Manfaat squish piston dan quench

KTM 1290 Superduke

Assalamu’alaikum wR wB
Piston yang kita ketahui memiliki bermacam bentuk mulai dari piston permukaan rata (flat) piston jenong (dome) dan piston mempunyai lekukan kedalam atau cekung (dish). Ada istilah lainnya seperti quench dan squish berperan penting dalam proses pembakaran (combustion process) di dalam silinder. 

Pembakaran yang sempurna menghasilkan energi besar berupa tekanan untuk mendorong piston ke arah bawah dari posisi titik mati atas (TDC). Energi panas dari hasil pembakaran antara campuran udara dan energi kimia hydrocarbon terkandung dibensin. Seberapa efektif atau efisien energi panas di hasilkan oleh engine.

Biasanya energi dari pembakaran tersebut dirubah menjadi tenaga untuk menggerakan hanya sekitar 1/3 dari jumlah total keseluruhan. 1/3 energi bbm berupa panas hilang melalui exhaust system, 1/3 nya hilang via radiator/ cooling system. Jadi hanya tinggal 1/3 dapat digunakan sebagai energi penggerak. Perbedaan muncul antara energi dari pembakaran yang di ekstrak sering kita dengar dengan istilah Thermal Efficiency (TE).

Gasoline memiliki berat 5.92 pounds per gallon dan melepas energi 19000 BTU per pound ketika terbakar. Satu HP equivalent 42.4 BTU/menit.

Rumus TE = 0.1339 x HP / fuel flow (pound per hour). Angka 0.1339 dari 2545 (BTU per hour) / 19000 (BTU per pound).

Istilah lainnya yang digunakan untuk representasikan TE adalah Brake Specific Fuel Consumption (BSFC), dengan rumus BSFC = fuel flow (pound per hour) / horsepower.

Quench adalah jarak antara bagian rata piston dengan dek silinder head pada saat titik mati atas (TDC). Jarak tersebut menyediakan ruang dimana dapat diposisikan sangat dekat tapi tentu kontak antara piston dengan silinder head harus dihindarkan. Produsen mobil mencari jarak aman sekitar 1,524 mm (0.060 inch) atau lebih pada area ini. Tapi itu bukannlah jarak yang ideal antara piston dan silinder untuk menciptakan efek squish.

Para engine builder ahli akan optimalkan area quench ini yaitu jarak piston dengan cylinder head sampai sekitar 1.016mm. Dengan dipengaruhi putaran engine semakin tinggi menjadikan con-rod memanjang (stretch) kemudian makin mempersempit quench atau jarak piston dengan dek silinder head tersebut. Seakan-akan piston dan dek silinder head saling bersentuhan.

Reaksi dari quench area yang sangat sempit menciptakan efek squish yaitu terjadinya turbulensi campuran udara/bbm. Udara dan bbm yang berada di quench area pada saat piston di posisi TDC, tertekan (compressed) sangat kuat kemudian bergerak cepat ke arah ruang pembakaran sesuai dengan bentuk piston dan silinder head dan terjadi turbulensi. Selanjutnya diikuti dengan ledakan pada proses power stroke (langkah usaha). Terjadinya turbulensi sangat penting dalam proses percampuran udara-bbm. Semakin baik vaporisasi mixtur udara-bbm akan mewujudkan ledakan sangat sempurna.

Piston Mahle Honda K24, squish area

Untuk engine performa tinggi, turbulensi dari quench area ini selain membuat proses pembakaran makin ideal juga diperlukan untuk mencegah detonasi atau biasa kita dengar dengan istilah mesin ngelitik. Dengan berkurangnya detonasi engine dapat mengkonsumsi bensin dengan kadar oktan lebih rendah. Keuntungan lainnya secara langsung sedikit menaikan rasio kompresi statik piston dan mereduksi terjadinya perbedaan kantong (pockets) campuran udara/bbm antara yang lean dan rich di ruang bakar. Perbedaan kantong mixture bbm ini meredam potensi power dihasilkan karena adanya pressure yang berlainan dan rating pembakaran yang tidak merata. Campuran kering atau lean cenderung terbakar lebih cepat dan basah (rich) lebih lambat.

Ferrari F1 piston squish

Area quench piston dipengaruhi juga oleh ketebalan silinder gasket yang ter-kompres.

Dengan jarak quench antara piston dan dek silinder head semakin sempit makin besar pula power dihasilkan. Biasanya piston mesin high performance atau balap memiliki lekuk disesuaikan dengan bentuk pada silinder head. Cara tersebut memungkinkan piston berdekatan dengan dek silinder.

Tuner mesin akan memaksimumkan potensi quench ini dalam upayanya mencari horsepower sebesar-besarnya. Tentu untuk engine builder yang sudah berpengalaman dan memiliki keahlian karena konsekwensi dari kesalahan ini bisa berakibat rusaknya engine.

semoga berguna..