Follow by Email

Selasa, 06 September 2011

SISTEM PENDINGIN




PENDAHULUAN

Arti Penting Sistem Pendingin
Adalah : Menjaga kestabilan suhu atau temperatur mesin
Temperatur mesin normal berkisar antara 83 – 95 0C

Setiap benda yang bergerak dan bergesekan dapat menimbulkan panas. Panas didistribusikan oleh body mesin keseluruh bagian mesin dan komponen dalam mesin menjadi mengembang atau memuai.

Pada saat mesin mobil mengalami over heating, kemungkinan dapat menyebabkan hal-hal sebagai berikut :

  1. Mesin mengalami macet/tidak berputar
disebabkan komponen di dalam mesin mengembang/memuai.
Contohnya : torak akan memuai lebih besar sehingga ruang bebas (clearance) antara komponen yang bergerak menjadi terhalang.
  1. Silinder head melengkung/meleting
Dapat menyebabkan oli mesin tercampur dengan air pendingin (warna oli mesin menjadi putih) dan air radiator akan mengandung minyak.
  1. Terjadi tegangan termal
Adalah : tegangan yang dihasilkan dari perubahan suhu.
Contoh : cincin torak yang patah, torak yang macet akibat tegangan tersebut
  1. Tenaga mesin turun drastic
  2. Viskositas oli pelumas semakin menurun atau mudah rusak

Sebaliknya bila mesin terlalu dingin akan terjadi masalah, sebagai berikut :

1.      Pada motor bensin bahan bakar akan sukar menguap dan campuran udara bahan bakar menjadi 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 50 ÂșC.


MACAM SISTEM PENDIGIN

Sistem pendingin pada mobil/motor ada dua macam :
1.      Air cooling (pendingin udara)
2.      Water cooling (pendingin air)

I.       Air Cooling (Pendingin Udara)

Beberapa produsen mobil menerapkan system air cooling pada produknya, misalnya produsen VW, tipe VW Beatle atau kodok dan VW Combi.




















Gambar I.1                                                        Gambar I.2
Pendinginan Udara Secara Alamiah                             Kipas udara pada roda gila


Keunggulan menggunakan pendingin udara adalah sebagai berikut:

-   Tidak memerlukan air pendingin
-   Ukuran mesin lebih kecil
-   Ruangan mesin relative lebih kecil

Kelemahan menggunakan pendingin udara adalah sebagai berikut :

-   Pada saat jalanan macet atau mobil sedang berhenti dengan mesin hidup, menyebabkan pelepasan kalor berjalan lambat. Maka temperatur mesin naik karena tidak adanya pasokan udara luar pada lorong udara.
Untuk mengatasi hal tersebut biasanya mesin ditambah dengan kipas angina elektrik.
-   Suara mesin mobil dengan konsep pendingin udara cenderung lebih kasar.

Proses pendinginan pada mesin menggunakan pendingin udara

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-sririp (fins) dengan cara konveksi ataupun radiasi di luar silinder.

II.    Water Cooling (Pendingin Air)

Konsep pendingin air adalah:
selain air, udara juga berperan untuk menstabilkan temperatur mesin.

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

1.      Sirkulasi alamiah/Thermo-syphon

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 3). Agar air yang panas dapat dingin, maka sebagai pembuang panas dipasangkan radiator (Gambar 4). 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 3. Prinsip sirkulasi alamiah                    Gambar 4. Sirkulasi alamiah  di mesin


2.      Sirkulasi dengan tekanan
 
Pada sirkulasi dengan tekanan pada prinsipnya sama dengan sirkulasi alam, tetapi untuk mempercepat terjadinya sirkulasi maka pada sistem dipasang pompa air (Gambar 5)















Gambar 7. Sirkulasi dengan tekanan


Proses pendinginan pada mesin menggunakan pendingin air

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.


Bagian-bagian Sistem Pendingin Air Dan Komponennya


















Gambar kontruksi sistem pendingin air
1.      Kantong air                                                           6. Pompa air
2.      Slang radiator bagian atas                                     7. Ventilator
3.      Slang radiator bagian bawah                                 8. Tutup radiator
4.      Radiator                                                                9. Reservoir air
5.      Termostat

Fungsi bagian-bagian pendinginan




Kantong air

Sebagai tempat peredaran air di dalam motor, air pendingin akan dialirkan ketempat-tempat yang memerlukan pendinginan (blok motor dan kepala silinder)


Slang-slang air

Untuk memindahkan air panas dari kantong air ke radiator dan sebaliknya


Radiator
Untuk mendinginkan air pendingin dengan memindahkan panas ke udara luar (radiasi)


Reservoir
Sebagai tempat persediaan air dan untuk meyeimbangkan perbedaan volume air pendingin akibat panas


Tutup radiator
Untuk menaikkan dan menstabilkan tekanan air dalam sistem pendinginan  ( mengatur tekanan air )



Ventilator ( kipas )
Untuk mengalirkan udara melalui radiator supaya pendinginan tidak tergantung pada kecepatan kendaraan



Pompa air
Untuk mempercepat peredaran air pada sistem pendinginan


Termostat
-          untuk mempercepat temperatur kerja air pendingin, saat motor masih dingin ( baru hidup )
-          mengatur peredaran/sirkulasi air pendingin



Radiator

Fungsi : Untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sirip-sirip pendinginnya.


















Gambar kontruksi radiator

Kontruksi radiator terdiri dari :

1.      Tangki atas
Fungsi : Untuk menampung air yang telah panas dari mesin.
Tangki atas dilengkapi dengan lubang pengisian dan saluran masuk dari mesin.

2.      Inti Radiator (radiator core)
Fungsi : untuk membuang panas dari air ke udara agar temperature air lebih rendah dari yang sebelumnya.
Inti radiator terdiri dari pipa-pipa air untuk mengalirkan air dari tangki atas ke tangki bawah dan sirip-sirip pendingin untuk membuang panas air dalam pipa-pipa air. Udara dialirkan diantara sirip-sirip pendingin agar pembuangan panas secepat mungkin.

3.      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.

Radiator menurut jenis aliran air ada dua, yaitu :

1.      Jenis aliran Vertikal
Air mengalir dari tangki atas melalui inti radiator menuju tangki bawah













Pendinginan relatif kurang efisien kurun waktu air mengalir dalam kisi-kisi relatif singkat

2.      Jenis aliran Horisontal
Air mengalir dari satu sisi yang lain radiator













Pendinginan lebih efisien kurun waktu air mengalir dalm kisi-kisi lebih lama



Tutup radiator
Fungsi :
-   Menutup radiator
-   Mengatur dan menaikkan tekanan dalam sistem pendinginan

Alasan untuk menaikkan tekanan pada sistem pendingin

-   Temperatur didih air tergantung pada tekanan
-   Tekanan semakin naik, temperatur didih semakin tinggi * sistem pendingin lebih aman
Contoh : dengan kelebihan tekanan 100 kpa ( 1 bar ) temperatur didih air naik sebesar 250 C

Bagian-bagian tutup radiator




















Fungsi katup pelepas

Untuk membatasi tekanan yang ditimbulkan panas air pendingin antara 80 – 120 kpa ( 0,8 – 1,2 bar )

Fungsi katup hisap

Untuk menyeimbangkan tekanan pada saat motor menjadi dingin, sehingga tidak terjadi vakum dalam sistem

Keuntungan menggunakan tutup radiator

-   Radiator yang kecil bisa digunakan
-   Pompa air lebih efisien
-   Pemanasan di tempat dapat dikurangi
-   Kehilangan air evaporasi dapat dikurangi
-   Gelombang air dapat ditekan






Termostat
Fungsi :
Untuk mempercepat temperatur kerja air pendingin pada saat motor masih dingin, serta mengatur peredaraan air pendingin yang menuju ke radiator ( pada saat motor panas )

Termostat jenis bimetal
Motor dingin
Motor panas











Pembukuan berdasarkan pegas bimetal ( pembengkokan bimetal sesuai temperatur air pendingin ).
Digunakan pada mobil lama.

Termostat jenis lilin

Pembukaan berdasarkan pengembangan lilin ( pengembangan lilin sesuai dengan temperatur air pendingin )











Bagian-bagian termostat









Cara kerja termostat jenis lilin

Motor dingin
Termostat tertutup bila temperatur air pendingin rendah ® aliran air menuju radiator terputus ( terjadi sirkulasi tertutup )





Motor pada temperatur kerja
Termostat mulai membuka bila temperatur air pendingin antara 75 – 900 C ® air pendingin mulai mengalir menuju radiator








Motor panas
Termostat terbuka penuh bila air pendingin panas sekali ( 90 – 1000 C ) ® air pendingin yang mengalir ke radiator banyak.



Termostat dengan katup pengatur by pass
Untuk menutup saluran by pass pada saat termostat terbuka penuh, supaya semua air mengalir menuju radiator ® pendinginan lebih efisien
Katup pengatur by pass
 
Cara kerja




Motor dingin
radiator
 
Termostat tertutup katup pengatur by pass terbuka * air mengalir melalui saluran by pass kembali ke blok silinder
( sirkulasi tertutup )






Saluran by pass
 







Temperatur kerja tercapai
Termostat mulai terbuka sebagian air mengalir menuju radiator dan sebagian mengalir melalui saluran by pass











Motor panas
Termostat terbuka penuh katup pengatur by pass menutup saluran by pass * semua air mengalir menuju radiator


Letak pemasangan termostat
a.      Pada bagian atas












Temperatur air yang keluar dari motor adalah yang sesuai dengan temperatur pembukaan termostat

b.      Pada bagian bawah











Temperatur air yang masuk ke dalam motor * adalah temperatur pembukaan ( seperti termostat pada bagian atas ) kurang 50 C sampai 100 C

Gangguan – gangguan pada termostat

a.      Motor tidak mencapai temperatur kerja 750 – 900 C
Suhu air pendingin
 
 

Alasan
·         Tanpa termostat
·        
Keausan silinder per 100 km
 
Termostat macet (keadaan terbuka)
·         Membuka terlalu awal

Akibat

·        
Pemakaian bahan bakar per 100 km
 
Temperatur air pendingin terlalu rendah
·         Keausan pada dinding silinder lebih cepat
·         Bahan bakar boros










b.      Kelebihan panas, air pendingin mendidih




Alasan

·         Termostat tidak membuka
·         Termostat membuka terlambat
·         Pemasangan terbalik

Akibat

·         Air pendingin mendidih dan keluar
·         Kepala silinder retak / melengkung
·         Piston macet








Peredaran air saat temperatur kerja motor belum tercapai













Temperatur air dibawah temperatur buka termostat, air mengalir dari kepala silinder melalui saluran by pass masuk blok motor  ( peredaraan dalam motor )
Tujuannya :
                        Agar semua bagian motor akan di panaskan secara merata
                        ( agar temperatur kerja motor dapat cepat tercapai )

Peredaran air temperatur kerja motor sudah tercapai









Temperatur air mencapai temperatur buka termostat, air mengalir dari kepala silinder ke radiator melalui slang atas, air dingin dipindahkan dari radiator ke blok motor melalui slang bawah
Peredaran air diatur oleh katup termostat supaya temperatur air mencapai temperatur kerja

Temperatur kerja motor 70 – 1000 c
Tujuan nya agar air pendingin motor dalam keadaan temperatur kerja








Tidak ada komentar:

Poskan Komentar