ANALISIS PIPA-PIPA RADIATOR YANG MEMAKAI PENDINGIN AIR BERALIH KE COOLANT PADA MOBIL TOYOTA AVANZA
Fider Lumbanbatu
Dosen Tetap Program Studi Teknik Mesin Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia
Email : ejurnal@upmi.ac.id
Abstrak
Perkembangan teknologi yang semakain cepat mendorong manusia untuk selalu mempelajari ilmu pengetahuan dan teknologi.Dalam dunia otomotif khususnya pada mobil dikenal berbagai macam sistem yang bekerja. Sistem-sistem tersebut bekerja saling berangkaian antara satu dengan yang lainnya, sehingga apabila salah satu dari sistem tersebut mengalami kerusakan, maka mobil akan mengalami kerusakan. Sistem pendingin pada mobil berfungsi untuk menurunkan temperatur pada mesin yang terjadi dari peroses pembakaran. Proses pembakaran selanjutnya akan menghasilkan tenaga mekanis yang kemudian akan menggerakkan mesin. Akibat dari proses pembakaran adalah adanya panas yang apa bila tidak didinginkan akan merusak komponen dari mesin itu sendiri.
Keyword : Sistem Pendingin, Otomotif PENDAHULUAN
Sistem pendingin (coling system) adalah suatu rangkain untuk mengatasi terjadinya over
heating pada mesin agar mesin tetap bekerja secara optimal (Daryanto, 1990 : 1). Hasil
pembakaran pada motor bakar yang menjadi tenaga mekanis hanya sekitar 40%, sedangkan sisanya 60% hilang.sebagaian panas keluar menjadi gas bekas sisa pembakara dan sebagian lagi hilang melalui proses pendinginan (Toyota Astra Motor, 1995 : 35). Adapun energi panas yang terbuang melalui emisi gas buang sebesar 36% hilang akibat adanya gesekan dan memanaskan minyak pelumas sebesar 7% dan sisanya sekitar 33% hilang diserap oleh pendingin (Northop, RS, 1997 : 149). Oleh karena itu, walaupun sistem pendinginan dikatakan sebagai kerugian di satu sisi, yaitu menurunkan efisiensi yang dihasilkan oleh mesin, namun di sisi lain tetap dibutuhkan untuk mempertahankan mesin itu sendiri agar tetap dapat bekerja secara optimal dan tahan lama.
Apabila sebagian panas yang dihasilkan dari pembakaran tadi akan mengalami kenaikan temperatur yang berlebihan dan cenderung merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut (Toyota Astra Motor, 1999 : 35). Maka akan menurunkan performa (daya) mesin tersebut. Berdasarkan hal tersebut, maka pada mobil diperlukan sistem pendingin yang berfungsi
untuk menurunkan temperatur yang berlebihan pada mesin, karena mesin dapat menghasilkan efesiensi kerja yang baik pada temperatur mesin sekitar 800OC sampai dengan 850OC (Northop, RS, 1997 : 151). Komponen-komponen pada sistem pendinginan mesin lama kelamaan akan mengalami kerusakan atau keausan, komponen-komponen tersebut antara lain pompa air, thermostat, radiator,slang bypas dan kipas pendingin radiator.
Berdasarkan dari proyek akhir dalam pembuatan engine stand dan untuk mempelajari lebih mendalam tentang sistem pendingin dan kerusakan-kerusakan yang sering terjadi pada mesin Toyota avanza, maka penulis mengambil judul “Analisis ketahanan Pipa-pipa Sarang Radiator Aluminium Yang Memakai Cairan Pendingin Air Lalu Beralih Kecairan Coolant Dan Perbedaan Mobil Yang Selalu Memakai Cairan Coolant Dalam Ketahanan Radiator Berjangka Pada Mobil Toyota Avanza”
METODE PENELITIAN
Tempat untuk melakukan survei lapangan di bengkel. Waktu untuk melakukan survey selama 1 minggu. Sebelum melakukan penelitian ini perlu dipersiapkan beberapa hal pada peralatan, maupun matrial yang digunakan. Peralatan dan matrial yang digunakan antara lain: 1. Satu mobil Toyota avanza dalam keadan baik dan masih dalam keadan dingin.
2. Satu botol Coolant yang khusus untuk radiator avanza sebanyak 4.5 Liter. 3. Satu botol Air mineral sebanyak 4.5 Liter.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh penggunaan Coolant terhadap temperatur radiator Avanza
untuk mengetahui pengaruh penggunaan coolant sebagai cairan pengisi radiator terhadap temperatur yang dihasilkan oleh radiator pada putaran yang divariasikan (2000 rpm, 4000 rpm dan 6000 rpm dengan pengulangan sebanyak 3 kali. Data yang diperoleh dari hasil penelitian dapat dimasukan dalam tabel.Adapun yang masuk dalam tabel adalah temperatur perolehan untuk masing masing zat cair yang dimasukkan dengan memperhatikan putaran yang ditetapkan oleh peneliti yang diaturkan pada alat pengatur putaran mobil avanza.
Pengujian dilakukan dengan melakukan pengisian zat cair yang ditentukan sebagai isi radiator dan menyalakan sesuai waktu yang ditentukan.Selanjutnya menghentikan kendaraan dan melakukan pengukuran temperatur yang dihasilkan.
1. Pengujian pada putaran 2000 rpm
Pada putaran mesin avanza 2000 rpm dengan dengan radiator berisikan coolant sebagai pendingin di ujikan selama 5 menit. Mobil avanza diyalakan dan diatur putarannya konstan pada 2000 rpm. Pengujian tersebut memberikan data hasil pengujian pertama temperatur sebesar 830, sementara pengujian kedua diperoleh data sebesar 870 dan pengujian ke-tiga sebesar 850.Rata –rata temperatur yang dihasilkan dengan melakukan 3 kali pengulangan sebesar 850.
2. Pengujian pada putaran 4000 rpm
Pada putaran mesin avanza 4000 rpm dengan radiator berisikan coolant sebagai pendingin di ujikan selama 5 menit. Mobil avanza diyalakan dan diatur putarannya konstan pada 4000 rpm.Pengujian tersebut memberikan data hasil pengujian pertama temperatur sebesar 940, sementara pengujian kedua diperoleh data sebesar 960 dan pengujian ke-tiga sebesar 970. Rata –rata temperatur yang dihasilkan dengan melakukan 3 kali pengulangan sebesar 95,6660.
3. Pengujian pada putaran 6000 rpm
Pada putaran mesin avanza 6000 rpm dengan radiator berisikan coolant sebagai pendingin. Mobil avanza diyalakan dan diatur putarannya konstan pada 6000 rpm di ujikan selama 5 menit.Pengujian tersebut memberikan data hasil pengujian pertama temperatur sebesar 1020, sementara pengujian kedua diperoleh data sebesar 1040 dan pengujian ke-tiga sebesar 980. Rata –rata temperatur yang dihasilkan dengan melakukan 3 kali pengulangan sebesar 101,3330.
Berdasarkan hasil pengujian temperatur radiator dengan menggunakan coolant sebagai bahan pendingin pada 3 variasi putaran (2000 rpm, 4000 rpm dan 6000 rpm) dengan dilakukan pengulangan 3 kali setiap putaran yang diujikan. Pengulangan yang dilakukan peneliti dilakukan untuk memperoleh hasil akurat melalui rata-rata pengulangan. Berikut hasil hasil akulasi pengukuran temperatur :
Tabel 1.
Hasil pengujian Temperatur radiator berbahan coolant Putaran (rpm) Ulangan Temperatur ( 0 C) Rata-rata ( 0 C)
2000 2 87 3 85 4000 1 94 95,666 2 96 3 97 6000 1 102 101,333 2 104 3 98
Sumber : Hasil Analisa Data
Hasil akumulasi pengujian temperatur radiator dengan menggunakan coolant pada mobil avanza dengan putaran yang divariasikan di gambarkan oleh grafik berikut:
Gambar 1 Temperatur radiator avanza dengan menggunakan coolant
Berdasarkan gambar diatas menunjukkan bahwa terjadi kenaikan temperatur radiator pada pengujian masing-masing putaran. Kenaikan yang signifikan bahwa semakin tinggi putaran mesin otomatis temperatur mesin akan semakin tinggi. Untuk Meminimalisir kegagalan mesin di sebabkan temperatur yang tinggi menjadi kebutuhan dalam rangka menstabilkan temperatur. Coolant menunjukkan bahwa temperatur mobil pada masing-masing putaran berturut-turut yaitu 2000 rpm (850), 4000 rpm (95,6660) dan putaran 6000 rpm (101,3330).
Radiator dengan Coolant
Semakin bertambah penggunaan kendaraan tanpa diimbangi dengan penambahan jalan tentu menyebabkan kemacetan, sehingga temperatur ruangan pada kendaraan menjadi panas.
105 100
Putaran vs Temperatur (
C)
0
Rata-rata… 95 90 85 80 75 2000 4000 Putaran (rpm) 6000 Te m p e ra tu rSelain itu, adanya radiasi matahari yang dipancarkan menuju ke permukaan kendaraan juga menyebabkan temperatur ruangan pada kendaraan menjadi panas.Untuk mengatasi masalah tersebut, maka diperlukan sistem pendingin pada ruangan kendaraan untuk pengondisian udara (Air Conditioning) yang disebut Air Conditioner.Dengan pengoperasian Air Conditioner menyebabkan kerja mesinmeningkat dan menghasilkan kalor yang tinggi, karena mesin mendapat pembebanan dari kompresor yang dihubungkan oleh sabuk (belt) dari putaran mesin, maka diperlukan salah satu alat penukar kalor yang disebut radiator.
Radiator merupakan sistem pendingin air yang terdapat pada mesin pembakaran dalam
(Internal Combustion Engine) yang berfungsi sebagai alat penukar panas dengan tipe aliran
melintang (Cross Flow).Panas yang diserap akibat dari pembakaran pada ruang bakar menyebabkan kenaikan temperatur pada mesin. Kondisi tersebut mengakibatkan fluida kerja yang berada didalam water jacket mengalami kenaikan temperatur (menjadi panas). Fluida panas tersebut kemudian disirkulasikan oleh pompa (water pump) menuju radiator. Posisi penempatan radiator pada kendaraan juga menjadi pertimbangan penting guna mendapatkan laju pembuangan panas radiator yang lebih baik.
Dengan berkembangnya industry otomotive maka ditemukan zat additive yang ditambah kedalam fluida kerja radiator yang disebut Radiator Coolant (RC). Penambahan Radiator Coolant pada radiator dapat meningkatkan laju pembuangan panas pada radiator, serta mencegah terkorosinya komponen sistem pendinginan disamping itu juga dapat mencegah tersumbatnya pipa-pipa kapiler pada radiator sehingga radiator dapat bekerja dengan baik. Kenyataan dalam aplikasi putaran mesin bervariasi sehingga menimbulkan panas yang berbeda-beda pada mesin. Sehingga pembuangan panas yang terjadi pada radiator harus sesuai dengan kenaikan maupun penurunan panas pada mesin agar temperatur mesin terjaga pada kondisi aman.
Dari penelitian yang sudah dilakukan oleh (Ide Sandika, 2004) dimana penelitian hanya pada kondisi idling menggunakan fluida campuran air dan 20 % Radiator Coolant fungsi waktu dan sebagai pembanding adalah pengujian menggunakan fluida air tanpa campuran masing- masing diuji selama satu jam. Sebagai hasil didapatkan bahwa pada kondisi putaran mesin yang sama yaitu (Idling) laju pembuangan panas rata-rata dihasilkan pada saat menggunakan fluida campuran lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan fluida air tanpa campuran. Penelitian juga dilakukan oleh (Diva Sadri Made, 2007) dengan variasi campuran radiator coolant maksimum 50% dan air sebagai fluida radiator pada putaran mesin konstan. Pada penelitian ini
didapatkan hasil bahwa semakin tinggi persentase Radiator Coolant pada campuran fluida maka laju pembuangan panas mesin meningkat.
Radiator coolant yang baik bukan hanya menjaga suhu kerja ideal pada mesin tapi juga mencegah timbulnya karat pada internal sistem pendingin mesin. Saat ini cukup banyak radiator coolant yang beredar di pasaran, apalagi saat ini banyak merek baru yang harganya cukup murah. Pengetesan beberapa merek produk tersebut yang beredar di pasaran, berdasarkan dua parameter yaitu kandungan konsentrat Propylene dan Harga Air coolant yang baik konsentratnya berada di angka -20 sampai -50, semakin tinggi angka minusnya, semakin baik dan untuk menilai kandungan konsentrat digunakanlah alat refractometer. Sebagai perbandingan, air murni biasa kandungan konsentratnya berada pada angka 0 (Nol). Berdasarkan pengujian yang dilakukan, Prestone radiator coolant berada pada hasil teratas dengan nilai konsentrat Propylene yang tertinggi.
Fluida kerja pendingin (Radiator Coolant) adalah fluida kerja yang berfungsi sebagai pendingin mesin dan juga dapat mempunyai kecenderungan mengangkat kotoran dan karat dari tempat penumpukannya, sehingga selain sebagai media pendingin juga dapat mencegah terjadinya korosi dan penumpuhkan kotoran yang dapat menghambat atau menyumbat saluran yang ada pada kisi-kisi radiator. Fluida kerja yang menggunakan air biasa akan menimbulkan korosi dan atau menimbulkan kerak kapur, sehingga setelah menggunakan air dan di ganti dengan fluida pendingin (coolant) justru tersumbat, karena kotorannya menyumbat pipa kapiler pada radiator atau water jacket. Selain itu rontoknya karat-karat dapat membuat lubang antara jalur air dengan jalur oli, yang mengakibatkan, air dan oli akan tercampur pada mesin mobil. Adapun tanda oli dan air bercampur pada mesin bisa terlihat ketika memeriksa dipstick oli, saat dibuka dengan lap bersih (berwarna putih) akan terlihat warna seperti kopi susu.
Mobil yang awalnya menggunakan air biasa dan ingin mengganti menggunakan coolant, pastikan sistem pendingin mobil dalam kondisi ideal. Indikatornya yang digunakan adalah cairan pendingin yang ada pada reservoir diperiksa, kalau cairannya bening, berarti masih aman buat dituang coolant, karena belum atau tidak terjadi korosi pada saluran pendingin. Adapun jika sudah ada kecenderungan warna cokelat, sebaiknya dilakukan treatment dulu, seperti servis
radiator untuk menghilangkan penumpukan kerak di pipa kapiler dan cover atas dan
bawahnya.Selanjutnya jika sudah yakin radiator masih bagus (jajaran pipa tampak bersih saat dilihat dari tutup radiator), sebaiknya sistem pendingin dikuras total. Pembilasan dianggap
bersih jika air yang keluar dari slang atas benar-benar bening seperti air yang dimasukkan dari slang bawah. Itu pertanda jika kotoran benar-benar terbilas habis. Setelah perlakuan ini, radiator baru bersih dan siap di tuang radiator coolant. Mengenai jenis coolant yang banyak ragamnya, harus lebih bijak dalam memilihnya. Usahakan untuk memilih yang mempunyai “PH netral”, yaitu dengan mengukurnya menggunakan PH meter atau dapat juga dilihat dari harga, dan yang bagus memang agak mahal karena proses penyulingan air yang dipakai bagus.
KESIMPULAN
1. putaran 2000 rpm temperatur radiator dengan menggunakan air biasa memiliki rata-rata temperatur 101,660 C. Sedangkan temperatur radiator Mesin Avanza menggunakan colant sebagai cairan pendingin memiliki rata-rata temperatur 850C.
2. putaran 4000 rpm temperatur radiator dengan menggunakan air biasa memiliki rata-rata temperatur 114,6660 C. Sedangkan temperatur radiator Mesin Avanza menggunakan colant sebagai cairan pendingin memiliki rata-rata temperatur 95,6660 C
3. putaran 6000 rpm temperatur radiator dengan menggunakan air biasa memiliki rata-rata temperatur 121,3330 C. Sedangkan temperatur radiator Mesin Avanza menggunakan colant sebagai cairan pendingin memiliki rata-rata temperatur 101,3330 C
4. Perbandingan temperatur pada putaran yang samayaitu 2000 rpm menunjukkan adanya selisih temperatur sebesar 16,660 C.
5. Perbandingan temperatur pada putaran yang samayaitu 4000 rpm menunjukkan adanya selisih temperatur sebesar 90 C.
6. Perbandingan temperatur pada putaran yang samayaitu 6000 rpm menunjukkan adanya selisih temperatur sebesar 100 C.
SARAN
1. Pengecekan air /coolant secara rutin atau berkala terhadap radiator tersebut. 2. Menjaga kualitas dan kapasitas air.
3. Penambahan water coolant sesuai volume atau kapasitas radiator Toyota avanza.
4. Pemeriksaan thermostat, water pump, selang dan klem, tutup radiator, kipas, water jacket, belt/ sabuk.
6. Pengecekan radiator yang rembes/ kebocoran radiator.
7. Pemeriksaan prubahan warna air dan warna coolant yang layak dipakai.
8. Bagi sipengendara harus lebih jeli dalam memilih cairan pendingin terhadap radiator tersebut, apabila sipengendara memakai cairan berupa air sipengendara harus lebih extra perawatan/ servis berkala terhadap radiator paling lama jangka servis radiator maksimal 1 tahun dan jika sipengendara memakai water coolant maksimal jangka servis 2 tahun dan bisa dilihat perubahan warna coolant yang kecoklat-coklatan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1995. “New Step I Training Manual”. Jakarta : PT. Toyota Astra Motor. Anonim, 1996. “new step II Training Manual”. Jakarta : PT. Toyota Astra Motor. Daryanto, 1999. Teknik Pemeliharaan Mobil. Jakarta : PT. Bumi Aksara
Daryanto, 1999. pengetahuan komponen mobil. Jakarta : PT. Bumi Aksara
Fandi Ahmad, I Made Arsana. 2014. perencanaan sistem aliran fluida pada rancang bangun alat penguji kapasitas radiator. Surabaya. Jurnal Teknik Mesin. Vol.2, No.1:48-54
Frank Kreith dan Arko Prijono, 1991:4. dasar – dasar perpindahan panas.
Holman, J.P. 1994. perpindahan kalor edisi keenam. alih bahasa E. Jasjfi.Jakarta:Erlangga Incropera, Frank P. And Dewitt, David P. 1996. fundamental of heat and mass transfer. fourt
edition. Amerika : School of Mechanical Engineering Purdue University.
Kreith, Frank dan Prijono, A. 1986. prinsip-prinsip perpindahan panas edisi ketiga .Jakarta: Erlangga..
Zuhdi Ma’sum, Made Arsana, Fathrurrahman Malik, Wahyudi Priyono, Ali Althway. 2012. Analisa Perpindahan Panas Dengan Konveksi Bebas dan Radiasi Pada Penukar Panas Jenis Pipa dan Kawat. Surabaya. Jurnal Teknik Kimia. Vol.7, No.1:1-7
Putra, F, Dhony., 2014. Spesifikasi All New Avanza Tipe(online),http://www.nasmocokarangjati.com/2015/05/spesifikasi-all-new-avanza-tipe- 15-g.html, Diakses 9 oktober 2018
Royen, Abi., 2015. Proses Sistem Instrumentasi, Pengertian Prinsip, Fungsi, Jenis(online),
http://abi-blog.com/proses-sistem-instrumentasi/feed/, Diakses 8 oktober 2018
Anonim, 2016, Sistem Pendinginan, https://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_pendinginan, diakses 6 oktober 2017
Anonim, 2016, Pilih- pilih Jenis radiator Coolant Terbaik untuk Mobil Anda(online),
http://www.doktermobil.net/pilih-pilih-jenis-radiator-coolant-terbaik-untuk-mobil-anda/, diakses 7 oktober 2017.
