sistem pendinginan

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 80^o – 90^o   

   

     

 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.