Dokumen tersebut membahas tentang sistem pendinginan pada mesin, yang terdiri dari pendinginan alami dengan keringat pada manusia dan pendinginan aktif dengan sistem pada mesin. Sistem pendinginan mesin umumnya menggunakan sistem pendinginan air yang mengalirkan air melalui water jacket untuk mendinginkan mesin, atau sistem pendinginan udara yang menggunakan udara. Komponen utama sistem pendinginan air adalah water jacket, radiator, pompa air, thermostat, dan

1. Agung Fathony Tri Atmoko, S.Pd.T
19830721 201101 1 005

2. SISTEM PENDINGINAN
Manusia
- Apabila badan timbul panas pada saat berlari maka
keringat akan keluar untuk mendinginkan.
- Temperatur atau suhu yang menyenangkan
memudahkan bekerja
Mesin
- Apabila panas, mesin juga harus didinginkan.
Sebagian besar tenaga akan hilang karena panas.
- Suhu yang sesuai membuat kondisi baik

3. Pentingnya Sistem Pendinginan Mesin
Neraca panas : Motor bakar hanya akan diperoleh sekitar 25 % hasil
pembakaran bahan bakar yang dapat diubah menjadi energi
mekanik. Sebagian besar panas akan keluar melalui gas buang (± 34
%), melalui sistem pendinginan (± 32 %) dan sisanya akan melalui
kerugian pemompaan dan gesekan.

4. FUNGSI SISTEM PENDINGINAN
• Mengurangi panas pada motor
(panas hasil pembakaran ± 2500º C)
• Mempertahankan temperatur motor pada temperatur yang
paling efisien (82 - 99 ºC) sehingga clearance maksimal
dan emisi gas buang minimal.
• Mempercepat motor mencapai suhu kerja.
Pada saat mesin dingin : proses pembakaran tidak
sempurna sehingga tenaga yg dihasilkan juga tidak
maksimal dan banyak mengandung emisi gas buang.
• Memanaskan ruangan dalam ruang penumpang (pada
negara yg mengalami musim dingin)

5. • Bahan akan lunak / mencair pada suhu tinggi.
Contoh: torak akan kehilangan kekuatannya (kira-kira
sepertiganya) pada suhu tinggi (300ºC), bagian atas torak
akan berubah bentuk atau bahkan mencair.
• Ruang bebas (clearance) antara komponen yang saling
bergerak menjadi sempit.
Misalnya torak dengan dinding silinder sehingga gerakan
torak menjadi macet
• Terjadi tegangan termal, yaitu tegangan yang dihasilkan
oleh perubahan suhu.
Misalnya cincin torak akan patah.
AKIBAT OVERHEATING

6. • Pelumas lebih mudah rusak (gradasi pelumas).
Jika suhu naik sampai 250 ºC pada alur cincin, pelumas
berubah menjadi karbon dan cincin torak akan macet. Pada
suhu 500 ºC pelumas berubah menjadi hitam, sifat
pelumasannya turun.
• Pembakaran tidak normal. Motor bensin cenderung untuk
terjadi ketukan (knocking).
AKIBAT OVERHEATING

7. MESIN DINGIN
• Pada motor bensin bahan bakar akan sukar menguap
dan campuran udara bahan bakar menjadi gemuk.
Hal ini menyebabkan pembakaran menjadi tidak
sempurna.
• Pada motor diesel bila udara yang dikompresi dingin
akan mengeluarkan asap putih dan menimbulkan
ketukan dan motor tidak mudah dihidupkan.
• Kalau pelumas terlalu kental, akan mengakibatkan
motor mendapat tambahan tekanan.
• Uap yang terkandung dalam gas pembakaran akan
terkondensasi pada suhu kira-kira 50 ºC

8. SISTEM
PENDINGINAN
SISTEM
PENDINGINAN
AIR
SISTEM
PENDINGINAN
UDARA
MACAM SISTEM PENDINGINAN

9. Sistem pendinginan udara adalah sistem yang memanfaatkan
udara untuk melepas panas
SISTEM PENDINGIN UDARA

10. SISTEM PENDINGINAN UDARA
KERUGIAN
• Suara-suara mekanis cenderung lebih keras karena udara
tidak dapat meredamnya
• Untuk mesin lebih dari 1 silinder, perlu ada jarak antar
silinder.
• Pengaturan panas yang ideal sulit dicapai
• Perlu kipas yang besar, sehingga banyak menyerap tenaga.
KEUNTUNGAN
• Bobot mesin lebih ringan
• Untuk pemanasan sampai temperatur kerja sangat cepat
• Mesin terhindar dari kebocoran air
• Tidak ada masalah meskipun musim dingin (beku)

11. • Sistem pendinginan air adalah sistem yang
memanfaatkan air untuk melepas panas.
• Di luar silinder dibuat mantel air (water jacket) yang
befungsi sebagai tempat sirkulasi air pendingin.
Adapun sirkulasi air dapat berupa 2 (dua) macam, yaitu:
(1) Sirkulasi alamiah/Thermo-syphon
(2) Sirkulasi dengan tekanan
SISTEM PENDINGIN AIR

12. Air pendingin akan mengalir dengan sendirinya yang
diakibatkan oleh perbedaan massa jenis air yang telah
panas dan air yang masih dingin.
Sirkulasi alamiah / Thermo-syphon

13. Cara kerja :
1. Saat motor hidup,
• Air dalam mesin menjadi panas
• Volume air mengembang
• Berat jenis air mengecil
• Air panas naik ke radiator
2. Dalam radiator air panas didinginkan maka,
• Volume air menyusut
• Berat jenis air membesar
• Air turun ke mesin, dst.
Sirkulasi alamiah / Thermo-syphon

14. Pada sirkulasi dengan tekanan pada prinsipnya sama
dengan sirkulasi alam, tetapi untuk mempercepat
terjadinya sirkulasi maka pada sistem dipasang pompa
air
Sirkulasi dengan tekanan/pompa
THERMOSTAT CYLINDER HEAD
HEADER TANK
WATER LEVEL SWITCH
RADIATOR
COOLANT PUMP
CYLINDER BLOCK
OIL COOLER

15. Keuntungan :
• Pendinginan dapat merata.
• Radiator dapat diperkecil, karen aliran air lebih lancar.
Kerugian :
• Konstruksi rumit.
• Harga mahal.
• Sering terjadi kebocoran-kebocoran air pendingin.
Digunakan pada kebanyakan mobil, truk dan motor
stationer besar.
SISTEM PENDINGIN AIR

16. Proses Pendinginan Pada Mesin
• Proses pendinginan pada mesin berupa perpindahan
panas melalui torak, silinder, kepala silinder dan block
silinder secara konduksi.
• Selanjutnya panas akan berpindah secara konveksi
melalui sirip-sirip ke udara, sedangkan pada
pendinginan air, panas akan berpindah melalui air yang
bersirkulasi baik secara alamiah atau paksa.
• Pada sistem pendinginan air dipasangkan radiator yang
berfungsi untuk mempercepat pembuangan panas ke
udara.

17. KONSTRUKSI SISTEM PENDINGIN
Sistem pendingin air dilengkapi oleh :
Water jacket
Radiator
Pompa Air
Thermostat
Kipas Radiator
Selang Karet

18. KOMPONEN PENDINGIN AIR
1. Water jacket
Sebagai tempat peredaran air
di dalam mesin (blok silinder
dan kepala silinder), yang
dialirkan ke tempat yang
memerlukan pendinginan.
2. Selang radiator
Untuk memindahkan air panas
dari kantong air ke radiator
dan sebaliknya

19. BAGIAN RADIATOR Radiator
Untuk mendinginkan air pendingin
melalui sirip-sirip pendingin
dengan memindahkan panas ke
udara luar (radiasi).
a. Upper tank untuk menampung
air yang telah panas dari mesin.
b. Radiator core untuk membuang
panas dari air ke udara agar
suhu air lebih rendah dari
sebelumnya.
c. Lower tank untuk menampung
air yang telah didinginkan oleh
radiator core, selanjutnya
disalurkan ke mesin oleh
pompa.

20. BAGIAN RADIATOR d.Saluran selang atas untuk
saluran air masuk ke radiator.
e.Saluran selang bawah untuk
saluran air keluar dari
radiator.
f. Kisi-kisi (core/tube) saluran
air yang berkelok-kelok agar
dapat membuang panas
dengan efisien.
g. Sirip-sirip radiator (fin)
untuk membuat turbulensi
udara pp radiator agar
pendinginan air lebih efisien.
h.Drain cock untuk saluran
pembuangan air pendingin.

21. RADIATOR

22. Banyaknya panas yang dapat dihilangkan melalui radiator
tergantung pada :
• Kecepatan aliran udara
• Luas permukaan pendinginan
• Suhu udara dan air
• Design radiator
• Conductivity metal
• Kerapatan (density) udara
• Perbandingan panjang dan diameter tabung
RADIATOR

23. INTI RADIATOR
Ada 2 tipe inti radiator (radiator core), yang
berdasarkan model pada sirip-sirip (fin)
pendinginnya :
a. Tipe Plate (flat fin type)
b. Tipe lekukan (currogated fin tipe)
Beberapa kendaraan modern menggunakan
versi terbaru dari tipe lekukan, yaitu radiator
tipe SR.
Inti radiator tipe SR ini hanya mempunyai
susunan pipa tunggal (single row) sehingga
bentuk keseluruhannya menjadi tipis dan
ringan dibandingkan dengan radiator biasa.

24. INTI RADIATOR

25. TUTUP RADIATOR (RADIATOR CAP)
Pada umumnya radiator dilengkapi dengan tutup radiator
(radiator cap) yang bertekanan dan menutup rapat pada
radiator.
Fungsinya untuk menaikkan dan menstabilkan tekanan air
dalam sistem pendinginan (mengatur tekanan air).
Ini memungkinkan naiknya temperatur pendingin 100° C
tanpa mendidih.

26. TUTUP RADIATOR (RADIATOR CAP)

27. TUTUP RADIATOR (RADIATOR CAP)
Pada tutup radiator dilengkapi relief valave dan vacum valve.
Relief Valve : Untuk membuang air pendingin ke resevoir pada
saat tekanan di dalam radiator naik.
Apabila volume pendingin bertambah saat temperatur mulai naik,
maka tekanan akan bertambah. Bila tekanan naik (hingga mencapai
0,3-1,0 kg/cm3 pada 110 -120 °C, maka relief valve akan membuka
dan membebaskan kelebihan tekanan melalui overflow pipe (pipa
kelebihan) ke recervoir tank (tangki penampungan)

28. TUTUP RADIATOR (RADIATOR CAP)
Vacum Valve : Untuk memasukkan air pendingin ke radiator
pada saat tekanan di dalam radiator turun.
Temperatur cairan pendingin berkurang setelah mesin berhenti dan
membentuk ruang vakum di dalam radiator. Vacum valve akan
membuka secara otomatis untuk menghisap udara segar
mengganti kevakuman dalam radiator. Apabila mesin sudah dingin,
cairan pendingin dlm radiator kembali pd tekanan atmosfer
(normal)

29. TUTUP RADIATOR (RADIATOR CAP)
relief valave dan vacum valve.

30. TANGKI CADANGAN (RESERVOIR TANK)
Tangki cadangan dihubungkan ke radiator dengan selang
overflow.
Fungsinya untuk menampung kelebihan air dari radiator pada
saat terjadi pemuaian air didalam radiator, dan mengembalikan
air ke radiator pada saat tekanan didalam radiator turun.
- Apabila volume cairan pendingin berekspansi (saat memuai)
disebabkan naiknya temperatur, maka cairan pendingin yang
berlebihan dikirim ke tangki cadangan.
- Apabila temperatur turun, maka cairan pendingin yang ada
pada tangki cadangan akan kembali ke radiator
Ini untuk mencegah terbuangnya cairan pendingin dan
menjamin agar tetap dapat mengirimkan cairan pendingin saat
diperlukan penambahan secara tetap.

31. TANGKI CADANGAN (RESERVOIR TANK)

32. Fungsinya : Untuk mengalirkan udara melalui radiator
supaya pendinginan tidak tergantung pada kecepatan
kendaraan.
VENTILATOR ( KIPAS )

33. POMPA AIR (WATER PUMP)
Pompa air berfungsi mengirim cairan pendingin dengan tekanan.
Pada umumnya, jenis pompa yang banyak digunakan adalah tipe
pompa sentrifugal (centrifugal pump).
Pompa air ditempatkan dibagian depan blok silinder dan
digerakkan oleh tali kipas (V belt atau timming belt)

34. POMPA AIR (WATER PUMP)

35. THERMOSTAT
Thermostat adalah semacam katup yang membuka dan menutup
saluran secara otomatis berdasarkan suhu/temperatur cairan
pendingin.
Katup termostat berfungsi untuk menahan air pendingin
bersirkulasi pada saat suhu mesin yang rendah dan membuka
saluran dari mesin ke radiator pada saat suhu mesin mencapai
suhu kerja mesin.
Apabila temperatur pendingin rendah, katup menutup untuk
mencegah agar air tidak masuk ke radiator.
Apabila temperatur pendingin naik, katup akan membuka dan
cairan pendingin mengalir ke radiator.

36. THERMOSTAT

37. KERJA SISTEM PENDINGIN
SAAT MESIN KONDISI DINGIN
Pendingin diberi tekanan oleh
pompa air dan bersirkulasi (seperti
yang ditunjukkan arah panah pada
gambar). Ketika mesin dalam
keadaan dingin, air pendingin
masih dalam keadaan dingin dan
thermostat masih tertutup,
sehingga cairan bersirkulasi
melalui selang bypass dan kembali
ke pompa air.

38. KERJA SISTEM PENDINGIN
SAAT MESIN KONDISI PANAS
Setelah mesin menjadi panas,
thermostat terbuka dan katup
bypass tertutup dalam bypass
sirkuit. Cairan pendingin setelah
menjadi panas di dalam water
jacket kemudian disalurkan ke
radiator untuk didinginkan dengan
kipas dan gerakan maju
kendaraan. Cairan yang sudah
dingin ditekan kembali oleh pompa
air ke water jacket