Sistem Pendinginan Beserta Komponen Pendingin Air Pada Motor

Sistem pendinginan pada sepeda motor berlangsung ketika sepeda motor dioperasikan. Saat sepeda motor beroperasi terjadi proses pendinginan pada sepeda motor. Panas yang dihasilkan jika terlalu berlebih akan menjadi kurang bagus pada kinerja mekanisme mesin. Panas yang diserap oleh mesin tentunya tidak terlepas dari peran sistem pelumasan dan sistem pendinginan.

Proses pendinginan terjadi pada mesin sepeda motor yang berfungsi mendinginkan mesin saat bekerja dengan mempertahankan suhu mesin pada temperatur kerjanya yaitu di suhu kurang lebih 80◦C sampai dengan 90◦C sehingga mesin tidak mengalami panas yang berlebihan (Overheating).

Pada sistem pendinginan mesin sepeda motor, baik untuk mesin dua langkah ataupun empat langkah terbagi menjadi dua sistem pendinginan. Dua sistem pendinginan mesin tersebut ialah terjadi pada bagian luar mesin yang disebut sistem pendingin udara dan sistem pendinginan air(cairan) yang berlangsung pada bagian dalam mesin itu sendiri.

Di mana pendinginan tersebut bekerja dalam sirkulasi aliran cairan yang mengalir pada seluruh bagian mesin atau dinamakan dengan sistem pendingin cairan. Berikut ini perbedaan dari kedua metode tersebut disertai dengan kekurangan dan kelebihan yang dimiliki masing- masing pemakaiannya.

Sistem Pendingin Udara (Sistem Pendingin Luar)

Pada sistem ini panas yang dihasilkan dari pembakaran di dalam silinder sebagian dirambatkan keluar melalui sirip-sirip pendingin yang dipasang di luar silinder dan ruang bakar tersebut. Panas tersebut diserap oleh udara luar yang temperaturnya lebih rendah dibanding sirip pendingin. Untuk bagian mesin yang temperaturnya tinggi di sekitar ruang bakar diberi sirip pendingin yang lebih panjang dibanding bagian sekitar silinder.

Panas dari mesin akan dipindahkan ke dinding-dinding silinder, kemudian disalurkan ke sirip-sirip blok silinder dan selanjutnya didinginkan oleh udara luar

Sistem pendinginan dengan udara ini banyak diaplikasikan pada sepeda motor, motor-motor kecil, mobil VW lama dll.

Ciri-ciri sistem pendinginan udara :

1. Konstruksi sederhana
2. Getaran-getaran pada sirip-sirip yang terkena hembusan udara lebih keras
3. Pendinginan kurang merata
4. Perawatan mudah dan jarang sekali terdapat masalah

Ada dua cara untuk menciptakan aliran udara yaitu menggerakkan udara atau siripnya. Apabila sirip pendinginnya yang digerakkan berarti mesinnya harus bergerak seperti mesin yang dipakai pada sepeda motor. Untuk mesin- mesin yang penempatannya sulit untuk mendapatkan aliran udara, maka diperlukan blower yang digerakkan oleh poros engkol memungkinkan aliran udara yang sebanding dengan putaran mesin sehingga proses pendinginan lebih sempurna.

Sistem pendinginan udara dari konstruksi fisik dan cara kerjanya sederhana. Mesin dengan sistem pendinginan udara pada bagian kepala silinder dan blok silindernya dilengkapi dengan sirip-sirip yang berguna mendinginkan bagian mesin pada saat sepeda motor beroperasi. Karena itu, dengan bantuan udara pada saat sepeda motor melaju membuat udara mengalir dan bersirkulasi di bagian luar mesin melalui sirip-sirip. Sistem pendinginan udara dibagi ke dalam dua metode antara lain sebagai berikut.

1. Sistem pendinginan udara alami

Pada sistem pendinginan ini udara mengalir pada tiap bagian mesin, proses ini bekerja saat kendaraan dioperasikan. Jadi, pada saat sepeda motor hidup namun tidak berjalan sistem pendinginan udara alami tidak bekerja secara efektif.

Kelebihan dari sistem pendinginan ini secara konstruksi lebih sederhana, tidak membutuhkan banyak komponen dalam proses mendinginkan mesin dan hampir tidak mengalami gangguan permasalahan fatal dalam sistem pendinginan dengan konstruksi mesin yang lebih ringan. Selain itu, sistem ini pun memiliki kelemahan dalam proses sirkulasi pendinginan tidak merata dan suara mesin berisik pada saat bekerja. Karena itu, untuk motor model lama sistem ini masih banyak dipakai.

2. Sistem Pendinginan Udara Paksa

Pada sistem pendinginan udara paksa, udara dialirkan dan bersirkulasi dengan adanya bantuan kipas pendingin ke sirip-sirip pendingin. Udara dialirkan ke bagian kepala silider dan blok silinder dengan bantuan kipas yang berputar pada saat motor dihidupkan. Sistem pendinginan ini digunakan oleh mesin sepeda motor tipe lama dengan konstruksi yang sederhana. Kelebihan sistem pendinginan ini ialah proses pendinginan mesin lebih merata dan tidak memerlukan perawatan yang rumit pada sistemnya.

Sistem Pendingin Air (Cairan) Pada Motor (Sistem Pendinginan Dalam)

Pada sistem ini, panas dari proses pembakaran dalam ruang bakar dan silinder sebagian diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder dan ruang bakar. Oleh karena itu, di bagian luar dinding silinder dan ruang bakar dibuat mantel-mantel air (water jacket). Apabila air pendingin tersebut tetap berada pada mantel air, maka air akan cenderung mendidih dan menguap. Hal tersebut dapat dihindari dengan jalan mengganti air yang masih dingin sedangkan air yang telah panas dialirkan keluar dan harus bersirkulasi. Sirkulasi tersebut ada dua macam yaitu sirkulasi alam dan sirkulasi dengan tekanan.

Keuntungan sistem pendingin air antara lain:

1. Temperatur seluruh mesin sama sehingga kemungkinan distorsi kecil;
2. Ukuran kipas lebih kecil sehingga tenaga yang diperlukan kecil;
3. Mantel air dan air dapat meredam getaran;
4. Kemungkinan overheating kecil
5. Jarak antarsilinder dapat diperdekat sehingga mesin lebih ringkas.

Kerugian sistem pendingin air antara lain:

1. Bobot mesin lebih berat ;
2. Waktu pemanasan lebih lama;
3. Pada temperatur rendah diperlukan antifreeze;
4. Kemungkinan terjadinya kebocoran air sehingga mengakibatkan overheating;
5. Memerlukan kontrol yang lebih rutin.

Adapun konstruksi sistem pendingin air dengan sirkulasi tekanan dapat dilihat gambar di bawah :

Sistem pendingin air dilengkapi dengan water jacket, pompa air, radiator, thermostat, kipas, dan selang karet. Pada saat mesin masih dingin, air hanya bersirkulasi di sekitar mesin karena thermostat masih menutup. Air mendapat tekanan dari pompa air, tetapi tekanan tersebut tidak mampu menekan thermostat untuk terbuka. Untuk mencegah tekanan yang berlebihan, maka dilengkapi dengan saluran bypass, sehingga air yang bertekanan akan kembali melalui saluran bypass tersebut.

Pada saat suhu air telah panas, maka thermostat terbuka sehingga air yang telah panas di dalam water jacket mengalir ke radiator untuk didinginkan dengan kipas pendingin dan aliran udara. Air pendingin yang sudah dingin kemudian ditekan kembali ke water jacket oleh pompa air.

Sistem pendinginan yang dipakai oleh mesin sepeda motor terkini yaitu sistem pendinginan cairan atau sistem pendinginan yang terjadi pada bagian dalam mesin sepeda motor. Sistem pendinginan cairan ini, selain terdapat komponen-komponen lain yang bekerja saling menunjang pada proses pendinginannya, juga membutuhkan cairan pendingin (Coolant).

Sebagian besar sepeda motor, baik sepeda motor mesin dua langkah maupun empat langkah yang diproduksi saat ini seperti jenis sport, bebek, ataupun jenis matic menggunakan sistem pendinginan cairan. Kelebihan dari sistem ini adalah pendinginan lebih merata pada seluruh bagian mesin, sedangkan kekurangannya, selain harus mengisi cairan pendingin secara konstruksi lebih rumit karena banyak komponen yang bekerja sama dalam proses pendinginan mesin, juga harus dilakukan perawatan secara berkala pada sistem pendinginannya.

1. Cara Kerja Sistem pendinginan cairan

Cairan pendingin bersirkulasi di dalam bagian mesin yang disalurkan melalui lorong- lorong atau rongga-rongga air terdapat di sekeliling bagian kepala silinder dan bagian blok silinder. Dialirkan dengan bantuan pompa air (Water Pump) dan pada bagian mesin tersebut terlapisi oleh selimut cairan (Water Jacket). Cairan tersebut bersirkulasi menyerap panas pada saat mesin bekerja yang dialirkan ke bagian radiator untuk melepaskan panas dan didinginkan melalui celah-celah radiator.

Saat mesin sepeda motor masih dingin dan kemudian dihidupkan, maka cairan pendingin masih bersirkulasi hanya pada bagian mesin saja belum disalurkan ke radiator. Pada saat itu katup thermostat masih belum membuka (thermostat tertutup). Akibat pembakaran pada ruang bakar dan terjadinya mekanisme kerja pada mesin, maka temperatur suhu mesin akan naik untuk mencapai pembakaran yang ideal.

Ketika keadaan mesin sudah panas, kurang lebih setelah mencapai temperatur antara 80ºC sampai 90ºC, maka thermostat akan membuka. Saat itulah cairan yang bersirkulasi di dalam mesin disalurkan melewati radiator untuk didinginkan oleh kipas pendingin (kipas ON). Salah satu tujuan dari cairan (Coolant) disalurkan melewati radiator adalah untuk menjaga agar tidak terjadi panas yang berlebih pada mesin. Dikerenakan radiator akan mendinginkan cairan tersebut pada celah-celah radiator dengan bantuan udara luar. Dari radiator tersebut cairan pendingin disirkulasikan melalui rongga-rongga yang terdapat pada bagian kepala silinder dan blok silinder oleh pompa air.

2. Komponen Sistem Pendingin Air (Cairan)

Sistem pendingin air jumlah komponennya lebih banyak, pada umumnya komponennya terdiri dari: radiator, pompa air, thermostat, kipas pendingin, water jacket. Komponen-komponen yang terdapat pada sistem pendinginan air (cairan) yang bekerja sama satu sama lain dalam proses mendinginkan bagian dalam mesin. Komponen-komponen tersebut antara lain sebagai berikut.

1. Radiator

Radiator berfungsi untuk mendinginkan cairan pendingin yang telah panas setelah melalui saluran water jacket. Bagian-bagian radiator antara lain: tangki air bagian atas (upper water tank), tangki air bagian bawah (lower water tank) dan inti radiator (radiator core). Pada tangki air bagian atas dilengkapi dengan lubang pengisian air dan saluran kecil yang menuju ke tangki cadangan, pada tangki air bagian bawah dilengkapi dengan lubang penguras untuk mengeluarkan air pendingin pada saat mengganti cairan pendingin. Inti radiator terdiri atas pipa-pipa yang dapat dilalui air dari tangki atas ke tangki bawah dan disamping dilengkapi dengan sirip-sirippendingin yang fungsinya untuk menyerap panas dari air pendingin.

Inti radiator menurut bentuk sirip-siripnya ada 3 tipe yaitu tipe plat (flat fin type), tipe lekukan (corrugated fin type), dan tipe SR (single row) radiator. seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Inti radiator tipe SR (single row) mempunyai susunan pipa tunggal sehingga bentuk radiator menjadi tipis dan ringan dibanding dengan radiator tipe lain.

2. Tutup Radiator

Berfungsi untuk mencegah agar air pendingin tidak tumpah dan mengatur arus lalu lintas air pendingin dari radiator ke tangki cadangan dan sebaliknya.Pada bagian atas tangki radiator dilengkapi dengan lubang pengisian dan tutup radiator.

Pada tutup radiator dilengkapi dengan dua buah katup yaitu katup relief dan katup vacuum, apabila volume air pendingin bertambah saat temperaturnya naik, maka tekanannya juga bertambah. Bila tekanan air pendingin mencapai 0,3– 1,0 kg/cm2 pada 110 – 120° C, maka relief valve terbuka dan membebaskan kelebihan tekanan melalui pipa overflow sehingga sebagian air pendingin masuk ke dalam tangki cadangan.

Setelah mobil dimatikan maka suhu dan tekanan air pendingin yang berada di dalam radiator akan turun, maka dalam radiator terjadi kevacuman, akibatnya vacum valve akan terbuka secara otomatis untuk menghisap air pendingin yang berada pada reservoir tank.

3. Pompa air

Pompa air (water pump) berfungsi memompa air pendingin agar air pendingin tersebut dapat bersirkulasi. Jenis pompa air yang umumnya digunakan adalah jenis pompa sentrifugal (centrifugal pump), yang letaknya di bagian depan blok silinder dan digerakkan oleh tali kipas atau timing belt.

4. Thermostat

Thermostat berfungsi untuk mempercepat temperatur kerja air pendingin pada saat motor masih dingin, serta mengatur peredaraan air pendingin yang menuju ke radiator. Apabila air pendingin masih dingin, maka air hanya bersirkulasi dalam water jacket dan apabila temperatur air pendingin telah panas maka air akan mengalir ke radiator untuk didinginkan. Menurut letaknya thermostat ada dua macam yaitu: thermostat yang letaknya di saluran air masuk (water inlet) dan thermostat yang letaknya di saluran air keluar (water outlet).

1. Thermostat yang letaknya di saluran air keluar.

Apabila air pendingin masih dingin, maka thermostat menutup aliran air pendingin ke radiator. Air pendingin dipompa langsung ke blok mesin dan kepala silinder melalui selang by pass kembali ke pompa air.

Keterangan gambar thermostat:

• Nomor 1 Thermostat
• Nomor 2 Selang Bypass
• Nomor 3 Radiator
• Nomor 4 Pompa air

Bila air pendingin telah panas, maka thermostat membuka sehingga air pendingin mengalir melalui thermostat menuju ke radiator untuk didinginkan, sebagian air mengalir melalui selang by pass dan selanjutnya air kembali ke pompa air.

2. Thermostat yang letaknya di saluran air masuk

Apabila air masih dingin thermostat menutup, air bersirkulasi melalui saluran bypass kemudian dipompa ke blok silinder dan kepala silinder, selanjutnya kembali ke pompa air melalui selang bypass.

Keterangan gambar thermostat:

• Thermostat
• Selang bypass
• Radiator
• Pompa air

Cara kerja thermostat yaitu, apabila temperatur air pendingin sudah panas , maka thermostat membuka saluran air dan saluran bypass menutup, sehingga air yang telah panas mengalir ke radiator melalui thermostat dan kembali ke pompa air. Pada umumnya efisiensi operasi mesin yang tertinggi apabila suhunya mencapai 80° – 90° C. Kerja thermostat tergantung oleh suhu, apabila suhunya naik maka thermostat membuka dan sebaliknya, karena di dalam thermostat terdapat wax yang volumenya akan berubah apabila suhunya berubah. Perubahan volume akan menyebabkan silinder bergerak turun atau naik, mengakibatkan katup membuka atau menutup.

Pada thermostat dilengkapi dengan jiggle valve yang berfungsi untuk mengalirkan air pada saat menambahkan cairan pendingin ke dalam sistem.

5. Kipas pendingin

Kipas pendingin digunakan untuk membantu proses pendinginan pada radiator. Dalam proses pendinginan, radiator didinginkan oleh udara luar, tetapi pendinginannya belum cukup bila kendaraan tidak bergerak. Kipas pendingin ditempatkan di belakang radiator, yang digerakkan oleh sabuk atau motor listrik.

1. Kipas pendingin yang digerakkan poros engkol

Kipas pendingin jenis ini digerakkan oleh poros engkol melalui tali kipas, kecepatan kipas berubah sesuai dengan kecepatan mesin. Putaran kipas belum cukup besar bila mesin masih berputar lambat, tetapi apabila mesin berputar dengan kecepatan tinggi, maka kipas juga berputar dengan kecepatan tinggi. Untuk mencegah kehilangan tenaga dan menimbulkan bunyi pada kipas maka dipasang kopling fluida yang terletak antara pompa air dan kipas pendingin.

2. Kipas pendingin yang digerakkan motor listrik

Kipas pendingin berputar jika temperatur air pendingin panas. Temperatur air pendingin dikirimkan ke motor listrik melalui sinyal yang terdapat pada kepala silinder. Bila temperatur naik, sinyal merangsang motor relay untuk menggerakkan motor listrik kemudian menggerakkan kipas pendingin, sehingga kipas akan bekerja pada saat dibutuhkan.

Kipas pendingin berputar apabila temperatur mesin melebihi 93° C, berputarnya diatur oleh coolant temperatur switch yang dipasang pada saluran air keluar dari mesin ke radiator dan relay dari motor listrik.

Apabila kunci kontak ON, mesin berputar dan temperatur air pendingin di bawah 93° C, coolant temperatur switch titik kontaknya dalam keadaan tertutup sehingga arus listrik mengalir melalui kunci kontak, relay, titik kontak coolant temperatur switch dan ke massa. Arus listrik yang mengalir pada relay akan menyebabkan titik kontak pada relay terbuka sehingga arus listrik yang ke motor listrik tidak mengalir dan kipas tidak berputar.

6. Water Jacket

Water jacket berfungsi sebagai jalur air pendingin saat bersirkulasi di dalam mesin. Air pendingin yang bersirkulasi pada water jacket ini akan menyerap panas pada mesin secara langsung.

7. Selang Radiator

Berfungsi memindahkan cairan yang mengalami pemanasan dari selimut cairan (water jacket) ke radiator. Bahan dasar selang radiator ini terbuat dari karet sintetis yang tahan terhadap suhu panas dan tekanan tinggi. Pada selang radiator ini cairan pendingin menjadi panas akibat proses kerja mesin.

8. Tangki cadangan (Reservoir Tank)

Tangki cadangan (Reservoir tank) berfungsi sebagai wadah atau tempat untuk menampung kelebihan cairan pendingin dari radiator pada saat terjadi pemuaian cairan di dalam radiator dan mengembalikan cairan pendingin ke radiator pada saat tekanan di dalam radiator turun. Pada tangki cadangan terdapat batas atas (Full) dan batas bawah (Low) sebagai penanda batas volume cairan pendingin dalam wadah tidak mengalami kekurangan atau kelebihan cairan.

9. Indikator suhu mesin (Enggine Heat Indicator)

Berfungsi sebagai alat pendeteksi suhu pada mesin. Tempatnya terletak pada bagian speedometer. Ketika mesin mengalami kelebihan panas (Overheat) sistem tanda lampu peringatan akan menyala pada bagian speedometer.

10. Termometer suhu

Memiliki fungsi mendeteksi dan mengukur suhu pada mesin dari cairan pendingin. Pada sepeda motor dengan sistem bahan bakar injeksi biasanya dilengkapi dengan komponen Sensor ECT (Enggine Coolant Temperature) atau Sensor WTS (Water temperature sensor).

Letak dari sensor ECT/WTS ini terletak pada bagian blok mesin atau di rumah thermostat bagian bawah. Sensor ini menggunakan komponen elektronika yaitu thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefisien). Bekerja pada saat suhu coolant naik, maka tahanan pada sensor ini akan turun dan sebaliknya bila suhu coolant turun, maka tahanan pada sensor ini akan naik.

Kesimpulan Sistem Pendingin Dan Komponen Pendingin Air

Sistem pendinginan pada sepeda motor memiliki peran yang sangat penting dan menentukan. Pada model sepeda motor lama, pada proses pendinginan mesinnya masih menggunakan pendinginan udara. Inovasi teknologi mutakhir sistem pendinginan mesin dengan menggunakan cairan. Terlepas suatu saat nanti di masa mendatang dengan teknologi yang terbaru dari sistem pendinginan cairan karena pada dasarnya semua mesin terutama mesin yang mekanismenya bekerja dengan kecepatan tinggi harus memiliki sistem pendinginan pada bagian mesinnya. Karena itu, tanpa sistem pendinginan pada mesin, kerja mesin akan terganggu akibat gesekan dan panas yang dihasilkan.