Artikel

SISTEM PENDINGINAN AIR PADA MESIN MOBIL

Print
Category: Otomotif
Last Updated on Tuesday, 18 March 2014 Published Date Written by Bintoro

SISTEM PENDINGINAN AIR PADA MESIN MOBIL

Oleh : Drs. Bintoro, ST, MT
Widyaiswara Madya pada Departemen Otomotif
PPPPTK BOE / VEDC Malang

 

1.   Pendahuluan

 Pada umumnya mesin mobil menggunakan sistem pendinginan air, dan hanya sebagian kecil mobil saja yang menggunakan mesin berpendingin udara. Meskipun mesin menggunakan sistem pendinginan air, sebenarnya menggunakan juga udara secara tidak langsung sebagai pendingin.

 Mesin atau motor atau engine mobil merupakan penghasil tenaga atau power yang akan dimanfaatkan untuk menjalankan mobil.   Tenaga atau power mesin dihasilkan dari proses pembakaran campuran bahan bakar dan udara yang terjadi didalam ruang bakar silinder mesin. Mesin mobil yang ada di masyarakat Indonesia umumnya adalah mesin 4 tak atas 4 silinder dengan rentang putaran mesin terendah sekitar 700 rpm (rotasi per menit) sampai putaran mesin maksimum sekitar 8.000 rpm. Berarti pada mesin 4 silinder tersebut saat putaran terndah setiap menitnya akan terjadi 1.400 kali proses pembakaran dan pada putaran maksimum setiap menitnya akan terjadi 16.000 kali proses pembakaran, yang mana temperatur pembakaran dapat mencapai sekitar 2.000o C. Maka dapat dibayangkan bahwa komponen mesin terutama torak/piston, silinder, katup-katup dan kepala silinder mendapat beban panas yang luar biasa selama mesin hidup.

 Oleh karena komponen utama mesin tersebut memiliki batas kemampuan terhadap beban panas, maka pada mesin dilengkapi dengan sistem pendinginan yang baik, sehingga panas pada komponen logam mesin yang berlebih dapat diserap (berpindah)  ke air pendingin dan selanjutnya ke udara. Dengan adanya sistem pendinginan, komponen mesin tetap terjaga kemampuannya terhadap beban panas yang ada, sehingga mesin mobil tetap dapat berfungsi dengan baik dalam waktu yang lama, bahkan banyak mesin mobil yang masih berfungsi baik setelah mobil digunakan lebih dari 30 tahun.

 

2.   Komponen Sistem Pendinginan Air

Komponen sistem pendinginan air pada mesin mobil seperti terlihat pada gambar berikut, selain air sebagai media utama pendingin serta udara yang melewati radiator, adalah :

a. Kantong air (1) yang terdapat pada rongga-rongga blok mesin dan kepala silinder, yang selalu dipenuhi air pendingin.

b.   Slang air atas (2), untuk mengalirkan air panas mesin ke radiator.

c. Slang air bawah (3), untuk mengalirkan air yang telah didinginkan radiator kembali bersirkulasi ke mesin.

d. Radiator (4), untuk memindahkan panas dari air ke sirip-sirip radiator dan selanjutnya ke udara yang melewati radiator.

e.  Termostat (5), untuk menutup dan membuka aliran air dari mesin ke radiator.

f.    Pompa air (6), untuk mempercepat sirkulasi air pada sistem pendinginan.

g.  Ventilator atau kipas (7), untuk mengalirkan udara melewati radiator supaya pendinginan tidak hanya tergantung pada udara dari kecepatan mobil.

h. Tutup radiator (8), untuk mengatur tekanan air dalam sistem pendinginan.

i.  Reservoir (9), sebagai tempat persediaan air dan untuk meyeimbangkan perbedaan volume air pendingin akibat panas.

 

3.   Cara Kerja Sistem Pendinginan Air (gambar 1)

Proses pendinginan adalah proses berpindahnya energi panas atau kalor dari zat yang bertemperatur lebih tinggi ke zat lain yang bertemperatur lebih rendah. Cara kerja sistem pendinginan air pada mesin dapat dijelaskan pada saat mesin sudah hidup, mulai dari kondisi temperatur mesin masih dingin atau bertemperatur udara luar atmosfir, kemudian diharapkan mesin cepat panas atau cepat mencapai temperatur kerja yang diinginkan (80°C s.d 1000 C) dan selanjutnya mempertahankan temperatur kerja mesin tersebut, jangan sampai temperatur mesin dibawah batas tersebut dan juga jangan sampai temperatur mesin diatas batas atas tersebut diatas (overheating).

 

Gambar 1. Sistem Pendinginan Air pada Mesin

 

a. Temperatur Mesin Dingin Sampai Temperatur Kerja

Pada saat mesin masih dingin (bertemperatur udara atmosfir) dan kemudian mesin dihidupkan, maka di dalam silinder terjadi proses pembakaran yang berulang-ulang, sehingga komponen mesin dan air pendingin temperaturnya semakin meningkat. Bersamaan dengan itu, pompa air (6) berputar, maka terjadi sirkulasi air hanya di dalam rongga blok motor dan kepala silinder (1). Air tidak dapat bersirkulasi melewati radiator (4), karena termostat (5) masih tertutup. Oleh karena sirkulasi air hanya di dalam mesin dan air tidak didinginkan radiator, maka komponen mesin dan air menjadi cepat panas atau disebut dengan mesin telah panas, mencapai temperatur kerja yang diinginkan (80°C s.d 1000 C).

 

b. Temperatur Kerja Mesin Stabil

Setelah mesin panas atau mencapai temperatur kerja, temperatur mesin tidak boleh naik lagi melebihi batas atas temperatur kerja, karena akan mengakibatkan panas mesin berlebihan (overheating), harus diupayakan temperatur kerja mesin stabil pada rentang temperatur yang diinginkan (80°C s.d 1000 C). Supaya temperatur mesin tidak naik lagi, maka air pendingin yang panas harus disirkulasikan dan didinginkan radiator. Oleh karena itu saat mesin panas termostat harus membuka, sehingga sirkulasi air tidak hanya di dalam mesin, tetapi melewati termostat (5), slang bagian atas (2), radiator (4), slang bagian bawah (3), pompa air (6) dan ke dalam mesin (1), termostat dan seterusnya. Akibatnya panas air pada radiator akan berpindah ke sirip-sirip radiator dan terus berpindah ke udara yang melewati radiator. Dengan sirkulasi air yang terus menerus melewati radiator dan didinginkan oleh udara yang selalu lewat dari depan kendaraan ke arah mesin, maka temperatur air yang cenderung semakin panas akan didinginkan, sehingga mesin akan terjaga tidak melebihi batas panas temperatur kerja. Kipas yang berputar akan menjamin kecukupan aliran udara yang melewati radiator.

 

4.   Termostat

Termostat yang digunakan pada sistem pendinginan kebanyakan adalah jenis wax thermostat/termostat lilin (gambar 2). Kerja termostat mengikuti temperatur air pendingin, ketika air masih dibawah temperatur kerja, lilin belum meleleh dengan cukup sehingga termostat menutup, dan ketika air mulai mencapai temperatur kerja, lilin semakin mencair dan mampu melawan pegas yang ada sehingga termostat mulai membuka dan akan semakin membuka penuh bersamaan dengan naiknya temperatur kerja mesin. Jadi, air pendingin semakin panas, termostat semakin terbuka, maka air yang didinginkan radiator semakin banyak. Demikian juga sebaliknya jika air pendingin semakin turum temperaturnya, termostat semakin tertutup, maka air yang didinginkan radiator semakin sedikit.

 

Gambar 2. Termostat

 5.   Tutup Radiator

Tutup radiator berfungsi untuk menaikkan tekanan air didalam sistem pendinginan. Pada temperatur kerja, air sistem pendinginan bertekanan 80-120 kPa (0,8-1,2 bar). Dengan tekanan air melebihi tekanan atmosfir tersebut, maka titik didih air pendingin dapat naik mencapai 120 derajat Celcius, maka sistem pendinginan menjadi lebih aman, karena air tidak cepat  mendidih.

 

 

a. Saat MesinPanas

Saat mesin/motor hidup dan menjadi panas (mencapai temperatur kerja), maka temperatur dan tekanan air pendinginan akan naik dan volume air mengembang, maka katup pelepas akan membuka pada tekanan ‘teknik’ 80-120 kPa(0.8-1.2 bar), akibatnya air akan mengalir ke reservoir dan berhenti ketika katup pelepas kembali menutup pada saat tekanan air dalam radiator turun dibawah 80-120 kPa(0.8-1.2 bar).

b. Saat Mesin Dingin

Setelah mesin/motor dimatikan, maka semakin lama temperatur mesin dan air akan semakin turun bahkan mencapai temperatur udara luar/atmosfir serta volume air menyusut. Akibatnya akan terjadi ruang kosong dan vakum (dibawah tekanan atmosfir) diatas permukaan air pendingin dalam radiator. Dengan terjadinya vakum ini maka katup vakum radiator  akan membuka,akibatnyaair pendingin dalam tangki reservoir yang bertekanan atmosfir akan mengalir (terisap) masuk memenuhi ruang dalam radiator, dan selanjutnya kevakuman diatas air dalam radiator semakin hilang dan katup vakum kembali tertutup.

 

6.   Kekurangan, Kerusakan dan Gangguan pada Sistem Pendinginan

 a.    Kekurangan atau kehabisan air pada radiator dan reservoir.

 b.    Sabuk penggerak (fan belt) pompa air kendor atau putus.

 c.  Slang-slang air radiator tidak tersambung dengan baik, retak-retak atau bocor.

 d.    Radiator kotor atau bocor.

 e.    Termostat tidak dipasang atau rusak dalam kondisi terbuka terus atau

 f.     Termostat rusak dalam kondisi tertutup terus.

 g.  Tutup radiator tidak menutup dengan rapat atau katup pelepas dan katup vakumnya tidak dapat terbuka.

 h.    Seal pompa air bocor.

 

Daftar Pustaka

1.   Bohner, Max, Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik, Verlag Europa Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co., Duesslberger Strasse 23, 42781 Hanan-Gruiten, 27 Auflage 2008.

2.   -------------------, Kraftfahr Technisches Taschenbuch, Robert Bosch GMBH, Stuttgart, 2001.

3.   Arismunandar Wiranto, Motor Bakar Torak, Edisi ke empat, Penerbit ITB Bandung, 1988.

 

 

 

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG