Rasio con rod dengan stroke mesin performa tinggi dan balap

Posted on Updated on

honda-cbr1000rr-carillo-rod

Carrillo forged steel H-beam con-rod

Bro pembaca sekalian, dinamika engine mobil atau motor performa tinggi di pengaruhi oleh beberapa parameter. Seberapa efisien engine sanggup menciptakan power output pada putaran seperti di inginkan ditentukan oleh efektifnya parameter tersebut. Misalkan karakter engine mobil sedan keluarga penyaluran torsi pada range putaran low ke mid dimana lebih utamakan manuver gesit dan cepat berakselerasi.
Salah satu dari beberapa parameter ialah rasio panjang stang piston (con-rod) berbanding panjang stroke. Panjang connecting rod dihitung dari garis tengah (center) pada kedua ujung con-rod atau center-to-center. Perbandingan rasionya rendah apabila angka nya kecil misalkan 1.5 : 1, dan rasionya tinggi kalau angkanya 2 : 1.
Rasio con-rod dan stroke rendah maupun tinggi menentukan faktor geometri. Kecepatan piston ke titik mati atas (TDC) dan ke titik mati bawah (BDC), posisi con-rod pada sudut 90 derajat yang mempengaruhi tekanan ring piston dan skirt piston terhadap dinding silinder atau bore.
Perbandingan rasio con-rod dan stroke yang tinggi atau panjang, piston akan lberhenti sejenak dan lebih lama berada di titik mati atas atau TDC (sudut 0 derajat di crankshaft). Posisi TDC piston cylinder pressure punya cukup waktu untuk mengembangkan dalam waktu sangat singkat itu. Hal ini penting karena dalam kecepatan ekstrim semua proses harus bisa selesai dalam waktu cepat supaya menghasilkan maksimum power. Ketika phase overlap dalam kecepatan tinggi, proses scavenging juga mampu berlangsung dengan baik. Con rod panjang sedikit memberi keuntungan daya ungkit mekanik khususnya pada posisi 80-90 derajat rotasi crankshaft setelah TDC.
Ketika piston berhenti sejenak seolah terkunci secara mekanik akan segera melesat seperti katepel setelah crankshaft pin melewati TDC. Terdorong oleh cylinder pressure yang terbangun semakin kuat dan memuncak antara 12-14 atau 20 derajat rotasi crankshaft setelah TDC.
Engine stroke pendek dan con-rod panjang, kecepatan akselerasi piston akan lebih halus dari posisi TDC ke BDC. Kecepatan yang tidak terlalu ekstrim menghindari munculnya stress akibat tekanan mekanikal secara berlebihan.

RodLength lunati

Con-rod dengan stroke rasio rendah bagus untuk operasi pada putaran rendah dan tengah. Tekanan di dalam silinder akan maksimum kemudian diubah menjadi tenaga putar atau torsi. 
Con-rod dengan stroke rasio rendah mempunyai pengaruh negatif jika penggunaan pada putaran tinggi, yaitu beban yang cukup kuat terhadap piston, con-rod maupun bearing. Kecepatan piston bisa dimungkinkan melewati batas aman. Efek ke ausan nya pun semakin siknifikan (wear) mengikuti makin bertambahnya revving. Semakin rendah rasionya semakin tajam sudut derajat posisi con-rod yang mana memberi tendensi piston langsung menekan (side load) ke dinding silinder.
Sebaliknya rasio con-rod dengan stroke tinggi tidak begitu membuat tekanan atau keausan berlebihan. Daya tahan dan lama waktu pemakaian terhadap engine parts terkait akan lebih panjang. 
Motor BMW S1000RR tahun 2012, memiliki  panjang con-rod 103mm, bore 80mm x stroke 49.7mm. Maka rasio con-rod dengan stroke adalah, 103 : 49.7 = 2.072 : 1. 
Yamaha YZF-R6 tahun 2009 panjang con-rod 90.5mm, bore 67mm x stroke 42.5 mm. Con-rod rasio 2.12 : 1
Kawasaki Ninja 250 tahun 2011, con-rod 98.9mm, bore 62.0mm x stroke 41.2mm. Con-rod rasio = 2.4 : 1.
Kemudian mobil Honda Jazz mempunyai panjang stang piston 149mm, bore 73 mm x stroke 89.7 mm. Rasio panjang con-rod dengan stroke Honda Jazz 149 : 89.7 = 1.66 : 1.
Mobil balap Formula 1 Toyota tahun 2009 yang beroperasi di putaran ekstrim 18000 rpm, mempunyai rasio 2.72 : 1. Ferrari F1 V10 memakai con-rod 110mm, bore 91.5mm x stroke 45.6 mm. Con-rod dan stroke rasio 2.41 : 1.
Kecepatan piston di TDC dan BDC adalah nol. Piston akselerasi semakin cepat dari TDC sampai kemudian deselerasi ke BDC dan seterusnya. Perbedaan kecepatan mekanikal ini memunculkan stress pada con-rod maupun bearing. Terutama engine dengan perbandingan rasio con-rod dan stroke kecil.
Kecepatan rata-rata piston (mean piston speed) :
* BMW S1000RR, 21.5 m/detik.
* Yamaha YZF R6, 20.54 m/detik
* Kawasaki Ninja 250, 15.1 m/detik
* Ferrari F1 Modena V10 3000 cc, 27.3 m/detik

ducati pstons superquadro 1199 Panigale

Piston Ducati 1199 Panigale dengan bore XXL dan stroke ultra pendek sangat oversquare 116 x 60.8 mm, con-rod stroke rasio 2 : 1. Mean piston speed mencapai 24.32 m/detik di 12000 rpm.

Rasio con-rod dengan stroke yang tinggi tidak cocok untuk beroperasi pada low rpm yang biasa digunakan kendaraan sehari-hari jalan raya dimana banyak stop n go. Kecepatan piston sangat rendah menjadikan torsi tidak produktif akibat lambatnya airflow mengisi silinder. Untuk itu mobil non performa tinggi biasanya memiliki rasio panjang con-rod dengan stroke yang rendah misalkan 1.5 : 1. Dan dengan perbandingan rasio bore x stroke yang overstroke, targetnya memproduksi torsi kuat mulai rpm rendah dan tengah tercapai.

honda L15 engine

Honda Jazz – Fit L15A overstroke 73 mm x 89.7 mm, rasio 1.66 : 1. Torsi bawah dan tengah untuk pemakaian jalan raya (Toda Racing)

Sebaliknya mobil atau motor di rancang untuk pemakaian performa tinggi atau balap memilih spek rasio bore x stroke oversquare. Stroke pendek dan con-rod yang panjang dengan rasio mulai dari 2 : 1 ke atas engine nyaman revving sampai rpm tinggi ditambah side load tidak besar.

Pistons JE asymmetrical A

Area pada bagian piston skirt mendapat beban (load) mayor dan minor pada langkah ledakan dan langkah kompresi

Piston JE pistons asymmetrical

JE piston dengan design asymetrik, lebar piston skirt disesuaikan dengan area yang menerima beban

Seperti juga halnya dalam menentukan spek Intake manifold, exhaust system dan camshaft yang harus berdasarkan kegunaannya, apakah untuk power band di putaran atas atau mulai dari rpm bawah ke tengah. Rasio stang piston dan stroke juga harus dipastikan berdasarkan performa engine seperti yang direncanakan. Demikian sekilas artikel ini salam sejahtera dan wassalam.

 

Iklan

6 thoughts on “Rasio con rod dengan stroke mesin performa tinggi dan balap

    rem pakem said:
    November 14, 2015 pukul 10:27 am

    Brarti langkah yg paling menyiksa silinder dlm mesin 4 langkah adl langkah kompresi n usaha ya bro?
    Trs rasio conrod trhadap stroke jg brpengaruh pd piston speed jg ya? Mksdnya ga cuma stroke aja..
    Jelasin dong bro mengenai offset crankshaf,pengaruhnya apa,semisal pd durabilitas n ada hubungannya ngga dengan piston speed? Mksdnya offset crankshaf mempengaruhi piston speed apa ngga? Thx bro 🙂

    Suka

    ArenaSepedaMotor responded:
    November 14, 2015 pukul 11:37 am

    benar pak….panjang conrod berbanding stroke efek ke piston speed. utk mesin putaran tinggi penting dg mengurangi piston speed. pada posisi titik mati atas (TDC) piston akan lebih lambat dan punya waktu lebih lama utk mengisisi silinder dg campuran udara/bbm sebanyak-banyaknya dan secepatnya. kemudian speed piston yang lebih lambat mengurangi beban antara piston dan dinding silinder yg biasanya terjadi di rpm tinggi.

    mesin F1 stroke nya pendek, sanagt oversquare, memakai conrod yg 2 kali lebih panjang dari stroke nya. ferrari V10 3000 cc panjang conrod 110mm, stroke 45.6mm. rasio 2.41

    offset crankshaft, centerline nya bergeser. tujuannya untuk mengurangi beban antara piston dan dinding silinder pada saat power stroke. Karena gak membentuk sudut. semakin kecil beban nya semakin kecil juga friksi atau gesekan (sliding resistance) yg muncul dan power makin bertambah. dengan berkurangnya beban dari gesekan, piston dan conrod bisa dibuat lebih ringan, menjadikan berat masa yang berputar (reciprocating mass) berkurang. mesin lebih enteng revving ke rpm tinggi. beban friksi yang berkurang banyak memberi efek ke durabilitas komponen.

    mungkin ada perubahan kecepatan krena perbedaan angle con rod di posisi crankshaft centerline yg bergeser

    mungkin itu yg sejauh sy paham.

    Suka

      rem pakem said:
      November 14, 2015 pukul 12:16 pm

      Menarik ya offset crankshaft ini..
      Jd mgkn tujuan offset crankshaft mksdnya membantu kelemahan dr rasio conrod:stroke kecil yg kurang menguntungkan pd putaran tinggi,sehingga langkah usaha lbh efektif mengurangi beban gesekan silinder ya Pak?
      Dgn aplikasi stang pendek serta offset crankshaft maka hasilnya putaran bawah oke n putaran atas juga terbantu..
      Memang Pak setelah saya lihat data2 motor harian yg brseliweran dsini yg mengaplikasikan offset crankshaft rata2 punya rasio conrod:stroke yg kecil..
      Klo ada salahnya tolong dikoreksi..

      Suka

        ArenaSepedaMotor responded:
        November 14, 2015 pukul 1:28 pm

        mungkin jga pak…mesin yg sedikit overstroke bisa jdi di kurangi beban gesekannya.

        utk putaran tinggi yg efektif stang piston panjang dg stroke pendek. oversquare sperti ninja 250. panjang con-rod 98.9mm, bore 62mm x stroke 41.2mm. rasio conrod 2.4

        cbr250r katanya sdh dg offset crankshaft. Spek cbr250r th 2011, panjang con rod 103mm, bore 76mm x stroke 55mm. Rasio nya 1.87 sdh bagus, ditambah lagi dg offset crankshaft. friksinya jdi minimum. tapi ninja 250 lebih efektif rasio conrod nya, mungkn krena 2 silinder. hanya gak offset crankshaft aja.

        Suka

    ronny said:
    April 20, 2016 pukul 9:57 pm

    tolong pak.. saya punya con rod 110mm pnjang dan stroke 54mm..block 64 mm,…. adakh enjin motor saya bgus untuk racing 1 kilometre.

    Suka

      ArenaSepedaMotor responded:
      April 20, 2016 pukul 11:45 pm

      Maksudnya bore 64 mm x stroke 54 mm, panjang con-rod 110 mm. Bagus aja Pak utk high rpm

      Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s