Arti dan pengaruh Stroke Ratio terhadap performa Engine

Mesin pembakaran dalam memiliki perkembangan yang sangat pesat sejak seabad yang lalu hingga hari ini. Kemunculan berbagai model dan struktur mesin dibuat sebagaimana fungsi yang akan digunakan nantinya. Mulai dari efisiensi bahan bakar, torsi yang besar, atau kecepatan yang tinggi. Selain dari komponen-komponen lain yang mempengaruhi hal-hal tersebut, bagian dalam engine juga sangat berpengaruh terhadap performa. Komponen yang mempengaruhinya yaitu penggerak utama mesin yang dihasilkan dari pembakaran di dalam ruang bakar. Gerak bolak-balik (reciprocating) akan diubah menjadi gerak putar (rotating) oleh crankshaft. Komponen utama mulai dari liner, piston, crackshaft, connecting rod, dan sebagainya. Dimensi yang berbeda juga akan menghasilkan performa yang berbeda pula. Untuk menentukan fungsi dari engine, para engineer telah merancang engine menjadi tiga jenis sesuai panjang langkah piston dan diameter piston yang disebut juga dengan Stroke Ratio.

Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-346f3b92db9ae7f679fb0c7987826aa4
Wikipedia

Stroke Ratio adalah perbandingan panjang bore & stroke.

Bore : diameter dalam cylinder liner

Stroke : panjang langkah piston

Terdapat tiga istilah ratio dalam mesin pembakaran dalam, entah itu mesin bensin (Otto) atau mesin diesel.

  1. Short Stroke (oversquare)
  2. Square Stroke
  3. Long Stroke (undersquare)

Dari ketiga tipe tersebut mempunyai dimensi dan karakteristik yang berbeda-beda.

  • Short Stroke (oversquare)

Sebuah engine dapat dikatakan short stroke jika langkah piston lebih pendek dari diameter linernya, sehingga memiliki stroke ratio bore : stroke lebih dari 1:1.

Tipe ini memungkinkan penggunaan cylinder head dan valve yang berdimensi besar serta langkah piston yang pendek sehingga dapat menghasilkan putaran engine (rpm) lebih tinggi dari tipe lainnya. Perbesaran area permukaan piston menyebabkan kehilangan panas meningkat seiring dengan stroke ratio bore : stroke nya. Dengan demikian, ratio yang terlalu tinggi dapat menyebabkan penurunan thermal efficiency dibandingkan dengan geometri engine lainnya. Karena karakteristik ini mendukung kecepatan engine yang lebih tinggi, engine oversquare sering di setting untuk mengembangkan Torque Peak pada kecepatan putar yang relatif tinggi pula.

Selain itu, tipe engine ini juga menghasilkan emisi yang lebih tinggi. Hal tersebut dikarenakan ketidakhomogenan antara udara dan bahan bakar ketika terjadi proses pembakaran / pengapian yang mana disebabkan dari dimensi ruang bakar yang lebih besar dari langkah piston. Namun tipe engine ini mampu menghasilkan tenaga yang lebih besar dari tipe lainnya.

Contoh kendaraan yang memakai engine short stroke :

  • Mesin bensin BMW N45
    • Ratio bore : stroke 1,167 : 1
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-af9c53258150efe356d341926ac071d0
BMW N45 engine
  • Ducati 1199  Ducati Panigale
    • Ratio 1.84 : 1
    • Sering disebut juga dengan SuperQuadro yang artinya SuperSquare.
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-7ad10534954372fc13f841ed66249b51
Ducati panigale
  • Formula One
    • Ratio ekstrim hingga 2.5 : 1
    • Putaran engine mencapai 18.000 rpm
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-e9f97b404a4677031981eca00e362953
Formula one
  • Square Stroke

Tipe ini memiliki dimensi bore & stroke yang sama sehingga rasio yang didapat adalah 1 : 1. Dengan rasio tersebut, bisa disimpulkan bahwa ini menjadi pertengahan antara short stroke dan long stroke. Dengan putaran engine dan torsi puncak yang mampu dicapai lebih tinggi dari long stroke, namun memiliki emisi dan efisiensi bahan bakar yang lebih rendah dari tipe short stroke. Hal inilah yang menjadi pertimbangan ideal para engineer untuk membuat engine square yang dipasang pada banyak tipe kendaraan.

Contoh kendaraan yang memakai square engine :

Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-8925d7d85c35c8a35ddd87e54da6d32f
Ferrari 250
  • 1995 – BMW M52
    • 2793 cc
    • Bore : Stroke = 84.0 mm x 84.0 mm
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-de5cd490211bd6b3b6d5915eb1bdb909
M52 engine
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-753d4a2ea0e01120bdc05a04d5d9c697
BMW e36 320i
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-a2d46642ccbea0660874ffe8f8c3a524
Bugatti Veyron
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-3cc8895bfe128d1554ce99f9f2ee2427
Toyota Mark II
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-a38564a08c746cc1943b9dc33341cf94
Toyota Supra Gen 4
  • Long Stroke (undersquare)

Tipe engine ini memiliki rasio kurang dari 1 yang mana dimensi bore lebih kecil daripada stroke nya. Karena langkah piston lebih panjang, maka gesekan yang ditimbulkanpun lebih tinggi. Haliniakan berpengaruh pada pengurangan kehilangan panas. Luas area pada permukaan piston yang lebih kecil memungkinkan penggunaan valve yang lebih kecil pula yang nantinya akan berdampak pada penggunaan bahan bakar yang efisien. Penggunaan engine undersquare sangat umum digunakan akhir-akhir ini karena produsen terus menciptakan engine yang hemat bahan bakar serta tingkat emisi yang rendah.

Contoh kendaraan yang memakai undersquare engine :

Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-9e4290cc8a9dae209c5eab63cce9df7c
Jeep CJ-5
  • Kawasaki Z1300
    • Bore x Stroke = 62 mm x 71 mm
    • 1286 cc
    • 1979 – 1989
    • inline 6 silinder
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-8f0a3887c9666dcf29cae40159a09533
Kawasaki Z1300
Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-0c8b0f27af5a0cec81a5b8d5e0f06c68
Mitsubishi Lancer Evolution

Setiap model engine mempunyai Stroke Ratio berbeda-beda yang mempunyai karakteristik berbeda pula. Setiap tipe tersebut juga memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Selain itu, produsen juga membuat engine sesuai peruntukannya, apakah untuk kecepatan tinggi, torsi puncak yang tinggi, atau efisiensi bahan bakar.

Description: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qimg-2bc05ff388f3cbcab565cbcebdcf1e11

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *