Piston memiliki kecepatan Ideal atau Piston Speed (PS) pada angka 21 meter/ detik atau = (21m/s) pada mesin Standar, jika kecepatan piston bergerak di atas angka 21m/s dapat di pastikan piston akan rawan jebol.
Harap di ingat piston Speed " IDEAL " artinya masih bisa kurang atau lebih simak tabel piston speed berikut.
Kecepatan Rata-rata Piston (Mean Piston Speed)
Kecepatan rata-rata piston (vmps) adalah kecepatan rata-rata gerakan piston pada mesin dengan sistem reciprocating (naik-turun). Nilai ini berhubungan dengan panjang langkah piston (S) dan sudut putar poros engkol untuk satu langkah (θs) pada kecepatan sudut tertentu (ω).
Rumusnya:
[ vmps = \frac{\omega \cdot S}{\theta_s} ]
Pada umumnya, mesin reciprocating dirancang dengan sudut putar sebesar ½ putaran (Ï€ radian) untuk setiap langkah piston.
Hal-hal yang dipengaruhi oleh kecepatan rata-rata piston:
- Kerugian akibat gesekan → semakin tinggi, konsumsi bahan bakar juga meningkat.
- Laju aliran udara/bahan bakar → semakin tinggi, tenaga mesin juga meningkat.
- Percepatan & perlambatan piston → semakin tinggi, beban pada komponen mekanis juga semakin besar.
Jadi, kecepatan rata-rata piston lebih penting (dan lebih membatasi) dibanding sekadar RPM mesin.
Perbedaan Mesin Kerja vs Mesin Balap
- Mesin kerja (industri, kendaraan berat, generator, dll.) → dibatasi oleh konsumsi bahan bakar, sehingga kecepatan piston dijaga serendah mungkin.
- Mesin balap → tujuannya tenaga maksimal, sehingga kecepatan piston dibuat setinggi mungkin.
Batas atas kecepatan piston ditentukan oleh:
- Ukuran katup masuk dibanding diameter silinder (membatasi aliran udara/bahan bakar).
- Kekuatan komponen mekanis (agar tidak rusak karena beban tinggi).
Contoh Kecepatan Rata-rata Piston (vmps) pada berbagai mesin:
| Jenis Mesin | vmps (m/s) @ tenaga maksimum |
|---|---|
| Mesin industri kecil | 7 |
| Mesin kapal & generator | 8.5 |
| Kereta & truk | 11 |
| Mobil (kecepatan rendah) | 14 |
| Mobil (umum) | 16 |
| Mobil performa tinggi | 18 |
| Balap (daya tahan) | 22 |
| Balap (jarak pendek) | 25 |
| Drag racing | 30 |
Mesin Wankel
Pada mesin Wankel, istilah "kecepatan piston rata-rata" kurang relevan. Sebagai gantinya, digunakan kecepatan rata-rata ujung rotor (vmrts), karena gerakan ujung rotor terhadap dinding mirip dengan gerakan piston terhadap silinder.
Rotor mesin Wankel berputar 3 kali lebih lambat dibanding poros keluarannya. Maka rumusnya:
[ vmrts = \frac{\omega_R \cdot R}{3} ]
Dimana:
- ωR = kecepatan sudut rotor
- R = jari-jari rotor
- ω = kecepatan sudut poros keluaran
Cara untuk menghitung Kecepatan Piston Kendaraan di dapat dengan Menggunakan Rumus:
( 2 x Stroke (dalam satuan meter) x Rpm)/60
Keterangan :
- Angka 2 merupakan gerak naik turun piston saat mesin berputar 1 x putaran penuh.
- Stroke / langkah piston (satuan ukuran langkahnya di rubah dari milimeter ke cm)
- RPM mesin yang ingin di tentukan batas amannya.
- 60 adalah RPM (Rotari per Menit) di rubah menjadi Detik (second) 1 menit = 60 detik
Karna pada artikel ini mencari batas aman untuk itu bisa menggunakan angka 21 m/s sebagai limit ideal piston speednya karna kebanyakan motor-motor yang kita oprek dan komponen partnya memiliki basic mesin standar.
Coba hitung bareng-bareng kawan
1. Contoh mesin bore up yang paling umum misalnya Mio 58 nan standar
Diketahui :
- Stroke standar mio : 57 mm
- Piston bore up : 58 mm (diameter piston tidak masuk dalam hitungan rumus hanya berlaku sebagai keterangan tambahan)
- Batas Rpm yang ingin di tentukan contoh :12000 rpm
Jawab :
( 2 x Stroke (dalam satuan meter) x Rpm)/60
2 x 0,057 x 12000 / 60 = 22,8 m/s.
Nah kelewatan angka ideal piston speednya yang seharusnya 21 m/s
Cara mengatasinya bisa menurunkan limit RPMnya jika menggunakan CDI racing programmable. kalo CDI standar tergantung Limitnya yang di patok oleh pabrikan...namun jika di patok di bawah 11.000 rpm di rasa masih aman khususnya Spek 58 nan Standar karna angka yang di dapat adalah :
2 x 0,057 x 11000 / 60 = 20,9 m/s
=====================================
2. Contoh motor Satria FU
Diketahui :
- Stroke up fu : 55 mm
- Piston bore up : 70 mm (diameter piston tidak masuk dalam hitungan rumus hanya berlaku sebagai keterangan tambahan)
- Batas Rpm yang ingin di tentukan contoh :12000 rpm
Jawab :
( 2 x Stroke (dalam satuan meter) x Rpm)/60
2 x 0,055 x 12000 / 60 = 22 m/s. Nah ini juga sama kelewatan angka ideal piston speednya yang seharusnya 21 m/s. Cara mengatasinya bisa limit RPM nya diturunkan jika menggunakan CDI racing programmable atau bisa juga dengan menurunkan panjang strokenya, misalnya Stroke nya di pendekin menjadi 54 mm maka : 2 x 0,054 x 12000 / 60 = 21,6 m/s
