Seperti kita ketahui bahwa suatu kendaraan membutuhkan suatu tenaga yang memungkinkan dapat bergerak dan mengatasi keadaan jalan, beban, angin dan sebagainya. Sumber tenaga atau energi dihasilkan dari sebuah mesin yang merubah tenaga listrik, panas, gerak, angin atau sebagainya menjadi tenaga gerak (mechanical energi).
Disini saya akan menjelaskan mesin kendaraan roda 4, yang memperoleh tenaga dari perubahan energi panas menjadi energi gerak denganberbahan bakar bensin (premium) yang sekarang masih umum digunakan.
1. Pengertian Mesin (Engine)
Engine atau mesin merupakan sesuatu untuk merubah tenaga panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar menjadi tenaga gerak yang nantinya akan memutarkan roda-roda sehingga memungkinkah mobil bisa bergerak. Mesin yang digunakan oleh mobil haruslah kompak, ringan dan mudah ditempatkan pada ruangan yang terbatas. Selain itu mesin harus dapat menghasilkan kecepatan tinggi dan tenaga yang besar. Mesin juga harus mudah dalam pengoperasiannya dan dapat meredam bunyi dan getaran. Oleh karena itu sekarang banyak menggunakan mesin dengan berbahan bakar bensin dan solar. Sekarang ada mobil tenaga listrik.
2. Komponen-Komponen Mesin Bensin dan Fungsinya
Mesin bensin terdiri dari mesin itu sendiri dan komponen – komponen lain sebagai kelengkapannya.
Yang termasuk Komponen Utama Mesin ialah blok silinder dan kepala selinder, torak dan batang torak, poros roda dan roda penerus mekanisme katup, dan bak oli (carter)
Sedangkan yang termasuk Kelengkapan Mesin ialah sistem pelumasan, sistem pendinginan, sistem pemasukan dan pembuangan, sistem bahan bakar dan sistem kelistrikan.
Semua komponen – komponen itu saling mendukung satu sama lainnya.
Blok Silinder dan Kepala Silinder
Blok Silinder (Cyilinder Block) merupaka inti dari sebuah mesin, dirancang sedemikian rupa untuk tempat berdiamnya komponen –komponen mesin dan kelengkapannya. Bagian dalam terdapat lubang-lubah sebagai ruang bergerak naik turunnya torak sebagai ruang bakar yang diselimuti oleh mantel pendingin (water jacket) sebagai sistem pendingin., Kepala Silinder (Cylinder head) merupakan tutup dari blok silinder dan mekanime katup.
Antara Blok silinder dengan kepala silinder dipasang Gasket untuk mencegah kebocoran gas pembakaran, air pendingin dan oli.
Torak (Piston)
Fungsinya untuk meneruskan tenaga hasil pembakaran bahan bakar untuk memutarkan poros engkol melalui batang torak yang nantiya poros engkol dapat memutarkan flywheel. Selain itu juga piston sebagai perubah tenaga panas menjadi tenaga gerak yang dibutuhkan.
Pada piston terdapat pegas atau cincin yang umumnya ada 3 buah cincin.2 pegas cincin kompresi dan 1 pegas cincin oli. Pegas kompresi (compression ring) berfungsi untuk mencegah kebocoran campuran bahan bakar udara dan gas dari ruang bakar ke bak engkol. Sehingga pegas kompresi berada di dekat ruang bakar atau berada di atasnya pegas cincin oli. Pegas Oli (Oil ring) diperlukan untuk membentuk lapisan oli di dinding silinder yang nantinya oli itu sebagai pelumas akibat gesekan antara torak dengan dinding silinder.
Poros engkol (Crankshaft)
Tenaga yang dibutuhkan oleh flywheel adalah tenaga putar. Karena yang dihasilkan Torak sebagai penerima pertama tenaga adalah tenaga turun naik torak maka dibuatlah poros engkol sebagai perubah gaya turun naik torak menjadi gaya putar.
Roda Penerus (Flywheel)
Sesuai namanya maka roda penerus fungsi utamanya adalah sebagai penerus tenaga putar dari poros engkol ke roda melalui propeler shaft.
Ketika pertama kali mesin dihidupkan yang pertama kali digerakan sebagai penggerak awal adalah Roda penerus ini yang digerakkan oleh motor starter.
Mekanisme Katup
Diatas diketahui bahwa fungsi piston sebagai penerima tenaga dari proses pembakaran. Nah apa itu proses pembakaran ?Untuk apa proses pembakaran itu ?Mengapa dapat terjadi pembakaran bahan bakar?
Yang dimaksud dengan proses pembakaran adalah proses dimana campuran bahan bakar (bensin/solar) dan udara yang telah dikabutkan masuk ke ruang bakar dan busi memercikan bunga api akibat adanya loncatan listrik bertegangan ribuan Volt.Bayangkan jika tabung gas dimasukkan sedikit api rokok maka akan terjadi sebuah ledakan. Begitu juga yang terjadi di sini. Ketika campuran bahan bakar dan udara masuk keruang bakar pada waktu itu terjadi loncatan bunga api oleh busi maka terjadilah LEDAKAN. Yang nantinya ledakan itu dimanfaatkan untuk menggerakan torak yang merubah tenaga panas menjadi tenaga gerak.
Nah sekarang bagaimana supaya campuran bahan bakar udara itu masuk ke ruang bakar tepat ketika busi akan memercikan api supaya terjadi ledakan? Memang benar jika campuran bahan bakar udara masuk di waktu yang tidak tepat maka tidak akan ada ledakan yang besar atau mungkin tidak ada. Faktor-faktor yang dapat menghasilkan tenaga yang optimal adalah : ketika campuran bahan bakar udara masuk ke ruang bakar harus dalam keadaan sudah menjadi gas atau kabut, busi harus sudah siap dalam meloncatkan listrik yang bertegangan besar, keadaan piston/torak harus berada di atas (TMA) sekitar 80 sebelum TMA/ Titik Mati Atas, dan beberapa faktor-faktor lainnya.
Untuk mengatur kejadian itu supaya tepat maka fungsinya komponen dari mekanisme katup lah yang mengatur membuka menutupnya katup hisap/buang. Katup hisap untuk membuka saluran campuran bahan bakar udara masuk ke ruang bakar. Katup buang untuk membuka saluran untuk membuang sisa hasil pembakaran dari ruang bakar ke knalpot melalui exhaust manifold.
Bak Oli (Oil Pan)
Bagian bawah dari blok silinder adalah bak oli (oil Pan) ada yang menyebutnya carter adalah sebuah wadah oli mesin yang nantinya digunakan dalam sistem pelumasan. Bak Oli dibuat dari baja yang dicetak dan dilengkapi dengan penyekat (separator) untuk menjaga agar permukaan oli tetap rata ketika dalam keadaan jalan yang menurun atau menanjak. Bak oli harus kuat untuk menjaga dari benturan langsung dengan jalan.
PRINSIP KERJA SISTEM PENDINGIN MESIN
Menurut neraca panas, pada motor bakar hanya akan diperoleh sekitar 25 persen hasil pembakaran bakar yang dapat diubah menjadi energi mekanik. Sebagian besar panas akan keluar melalui gas buang (kira-kira 34 persen), melalui sistem pendinginan (kira-kira 32 persen) dan sisanya akan melalui kerugian pemompaan dan gesekan.
Gambar 1. Neraca panas pada mesin
Berdasarkan neraca panas di atas maka fungsi pendinginan pada motor menjadi penting, karena panas yang akan terserap oleh sistem pendinginan dapat mencapai 32 persen.
Bila mesin tidak didinginkan akan terjadi pemanasan yang lebih (overheating) dan akan mengakibatkan gangguan-gangguan sebagai berikut:
a. Bahan akan lunak pada suhu tinggi. Contoh: torak yang terbuat dari logam paduan aluminium akan kehilangan kekuatannya (kira-kira sepertiganya) pada suhu tinggi (300ºC), bagian atas torak akan berubah bentuk atau bahkan mencair.
b. Ruang bebas (clearance) antara komponen yang saling bergerak menjadi terhalang bila terjadi pemuaian karena panas berlebihan. Misalnya torak akan memuai lebih besar (karena terbuat dari paduan aluminium) daripada blok silinder (yang terbuat dari besi tuang) sehingga gerakan torak menjadi macet.
c. Terjadi tegangan termal, yaitu tegangan yang dihasilkan oleh perubahan suhu. Misalnya cincin torak yang patah, torak yang macet karena adanya tegangan tersebut.
d. Pelumas lebih mudah rusak oleh karena panas yang berlebihan. Jika suhu naik sampai 250 ºC pada alur cincin, pelumas berubah menjadi karbon dan cincin torak akan macet sehingga tidak berfungsi dengan baik, atau cincin macet (ring stick). Pada suhu 500 ºC pelumas berubah menjadi hitam, sifat pelumasannya turun, torak akan macet sekalipun masih mempunyai ruang bebas.
e. Pembakaran tidak normal. Motor bensin cenderung untuk terjadi ketukan (knocking).
Sebaliknya bila motor terlalu dingin akan terjadi masalah, yaitu:
a. Pada motor bensin bahan bakar akan sukar menguap dan campuran udara bahan bakar m,enjadi gemuk. Hal ini menyebabkan pembakaran menjadi tidak sempurna.
b. Pada motor diesel bila udara yang dikompresi dingin akan mengeluarkan asap putih dan menimbulkan ketukan dan motor tidak mudah dihidupkan.
c. Kalau pelumas terlalu kental, akan mengakibatkan motor mendapat tambahan tekanan
d. Uap yang terkandung dalam gas pembakaran akan terkondensasi pada suhu kira-kira 50 ºC
2. Macam-Macam Sistem Pendingin
a. Sistem Pendinginan Udara
1) Pendinginan oleh aliran udara secara alamiah.
Pada sistem ini panas yang dihasilkan oleh pembakaran gas dalam ruang bakar sebagian dirambatkan keluar dengan menggunakan sirip-sirip pendingin (cooling fins) yang dipasangkan di bagian luar silinder (Gambar 2). Pada tempat yang suhunya lebih tinggi yaitu pada ruang bakar diberi sirip pendingin yang lebih panjang daripada sirip pendingin yang terdapat di sekitar silinder yang suhunya lebih rendah.
Gambar 2. Pendinginan Udara Secara Alamiah
2) Pendinginan oleh tekanan udara
Udara yang menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus berbentuk aliran atau udaranya hrus mengalir agar suhu udara di sekitar sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung sempurna. Hal ini dapat dicapai dengan jalan menggerakkan sirip pendingin atau udaranya. Bila sirip pendingin yang digerakkan atau mesinnya bergerak seperti pada sepedamotor. Pada mesin stasioner aliran udaranya diciptakan dengan cara menghembuskannya melalui blower yang dihubungkan langsung dengan poros engkol Gambar 3 menunjukkan pendinginan udara menggunakan kipas/blower yang terpasang pada roda gila (flywheel fan), yang dianggap tidak efisien karena tanpa pengarah aliran (shroud). Agar aliran udara pendingin lebih dapat mendinginkan sirip-sirip digunakan pengarah (Gambar.4)
Gambar 3. Kipas udara pada roda gila
Gambar 4. Kipas pada roda gila dengan pengarah aliran
b. Sistem Pendinginan Air
Pada sistem ini sebagian panas dari hasil pembakaran dalam ruang bakar diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder. Oleh karena itu di luar silinder dibuat mantel air (water jacket). Pada sistem pendinginan air ini air harus bersirkulasi. Adapun sirkulasi air dapat berupa 2 (dua) macam, yaitu:
a. Sirkulasi alamiah/Thermo-syphon
b. Sirkulasi dengan tekanan
Pada sistem pendinginan air dengan sirkulasi alamiah, air pendingin akan mengalir dengan sendirinya yang diakibatkan oleh perbedaan
Pada sirkulasi dengan tekanan pada prinsipnya sama dengan sirkulasi alam, tetapi untuk mempercepat terjadinya sirkulasi maka pada sistem dipasang pompa air (Gambar 7)
3. Proses Pendinginan Pada Mesin
Pada mesin bensin ataupun pada mesin diesel proses pendinginan tergantung pada sistem pendinginan yang digunakan. 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.
Pada pendinginan air secara alamiah, proses perpindahan panas/pendinginan melalui perubahan
D. LATIHAN
1. Jelaskan alasan utama diperlukan sistem pendinginan mesin!
2. Apa dampak yang terjadi bila tidak terdapat sistem pendinginan yang baik? Sebutkan 3 dampak yang terjadi.
3. Jelaskan 2 jenis sistem pendinginan pada mesin yang diketahui!
4. Pada sistem pendinginan sepedamotor dijumpai sirip pada silindernya, Jelaskan fungsi sirip-sirip tersebut!
5. Jelaskan fungsi pompa air pada mesin dengan sistem pendinginan air!
KUNCI JAWABAN :
1. Panas yang harus dikeluarkan oleh mesin sebesar 32 persen sehingga harus memiliki sistem pendingin yang baik. Bila tidak memiliki sistem pendinginan akan terjadi panas yang berelebihan (overheating)
2. Bila tidak ada sistem pendinginan yang baik akan menimbulkan dampak: bahan logam akan kehilangan kekuatan bahkan dapat mencair, ruang bebas antara komponen yang bergerak akan terhalang, timbul tegangan termal, dan kemampuan pelumas akan turun.
3. Sistem pendinginan udara dan sistem pendinginan air. Sistem pendinginan udara dengan memanfaatkan aliran udara angin atau kipas. Sistem pendinginan air menggunakan sifat
4. Fungsi sirip-sirip pada sepedamotor adalah untuk mempercepat pembuangan panas melalui peristiwa konveksi ke udara luar.
5. Fungsi pompa air adalah untuk mempercepat sirkulasi air pendingin sehingga pembuangan panas melalui radiator akan cepat pula.
1. Sistem pendinginan diperlukan dalam mesin bensin dan diesel dengan alasan panas pembakaran dari ruang bakar harus dikeluarkan sebesar 32 persen. Bila tidak ada sistem pendinginan yang baik akan menimbulkan dampak: bahan logam akan kehilangan kekuatan bahkan dapat mencair, ruang bebas antara komponen yang bergerak akan terhalang, timbul tegangan termal, dan kemampuan pelumas akan turun
2. Sistem pendinginan dapat digolongkan menjadi sistem pendinginan udara (alamiah dan tekanan pompa) dan sistem pendinginan air (alamiah dan pemompaan)
3. Proses pendinginan pada mesin berupa perpindahan panas melalui torak, silinder dan kepala silinder secara konduksi selanjutnya panas akan berpindah secara konveksi melalui sirip-sirip ke udara, sedangkan pada pendinginan air, panas akan berpindah melalui air yang bersirkulasi baik secara alamiah atau paksa. Pada sistem pendinginan air dipasangkan radiator yang berfungsi untuk mempercepat pembuangan panas ke udara.
1. Identifikasikan sistem pendinginan pada mesin yang menggunakan sistem pendinginan udara (alamiah dan fan) serta yang menggunakan sistem pendinginan air (alamiah dan pemompaan). Sebutkan pada mesin apa saja sistem pendinginan tersebut ditemui!
2. Gambarkan sirkulasi air pendingin pada sistem pendinginan air dengan pemompaan dan jelaskan!
BAGIAN-BAGIAN SISTEM PENDINGIN
DAN PEMELIHARAAN SISTEM PENDINGIN
- Bagian-Bagian Sistem Pendingin Air
Bagian-bagian sistem pendinginan air yang penting dan perlu dipelihara/diservis adalah: Radiator, Tutup radiator, Pompa air, Kipas, Katup termostat, Tangki reservoir
a. Radiator
Radiator pada sistem pendinginan berfungsi untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sisrip-sirip pendinginnya. Konstruksi radiator dapat dilihat pada gambar 8.
Gambar 8. Konstruksi radiator
Konstruksi radiator terdiri dari:
1) Tangki atas
Tangki atas berfungsi untuk menampung air yang telah panas dari mesin. Tangki atas dilerngkapi dengan lubang pengisian, pipa pembuangan dan saluran masuk dari mesin. Lubang pengisian harus ditutup dengan tutup radiator. Pipa pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air dalam sistem pendinginan yang disebabkan oleh ekspansi panas dari air keluar atau ke tangki reservoir. Saluran masuk ditempatkan agak keujung tangki atas.
2) Inti radiator (radiator core)
Inti radiator berfungsi untuk membuang panas dari air ke udara agar suhu air lebih rendah dari sebelumnya. Inti radiator terdiri dari pipa-pipa air untuk mengalirka air dari tangki atas ke tangki bawah dan sisrip-sirip pendingin untuk membuang panas air dalam pipa-pipa air. Udara juga dialirkan diantara sirip-sirip pendingin agar pembuangan panas secepat mungkin. Warna inti radiator dibuat hitam agar pepindahan panas radiasi dapat terjadi sebesar mungkin. Besar kecilnya inti radiator tergantung pada kapasitas mesin dan jumlah pipa-pipa air dan sisrip-siripnya
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.
b. Tutup Radiator
Tutup radiator berfungsi untuk menaikkan titik didih air pendingin dengan jalan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi daripada tekanan uadar luar. Di samping itu pada sistem pendinginan tetrutup, tutup radiator berfungsi untuk mempertahankan air pendingin dalam sistem meskipun dalam keadaan dingin atau panas. Untuk maksud tersebut tutup radiator dilengkapi dengan katup pengatur tekanan (relief valve) dan katup vakum (Gambar 9).
Gambar 9. Konstruksi tutup radiator
Cara kerja katup-katup pada tutup radiator adalah sebagai berikut:
Pada saat mesin dihidupkan suhu air pendingin segera naik dan akan menyebabkan kenikan volume air sehingga cenderung keluar saluran pengisian radiator. Keluarnya air tersebut ditahan oleh katup pengatur tekanan sehingga tekanan naik. Kenaikan tekanan akan menaikkan titik didih air yang berarti mempertahankan air pendingin dalam sistem. Bila kenaikan suhu sedemikian rupa sehingga menyebabkan kenaikan volume air yang berlebihan, tekanan air akan melebihi tekanan yang diperlukan dalam sistem. Karenya air akan mendesak katup pengatur tekanan untuk membuka dan air akan keluar melalui katup ini ke pipa pembuangan. (Gambar 10a).
Pada saat suhu air pendingin turun akan terjadi penurunan volume, yang akan menyebabkan terjadinya kevakuman dalam sistem yang selanjutnya akan membuka katup vakum sehingga dalam sistem tidak terjadi kevakuman lagi (Gambar 10b). Sistem yang menggunakan tangki reservoir, kevakuman akan diisi oleh air sehingga air dalam sistem akan tetap (Gambar 11). Bila sistem tidak menggunakan tangki reservoir maka yang masuk adalah udara.
(a)
(b)
Gambar 11. Radiator dengan tangki reservoir
c. Pompa Air
Pompa air berfungsi untuk menyirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan antara saluran isap dengan saluran tekan pada pompa. Pompa air yang biasa digunakan adalah pompa sentrifugal. Pompa air ini digerakkan oleh mesin dengan bantuan tali kipas (“V” belt) dan puli dengan perbandingan putaran antara pompa air dengan mesin sekitar 0,9 sampai 1,3. Hal ini dimaksudkan agar dapat mengalirkan air pendingin sesuai dengan operasi mesin (Gambar 12)
Gambar 12. Konstruksi pompa air
Pompa ini terdiri dari: (a) Poros, (b) Impeller, dan (c) Water seal
d. Kipas Pendingin
Kipas berfungsi untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dipancarkan ke udara dengan mudah. Kipas pendingin dapat berupa kipas pendingin biasa (yang diputarkan oleh mesin) atau kipas pendingin listrik. Kipas pendingin biasa digerakkan oleh putaran puli poros engkol. Poros kipas biasa sama dengan poros pompa air sehingga putaran kipas sama dengan putaran pompa.
Pada kipas pendingin listrik digerakkan oleh motor listrik akan menghasilkan efisiensi pendinginan yang lebih baik (terutama pada kecepatan rendah dan beban berat) dan membantu pemanasan awalair pendingin yang lebih cepat, penggunaan bahan bakar yang lebih hemat, dan mengurangi suara berisik (Gambar 13).
Gambar 13. Penggerak kipas dengan motor listrik
Adapun cara kerja kipas pendingin listrik sebagai berikut:
(Lihat gambar 14)
Ga
mb
ar 14. Cara kerja
kipas pendingin listrik
Bila suhu air pendingin dibawah 83 ºC temperature switch ON dan relay berhubungan dengan masa. Fan relay coil terbuka dan motor tidak bekerja.
Bila suhu air pendingin di atas 83 ºC, temperature switch akan OFF dan sirkuit relay ke masa terputus. Fan relay tidak bekerja, maka kontak poin merapat dan kipas mulai bekerja.
e. Katup Termostat
Katup termostat berfungsi untuk menahan air pendingin bersirkulasi pada saat suhu mesin yang rendah dan membuka saluran adri mesin ke radiator pada saat suhu mesin mencapai suhu idealnya. Katup termostat biasanya dipasang pada saluran air keluar dari mesin ke radiator yang dimaksudkan agar lebih mudah untuk menutup saluran bila mesin dalan keadaan dingin dan mebuka saluran bila mesin sudah panas.
Gambar 15. Termostat tipe wax
Cara kerja katup termostat adalah sebagai berikut:
Pada saat suhu air pendingin rendah katup tertutup atau saluran dari mesin ke radiator terhalang oleh wax (lilin) yang belum memuai. Bila suhu air pendingin naik sekitar 80 sampai dengan 90 derajat Celcius maka lilin akan memuai dan menekan karet. Karet akan berubah bentuk dan menekan poros katup. Oleh karena posisi poros tidak berubah maka maka karet yang sudah berubah tersebut akan membawa katup untuk membuka (Gambar 16) .
Gambar 16. Katup termostat pada saat suhu 80-90 ºC
Untuk menghindari terjadinya tekanan air yang tinggi pada saat katup termostat tertutup, pada saluran di bawah katup dibuatkan saluran ke pompa air yang dikenal dengan saluran pintas (by pass). Lihat gambar 17.
Gambar 17. Termostat dengan katup by pass
Cara kerja katup by pass pada termostat dapat dilihat pada sistem pendingin mesin pada saat dingin dan panas (Gambar 18 dan gambar 19)
Gambar 18. Termostat dengan katup by pass pada saat dingin
Gambar 19. Termostat dengan katup by pass pada saat panas
- Pemeliharaan/Servis Sistem Pendingin Air
a. Pemeliharaan/servis Radiator dan tutup radiator.
Bagian-bagian radiator dapat dilihat pada gambar 20.
Gambar 20. Bagian-bagian radiator
Pemeriksaan dan Perbaikan radiator dilakukan sebagai berikut:
1) Pemeriksaan pipa-pipa dan bagian yang disolder pada tangki atas dan bawah dari kemungkinan bocor, kalau perlu diperbaiki atau diganti
2) Periksa sirip dan inti radiator dan perbaiki sirip yang menghambat saluran air dengan menggunakan obene pipih (Gambar 21)
Gambar 21. Perbaikan radiator
3) Bila yang tersumbat dari intinya melebihi 20 persen radiator harus diganti
4) Periksalah slang radiator dan jika ternya rusak atau keras harus diganti
5) 
Periksalah katup pengatur pada tutup radiator dan katup vakum dari kemungkinan pegasnya yang lemah atau dudukannya kurang rapat. Jika katup membuka pada tekanan di bawah harga spesifikasi atau ada kerusakan lain , tutup radiator harus diganti (Gambar 22)
Gambar 22. Pemeriksaan tutup radiator
b. Pemeliharaan/servis Pompa air
Untuk servis pompa air dilakukan dengan membongkar, membersihkan, mengganti seal-seal yang bocor, memastikan kerapatannya dan merakit kembali. Untuk memahami pompa air dapat dilihat bagian-bagian pompa air seperti gambar 23.
Gambar 23. Bagian-bagian Pompa air
c. Pemeliharaan/servis Termostat
Untuk menservis termostat dilakukan dengan cara: (a) membuka termostat dari sistem pendinginan, (b) memeriksa termostat dengan cara: menaruh termostat pada tempat yang berisi air (lihat gambar 24) . Periksalah suhu saat pembukaan katup dengan jalan manikkan suhu air sedikit demi sedikit. Termostat harus diganti bila ternyata terdapat kerusakan, (c) mamasang kembali termostat pada sistem
Gambar 24. Pemeriksaan termostat dan contoh spesifikasinya
D. LATIHAN
1. Jelaskan fungsi dan cara kerja radiator dalam sistem pendinginan air serta alas an mengapa harus diservis.
2. Jelaskan fungsi dan cara kerja tutup radiator dalam sistem pendinginan air
3. Jelaskan fungsi dan cara kerja tangki reservoir dalam sistem pendinginan air
4. Jelaskan fungsi dan cara kerja kipas pendinginan serta alasan perlunya diservis.
5. Jelaskan mengapa pompa air perlu diservis
6. Jelaskan fungsi dan cara kerja termostat pada sistem pendinginan air pada mesin.
KUNCI JAWABAN :
1. Radiator berfungsi untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sirip-sirip pendinginnya. Cara kerjanya adalah membuang panas secara konveksi dan radiasi. Radiator perlu diservis karena untuk mengalirnya air pendingin dengan sirip yang sangat banyak
2. Tutup radiator berfungsi untuk menaikkan titik didih air pendingin dengan jalan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara luar. Tutup radiator perlu diservis dari kemungkinan kebocoran perapatnya dari tekanan
3. Pompa air berfungsi untuk menyirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan antara saluran isap dengan saluran tekan pada pompa. Pompa air perlu diservis karena pompa bekerja menyirkulasikan air yang tidak boleh ada kebocoran dalam pompa.
4. Tangki reservoir berfungsi untuk menampung air pendingin ketika terjadi kenaikan tekanan air karean suhu tinggi dalam radiator sehingga air akan meluap. Ketika suhu air pendingin turun terjadi kevakuman maka air dalam tangki reservoir akan diisap kembali ke dalam radiator.
5. Kipas berfungsi untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dipancarkan ke udara dengan mudah. Kipas pendingin dapat berupa kipas pendingin biasa (yang diputarkan oleh mesin) dan kipas pendingin listrik yang digerakkan oleh motor listrik. Kipas perlu diservis dari kemungkinan kotor dan porosnya yang aus, serta tali kipasnya yang kendor.
6. Katup termostat berfungsi untuk menahan air pendingin bersirkulasi pada saat suhu mesin yang rendah dan membuka saluran dari mesin ke radiator pada saat suhu mesin mencapai suhu idealnya. Katup termostat perlu diservis dari kemungkinan tidak berfungsi secara baik.
E. RANGKUMAN
1. Bagian-bagian sistem pendinginan mesin yang perlu dipelihara/diservis adalah : radiator, tutup radiator, tangki reservoir, kipas, pompa air dan termostat.
a. Radiator berfungsi untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sirip-sirip pendinginnya. Cara kerjanya adalah membuang panas secara konveksi dan radiasi. Radiator perlu diservis karena untuk mengalirnya air pendingin dengan sirip yang sangat banyak
b. Tutup radiator berfungsi untuk menaikkan titik didih air pendingin dengan jalan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara luar. Tutup radiator perlu diservis dari kemungkinan kebocoran perapatnya dari tekanan.
c. Pompa air berfungsi untuk menyirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan antara saluran isap dengan saluran tekan pada pompa. Pompa air perlu diservis karena pompa bekerja menyirkulasikan air yang tidak boleh ada kebocoran dalam pompa.
d. Tangki reservoir berfungsi untuk menampung air pendingin ketika terjadi kenaikan tekanan air karean suhu tinggi dalam radiator sehingga air akan meluap. Ketika suhu air pendingin turun terjadi kevakuman maka air dalam tangki reservoir akan diisap kembali ke dalam radiator.
e. Kipas berfungsi untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dipancarkan ke udara dengan mudah. Kipas pendingin dapat berupa kipas pendingin biasa (yang diputarkan oleh mesin) dan kipas pendingin listrik yang digerakkan oleh motor listrik. Kipas perlu diservis dari kemungkinan kotor dan porosnya yang aus, serta tali kipasnya yang kendor.
f. Katup termostat berfungsi untuk menahan air pendingin bersirkulasi pada saat suhu mesin yang rendah dan membuka saluran dari mesin ke radiator pada saat suhu mesin mencapai suhu idealnya. Katup termostat perlu diservis dari kemungkinan tidak berfungsi secara baik.
2. Servis radiator dan tutup radiator dilakukan dari : (a)kemungkinan pipa-pipa dan bagian yang disolder pada tangki atas dan bawah dari kemungkinan bocor, (b) kemungkinan sirip dan inti radiator yang menghambat saluran air (c) kemungkinan slang radiator yang rusak atau keras (d) pemeriksaan katup pengatur pada tutup radiator dan katup vakum dari kemungkinan pegasnya yang lemah atau dudukannya kurang rapat.
3. Servis pompa air dari kemungkinan kotor, bocor dan aus
4. Servis pada termostat dari kemungkinan tidak bekerjanya wax pada perubahan suhu air pendingin.
F. TUGAS
1. Identifikasikan bagian-bagian sistem pendinginan air pada mesin yang anda temui dan sebutkan satu alasan mengapa bagian tersebut perlu diservis!
2. Jelaskan alas an mengapa orang lebih suka membuka termostatnya daripada memasang pada sistem pendinginan mesin! Apa dampak yang terjadi bila termostat tidak dipasang?
3. Lakukan pengujian minimal 2 tutup radiator dari mesin yang berbeda dan simpulkan kondisi tutup radiator tersebut.
BAGIAN-BAGIAN SISTEM PENDINGIN DAN PEMELIHARAAN/SERVIS SISTEM PENDINGIN
1. Bagian-bagian sistem pendingin air
2. Pemeliharaan/servis sistem pendingin air
1. Jelaskan dengan singkat alasan penting diperlukannya sistem pendinginan pada mesin!
2. Jelaskan dengan singkat perbedaan dan persamaan 2 sistem pendinginan mesin secara rinci. Dimana penerapan masing-masing sistem pendinginan tersebut digunakan!
3. Jelaskan 4 bagian-bagian sistem pendinginan air yang perlu diservis agar terjadi pendinginan mesin yang baik!
4. Pekerjaan apakah yang diperlukan dalam servis radiator sistem pendinginan mesin ada radiator mesin?
1. Agar mesin tidak overheating, karena bila terjadi overheating akan berakibat: (a) torak meleleh, (b) torak tidak dapat bergerak / macet, (c) minyak pelumas turun fungsinya
2. Sistem pendinginan udara dan air. Perbedaannya sistem, fluida dan konstruksinya. Sedangan persamaannya membuang panas pembakaran keluar silinder
3. Radiator, tutup radiator, pompa air dan termostat
4. Servis radiator: pemeriksaan sambungan pipa-pipa, sirip dan kebersihan saluran
MOTOR BENSIN 1. Blok Silinder Merupakan inti dari pada mesin Terbuat dari besi tuang, belakangan ada beberapa blok silinder yang di buat dari paduan aluminium, seperti kita ketahui bahwa aluminium lebih ringan dan meradiasikan panas yang lebih efisiensi dibandingkan dengan besi tuang. Silinder di kelilingi oleh mantel pendingin (water jacket) untuk membantu pendinginan. Tenaga panas yang dihasilkan oleh pembakaran bensin dirubah ke dalam tenaga mekanikdengan adanya tenaga naik turun torak dalam tiap-tiap silinder. Mesin harus memenuhi kedua kebutuhan, dengan tujuan untuk merubah tenaga panas menjadi energi mekanik seefisien mungkin. - Tidak boleh terdapat kebocoran campuran bahan baker dan udara saat berlangsungnya kompressi atau kebocoran gas pembakaran antara silinder dan torak. - Tahanan gesek antara torak dan silinder harus sekecil mungkin. Oleh sebab itu pembuatan silinder deperlukan ketelitian yang tinggi. 3. Kepala silinder. Kepala silinder ditempatkan di bagian atas blok silinder. Pada bagian bawah kepala silinder terdapat ruang baker dan katup-katup. Kepala silinder harus tahan terhadap temperatus dan tekanan yang tinggi selama mesin bekerja. Umumnya kepala silinder dibuat dari besi tuang. Akhir-akhir ini banyak kepala silinder dibuat dari paduan aluminium, karena memiliki kemampuan pendinginan yang lebih besar di bandingkan yang terbuat dari besi tuang. Pada kepala silinder juga dilengkapi dengan mantel pendingin yang dialiri air pendingin yang dating dari blok silinder untuk mendinginkan katup-katup dan busi. 4. Torak Torak bergerak naik turun di dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompressi, pembakaran, dan pembuangan. Fungsi utama torak untuk menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memutar poros engkol melalui batang torak. Torak terus menerus menerima temperature dan tekanan yang tinggi sehingga harus dapat tahan saat mesin beroperasi pada kecepatan tinggi untuk periode waktu yang lama. Pada umumnya torak dibuat dari paduan aluminium, selain lebih ringan, radiasi panasnya lebih efisien di bandingkan dengan material yang lain 5. Pegas Torak. Pegas torak (piston ring) dipasang dalam alur ring (ring groove) pada torak. Pegas torak sifatnya elastis sehingga dapat mengembang dan menutup dengan rapat pada dinding silinder. Pegas torak terbuat dari bahan yang dapat bertahan lama, umumnya di buat dari baja tuang special yang tidak akan merusak dinding silinder. Pegas torak mempunyai 3 peranan penting : - mencegah kebocoran campuran udara dan bensin dan gas pembakaran yang melalui celah antara torak dan dinding silinder ke dalam bak engkol selama langkah kompressi dan langkah usaha. - Mencegah oli yang melumasi torak dan silinder masuk ke ruang baker. - Memindahkan panas dari torak ke dinding silinder untuk membantu mendinginkan torak. 6. Pena torak. Pena torak (piston pin) berfungsi untuk menghubungkan torak dengan bagian ujung yang kecil (small end) pada batang torak, dan meneruskan tekanan pembakaran yang berlaku pada torak ke batang torak 7. Batang Torak. Batang torak menghubungkan torak ke poros engkol dan selanjutnya meneruskan tenaga yang di hasilkan oleh torak ke poros engkol’ 8. Poros Engkol. Tenaga yang di gunakan untuk menggerakkan roda kendaraan dihasilkan oleh gerakan batang torak dan di ubah menjadi gerak putaran pada poros engkol. Poros engkol menerima beban yang besar dari torak danbatang torak serta berputar pada kecepatan tinggi. Dengan alasan tersebut poros engkol umumnya di buat dari baja carbon dengan tingkatan serta mempunyai daya tahan bahan yang tinggi. 9. Roda Penerus. Roda penerus (flywheel) dibuat dari baja tuang dengan mutu yang tinggi yang di ikat oleh baut pada bagian belakang poros engkol. Roda penerus menyimpan tenaga putar selama proses langkah lainnya kecuali langkah usaha, oleh sebab itu poros engkol berputar terus menerus, hal ini menyebabkan mesin berputar dengan lembut yang di akibatkangetaran tenaga yang di hasilkan. 10. Mekanisme Katup. Mekanisme katup di rancang sedemikian rupa sehingga sumbu nokberputar satu kali untuk menggerakkan katup hisap dan katup buang setiap dua kali putaran poros engkol. KOMPONEN SISTEM PENGAPIAN
Arus listrik yang datang dari batere ataupun generator AC akan masuk ke dalam koil Arus itu mempunyai tegangan yang rendah dan oleh koil tegangan ini akan di naikkan sampai mencapai tegangan kira-kira 10.000Volt. Dalam koil terdapat gulungan primer dan sekunder yang di lilitkan pada tumpukan-tumpukan pelat besi tipis. Gulungan primer ini mempunyai kawat yang dililitkan dng diameter 0.6 – 0.9 mm dengan jumlah lilitan sebanyak 200 kali. Gulungan sekunder mempunyai lilitan kawat dengan diameter kawat 0.05 – 0.08 mm dan jumlah lilitannya sebanyak 20.000 kali.
Platina ini berfungsi sebagai sakelar pada kumparan primer dari koil penyalaan. Dengan bekerjanya platina ini maka
Kondensor bersifat menyimpan sejumlah muatan listrik menurut kapasitas dan dalam waktu tertentu. Karena itu kondensor dapat di pakai sebagai peredam/penghisap arus listrik ekstra yang timbul akibat adanya tegangan induksi diri pada gulungan primer yang dapat menimbulkan bunga api listrik pada platina.
Busi adalah suatu alat yang di gunakan untuk meloncatkan bunga api listrik di dalam ruang baker. Bunga api listrik ini di loncatkan dengan perbedaan tegangan 10.000 Volt di antara kedua kutup elektroda dari busi.
Battere adalah sumber listrik arus DC yang timbul melalui suatu reaksi kimia dan mempunyai waktu pakai yang relatif pendek. SISTEM PENGAPIAN Sistem pengapian ini erat sekali hubungannya dengan tenaga atau daya yang di bangkitkan oleh mesin tersebut. Berhubung platina bergerak terus menerus sesuai dengan putaran poros penggerak maka mudah sekali aus. Karena itu pada periode tertentu jarak kerenggangan platina harus di perbaiki kembali dan sampai batas tertentu harus dig anti. Dalam pengapian konvensional di pakai gerakan gerakan mekanis platina untuk mengalirkan arusnya, sedang pada system pengapianelektronis ini gerakan mekanis itu dig anti dengan signal signal listrik untuk membuka menutup suatu alat elektronis yang di sebut SCR (Silicon Controller Rectifier) Keuntunga pengapian Elektronis di banding dengan yang platina : - Platina yang bekerja mekanis diganti dengan sensor yang bekerja secara elektronis - Tidak memerlukan perawatan atau penyetelan - Bahan bakar lebih irit karena pembakarannya lebih sempurna - Aman dari hujan dan banjir karena tidak di pakainya platinya yang sensitive air Kerugian secara elektris dari system penmgapian elektronis : - Kerusakan salah satu komponen di dalam unit CDI akan menyebabkan semua rangkaian unit CDI tidak berfungsi lagi, kerusakan ini tidak dapat di atasi yang sifatnya sementara, karena harus dig anti dng satu unit yang baru - Harganya relatif mahal. KOPLING Kopling adalah suatu bagian yang mutlak di perlukan pada kendaraan yang pengeerak utamanya di peroleh dari hasil pembakaran di dalam silinder mesin. Pada tahap pertama mesin di hidupkan tanpa di gunakan tenaganya. Oleh karena itu pada tahap pertama mesin harus dapat berputar dahulu dan kemudian akan bergerak perlahan lahan, selain itu mesin juga harus bebas atau tidak berhubungan bila mengganti gigi transmisi. Jadi tugas dari kopling adalah : - dapat meneruskan perputaran poros engkol ke transmisi - dapat melepaskan hubungan antara poros engkol mesin dengan transmisi - dapat meneruskan perputaran poros engkol mesin ke transmisi secara berangsur angsur secara merata tanpa hentakan Kopling terdiri atas dua bagian utama, yaitu : - rumah kopling, yang ikut berputar dengan poros engkol (di gerakkan oleh roda gigi pada ujung poros engkol - pusat kopling, yang di pasang pada ujung utama transmisi. Transmisi di perlukan untuk : - membuat torsi pada roda/ban lebih besar dari torsi yang di hasilkan oleh motor - mengatur kecepatan kendaraan. A. Prinsip Kerja Motor Bensin
Pada motor bensin, bensin dibakar untuk memperoleh energi termal. Energi ini selanjutnya digunakan untuk melakukan gerakan mekanik. Prinsip kerja motor bensin, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : campuran udara dan bensin dari karburator diisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak naik torak, dibakar untuk memperoleh tenaga panas, yang mana dengan terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu dan tekanan. Bila torak bergerak turun naik di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi akibat pembakaran, maka suatu tenaga kerja pada torak memungkinkan torak terdorong ke bawah. Bila batang torak dan poros engkol dilengkapi untuk merubah gerakan turun naik menjadi gerakan putar, torak akan menggerakkan batang torak dan yang mana ini akan memutarkan poros engkol. Dan juga diperlukan untuk membuang gas-gas sisa pembakaran dan penyediaan campuran udara bensin pada saat-saat yang tepat untuk menjaga agar torak dapat bergerak secara periodik dan melakukan kerja tetap. Kerja periodik di dalam silinder dimulai dari pemasukan campuran udara dan bensin ke dalam silinder, sampai pada kompresi, pembakaran dan pengeluaran gas-gas sisa pembakaran dari dalam silinder inilah yang disebut dengan “siklus mesin”. Pada motor bensin terdapat dua macam tipe yaitu: motor bakar 4 tak dan motor bakar 2 tak. Pada motor 4 tak, untuk melakukan satu siklus memerlukan 4 gerakan torak atau dua kali putaran poros engkol, sedangkan pada motor 2 tak, untuk melakukan satu siklus hanya memerlukan 2 gerakan torak atau satu putaran poros engkol. Torak bergerak naik turun di dalam silinder dalam gerakan reciprocating. Titik tertinggi yang dicapai oleh torak tersebut disebut titik mati atas (TMA) dan titik terendah disebut titik mati bawah (TMB). Gerakan dari TMA ke TMB disebut langkah torak (stroke). Pada motor 4 langkah mempunyai 4 langkah dalam satu gerakan yaitu langkah penghisapan, langkah kompresi , langkah kerja dan langkah pembuangan.
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar