close button

Piston Adalah: Pengertian, Fungsi dan Cara Kerja

  •   Agu 2022  •   11 min read  •   Comment

Piston memiliki bentuk seperti silinder, bekerja dengan cara bergerak secara translasi (gerak bolak-balik) di dalam silinder.

Piston adalah sumbu geser yang terpasang presisi di dalam sebuah silinder. Dengan tujuan, baik untuk mengubah volume dari tabung, menekan fluida dalam silinder, membuka-turup jalur aliran atau juga kombinasi semua itu.

Piston terdorong sebagai akibat dari ekspansi tekanan sebagai hasil pembakaran. Piston sering menerima temperatur dan takanan yang tinggi, bergerak dengan kecepatan tinggi dan terus menerus.

Gerakan langkah piston bisa 2400 kali atau lebih setiap menit. Sehingga setiap detik piston bergerak 40 kali atau lebih di dalam silindernya.

Temperatur yang diterima oleh piston berbeda-beda dan pengaruh panas juga berbeda dari permukaan ke permukaan lainnya.

Sesungguhnya yang terjadi yaitu pemuaian udara panas sehingga tekanan terssebut mengandung tenaga yang sangat besar.

Piston bergerak dari TMA ke TMB sebagai gerak lurus. Berikutnya, piston kembali ke TMA membuang gas bekas.

Gerakan turun naik piston ini berlangsung sangat cepat melayani proses motor yang terdiri dari langkah pengisian, kompresi, usaha dan pembuangan gas bekas.

Nah, lebih jelasnya simak bahasan Piston Adalah berikut.

Pengertian Piston

Berikut pengertian piston atau torak berdasarkan beberapa sumber:

  • Ajeet Singh. Piston yaitu suatu silinder geser berongga yang tertutup di satu sisi dan berlubang melintang di bagian tengahnya sebagai tempat untuk pin, dan memiliki lekukan di bagian sisi atasnya sebagai tempat cincin piston yang berfungsi mencegah kebocoran gas dari area antara piston dan silinder.
  • Paul Breeze. Piston yaitu suatu disk berbentuk silinder yang didesain khusus agar cocok dimasukkan dalam silinder untuk menutup bukaan ujungnya, selain itu komponen ini juga didesain untuk bergerak ke depan dan ke belakang dalam sebuah silinder.
  • US Department of Army. Piston adalah komponen silindrikal dalam mesin yang bergerak ke atas dan ke bawah dalam suatu silinder.
  • Satishkumar. Pengertian piston engine yaitu suatu bagian dari mesin yang mengubah panas dan tekanan yang dilepaskan dari pembakaran bahan bakar menjadi suatu kerja mekanik.
  • Mahle GmbH. Piston adalah suatu elemen dari proses transmisi daya dalam silinder sebuah mesin, di mana energi dari bahan bakar diubah menjadi panas dan tekanan.

Berdasarkan pengertian di atas, bisa dikatakan jika piston merupakan suatu elemen dalam silinder mesin yang juga berbentuk silinder berongga dengan suatu lubang untuk tempat pin dan berfungsi untuk mengubah panas dan tekanan hasil pembakaran energi menjadi suatu kerja mekanis yang memutar poros engkol (crank shaft).

Bagian atas piston mulanya dibuat rata. Namun, untuk meningkatkan efisiensi motor, terutama pada mesin dua langkah, permukaan piston dibuat cembung simetris dan cembung tetapi tidak simetris.

Bentuk permukaan yang cembung berguna untuk menyempurnakan pembilasan campuran udara bahan bakar. Sekaligus permukaan atas piston juga dibuat untuk melancarkan pembuangan gas sisa permukaan.

Baca juga: Chiller Artinya: Pengertian dan Jenis-Jenis

Fungsi Piston

Beberapa fungsi piston pada mesin pembakaran dalam kendaraan, yaitu:

1. Elemen Pengubah Bentuk Energi

  • Fungsi piston sebagai pengubah energi dan pencegah bocor
  • Fungsi torak untuk mengubah ledakan jadi putaran dan mencegah kebocoran

Pada ruang pembakaran, busi menghasilkan percikan listrik bertegangan tinggi pada campuran fluida (udara – bahan bakar) sehingga terjadi ledakan.

Dari proses ledakan ini, energi pada campuran tersebut dikonversikan menjadi panas dan tekanan yang mendorong torak bergerak ke bawah dan memutar poros engkol melalui perantara batang seher (connecting rod).

Selain fungsi piston yang mengubah panas dan tekanan hasil pembakaran menjadi energi mekanik, piston juga berfungsi dalam menerima gaya dorong dari ledakan pada ruang silinder.

Piston harus terbuat dari bahan yang cukup kuat untuk menahan tekanan dan panas sampai 2000 derajat Celcius.

2. Fungsi Piston Sebagai Elemen Pengunci

Selama bergerak naik dan turun, piston dilengkapi dengan cincin piston (piston ring) yang berfungsi untuk mencegah perpindahan gas dari ruang pembakaran ke bagian engkol mesin.

Selain gas pembakaran, oli dan minyak yang berada di bagian bawah piston juga harus dicegah untuk naik.

3. Menghilangkan Panas

Pembakaran yang terjadi menghasilkan panas yang besar sehingga suhu pada permukaan atas piston menjadi tinggi, seperti yang terlihat pada gambar di atas.

Tanpa adanya piston, maka panas bisa merambat ke bagian lainnya dan menyebabkan kerusakan.

Bagaimana cara panas tersebut bisa dihilangkan?

Piston memiliki saluran pendingin yang dapat mengalirkan panas ke luar dari sistem mesin bakar. Panas yang berlebih bisa membuat piston menjadi meleleh dan jadi berlubang.

4. Memandu Gerakan Batang Piston

Bergeraknya piston secara tidak langsung memberi panduan pada gerakan batang piston (connecting rod).

Di samping itu, naik dan turunnya piston yang dikenal sebagai “tidak” juga berperan pada proses kompresi campuran bahan bakar-udara.

5. Menaikkan Tekanan Dan Panas

Penggunaan piston tidak terbatas hanya di dunia industri automobil, melainkan sampai pada komponen sistem pendingin.

Pada kompresor, piston justru berfungsi untuk menaikkan tekanan dan panas dari fluida yang dikenal sebagai refrigerant agar nantinya bisa menghantar dan mengeluarkan panas.

Karakteristik Ideal Piston

Dimana sifat dan karakteristik ideal dari piston yang menunjang performanya seperti:

  • Kekakuan untuk menahan tekanan tinggi
  • Ringan, agar gaya inersianya lebih kecil sehingga mesin menjadi lebih cepat
  • Tidak bising, baik saat dipanaskan maupun dioperasikan
  • Terbuat dari bahan dengan konduktivitas termal yang baik agar perpindahan panas lebih efisien
  • Bahannya juga harus memiliki kualitas ekspansi yang rendah
  • Memiliki ketahanan tinggi terhadap korosi akibat pembakaran
  • Lebih pendek sehingga ukuran mesin secara keseluruhan lebih kecil

Kebanyakan piston ini terbuat dari bahan Aluminum Alloys yang ringan, punya ketahanan pada beban, dan penghantar panas yang baik (konduktor).

Ada juga beberapa aplikasi seperti mesin berat dan kendaraan komersil yang menggunakan steel (besi) sebagai bahan untuk piston, karena besi memiliki ketahanan yang lebih tinggi pada tekanan dan panas pada ruang pembakaran mesin bakar.

Komponen Piston

Bentuk desain piston tergantung dari jenis mesin bakar yang digunakan. Contohnya, ukuran piston pada mesin petrol cenderung lebih ringan dan kecil jika dibandingkan piston pada mesin diesel.

Piston pada dasarnya memiliki bentuk yang lumayan rumit, dengan sedemikian rupa komponen.

Berikut ini bagian bagian penting piston pada motor bakar dalam:

  • Puncak piston. Permukaan atas piston yang terhubung langsung dengan ruang bakar mesin. Bagian ini memiliki bentuk yang berbeda-beda. Seperti, permukaan yang meninggi digunakan pada mesin yang memiliki kompresi tinggi, sedangkan permukaan yang cekung digunakan pada mesin berkompresi rendah.
  • Top land
  • Sabuk cincin (ring belt). Disebut juga alur ring piston adalah bagian bagian dimana tiga ring piston dipasang
  • Control struts
  • Klip pengunci pen. Berfungsi untuk mengunci pin piston
  • Bos piston. Bagian bawah-tengah piston tempat piston pin (pen piston) berada
  • Pen Piston (pin Piston). Pen Piston yaitu pasok penghubung tenaga piston ke batang piston. Dengan adanya pen piston ini maka batang piston bisa melakukan gerakan bolak-balik. Karena itu pen piston bisa dianggap sebagai poros engkol-nya batang piston.
  • Badan Piston (piston Skirt). Bagian piston yang bada erada di bawah sabuk cincin. Badan piston ini akan selalu bersentuhan dengan dinding silinder sehingga tercipta gesekan saat piston bergerak naik turun.
  • Ring Piston. Cincin piston yang berfungsi untuk mencegah kebocoran antara ruang pembakaran dengan bagian bawah piston. Bagian piston terhubung ke batang piston (connecting rod) melalui pin piston, memungkinkan torak untuk untuk berputar terhadap sumbu pen. Pen ini terkunci di dalam torak oleh klip pengunci. Piston pada umumnya memiliki 3 alur ring (ring grooves), tempat dimana cincin piston dipasang.
    • Ring atas sebagai penahan tekanan kompresi hasil pembakaran dan mencegah kebocoran gaas.
    • Ring kedua atau ring tengah adalah ring kompresi yang sekaligus untuk menyapu dinding silinder dengan oli sebagai pelumas.
    • Dan ring ketiga (paling bawah) yaitu tempat ring oli dipasang. Pada ring ini terdapat lubang kecil yang berfungsi untuk tempat aliran oli ketika melumasi dinding silinder.

Fungsi Piston

Badan piston berfungsi sebagai penyeimbang piston, biasanya dilapisi oleh material yang bergaya gesek rendah (licin) untuk mengurangi gaya gesekan yang terjadi.

Bos piston adalah poros tempat untuk pen piston yang menghubungkan piston dan batang piston.

Baca juga: Hidrometer: Sejarah, Pengertian, 4 Fungsi, & Cara Penggunaan

Cara Kerja Piston

Cara Kerja Piston adalah

Piston bekerja dengan cara mengatur volume silinder. Saat piston berada pada posisi turun maka volume silinder menjadi besar.

Pada posisi seperti ini udara dihisap ke dalam ruang bakar untuk kemudian dicampur dengan minyak bakar.

Saat piston berada pada posisi naik maka volume udara di dalamnya akan mengecil. Dengan posisi yang seperti ini maka akan dimanfaatkan untuk meningkatkan tekanan dan temperatur campuran fluida.

Mesin kendaraan bisa menghasilkan tenaga yang dibutuhkan kendaraan untuk bergerak. Tenaga ini dihasilkan dari adanya proses pembakaran.

Proses ini membutuhkan tahapan-tahapan yang saling berhubungan, yaitu memasukkan bahan pembakaran, tahap kompresi, tahap pembakaran dan tahap pembuangan gas sisa pembakaran.

Keempat tahapan kerja ini bisa dilakukan hanya oleh sebuah piston.

Berikut prinsip kerja piston:

1. Menghisap Udara Ke Dalam Silinder

Saat piston bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) maka secara otomatis volume udara dalam ruang pembakaran akan membesar.

Proses penambahan udara ini sama dengan menghisap udara.

Penghisapan udara ini akan menyedot bahan bakar dan udara ke dalam ruang pembakaran.

2. Mengkompresi Material Pembakaran

Saat piston bergerak dari TMB (Titik Mati Atas) ke TMA (Titik Mati Bawah) yang di dalamnya ada bahan bakar dan udara maka bahan bakar dan udara tersebut akan terkompresi atau mengalami tekanan.

Hal ini disebabkan karena katup di bagian atas juga tertutup.

Saat bahan bakar dan udara mengalami kompresi maka akan memudahkan proses pembakaran.

3. Mengkonversi Hasil Pembakaran Menjadi Gerakan Mekanis

Saat dalam proses pembakaran berjalan, akan terjadi ledakan-ledakan di dalam silinder.

Hasil ledakan itu berupa energi, panas dan gas sisa pembakaran. Energi (ekspansi) ini lah yang diubah oleh piston menjadi energi mekanik.

Karena energi ekspansi ini juga yang mengakibatkan posisi piston berubah drastis, dari TMB menuju TMA secara cepat atau terhempas ke bawah.

4. Mendorong Sisa Gas Pembakaran Keluar

Saat piston berbalik arah dari TMB menuju TMA maka dengan sendirinya piston akan mendorong udara ke atas.

Pada proses ini udara atau sisa gas hasil pembakaran akan didorong keluar menuju katup yang ada.

Jenis Piston

Salah satu cara untuk meningkatkan ketahanan torak terhadap beban dan panas yaitu dengan menambah berat piston itu sendiri.

Hanya saja, cara ini tidak direkomendasikan karena penambahan berat pada piston dapat meningkatkan momen inersi.

Karena itu, cara yang sering dilakukan yaitu dengan memaksimalkan desain piston.

Berikut sekilas desain dari pison mesin petrol dan diesel:

1. Piston Mesin Petrol/bensin

Piston adalah Mesin Petrol/bensin
Desain piston mesin bakar berbahan bakar bensin
Torak mesin bakar bensin dari aluminum
Torak mesin bakar bensin dari aluminum

2. Piston Motor Bakar Diesel

piston adalah
Desain aluminium piston mesin berbahan bakar diesel

Desain piston mesin diesel dari besi

Cara Merawat Piston

Dalam perawatannya piston perlu di servis, tahapan perlakuannya yaitu:

  1. Piston dilepaskan dari dudukannya
  2. Rendam piston dalam cairan pembersih bersama-sama dengan batang piston, lalu keringkan.
  3. Bersihkan kotoran arang pada alur ring piston.
  4. Amati alur ring piston kemungkinan aus. Keausan terbesar biasanya terjadi pada alur ring kompresi.
  5. Cek kebebasan alur ring piston dengan feeler gauge. Alur ring piston dapat diperbaiki dengan memotong alur lebih besar dan memasang ring baja di sisi atas.
  6. Cek apakah terjadi keretakan pada piston. Keretakan piston sekecil apapun harus diganti.
  7. Lepas pen piston. Sebelum pen piston di lepas beri tanda sehingga mudah dipasang kembali seperti semula.
  8. Bila pen piston tipe apungan, lepas ring pengunci sehingga pen mudah dikeluarkan. Hati-hati waktu melepaskan ring, jangan sampai rusak. Umumnya mesin saat ini menggunakan pen yang bergerak dalam piston dan dipres pada batang piston.
  9. Setelah pemeriksaan terhadap pen piston selesai pasang kembali seperti semula. Karena kebebasan pen terhadap pistonnya sangat kecil yaitu antara 0,005 sampai 0,0125 mm untuk piston dari almunium maka perlu pemasangan dengan teliti. Kebebasan pada batang piston yang menggunakan bantalan sedikit besar yaitu sekitar 0,0127 mm.

Gerakan Langkah Piston

Untuk menjamin agar mesin tetap beroperasi, piston harus selalu bergerak secara berkesinambungan, gerak piston akan berhenti di TMA (Titik Mati Atas) atau di TMB (Titik Mati Bawah).

Kedua titik ini disebut dead center. Saat piston bergerak keatas, dari TMB ke TMA, atau bergerak turun dari TMA ke TMB, satu kali gerak tungga dari piston dinamakan langkah jarak penggerakan piston ini diukur dengan satuan mm.

Untuk menghasilkan tenaga yang kuta, dilakukan penelitian terhadap hubungan antara panjang langkah dengan ukuran diameter piston.

Mesin langkah pendek bisa membuat kecepatan lari lebih tinggi dan kemungkinan untuk tenaga lebih tinggi juga.

Gerakan langkah piston dalam ruang silinder merupakan gerakan lurus atau linier.

Untuk memanfaatkan gerakan linier itu, maka gerakan tersebut harus dibuat menjadi gerakan berputar (rotary). Perubahan ini dilakukan oleh gerakan poros engkol.

Pada mesin siklus empat langkah, satu langkah siklus terdiri dari empat kali langkah piston, dua ke atas dan dua kebawah.

Siklus ini terjadi selama dua putaran poros engkol. Sedangkan pada mesin dua langkah, satu siklus terdapat dua langkah piston, satu ke atas dan satu kebawah. Siklus ini terjadi selama satu putaran poros engkol.

Kesimpulan

Piston merupakan suatu elemen dalam silinder mesin yang juga berbentuk silinder berongga dengan suatu lubang untuk tempat pin dan berfungsi untuk mengubah panas dan tekanan hasil pembakaran energi menjadi suatu kerja mekanis yang memutar poros engkol (crank shaft).

Piston bekerja dengan cara mengatur volume silinder. Saat piston berada pada posisi turun maka volume silinder menjadi besar.

Pada posisi seperti ini udara dihisap ke dalam ruang bakar untuk kemudian dicampur dengan minyak bakar.

Saat piston berada pada posisi naik maka volume udara di dalamnya akan mengecil. Dengan posisi yang seperti ini maka akan dimanfaatkan untuk meningkatkan tekanan dan temperatur campuran fluida.

Banyak hal yang berkaitan dengan Piston Adalah seperti penjelasan di atas.

Orang juga bertanya

English private teacher, seo writter, english translator, and content writer.

Tinggalkan komentar