A. PENDAHULUAN
Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran
di ruang bakar merupakan energi yang menghasilkan gerak dengan adanya langkah
kerja motor. Proses ini menghasilkan panas yang sangat tinggi dan terjadi
proses perpindahan. Selama pembakaran, kerja, awal pembuangan, dan akhir
kompresi temperatur gas lebih tinggi daripada
temperatur dinding siinder. Agar kerja
motor tidak terganggu akibat panas berlebihan, diperlukan sistem pendinginan untuk
meredam kelebihan panas. Secara umum sistem pendinginan berfungsi sebagai
berikut :
1.
Mencegah terbakarnya lapisan pelumas pada dinding silinder.
2.
Meningkatkan efisiensi daya guna thermis.
3. Mereduksi tegangan-tegangan thermis pada bagian-bagian
silinder, torak, cincin torak dan
katup-katup.
Bila temperatur minyak pelumas
terlalu tinggi maka daya lumas akan menurun. Walaupun pendinginan ini merugikan
jika dilihat dan keseimbangan panas akan tetapi pendinginan mutlak diperlukan
guna menjaga kestabilan temperatur kerja motor.
B. KLASIFIKASI SISTEM PENDINGINAN
Berdasarkan fluida pendinginan yang digunakan, sistem pendinginan
terdiri atas pendinginan air (water cooling system),
dan pendinginan udara.
1. Sistem Pendinginan
Air Dan Komponennya
Pada sistem pendinginan air panas
yang dihasilkan dari proses pembakaran di ruang bakar, sebagian diserap oleh
air pendingin setelah melalui dinding selinder. Proses penyerapan terjadi
karena pada bagian luar selinder dipasang mantel-mantel air (water jacket). Akibat panas di dalam silinder
Gambar 8.1. Proses Pemindahan Panas dari Ruang Bakar
maka
air pendingin akan naik temperaturnya akibat adanya proses perpindahan panas,
sehingga air akan mendidih dan menguap. Untuk mencegah agar air dalam water jacket tidak habis, perlu adanya sistern sirkulasi
air, sehingga temperatur air akan konstan.
2. Komponen Utama
Sistem Pendinginan Air
Komponen utama sistem pendinginan
air terdiri dari radiator, pompa air, mantel pendingin, thermostat, kipas, dan lain-lain.
a. Radiator
Radiator berfungsi mendinginkan air yang
telah menyerap panas dari mesin dan bersirkulasi, lalu panas yang diserap dibuang
melalui sirip pendingin. Radiator terdiri dari susunan pelat-pelat berombak
atau pipa-pipa yang teraliri air. Bagian atas dilengkapi tutup radiator dan
lubang pengisian air, bagian bawah lubang pembuangan. Kisi-kisi radiator
dipasang sirip-sirip pendingin, sehingga luas permukaan yang didinginkan menjadi
lebih besar. Dilihat dari bentuk kisi-kisi, jenis radiator terdiri dari : (1) bentuk
cellural atau sarang lebah dan (2) bentuk tubular. Jenis
tubular yang paling banyak digunakan. Berdasarkan jenis siripnya,
radiator terbagi menjadi dua bagian, yaitu :
1)
Type sirip plat
2)
Type sirip Zig.Zag
b. Komponen-komponen radiator
Radiator
terdiri dari tangki atas, radiator core, tangki bawah.
(1)
Tangki atas berfungsi menampung air pada radiator. Pada tangki atas terdapat
saluran pemasukan, saluran pembuangan air dan tutup radiator. Saluran pemasukan
mengeluarkan air yang telah bersirkulasi mendinginkan bagian engine, sedangkan
saluran buang mengeluarkan kelebihan air di tangki.
Gambar 8.2. Bagian-bagian Konstruksi Radiator
(2)
Inti radiator berfungsi mengeluarkan panas dan air yang telah bersirkulasi
mendinginkan air. Pada inti radiator merupakan pipa-pipa yang mengalirkan air
sehingga akibat aliran ini panas akan dipindahkan dan aliran air semakin
berkurang panasnya.
(3)
Tangki bawah berfungsi menampung air yang telah didinginkan inti radiator
kemudian mengalirkannya kembali air tersebut untuk ber sirkulasi mendinginkan
engine.
Menurut cara sirkulasi air,
radiator dibedakan atas sirkulasi alam dan sirkulasi paksa atau tekanan.
(a)
Radiator sirkulasi alam
Jenis
ini biasanya dipakai pada motor-motor kecil. Pada proses sirkulasi disebabkan
adanya perbedaan berat jenis air. Radiator ini didinginkan dengan udara yang
dialirkan oleh ventilator. Prinsip kerjanya, air yang telah panas memiliki
berat jenis yang lebih rendah, sedangkan air yang dingin lebih besar berat
jenisnya sehingga air yang panas berada
di atas air yang dingin dan mendesak air yang berada di atas mengalir ke
pipa-pipa. Air yang memasuki pipa akan mengalir
memasuki bagian bawah dari tangki di mana setelah dipanaskan akan bergerak ke
atas.
(b)
Radiator dengan sirkulasi paksa/tekanan
Pada
jenis radiator ini untuk mempercepat terjadinya sirkulasi diperlukan suatu
pompa air. Radiator paksa menggunakan pompa sentripugal untuk mengsirkulasikan
air. Pada radiator terdapat celah-celah atau rongga udara melalui mana udara dingin
dialirkan oleh suatu kipas udara. Pompa air ditempatkan pada saluran antara
radiator dengan mesin dimana air yang mengalir
ke mesin ditekan oleh
pompa dan juga
letak pompa ada
Gambar 6.3. Sirkulasi Air pada Radiator
yang diletakkan antara mesin dan
radiator dimana air diisap dan mesin dan
ditekan ke radiator. Agar semua bagian.bagian motor yang perlu didinginkan
selalu dikenai air maka radiator diletakkan lebih tinggi daripada motornya.
Sirkulasi air masuk dan keluar berkisar pada temperature 15° - 25°.
Gambar 8.4.
Radiator Sistem Tekanan
b)
Tutup radiator
Tutup
radiator dirancang sedemikian rupa sehingga memiliki fungsi sebagai berikut :
1) Mempertahankan suhu dan temperatur air pendingin
konstan walaupun engine dalam keadaan panas atau dingin.
2) Memiiki titik didih air pendingin dengan cara mengekspansi
air saat air menjadi panas sehingga
tekanan lebih tinggi dari tekanan udara luar.
c) Mantel pendingin
Mantel pendingin sebagai penampung air
pendingin. Melalui mantel ini air dapat mengalir bebas ke rongga yang terdapat
di sekeliling silinder, ruang bakar, tutup silinder dan dudukan katup. Proses
perpindahan panas ini berlangsung secara konveksi dan konduksi. Mantel air
dibuat dengan proses penuangan dan bersatu dengan blok dan tutup selinder
dengan dilengkapi saluran masuk dan buang air pendingin.
d) Pompa air
Pompa air dipasang pada sistem pendinginan
yang berfungsi
untuk menghisap dan
mensirkulasikan air pendingin. Proses yang
terjadi pada pompa berdasarkan perbedaan tekanan antara saluran isap dan tekan.
Pompa air bekerja didasarkan atas gera
kan mesin
yang dihubungkan oleh tali kipas/puli sehingga air dapat bersirkulasi masuk ke
saluran yang merupakan jalur pendinginan.
Gambar 8.5. Pompa Air
e) Thermostat
Thermostat pada sistem pendingin dimaksudkan
agar temperatur air masuk ke dalam motor dapat diatur sesuai kondisi kerja
motor. Dengan adanya thermostat sirkulasi air pendingin hanya pada saat mesin
pada suhu rendah dan membuka saluran dari mesin ke radiator agar terjadi
sirkulasi. Bila temperatur naik thermostat memuai dan katupnya terangkat
sehingga makin banyak air mengalir ke dalam radiator. Jenis termostat terdiri dari jenis bellow dan wax.
Gambar
8.6. Thermostat Jenis Bellow
Gambar 8.7. Thermostat
Jenis Wax
Prinsip kerja thermostat yaitu pada saat air
pendingin pada temperatur rendah katup saluran akan menutup karena wak belum
memuai. Jika temperatur air pendingin naik sebesar 80% sampai dengan 90%, maka
wax akan memuai, dan selanjutnya akan menekan karet. Untuk
menghindari tekanan air yang tinggi pada saluran bawah katup
dibuatkan saluran ke pompa air.
Gambar 8.8. Katup Thermostat pada Temperatur 80o
– 90o
Gambar 8.9. Thermostat dengan Katup Pembebas Saat Dingin
Gambar 8.10.Thermostat
dengan Katup Pembebas Saat Panas
f)
Kipas pendingin
Kipas pendingin
digerakkan poros engkol melalui tali kipas. Ada juga
kipas pendingin yang digerakkan motor listrik (gambar 6.12). Kipas pendingin
elektrik ini bekerja bila diperlukan, sehingga
menghemat tenaga mesin dan mengurangi kebisingan
bunyi kipas.
Gambar
8.11. Kipas Pendingin Biasa
Gambar 8.12. Kipas
Pendingin Elektrik
3. Sistem pendinginan udara
Mesin yang menggunakan sistem pendinginan udara (air cooled
engine), panas diambil langsung oleh udara yang menerpa sirip.sirip
pendingin yang dipasang di sekeliling silinder dan kepala silinder. Hembusan
udara terjadi pada saat kipas berputar atau saat kendaraan berjalan. Untuk
menyempurnakan arus udara, maka di sekeliling sirip-sirip dipasangkan pula
sejenis selubung agar udara bisa mengalir lebih cepat.
Keuntungan sistem pendinginan udara adalah
konstruksi mesin sederhana dan pendinginan mesin dapat berlangsung lebih cepat.
Karena udara langsung menyerap panas maka tak perlu diadakan zat pendingin, tak
perlu
pula disangsikan adanya
kebocoran zat
Gambar 8.13.
Sirip-sirip pada Mesin yang Berpendingin Udara
pendingin. Sedangkan kelemahan sistern
pendinginan udara adalah, terjadi suara berisik karena tidak seperti halnya
air, maka udara tidak dapat menipiskan
suara mesin. Sistem pendinginan udara sangat sulit dilaksanakan pada motor
berselinder banyak. Oleh sebab itu biasanya sistem pendinginan udara hanya
digunakan pada motor-motor kecil.
