pengetahuan tentang ring piston

RING PISTON

Dalam rangkaian unit piston pasti terdapat komponen yang disebut dengan ring piston/cincin torak. Ring piston adalah split ring (cincin yang terpisah/memiliki ujung) yang cocok dengan alur pada diameter luar piston di mesin resiprokal seperti mesin pembakaran internal atau mesin uap.

Gambar Macam-Macam Ring Piston

Split ring piston diciptakan oleh John Ramsbottom yang melaporkan manfaatnya kepada Lembaga Teknisi Mekanik di tahun 1854. Setelah itu segera menggantikan kemasan rami yang sampai sekarang digunakan dalam mesin uap. Penggunaan cincin piston secara signifikan mampu mengurangi hambatan gesek, kebocoran uap (blow by gas), dan massa piston, yang selanjutnya mengarah ke peningkatan secara signifikan dalam hal daya dan efisiensi serta jangka waktu perawatan yang lebih lama.

Ring piston di mesin resiprokal mempunyai 3 peranan penting:

1. Mencegah blow by gas yaitu kebocoran campuran udara dan bensin serta gas pembakaran yang melalui celah antara torak dengan dinding silinder ke dalam bak engkol selama langkah kompresi dan langkah usaha.
2. Mengatur konsumsi oli mesin pada dinding silinder dan mencegah oli yang melumasi torak dan silinder masuk ke ruang bakar.
3. Memindahkan panas dari torak ke dinding silinder untuk membantu mendinginkan torak.

Gambar Susunan Pemasangan Ring Piston

Ring piston dipasangkan dalam alur ring (ring groove) pada bagian luar torak. Diameter luar ring piston sedikit lebih besar dibanding dengan piston itu sendiri. Ketika ring piston terpasang pada piston, karena ring piston bersifat elastis maka menyebabkannya mengembang, dan menutup dengan rapat pada dinding silinder. 

Gambar Penampang Ring Piston

Gambar Penampang dan Tipe-Tipe Gap Ring Piston

Ring piston terbuat dari bahan yang dapat bertahan lama, tahan panas, tahan aus, dan kuat. Umumnya terbuat dari baja tuang spesial, yang tidak akan merusak dinding silinder. Jumlah ring piston bermacam-macam tergantung jenis mesin dan umumnya 3 sampai 4 untuk setiap pistonnya.

Ring piston memiliki dua tipe, yaitu ring kompresi dan ring oli. Ring kompresi berfungsi untuk pemampatan volume dalam silinder (ketika piston naik/kompresi dan ketika langkah usaha) agar tidak terjadi kebocoran udara, bensin, maupun gas serta menghapus/menyapu oli pada dinding silinder (ketika piston turun). Kemampuan kompresi ring piston yang sudah menurun mengakibatkan performa mesin menurun pula. Sedangkan ring oli berfungsi untuk menampung dan membawa oli serta melumasi komponen dalam ruang silinder. Ring oli hanya ada pada mesin empat langkah karena pelumasan pada mesin dua langkah menggunakan oli samping.

Ring Kompresi

Gambar Ring Kompresi

Pada umumnya 2 ring kompresi terpasang pada masing-masing piston. Ring kompresi ini disebut “top compression ring” dan “second compression ring”. Tapi bagian atas ring kompresi agak runcing dan bersentuhan dengan dinding silinder. Ini dirancang untuk menjamin agar dapat menutup hubungan antara ring dan silinder. Ring kompresi berfungsi untuk menjaga kebocoran campuran udara – bahan bakar dan gas pembakaran selama langka kompresi dan langka usaha. Selain itu juga untuk mengikis oli mesin dari dinding silinder secara efektif. Ring kompresi ini dibuat dari besi tuang kelabu dengan lapisan logam putih pada permukaan yang bersinggungan dengan dinding silinder.

Ring Oli

Ring oli (cincin oli) juga disebut ring pengontrol oli (oil control ring) diperlukan untuk membentuk lapisan oli (oil film) antara piston dan dinding silinder. Selain itu juga untuk meratakan minyak pelumas, dan mengikis kelebihan oli untuk mencegah masuknya oli ke dalam ruang bakar. Ring oli ini terkadang  juga disebut ring ketiga (third ring) karena letaknya yang di bagian paling bawah pada alur ring piston. Ada dua tipe ring pengontrol oli, yaitu tipe integral dan tipe three piece yang sering digunakan.

1. Tipe Integral

Gambar Ring Oli Tipe Integral

Tipe ini ring olinya dilengkapi dengan beberapa lubang untuk pengembalian oli (oil return). Lubang – lubang oli ini menembus lubang pada alur ring piston. Kelebihan oli yang dikikis oleh ring ini masuk ke dalam lubang tersebut dan dikembalikan ke dalam piston.

2. Tipe Three Piece

Gambar Ring Oli Tipe Three Piece

Ring pengontrol oli tipe ini terdiri dari side rail yang fungsinya untuk mengikis kelebihan oli dan expander yang mendorong side rail dan menekan pada dinding silinder dan ring groove. Tipe ini fungsinya sama dengan tipe integral.

Ring piston dapat dijadikan sumber petunjuk untuk mengidentifikasi apakah mesin itu mesin dua langkah atau empat langkah. Umumnya tiga ring piston yang terdapat di torak menunjukkan bahwa itu adalah mesin empat langkah, sedangkan apabila terdapat dua ring piston biasanya menunjukkan bahwa itu adalah mesin dua langkah.

Pada keadaan bebas, diameter ring piston lebih besar daripada di dalam silindernya. Pada saat ring piston terpasang, celah ring piston yang terlalu longgar akan menyebabkan kebocoran kompresi dan dapat menyebabkan naiknya minyak pelumas ke dalam ruang kompresi. Apabila celah ring piston terlalu kecil dapat menyebabkan patahnya ring piston jika terjadi pemuaian karena panas atau dapat juga merusakkan dinding silinder. Oleh karena itu pemakaian cincin torak harus sesuai dengan spesifikasinya.