SISTEM PENDINGINAN

  A.   TOPIK

  PEMERIKSAAN SISTEM PENDINGINAN

  B. TUJUAN PEMBELAJARAN

  1.     siswa diharapkan dapat memeriksa kebocoran sistim pendinginan dengan alat uji.

  2.      siswa diharapkan dapat memeriksa cara kerja tutup radiator.

  3.      siswa diharapkan dapat memeriksa air pendingin.

  4.     siswa diharapkan dapat memeriksa cara kerja thermostat.

  5.      siswa diharapkan dapat membongkar, memeriksa dan merakit kembali pompa air.

  C.  ALAT DAN BAHAN

  1. ALAT:

a)      Satu unit kunci yang sudah disediakan untuk praktek.

b)      Kompor listrik.

c)      Tes tutup radiator.

d)     Panci.

e)      Thermometer.

f)       Obeng (+) dan (-).

2. BAHAN:  

a)  Satu unit mesin mobil hidup (engine stand).

b)  Thermostat.

c)  Majun.

  D. KESELAMATAN KERJA

   1.   Memakai baju praktek (katelpak).

   2.   Pada saat pengujian hati-hati dengan air radiator .

   3.   Pelaksanaan praktek harus dilaksanakan sesuai prosedur.

   4.   Jangan membuka tutup radiator dengan cepat pada saat motor panas.

   5.   Setelah pretek tangan di cuci dengan air.

  E.  DASAR TEORI

   1.      Sistem Pendingin Mesin Sangat diperlukan

M

enurut neraca panas, pada motor bakar hanya akan diperoleh sekitar 25% dari hasil pembakaran bakar yang dapat diubah menjadi energi mekanik. Sebagian besar panas akan keluar melalui gas buang (kira-kira 34%), melalui sistem pendinginan (kira-kira 32%) dan sisanya akan melalui kerugian pemompaan dan gesekan.

   

                                            Gambar 1.1  Neraca panas pada mesin

Berdasarkan neraca panas di atas maka fungsi pendinginan pada motor menjadi penting, karena panas yang akan terserap oleh sistem pendinginan dapat mencapai 32%.

a)   Bila mesin tidak didinginkan akan terjadi pemanasan yang lebih (overheating) dan akan mengakibatkan gangguan-gangguan sebagai berikut:

(1)    Bahan akan lunak pada suhu tinggi. Contoh: torak yang terbuat dari logam paduan aluminium akan kehilangan kekuatannya (kira-kira sepertiganya) pada suhu tinggi (300º C), bagian atas torak akan berubah bentuk atau bahkan mencair.

(2)   Ruang bebas (clearance) antara komponen yang saling bergerak menjadi terhalang bila terjadi pemuaian karena panas berlebihan. Misalnya torak akan memuai lebih besar (karena terbuat dari paduan aluminium) daripada blok silinder (yang terbuat dari besi tuang)  sehingga gerakan torak menjadi macet.

(3)   Terjadi tegangan termal, yaitu tegangan yang dihasilkan oleh perubahan suhu. Misalnya cincin torak yang patah, torak yang macet karena adanya tegangan tersebut.

(4)   Pelumas lebih mudah rusak oleh karena panas yang berlebihan. Jika suhu naik sampai 250 ºC pada alur cincin, pelumas berubah menjadi karbon dan cincin torak akan macet sehingga tidak berfungsi dengan baik, atau cincin macet (ring stick). Pada suhu 500  ºC pelumas berubah menjadi hitam, sifat pelumasannya turun, torak akan macet sekalipun masih mempunyai ruang bebas.

(5)   Pembakaran tidak normal. Motor bensin cenderung untuk terjadi ketukan (knocking).

b)   Sebaliknya bila motor terlalu dingin akan terjadi masalah, yaitu:

(1)   Pada motor bensin bahan bakar akan sukar menguap dan campuran udara bahan bakar m,enjadi gemuk. Hal ini menyebabkan pembakaran menjadi tidak sempurna.

(2)   Pada motor diesel bila udara yang dikompresi dingin akan mengeluarkan asap putih dan menimbulkan ketukan dan motor tidak mudah dihidupkan.

(3)   Kalau pelumas terlalu kental, akan mengakibatkan motor mendapat tambahan tekanan.

(4)   Uap yang terkandung dalam gas pembakaran akan terkondensasi pada suhu kira-kira 50º C.

2.      Macam-Macam Sistem Pendingin

a)    Sistem Pendinginan Udara

(1)     Pendinginan oleh aliran udara secara alamiah.

            Pada sistem ini panas yang dihasilkan oleh pembakaran gas dalam ruang bakar sebagian dirambatkan keluar dengan menggunakan sirip-sirip pendingin (cooling fins) yang dipasangkan di bagian luar silinder (Gambar 1.2). Pada tempat yang suhunya lebih tinggi yaitu pada ruang bakar diberi sirip pendingin yang lebih panjang daripada sirip pendingin yang terdapat di sekitar  silinder yang suhunya lebih rendah.   

                   Gambar 1.2  Pendinginan Udara Secara Alamiah   

(2)  Pendinginan oleh tekanan udara

            Udara yang menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus berbentuk aliran atau udaranya hrus mengalir agar suhu udara di sekitar sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung sempurna. Hal ini dapat dicapai dengan jalan menggerakkan sirip pendingin atau udaranya. Bila sirip pendingin yang digerakkan atau mesinnya bergerak seperti pada sepedamotor. Pada mesin stasioner aliran udaranya diciptakan dengan cara menghembuskannya melalui blower yang dihubungkan langsung dengan poros engkol (Gambar 1.3) menunjukkan pendinginan udara menggunakan kipas/blower yang terpasang pada roda gila (flywheel fan), yang dianggap tidak efisien karena tanpa pengarah aliran (shroud). Agar aliran udara pendingin lebih dapat mendinginkan sirip-sirip digunakan pengarah (Gambar 1.4).

                  

        Gambar 1.3  Kipas udara pada roda gila                                   Gambar 1.4  Dengan pengarah aliran                    

                                                                                                      

b)    Sistem Pendinginan Air

            Pada sistem ini sebagian panas dari hasil pembakaran dalam ruang bakar diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder. Oleh karena itu di luar silinder dibuat mantel air  (water jacket).  Pada sistem pendinginan air ini air harus bersirkulasi. Adapun sirkulasi air dapat berupa 2 (dua) macam, yaitu:

           

(1)   Sirkulasi alamiah/Thermo-syphon.

(2)   Sirkulasi dengan tekanan.

           Pada sistem pendinginan air dengan sirkulasi alamiah, air pendingin akan mengalir dengan sendirinya yang diakibatkan oleh perbedaan massa jenis air yang telah panas dan air yang masih dingin (Gambar 1.5). Agar air yang panas dapat dingin, maka sebagai pembuang panas dipasangkan radiator (Gambar 1.6). Air yang berada dalam mantel air dipanaskan oleh hasil pembakaran sehingga suhunya naik, sehingga massa jenisnya akan turun dan air ini didesak ke atas oleh air yang masih dingin dari radiator. Agar pembuangan panas dari radiator terjadi sebesar mungkin maka pada sistem pendingin dilengkapi juga dengan kipas yang berfungsi untuk mengalirkan udara pada radiator agar panas pada radiator dapat dibuang atau diserap udara.

                           

                  Gambar 1.5  Prinsip sirkulasi alamiah         Gambar 1.6  Sirkulasi alamiah di mesin

 Pada sirkulasi dengan tekanan pada prinsipnya sama dengan sirkulasi alam, tetapi untuk mempercepat terjadinya sirkulasi maka pada sistem dipasang pompa air (Gambar 1.7).

           

Gambar 1.7  Sirkulasi dengan tekanan

3.   Proses Pendinginan Pada Mesin

              Pada mesin bensin ataupun pada mesin diesel proses pendinginan tergantung pada sistem pendinginan yang digunakan. Pada pendinginan udara, panas akan berpindah dari dalam ruang bakar melalui kepala silinder, dinding silinder dan piston secara konduksi. Selanjutnya yang melalui dinding dan kepala slinder, panas akan berpindah melalui sirip - sirip (fins) dengan cara konveksi ataupun radiasi di luar silinder.

              Pada pendinginan air secara alamiah, proses perpindahan panas/pendinginan melalui perubahan massa jenis air yang menurun karena panas selanjutnya air akan berpindah secara alamiah berdasarkan rapat massa sehingga terjadi sirkulasi alamiah untuk pendinginannya. Untuk mempercepat pembuangan panas pada sistem pendinginan air dipasangkan radiator. Melalui radiator ini  panas akan dibuang ke udara melalui sirip-sirip radiator. Pada pendinginan air dengan tekanan, sirkulasi akan dipercepat oleh putaran kipas pompa sehingga sirkulasi air pada sistem ini akan lebih baik.

4.   Komponen - Komponen Sistem Pendingin Air

a)   Bagian - Bagian Sistem Pendinginan Air Yang Penting Dan Perlu Dipelihara /    Diservis Adalah:  

(1)   Radiator

(2)   Tutup radiator

(3)   Pompa air

(4)   Kipas

(5)   Katup thermostat

(6)    Tangki reservoir

(1)   Radiator

Radiator pada sistem pendinginan berfungsi untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sisrip-sirip pendinginnya. Konstruksi radiator dapat dilihat pada Gambar 1.8.

     

      Gambar 1.8  Konstruksi radiator

Ø  Konstruksi Radiator Terdiri Dari:

(a)      Tangki Atas

            Tangki atas  berfungsi untuk menampung air yang telah panas dari mesin. Tangki atas dilerngkapi dengan lubang pengisian, pipa pembuangan dan saluran masuk dari mesin. Lubang pengisian harus ditutup dengan tutup radiator. Pipa pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air dalam sistem pendinginan yang disebabkan oleh ekspansi panas dari air keluar atau ke tangki reservoir. Saluran masuk ditempatkan agak keujung tangki atas.

(b)      Inti Radiator (radiator core)

            Inti radiator berfungsi untuk membuang panas dari air ke udara agar suhu air lebih rendah dari sebelumnya. Inti radiator terdiri dari pipa-pipa air untuk mengalirka air dari tangki atas ke tangki bawah dan sisrip-sirip pendingin untuk membuang panas air dalam pipa-pipa air. Udara juga dialirkan diantara sirip-sirip pendingin agar pembuangan panas secepat mungkin. Warna inti radiator dibuat hitam agar pepindahan panas radiasi dapat terjadi sebesar mungkin. Besar kecilnya inti radiator tergantung pada kapasitas mesin dan jumlah pipa-pipa air dan sirip – siripnya.

(c)        Tangki Bawah

            Tangki bawah berfungsi untuk menampung air yang telah didinginkan oleh inti radiator dan selanjutnya disalurkan ke mesin melalui pompa. Pada tangki bawah juga dipasangkan saluran air yang berhubungan dengan pompa air dan saluran pembuangan untuk membuang air radiator pada saat membersihkan radiator dan melepas radiator.

(2)    Tutup Radiator

           Tutup radiator berfungsi untuk menaikkan titik didih air pendingin  dengan jalan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara luar. Di samping itu pada sistem pendinginan tertutup, tutup radiator berfungsi untuk mempertahankan air pendingin dalam sistem meskipun dalam keadaan dingin atau panas. Untuk maksud tersebut tutup radiator dilengkapi dengan katup pengatur tekanan (relief valve) dan katup vakum (Gambar 1.9).

     

                 Gambar 1.9  Konstruksi tutup radiator

(a)      Cara Kerja Katup - Katup Pada Tutup Radiator Adalah Sebagai Berikut:

            Pada saat mesin dihidupkan suhu air pendingin segera naik dan akan menyebabkan kenikan volume air sehingga cenderung keluar saluran pengisian radiator. Keluarnya air tersebut ditahan oleh katup pengatur tekanan sehingga tekanan naik. Kenaikan tekanan akan menaikkan titik didih air yang berarti mempertahankan air pendingin dalam sistem. Bila kenaikan suhu sedemikian rupa  sehingga menyebabkan kenaikan volume air yang berlebihan, tekanan air akan melebihi tekanan yang diperlukan dalam sistem. Karenya air akan mendesak katup pengatur tekanan untuk membuka dan air akan keluar melalui katup ini ke pipa pembuangan. (Gambar 1.10a).

            Pada saat suhu air pendingin turun akan terjadi penurunan volume, yang akan menyebabkan terjadinya kevakuman dalam sistem yang selanjutnya akan membuka katup vakum sehingga dalam sistem tidak terjadi kevakuman lagi (Gambar 1.10b). Sistem yang menggunakan tangki reservoir, kevakuman akan diisi oleh air sehingga air dalam sistem akan tetap (Gambar 1.11). Bila sistem tidak menggunakan tangki reservoir maka yang masuk adalah udara.

                                                  

  Gambar 1.10  Kerja katup pengatur tekanan dan katup vakum

            Gambar 1.11  Radiator dengan tangki reservoir

(3)       Pompa Air

           Pompa air berfungsi untuk menyirkulasikan air pendingin dengan jalan  membuat perbedaan tekanan antara saluran isap dengan saluran tekan pada pompa. Pompa air yang biasa digunakan adalah pompa sentrifugal. Pompa air ini digerakkan oleh mesin dengan bantuan tali kipas (“V” belt) dan puli dengan perbandingan putaran antara pompa air dengan mesin sekitar 0,9 sampai 1,3. Hal ini dimaksudkan agar dapat mengalirkan air pendingin sesuai dengan operasi mesin  (Gambar 1.12). Pompa ini terdiri dari: Poros, Impeller, dan Water seal.

          Gambar 1.12  Konstruksi pompa air

(4)    Kipas Pendingin

           Kipas berfungsi untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dipancarkan ke udara dengan mudah. Kipas pendingin dapat berupa kipas pendingin biasa (yang diputarkan oleh mesin) atau kipas pendingin listrik. Kipas pendingin biasa digerakkan oleh putaran puli poros engkol. Poros kipas biasa sama dengan poros pompa air sehingga putaran kipas sama dengan putaran pompa.

           Pada kipas pendingin listrik digerakkan oleh motor listrik akan menghasilkan efisiensi pendinginan yang lebih baik (terutama pada kecepatan rendah dan beban berat) dan membantu pemanasan awalair pendingin yang lebih cepat, penggunaan bahan bakar yang lebih hemat, dan mengurangi suara berisik (Gambar 1.13).

                           Gambar 1.13  Penggerak kipas dengan motor listrik

Ø  Adapun Cara Kerja Kipas Pendingin Listrik Sebagai Berikut:

          

                Gambar 1.14  Cara kerja kipas pendingin listrik

Bila suhu air pendingin dibawah 83 ºC temperature switch ON dan relay berhubungan dengan masa. Fan relay coil terbuka dan motor tidak bekerja.

Bila suhu air pendingin di atas  83 ºC, temperature switch akan OFF dan sirkuit relay ke masa terputus. Fan relay tidak bekerja, maka kontak poin merapat dan kipas mulai bekerja.

(5)      Katup Termostat

           Katup termostat berfungsi untuk menahan air pendingin bersirkulasi  pada saat suhu mesin yang rendah dan membuka saluran adri mesin ke radiator pada saat suhu mesin mencapai suhu idealnya. Katup termostat biasanya dipasang pada saluran air keluar dari mesin ke radiator yang dimaksudkan agar  lebih mudah untuk menutup saluran bila mesin dalan keadaan dingin dan mebuka saluran bila mesin sudah panas.

           Ada 2 tipe thermostat, yaitu tipe bellow dan tipe wax. Kebanyakan termostat yang digunakan adalah tipe wax. Di samping itu termostat tipe wax ada yang menggunakan katup by pass dan tidak menggunakan katup by pass.

                   Gambar 1.15  Thermostat tipe wax

Ø  Cara Kerja Katup Termostat Adalah Sebagai Berikut:

           Pada saat suhu air pendingin rendah katup tertutup atau saluran dari mesin ke radiator terhalang oleh wax (lilin) yang belum memuai. Bila suhu air pendingin naik sekitar 80 sampai dengan 90 ºC maka lilin akan memuai dan menekan karet. Karet akan berubah bentuk dan menekan poros katup. Oleh karena posisi poros tidak berubah maka maka karet yang sudah berubah tersebut akan membawa katup untuk membuka (Gambar 1.16).

                                       Gambar 1.16  Katup thermostat pada saat suhu 80-90 ºC

           Untuk menghindari terjadinya tekanan air yang tinggi pada saat katup termostat tertutup, pada saluran di bawah katup dibuatkan saluran ke pompa air yang dikenal dengan saluran pintas (by pass). Lihat gambar 1.17.

                       Gambar 1.17  Termostat dengan katup by pass

Cara kerja katup by pass pada termostat dapat dilihat pada sistem pendingin mesin pada saat dingin dan panas (Gambar 1.18 dan Gambar 1.19).

                                Gambar 1.18  Termostat dengan katup by pass pada saat dingin

  Gambar 1.19  Termostat dengan katup by pass pada saat panas

5.      Pemeliharaan / Servis Sistem Pendingin Air   

      Pemeliharaan / Servis  Radiator Dan Tutup Radiator.

(1)   Bagian - Bagian Radiator Dapat Dilihat Pada Gambar  1.20.

                          Gambar 1.20  Bagian - bagian radiator

(2)  Pemeriksaan Dan Perbaikan Radiator Dilakukan Sebagai Berikut:

(a) Pemeriksaan pipa-pipa dan bagian yang disolder pada tangki atas dan bawah dari kemungkinan bocor, kalau perlu diperbaiki atau diganti.

(b) Periksa sirip dan inti radiator dan perbaiki sirip yang menghambat saluran air dengan menggunakan obeng pipih (Gambar 1.21).

                       

                                                             Gambar 1.21  Perbaikan radiator

(c) Bila yang tersumbat dari intinya melebihi 20 persen radiator harus diganti.

(d) Periksalah slang radiator dan jika ternya rusak atau keras harus diganti.

(e) Periksalah katup pengatur pada tutup radiator dan katup vakum dari kemungkinan pegasnya yang lemah atau dudukannya kurang rapat. Jika katup membuka pada tekanan di bawah harga spesifikasi atau ada kerusakan lain, tutup radiator harus diganti (Gambar 1.22). 

                               Gambar 1.22  Pemeriksaan tutup radiator

b)      Pemeliharaan / Servis Pompa Air

            Untuk servis pompa air dilakukan dengan membongkar, membersihkan, mengganti seal-seal yang bocor, memastikan kerapatannya dan merakit kembali. Untuk memahami pompa air dapat dilihat bagian-bagian pompa air seperti Gambar 1.23.

Gambar 1.23  Bagian - bagian pompa air

c)      Pemeliharaan / Servis  Termostat

            Untuk menservis termostat dilakukan dengan cara: (a) membuka termostat dari sistem pendinginan, (b) memeriksa  termostat dengan cara: menaruh termostat pada  tempat yang berisi air (lihat gambar 1.24). Periksalah suhu saat pembukaan katup dengan jalan manikkan suhu air sedikit demi sedikit. Termostat harus diganti bila ternyata terdapat kerusakan, (c) memasang kembali termostat pada sistem.

                            Gambar 1.24  Pemeriksaan termostat dan contoh spesifikasinya

  F.  LANGKAH KERJA

   1.  Pemeriksaan Kebocoran Radiator

a)      Sebelum memasang alat tes radiator, lihat kedalaman leher pengisi.

b)      Jika kedalaman kecil, gunakan karet untuk mengetes arus dipasang terbalik. Jika kedalaman leher besar, karet pengetes dipasang kebalik.

c)      Pasang alat test berikan tekanan 1.2 kg/cm

 

                                       

                                

                                        

                                             Gambar 1.25  Mengukur tekanan pada radiator

d)     Periksa kebocoran pada radiator, selang-salang dan paking-paking pada pompa, kepala silinder dan rumah thermostat.

e)      Periksa kebocoran pada sil pompa pada saat hidup, jira pompa bocor, air pendingin keluar dari lubang pelepas.

f)       Periksa pemasangan klem dan selang. Jika selang retak harus diganti.

2. Pemeriksaan Cara Kerja Tutup Radiator

     a)   Periksa kondisi komponen tutup radiator, bersihkan jika radiator kotor.

b)   Pasangan alat uji pada tutup radiator, pilih leher pipa adaptor yang kedalamannya sesuai dengan tutup radiator.

 

                                

Gambar 1.26  Mengukur tekanan pada tutup radiator

c)   Berikan tekanan pada tutup radiator, sampai tutup melepas atau mulai membuka. Bandingkan tekanan dari hasil pengetesan dengan tidak boleh turun dengan cepat.Tunggu beberapa detik, tekanan tidak boleh turun dengan cepat.

3. Menambah Air Pendingin

a. Jika tidak ada tangki cadangan (reservoir tank) tambah air pendingin.

b. Jika ada tangki cadangan, isi sampai penuh pada tangki cadangan.

4. Memeriksa Cara Kerja Termostat

a.       Celupkan termostat kedalam air dan perikasa suhu pembuka katup dengan memasangkan air dengan sedikit demi sedikit.

 

                                 

                                  Gambar 1.27  Termostat dicelupkan ke air

b.     Jenis suhu rendah: Katup mulai membuka pada 80 – 84 °C dan katup akan membuka selebar lebih 8 mm pada suhu 95 °C diukur dengan termometer.

            

                

            

                 

                  Gambar 1.28  Pengukuran dengan termometer pada suhu rendah

c.   Jenis suhu tinggi: Katup mulai membuka pada suhu 86 – 90 °C dan katup akan membuka selebar lebih 8 mm pada suhu 100 °C diukur dengan termometer.

 

                                     

                    

                   

           

                  Gambar 1.29  Pengukuran dengan  termometer pada suhu tinggi

d.      Ganti termostat jika katup tertutup pada temperatur kerja maupun tidak tertutup rapat waktu menutup.

5. Membongkar Pompa Air

  

Motor jadi panas, maka sistim pendingin naik katup pelepas membuka (80 – 120 kPa) motor menjadi dingin, maka tekanan sistem pendingin turun, katup vakum membuka.

a)   Bersihkan dan bongkar pompa air menurut prosedur SOP. Komponennya, ganti jika rusak atau aus. Dan kemudian rakit kembali.

                                                                                  

  G. HASIL PEMERIKSAAN

1. Terjadi kebocoran pada radiator, kemudian selang – selangnya juga seharusnya diganti, untuk paking pada pompa tidak perlu diganti karena masih baik, dan untuk kepala silinder maupun rumah termostat juga masih belum perlu untuk diganti karena masih dalam kondisi yang baik.

2.  Katup pembatas vakum tutup radiator membuka pada tekanan 1 kg/cm².

3.  Katup termostat  termasuk membuka pada suhu  ± 85 – 90 °C.

Membuka selebar ± 5 mm pada suhu  ± 78 – 83 °C.

Membuka selebar  ± 8 mm pada suhu  ± 83 – 87 °C.    

   H.  KESIMPULAN

    1.   Komponen - Komponen Sistem Pendingin Ini Terdiri Dari :

a)      Mantel Pendingin

Mental berfungsi untuk mendinginkan bagian-bagian silinder dan ruang bakar  dan runag bakar secara efektif, karna bagian itu cepat sekali panas.

b)      Radiator

Radiator berfungsi mendinginkan air yang telah bersirkulasi dari mantel pendingin

c)      Tutup Radiator

Tutup radiator berfungsi sebagai mencegah mendidihnya air pendingin pada saat air mendingin tersut mencapai temperatur 100 pada tekanan 1 atm.

            Serta sesuai dengan praktek yang kami lakukan banyak sekali yang harus diganti pada komponen – komponen sistem pendingin, baik pada penembelan radiator yang bocor, selang – selang radiator serta mantel pendinginnya.