Hubungan antara piston macet dengan oli, bukti hebatnya oli mineral dibanding PAO

Penulis menemukan penjelasan lebih lanjut dari hubungan antara oli dengan piston macet.
Sekhernya kena maksudnya gimana sih?

Sebelumnya penulis sudah mengkutip penjelasan dari 78deka:
78deka.com – Kenapa Oli Fully Synthetic Lebih Baik Dihindari Saat Inreyen?

Yang pertama, penggunaan oli bahan dasar mineral ini terbukti cara yang paling aman sejak dahulu sampai sekarang. Masih sangat hafal statment lama mr. Widman yang mengatakan:
“Gunakanlah oli mineral saat masa break in, ini adalah cara yang paling aman, karena dengan penggunaan oli fully synthetic saat break in memperbesar resiko mesin ” gancet” saat masa break in tersebut “

Dengan pemakaian oli fully synthetic yang pada umumnya sangat licin, maka ada kekhawatiran ” keausan ideal” saat inreyen tidak terjadi. Masa inreyen justru butuh waktu yang lebih lama, serta resiko piston macet karena celah antara ring dengan permukaan liner belum ideal. Apalagi karakter oli fully synthetic yang sangat mengandalkan hydrodinamic lubrication atau flow dan tekanan oli begitu dominan. Film strength sangat lama terbentuk di lapisan film oli. Berbeda dengan oli mineral yang gampang dalam membentuk lapisan film strength. Itulah landasan, kenapa oli mineral direkomendasikan untuk masa inreyen.

Terus terang penulis nggak ngerti penjelasan tersebut. Nggak tahu apa dasarnya “karakter oli fully synthetic yang sangat mengandalkan hydrodinamic lubrication”. Disebut oli sintetik lama membentuk lapisan film oli tapi kok disebut sebagai oli licin. Setahu penulis itu licin terjadi karena terbentuknya lapisan film oli.

Yang jelas penyataan di atas bukanlah kutipan dari mr Widman. Karena kutipan aslinya seperti berikut ini:
Selection of the Right Motor Oil for the Corvair and other Engines By Richard Widman

27. After rebuilding an engine, always return to the original viscosity recommended by the factory. If done right you will have the original clearances. The use of a high viscosity oil, especially during break-in, may cause engine seizure on startup and will cause a high wear rate. This is the moment when the clearances are the tightest they will ever be.

28. Don’t believe the myth that you can break in a rebuilt engine with synthetic oils. The argument that new cars come with synthetics so you can break in a rebuilt engine is totally false. None of us has the same work conditions, torque wrench calibrations or parts that the factory has. Use high quality mineral oil until the consumption stops; then switch to synthetic if you want maximum protection. Note: The use of Chrome or Moly rings in your rebuild will extend the break-in period. Don’t switch over to synthetics until oil consumption has (basically) stopped.

Oleh mr Widman disebut yang bikin piston macet itu adalah karena oli terlalu kental. Tapi nggak dijelaskan mengapa break in harus menghindari oli sintetik.

Cukup bikin bingung juga sih penjelasan mr Widman, karena kebanyakan oli mineral itu kental dan kebanyakan oli sintetik itu encer. Tapi break in disuruh pakai oli yang cenderung kental.

Untungnya penulis menemukan penjelasan dari orang yang katanya pakar mesin 2 tak. Penjelasannya panjang. Penulis rangkum saja ya.
About Two Stroke Oils and Premixes

About Oil “Film Strength” and Piston Seizures – Many people believe that piston seizures occur when engine heat causes the piston to expand larger than the size of the cylinder bore…. but surprisingly this is not true.

If you could freeze your engine “in motion” in the middle of a long full throttle pass, and disassemble it for micrometer measurement, you would find the piston to measure at a .0005″ to .001″ press fit into the bore. That’s right, a slight press fit! The reason that it doesn’t seize is because the premix oil has such a terrific film strength that it acts as an irremovable buffer between the piston and the cylinder. That is, the bare metal surface of the piston never actually touches the bare metal surface of the cylinder because the oil stays between them. Many mechanics have experienced this phenomenon while cleaning a freshly bored cylinder in a solvent tank. Completely dry without any cleaning solvent, the piston moves through the bore with difficulty. However while rinsing a cylinder bore with cleaning solvent, the piston glides all the way through with no resistance at all. This is because the solvent acts as a film between the piston and cylinder.

A piston seizure can only occur when something burns or scrapes away the oil film that exists between the piston and the cylinder wall. Understanding this, it’s not hard to see why oils with exceptionally high film strengths are very desirable, and why maintaining a proper oil-presence is also desirable. Good quality oils can provide a film that stands up to the most intense heat and the pressure loads of a modern high output engine. Here again, we mention that “absolutely no oil” has a stronger film strength than castor based oils.

Piston Seizure Vs Piston Scoring – Piston “seizure” and piston “scoring” are two different stages of the same problem. When the oil film on a cylinder is momentarily burned or brushed away, the bare metal surfaces of the piston and the cylinder wall will actually touch. When this happens, there is a sort of scraping that takes place between them. If the oil film is quickly resumed, the marks from this scraping will often remain on the piston and (or) the cylinder wall. A momentary scraping or “scoring” seldom causes any permanent or performance robbing damage. In a momentary scoring event like this, no significant damage takes place because the oil film is resumed before the piston and cylinder have a chance to start exchanging material onto one another.

Scoring is commonly seen on the piston face directly below the piston ring end gaps. The blast of combustion can get between the large end gap of a worn out ring and burn the oil off the piston and cylinder in that area…Hence the surface scoring. In most cases, score marks can simply be sanded off of the piston and cylinder. However when ever you see scoring, it’s a good idea to find the source so that it doesn’t develop into a full blown seizure.

Piston seizure is a case of scoring where the oil film does not immediately return. After a few moments of constant scoring, the piston and cylinder will scratch each other hard enough to remove material from each other. This floating material grinds itself into the piston and the cylinder as it continues to grow in size. As this snowballing material grows, it will drive the opposite side of the piston against the cylinder wall with a pressure so terrific that scoring on the other side of the piston begins to take place. While all this is going on, your engine is still running wonderfully at full throttle. However if there is a momentary lifting of the throttle, the force of this scoring can cause the piston to “seize” in the bore. In a “light seizure” event like this, the rings often escape any damage, and the engine will easily re-fire as soon as the engine cools down slightly.

The death blow of a “power-on” seizure comes when the mass of material between the piston and the cylinder wall finds it’s way to the piston rings. This nearly molten mixture of aluminum and iron can lock the ring in it’s groove. This ring locking, not the piston surface scoring, is what actually causes your engine to quit when you experience a “throttle-on” seizure. When the piston ring becomes locked back in it’s groove, it’s incapable of providing compression sealing against the cylinder wall. This instant loss of compression, while the engine is at speed, causes a dramatic loss of power. That power loss, along with the added drag of the badly scoring piston, makes the engine quit or lock up in a nanosecond. In fact this entire seizure process, from the first scoring scratch to the piston locked solid, takes less than a second at full rpm. In such a failure, a single cylinder engine will seldom restart.

Disebut piston macet itu bukan karena ukuran pistonnya mekar. Walau ukurannya rapat banget, piston itu nggak akan macet kalau olinya bisa mencegah bertemunya piston dengan dinding silinder. Lapisan film oli ini yang menjadi pemisah keduanya. Oleh karena itu dibutuhkan oli yang film strength yang cukup kuat. Dijelaskan bahwa castor oil punya film strength yang kuat. Tapi seperti penulis jelaskan sebelumnya, minyak goreng pun tidak kalah dalam hal ini.

Dijelaskan juga bahwa piston macet dan piston kegores itu penyebabnya sama. Piston kegores itu merupakan pertanda bahwa untuk berikutnya piston bisa macet. Piston kegores karena lapisan oli tidak bisa lagi melapisi permukaan antara piston dan dinding silinder. Kalau lapisan bisa terbentuk lagi, jadinya cuma kegores. Kalau lapisan film oli susah terbentuk, piston akan macet.

Kalau konisi piston kegores dibiarkan maka goresan akan makin banyak. Kalau sudah banyak maka lepas gas bisa bikin mesin mati. Kalau logam hasil goresan ini menumpuk pada ring piston, maka bisa terjadi piston macet saat gas pol. Atau bisa terjadi juga kompresi jadi bocor. Kalau sudah bocor kompresinya, mesin ada kemungkinan tidak bisa menyala lagi.

Hubungan dari pembentukan lapisan film oli lebih mudah dijelaskan bila kita melihat sifat polar dari oli. Bahan oli ester dan oli grup I mempunyai sifat polar yang paling kuat dari yang lain. Sementara itu PAO itu yang paling payah (walau sama sama bipolar), seperti dijelaskan sebelumnya:
– Orang tahu oli sintetik itu daya pelumasannya baik tapi tidak tahu itu kecuali PAO yang justru jelek
– Sama orang bengkel dan grup oli, PAO dibilang licin, sama lembaga oli tidak
– Apakah film strength oli mesin bisa diperbaiki dengan aditif? Tidak, kecuali minyak goreng

Gambar di atas artinya adalah walau disebut harus pakai mineral, sebaiknya hindari oli grup II atau grup III. Mesran super ok, tapi prima xp atau enduro jangan. Karena cuma oli grup I saja yang sifat polarnya mendekati ester (kalau takut pakai minyak goreng sebagai aditif).

Tapi kan sekarang oli PAO sudah ditambahi ester?

Mungkin iya, tapi kalau esternya nggak disebut, mending jangan coba oli PAO deh. Oli yang ada tulisan ester dibungkusnya juga belum tentu dijamin kandungan esternya cukup.

Perhatikan juga bahwa film strength oli bisa berkurang selama dipakai. Perhatikan bahwa kekentalan oli bisa berkurang karena panas atau karena shear (digesek mesin). Jadi ketika mesin bekerja keras, maka panas yang dihasilkan dan gesekan yang dihasilkan bisa mengurangi film strength. Hal ini makin parah pada oli yang menggunakan aditif peningkat VI yang jelek, atau oli yang VI nya jelek atau oli yang dari asalnya filmstrengthnya jelek.