima gaya percepatan yang tinggi

3. Menerima gaya gesek dan gaya samping

Bagian utama pada piston motor 4 langkah

79

Tk

Gambar 55. Gambar Piston Motor 4 Langkah

1. Puncak piston

2. Bidang api

3. Bidang cincin

4. Pinggang piston

D = Diameter piston (diukur melintangterhadap pena)

Tk = Tinggi kompresi

Dp = Diameter mata pena piston

Ada tiga coakan/groove tempat ring piston yaitu 2 ring kompresi (groove ke 1

dan 2) dari puncak piston, dan groove ke 3 tempat ring oli.

Bagian utama pada piston motor 2 langkah

Gambar 56. Gambar Piston Motor 2 Langkah

Bagian utama motor 4 langkah dan 2 langkah hampir sama, yang

membedakan adalah jumlah coakan / groove tempat ring piston, pada motor

80

2 langkah hanya ada 2 groove untuk ring piston, dengan pasak/pin (special)

sebagai tempat yang tetap ujung ring piston, dengan alasan keamanan ring

piston tidak bertemu dengan lubang saluran bilas dan pembuangan.

Bahan dan pembuatan piston/piston

Peryaratan bahan piston/piston

Melihat fungsi dan pembebanan piston, maka dituntut persyaratan antara lain

:

1. Kuat terhadap tekanan tinggi

2. Tahan terhadap temperatur tinggi

3. Tahan terhadap keausan dan mempunyai sifat luncur yang baik

4. Mempunyai koefisien muai panas kecil

Macam – macam bahan paduan

1. Bahan yang umumnya dipakai untuk piston adalah aluminium

karena sifatnya ringan. Tetapi aluminium murni terlalu lembek dan

mempunyai ketahanan kecil terhadap pemuaian / gesekan.

2. Untuk memenuhi persyaratan yang diinginkan, maka aluminium

harus dicampur dengan logam lain.

a. Paduan Al – Si Si 12–25%

b. Paduan Al – Cu Cu 5% si < 1%

c. Paduan Al – Si - Cu Si & Cu masing-masing 5%

d. Paduan Al – Ni Ni 25%

Keterangan :

1. Silikon ( Si ) : makin tinggi kadar Si, makin kecil muai panas dan

gesekan. Tetapi makin sulit pengerjaan/pembuatannya.

2. Tembaga ( Cu ) : Tahan terhadap karat dan kemampuan memindahkan

panas baik.

3. Nikel ( Ni ) : Memiliki kekenyalan yang tinggi, tahan terhadap temperatur

tinggi, muai panas kecil dan tahan terhadap karat.

81

Offset piston / Kedudukan sumbu pena piston

Untuk memperkecil gesekan dan tamparan piston pada posisi TMA dan TMB serta langkah usaha, serta untuk memperkecil gesekan pada daerah sisi kerja, sumbu pena piston sering digeser kearah samping ( 0,3 s/d 1 mm ), kesisi yang menerima gaya samping pada langkah usaha

Posisi pison mendekati TMA

Posisi pison di TMA Daerah

sisi kerja

Posisi pison setelah

TMA Langkah usaha

Gambar 57. Offset Piston

Penafsiran kerusakan piston

1. Keausan biasa / normal

a. Alur-alur cincin piston yang aus

b. Pena piston longgar karena keausan pada lubangnya.

82

Gambar 58. Keausan Normal

Retak mulai dari ujung celah pinggang piston

Gambar 59. Keretakan Piston

Pemakaian dari 100.000 km ( sepeda motor, mobil ) dan 300. 000 km ( truk )

mengakibatkan alur cincin menjadi aus, pena piston longgar, retak pada

pinggang piston karena perlemahan bahan.

2. Temperatur terlalu tinggi

Temperatur yang terlalu tinggi dapat disebabkan oleh :

83

a. Knocking (detonasi ), motor

diesel saat penyemprotan terlalu

awal, nosel penyemprotan aus,

atau nilai cetan bahan bakar

terlalu rendah.

Gambar 60. Piston Terbakar

b. Penyemprotan nozel jelek

c. Puncak piston terbakar dan

berlubang

Gambar 61. Piston Berlubang Akibat Temperature

3. Goresan pada piston

Temperatur terlalu panas

a. Pendinginan

kurang/overheating

b. Celah antara piston dengan

tabung silinder terlalu kecil

c. Pelumasan kurang Gambar 62. Goresan pada Piston

84

4. Kebisingan piston akibat kerusakan/keausan

Adanya bunyi tamparan / bunyi ketukan, hal ini disebabkan, oleh :

a. Kelonggaran antara piston dan dinding silinder

b. Kelanggaran antara pena piston dengan piston

c. Kelonggaran pena piston dengan batang piston

d. Piston retak

Bising ( gesekan kasar )

a. Permukaan piston tergores

b. Cincin piston patah/macet

Masalah pemuaian piston

Temperatur tinggi yang terjadi pada piston dari bahan logam ringan akan

mengakibatkan muai panas yang besar.

Pemecahan :

1. Bentuk piston ( model Tirus dan Lonjong / Oval )

Bentuk piston

Saat dingin

a. Tirus ( A < B )

b. Lonjong ( C < D )

Saat panas

a. Piston berbentuk silindris

Karena muai panas puncak

piston lebih besar dari pada

pinggang piston

b. Piston berbentuk bulat,

Gambar 63. Bentuk Piston

karena pemuaian diarahkan

ke sumbu pena piston

85

Batang piston / conecting rod

Fungsi :

1. Menghubungkan piston dan poros engkol

2. Merubah gerak lurus piston menjadi gerak putar pada poros engkol

3. Memindahkan gaya piston keporos engkol dan membangkitkan momen

putar pada poros engkol

Pembebanan

a

c

b

Gambar 64. Beban Tekan, Tarik dan Tekuk pada Piston

Pembebanan yang terjadi pada batangpiston antara lain :

1. Beban tekan, beban regangan / tarik, beban tekukan

2. Bahan Batang piston terutama dibuat dari bahan baja dengan

perbaikan mutu, contoh 34 CR MO 4 . atau besi tuang ( misal GGG

50 ).

Konstruksi & bentuk profil

Gambar 65. Konstruksi Conecting Roda

86

Keterangan :

1. Conecting rod sepeda motor berbentun utuh tidak terpisah

2. Menggunakan bearing untuk bantalan big end dan small end

3. Sistem pengikatan mekanisme engkol (poros, bearing dan big end

conecting rod dan proros engkol) dilkukan dengan sistem pres.

Bentuk profil conecting rod / batang piston

Biasanya batang piston dibuat berpenampang bentuk “I “

Gambar 66. Profil Conecting Rod

Karena bentuk ini mempunyai kekuatan tinggi dan stabil, dengan berat yang

relatif ringan (kuat terhadap puntiran dan tekukan)

Ring piston/ Cincin piston

Fungsi :

1. Sebagai perapat antara piston dengan silinder, agar tidak terjadi

kebocoran gas dari ruang bakar ke rumah poros engkol

2. Sebagai penyekat oli, agar tidak masuk ke ruang bakar

3. Memindahkan panas piston ke dinding silinder

Persyaratan bahan :

1. Tahan aus, lihat dan mempunyai sifat luncur yang baik

2. Mempunyai kualitas pemegasan (defleksi ) yang baik

3. Kelentingan pegas tidak berubah akibat temperatur tinggi

87

Cara kerja :

Gambar67. Posisi ring piston

Persyaratan bahan

Langkah buang :

Piston bergerak dari TMB ke TMA posisi ring

piston /cincin piston berada dibagian bawah

alur akibat tekanan gas bekas dan gesekan

cincin piston dengan dinding silinder

Langkah hisap :

Piston bergerak dari TMA ke TMB posisi ring

piston/cincin piston berada pada bagian atas

alur, akibat dari gesekan cincin dengan dinding

silinder

Langkah kompresi :

Piston bergerak dari TMB ke TMA posisi ring

piston/cincin piston seperti pada langkah

buang, sehingga gas dapat dimanfaatkan

dengan sempurna

Langkah usaha :

Pada awal langkah usaha, posisi ring

piston/cincin piston berada pada bagian bawah

alur. akibat tekanan gas pembakaran

selanjutnya ring piston/cincin piston akan

berada ditengah akibat dari gesekan

1. Tahan aus. liat dan mempunyai sifat luncur yang baik

2. Mempunyai kualitas pemegasan (defleksi ) yang baik

3. Kelentingan pegas tidak berubah akibat temperatur tinggi

88

Contoh-contoh cincin kompresi motor 4 langkah

Tabel 2 Jenis Ring Piston

Bentuk Ring Piston Motor 2 Langkah

Piston ring mempunyai beberapa tipe dan bentuk penampang pada bagian

ujungnya, bentuk penampang menunjukan karakteristik dari ring tersebut.

Tipe plain / Plain type.

Ring yang biasa dipakai yang mempunyai penampang “segi empat”.

Tipe keystone / Keystone type.

Penampang dibuat dari keystone,ring ini juga di desain agar mudah terdorong

oleh tekanan pembakaran, sehingga semua permukaan dapat bersinggungan

dengan dinding silinder. Ring piston juga harus dapat bergerak keluar-masuk

dalam alurnya untuk mencegah pembentukan karbon pada alur sehingga alur

tidak lengket pada alur ring.

89

Tipe L-shaped ring.

Penampangnya berbentuk “L” shaped ring,mempunyai permukaan singgung

yang lebar, sehingga memberikan factor “sealing” : yang bagus. Tapi ring ini

mempunyai hambatan singgung yang tinggi oleh karenanya kurang baik untuk

mesin kecepatan tinggi.

Gambar 68. Jenis Ring Piston 2 Langkah

Ring oli

Fungsi :

1. Mengikis kelebihan oli pada dinding silinder

2. Membentuk lapisan oli tipis dan merata pada dinding silinder agar dinding

silinder tidak cepat aus

Cara kerja :

Pada saat piston bergerak dari TMB ke TMA, oli akan melumasi dinding

silinder melalui saluran/perlengkapan dari sistem pelumasan. Pada saat

piston bergerak dari TMA ke TMB, ring oli akan mengikis sebagian oli pada

dinding silinder dan membentuk lapisan oli yang tipis dan merata disekeliling

dinding silinder.

90

Gambar 69. Cara Kerja Ring Oli

Persyaratan bahan

1. Mempunyai sifat luncur yang baik

2. Pada cincin oli tanpa peregang harus mempunyai kualitas pemegasan

(defleksi) yang baik.

3. Kelentingan pegas harus mampu membentuk lapisan oli yang sesuai

dengan silinder

Jenis-jenis cincin oli

Gambar 70. Jenis Cincin Oli

91

Masalah – masalah pada cincin piston

Cincin patah dan terbakar

1. Deposit yang diakibatkan oleh panas yang berlebihan, bahan bakar yang tidak

terbakar dan oli yang kotor, akan menempel dan menyumbat alur cincin.

2. Deposit membeku dan mengeras, cincin piston menjadi, macet dan akhirnya

patah

Pena piston

Fungsi :

Pena piston berfungsi sebagai penghubung antara piston dan batang piston,

serta meneruskan gaya dari piston ke batang piston. Bahan :

Pena piston biasanya dibuat dari baja nikel

Diameternya dibuat besar agar luas bidang gesek menjadi besar

sehingga tahan terhadap keausan.

Pena piston juga dibuat berlubang agar lebih ringan, sehingga

beban keseluruhan piston menjadi lebih ringan.

Poros Engkol Sepeda Motor

Gambar 71. Poros Engkol Sepeda Motor

92

Fungsi :

Merubah gerak lurus bolak-balik piston ( translasi ) menjadi gerak putar pada

poros engkol dengan perantaraan conecting rod / batang piston.

Poros engkol umumnya ditahan dengan bantalan luncur / bearing yang

ditetapkan pada ruang engkol. Bantalan poros engkol biasa disebut

bantalan utama.

1. Jenis poros engkol yang dipergunakan pada mesin sepeda

motoradalah:Jenis built up digunakan pada motor jenis kecil yang

mempunyaijumlah silinder satu atau dua

2. Jenis ”one piece”, digunakan pada motor jenis besar yang

mempunyai jumlah silinder banyak.

Untuk motor satu silinder pada poros engkolnya (biasanya dihadapan pena

engkol) ditempatkan bobot kontra sebagai balance putaran engkol sewaktu

berputar.

Pemeriksaan Piston Assembly dan Mekanisme Engkol

Pelepasan piston, adapun langkah – langkahnya seperti berikut :

(Posisi blok silinder sudah dilepas terlepas)

1. Tutup lubang crankcase dengan kain lap untuk menghindari

pengunci piston terjatuh kedalam mesin.

2. Lepas klip pengunci piston pada salah satu sisinya.

Gambar 72. Pelepasan Piston

93

3. Dorong keluar pen piston, lepas piston dari tempatnya.

4. Lepas ring piston sesuai urutan dari top ring/ring pertama – second

ring/ring kedua-ring dan ring oli menggunakan piston ring expander.

Gambar 73. Pemeriksaan Pen Piston

5. Setelah melakukan pelepasan ring piston, bersihkan alur ring piston

Langkah berikutnya adalah pemeriksaan piston

Pemeriksaan Piston

1. Pemeriksaan secara visual dinding silinder dan piston terhadap

keretakan dan goresan, gerakan translasi piston menyebabkan

dinding silinder dan badan piston mengalami kerusakan yang

berbentuk goresan.

2. Ukur celah/kelonggaran piston dengan silinder.

3. Ukurlah diameter torak dengan posisi 900 terhadap sumbu pena

torak, tempat pengukuran dan toleransi lihat buku manual.

Gambar 74. Pengukuran Piston

94

Hasil pengukuran diameter silinder – diameter piston, hasil tersebut

menentukan tentang kelayakan piston.

Batasan servis 0,020 – 0,035 mm, limit 0,15 mm. Jika diluar spesifikasi

tersebut maka diperkenankan melakukan “Reboring / Over size.”

4. Pemeriksaaan pin piston dan lubang pin piston

Periksa secara visual pin piston dengan melihat kondisi permukaannya

apabila berwarna biru pertanda pin piston tersebut terbakar, kelonggaran

lubang pin dengan pin piston : 0,002 – 0,018mm,limit :0.068 mm

5. Periksa kelonggaran pena torak terhadap mata pena torak

Gambar 75. Pemeriksaan Pen Piston

Kriteria :

1. Pena torak dapat digerakkan dengan tenaga ibu jari - Baik

2. Pena torak dapat digerakkan tanpa tenaga - sedang

3. Pena torak dapat digerakkan longgar - jelek

Pemeriksaan ring piston

1. Masukkan ring piston kesilinder dorong dengan muka piston

sehingga sejajar/rata

2. Ukur celah ujung menggunakan fuller gauge pada bagian tiga

posisi (atas, tengah dan bawah)

95

Gambar 76. Pemeriksaan Celah Ujung Ring Piston

3. Jarak antara ujung ring piston adalah 0,10-0,15. Limit 0,20mm

4. Bandingkan hasil pengukuran dengan buku manual

5. Celah ujung melebihi batas maksimum diganti baru

6. Celah ujung lebiih kecil dari batas minimum digerinda / dikikir

Memeriksa celah sisi cincin torak

1. Pasangkan cincin torak ke dalam alur cincin torak yang semestinya

2. Ukur celah sisinya dengan fuler

Gambar 77. Pemeriksaan Celah Sisi Ring Piston

Data buku manual :

1. Jika celah sisi melebihi ketentuan, cincin torak harus diganti baru

dan diadakan pengukuran lagi.

96

2. Bila hasil pemeriksaan tidak memenuhi persyaratan, berarti

alur cincin torak aus, ganti torak dan cincin torak dengan yang

baru.

Pemeriksaan Conecting Rod

1. Periksa keadaan batang torak secara visual, jika rusak

harus diganti

2. Periksa kebengkokan dan kepuntiran

3. Pasang batang pada alat penguji batang torak

Data Umum

1. Kebengkokan maksimum 0,05 mm per 100 mm

2. Kepuntiran maksumum 0,05 mm per 100 mm

Pemeriksaan Bearing

1. Lakukan pemeriksaan bearing luar secara visual dengan

melihat kondisi bearing, jika putaran bearing terasa kasar

dan berbunyi lakukan penggantian bearing.

2. Lakukan pemeriksaan beraing dalam (bearing big end)

dengan cara :

a. Pegang ujung bagian atas conecting rod.

b. Pukul tangan yang dekat dengan conecting rod, jika

terasa ada bunyi yang keras berarti keausan bearing

dalam sudah cukup besar.

c. Pergantian bearing dalam perlu orang yang ahli (bawa kebengkel

khusus).

Jika pemeriksaan dan pengukuran piston assembly dan

mekanisme engkol telah selesai dilakukan, lakukan perakitan

kembali. Perakitan dapat melihat job sheet yang relevan atau buku

manual sepeda motor yang diperiksa.