hand out sistem pendinginan
DESCRIPTION
tugasTRANSCRIPT
BAHAN AJAR
(HAND OUT)
Perawatan Kendaraan
Sekolah : SMK
Program Studi Keahlian : Teknik Otomotif
Paket Keahlian : Teknik Kendaraan Ringan
Mata Pelajaran : Pemeliharaan Mesin Kendaraan Ringan
Kelas/Semester : XI/Tiga
Sub bahasan : Mengetahui komponen sistem pendinginan,
gejala kerusakan dan memahami cara
perawatannya.
Pertemuan ke : 1 (satu)
Alokasi waktu : 2 x 45 menit (1 x Tatap Muka)
Guru mata pelajaran : Ari Arianto Bermani Putra / 1203173
Learning Outcomes (Capaian Pembelajaran)
Materi :
a. Komponen dan fungsi sistem pendinginan.
b. Gejala kerusakan yang terjadi pada sistem pendinginan dan cara
perawatannya.
1. Peserta didik mengetahui komponen sistem pendinginan.2. Peserta didik mampu mengetahui gejala kerusakan pada sistem
pendinginan.3. Peserta didik mampu menjelaskan cara perawatan sistem pendinginan.
Soft skill/ Karakter : Kesadaran pada peserta didik akan pentingnya mengetahui dan mempelajari komponen pada sistem pendinginan, gejala kerusakan yang terjadi dan cara perawatannya, untuk mempermudah peserta didik didunia kerja nantinya.
SISTEM PENDINGINAN
PENDAHULUAN
Panas yang dihasilkan oleh mesin hanya 25% dari keseluruhan jumlah
panas yang dapat dimanfaatkan.
Sisanya :
Ø30% diserap oleh mesin itu sendiri
Ø45% hilang bersama gas buang
Øsisanya hilang karena adanya gesekan pada mesin itu sendiri
Pada saat mesin mulai di start / pada keadaan dingin maka mesin tersebut
membutuhkan panas agar bahan bakar tidak kaya dan terjadi temperature kerja.
Temperatur kerja yaitu antara 80-90°C.
Sistem pendinginan dirancang untuk mempertahankan mesin agar tetap
pada temperature kerja agar kinerja mesin maksimal dan bahan bakar dapat
bernilai ekonomis.
Pembakaran yang terjadi di dalam silinder dapat mencapai temperatur
sekitar 2500 °C dan terjadi berulang-ulang. Pada motor bakar seperti telah
diketahui bahwa hasil pembakaran yang diubah menjadi energi mekanis hanya
sekitar 26% s/d 40 %. Sebagian panas keluar menjadi gas bekas dan sebagian
lagi hilang melalui pendinginan, Apabila sebagian panas yang dihasilkan dari
pembakaran tidak dibuang, maka komponen mesin yang berhubungan dengan
panas pembakaran tadi akan mengalami kenaikan temperatur yang berlebihan
dan cenderung merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut.
Untuk mencegah terjadinya perubahan sifat-sifat serta bentuk dari komponen
mesin yang diakibatkan oleh kenaikan temperatur yang tinggi, maka pada mesin
perlu dibuatkan suatu sistem pendinginan.
Sistem pendinginan yang biasa digunakan pada motor bakar ada 2 macam
yaitu sistem pendinginan air dan sistem pendinginan udara.
1. Sistem Pendinginan Udara (Air Cooling System)
Pada sistem ini panas yang dihasilkan dari pembakaran gas di dalam
ruang bakar dan silinder sebagian dirambatkan keluar dengan menggunakan
sirip-sirip pendingin yang dipasangkan pada bagian luar dinding silinder dan
ruang bakar seperti pada gambar. Panas ini selanjutnya diserap oleh udara
luar yang temperaturnya jauh lebih rendah dari temperatur sirip pendingin.
Udara yang menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus
berbentuk aliran atau udaranya harus mengalir agar temperatur udara sekitar
sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung secara
sempurna.
Keuntungan dan kerugian sistem pendinginan udara :
a. Konstruksi mesin lebih sederhana.
b. Berat mesin lebih ringan, untuk daya yang sama dibandingkan
dengan pendinginan air.
c. Temperatur kerja lebih cepat tercapai.
d. Sistem pendinginan udara lebih cocok digunakan untuk mesin-mesin
yang berukuran kecil.
Gambar . Sistem pendinginan udara
2. Sistem Pendinginan Air (Water Cooling System)
Pada sistem pendinginan air, panas dari hasil pembakaran diserap
oleh dinding silinder dan kepala silinder. Untuk mendinginkan silinder-
silinder pada blok motor dan kepala silinder, di dalam blok silinder dan
kepala silinder dibuat rongga-rongga air pendingin yang disebut mantel air
pendingin (water jacket).
Mantel pendingin dihubungkan dengan radiator melalui selang
radiator. Selang bagian atas untuk mengalirkan air pendingin dari mantel ke
radiator dan selang bagian bawah mengalirkan air pendingin dari radiator ke
mantel pendingin. Air yang telah panas dalam mantel pendingin di alirkan
ke radiator untuk di dinginkan. Pendinginan air pada radiator dilakukan oleh
udara yang mengalir melalui kisi-kisi radiator, sedangkan aliran udara
dilakukan oleh kipas yang diputar mesin.
Sirkulasi air pendingin pada sistem pendinginan ada 2 macam yaitu,
sirkulasi alam (thermosiphon) dan sirkulasi tekanan. Sirkulasi alam bekerja
berdasarkan perbedaan berat jenis, air yang telah panas pada mantel air
pendingin akan naik ke bagian atas tangki air (reservoir) sedangkan air yang
suhunya sudah turun dan akan mengalir ke blok motor.
Gambar . Sirkulasi alami
Peredaran air pendingin dalam sistem sirkulasi tekanan pada dasarnya
sama dengan sirkulasi alam. Untuk memperbesar jumlah panas yang dapat
diserap tiap satuan waktu sirkulasi air pendingin di percepat dengan cara
memakai pompa. Pompa ditempatkan antara radiator dan mesin. Air
pendingin mengalir ke dalam mesin dengan cara di sirkulasikan oleh pompa
air dari radiator ke mesin . Supaya temperatur kerja lebih cepat tercapai,
maka pada sistem pendinginan dengan sirkulasi tekanan dipasangkan
termostat. Pada saat mesin masih dingin thermostat masih menutup,
sirkulasi air pendingin melalui saluran bypass. Setelah temperatur kerja
mesin mulai tercapai sekitar 80 °C thermostat membuka, sirkulasi air
Radiator Kipas radiator
Kepala silinder Blok silinder Tabung
pendingin melalui pompa, blok silinder, kepal silinder, thermostat, radiator
dan kembali ke pompa.
Selama mesin dihidupkan dengan temperatur kerja yang normal
termostat membuka terus. Setelah mesin di matikan dan mesin sudah dingin
thermostat menutup kembali. Sistem pendinginan dengan sirkulasi tekanan
lebih baik dari pada sirkulasi alam, oleh karena itu sistem ini paling banyak
dipakai.
Gambar . Pendinginan air dengan sirkulasi tekanan
A. KOMPONEN UTAMA & FUNGSI SISTEM PENDINGINAN AIR
Untuk mencegah terjadinya perubahan sifat-sifat serta bentuk dari
komponen mesin yang diakibatkan oleh kenaikan temperatur yang tinggi,
maka pada mesin perlu dibuatkan suatu sistem pendinginan. Komponen
utama pada sistem pendinginan air ada beberapa macam, diantaranya :
1. Radiator
Radiator berfungsi untuk mendinginkan air yang panas, setelah
bersirkulasi dalam blok motor. Radiator terdiri dari dua buah tangki
yang terletak di bagian atas dan bagian bawah, kedua tangki tersebut
dihubungakan oleh kisi-kisi pendingin.
Gambar . Radiator
Tangki air yang terletak di bagian atas berfungsi untuk
menampung air panas yang datang dari blok motor sedangkan tangki
yang terletak di bagian bawah berfungsi untuk menampung air yang
sudah dingin. Kisi-kisi berfungsi untuk mengalirkan air dari tangki
atas ke tangki bawah agar panas yang dapat diserap oleh udara lebih
banyak, kisi-kisi pendingin dilengkapi dengan sirip-sirip pendingin.
Hal ini untuk memperluas bidang pendinginan.
Bentuk kisi-kisi dapat dibedakan dalam 2 jenis yaitu sarang
lebah (cellular) dan tubular. Sedangkan sirip-sirip pendingin dikenal
dengan nama tipe sirip plat dan tipe sirip zig zag. Kisi-kisi bentuk
sarang lebah jarang dipakai karena mudah tersumbat dan sulit untuk
dibersihkan. Kendaraan sekarang banyak menggunakan
konstruksi radiator yang memakai bentuk tubular yang memakai
strip zig zag.
Gambar . Tubular dengan sirip zig zag
Gambar . Sarang lebah (Cellular)
2. Tutup Radiator
Tutup radiator berfungsi untuk menutup radiator supaya tidak
ada hubungan antara radiator bagian dalam dengan tekanan udara
luar. Seperti telah kita ketahui bahwa air mendidih pada temperatur
100 °C dengan tekanan 1 atm. Apabila tekanannya lebih dari 1 atm,
maka titik didihnya lebih dari 100 °C, dengan demikian air di dalam
radiator tidak akan mendidih, karena tekanannya lebih dari 1 atm dan
temperaturnya hanya sampai sekitar 90 °C.
Tutup radiator dilengkapi dengan dua katup yaitu katup tekanan
dan katup vakum. Pada saat mesin dihidupkan, temperatur air
pendingin akan naik, meskipun temperaturnya tidak mencapai titik
didih, air di dalam radiator akan menguap. Sehingga tekanan dalam
radiator akan naik, apabila tekanannya mencapai tekanan udara luar
(1 atm) + 0,9 km/cm2, katup tekanan akan terbuka. Uap air dari
radiator masuk ke reservoir. Karena berkondensasi dengan dinding
selang yang dingin maka uap air yang sampai ke reservoir sudah
menjadi air kembali. Selama tekanan didalam radiator lebih dari 1,9
atm katup tekanan terbuka terus dan uap air dalam radiator mengalir
ke reservoir.
Gambar . Tutup radiator
Pada saat mesin dingin air di dalam blok motor menjadi dingin
pula. Apabila mesin di starter thermostat masih menutup, pompa air
bekerja maka radiator akan menjadi vacum sehingga katup vacum
membuka. Air dari reservoir mengalir ke dalam radiator. Adanya
reservoir dan katup vacum bekerja dengan normal, penambahan air
pendingin hampir tidak diperlukan.
Gambar . Katup tekanan terbuka
Gambar . Katup vacuum terbuka
3. Mantel Pendingin
Mantel pendingin berfungsi untuk mendinginkan silinder dan
ruang bakar secara efektif, karena bagian ini merupakan bagian yang
paling banyak menerima panas. Mantel pendingin pada blok silinder
dan kepala silinder dibuat sedemikian rupa, sehingga satu dengan
yang lain saling berhubungan.
4. Pompa Air
Pompa air berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin, yaitu
mengisap dari radiator dan menekannya ke dalam mantel air yang ada
pada blok motor. Pompa air yang biasa digunakan pada sistem
pendinginan mesin adalah pompa sentrifugal. Pompa ini dipasang
pada bagian depan mesin dan digerakkan oleh poros engkol melalui
tali kipas.
Gambar . Pompa air
5. Termostat
Thermostat berfungsi untuk mempercepat pencapaian
temperatur kerja mesin, terutama pada saat mesin masih dingin.
Temperatur kerja mesin yang baik yaitu pada saat temperatur air
pendingin mencapai 80°C sampai 90°C. Thermostat bekerja
berdasarkan kondisi temperatur air pendingin, pada saat air pendingin
temperaturnya masih rendah, thermostat tertutup dan apabila
temperatur kerja mulai tercapai thermostat membuka secara otomatis.
Thermostat yang biasa dipakai pada mesin ada dua jenis yaitu
model below dan model wax. Pada model below di isi dengan cairan
yang mudah menguap. Pada temperatur rendah katup thermostat
menutup, sehingga air pendingin tidak dapat mengalir dari mantel air
ke radiator. Air pendingin hanya bersirkulasi pada blok silinder
saluran by pass pompa air dan kembali lagi ke blok silinder. Apabila
temperatur air pendingin sudah mencapai temperatur kerja, below
(volatile liquid) akan memuai dan katup thermostat terbuka.
Thermostat model wax cara kerjanya sama dengan model below,
hanya konstruksinya yang berbeda dan menggunakan parapin.
Gambar . Thermostat model below dan wax
6. Tangki Cadangan
Tangki cadangan berfungsi untuk menampung kelebihan air
pendingin atau uap air, pada saat mesin sedang beroperasi. Apabila air
pada radiator berkurang air dari tangki cadangan akan mengalir ke
radiator, terutama pada saat mesin dalam kondisi dingin. Hal ini untuk
mencegah terbuangnya air pendingin dan menambah air pendingin
saat diperlukan.
Gambar. Tangki cadangan
7. Air Pendingin
Air pendingin berfungsi sebagai media pembawa panas dari
dalam mantel air ke radiator. Penggunaan air pendingin pada sistem
pendinginan air seringkali tanpa diperiksa terlebih dahulu, sehingga
kadang kala air yang dipergunakan banyak mengandung mineral atau
bahan polutan lainnya dalam bentuk padatan yang dapat bereaksi dan
terurai pada waktu proses pemanasan.
Padatan terlarut adalah padatan-padatan yang mempunyai
ukuran lebih kecil dari pada padatan tersuspensi. Padatan ini terdiri
dari senyawa-senyawa anorganik dan organik yang terlarut air,
mineral dan garam-garamnya. Sebagai contoh, air buangan pabrik
gula biasanya mengandung berbagai jenis gula yang terlarut,
sedangkan air buangan industri kimia sering mengandung mineral-
mineral seperti merkuri (Hg), timbal (Pb), arsenik (As), cadmium
(Cd), khromium (Cr), nikel (Ni), Cl2, serta garam-garam kalsium dan
magnesium yang mempengaruhi kesadahan air. Selain itu air buangan
sering mengandung sabun, deterjen dan surfaktan yang larut air,
misalnya pada buangan air rumah tangga dan industri pencucian.
Beberapa polutan logam berat yang sering mencemari air buangan
dan sangat berbahaya bagi kehidupan di sekitarnya, misalnya merkuri
dan timbal.
Adanya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) didalam air
akan menyebabkan sifat kesadahan terhadap air tersebut. Air yang
mempunyai tingkat kesadahan yang terlalu tinggi dan dapat
menyebabkan kerugian karena ada beberapa hal diantaranya dapat
menimbulkan karat atau korosi pada alat-alat yang terbuat dari besi.
Kesadahan air dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu; kesadahan
sementara (temporer) dan kesadahan tetap (permanen). Kesadahan
sementara disebabkan oleh garam-garam karbonat (C03=) dan
bikarbonat (HCO3-) dari calsium (Ca) dan magnesium (Mg). Garam
karbonat merupakan garam yang tidak larut, sedangkan garam
bikarbonat merupakan garam yang larut. Oleh karena itu semakin
tinggi kadar CO2 di udara semakin tinggi kelarutannya. Dengan reaksi
sebagai berikut;
CaCO3 + CO2 + H2O menjadi Ca(HCO3)2
Kesadahan tetap disebabkan oleh adanya garam- garam klorida
(CL-) dan sulfat (SO4) = dari kalsium dan magnesium. Kesadahan
karena garam-garam tersebut bersifat tetap dan sangat sukar
dihilangkan. Berdasarkan tingkat kesadahannya, air dapat dibedakan
atas beberapa macam yaitu air lunak, air agak sadah, air sadah dan air
sangat sadah. Berikut tabel derajat kesadahan air berdasarkan
kandungan kalsium karbonat.
Derajat Kesadahan CaCO3 (ppm) Ion Ca= (ppm)
Lunak < 50 < 2,9
Agak sadah 50 - 100 2,9 – 5,9
Sadah 100 - 200 5,9 – 11,9
Sangat sadah > 200 > 11,9
8. Kipas Udara (Fan)
Untuk mengalirkan (menekan, menghisap) udara melalui sirip-
sirip pendingin radiator, sirip-sirip pendingin oil cooler sehingga
temperatur pada sisip-sirip tersebut turun akibat aliran udara yang
bertemperatur lebih rendah.
B. GEJALA KERUSAKAN YANG TERJADI PADA SISTEM
PENDINGINAN DAN CARA PERAWATANNYA
Gangguan pada sistem pendinginan secara umum akan
berakibat meningkatnya suhu kerja engine yang akhirnya akan
mengganggu kinerja engine. Gangguan langsung yang dirasakan antara
lain: tenaga berkurang, bahan bakar boros, komponen-komponen engine
mengalami kerusakan. Pekerjaan perawatan berkala pada sistem
pendinginan meliputi:
a) Pemeriksaan tinggi permukaan air pendingin
Periksa ketinggian air pendingin yang terdapat pada tangki
penampungan (Reservoir). Jika tinggi air kurang isilah hingga garis
FULL.
Gambar . Pemeriksaan tinggi air
b) Memeriksa kondisi air pendingin
Periksalah air pendingin kemungkinan kotor terdapat karat atau
tercemar oli.
Gambar . Pemeriksaan kondisi air pendingin
c) Memeriksa sistem pendinginan
Periksalah kemungkinan terjadi:
1) Kerusakan fisik pada radiator atau slang radiator.
2) Kerusakan pada klem slang radiator.
3) Kisi-kisi radiator berkarat.
4) Kebocoran pada pompa air, pipa radiator (core),penguras.
Gambar 3. Pemeriksaan sistem pendinginan
d) Memeriksa kerja tutup radiator
Dengan menggunakan alat tes tutup radiator (Radiator cap tester)
periksalah kondisi pegas dan katup vakum dari tutup radiator.
Tutup perlu diganti bila tekanan pembukaan dibawah angka
spesifikasi pabrik, atau jika secara fisik rusak.
Tekanan pembukaan katup :
STD : 0,75 – 1,05 kg/cm2
Limit : 0,6 kg/cm2
(sesuaikan dengan ketentuan manual)
Gambar . Pemeriksaan kerja tutup radiator
e) Memeriksa tali kipas
1) Tali kipas diperiksa secara visual kemungkinan terjadi: Retak,
perubahan bentuk, aus atau terlalu keras. terkena oli atau
paslin/grease.
2) Persinggungan yang tidak sempurna antara tali dan puli.
Gambar . Pemeriksaan tali kipas secara visual
f) Memeriksa dan menyetel tegangan tali kipas
Dengan tekanan 10 kg/cm2, tekan tali seperti pada gambar
defleksi/kelenturan tali :
Pompa air – Alternator : 7 – 11 mm
Engkol – Kompressor : 11 – 14 mm
Bila tidak memenuhi spesifikasi pabrik lakukan penyetelan tali
kipas dengan SST penyetel tali kipas.a
Tegangan tali kipas :
Baru : 100 – 150 Lbs
Lama : 60 – 100 Lbs.
(sesuaikan dengan ketentuan manual)
Gambar . Pemeriksaan tegangan tali kipas
Kemungkinan kerusakan dilihat dari gejalanya
Kerusakan pada sistem pendingin mesin bisa dideteksi dari beberapa gejala
berikut.
1. Gejala: Mesin panas saat AC mati
Kerusakan: Thermoswitch rusak sehingga kipas elektrik tidak hidup saat
mesin panas. Kipas akan hidup hanya saat AC hidup.
Solusi: Gantilah thermoswitch.
2. Gejala: Mesin panas saat kecepatan tinggi
Kerusakan: Radiator mampat sehingga tidak mampu mendinginkan air
yang lebih panas saat mesin bekerja keras.
Solusi: Servis radiator atau ganti bila perlu.
3. Gejala: Mesin terlalu dingin meski sudah berjalan jauh.
Kerusakan: thermostat terus terbuka karena macet.
Solusi: Ganti thermostat.
4. Gejala: Air radiator selalu berkurang
Kerusakan: Terjadi kebocoran pada sistem pendingin.
Solusi: Carilah kebocoran dengan seksama dalam keadaan mesin
hidup.
5. Gejala: Air di tangki cadangan menjadi penuh namun yang di radiator
berkurang
Kerusakan: Kemungkinan besar pengatur tekanan radiator rusak.
Solusi: Ganti tutup radiator.
6. Gejala: Keluar gelembung udara dari dalam radiator saat mesin hidup
Kerusakan: Terjadi kebocoran kompresi.
Solusi: Mintalah bengkel langganan untuk mengatasinya.
7. Gejala: Air radiator keruh dan berwarna coklat.
Kerusakan: Sistem pendingin sudah diserang karat.
Solusi: Cobalah untuk menguras radiator, gunakan radiator flush dan
isi kembali dengan coolant yang berkualitas tinggi.
8. Gejala: Kipas mesin tetap berputar kencang, baik saat mesin dingin maupun
panas.
Kerusakan: Kopling visco lemah.
Solusi: Servis kopling visco dengan mengganti cairan silikon di
dalamnya. Minta bantuan bengkel untuk melakukannya.
9. Gejala: Mesin bertambah panas ketika mobil berjalan lambat atau di tengah
kemacetan.
Kerusakan: Kipas elektrik mati bisa jadi kipas rusak atau ada yang tidak
beres dengan sistem kelistrikannya.
Solusi: Ganti kipas elektrik atau motor listrik penggeraknya.