Sistem Pendingin Pada Motor Diesel dan Macam Macam Pendingin Diesel Engine Sistem Pendingin Pada Motor Diesel dan Macam Macam Pendingin Diesel Engine Sistem pendingin engine bertanggung jawab untuk menjaga suhu engine agar selalu berada pada suhu operasi. Hal itu diperlukan karena engine akan beroperasi optimum pada suhu operasinya. Sistem pendingin mensirkulasikan cairan pendingin ke seluruh engine untuk membuang panas yang timbul akibat pembakaran dan gesekan. Ia menggunakan dasar pemindahan panas. Panas selalu pindah dari sumber panas yang satu (1) ke sumber panas yang lebih dingin (2). Sumber panas dan sasaran panas dapat berupa logam, cairan atau udara. Apabila perbedaan suhu tersebut semakin jauh maka makin banyak panas akan berpindah Macam-Macam Sistem Pendinginan Pada umumnya di kapal-kapal perikanan ada dua cara untuk mendinginkan mesin utama maupun motor bantunya, yaitu dengan menggunakan sistem pendinginan secara langsung (terbuka) dan sistem pendinginan secara tidak langsung (tertutup). 1. Sistem Pendinginan Langsung (Terbuka) Sistem pendinginan langsung adalah sistem pendinginan yang menggunakan satu media pendingin saja yakni dengan media pendingin air laut. Proses pendinginannya dengan cara air laut diambil dari katup kingstone melalui filter dengan pompa air laut, kemudian air laut disirkulasikan ke seluruh bagian-bagian mesin yang membutuhkan pendinginan melalui pendingin minyak pelumas dan pendingin udara untuk mendinginkan kepala silinder, dinding silinder dan katup pelepas gas kemudian air laut dibuang keluar kapal. Berikut ini dapat dilihat skema gambar dari sistem pendinginan secara langsung (tertutup). Pada gambar 1 adalah sebagai berikut : Gambar 1. Sistem pendinginan langsung (terbuka) Keterangan : 1. 2. 3. 4. 5. Saringanlaut (sea chest) Katup / valve Saringan Pompa Katup pengaman 6. Tangki pendingin 7. Thermometer 8. Mesin induk 9. Pipa buang Bila ditinjau dari segi konstruksi sistem pendinginan langsung mempunyai keuntungan yaitu lebih sederhana dan daya yang diperlukan untuk sirkulasi air lebih kecil dibandingkan dengan sistem pendinginan tidak langsung. Selain itu dapat menghemat pemakaian peralatan, karena pada sistem ini tidak memerlukan tangki air dan tidak memerlukan banyak pompa untuk mensirkulasikan air pendingin. Adapun kerugian dari sistem pendinginan langsung ini adalah pada instalasi perpipaannya mudah sekali terjadi pengerakan (karat) karena air laut ini bersifat korosif serta air pendingin sangat terpengaruh dengan temperatur air laut. 2. Sistem Pendinginan Tidak Langsung (tertutup) Sistem pendinginan tidak langsung menggunakan dua media pendingin, yang digunakan adalah air tawar dan air laut. Air tawar dipergunakan untuk mendinginkan bagian-bagian motor, sedangkan air laut digunakan untuk mendinginkan air tawar, setelah itu air laut langsung dibuang keluar kapal dan air tawar bersirkulasi dalam siklus tertutup. Sistem pendinginan ini mempunyai efisiensi yang lebih tinggi dan dapat mendinginkan bagianbagian motor secara merata. Gambar 2. Sistem pendinginan tidak langsung (tertutup) Keterangan A. B. C. D. E. F. G. H. Bak persediaanair tawar Bejana pendingin Pompa untuk air tawar Pompa untuk air laut Saringan-saringan Saluran buang air untuk laut Saluran pemasuk untuk permukaan air yang rendah Saluran pemasuk untukpermukaan air yang tinggi / keruh Sistem pendinginan tidak langsung ini memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada sistem pendinginan langsung dan dapat mendinginkan secara merata. Keuntungan lain yang didapat dari sistem pendingin ini adalah kecilnya resiko terjadinya karat. Kerugian sistem pendinginan tidak langsung adalah terlalu banyak menggunakan ruangan untuk penempatan alat-alat utamanya, sehingga konstruksi menjadi rumit. Daya yang dipergunakan untuk mensirkulasikan air pendingin lebih besar, karena sistem ini menggunakan banyak pompa sirkulasi. Macam-Macam Media Pendinginan Pada sistem pendinginan motor dapat dilakukan dengan beberapa media pendingin, yaitu dengan media pendingin air, udara dan minyak Media Pendingin Air Air merupakan media pendingin yang baik karena air dapat mengambil 1 kkal pada tiap kg dan tiap derajat celcius. Sedangkan volume dari 1 kg air hanya 1 dm³. a. Media pendingin air tawar Media pendingin dengan menggunakan air tawar ini digunakan pada sistem pendinginan tak langsung. Proses pendinginannya dilakukan dengan proses pendinginan air tawar terlebih dahulu yang terletak di tangki penampung air tawar dengan menggunakan air laut. Setelah temperatur air tawar pada tangki penampung menurun selanjutnya air tawar disirkulasikan ke bagian-bagian mesin yang memerlukan pendinginan, terutama ke bagian yang bergerak yang memiliki resiko kerusakan besar. Untuk menjaga agar proses pendinginan pada motor dapat berjalan dengan lancar maka perlu diperhatikan sirkulasi pendinginan tersebut. Biasanya akan terdapat karat yang terjadi akibat dari endapan-endapan mineral yan terkandung di dalam air. Apabila ini dibiarkan terusmenerus, maka seiring berjalannya waktu maka karat tersebut akan menyebabkan tersumbatnya sirkulasi air pendingin. b. Media pendingin air laut Media pendingin dengan menggunakan air laut ini digunakan pada sistem pendinginan secara langsung (terbuka). Proses pendinginannya dengan mensirkulasikan air laut secara langsung ke bagian-bagian mesin yang memerlukan pendinginan. Pada sistem pendinginan jenis ini diperlukan bahan pencegah pembentukan korosi terutama pada bagian di dalam blok silinder yang sering disebut zinc anode. 2. Media Pendingin Udara Udara adalah bahan pendingin yang buruk karena dalam 1 kg udara atau kira-kira 0,77 m³ udara hanya dapat menerima 1 kJ tiap derajat Celcius. Panas jenis udara ± 1 kJ / kg derajat celcius. Oleh karena itu bahan pendingin ini hanya dapat dipergunakan jika : Udara tersedia dalam jumlah yang besar. Jumlah panas yang harus dikeluarkan adalah terbatas, seperti pada motor yang kecil. Pada umumnya semua motor dengan pendinginan udara, silinder-silindernya dilengkapi dengan rusuk-rusuk pendingin. Rusuk-rusuk pendingin ini memperbesar luas permukaan yang dapat menyerahkan panas kepada udara pendingin. 3. Media Pendingin Minyak Minyak lumas juga dapat dipakai sebagai pendingin, akan tetapi minyak tersebut hanya dapat mengambil 0,4 kkal pada tiap kg dan tiap derajat celcius. Sehingga kita harus menyediakan minyak yang cukup banyak agar dapat mengeluarkan panas yang besarnya sama dengan media pendingin air. Pada motor diesel, penggunaan minyak lumas hanya untuk melumasi bagian yang bergesekan seperti gesekan pada torak, poros engkol, bantalan, dan lain-lain. Bila ditinjau dari segi penyerapan panas, maka media pendingin minyak lumas memiliki lebih kecil dan rendah dibanding media pendingin air. Minyak pelumas digunakan sebagai media pendinginan permukaan yang panas dengan cara disemprotkan atau dialirkan pada bagian tersebut. Selain itu juga dapat digunakan untuk melumasi bagian-bagian yang saling bergesekan agar tidak cepat aus. Bagian-Bagian Sistem Pendingin Komponen-komponen dasar sistem pendingin adalah (1) water pump, (2) oil cooler, (3) lubang-lubang pada engine block dan cylinder head, (4) temperature regulator dan rumahnya, (5) radiator, (6) radiator cap, dan (7) hose serta pipa-pipa penghubung. Tambahan kipas, umumnya digerakkan oleh tali kipas terletak dekat radiator berguna untuk menambah aliran udara sehingga pemindahan panas lebih baik. Water pump: Water pump terdiri dari sebuah impeller dengan kipas-kipas berbentuk kurva di dalam rumah water pump tersebut. Bila impeller berputar, baling-baling kurva mengalirkan air keluar rumah water pump. Water pump: Oil cooler (pendingin oli): Dari saluran keluar water pump, cairan pendingin mengalir ke oil cooler. Oil cooler terdiri dari satu set tabung dalam rumahnya. Pada contoh ini cairan pendingin mengalir melalui tabung-tabung membuang panas oli yang ada di sekeliling tabung. Oil cooler membuang panas dari oli pelumas sehingga sifat-sifat dan konsentrasi oli tetap terpelihara. Oil cooler (pendingin oli): After Cooler: Dari oil cooler, cairan pendingin mengalir ke engine block atau ke after cooler untuk engine yang dilengkapi turbocharger. Beberapa engine yang menggunakan turbocharger juga menggunakan jacket water pump aftercooler sehingga cairan pendingin mengalir ke sana. After cooler membuang panas dari udara yang masuk. Pada jacket water after cooler sistem pendingin membuang panas dari udara. Konstruksi aftercooler seperti radiator dengan tabung-tabung dan sirip-sirip. Udara panas yang ditekan oleh turbo melewati sirip-sirip dan memindahkan panas ke air pendingin di dalam tabung. After Cooler: Dari oil cooler Water Jacket: Dari aftercooler, air pendingin mengalir ke engine block dan di sekitar cylinder liner. Membuang panas yang tidak berguna dari piston, ring dan liner. Rongga-rongga tempat air tersebut disebut water jacket. Water Jacket: Dari aftercooler, Cylinder head: Air pendingin bergerak dari lubang-ubang pada engine block menuju cylinder head, mengambil panas dari valve seat dan valve guide. Regulator housing/rumah regulator: Apabila air pendingin meninggalkan cylinder head, air pendingin masuk ke thermostat atau regulator housing. Pengatur suhu (temperature regulator) dipasang di dalam rumah regulator. Pengatur suhu/temperatur regulator: Temperature regulator bekerja seperti polisi jalan raya pada sistem pendingin. Regulator bekerja untuk menjaga suhu kerja engine. Kadang-kadang regulator mengalirkan air pendingin melalui radiator, kadang-kadang ke pipa bypass untuk kembali ke pompa air (water pump). Bila engine dingin, regulator menutup. Air pendingin mengalir kembali ke water pump, tidak melalui radiator, tetapi melalui pipa bypass. Ini akan membantu mempercepat memanaskan engine. Bila engine mulai panas, suhu air pendingin mulai naik sampai mencapai suhu pembukaan radiator. Bila regulator membuka lebih lebar dan lebih banyak lagi air yang menuju radiator. Pengatur suhu/temperatur regulator: Radiator: Bila regulator membuka, air pendingin mengalir melalui pipa-pipa atau slang-slang ke bagian atas radiator yang telah mengambil panas engine. Di dalam radiator situasinya dibalik. Air pendingin melepaskan panas ke atmosfir. Di dalam radiator air pendingin mengalir dari atas ke bawah. Tabung dan sirip-sirip bekerja sama membuang panas. Radiator umumnya dipasang dimana udara paling banyak dan pembuangan panas paling baik. Tutup radiator air di dalam radiator bertekanan. Tutup radiator akan menentukan berapa besar tekanan sistem pendingin selama engine bekerja. Sistem pendingin yang bertekanan membantu mencegah air radiator mendidih pada tempat operasi yang lebih tinggi. Bila anda berada pada permukaan yang lebih tinggi, titik didih akan turun. Bila sistem pendingin tidak bertekanan, maka air pendingin cepat mendidih sehingga mempercepat kerusakan engine. Radiator Fan ( Kipas ) Pemindahan panas melalui radiator adalah dengan bantuan kipas-kipas menambah aliran udara melewati tabung dan sirip radiator. Ada 2 tipe kipas, hisap (suction) dan tiup (blower), kipas hisap (1) menarik udara melalui radiator dan kipas tiup (2) menekan udara melalui radiator. Beberapa engine menggunakan tali kipas untuk mengerakkan kipas, pompa air atau komponen lainnya. Bila tali kipas terlalu kendor, kecepatan putar kipas turun, Ini akan mengurangi aliran udara melewati radiator dan akan menurunkan kemampuan sistem pendingin. Fan ( Kipas ) Variasi Pada Sistem Pendingin Sistem pendingin selalu dimodifikasi agar cocok dengan pemakaian engine. Di sini anda akan mempelajari perbedaan-perbedaan sistem pendingin. Gas buang yang didinginkan oleh air/water cooled exhaust.Saluran gas buang yang didinginkan oleh air kadang-kadang ditambahkan pada sistem pendingin untuk mendinginkan gas buang yang keluar. Pada engine kapal gas buang yang didinginkan tidak memanaskan ruang mesin. Pada saluran gas buang yang didinginkan, air pendingin mengalir di sekitar lubang-lubang saluran gas buang. Elemen kondisioner air pendingin/coolant conditioner element. Pilihan lain pada sistem pendingin adalah menggunakan elemen kondisioner air pendingin bila perlu. Elemen kondisioner air pendingin mengalir bersama air pendingin. Anti karat terdapat di dalamnya. Karat tersebut larut di dalam sistem pendingin selama engine bekerja. Truck jalan raya/on highway truck. Pada on highway truck perubahan engine speed selalu terjadi. Karena pompa air digerakkan oleh roda gigi, berarti aliran air pendingin juga berubah. Sistem pendingin dimodifikasi untuk menyesuaikan keadaan ini. Disamping pompa air, oil cooler, lubang-lubang air pendingin, regulator suhu, radiator dan tutupnya, kipas, pipa-pipa dan slang pada truck ada tambahan pipa yang dipasang pararel (shuntline) yang menghubungkan bagian atas radiator dengan pompa air. Pipa yang dipasang pararel ini mencegah kerusakan pompa air. Truck jalan raya/on highway truck. Shunt line/pipa pararel. Bila kecepatan truck berubah, kecepatan pompa air juga berubah, namun demikian aliran air pendingin tidak terlalu cepat berubah sehingga terdapat perbedaan tekanan dipompa air. Shunt line menyediakan air yang cukup ke saluran masuk pompa air untuk menjaga tekanan dan mencegah air mendidih. Air pendingin pada saluran masuk pompa dapat mendidih karena turunnya tekanan. Pada saluran keluar pompa tekanan tersimpan. Tekanan ini akan menimbulkan gelembung udara. Pecahnya gelembung udara akan menyebabkan erosi pada pompa air. Sistem pendingin engine kapal. Ada beberapa keunikan pada komponenkomponen sistem pendingin pada engine kapal sebab panas engine dialirkan ke air ketimbang ke udara. Engine kapal menggunakan heat exchanger atau keel cooler. Dasar aliran air pendinginnya sama dengan engine lainnya. Heat exchanger atau keel cooler berfungsi menggantikan radiator. Sistem keel cooler Komponen-komponen keel cooler ini sama dengan yang konvensional. Ada pompa air (water pump), lubang aliran air, expansion tank tempat dimana dipasang pengatur suhu (temperature regulator). Air pendingin mengalir melalui keel cooler. Keel cooler adalah tabung-tabung yang dililitkan atau dilas ke lambung kapal. Air mengalir dari expansion tank (1) ke pompa air (water pump) (2) terus mengalir ke engine dan keel cooler (3) dimana air laut mendinginkan air pendingin. Sistem keel cooler Heat exchanger Sistem pendingin ini terdiri dari pompa air (water pump), lubang-lubang aliran air, saluran gas buang yang didinginkan oleh air (water cooled exhaust manifold), expansion tank tempat dimana dipasang pengatur suhu (temperature regulator). Air laut yang mendinginkan air pendingin juga mempunyai pompa, pipa-pipa dan slang-slang tersendiri. Pada dasarnya heat exchanger berbentuk kotak di dalamnya diisi tabung-tabung air pendingin mengalir di dalam tabung yang dikelilingi air laut. Air laut menyerap panas yang terdapat pada air pendingin. Heat exchanger Zinc Rod (batang seng) Zinc rod dipasang pada engine kapal untuk mengurangi karat. Seng lebih rentan pada karat dari pada logam lain di sistem pendingin. Bila seng dilalui air laut, seng tersebut lebih cepat berkarat. Proses berkarat karena air laut ini disebut korosi galvanic. Batang seng disebut “Anoda yang berkorban” sebab dia dirancang untuk berkarat dari pada benda lain. Batang seng harus selalu diperiksa dan diganti bila perlu.
