Apa Itu Rasio Kompresi dan Bagaimana Cara Menghitungnya?

Rasio kompresi adalah salah satu faktor paling penting dalam desain dan kinerja mesin, baik itu mesin bensin atau diesel. Ini adalah ukuran seberapa banyak campuran udara-bahan bakar dalam silinder mesin dikompresi sebelum dinyalakan oleh percikan api atau tekanan. Semakin tinggi rasio kompresi, semakin padat campuran udara-bahan bakar yang terkompresi, yang dapat menghasilkan pembakaran lebih efisien dan daya lebih besar.

Apa Itu Rasio Kompresi?

Rasio kompresi adalah perbandingan antara volume silinder dan ruang bakar saat piston berada di titik mati bawah (TMB) dan titik mati atas (TMA). Secara sederhana, ini adalah ukuran seberapa besar ruang bakar menyusut selama siklus kompresi mesin.

Sebagai contoh, jika sebuah mesin memiliki rasio kompresi 10:1, itu berarti volume silinder ketika piston berada di posisi paling bawah (TMB) adalah sepuluh kali lebih besar daripada volume ketika piston berada di posisi paling atas (TMA).

Kenapa Rasio Kompresi Penting?

1. Efisiensi bahan bakar: Mesin dengan rasio kompresi yang lebih tinggi cenderung lebih efisien, karena lebih banyak energi yang diekstraksi dari bahan bakar. Dengan demikian, lebih sedikit bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan tenaga yang sama.
2. Performa mesin: Rasio kompresi yang lebih tinggi menghasilkan tenaga yang lebih besar. Semakin tinggi rasio kompresi, semakin besar tekanan dalam ruang bakar, yang dapat meningkatkan output tenaga.
3. Knocking atau detonasi: Meskipun rasio kompresi tinggi bisa meningkatkan efisiensi dan daya, pada mesin bensin, rasio kompresi yang terlalu tinggi bisa menyebabkan knocking atau detonasi (ledakan bahan bakar yang tidak terkendali sebelum percikan api). Inilah alasan mengapa mesin bensin biasanya memiliki rasio kompresi lebih rendah dibandingkan mesin diesel.

Cara Menghitung Rasio Kompresi

Menghitung rasio kompresi cukup sederhana secara matematis. Rumus dasar untuk menghitung rasio kompresi adalah:

Di mana:

• Vs = Volume silinder, atau volume yang ditempati oleh piston saat bergerak dari TMB ke TMA. Ini sering disebut sebagai "stroke volume."
• Vc  = Volume ruang bakar, yaitu volume kecil yang tersisa di ruang bakar saat piston berada di posisi TMA.

Untuk menjelaskan lebih jelas, berikut langkah-langkah untuk menghitungnya:

1. Hitung volume silinder (Vs)

Volume silinder dapat dihitung dengan rumus volume silinder dasar, yaitu:

Di mana:

• D = diameter bore (lubang silinder)
• S = stroke (jarak yang ditempuh piston dari TMB ke TMA)

2. Tambahkan volume ruang bakar (Vc)

Volume ruang bakar adalah ruang kecil yang tersisa ketika piston berada di posisi TMA. Volume ini biasanya sudah diketahui dari spesifikasi mesin atau dapat diukur secara langsung.

3. Gunakan rumus rasio kompresi

Setelah kamu memiliki Vs dan Vc  masukkan kedua nilai tersebut ke dalam rumus rasio kompresi:

Contoh Penghitungan:

Misalkan kita memiliki sebuah mesin dengan spesifikasi berikut:

• Diameter bore (D) =  85 mm
• Stroke (S) =  88 mm
• Volume ruang bakar (Vc) = 50 cc (0,05 liter)

Pertama, kita hitung volume silinder (Vs) :

Selanjutnya, kita gunakan rumus rasio kompresi:

Jadi, rasio kompresi mesin ini sekitar 11:1.

Perbedaan Rasio Kompresi Pada Mesin Diesel dan Bensin

• Mesin Bensin: Biasanya memiliki rasio kompresi antara 8:1 hingga 12:1. Mesin bensin menggunakan campuran udara-bahan bakar yang dinyalakan dengan busi, dan jika rasio kompresi terlalu tinggi, knocking dapat terjadi, yang dapat merusak mesin.
• Mesin Diesel: Memiliki rasio kompresi yang jauh lebih tinggi, biasanya antara 14:1 hingga 25:1. Mesin diesel tidak menggunakan busi untuk pembakaran, melainkan udara yang dikompresi hingga sangat panas sehingga bahan bakar menyala ketika disuntikkan. Rasio kompresi yang lebih tinggi membantu meningkatkan efisiensi dan torsi mesin diesel.

Faktor yang Mempengaruhi Rasio Kompresi

• Desain mesin: Mesin dengan ruang bakar lebih kecil cenderung memiliki rasio kompresi lebih tinggi.
• Bahan bakar: Bahan bakar dengan angka oktan yang lebih tinggi memungkinkan rasio kompresi yang lebih tinggi tanpa menyebabkan knocking.
• Penggunaan turbo atau supercharger: Sistem induksi paksa dapat meningkatkan tekanan udara yang masuk ke silinder, sehingga memungkinkan rasio kompresi yang lebih rendah untuk mencegah knocking pada mesin bensin.

Kesimpulan

Rasio kompresi adalah salah satu aspek penting dalam performa mesin yang mempengaruhi efisiensi, daya, dan emisi. Memahami rasio kompresi dan cara menghitungnya dapat membantu kamu memahami lebih baik tentang mesin yang kamu gunakan, baik untuk kebutuhan sehari-hari atau dalam modifikasi mesin untuk mencapai performa yang lebih baik.