MESIN: Hot Versus Heat: Mesin RanMor Anda Panas? Tenang Saja!

HOT VS HEAT: MESIN RANMOR ANDA PANAS? TENANG SAJA!

(C) 2006-2010 — E ONE S KOSTER 0115 Thunder Rider


Mesin RanMor anda panas? Tenang saja!

Hmmm . . . jangan bingung, . . . karena ada dua macam panas:

• heat, panas kuantitas, alias energi atau tenaga panas [Q], disebut juga bahang (calor), dan
  
• hot, panas kualitas, alias temperatur atau suhu panas [T]

Untuk RanMor, "heat" samasekali tak dibutuhkan, tp "hot" sangat dibutuhkan, sampai batas tertentu sesuai kapasitas mesin, dan campuran logam | metal (alloy) mesin sdh dirancang oleh pabrikan utk tahan thdp "hot" maksimum sesuai karakteristik mesin bersangkutan, termasuk knalpot.

Untuk awam memang rada sulit untuk mengidentifikasi, apakah "hot" tsb adalah wajar ataukah yg timbul krn efek keberadaaan "heat" . . .

Adapun "hot" sbg efek "heat" timbul krn

• kekasaran gesekan | friksi antar permukaan media (intermedia surface friction), spt gesekan antar permukaan logam mesin, gesekan antara gerigi dan rantai, dlsb. [ bahkan gesekan antara permukaan ban dan permukaan jalan melepaskan "heat"]
  
• pemasangan atau penyetelan komponen tak presisi alias meleset, shg menimbulkan friksi yg semestinya tak perlu terjadi
  
• ketaksempurnaan pembakaran (imperfect combustion), krn :
  
  • ketaktepatan pewaktuan penyulutan (ignition timming inaccuracy): terdahulu | maju | sebelum | dini (voor, advance, before, early), atau terlambat | mundur | sesudah (na, late, after), dan atau
    
  • percikan | vonk busi lemah (weak spark), shg tak bisa membakar habis gas, krn
    
    • busi (bougie, sparkplug) lemah, aus, rusak, jelek, atau tak cocok, dan atau
      
    • kumparan penyulutan (ignition coil) lemah, aus, rusak, dan atau
      
    • kumparan jemput (pick-up coil) [pulser] lemah, aus, rusak, dan atau
      
    • penyulut (ignitor) [CDI] lemah, aus, rusak,
    dan atau
    
  • campuran gas tak dalam rasio stoisiometrik (stoichiometric ratio): perbandingan udara terhadap bahanbakar (air to fuel ratio, A/F ratio), yg tepat.

Utk urusan gesekan | friksi, solusinya adalah:

• pelumasan menggunakan pelumas dgn kekentalan | viskositas tinggi, yg tahan atau hanya mengalami perubahan kecil thdp suhu tinggi.
  
• pemasang komponen mekanik | yang bergerak harus presisi.
  
• penggunaan bahan | material teknologi nano, yg melapisi permukaan logam | metal dgn kristal halus dan memiliki karakteristik keramik, shg meminimasi friksi dan tahan thdp suhu tinggi.

Utk urusan ketaksempurnaan pembakaran, solusinya adalah:

• gunakan bahanbakar (fuel) dengan nomor oktan (octan number) sesuai dgn rasio kompresi (compression ratio). Utk Suzuki Thunder dengan rasio kompresi minimum 9,2, gunakan minimum Pertamax 9,2, atau Pertamax Plus 96, atau yg setara. Makin tinggi nomor oktan, makin sulit bahanbakar dibakar pada kompresi | mampatan | desakan | tekanan dan atau temperatur | suhu rendah.
  
• gunakan busi yg sesuai atau cocok dengan karakteristik mesin dan penggunaan RanMor. Misalnya, utk high speed dan weight load, gunakan busi dingin [tahan panas] Iridium Power.
  
• gunakan kumparan | koil dan penyulut yang sesuai dan mampu membangkitkan tegangan tinggi (high voltage), untuk membakar tuntas seluruh gas campuran udara dan bahanbakar.
  
• stel karburator shg menghasilkan gas campuran yg memiliki rasio stoisimetrik tepat [14,7 : 1], tak terlalu kaya | gemuk | basah (rich | wet), dan tak terlalu miskin | kurus | kering (lean | dry).
  
• stel poros-engkol (krukschacht, crankshaft), poros-ungkit (nokenschacht, camshaft), rantai pewaktuan (ketting, timing chain), torak (zuiger, piston), katup (klep, valve), dan pewaktuan penyulutan (ignition timming) secara presisi sebagaimana mestinya.

Jadi ini hanya perihal logika teknik pelacakan-gangguan (troubleshooting) dan penyetelan.

Bagaimana mugkin kita memberikan solusi bila tak tahu dimana letak problem atau masalahnya.


KEIRITAN PANAS MESIN | EFISENSI TERMAL MESIN | ENGINE THERMAL EFFICIENCY

Relasi termodinamik menunjukkan bahwa efisiensi termal (thermal efficiency TE, Et) siklus Otto dlm sistem mesin motor bensin adalah, persentasi perbandingan kuantitas tenaga mekanik keluaran (mechanical energy quantity output) thdp kuantitas tenaga panas masukan (heat energy quantity input), yg bila dijabarkan secara matematik fisika berdasarkan hukum termodinamika adalah sbb.

TE = W / Q1 x 100% = [(Q1 - Q2) / Q2] x 100% = [1 - Q2 / Q1] x 100%

dimana,
Q1, quantity of heat energy input (kuantitas tenaga panas masukan)
Q2, quantity of heat energy output (kuantitas tenaga panas keluaran)
W, work (kerja) | quantity of mechanical energy output (energi mekanik keluaran | tenaga mesin dihasilkan).
TE, thermal efficiency (efisiensi termal)

Jika W = Q1 atau Q2 = 0 alias nol, maka efisiensi 100%! ... Suatu efisiensi ideal utk kendaraan bermotor berbahanbakarminyak!

Jadi, si "heat" samasekali tak dibutuhkan, tapi si "hot" mutlak sangat dibutuhkan.

Dari relasi 6 fase termodinamik siklus Otto mesin 4-tak diatas, diperoleh bahwa

V2 / V1 = T2 / T1 = T3 / T4

dan juga bisa diperoleh bahwa

(T2 - T1) / T2 = (T3 - T4) / T3

atau

1 - T1/T2 = 1 - T4/T3

Nilai perbandingan V2 / V1 adalah rasio ekspansi|pemuaian statik (static expansion ratio, SXR, XRs, X/Rs) atau rasio kompresi|pemampatan statik (static compression ratio, SCR, CRs C/Rs) isentropik volume silinder.

Berdasarkan dua relasi diatas diperoleh bahwa

CRs = V2 / V1 = (T3 - T2) / (T4 - T1)

Dgn kata lain, rasio ekspansi atau rasio kompresi statik isentropik volume silinder adalah perbandingan total volume silinder thdp volume kamar bakar (combustion chamber), yg mana setara dgn perbandingan beda suhu pemampatan dan beda suhu pembuangan.

Utk lbh jelas, silahkan lihat ilustrasi dlm diagram PVT, dimana siklus mesin 4-tak dpt dijabarkan dlm termodinamika sbg 6 fase siklus Otto standar-udara (air-standard Otto Cycle), yg terdiri dari 6 proses sederhana gas ideal, dalam 4 langkah-torak (4 piston-stokes), sbb.

langkah 1: langkah pengambilan (intake stroke)

fase 1: pengambilan|pemasukan | penyedotan gas [campuran bahanbakar dan udara] [garis T0T1 dalam gambar dibawah berikut]
langkah 2: langkah pemampatan | kompresi (compression stroke)

fase 2: pemampatan|kompresi gas [kurva T1T2]
langkah 3: langkah daya (power stroke)

fase 3: pemanasan dan pembakaran gas [garis T2T3]
fase 4: pendayaan|konversi gas, dr tenaga panas ke tenaga gerak [kurva T3T4]
langkah 4: langkah pembuangan (exhaust stoke)

fase 5: pendinginan gas sisa pembakaran [garis T4T1]
fase 6: pembuangan|pengeluaran gas sisa pembakaran [garis T1T0]

6 fase siklus Otto ini dpt digambarkan dlm diagram PVT (pressure, volume, temperature; tekanan, isi, suhu) 3-dimensi, atau diagram PV 2-dimensi sbb.

dimana, masing2 proses digambarkan dgn garis PVT atau kurva PVT.

fase 1: T0-T1
fase 2: T1-T2
fase 3: T2-T3
fase 4: T3-T4
fase 5: T4-T1
fase 6: T1-T0

Lihat gambar diatas.

Dgn kata lain, makin besar volume silinder mesin, makin tinggi rasio kompresi mesin, makin tinggi kompresi | mampatan | desakan | tekanan, makin tinggi temperatur | suhu mesin.

. . .

Merujuk ke angka-angka ukuran temperatur di bagian luar | eksternal mesin dalam gambar dibawah ini, menurut sy adalah wajar atau normal, krn temperatur di bagian dalam | internal mesin mencapai lebih 2X lipatnya, sebgmana tertera dlm gambar diatas yg sy buat berdasarkan pd kalkulasi termodinamika sy lakukan, bahwa temperatur maksimum bisa mencapai 644 derajat Celcius | centigrade [T3], atau samadengan 2 X 322 derajat C, bahkan lebih.

Temperatur tertinggi di bagian luar mesin adalah pd pangkal lorong knalpot, bisa mencapai 350 s/d 400 derajat C, krn merupakan bagian bersentuhan langsung dgn bandar pembuangan (exhaust port), dan ini menunjukan bahwa pd titik maksimum di bagian dalam mesin, temperatur jauh lbh tinggi, sbgmn tampak dlm kalkulasi diatas.

Sbgmn tlh dijabarkan diatas, ketinggian temperatur adalah berhubungan langsung dgn ketinggian kompresi dan volume silinder mesin yg menentukan langkah torak (piston stoke). Hal ini menjelaskan kenapa tubuh bagian luar mesin dibuat bersirip, ygmana fungsinya adalah sbg peredam panas (heat sink) utk mesin berpendingin udara (air cooler).





BTW, temperatur mesin Thunder saya sangat jauh lebih tinggi daripada Thunder setara lainnya, agar jauh lbh efisien | irit | hemat, dimana sy menggunakan bbg booster | donkrak dan "engine treatment" utk meningkatkan efisiensi thermal mendekati 100%. Utk itu mesin Thunder sy menggunakan teknologi nano, teknologi keramik, busi Iridium, dan perangkat sesuai lainnya.

Dgn demikian, "tak usah cemas bila suhu panas mesin RanMor anda tinggi," asalkan secara teknik dlm batas normal atau wajar.

Tampaknya jadi suatu tuntutan, jika kita punya RanMor rada canggih, maka sedikit-banyak kita mesti tahu atau tak gaptek perihal permesinan dan juga tentu kelistrikan RanMor.

. . .


Sekian dan semoga berguna.


. . .


_________________________________________________

(C) 2006-2010 — E ONE S KOSTER 0115 Thunder Rider

HAKI (Hak Atas Kepemilikan Intelektual) karya tulis intelektual ini dilindungi oleh Undang-Undang Negara Republik Indonesia, dan juga oleh konvensi dan provisi internasional atas karya intelektual di tiap negara di seluruh dunia.

Tak sebagian pun dr tulisan, dokumen atau pagina jala ini boleh disalin, digandakan dan atau diperbanyak: diduplikasi, direplika, direproduksi, ditransmisi, ditranskripsi, ditranslasi kedlm bentuk bahasa apapun atau disimpan dlm satu sistem retrieval apapun; dlm bentuk apapun atau dlm cara apapun, mencakup tp tak terbatas pd cara optik, elektromagnetik, elektronik, elektromekanik, atau lainnya; utk maksud dan tujuan komersial; tanpa pemberitahuan dan perkenanan tertulis terlebih dulu dr pemilik hak atas karya intelektual ini.

Untuk non-komersial, penggunaan sebagai rujukan atau referensi, secara keseluruhan atau sebagian, harap cantumkan sumber informasi ini sebagai acuan.