Rasio Kompresi Mesin

Istilah Kompresi Mesin menjadi salah satu kosa kata di bidang otomotif. Ada yang berpendapat bahwa hal itu menunjukkan perbandingan tekanan udara berbanding bensin/BBM. Benarkah demikian?

Mesin 4 tak memiliki 4 langkah kerja yang didasarkan pada konsep siklus Carnot (Fisika Sains). Yang memenuhi hukum2 termodinamika. Keempat siklus tersebut adalah sebagai berikut:

1. Intake (langkah hisap/suction stroke) : penghisapan campuran udara dan bahan bakar (bisa berasal dari karburator atau dari sistem injeksi)

2. Compression Stroke(langkah penambah tekanan) : campuran udara dan bahan bakar dimampatkan dengan cara piston bergerak ke arah titik mati atas (ke arah i pada gambar). Campuran terbaik yang sesuai (stochiometric) adalah  15:1, 15 bagian volume udara dan 1 bagian volume bahan bakar (bensin).

3. Combustion (langkah usaha/power stroke) : disini campuran bahan bakar dan udara yang telah dimampatkan dibakar dengan menggunakan kejutan bunga api listrik yang berasal dari busi. Akibatnya terjadi pembakaran dan volume fluida/gas hasil pembakaran akan memuai secara mendadak (dengan suatu nilai daya ) dan akan mendorong silinder piston ke arah bawah (menuju titik mati bawah; ke arah G pada gambar 1). Dan beberapa derajad sebelum piston mencapai titik mati atas, busi memercikkan bunga api untuk menyalakan bahan bakar – udara, Di sini tekanan gas hasil pembakaran akan meningkat kira-kira 10x lipat dibandingkan pada langkah kompresi.

4. Exhaust Stroke (Langkah pembuangan) : di sini gas sisa pembakaran akan dibuang keluar (ke knalpot) melalui exhaust port (J).

Keempat proses tersebut bisa digambarkan sebagai berikut:

Tekanan kompresi adalah tekanan efektif rata-rata yang terjadi di ruang bakar tepat di atas piston. Tekanan kompresi ini juga dibagi dengan 2 definisi, tekanan kompresi motorik dan tekanan kompresi pembakaran.

Tekanan kompresi motorik ini adalah tekanan yang sering di ukur oleh mekanik dengan alat compression gauge dengan satuan kPa, psi atau bar. Tekanan motorik akhirnya lebih dikenal dengan tekanan kompresi. Tekanan ini membaca tekanan kompresi di ruang bakar tanpa adanya penyalaan busi, caranya dengan memasang compression gauge pada lubang busi kemudian handle gas kita tarik penuh (full open throttle) kemudian kita engkol dengan kick starter hingga jarum bergerak naik dan berhenti pada angka tertentu. Nah angka tadi adalah tekanan kompresi motorik.

Tekanan kompresi motorik ini kisaran 900 kPa hingga 1400kPa untuk motor standar, atau 9 – 13 psi.

Yang kedua adalah tekanan ruang bakar. Tekanan ini dihitung saat mesin menyala atau terjadi proses pembakaran. Pengukuran ini tidak menggunakan alat compression gauge lagi, namun memakai sensor pressure yang ditanam di silinder head. Tekanan kompresi pembakaran ini bisa mencapai 10x lipat dari tekanan motorik. Tekanan ini akhir nya di gambarkan dalam sebuah diagram grafik P – teta (pressure vs derajad poros engkol).

Pada mesin 2 tak hanya ada 2 langkah:
1. langkah hisap (intake) dan combustion berlangsung bersama-sama, di bagian atas dan bawah piston.
2. langkah buang (exhaust) dan compresi dilakukan bersama2.
kedua proses ini bisa digambarkan sebagai berikut:

Nah, yang disebut kompresi mesin atau lebih tepatnya rasio kompresi mesin adalah perbandingan volume ruang bakar (saat piston berada di puncak atas / titik mati atas) dengan keseluruhan ruang silinder piston (ruang bakar dan ruang kompresi). Misal volume ruang bakar diberi nama Vb dan volume silinder total adalah Vt, serta volume ruang kompresi adalah Vk maka rasio kompresi bisa dituliskan sebagai

Rasio kompresi: (Vt)/(Vb) = (Vb + Vk) / (Vb)

Misal perbandingan mesin Supra X adalah 9.0:1 artinya perbandingan Vt/Vb=9. Makin tinggi nilai Vt/Vb maka tenaga yang dapat dihasilkan mesin akan semakin besar, karena pemampatan udaranya semakin baik. Mesin-mesin motor sekarang memiliki rasio kompresi yang semakin besar. Misal Jupiter MX 10,9:1, Yamaha Vixion 10:4:1 dsb. Makin tinggi rasio kompresi mesin maka membutuhkan bahan bakar dengan nilai oktan makin tinggi (makin tahan tekanan tinggi sebelum terbakar). Rasio kompresi 9.0:1 ke bawah cukup diberi premium (dengan nilai RON-Research Octan Number –> 88 ) sedangkan selebihnya memerlukan pertamax 92 dan di atasnya.

Kalau mesin kompresi tinggi (pertamax) dipaksa diisi premium maka akan terjadi detonasi/menggelitik, dimana BBM terbakar sebelum TMA, akibatnya tenaga ngedrop dan yang paling parah piston bisa jebol, atau stang piston bengkok mau lihat???