MEMPERBAIKI KERUSAKAN PADA SISTEM KEPALA SILINDER DAN BLOK SILINDER Untuk Sekolah Menengah Kejuruan Bidang Keahlian : Teknik Mesin Program Keahlian : Teknik Mekanik Otomotif Berdasarkan Kurikulum SMK yang Disempurnakan (Kurikulum SMK Edisi 1999)
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH PUSAT PENGEMBANGAN PENATARAN GURU TEKNOLOGI
VOCATIONAL EDUCATION DEVELOPMENT CENTER
JL. Teluk Mandar, Arjosari, Tromol Pos 5 Malang, 65102, Telp. (0341) 491239, Fax. (0341) 491342
Kepala Silinder Kegunaan • •
Untuk menutup blok silinder dan sebagai ruang bakar Sebagai dudukan dari katup-katup, busi, injektor, poros kam, saluran gas masuk dan keluar, saluran air pendinginan dan pelumasan.
Bagian-bagiannya: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Pegas katup Batang katup Pengatur katup Ruang pendingin (air) Busi Saluran masuk Dudukan katup Ruang bakar Paking kepala silinder
Pembebanan Kepala silinder mendapat pembebanan tekanan dan temperatur tinggi akibat dari hasil pembakaran bahan bakar dalam silinder motor. Bahan kepala silinder Untuk menahan tekanan hasil pembakaran dan panas yang timbul, maka kepala silinder harus : kuat, keras dan tahan panas. Macam-macam bahan kepala silinder 1. Besi tuang • Mempunyai kekuatan tekan tinggi • Keras • Dapat meredam getaran dan suara • Pemuaian kecil 2. Campuran aluminium • Dapat memindahkan panas dengan baik Maka : Kecenderungan knocking berkurang - Perbandingan komponen dapat ditinggikan - Daya motor bisa lebih besar. • Pemuaian besar Masalah : kerapatan paking kepala silinder berkurang • Dudukan dan penghantar katup harus dibuat dari logam yang keras, untuk mengatasi keausan. • Ringan
Macam-macam pendingin kepala silinder Kepala silinder harus didinginkan, karena kepala silinder langsung bersinggungan dengan pembakaran motor. 1. Pendinginan udara
• • •
Sirip-sirip pendingin akan ,memperluas bidang permukaan Suara keras akibat getaran sirip Biasanya terdapat pada sepeda motor, ada juga pada mobil (VW).
2. Pendinginan air Ke radiator
Saluran-saluran Saluran-saluran
Dari pompa air
• • •
Melalui saluran-saluran, air dapat bersikulasi dari blok silinder motor ke saluran pendingin pada kepala silinder, kemudian ke radiator. Dapat meredam suara motor Pendinginan merata.
Bentuk-bentuk ruang bakar Perencanaan ruang bakar mempengaruhi: • • • •
Perbandingan kompresi Efesiensi motor Kecenderungan knocking Daya motor
Ruang bakar motor bensin 1. Ruang bakar bentuk baji/ pasak
2. Ruang bakar bentuk bak
3. Ruang bakar bentuk atap
4. Ruang bakar bentuk atap dengan 4 katup
Ruang bakar motor diesel
5. Ruang bakar dalam torak (DIRECT INJECTION)
Nozle
6. Ruang bakar kamar pusar (INDIRECT INJECTION) Nozle
Glow plug/ busi pemanas
MELEPAS, MEMERIKSA DAN MERAKIT KEMBALI KEPALA SILINDER DAN KELENGKAPANNYA 1. Tujuan Khusus Pembelajaran •
Melepas dan memasang kepala silinder
•
Memeriksa pemukaan-permukaan berpaking
•
Memeriksa keretakan pada kepala silinder
•
Mengganti paking kepala silinder.
2. ALAT
BAHAN
WAKTU
•
Kotak alat
•
•
•
Set kunci sok
Motor hidup atau mobil
•
Kunci momen
•
Set paking kepala silinder
•
Skrap
•
Solar/ bensin cuci
•
Pistol udara
•
Kain lap
•
Mistar lurus
•
Lampu
•
Bak air
•
Gembor
•
Sikat baja
Latihan
: 4 jam
3. Keselamatan kerja •
Lepas dahulu terminal negatif baterai
•
Jangan menggosok pada blok silinder (partikel-partikel kertas gosok yang masuk ke silinder menimbulkan keausan keras).
•
Perhatikan urutan dan momen pengerasan baut-baut kepala silinder.
Kepala Silinder Langkah Kerja Pelepasan Pelepasan, hal-hal yang perlu diperhatikan : •
Lepas terminal negatif baterai
•
Buang air pendingin dari radiator dan blok motor (gunakan kran-kran pembuang)
•
Lepas slang radiator bagian atas, kabel busi dan kabel pengukur temperatur.
•
Perhatikan urutan melepas unit tuas penekan katup.
•
Lepas batang-batang penekan dan susun berurutan
•
Hati-hati waktu melepas baut saluran buang, jangan sampai patah. Beri pelumas penetran dahulu.
Terdapat dua cara melepas saluran masuk dan buang a) Sewaktu kepala silinder masih terpasang, kita melepas saluran masuk dan buang. Kemudian kepala silinder akan dikeluarkan dan saluran masuk/ buang tinggal di ruangan motor. b) Jika sekrup-sekrup saluran masuk/ buang tidak dapat dilepas pada kepala silinder yang masih terpasang, kita melepas pipa knalpot pada saluran buang, kemudian kepala silinder akan dikeluarkan bersama dengan saluran masuk/ buang yang ,masih terpasang. Untuk ini, kabel dan selang pada karburator harus dilepas dahulu.
•
Lepas baut kepala silinder. Perhatikan urutannya.
Pemeriksaan •
Periksa permukaan kepala silinder dari keausan/ retak
•
Periksa keausan permukaan kepala silinder.
•
Kriteria : A – maksimal B – maksimal
0,2 mm 0,05 mm
•
Periksa kelurusan saluran masuk dan buang pada kepala silinder
•
Kebengkokan maksimum 0,2 mm
•
Periksa keretakan kepala silinder disekitar dudukan katup buang, jika oli tercampur dengan air pendingin (seperti susu).
Pembersihan •
Bersihkan permukaan berpaking dengan sekrup dan sikat kawat
•
Perhatikan lubang-lubang ulir baut kepala silinder pada blok silinder, lubang-lubang tersebut harus bersih. Tiup dengan angin
•
Cuci kepala silinder dan perlengkapannya dengan solar.
•
Periksa kelurusan permukaan saluran masuk dan buang ( lihat gambar di bawah ini ). Kebengkokan maksimum 0,2 mm
•
Periksa kelurusan permukaan blok silinder Kriteria : B maksimal 0,1 mm A maksimal 0,05 mm
Pemasangan kembali •
Pasang paking-paking. Beri vet, jika permukaan paking tidak dilapisi bahan sintesis. Perhatikan tanda “TOP” pada paking-paking. Kadang-kadang ada ring kaset yang perlu dipasang pada lubang-lubang air pendingin
•
Beri pelumas pada baut-baut kepala silinder Perhatikan urutan pengencangan baut silinder (momen pengencangan) lihat buku (manual) Pengencangan dilakukan 2 tahap . Tahap I : 2/3 momen diijinkan
•
Perhatikan urutan pengencangan unit tuas penekan katup (momen pengerasan lihat data/lembar informasi) Pengencangan dilakukan 2 tahap Tahap I : 2/3 momen yang diijinkan Jangan terlalu keras !
Penyetelan katup harus setelah pengencangan baut kepala silinder •
Jangan lupa pembuangan udara pada sistem pendinginan
Petunjuk •
Kepala silinder yang bocor/ kepala silinder yang retak menunjukkan pembebanan panas yang terlalu tinggi. Periksa radiator, termostat dan pompa air. Kemungkinan lain, saat pengap[ian terlalu awal, atau campuran terlalu kurus.
•
Biasanya baut-baut kepala silinder harus dikencangkan lagi setelah 1000-3000 km. Setelah pekerjaan tersebut, celah katup berkurang dan harus distel lagi.
•
Untuk momen pengencangan baut dan mur secara pasti lihat lembar informasi pada halaman belakang
BLOK SILINDER Blok silinder dan ruang engkol merupakan bagian pokok motor. Bentuk dan konstruksi blok silinder tergantung pada beberapa faktor, antara lain : Jumlah silinder, susunan silinder, susunan katup, jenis pendinginan, letak poros kam, tempat dudukan motor, bahan serta pembuatannya.
Blok silinder harus memenuhi persyaratan •
Kaku, pembebanan tekan tidak boleh mengakibatkan perubahan elatisitas pada bentuknya
•
Ringan dan kuat
•
Konstruksi blok dan silinder harus memperoleh pendinginan yang merata
•
Pemuaian panas harus sesuai dengan bagian-bagian yang terpasang pada blok tersebut (misal poros engkol, kepala silinder).
Silinder harus memenuhi persyaratan •
Sifat luncur yang baik pada permukaan lurusnya dan tahan aus
•
Kuat terhadap tekanan tinggi
•
Tidak boleh mengalami perubahan bentuk akibat waktu pemakaian yang lama
•
Konstruksi silinder harus memperoleh pendinginan yang merata
•
Mudah dioverhoul atau diganti.
Jenis Konstruksi Berdasarkan susunan silinder : Sebaris
Konstruksi
sederhana,
motor 2 s.d 6 silinder
baik
untuk
Bentuk “V”
•
Konstruksi pendek, kompak dan kaku
•
Baik untuk motor 6 s.d 12 silinder
•
Sifat getaran paling buruk oleh karena
itu
jarang
digunakan
untuk motor 2 atau 4 silinder.
Boxer (tidur)
•
Konstruksi rendah tapi lebar
•
Baik untuk 2 s.d 12 silinder
•
Sifat getaran paling baik.
•
Pendinginan air
•
Konstruksi sederhana
•
Overhoul
Konstruksi Blok Silinder Blok silinder utuh
pengerjaan
silinder khusus
menghorning, “oversial”)
Blok silinder terbagi
perlu
(mengebor,
memasang
torak
• • •
Pendinginan udara dan air Silinder dan torak yang aus dapat diganti tanpa peralatan khusus. Perlu ketelitian khusus saat perbaikan/overhoul (pada blok silinder terbagi sistem pendinginan air).
• • •
Konstruksi kuat dan sederhana Bahan sama untuk blok silinder Paling umum pada motor mobil
Konstruksi Silinder Lubang bor sebagai silinder (blok tunggal)
Boring/Liner jadi satu dengan blok silinder
Tabung silinder kering • • • Blok silinder
Silinder liner
•
Bahan harus mempunyai sifat luncur yang baik dan tahan aus optimal Blok silinder bisa dibuat dari logam ringan Tabung silinder yang aus bisa diganti tetapi perbaikan tersebut memerlukan alat khusus. Sering digunakan pada mesin sepeda motor diesel kecil
Tabung Silinder Basah • • • •
Bahan tabung harus mempunyai sifat khusus yang baik dan tahan aus yang optimal Blok silinder bisa dibuat dari logam ringan Pendingin merata karena tabung silinder bersinggungan langsung dengan air pendingin Tabung silinder dapat diganti dengan cepat dan mudah, tetapi harus diperhatikan pemasangannya (tinggi pemukaan serta kerataan permukaan tabung silinder). Tabung silinder basah Jenis berdiri
Tabung silinder basah Jenis menggantung
O-Ring ( karet ) Saluran air Plastik penyekat (khusus) •
•
Masalah pemuaian panas yang • berbeda antara tabung dan blok Tekanan pengepresan paking • berubah → ada kebocoran masuk ruang bakar •
Masalah pemuaian panas yang berbeda antara tabung dan blok Tekanan pengepresan paking kepala silinder tetap Posisi ring karet bergeser → ada kebocoran air pendinginan melalui lubang pelepas atau masuk ruang engkol.
Lapisan luncur khusus Silinder dan torak yang terbuat dari bahan aluminium mempunyai sifat gesek yang sangat jelek. Untuk mengatasi hal tersebut, silinder aluminium harus mempunyai lapisan luncur khusus. a) Lapisan • • •
logam keras (misalnya : krom, nikel, campuran nikel,/ silisium) Sifat luncur paling baik Proses pelapisan perlu ketelitian tinggi Sering digunakan pada motor kecil ( sepeda motor )
b) Penggunaan campuran aluminium dan silisium ( alusil ) Struktur permukaan setelah dituang O
Silisium murni
#
Campuran aluminium/ silisium
Struktur permukaan setelah pengerjaan akhir ( pengasahan ) Permukaan luncur merupakan puncak-puncak kristal silisium yang sangat keras dan tahan aus.
Pengantar Pada setiap overhoul motor selalu diadakan pengukuran blok silinder dan mekanisme engkol untuk menentukan tingkat keausan dari bagian-bagian motor. Selanjutnya dapat dibandingkan dengan data yang ada pada buku manual pada masing-masing motor.
PEMERIKSAAN BLOK SILINDER 1. Tujuan Khusus Pembelajaran •
Memeriksa secara visual blok silinder
•
Memeriksa kelurusan bantalan utama
•
Memeriksa saluran oli
•
Mengukur tabung silinder
•
Mengganti tabung silinder basah
2. ALAT • Kotak alat
BAHAN • Blok silinder
•
Mistar baja
•
Amplas
•
Pengukur tabung
•
Kain lap
silinder
•
Pembersih
•
Fuller Gauge
•
Mistar sorong
•
Mikrometer luar
•
Lampu kerja
•
Pistol udara
•
Skrap
WAKTU • Latihan
: 4 jam
3. Langkah Kerja Pembersihan •
Bersihkan blok silinder dengan pencuci
•
Bersihkan saluran-saluran oli dengan pistol udara
•
Bersihkan permukaan-permukaan yang berpaking dengan skrap dan ampelas
Pemeriksaan awal •
Periksa secara visual blok silinder terhadap
keretakan
dan
kebocoran. Bila air terlihat bocor pada
sumbat,
diganti
dan
keretakan
sumbat jika
harus
harus
terdapat diperbaiki/
dioverhoul.
•
Periksa
secara
visual
goresan-
goresan pada tabung silinder, bila goresan terlalu dalam, silinder harus dioverhoul.
Blok silinder tunggal/ kering •
Kontrol kebengkokan ( permukaan atas ) Sebab kebengkokan : • Panas yang berlebihan ( over heating )
• Mistar baja
Feeler
Kebengkokan maksimum diijinkan ± 0,15 mm
yang
Posisi Pengukuran
•
Kontrol kebengkokan ( permukaan bawah )
• •
kebengkokan maksimum yang diijinkan ± 0,1 mm kebengkokan yang terjadi agak sulit diperbaiki, tetapi bisa dilaksanakan pada bengkel reparasi
Mengukur tabung silinder •
Bersihkan kembali tabung-tabung silinder
•
Ukur diameter asli tabung silinder dengan mistar sorong 9 pada bagian bawah/ bagian yang tidak terkena gesekan cincin torak )
•
Pasang alat pembaca pengukur tabung silinder pada tangkai sampai jarum dial bergerak ± 0,10 mm. (lihat gambar bawah).
•
Pilih dan pasangkan batang pengukur/ cincin pada kaki pengukur dial, sesuai dengan besar diameter asli silinder. Hasil pengukuran dengan mistar sorong untuk ukuran selain kelipatan 5 tambahkan ring penambah contoh: Untuk diameter 77 mm gunakan batang 75 mm ditambah ring 2 mm.
•
Setkan dial indikator pada mikrometer sesuai dengan diameter asli
INFORMASI •
Panjang ukuran batang pengukur tabung silinder yang dipasang tidak sesuai dengan harga seharusnya, maka perlu dikalibrasi/diset lagi (lihat gambar).
•
Set / kalibrasi mikrometer pada ukuran yang sesuai (0, 25, 50, 75, atau 100 mm) dengan memakai alat pengubah yang ada pada kotak mikrometer.Jika sudah pas, setel mikrometer pada ukuran diameter asli (lihat gambar), posisi pengukur tabung silinder dan mikrometer harus tegak lurus (supaya hasil akurat)
•
Set/kalibrasi dial pengukur tabung silinder dengan memutar rumah (dari plastik bagian luar) pada posisi nol (0), jika sudah maka alat siap digunakan untuk pengukuran.
•
Supaya hasil pembacaan hasil pengukuran benar, harus diperhatikan arah putaran jarum, jika alat pengukur tabung silinder dilepas dari mikrometer, maka jarum akan bergeser dari posisi nol ke posisi yang baru (yang lebih besar nilainya). Pada waktu pengukuran tabung silinder posisi alat pengukur juga harus tegak lurus/atau geser-geser alat pengukur dan dapatkan hasil yang terkecil.
HASIL PENGUKURAN •
Ditentukan letak jarum dengan posisi nol, jika jarum bergerak pada posisi sebelum nol/seratus maka hasil pengukuran pasti kurang dari diameter asli, dan sebaliknya.
Pengukuran tabung silinder Posisi pengukuran
Y
Y
Arah
sumbu
poros
engkol
(memanjang)
X
Arah 900 terhadap sumbu poros engkol (melintang)
X
Bagian-bagian pengukuran Awal langkah cincin torak
1. ATAS, sedikit ke bawah awal langkah cincin torak
2. TENGAH, di tengah langkah cincin torak 3. BAWAH, sedikit ke atas akhir langkah cincin torak. Akhir langkah cincin torak. Diameter asli. INFORMASI Ketirusan adalah selisih hasil pengukuran terbesar dikurangi hasil pengukuran terkecil dari satu posisi pengukuran X atau Y saja. Contoh: X1 – X2, X2 - X3, X3 – X2, X2 – X1. Y1 – Y2, Y2 - Y3, Y3 – Y2, Y2 – Y1. Kelonjongan/keovalan adalah selisih + hasil pengukuran dari 2 posisi pengukuran X dan Y pada 3 posisi. Contoh: X1 – Y1, X2 – Y2, X3 – Y3 atau sebaliknya
