J. Hal Yang Mempengaruhi Kemampuan Mesin
Yang dimaksud dengan kemampuan mesin adalah prestasi dari suatu mesin di mana prestasi tersebut erat hubungannya dengan daya mesin yang dihasilkan serta daya guna dari mesin tersebut. Ada beberapa hal yang mempengaruhi kemampuan mesin yang dapat diperinci sebagai berikut :
1. Volume Langkah Total
Volume langkah total dari seluruh selinder pada suatu mesin dihitung dari titik mati atas (TMA) sampai titik mati bawah (TMB). Volume langkah ini selanjutnya akan mempengaruhi volume gas yang masuk ke seluruh silinder, sedangkan gas yang masuk ini nantinya akan menghasilkan energi pembakaran setelah gas tersebut dibakar. Apabila gas yang masuk jumlahnya besar maka hasil energi pembakaranya juga akan besar. Apabila volume langkah kecil, maka gas masuk juga sedikit dan energi hasil pembakaranya juga akan kecil.
Seperti telah diketahui bahwa mesin adalah perubahan energi panas menjadi mekanis di mana apabila energi panas yang dihasilkan besar jumlahnya, maka energi mekanis yang dihasilkan juga akan besar. Apabila keadaan sebaliknya, maka hasilnyapun sebaliknya.
2. Perbandingan Kompresi
Perbandingan kompresi adalah suatu harga perbandingan yang ditentukan oleh besarnya volume langkah dan volume ruang bakar. Harga besaran dari perbandingan kompresi pada suatu mesin sangat bergantung kepada besarnya volume ruang bakar di mana apabila volume ruang bakar mengecil, maka harga perbandingan kompresi akan membesar atau sebaliknya. Apabila harga perbandingan kompresi membesar, maka akan membesar pula harga tekanan kompresinya yang selanjutnya akan menaikan tekanan pembakarannya. Seperti telah diketahui sebelumnya bahwa apabila tekanan pembakaran besar, maka daya mesin yang dihasilkan juga besar. Jadi bila kita akan menaikan daya dari suatu mesin, salah satu caranya ialah menaikan tekanan kompresi dengan memperbesar harga perbandingan kompresi melalui pengecilan ruang bakar.
Untuk motor bensin pada saat langkah kompresi, media yang dikompresikan adalah campuran udara dan bensin. Apabila tekanan kompresi sangat tinggi, maka temperatur campuran gas akan tinggi pula. Campuran gas ini selanjutnya akan terbakar dengan sendirinya apabila suhu kompresinya telah melampaui suhu penyalaan dari campuran gas. Selain itu juga bila suhu campuran gas yang dikompresikan mendekati temperatur penyalaan, setelah terjadi percikan bunga api dari elektroda busi maka akan terjadi pembakaran yang sepontan yang menyebabkan terjadinya detonasi atau ketukan pada proses tersebut. Selanjutnya ini dikatakan bahwa proses pembakaran yang terjadi adalah proses pembakaran tidak sempurna. Jadi dalam hal menaikan harga perbandingan kompresi pada motor bensin haruslah pada batas-batas tertentu yang dimiliki oleh motor bensin karena hal ini akan menyangkut pada daya efektif yang dihasilkan dan bahan bakar yang digunakan. Harga-harga perbandingan kompresi yang diizinkan untuk motor bensin berkisar antara 6 s/d 12 berbanding 1 (satu).
3. Efisiensi Volumetrik dan Efisien Pengisian
Jumlah volume campuran udara dan bensin yang masuk ke dalam silinder pada saat langkah hisap secara teoritis sama dengan volume langkah torak dari titik mati atas sampai titik mati bawah. Volume ini selanjutnya akan menghasilkan tenaga apabila campuran gas tersebut dibakar. Pada kenyataan sebenarnya terdapat beberapa penyimpangan yang menyebabkan volume campuran gas yang masuk ke dalam silinder lebih kecil dari volume langkah torak. Penyimpangan tersebut disebabkan oleh beberapa faktor seperti tekanan udara, temperatur udara, sisa-sisa gas bekas, panjang saluran dan bentuk saluran. Besarnya volume campuran gas yang sebenarnya masuk ke dalam silinder dapat dinyatakan dalam suatu angka perbandingan antara volume campuran gas yang masuk dengan volume langkah torak dari TMA sampai TMB. Angka perbandingan ini selanjutnya memperlihatkan efisiensi dari pada volume campuran gas yang dapat masuk ke dalam silinder dan ini disebut efisiensi volumetrik.
4. Efisiensi Panas
Motor bensin adalah suatu pesawat yang merobah energi panas menjadi energi mekanis. Dalam hal ini panas yang terjadi karena pembakaran campuran gas di dalam selinder diikuti dengan timbulnya tekanan pembakaran. Selanjutnya tekanan pembakaran ini akan menekan torak hingga torak bergerak dan gerakan inilah yang merupakan gerakan mekanis dimana tenaga geraknya disebut tenaga atau energi mekanis.
Dalam hal merubah energi panas menjadi energi mekanis tidak semua panas dapat dirubah menjadi energi mekanis melainkan hanya sebagian saja, sebaiknya energi panas tadi hilang melalui beberapa proses misalnya melalui proses pendinginan dan sebagainya. Apabila energi panas yang diberikan yaitu pada saat terjadi pembakaran dikurangi dengan energi panas yang hilang dan selanjutnya dibandingkan dengan energi panas yang diberikan, maka perbandingan ini selanjutnya akan menunjukan daya guna dari energi panas tersebut yang biasanya disebut efisiensi panas.
Misalkan energi panas yang diberikan adalah Q1 dan energi panas yang hilang Q2, maka energi panas yang berubah menjadi energi mekanis adalah Q1-Q2, selanjutnya efisiensi panas akan : ŋth = Q1-Q2.
Pada motor bensin biasanya efisiensi panas berkisar antara 23% sampai dengan 28% dan untuk motor disel berkisar antara 29% sampai dengan 38%. Semakin besar efisiensi panas dari suatu motor, maka semakin besar pula kemampuan dari motor tersebut.
5. Keseimbangan Panas
Dalam keseimbangan panas ini jika faktor kehilangan panas jumlahnya sangat besar misalnya kehilangan panas akibat pendinginan di mana temperature air pendingin tidak pernah mencapai temperature idealnya yaitu sekitar 80 s/d 900 C, maka daya efektif yang dihasilkan akan kecil. Sebaliknya jika kehilangan panas jumlahnya sangat kecil, maka secara teoritis daya efektif yang dihasilkan akan besar. Dalam kenyataannya bila kehilangan panas sangat kecil, maka akan mengakibatkan mesin terlalu panas dan akan merusak komponen-komponen mesin, terutama yang berhubungan dengan panas pembakaran sehingga operasi dari mesin menjadi tidak normal.
6. Torsi / Puntir
Proses pembakaran di dalam silinder selanjutnya akan menimbulkan tekanan pembakaran yang diteruskan untuk menekan piston. Akibat adanya tekanan ini piston akan merubah tekanan tersebut menjadi gaya. Gaya ini selanjutnya diteruskan ke batang piston yang nantinya akan menyebabkan berputarnya poros engkol. Berputarnya poros engkol ini akan menyebabkan timbulnya tenaga putar dan tenaga putar ini disebut torsi.
Dalam lain hal juga dapat dijumpai tenaga puntir ini misalnya apabila sebuah baut akan dikeraskan atau dibuka. Tenaga pengerasan atau pembukaan ini juga berupa torsi. Jadi torsi dapat disimpulkan sebagai berikut :
Torsi = Gaya x Lengan
Jika langkah piston cukup panjang dan tekanan pembakaran cukup tinggi, maka akan menghasilkan torsi yang cukup besar juga. Kecepatan translasi dari piston terbatas pada suatu harga kecepatan tertentu sehingga untuk mesin dengan langkah panjang akan menyebabkan putaran mesinya lebih rendah dibanding dengan mesin yang mempunyai langkah pendek. Demikian juga dengan torsi yang dihasilkan di mana untuk mesin dengan langkah panjang torsi maksimum dihasilkan pada putaran rendah dan untuk mesin dengan langkah pendek torsi maksimum dihasilkan pada putaran tinggi.
7. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik
Untuk mendapatkan energi panas diperlukan campuran gas yang terdiri dari udara dan bahan bakar. Banyaknya bahan bakar yang dipergunakan untuk menghasilkan energi panas tergantung kepada besar volume langkah piston dan efisiensi volumetrik atau pengisian. Istilah pemakaian bahan bakar biasanya dikenal yang menyatakan jarak tempuh kenderaan tiap satu liter bahan bakar. Pemakaian bahan bakar ini dipengaruhi oleh besar kecilnya volume langkah piston, di mana bila suatu kenderaan mempunyai mesin dengan volume langkah piston yang besar akan menempuh jarak yang relatif lebih pendek bila dibandingkan dengan kenderaan yang mempunyai mesin dengan volume langkah piston yang lebih kecil.
