BAB I PENDAHULUAN A.
Latar Belakang Masalah
Teknologi otomotif di dunia semakin berkembang dari tahun ke tahun, ha l ini menjadi tantangan tantangan bagi bangsa Indonesia untuk lebih kreatif kreatif dan membuat inovasi pengetahuan pengetahuan dan keterampilan untuk mensukseskan pembangunan nasional. Peranan teknologi otomotif sangat penting bagi masyarakat Indonesia karena hampir semua masyarakat Indonesia bergantung kepada motor sebagai alat transportasi. Mesin dapat bekerja secara maksimal apabila semua sistem dapat bekerja dengan baik baik,, sist sistem em-s -sis iste tem m ters terseb ebut ut adal adalah ah sist sistem em peng pengap apia ian, n, sist sistem em baha bahan n baka bakar, r, sist sistem em pendingin pendinginan, an, sistem sistem pelumasan. pelumasan. Apabila salah satu sistem rusak atau tidak berfungsi, berfungsi, maka kerja mesin tersebut akan terganggu. Minyak pelumas merupakan salah satu komponen penting dalam sistem pelumasan yang memiliki fungsi melapisi bagian-bagian mesin untuk melindungi komponen-komponen logam logam yang yang berges bergeseka ekan; n; sebaga sebagaii pelapi pelapiss anti anti karat; karat; sebaga sebagaii pember pembersih sih karena karena minyak minyak pelumas melarutkan serbuk gram yang terbentuk karena komponen-komponen yang saling berg berges esek ekan an ;seb ;sebag agai ai pend pendin ingi gin n deng dengan an mered mereduk uksi si pana panass yang yang terja terjadi di akib akibat at pros proses es pembakaran dan akibat gesekan antar komponen dalam mesin. Minyak pelumas yang beredar di pasaran berkode Multi Grade SAE 20W-50 yang artinya memiliki kekentalan yang berbeda saat temperaturnya berubah. Saat temperatur 20⁰C, minyak pelumas tersebut memiliki kekentalan yang sama dengan minyak pelumas SAE 20, dan kekentalannya akan sama dengan minyak pelumas SAE 50 pada temperature 100 ⁰C. Semaki Semakin n besar besar angka angka dibela dibelakan kang g kode kode huruf, huruf, maka maka kekent kekentala alanny nnyaa juga juga akan akan bertambah, dan apabila temperature minyak pelumas melebihi 100 ⁰C maka minyak pelumas semakin kental sehingga celah-celah sempit pada komponen mesin tidak dapat terjangkau pelumas, komponen semakin cepat aus. Temperatur minyak pelumas pada mesin mencapai 90⁰C-110⁰C (Khovach, 1997:548) yang diakibatkan gesekan antar komponen dalam mesin serta pengaruh panas mesin, sedangkan temperature yang diharapkan antara 80 ⁰C-90⁰C. Untuk mempertahankan mempertahankan temperature temperature minyak minyak pelumas pelumas dalam rentang temperature temperature yang diharapkan, maka penulis mencoba mempelajari sekaligus merencanakan penstabilan
temperature mesin dengan menggunakan minyak pelumas pada kijang 4K. Penulis memilih tipe mobil ini karena mobil tipe Toyota Kijang banyak dipakai masyarakat saat ini karena terkenal dengan perawatan mudah serta onderdil yang murah. B. Rumusan Masalah
Permasalahan yang diangkat pada perencanaan alat penstabil temperature minyak pelumas, yaitu: 1.
Bagaimana perhitungan kalor yang diserap pendingin minyak pelumas?
2. Bagaimanakah dimensi ukuran alat pendingin minyak pelumas?
C. Tujuan Perencanaan
1. Menghitung kalor yang teserap pendingin minyak pelumas. 2. Merencanakan dimensi ukuran pendingin minyak pelumas.
D. Manfaat Perencanaan
Perencanaan pendingin minyak pelumas ini dapat memberi manfaat, yaitu : 1. Sebagai referensi tentang cara penyempurnaan sistem pelumasan dengan penambahan pendingin minyak pelumas bagi pembaca. 2. Sebagai bahan masukan bagi industry otomotif untuk penyempurnaan produk. 3. Sebagai bahan pustaka bagi penggemar otomotif.
E. Ruang Lingkup Perencanaan
Agar perencanaan pendingin minyak pelumas pada mobil kijang 4K ini tidak meluas, maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut : 1. Kontruksi pendingin minyak pelumas
2. Cara kerja sistem pendingin minyak pelumas 3. Perhitungan ukuran utama alat pendingin minyak pelumas
F. Data Awal Perencanaan
Data awal perencanaan pendingin minyak pelumas : 1.
Tipe
: Mesin bensin, in line
2.
Sistem Pendinginan
3.
Kapasitas
4.
Perbandingan Kompresi
5.
Daya : 81 Hp pada 4500 rpm
6.
Temperatur Efektif Mesin
7.
Oli Mesin
: Air menggunakan radiator
: 1.300 CC
: SAE 20W-50
:8:1
: 80 ⁰C – 90 ⁰C
BAB II A.
Komponen Utama dari Rancangan Pendingin Minyak Pelumas
Komponen utama dari pendingin minyak pelumas antara lain adalah : 1. Saluran Saluran di buat dengan adanya berbagai lubang yang menyalurkan minyak pelumas ke tahap selanjutnya,karena saluran minyak pelumas berada menempel setelah block dan sebelum filter maka perlua adanya lubang yang menyalurkan minyak pelumas ke filter selanjutnya dari filter juga ada saluran yang terhubung dengan pipa yang menyalurkan ke radiator pendingin oli, dan terdapat pula lubang yang menghubungkan dari pendingin oli ke bock guna melumasi serta mendinginkan bagian dari mesin. Jadi pada saluran harus ada 3 lubang yang berfungsi sesuai dengan di atas. 2. Radiator pendingin oli Radiator pendingin oli adalah bagian yang bertugas sebagai media pemindah panas dari oli ke udara, bentuk dari radiator pendingin oli hamper sama dengan pendingin air radiator hanya saja bentuk dariradiator lebih kecildibandingkan dengan radiator pendingin dengan menggunakan air.
3. Selang penghubung Pada bagaian yang menghubungkan adalah selang dan kriteria ari selang adalah tahan panas kaena selang harus Menahan panas yang terdapat pada oli, serta besentuhan langsung dengan
mesin, fungsi utama dari selang adalah
menghubungkan tipa komponen minyak pelumas agar oli dapat berpindah dari komponen satu ke komponen yang lain. Bahan tambahan dari komponen pendingin minyak pelumas : 1. Clam Merupakan komponen yang terbuat dari logam dan berfungsi sebagai perapat antara selang dengan lubang saluran agar tidak terjadi kebocoran. 2. Three bone Adalah
lem yang digunakan untuk merapatkan dan melekatkan bagian yang
terhubung agar kebocoran yang mungkin terjdi bisa dihindarkan. 3. Gasket Berfungsi sebagai perapat dari bagian yang dihubungkan. 4. Mur, baut dan plat Digunakan untuk menghubungkan komponen dengan engine.
B.
Perhitungan Desain Tiap Komponen
1. Temperatur Udara Masuk Radiator Temperatur udara masuk radiator dihitung dengan rumus: Ta in = amb + ∆ tf …………………………………………………. (Kovakh, 1997:571) Keterangan: Tamb = temperature udara luar (22-32⁰C)
∆ tf = kenaikan temperature yang disebabkan adanya udara yang melalui celah sirip radiator (3-5⁰C) 2. Temperatur Udara Keluar Radiator Temperature udara keluar radiator dihitung dengan rumus: ta out = ta in +
…………………………………………………. (Kovakh, 1997:571)
Keterangan ∆ ta= kenaikan temperature udara saat melalui radiator (20-30⁰ C)
3. Luas Permukaan Radiator Luas permukaan radiator dihitung dengan rumus : ∆ta =
………………………………………. (Kovakh,
1997:571)
Af =
Keterangan: Qdes = Panas yang diserap oleh sistem pendingin Qdes = Q oil ∆ta = 20 ⁰C Cp = panas jenis udara pada tekanan konstan 0,24 keal/jam ⁰C VudPud= massa velocity udara di permukaan radiator (data grafik Heat transfer coefficient) = 10 kg/m2sec (Kovakh, 1997:568)
4. Luas Permukaan Radiator yang Menyerap Panas Luas permukaan radiator yang menyerap panas dihitung dengan rumus : Aud=
……………………………………....……………. (Kovakh, 1997:570)
Dimana Qrad= 1,1 . Q cool…………………………………………………. (Kovakh, 1997:569) 5. Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh (Ch) Ch =
……………………………………..………. (Kovakh, 1997:569)
Dimana : α= koefisien perpindahan panas dari pendingin ke metal pada pipa = (2500 – 5000) W/m2⁰C = finning coefficient = (7,5 – 10) δ= thickness of the tube walls λ= head conductivity coefficient = 330 W/m 2 ⁰C α2= coefficient perpindahan dinding panas dari dinding pipa ke udara = 100 W/m 2 ⁰C 6. Temperatur Minyak Pelumas yang Masuk dan Keluar Radiator ∆ toil air = Dimana : Toil diambil dari temperature ideal mesin antara 80⁰ - 90⁰C Toil in
= temperature oli yang masuk radiator = 150⁰C ………… (Khovakh,
1979:548) Toil out = temperature oli yang keluar radiator = 90⁰ C Tair in
= temperature udara yang masuk radiator
Tair out = temperature keluar radiator 7. Volumetrik Coefficient of Compactness φrad =
…………………………………………….......…. (Khovakh,
1979:569) Dimana : Lrad = tebal radiator = (60 – 130) mm …………………………… ……………….. (Khovakh, 1979:568) Batas yang diijinkan φrad 1350 l/m (Khovakh, 1979:569)
8. Tube Menurut Khovakh (1979:566), dalam merencanakan tube diberikan batasan sebagai beikut : a. Lebar Tube = (13 mm – 20 mm) b. Tebal Tube = (2mm-4mm) c. 1 plate = lebar plat = 2a + X +2k d. Ttw (thickness of tube wall) = 0,13 mm – 0,20 mm e. Tf (tube pitc) = 10 mm – 15 mm = b +Lf f. Td (tube depth) = 16 mm – 25 mm = a + x g. Bahan tube adalah Brass strip h. Luas penampang setiap tube = a.b
9. Jumlah Tube yang diperlukan
10. Sirip (Fin) Dengan ketentuan : a.
Lf = Lebar Fin diantara tube
b.
Luas Total Penampang setiap fin = a x 2L f
c. Luas total penampang Fin = luas tiap Fin x lipatan d.
Jumlah lipatan Fin =
e.
tfin = jarak fin
f.
tr = tube pitch
g. ttf= thickness off the fin
C.
Gambar Komponen Berdasarkan Rancangan Pendingin Minyak Pelumas
