RADIATOR MOBIL

SISTEM PENDINGINAN AIR

             Sistem Pendinginan Air adalah suatu sitem pendinginan yang digunakan untuk menyerap panas yang dihasilkan dari panas pembakaran pada ruang bakar, dengan media air yang disirkulasikan oleh pompa. Sistem Pendinginan berfungsi untuk mendinginkan temperatur temperatur mesin dan juga menjaga temperatur mesin agar berada pada temperatur yang ideal.

               Motor bakar berfungsi mengubah energi panas yang terkandung dalam bahan bakar menjadi tenaga gerak. Dari panas yang dihasilkan ini, kira-kira 25% digunakan sebagai tenaga penggerak, kira-kira 45% hilang terbawa gas buang dan hilang akibat gesekan–gesekan, sedangkan sisanya kira-kira 30% diserap oleh bagian-bagian motor itu sendiri. Panas yang diserap ini harus segera dibuang untuk menghindari panas yang berlebihan (over heating) yang dapat mengakibatkan mesin menjadi rusak, untuk itu diperlukan sistem pendinginan mesin dengan media air atau udara untuk menstabilkan suhu kerja mesin antara 80-100 C.

KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM PENDINGIN AIR

      
      Sistem pendingin berfungsi untuk mendinginkan temperatur mesin dan juga menjaga temperatur mesin agar selalu berada pada temperatur kerja mesin. Berikut ini komponen komponen sistem pendingin dan fungsinya :

1.  Radiator
              Berfungsi untuk menampung dan mendinginkan cairan pendingin yang telah menjadi panas setelah menyerap panas dari komponen komponen mesin. Radiator terdiri dari tangki atas dan bawah yang dihubungkan dengan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan sekaligus mendinginkan air pendingin. 

Gambar 1.1 Radiator

Inti radiator (radiator core) terdiri dari pipa-pipa (tube) dimana cairan pendingin melaluinya dari upper ke lower tank, dan juga dilengkapi dengansirip-sirip pendingin (fin).Panas cairan pendingin pertama di serap oleh fin, yang didinginkan oleh fan dan udara akibat gerakan kendaraan.

Ada 3 tipe radiator core : plate fin, corrugated fin, single row.

Gambar 1.2 tipe-tipe inti radiator

2.    Tutup Radiator 

                Memiliki dua fungsi, fungsi yang pertama adalah untuk menaikkan titik didih air pendingin dengan jalan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi dari tekanan udara luar, sedangkan fungsi yang kedua adalah untuk mempertahankan air pendingin di dalam sistem agar tetap penuh walaupun mesin dalam keadaan dingin atau panas. Untuk mewujudkan fungsi tersebut, maka pada tutup radiator dilengkapi dengan relief valve dan vacuum valve.

Gambar 1.3 Tipe-Tipe Inti Radiator

a.                 Cara kerja relief valve

Gambar  1.4 Cara kerja relief valve

Bila suhu air pendingin naik akan menyebabkan tekanan akan bertambah, bila tekanannya mencapai sekitar 0,9 bar atau sesuai spesifikasi pada tutup radiator pada 110 – 120°C. Relief valve akan terbuka dan membebaskan kelebihan tekanan melalui overflow pipe ke Reservoit tank.

b.                 Cara kerja vacuum valve

Gambar 1.5  Cara kerja vacuum valve

Saat suhu air pendingin turun setelah mesin berhenti dan membentuk kevakuman dalam radiator yang akan membuka vacuum valve menghisap air pendingin dari reservoir.

3.      3.      Reservoir Tank atau tangki cadangan dihubungkan ke radiator melaui selang overflow. re ervoir Tank ini berfungsi untuk menjaga agar volume air pendingin selalu stabil.

Gambar 1.6 Radiator dan Reservoir tank

4.      Kipas Pendingin 

                  Radiator didinginkan oleh aliran udara luar yang mengalir melewati sirip-siripnya. Pada saat kendaraan berhenti aliran udara tidak akan cukup untuk mendinginkan radiator. Untuk mengatasi hal ini maka dibelakang radiator dipasang kipas pendingin untuk membantu agar aliran udara selalu cukup untuk mendinginkan radiator. Ada 2 jenis kipas yang sering digunakan pada kendaraan yaitu kipas yang digerakan oleh motor listrik dan kipas manual yang digerakan oleh poros engkol mesin itu sendiri melalui talli kipas/V-belt. 

Gambar 1.7 Kipas Pendingin 5.       Selang radiator : berfungsi sebagai penghubung antara radiator dan blok mesin. Ada dua slang di radiator, Upper hose berfungsi mengalirkan air panas dari mesin ke radiator. Sedangkan lower hose untuk menyalurkan air yang sudah didinginkan kembali ke mesin.

                               

                           Gambar 1.8 Selang Lower hose            Gambar 1.9 Selang Upper hose


6. Thermostat: Thermostat berfungsi untuk mempercepat tercapainya suhu kerja mesin pada saat mesin masih dingin dan juga berfungsi untuk mempertahankan mesin selalu pada suhu kerjanya (antara 80-90 derajat celcius).

Gambar 2 .Thermostat

Gambar dibawah adalah sirkulasi air yang masih dingin. Jika air belum panas maka bypass valve tidak akan menutup jalur saluran by pass. Begitu juga sebalik, pada saat mesin panas maka katub bypass akan melebar dengan sendirinya sehingga menutup saluran by pass. Kemudian air akan di dinginkan ke radiator.

 

Gambar 2.3 kerja thermostat pada saat dingin

Gambar 2.4 kerja thermostat pada saat mesin panas 

7.       Pompa Air (Water Pump)

                         Berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan antara saluran hisap dengan saluran tekan yang terdapat pada pompa. Pompa yang digunakan umumnya adalah type sentrifugal. Pompa ini digerakan oleh poros engkel melalui tali kipas atau v-belt

MEKANISME KATUP MOBIL

Diagram Katup 4 Sylinder
        
         Mekanisme katup berfungsi untuk membuka dan menutup hubungan saluran masuk ke ruang bakar dan ruang bakar ke saluran buang, pada saat yang tepat sesuai dengan proses kerja motor.  Mekanisme katup harus menjamin katup tertutup dengan rapat sehingga tidak terjadi kebocoran kompresi maupun tekanan hasil pembakaran.
             Pembukaan dan penutup katup harus sesuai dengan proses kerja motor. Seperti dijelaskan pada prinsip kerja motor 4 tidak, waktu pembukaan dan penutupan katup adalah sebagai berikut:

Gb. 1.1 Diagram Katup

Tabel diatas adalah silinder 4 motor 4 tak. Posisi silinder 2 akhir langkah hisap dengan menggunkan 
FO : 1-3-4-2

           

             Dari diagram yang tertera diatas bisa di simpulkan bahwa yang tidak bisa di stel pada saat langkah HISAP dan langkah BUANG

Gb. 1.2 Katup yang bisa di stel 

         Adanya pembukaan awal katup masuk dan penutupan susulan katup buang menyebabkan kedua katup terbuka bersama, kondisi ini disebut overlapping.  Tujuan overlapping adalah untuk pembilasan yaitu memasukkan gas baru untuk mendorong gas bekas keluar, adanya pembilasan diharapkan agar ruang bakar benar-benar bersih.

        Besar overlapping harus memperhatikan inersia aliran gas buang, besar inersia aliran gas buang ditentukan oleh kecepatan, bentuk aliran dan massa gas buang yang keluar. Kecepatan aliran ditentukan oleh putaran mesin dan luasan saluran keluar. Bentuk aliran tergantung disain ruang bakar, desain saluran buang dan disain kenalpot.  Massa gas buang tergantung jumlah bahan bakar yang terbakar. 

Dari diagram di atas dapat diketahui lama katup terbuka (durasi katup), yaitu:

Katup masuk    =  10º+ 180º+ 40º  = 230º

Katup buang     =  10º+ 180º+ 35º  = 225º

Overlapping     =  10º+ 10º  = 20º

 Gb. 1.3  Diagram timing valve

Timing valve setiap Motor bensin tidak sama, tergantung karakteristik dan penggunaan.

STROKE DAN PERBANDINGAN KOMPRESI

Bore dan Stroke

Bore adalah diameter dalam dari cylinder, dan diukur dalam satuan inchi atau milimeter. Bore sebuah cylinder menentukan volume udara yang tersedia untuk pemba karan. Apabila faktor lainnya dianggap tetap, makin besar bore akan semakin besar pula tenaga yang bias dihasilkan oleh engine.

Stroke adalah sebutan untuk jarak yang ditempuh piston dari posisi Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Panjang stroke ditentukan oleh desain crankshaft. Stroke yang panjang akan memasukkan udara lebih banyak ke dalam cylinder dan membakar lebih banyak bahan bakar serta menghasilkan tenaga lebih besar.

Jenis-jenis engine jika ditinjau dari bore dan stroke ada 3 (tiga), yaitu :

1.    Over Stroke atau Under Square, jenis ini berarti memiliki langkah piston (stroke) yang lebih panjang daripada diameter piston (bore).

2.  Over Bore atau Over Square, jenis ini berarti memiliki diameter piston (bore) yang lebih panjang daripada langkah piston (stroke).

3.   Square, jenis ini berate memiliki langkah piston (stroke) yang sama panjang dengan diameter piston (bore).

Gambar. Undersquare dan Oversquare Engine

Volume Silinder (volume langkah)

Gambar. Diameter silinder (d) dan langkah torak (l).

Besarnya volume silinder ditentukan oleh ukuran diameter silinder (bore) dan panjang langkah torak (stroke). Besarnya volume silinder dinyatakan dalam liter (L) atau dalam centimeter cubik (cc). Volume silinder sangat menentukan ukuran dan kekuatan motor, karena semakin besar volume silinder maka akan semakin banyak volume campuran bahan bakar dan udara yang masuk ke dalam silinder. Dengan semakin banyaknya campuran yang ada dalam silinder maka bisa dipastikan energi dari hasil pembakaranya akan besar pula, daya dan torsi motor pun akan naik. Volume silinder dapat dihitung dengan rumus:

 Dimana:

Vs = Volume silinder (m³)

D = Diameter Silinder (m)

S = Panjang Langkah (m)

Volume silinder dihitung dari pengukuran diameter silinder dan panjang langkah torak. Diameter silinder diukur dari garis tengah silinder ruang piston displacement tempat torak bergerak bolak-balik dari TMA ke TMB, sedangkan langkah torak adalah jarak antara TMA dengan TMB. Pada motor bakar perbandingan antara diameter silinder dan panjang langkah torak juga menentukan kemampuan motor. 

Perbandingan Kompresi

Perbandingan kompresi merupakan hasil bagi dari volume total dengan volume sisa ruang bakar, volume total adalah isi ruang antara torak ketika berada di titik mati bawah sampai tutup silinder, volume total juga merupakan jumlah antara volume langkah dengan volume sisa, sedangkan volume sisa adalah volume antara torak ketika ia berada di titik mati bawah sampai tutup silinder. Jadi perbandingan kompresi (compression ratio) adalah :

Dimana:

Vs        = Volume silinder (m³)

V_T        = Volume total (m³)

VL       = Volume langkah (m³)

Perbandingan kompresi berpengaruh besar terhadap tekanan yang dapat dihasilkan, dan tekanan berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan oleh motor. Bila rasio kompresi dipertinggi, tekanan pembakaran akan bertambah dan dari mesin akan diperoleh output yang besar. Tekanan yang rendah membuat campuran bahan bakar dan udara tidak dapat terbakar atau sering disebut misfire, sehingga mesin kehilangan tenaga. Umumnya mesin tidak dapat bekerja baik jika tekanan kompresi berada di bawah 100 PSI / 7 BAR / 7.2 kg/cm2 kebanyakan mesin bensin bekerja dengan baik antara 140 PSI (9.5 BAR) hingga 220 PSI (15 BAR) tergantung spesifikasi standar masing-masing model atau merek mesin.

Gambar. Skema Perbandingan Kompresi