Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Sistem Pendinginan Mesin : Membahas 7 Komponen, Fungsi dan Cara Kerjanya secara Teori dan Praktek

sistem pendinginan mesin pada mobil

Agar mesin bisa bekerja dengan baik maka memerlukan sistem pendinginan mesin. Baik itu sistem pendingin udara maupun sistem pendingin air.

Kenapa?

Pada mesin, campuran bahan bakar dan udara dibakar. Dan terjadilah perubahan energi panas menjadi tenaga gerak.

Kita tahu semua bahwa semakin panas mesin bisa menyebabkan pemuaian yang besar dan gesekan yang besar. Sehingga keausan lebih cepat. Untuk mencegahnya, salah satunya adalah dengan sistem pendingin

Dan juga tidak semua energi panas yang dihasilkan tadi bisa dirubah menjadi tenaga. Sebagian akan dibuang ke udara bebas dengan segera agar mesin tidak terlalu panas.

Menurut data, ...

...hanya 25% energi yang dimanfaatkan secara efektif. Dan 34% hilang, ikut bersama gas buang. Dan sisianya sekitar 32% hilang karena pendingin dan sisanya diserap oleh mesin sendiri (gesekan, dll)

Pabrikan mobil juga terus melakukan pengembangan mesin. Untuk mencari bahan yang kuat terhadap panas, sistem pendinginan mesin juga dikembangkan teknologinya. 

Buktinya kami sering menjumpai sistem pendinginan dengan thermostat elektrik, dan juga electic water pump.

Tujuannya agar sistem pendinginan jadi lebih baik. Bukan berarti jadi lebih adem, tetapi pemanfaatan panas untuk energi jadi lebih besar.


A. Fungsi sistem pendingin mesin

Fungsi sistem pendingin adalah untuk menjaga temperatur kerja mesin tetap terjaga pada kondisi yang optimal (suku kerja mesin). Dan pastinya sudah dihitung dan ditentukan oleh pabrikan.

Karena jika mesin terlalu dingin juga akan memiliki efek kurang baik. Contohnya bahan bakar jadi lebih boros pada mesin EFI. 

Loh bagaimana bisa?

Karena temperatur sensor akan membaca suhu kerja mesin dibawah suhu kerja dan mengatur campuran yang lebih kaya.
 
Dan jika terlalu panas, komponen akan memuai berlebihan. Hal ini mengakibatkan gesekan mesin yang berlebihan. Sehingga mesin jadi lebih cepat aus

Sebenarnya berapa temperatur kerja mesin yang optimal?

Suhu kerja mesin berbeda-beda pada setiap tipe mobil.

Ada yang 80-90 derajat, ada yang 90-100 derajat, ada juga yang diatas 100 derajat. Terakhir ketika memeriksa Mercedes C 200 W204 temperatur kerjanya sekitar 108-114 derajat.

Alangkah baiknya memang kita melihat spesifikasi dari masing-masing mobil.

B. Komponen sistem pendingin

Banyaknya komponen sistem pendinginan mesin tergantung dari tipe pendinginan dan teknologinya. Karena kita tahu terdapat dua tipe sistem pendinginan mesin yaitu :
  • Sistem pendingin udara
  • Sistem pendingin air
Sistem pendinginan udara memang sudah mulai ditinggalkan. Terutama untuk mobil. Pada sepeda motor memang masih cukup banyak digunakan. Karena memang lebih sederhana.

Disini kita akan lebih banyak membahas sistem pendinginan air. Mari kita lihat gambar dibawah ini untuk mengetahui komponen sistem pendinginan air

Komponen sistem pendinginan mesin


Jadi jika dilihat diatas, komponen sistem pendinginan mesin adalah:
  1. Radiator
  2. Tangki Cadangan (Reservoir)
  3. Selang Atas (Upper Hose)
  4. Thermostat
  5. Selang Bawah (Lower Hose)
  6. Kipas Pendingin (Cooling Fan)
  7. Pompa Air (Water Pump)
  8. Water Jacket
  9. Heater Core
Kalau yang diatas adalah sistem pendinginan standar dan umum digunakan, dibawah ini, saya mempunyai skema sistem pendinginan mesin modern yang sudah dikontrol oleh Engine Management System



Skema diatas adalah sistem pendinginan mesin pada mobil bmw yang sistemnya sudah dipetakan, atau dikenal dengan map cooling. Jika dilihat, sistemnya juga sudah menggunakan electric water pump.

C. Bagaimana cara kerja sistem pendingin mobil?

Kita mulai dari sistem pendinginan mesin yang standar terlebih dahulu. Dan kita akan bahas ketika mesin masih dingin dan juga ketika mesin sudah tercapai suhu kerjanya

Ketika mesin dingin dan suhu kerja mesin belum tercapai


Ketika mesin baru hidup, perlahan-lahan panas mesin diserap oleh air pendingin yang ada di water jacket.

Tetapi karena thermostat masih tertutup, sehingga air pendingin yang dialirkan oleh pompa air belum bisa mengalir ke radiator untuk didinginkan. 

Air pendingin hanya akan bersirkulasi melalui saluran by pass dan dipompa kembali ke dalam mesin.

Ketika mesin panas (suhu kerja mesin tercapai)


Ketika temperatur sudah mencapai suhu kerja mesin, maka thermostat akan terbuka karena panas.  Air pendingin dari water jacket akan mengalir menuju radiator. 

Akibatnya air pendingin akan didinginkan oleh radiator. Setelah temperatur turun, air akan dipompa ke dalam mesin untuk menggantikan air pendingin yang sudah panas.

Air akan bersirkulasi terus menerus seperti yang dijelaskan diatas.

D. Fungsi masing-masing komponen sistem pendingin

Tadi kita sudah mengetahui komponen-komponen mesin. Dan selanjutnya kita akan mempelajari fungsi masing-masing komponen.

1. Radiator

Radiator dan reservoir sistem pendingin mesin



Radiator berfungsi mendinginkan cairan pendingin yang dialirkan dari mesin. Air pendingin dari mesin yang panas akan masuk kedalam radiator dan kemudian akan didinginkan oleh aliran udara yang melewatinya. Baik dari kipas ataupun karena aliran karena mobil melaju.

Berdasarkan pengalaman, jika kita mengukur menggunakan themometer infrared, umumnya temperatur akan lebih dingin sekitar 10-15 derajat (diukur pada upper tank dan lower tank)

Silahkan nanti dicoba di bengkel.

Bagian-bagian radiator terdiri dari
  • Tangki atas (upper tank)
  • Tangki bawah (lower tank) dan 
  • Inti radiator (radiator core).
Pada beberapa mobil, Anda akan menemukan radiator dengan aliran samping (seperti pada gambar radiator dibawah). 



Radiator sistem pendingin

Perhatikan juga!
 
Ada perbedaan radiator mobil dengan transmisi otomatis dengan transmisi manual. Pada kebanyakan radiator dengan transmisi otomatis, didalam lower tank dilengkapi dengan oil cooler. Oil cooler ini  yang digunakan untuk mendinginkan ATF dari transmisi otomatis.

Walaupun, pernah juga kami temui beberapa mobil yang menggunakan ATF cooler yang terletak diluar radiator.

Konstruksi ini juga yang harus kita waspadai.

Karena jika kita menemukan air bercampur dengan oli, bisa jadi penyebabnya dari ATF cooler yang bocor dan rusak. Catatannya setelah ganti radiator, periksa juga kondisi ATF apakah bercampur dengan air pendingin atau tidak.

2. Tutup Radiator (Radiator Cap)


Pada umumnya radiator dilengkapi dengan tutup radiator yang bertekanan dan menutup rapat pada radiator. Dan pada beberapa tipe, tutup bertekanan dipasang pada reservoir.

Apa fungsi tutup radiator?

Tutup radiator berfungsi untuk menaikkan titik didih dari air pendingin. Tujuannya agar air pendingin mendidih di atas 100 derajat celcius. 

Selain itu, fungsi tutup radiator untuk mempertahankan jumlah air pendingin di dalam sistem walaupun dalam keadaan dingin ataupun panas.

Untuk itu tutup radiator dilengkapi dengan katup pengatur tekanan (relief valve) dan katup vakum.


Cara kerja katup tekan pada tutup radiator.

Pada saat mesin hidup, temperatur akan semakin naik. Sehingga tekanan juga akan meningkat. Ketika tekanan melebihi kemampuan relief valve, katup akan terbuka.

Air akan mengalir ke reservoir.

Kemampuan relief valve tertulis pada tutup radiator. Berikut adalah besaran angka yang pernah kami temui tertera pada tutup radiator.
  • 0,9 bar = 89 kpa
  • 1,1 bar = 108 kpa
  • 1,4 bar = 138 kpa
  • 2,0 bar = 198 kpa
Kalau kita amati semakin tinggi angka yang tertulis pada tutup, di ikuti temperatur kerja mesin juga semakin tinggi.

Silahkan buktikan dengan cara berikut:

Pasang scanner dan akses data stream, kemudian nyalakan mesin dalam kondisi tutup radiator terpasang. Tunggu sampai temperatur kerjanya sambil amati scanner.

Temperatur kerja akan terbaca.

Terakhir yang saya coba pada mobil mercedes w212, temperatur kerjanya 108-114 derajat. Ditandai dengan fan menyala pada temperatur 108 dan mati pada temperatur 114.

Mobil tersebut memiliki tutup bertuliskan 2.0 bar.
JANGAN BUKA TUTUP RADIATOR KETIKA PANAS. BAHAYA!

Cara kerja katup vakum pada tutup radiator.

Pada tutup radiator juga terdapat vacuum valve. Jika sudah dingin, air kembali dari reservoir ke radiator melalui katup vakum

Ilustrasinya seperti ketika kita masak mie pakai telur yang pancinya ditutup.

Ketika mendidih, tutup akan terangkat. Dan ketika tutup dibuka tekanan akan keluar dan air akan kembali surut. 

Pada sistem pendingin mirip. Ketika tekanan keluar, temperatur menjadi turun, terjadi kevakuman dan akhinya menghisap katup vakum. Air akan terhisap dari reservoir.

3. Reservoir tank (Tangki Cadangan)


Reservoir tank dihubungkan ke radiator dengan sebuah selang. Bila volume cairan pendingin berekspansi karena naiknya temperatur, maka kelebihan cairan akan dikirim ke reservoir.

Dan jika temperatur turun, maka cairan akan masuk kembali ke dalam radiator. Hal ini bertujuan untuk menjaga cairan pendingin tidak terbuang. Dan mencegah cairan pendingin berkurang.

4. Pompa Air (Water Pump)

Pompa air sistem pendinginan mesin

Pompa air berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin ke seluruh sistem pendingin.

Pompa umumnya diputar oleh drive belt (v belt) seperti gambar diatas, tetapi ada juga yang diputar timing belt seperti gambar dibawah


Terus terang pompa air adalah komponen yang agak susah di deteksi rusaknya dari luar. Kecuali rusaknya extrim seperti bunyi dan bocor.

Hati-hati ketika kita melakukan penggantian pompa air yang diputar oleh timing belt. Jangan asal bongkar, dan sebaiknya tandai terlebih dahulu untuk timingnya.

Pompa air elektrik.


Awalnya electric water pump hanya digunakan sebagai pompa tambahan saja. Tetapi akhir-akhir ini semakin banyak mobil yang menggunakan pompa air elektrik untuk pompa utamanya. 


Pompa air elektrik ini dikendalikan oleh ECU. Kecepatan putaran pompa tergantung dari beberapa informasi dari sensor.

5. Thermostat.

Komponen ini sering diabaikan dan dibuang.

Kenapa saya tulis diabaikan? 

Karena sebagian mekanik cenderung membuangnya jika ada masalah. Padahal thermostat merupakan komponen penting yang menjaga temperatur kerja mesin

Karena fungsinya adalah membuka dan menutup saluran air agar temperatur kerja mesin terjaga.


Cara kerja thermostat

Ketika panas air pendingin mencapai temperatur kerja, maka wax didalam thermostat akan mencair dan mendorong valve, sehingga thermostat akan membuka dan air akan menuju ke radiator.

Apa thermostat boleh dibuang?

Pada beberapa tipe thermostat, ketika membuka saluran thermostat sekaligus menutup saluran by pass. Istilah kerennya bottom bypass.

Pada model ini, jika dibuang bisa overheat. Karena air yang seharusnya menuju radiator untuk didinginkan, sebagian tetap akan berputar didalam blok melalui saluran by pass.

Jadinya air panas sebagian tidak ikut didinginkan.

Selain itu efeknya pada mesin injeksi bakal lebih boros karena ECM akan memberi bahan bakar lebih kaya ketika temperatur dibawah temperatur kerj.


Jiggle valve

Perlu diketahui juga, pada beberapa thermostat terdapat jiggle valve seperti dibawah yang berfungsi untuk mengerluarkan angin yang terjebak didalam sistem

Jadi ketika kita mengisi air, udara yang didalam mesin akan keluar melalui jiggle valve diatas. Karena angin didalam sistem pendingin itu tidak diperbolehkan.

Thermostat sistem pendinginan mesin

Kedepan kita akan jumpai thermostat yang dilengkapi dengan elektronik. Umumnya pada mobil yang sudah mengaplikasikan sistem map cooling.

6. Kipas Pendingin (Cooling Fan)


Radiator didinginkan oleh udara luar. Ketika mobil berjalan, angin akan melalui kisi-kisi radiator untuk mendinginkannya. Tetapi karena masih kurang, maka di tambahkan cooling fan.

Cooling fan bertujuan untuk menambah pendinginan.

Untuk cooling fan yang berada dibelakang radiator kipas pendinginan menghisap udara dari depan, sedangkan yang di bagian depan akan meniupkan angin ke radiator.

Ketika membongkar dan memasang, jangan pernah terbalik arah putarannya!

Cooling fan ada yang menggunakan tenaga listrik, tetapi ada juga yang menggunakan tenaga mekanis yaitu diputar oleh v-belt. 

Sistem cooling fan yang digerakkan oleh Belt.

Kipas pendingin jenis ini di gerakkan terus menerus oleh putaran mesin melalui belt.

Jadi kecepatan putaran kipas pendingin akan sebanding dengan putaran mesin. Semakin tinggi putaran mesin, putaran kipas juga akan semakin tinggi.

Untuk yang diputar mesin biasanya dilengkapi dengan kopling fluida atau lebih dikenal dengan visco fan.

Jika mobil dilengkapi AC, cooling fan menggunakan kombinasi visco dan extrafan terutama pada mobil dengan mesin horisontal.

Extrafan hanya berputar ketika AC dihidupkan.

Sistem cooling fan yang digerakkan oleh motor listrik.

Cooling fan digerakkan oleh motor listrik. Motor listrik ini diaktifkan oleh sensor temperatur pendingin.

Ketika temperatur naik dan mencapai ketentuan, cooling fan akan menyala.

Pada mobil yang menggunakan AC, kombinasi kipas umumnya ditambahkan extra fan terutama pada mesin yang melintang.

Extra fan berkerja untuk melayani AC mobil yaitu mendinginkan kondensor. Jadi kipas akan menyala ketika AC dinyalakan. 

Akhir-akhir ini saya jumpai ada beberapa mobil menggunakan singgle fan kembali. Tetapi kecepatan putaran kipasnya bisa diatur sesuai kebutuhan

Jika dilihat melalui scanner, putaran kipas ditunjukkan dengan persen (%) karena menggunakan PWM (Pulse Width Modulation)

Contoh pada mobil BMW berikut ini

 Electric fan sistem pendinginan mesin

Jadi ketika AC dinyalakan putaran sekitar 40 % sedangkan ketika temperatur kerja, putaran akan naik sekitar 70 %

7. Belt


Cooling fan umumnya diggerakkan oleh belt bersamaan dengan komponen lain seperti water pump, alternator, pompa power steering, Kompresor AC, dll.

Belt sangat sederhana sekali dalam pemindahan, tidak membutuhkan pelumasan

V-Belt

Disebut V-Belt karena mempunya profil seperti huruf V. Bentukknya seperti itu karena tujuannya untuk menambah efesiensi pemindah tenaga.

Ribbed Belt atau Drive belt

Bentuk belt saat ini kebanyakan bergerigi (V-Ribbed belt). Bentuknya lebih tipis dan mempunyai bentuk v yang disusun seperti rusuk.

Belt bentuk ini lebih efisien dan tahan lama dibanding V-Belt.

E. Kuis sistem pendinginan mesin

Kuis disini ditujukan untuk membantu monta mengingat-ingat yang sudah dibaca.




Salam kunci






Posting Komentar untuk "Sistem Pendinginan Mesin : Membahas 7 Komponen, Fungsi dan Cara Kerjanya secara Teori dan Praktek"

Berlangganan via Email