Konstruksi dan Cara Kerja Sistem Pendingin

Modul Sistem pendingin

Konstruksi dan Cara Kerja Sistem Pendingin

A. RENCANA BELAJAR PESERTA DIKLAT

Rencanakan setiap kegiatan belajar anda dengan mengisi tabel di bawah ini dan mintalah bukti belajar kepada guru jika telah selesai mempelajari setiap kegiatan belajar.

Jenis Kegiatan	Tanggal	Waktu	Tempat Belajar	Alasan Perubahan	Paraf Guru
1. Overhoul komponen sistem pendinginan.
2. Penganalisaa gangguan dan perbaikan sistem pendinginan.

B. KEGIATAN BELAJAR

1. Kegiatan Belajar 1 : Konstruksi dan Cara Kerja Sistem Pendingin

a. Tujuan Kegiatan Belajar 1

1). Peserta diklat dapat menjelaskan fungsi sistem pendingin pada motor.

2). Peserta diklat dapat menjelaskan kebaikan dan kelemahan sistem pendingin air dibanding sistem pendingin udara.

3). Peserta diklat dapat menjelaskan cara kerja sistem pendingin air.

4). Peserta diklat dapat menjelaskan cara kerja katup relief dan katup vacum pada tutup radiator.

5). Peserta diklat dapat menjelaskan cara kerja thermostat

6). Peserta diklat dapat menjelaskan cara kerja motor penggerak kipas pendingin.

b. Uraian Materi 1

1). Fungsi Sistem Pendingin

Panas yang dihasilkan oleh proses pembakaran di dalam motor dirubah menjadi tenaga gerak. Namun kenyataannya hanya sebagian dari panas tersebut yang dimanfaatkan secara efektif. Panas yang diserap motor harus dengan segera dibuang ke udara luar, sebab jika tidak maka motor akan terlalu panas dan komponen motor cepat aus. Untuk itu pada motor dilengkapi dengan sistem pendingin yang berfungsi untuk mencegah panas yang berlebihan.

Pada motor bensin kira-kira hanya 23 % energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar dalam silinder yang dimanfaatkan secara efektif sebagai tenaga.

Secara garis besar fungsi sistem pendingin pada motor adalah sebagai berikut :

a) Untuk mengurangi panas motor. Panas yang dihasilkan oleh pembakaran campuran udara dan bahan bakar dapat mencapai sekitar 2500° C. Panas yang cukup tinggi ini dapat melelehkan logam atau komponen lain yang digunakan pada motor, sehingga apabila motor tidak dilengkapi dengan sistem pendingin dapat merusakkan komponen motor tersebut.

b) Untuk mempertahankan agar temperatur motor selalu pada temperatur kerja yang paling efisien pada berbagai kondisi. Umumnya temperatur kerja motor antara 82 sampai 99° C. Pada saat komponen motor mencapai temperatur tersebut, komponen motor akan memuai sehingga celah (clearance) pada masing-masing komponen menjadi tepat. Disamping itu kerja motor menjadi maksimum dan emisi gas buang yang ditimbulkan menjadi minimum.

c) Untuk mempercepat motor mencapai temperatur kerjanya dengan tujuan untuk mencegah terjadinya keausan yang berlebihan, kerja motor yang kurang baik, emisi gas buang yang berlebihan. Hal tersebut dapat terjadi karena pada saat motor bekerja pada temperatur yang dingin maka campuran bahan bakar dengan udara yang masuk ke dalam silinder tidak sesuai dengan campuran yang dapat menghasilkan kerja motor yang maksimum. Temperatur dinding silinder yang dingin mengakibatkan pembakaran menjadi tidak sempurna sehingga gas buang banyak mengandung emisi yang merugikan manusia. Oleh karena itu pada saat motor hidup temperatur kerja harus segera dicapai. Hal tersebut akan terpenuhi apabila pada motor terdapat sistem pendingin yang dilengkapi dengan komponen yang memungkinkan hal tersebut terjadi.

d) Untuk memanaskan ruangan di dalam ruang penumpang, khusunya di negara-negara yang mengalami musim dingin.

1). Macam Sistem Pendingin

Sistem pendingin yang biasa digunakan pada motor ada dua macam, yaitu sistem pendingin udara dan sistem pendingin air.

a) Sistem Pendingin Udara

Pada sistem ini panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder sebagian dirambatkan keluar melalui sirip-sirip pendingin yang dipasang di luar silinder dan ruang bakar tersebut. Panas tersebut selanjutnya diserap oleh udara luar yang temperaturnya jauh lebih rendah dibanding temperatur sirip pendingin. Untuk daerah mesin yang temperaturnya tinggi yaitu di sekitar ruang bakar diberi sirip pendingin yang lebih panjang dibanding di daerah sekitar silinder.

Udara yang menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus berbentuk aliran atau udaranya harus mengalir agar temperatur di sekitar sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung secara sempurna. Aliran uadara ini kecepatannya harus sebanding dengan kecepatan putar mesin agar temperatur ideal mesin dapat tercapai sehingga pendinginan dapat berlangsung dengan sempurna.

Untuk menciptakan aliran udara, ada dua cara yang dapat ditempuh yaitu menggerakkan udara atau siripnya. Apabila sirip pendinginnya yang digerakkan berarti mesinnya harus bergerak seperti mesin yang dipakai pada sepeda motor. Untuk mesin-mesin stasioner dan mesin-mesin yang penempatannya sedemikian rupa sehingga sulit untuk mendapatkan aliran udara, maka diperlukan blower yang fungsinya untuk menghembuskan udara. Penempatan blower yang digerakkan oleh poros engkol memungkinkan aliran udara yang sebanding dengan putaran mesin sehingga proses pendinginan dapat berlangsung sempurna.

b) Sistem Pendingin Air

Pada sistem ini, panas dari hasil proses pembakaran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar dan silinder sebagian diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder dan ruang bakar. Oleh karena itu di bagian luar dinding silinder dan ruang bakar dibuat mantel-mantel air (water jacket). Panas yang diserap oleh air pendingin pada water jacket selanjutnya akan menyebabkan naiknya temperatur air pendingin tersebut. Apabila air pendingin tersebut tetap berada pada mantel air, maka air akan cenderung mendidih dan menguap. Hal tersebut dapat dihindari dengan jalan mengganti air tersebut dengan air yang masih dingin sedangkan air yang telah panas harus dialirkan keluar dari mantelnya dengan kata lain harus bersirkulasi. Sirkulasi air tersebut ada dua macam yaitu sirkulasi alam atau thermo syphon dan sirkulasi dengan tekanan.

Kebanyakan mobil menggunakan sistem pendingin air dengan sirkulasi tekanan (forced circulation), sedangkan sepedamotor umumnya menggunakan sistem pendingin udara. Untuk selanjutnya pada modul ini akan dibahas sistem pendingin air dengan sirkulasi tekanan.

Konstruksi sistem pendingin air lebih rumit dibanding sistem pendingin udara sehingga biaya produksinya lebih mahal. Secara rinci keunggulan sistem pendingin air antara lain : 1) Temperatur seluruh mesin lebih seragam sehingga kemungkinan distorsi kecil ; 2) Ukuran kipas relatif lebih kecil sehingga tenaga yang diperlukan kecil ; 3) Mantel air dan air dapat meredam getaran ; 4) Kemungkinan overheating kecil, walaupun dalam kerja yang berat ; 5) Jarak antar silinder dapat diperdekat sehingga mesin lebih ringkas. Di sisi lain sistem pendingin air mempunyai kerugian yaitu : 1) Bobot mesin lebih berat (karena adanya air, radiator, dsb.) ; 2) Waktu pemanasan lebih lama ; 3) Pada temperatur rendah diperlukan antifreeze ; 4) Kemungkinan terjadinya kebocoran air sehingga mengakibatkan overheating ; 5) Memerlukan kontrol yang lebih rutin.

Pada saat mesin masih dingin, air hanya bersirkulasi di sekitar mesin karena thermostat masih menutup. Dalam hal ini thermostat berfungsi untuk membuka dan menutup saluran air dari mesin ke radiator. Air mendapat tekanan dari pompa air, tetapi tekanan tersebut tidak mampu menekan thermostat menjadi terbuka. Untuk mencegah timbulnya tekanan yang berlebihan akibat proses pemompaan, maka pada sistem pendingin dilengkapi dengan saluran by pass, sehingga air yang bertekanan akan kembali melalui saluran by pass tersebut.

Pada saat mesin panas, thermostat terbuka sehingga air yang telah panas di dalam water jacket (yang telah menyerap panas dari mesin), kemudian disalurkan ke radiator untuk didinginkan dengan kipas pendingin dan aliran udara dengan adanya gerakan maju dari kendaraan. Air pendingin yang sudah dingin kemudian ditekan kembali ke water jacket oleh pompa air.

2). Komponen Sistem Pendingin Air

Berbeda dengan sistem pendingin udara, pada sistem pendingin air jumlah komponennya lebih banyak. Pada umumnya komponen sistem pendingin air terdiri atas : radiator, pompa air, thermostat, kipas pendingin. Ada juga sistem pendingin air yang dilengkapi dengan kopling fluida.

a) Radiator

Radiator berfungsi untuk mendinginkan cairan pendingin yang telah panas setelah melalui saluran water jacket. Bagian-bagian radiator antara lain : tangki air bagian atas (upper water tank), tangki air bagian bawah (lower water tank) dan inti radiator (radiator core). Cairan pendingin masuk ke tangki air bagian atas melalui selang atas. Pada tangki air bagian atas dilengkapi dengan lubang pengisian air dan saluran kecil yang menuju ke tangki cadangan. Pada tangki air bagian bawah dilengkapi dengan lubang penguras untuk mengeluarkan air pendingin pada saat mengganti cairan pendingin. Inti radiator terdiri atas pipa-pipa (tube) yang dapat dilalui air dari tangki atas ke tangki bawah. Disamping itu juga dilengkapi dengan sirip-sirip pendingin (fin) yang fungsinya untuk menyerap panas dari air pendingin. Biasanya radiator terletak di depan kendaraan sehingga radiator dapat didinginkan oleh gerakan kenadaraan tersebut.

b) Pompa air

Pompa air (water pump) berfungsi memompa air pendingin dari water jacket ke radiator yaitu dengan cara menekan cairan pendingin. Pada umumnya pompa air yang digunakan adalah jenis pompa sentrifugal (centrifugal pump). Pompa air ditempatkan di bagian depan blok silinder dan digerakkan oleh tali kipas atau timing belt.

c) Thermostat

Pada uraian terdahulu telah dijelaskan bahwa apabila air pendingin masih dalam keadaan dingin, maka air hanya bersirkulasi dalam water jacket. Apabila temperatur air pendingin telah panas maka air akan mengalir ke raditor untuk didinginkan. Komponen yang mengatur arus lalu lintas air dari water jacket ke radiator dan sebaliknya adalah thermostat. Dalam hal ini thermostat berfungsi sebagai katup yang tugasnya membuka dan menutup saluran yang menghubungkan antara water jacket dan radiator.

Letak thermostat ada dua macam yaitu : tehermostat yang letaknya di saluran air masuk (water inlet) dan thermostat yang letaknya di saluran air keluar (water outlet).

(1) Thermostat yang letaknya di saluran air keluar.

Apabila temperatur air masih rendah, maka thermostat menutup aliran air pendingin ke radiator. Air pendingin dipompa oleh pompa air langsung ke blok mesin dan kepala silinder. Selanjutnya melalui sirkuit by pass kembali ke pompa air.

d) Kipas pendingin

Kipas pada sistem pendingin digunakan untuk membantu proses pendinginan yang sudah dilakukan radiator. Pada proses pendinginan, radiator didinginkan oleh udara luar, tetapi pendinginannya belum cukup bila kendaraan tidak bergerak. Kipas pendingin ditempatkan di bagian belakang radiator. Penggerak kipas pendingin adalah mesin itu sendiri melalui belt atau motor listrik.

b. Rangkuman 1

1). Fungsi sistem pendingin pada motor adalah sebagai berikut:

a) Untuk mengurangi panas motor, karena panas yang dihasilkan oleh pembakaran campuran udara dan bahan bakar dapat mencapai sekitar 2500° C.

b) Untuk mempertahankan agar temperatur motor selalu pada temperatur kerja yang paling efisien pada berbagai kondisi.

c) Untuk mempercepat motor mencapai temperatur kerjanya, karena untuk mencegah terjadinya keausan yang berlebihan, kerja motor yang kurang baik, emisi gas buang yang berlebihan.

d) Untuk memanaskan ruangan di dalam ruang penumpang, khususnya di negara-negara yang mengalami musim dingin.

2). Sistem pendingin yang digunakan pada motor pada umumnya ada dua macam yaitu :

a) Sistem Pendingin Udara

Udara yang menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus berbentuk aliran atau udaranya harus mengalir agar temperatur di sekitar sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung secara sempurna. Untuk menciptakan aliran udara, ada dua cara yang dapat ditempuh yaitu menggerakkan udara atau siripnya.

b) Sistem Pendingin Air

Pada sistem ini, panas dari hasil proses pembakaran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar dan silinder sebagian diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder dan ruang bakar. Panas yang diserap oleh air pendingin pada water jacket selanjutnya akan menyebabkan naiknya temperatur air pendingin tersebut. Apabila air pendingin tersebut tetap berada pada mantel air, maka air akan cenderung mendidih dan menguap. Hal tersebut dapat dihindari dengan jalan mengganti air tersebut dengan air yang masih dingin sedangkan air yang telah panas harus dialirkan keluar dari mantelnya dengan kata lain harus bersirkulasi.

Konstruksi sistem pendingin air lebih rumit dibanding sistem pendingin udara sehingga biaya produksinya lebih mahal. Disisi lain sistem pendingin air mempunyai beberapa keunggulan antara lain : 1) Temperatur motor di beberapa tempat lebih merata, 2) Proses pemanasan motor lebih cepat, 3) Media pendingin yang berupa air dapat meredam suara mesin, 4) Media pendingin yang panas dapat digunakan sebagai sumber panas untuk memanaskan ruang penumpang.

3). Pada sistem pendingin air dilengkapi dengan water jacket, pompa air, radiator, thermostat, kipas, dan selang karet. Apabila temperatur mesin masih dingin, air hanya bersirkulasi di sekitar mesin karena thermostat masih menutup. Dalam hal ini thermostat berfungsi untuk membuka dan menutup saluran air dari mesin ke radiator.

4). Pada saat mesin panas, thermostat terbuka sehingga air yang telah panas di dalam water jacket (yang telah menyerap panas dari mesin), kemudian disalurkan ke radiator untuk didinginkan dengan kipas pendingin dan aliran udara dengan adanya gerakan maju dari kendaraan. Air pendingin yang sudah dingin kemudian ditekan kembali ke water jacket oleh pompa air.

5). Pada umumnya komponen sistem pendingin air terdiri atas: radiator, pompa air, thermostat, kipas pendingin. Radiator berfungsi untuk mendinginkan air yang telah panas dari water jacket, sedang pompa air untuk menekan air dari water jacket ke radiator. Dalam hal ini yang mengatur arus lalu lintas air dari water jacket ke radiator adalah thermostat, sedang kipas pendingin berfungsi untuk mempercepat proses pendinginan dengan jalan mensirkulasikan udara yang ada di sekitar radiator agar proses pemindahan panas berlangsung dengan cepat.

6). Kipas pendingin yang digerakkan dengan motor listrik mempunyai beberapa keuntungan, diantaranya temperatur kerja mesin yang ideal dapat dicapai dengan cepat, suara mesin lebih halus selama kipas belum berputar, dan tenaga motor lebih besar karena putaran kipas tidak menyerap tenaga dari poros engkol.

c. Tugas 1

1). Seorang pengemudi mengeluh bahwa air pendingin yang ada di tangki cadangan tidak mau kembali ke radiator pada saat mesin dingin sehingga setiap saat harus mengisi air pendingin ke radiator. Bagaimana analisa anda terhadap gangguan tersebut dan bagaimana cara mengatasinya. Jelaskan dengan singkat dan jelas alasannya.

2). Gambarlah sirkuit kelistrikan pada kipas pendingin yang digerakkan dengan motor listrik dan jelaskan pula kemungkinan gangguan yang terjadi jika kipas tidak mau berputar pada saat temperatur mesin telah panas (temperatur mesin telah melebihi 93° C).

d. Tes Formatif 1 sistem pendingin

1). Jelaskan apa fungsi sistem pendingin pada mesin dan bagaimana akibatnya apabila mesin tanpa pendingin ?

2). Jelaskan apa saja keuntungan dan kerugian sistem pendingin air dibanding dengan sistem pendingin udara ?

3). Jelaskan bagaimana cara kerja sistem pendingin air ?

4). Jelaskan dengan gambar bagaimana cara kerja katup relief dan katup vacum pada tutup radiator ?

5). Jelaskan dengan gambar bagaimana cara kerja thermostat?

e. Kunci Jawaban Tes Formatif 1 sistem pendingin

1). Fungsi sistem pendingin pada mesin adalah sebagai berikut:

a) Untuk mengurangi panas motor, karena panas yang dihasilkan oleh pembakaran campuran udara dan bahan bakar dapat mencapai sekitar 2500° C.

b) Untuk mempertahankan agar temperatur motor selalu pada temperatur kerja yang paling efisien pada berbagai kondisi.

c) Untuk mempercepat motor mencapai temperatur kerjanya, karena untuk mencegah terjadinya keausan yang berlebihan, kerja motor yang kurang baik, emisi gas buang yang berlebihan.

d) Untuk memanaskan ruangan di dalam ruang penumpang, khususnya di negara-negara yang mengalami musim dingin.

Apabila mesin tanpa pendingin maka panas yang dihasilkan motor dapat melelehkan logam atau komponen lain yang digunakan pada motor, sehingga komponen motor tersebut akan rusak bahkan dapat berubah bentuk.

2). Keuntungan sistem pendingin air dibanding sistem pendingin udara anatar lain :

a) Temperatur seluruh mesin lebih seragam sehingga kemung-kinan distorsi kecil.

b) Ukuran kipas relatif lebih kecil sehingga tenaga yang diper-lukan kecil

c) Mantel air dan air dapat meredam getaran

d) Kemungkinan overheating kecil, walaupun dalam kerja yang berat

e) Jarak antar silinder dapat diperdekat sehingga mesin lebih ringkas.

Kerugiannya :

a) Bobot mesin lebih berat (air, radiator, dsb.)

b) Waktu pemanasan lebih lama

c) Pada temperatur rendah diperlukan antifreeze

d) Kemungkinan terjadinya kebocoran air -- > overheating

e) Memerlukan kontrol yang lebih rutin

1) Alat dan Bahan

a). 1 Unit engine stand (live)

b). Kunci sock, kunci momen

c). Tool box

d). Radiator cap tester

e). Thermometer

f). Panci air

g). Kompor pemanas

h). Lap / majun.

2) Keselamatan Kerja

a). Gunakanlah perlatan servis sesuai dengan fungsinya.

b). Ikutilah instruksi dari instruktur/guru atau pun prosedur kerja yang tertera pada lembar kerja.

c). Mintalah ijin kepada instruktur anda bila akan melakukan pekerjaan yang tidak tertulis pada lembar kerja.

d). Bila perlu mintalah buku manual mesin yang dijadikan training object.

3) Langkah Kerja

a). Persiapkan alat dan bahan praktik secara cermat, efektif dan seefisien mungkin.

b). Perhatikan instruksi praktik yang disampaikan oleh guru/ instruktur.

c). Lakukan pemeriksaan pada komponen sistem pendingin!

d). Lakukan diskusi tentang cara kerja sistem pendingin!

e). Buatlah catatan-catatan penting kegiatan praktik secara ringkas.

f). Setelah selesai, bereskan kembali peralatan dan bahan yang telah digunakan seperti keadaan semula.

4) Tugas

a). Buatlah laporan praktik secara ringkas dan jelas.

b). Buatlah rangkuman pengetahuan baru yang anda peroleh setelah mempelajari materi pada kegiatan belajar 1

Share on: Facebook Twitter Google+ Linkedin Technorati Digg LintasMe

Contact Us