bab i pendahuluan - elibrary.polnes.ac.idelibrary.polnes.ac.id/file/20170904194401.pdf · pada...

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fungsi sistem pendingin atau cooling system pada engine adalah untuk

mencegah panas yang berlebih. Engine yang terlalu panas (over heating) akan membuat

komponen-komponen engine mengalami pemuaian, dan tegangan thermal yang akan

mempengaruhi performance engine tersebut. Sehingga akan membuat hilangnya waktu

produksi yang diakibatkan oleh engine yang bekerja tidak maksimal. Selain

mendinginkan engine, fungsi sistem pendingin juga untuk mendinginkan oli melalui oil

cooler guna menjaga psikositas oli untuk efisiensi pelumasan.

Dengan melihat latar belakang di atas, penulis akan menjadikan laporan ini

sebagai bahan pembelajaran bagi masyarakat banyak dan mahasiswa Politeknik Negeri

Samarinda khususnya pada jurusan Teknik Mesin Program Studi Alat Berat dengan

judul laporan, yaitu “ANALISA KERUSAKAN KOMPONEN COOLING SYSTEM

PADA ENGINE C6.4 CATERPILLAR”.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas penulis akan merumuskan permasalahan

tentang :

1. Melakukan pembongkaran dan pembersihan komponen cooling system pada

engine C6.4 Caterpillar.

2. Melakukan inspection visual, pengukuran pada komponen, dan pengujian cooling

system yang mengacu pada GRPTS.

2

3. Melakukan analisa kerusakan, solusi, dan selanjutnya membahas kerusakan yang

telah terjadi pada komponen cooling system engine C6.4 Caterpillar.

1.3 Batasan Masalah

Agar dalam penyususnan laporan tugas akhir ini lebih terarah, maka ruang

lingkup pembahasan akan dibatasi, yaitu :

1. Bagaimana cara kerja cooling system,

2. Bagaimana proses analisa kerusakan dan pengujian komponen cooling system,

3. Bagaimana penanganan masalah pada komponen cooling system engine C6.4

Caterpillar.

1.4 Tujuan Penulisan

Tujuan penulis melakukan analisa ini untuk mengetahui apa saja kerusakan

yang terjadi pada komponen cooling system dan mengetahui cara perawaran

komponen cooling system dengan melakukan visual inpection, pengukuran, dan

pengetesan pada komponen.

1.5 Manfaat penulisan

Adapun manfaat yang ingin dicapai oleh penulis dalam mengerjakan laporan

tugas akhir ini, yaitu :

1. Dapat dijadikan sebagai tambahan bekal dalam dunia kerja.

2. Penulis dapat mengetahui kerusakan yang terjadi pada komponen cooling system.

3. Dapat dijadikan refrensi bagi mahasiswa lain yang akan melakukan praktik dalam

lingkup Politeknik Negeri Samarinda.

3

1.6 Metode Penelitian

Dalam metode penilitian ini banyak sekali hal-hal yang harus dicari dan

dipersiapkan untuk melakukan penelitian. Baik dari literature, service manual, dan

observasi lapangan. Cara penulis mendapatkan informasi dapat dilakukan dengan cara :

1. Observasi lapangan yaitu pengumpulan data dengan cara mengadakan

pengamatan dan mempelajari secara langsung obyek yang dijadikan tujuan

permasalahan untuk memperoleh data yang diperlukan.

2. Studi pustaka yaitu mengumpulkan data-data yang diperoleh dari buku-buku yang

menjadi referensi dalam penulisan Tugas Akhir.

3. Interview yaitu konsultasi dengan pembimbing secara langsung.

4. Pengambilan data-data dari SIS ( sistem information service ).

5. Melakukan pengukuran, pengujian komponen dan membandingkan dengan

literature.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan dalam penulisan Laporan Tugas Akhir

ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini berisikan : Latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah,

tujuan penulisan, manfaat penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini berisikan tentang pengertian sistem pendingin, tujuan dan perlunya

sistem pendingin, komponen sistem pendingin, sirkulasi sistem pendingin, jenis-jenis

coolent dan kerusakan yang terjadi.

4

BAB III DATA LAPANGAN

Bab ini berisikan tentang spesifikasi engine, spesifikasi water pump, spesifikasi

water temperatur regulator (thermostat), persiapan pengerjaan, dan diagram alir

pengerjaan.

BAB IV PEMBAHASAN

Bab ini berisikan tentang hasil analisa kerusakan komponen cooling system.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisikan kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Sistem Pendingin

Sistem pendingin mempertahankan suhu engine pada batas ideal yang telah

ditentukan. Sistem pendingin juga bertanggung jawab untuk mempertahankan suhu

engine saat beroperasi. Panas hasil pembakaran tidak semuanya terkonversi menjadi

energi, sebagian terbuang melalui saluran pembuangan dan sebagian terserap oleh

material disekitar ruang bakar.

Panas yang diserap ini juga harus dibuang keluar agar panas engine tidak

berlebih (over heating), sebab panas yang berlebih dapat menyebabkan gangguan pada

kerja engine dan menyebabkan kerusakan yang fatal. Untuk mengatasi hal tersebut,

maka engine dilengkapi dengan sistem pendingin.

Sistem pendingin mensirkulasikan coolant ke seluruh bagian engine untuk

menyerap panas yang dihasilkan oleh pembakaran dan gesekan dengan memanfaatkan

perinsip perpindahan panas.

2.2 Tujuan Sistem Pendingin

Pada diesel engine sangat bergantung pada perawatan sistem pendingin yang

baik sehingga engine dapat mencapai temperature kerja dengan cepat dan juga dapat

menjaga temperature kerja tetap konstan sehubungan dengan beban yang diterima oleh

engine.

Didalam engine terjadi proses pembakaran bahan bakar untuk menghasilkan

tenaga dan dalam proses pembakaran tersebut juga menghasilkan temperature yang

sangat tinggi didalam ruang bakar. Temperature didalam engine perlu dikontrol agar

6

tidak melebihi batasan temperature kerja untuk memaksimalkan efisiensi pembakaran

bahan bakar dan memastikan tingkat temperature dijaga agar tidak menyebabkan

kerusakan terhadap komponen. Ketika engine beroperasi pada kondisi yang belum

mencapai temperature kerja (dingin) akan terjadi keausan lebih cepat pada komponen

komponen tertentu.

2.3 Perlunya Sistem Pendingin

Pada peroses pembakaran udara dan bahan bakar didalam ruang bakar akan

menghasilkan panas dengan temperature yang sangat tinggi. Panas tersebut akan

diserap oleh dinding cylinder, cylinder heat, dan piston. Oleh sebab itu sistem

pendingin harus mampu menjaga temperature kerja sehingga komponen-komponen

tersebut tidak menerima panas yang berlebihan (overheat).

Sistem pendingin tidak hanya berfungsi untuk melindungi komponen engine

tetapi juga menjaga kondisi oli yang dipakai pada sistem pelumasan bisa tetap pada

kondisi temperature kerja sehingga pelumasan terhadap komponen-komponen engine

tetap terjaga.

2.4 Panas dan Suhu

Panas adalah sebuah bentuk energi, dimana panas tersebut dapat dihasilkan dari

proses pembakaran bahan bakar didalam cylinder engine.

Istilah panas dan temperature sangat berbeda. Panas adalah bentuk energi,

sedangkan temperature adalah derajat nilai suatu panas. Panas diumpamakan sebagai

nilai temperature yang berada diatas temperature atmosfer normal dan dingin adalah

ketika nilai temperature berada dibawah temperature atmosfer.

7

Panas adalah daya molekul yang bekerja dalam objek dan temperature adalah

satuan dari daya molekul. Panas akan bergerak dari molekul yang lebih aktif ke

molekul yang kurang aktif, atau dari komponen yang lebih panas ke komponen yang

lebih dingin.

2.5 Tipe Sistem Pendingin

Ada dua tipe sistem pendingin yaitu dengan prinsip pendinginan melepaskan

panas engine ke udara, tipe ini disebut dengan pendinginan langsung (air cooling),

sedangkan tipe yang menggunakan media fluida sebagai perantara disebut pendinginan

air (water cooling).

2.5.1 Media Udara

Dalam sistem ini, panas engine langsung dilepaskan keudara. Engine dengan

sistem pendingin udara memiliki sirip atau jalur udara (air line) yang akan

mempercepat pelepasan panas engine. Sebagian dilengkapi dengan kipas untuk

mengalirkan udara melalui sirip pendingin yang berada diluar cylinder dan ruang bakar,

sebagian yang lain tanpa menggunakan kipas.

Sirip pendingin yang dipasang dibagian luar ruang bakar karena memiliki

temperature yang lebih tinggi dari pada cylinder. Maka sirip di bagian ruang bakar

dibuat lebih panjang di banding sirip di bagian cylinder. Agar temperature di sekitar

sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung secara sempurna.

8

Sumber : doyock-online.blogspot.co.id, 2013/07

Gambar 2.1 Pendingin Media Udara

2.5.2 Media Cair

Sistem pendingin jenis ini yaitu sistem pendingin yang menggunakan media

cairan (liquid) sebagai penyerap panas dari ruang bakar pada engine, jenis sistem

pendingin ini banyak digunakan pada diesel engine, berbeda dengan sistem pendingin

udara yang banyak digunakan pada mesin-mesin kecil. Pada sistem pendingin jenis ini

menggunakan komponen-komponen seperti radiator, water pump, kipas pendingin,

thermostat, dan lain-lain. Air adalah media pendingin yang baik karena air dapat

mengambil 1 kkal pada tiap kg dan tiap derajat celcius. Sedangkan volume dari 1 kg air

hanya 1 dm3.

Caterpillar engine menggunakan tiga tipe cooling system yang menggunakan

media cairan (liquid). Berdasarkan kepada aplikasi masing-masing engine, yaitu :

1. Type Konvensional

Sumber : www.maritimeworld.web.id, 2013/11

Gambar 2.2 Cooling System Type Konvensional

9

Sistem pendingin ini sangat umum digunakan, karena penggunaannya sangat

mudah dan pengaplikasiannya yang sederhana. Sistem pendingin ini mensirkulasikan

coolant ke seluruh engine menggunakan water pump untuk membuang panas yang

timbul akibat pembakaran pada ruang bakar dan gesekan komponen, kemudian

didinginkan oleh udara di dalam radiator melalui sirip-sirip yang dibantu oleh kipas

pada engine.

2. Type Keel Cooler


Gambar 2.3 Cooling System Type Keel Cooler

Sistem pendingin engine kapal. Ada beberapa keunikan pada komponen-

komponen sistem pendingin engine kapal, sebab panas engine dialirkan ke air bukan ke

udara. Komponen pada sistem keel cooler sama dengan yang konvensional. Ada water

pump, water jacket, expension tank, dan water temperature regulator. Coolant

mengalir melalui keel cooler. Keel cooler adalah tabung tabung yang dililitkan atau di

las pada lambung kapal. Coolant mengalir dari expension tank ke water pump

kemudian mengalir menuju engine dan keel cooler dimana air laut mendinginkan

coolant.

10

3. Type heat exchanger


Gambar 2.4 Cooling System Type heat exchanger

Komponen heat exchanger terdiri dari water pump, water jacket, saluran gas

buang yang didinginkan oleh air (water cooled exhaust manifold), expension tank, dan

water temperature regulator. Air laut yang mendinginkan coolant juga memiliki

pompa, pipa-pipa, dan saluran tersendiri. Pada dasarnya heat exchanger berbentuk

kotak dan didalamnya diisi tabung-tabung. Coolant mengalir di dalam tabung yang

dikelilingi air laut. Air laut menyerap panas yang terdapat pada air pendingin.

2.6 Perinsip Kerja Sistem Pendingin

Sistem pensingin mensirkulasikan coolent ke seluruh bagian engine untuk

menyerap panas yang dihasilkan pembakaran dan gesekan dengan memanfaatkan

perinsip perpindahan panas. Panas selalu berpindah dari sumber panas ke sasaran yang

lebih rendah. Sumber panas dan sasaran ini bisa berupa besi, cairan, ataupun udara.

Kuncinya terletak dari perbedaan suhu relatif diantara keduanya. Makin besar

perbedaannya makin besar panas yang akan dipindahkan. Setiap komponen dalam suatu

sistem pendingin memegang peran dalam hal ini. Pendingin engine mengacu pada

perinsip konduksi, konveksi dan radiasi dari energi panas agar engine dapat bekerja

pada suhu yang tepat.

11

Air pendingin menerima panas yang dilepaskan oleh komponen-komponen

engine seperti engine block, cylinder head, dan lain-lain. Air pendingin kemudian

dialirkan oleh water pump menuju radiator, pada radiator terdapat fin yang berfungsi

untuk memudahkan peroses perpindahan panas secara konveksi ke udara. Sebagai

tambahan, engine juga memancarkan panas secara langsung ke udara pada sekeliling

engine.

Sumber : Intermediate Engine System, 2014

Gambar 2.5 Prinsip Kerja Sistem Pendingin

2.7 Komponen Sistem Pendingin

2.7.1 Radiator


Gambar 2.6 Radiator

Radiator merupakan komponen yang melepaskan panas pada coolent ke udara.

Radiator tediri dari dua buah tanki yang memiliki tube sebagai tempat mengalirnya

12

coolent dan pada tube terdapat fin yang berfungsi untuk membantu melepaskan panas

ke udara saat udara melewati fin.

2.7.2 Water Pump


Gambar 2.7 Water Pump

Water pump adalah komponen dari sistem pendingin yang berfungsi untuk

mensirkulasikan air pendingin (coolent) ke cylinder block, cylinder head dan bagian

engine lainnya. Umumnya yang banyak digunakan adalah tipe sentrifugal (centrifugal

pump). Pompa sentrifugal memindahkan cairan pendingin dengan memanfaatkan gaya

sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeller. Pompa sentrifugal mengubah energi

kecepatan menjadi energi tekanan. Pompa air ditempatkan dibagian depan cylinder

block dan digerakkan oleh V- belt dari putaran kipas engine.

2.7.2.1 Jenis Water Pump Lainnya

Adapun jenis water pump lainnya adalah jenis sea water pump yang

diaplikasikan pada merine engine. Water pump jenis ini didesain lebih tahan terhadap

korosi akibat air laut dan kotoran dengan ukuran kecil.

13

Sumber : www.marineenergy.com, 2011

Gambar 2.8 Sea Water Pump

Air pendingin diambil langsung dari air laut dan dipompa ke aftercooler dan

kemudian dialirkan kembali ke laut. Marine engine dan beberapa aplikasi lainnya

membutuhkan exhaust manifold dan turbocharger housing yang didinginkan air.

2.7.3 Oil Cooler

Untuk efisiensi pelumasan, oli engine perlu untuk dijaga pada level temperatur

tertentu. Temperatur oli engine tidak boleh melebihi 120°C. Sehubungan dengan

adanya friksi dan beban panas yang terjadi pada oli di dalam high performance engine,

heavy duty diesel engine, oli temperature akan naik sehingga perlu untuk didinginkan

secara terus menerus agar temperature oli sesuai dengan temperature kerja oli. Engine

oil cooler terdiri dari sebuah metal housing yang memiliki sekumpulan tube tembaga

yang mana terpisah oleh susunan sekat (buffle). Dari water pump, coolent engine

mengalir kedalam tube-tube dan oil engine yang panas mengalir disekitar bagian luar

dari tube.

14


Gambar 2.9 Tampak Dalam Oil Cooler

Gambar 2.9 Menunjukkan saluran di dalam cylinder head sebagai saluran untuk

mendinginkan komponen-komponen cylinder head seperti injector dan valve.

2.7.4 Water Temperatur Regulator

Sumber : Fundamental Diesel Engine, 2003

Gambar 2.10 Water Temperature Regulator

Water temperature regulator (thermostat) akan mengalir aliran coolent menuju

radiator. Saat engine dalam kondisi dingin, thermostat menutup aliran air menuju

radiator dan coolent dari engine akan di alirkan menuju water pump melalui bypass

tube lalu kembali ke engine. Ini akan membantu agar engine dapat mencapai suhu kerja

dengan cepat.

Saat engine panas, water temperature regulator akan mengalir air menuju

radiator untuk mendinginkan sebelum memasuki engine. Water temperature regulator

15

tidak secara penuh membuka atau menutup, tetapi berada dalam posisi keduanya untuk

mempertahankan agar suhu engine tetap konstan.

Suhu engine yang tepat sangatlah penting. Engine yang terlalu dingin tidak akan

bekerja menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk mendapatkan pembakaran yang

effisien dan akan menyebabkan munculnya endapan pada sistem pelumasan engine,

karbon dan lapisan deposit pada dinding liner serta dapat menimbulkan engine blowby

(kebocoran gas hasil pembakaran melalui ring piston). Jika temperature terlalu rendah

dapat menyebabkan timbulnya kondensasi diruang bakar dan membentuk asam pada

daerah sekitar ring piston. Engine yang terlalu panas (overheat) akan menyebabkan

kerusakan yang serius pada engine.

Temperature normal coolent diantara 71°C (160°F) dan 85°C (185℉). Terdapat

dua jenis water temperatur regulator yang dipergunakan pada engine yaitu :

2.7.4.1 Poppet Type

Sumber : www.autopartswarehouse.com, 2011

Gambar 2.11 Poppet Type

(Gambar 2.11) menunjukkan jenis water temperature regulator tipe poppet.

Water temperatur regulator tipe ini akan menutup penuh saluran coolent yang menuju

radiator jika temperature operasi engine telah tercapai, maka saluran bypas tertutup

penuh dan saluran coolen mengalir menuju radiator.

16

2.7.4.2 Bonnet Type

Sumber : m.ebay.com, 2013

Gambar 2.12 Bonnet Type

Water temperature regulator tipe ini akan menutup penuh pada slauran coolent

yang menuju radiator jika temperature operasi engine belum mencukupi dan saat

temperature eperasi engine telah tercapai maka water temperature regulator

bermodulasi antara membuka dan menutup saluran bypass untuk menjaga temperature

engine agar tidak terlalu berfluktuasi karena adanya beban.

2.7.4.3 Wax Type

Termostat yang digunakan biasanya adalah jenis wax termostat (termostat lilin).

Cara kerja termostat adalah mengikuti temperature dari cairan pendingin, ketika

temperature cairan pendingin masih dibawah temperature kerja maka wax belum

meleleh dengan cukup sehingga termostat masih menutup, dan ketika cairan pendingin

mulai mencapai temperature kerja maka wax semakin mencair dan mampu melawan

spring yang ada sehingga thermostat mulai membuka dan akan semakin membuka

penuh (fully open) bersamaan dengan naiknya temperature operational dari mesin.

Jadi, cairan pendingin semakin panas maka thermostat semakin membuka dan air yang

didinginkan semakin banyak. Demikian juga sebaliknya, jika temperature cairan

17

pendingin semakin menurun maka thermostat semakin menurun dan cairan yang

didinginkan radiator semakin sedikit.

Sumber : rifqi-cimot.blogspot.co.id, 2008

Gambar 2.13 Valve Thermostat pada suhu 80-90℃

Untuk menghindari terjadinya tekanan air yang tinggi pada saat valve

thermostat tertutup, pada saluran dibawah valve dibutuhkan saluran ke pompa air yang

dikenal dengan saluran pintas (bypass).

Sumber : rifqi-cimot.blogspot.co.id, 2008

Gambar 2.14 Thermostat dengan Valve Bypass

2.7.4.4 Cara Kerja Thermostat

Sumber : teknikmesin.org, 2011

Gambar 2.15 Cara Kerja Regulator (thermostat)

18

Pada (Gambar 2.15) di atas menunjukkan Thermostat dalam kondisi terbuka

(open) dan tertutup (closed). Jika temperatur meningkat, wax pellet akan memanjang

dan menekan rubber diaphragm. Dengan begitu maka pin akan terdorong tetapi karena

pin tersebut fixed dan tidak dapat bergerak sehingga pellet container akan bergerak ke

bawah.

Kondisi ini akan menggerakan valve off pada dudukannya, membuka valve dan

mengijinkan coolant mengalir ke radiator. Ketika temperatur engine turun, wax pada

pellet akan menyusut sehingga spring akan membuat valve menutup dan aliran coolant

ke radiator akan tertutup. Thermostat didesain untuk membuka pada temperatur

tertentu. Contoh, desain thermostat pada 85°C unit akan mulai membuka antara 84°C

(184°F) dan 86°C (187°F) dan akan membuka penuh pada 100°C (212°F). Desain

thermostat dengan lapisan lilin (wax) dimaksudkan bahwa jika thermostat rusak maka

thermostat akan tetap berada pada posisi terbuka (open). Lapisan lilin akan cenderung

tetap dalam keadaan mengembang dengan demikian menjaga valve tetap terbuka

(open).

2.7.5 Water Jacket

Dari oil cooler, coolent mengalir menuju engine block dan sekeliling cylinder

liner, untuk menyerap panas dari piston, ring-ring-nya dan dari liner itu sendiri.

Ruangan tempat air mengalir inilah yang disebut sebagai water jacket.

19


Gambar 2.16 Water Jacket


Gambar 2.17 Saluran coolant di dalam cylinder head

2.7.6 Expension Tank

Air dalam sistem pendingin akan berekspansi apabila suhunya naik sehingga

akan terjadi kelebihan air, dan kelebihan air ini akan di tempatkan pada tempat yang

tertinggi di saluran air pendingin supaya tekanan pada sistem selalu tetap dan mencegah

kantong uap/udara pada sistem pendingin.

Sumber : m.ebay.com, 2013

Gambar 2.18 Expension Tank

20

2.8 Coolant Engine

Coolent engine merupakan campuran air, conditioner, dan antifreeze yang akan

didsirkulasikan ke saluran-saluran dan jacket water didalam engine untuk menyerap

panas pada sistem engine. Coolent menyerap panas dari komponen-komponen di sistem

yang ada pada engine kemudian membuang panas tersebut ke udara melalui radiator

dengan media udara atau air.

Sebagian besar sistem pendingin engine menggunakan media air sebagai bahan

dasar dan mencampurnya dengan additive untuk :

1 Mengurangi korosi pada jacket water engine dan komponen-komponen lainnya di

dalam engine.

2 Mencegah pembentukan air pada kondisi cuaca yang sangat dingin ketika engine

mati.

2.8.1 Kandungan Coolant

Sumber :Basic Engine Trakindo, 2014

Gambar 2.19 Coolant

Ada tiga kandungan utama yang membentuk coolent engine

1. Air, untuk mencegah Overheating

2. Antifreeze, untuk mencegah pembekuan.

3. Coolant conditioner, untuk mencegah korosi.

21

Coolant dengan konsentrasi yang tepat harus mampu memenuhi persyaratan dasar

dibawah ini :

1. Mampu memindahkan panas

2. Melindungi dari kerusakan kavitasi

3. Memberikan ketahanan terhadap korosi

4. Mencegah pembentukan gumpalan (deposit)

5. Dapat digunakan untuk sistem pendingin yang memakai hose dan material seal

6. Dapat melindungimedia pada sistem pendingin agar tidak membeku

1. Air

Air mempunyai unsur pemindah panas yang terbaik dari pada zat-zat lainnya

tetapi juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu :

1. Air mudah mendidih

2. Air dapat membeku

3. Air sangat korosif terhadap metal/logam

Antifreeze dan conditioner ditambahkan untuk memperbaiki kekurangan ini.

Sifat air berbeda dari cairan lainnya air akan menyusut jika didinginkan sampai suhu

4℃ dan dari temperature tersebut sampai air akan membeku menjadi es, maka air akan

mengembang. Ketika air didinginkan dibawah 0℃ maka es akan menyusut seperti zat

padat lainnya.

Oleh karena itu untuk engine pada kondisi lingkungan yang dingin perlu

ditambahkan larutan antifreeze ke sistem pendinginnya untuk mencegah air tidak

membeku. Tanpa menggunakan larutan ini dapat menyebabkan kerusakan engine.

22

Air yang dapat digunakan sebagai cairan pendingin adalah yang tidak

mengandung kotoran yang berlebihan dan memenuhi kriteria table dibawah ini :

Tabel 2.1 Karakteristik air yang diperbolehkan

Sumber : Buku Ajar Basic Engine Trakindo, 2014

Karakteristik minimal air diperbolehkan pada sistem pendingin

Kandungan Nilai Maksimal ASTM metode test

Chiodre(CI), gr/gal(ppm) 2,4(40)max D512b,D512d,D4327

Sulfate (SO4), gr/gal(ppm) 5,9(100)max D512b,D512d,D4327

Total harness, gr/gal(ppm) 10(170)max D1126b

Total Solids, gr/gal(ppm) 20(340)max D1188a

Ph 5.5-9.0 D1293

2. Antifreeze

Antifreeze, atau ethylene glycol berfungsi untuk menaikkan titik didih dan

menurunkan titik beku dari air. Jumlah kandungan antifreeze menentukan seberapa

besar perubahan temperature. Coolant yang membeku tidak dapat mengalir pada sistem

pendingin sehingga tidak dapat bersirkulasi untuk memindahkan panas dan juga dapat

menimbulkan keretakkan.

Untuk mencegah masalah sistem pendingin, anda harus menggunakan antifreeze

dengan konsentrasi yang tepat, antara 30% - 60%. Konsenntrasi yang kurang dari 30%

tidak akan cukup sebagai pencegah kebekuan coolant, dan jika konsentrasinya diatas

60% justru akan mengurangi kemampuan dalam menghilangkan panas.

Konsentrasi antifreeze terhadap titik didih B-1395. Selain ketinggian dan

tekanan, hal yang dapat mempengaruhi titik didih air adalah jumlah dan jenis anti

freeze, disamping anti freeze juga menurunkan titik beku air. Titik didih coolant akan

naik jika konsentrasi ethylene glycol semakin bantyak, tetapi ethylene glycol yang

23

belebihan akan menghambat perpindahan panas pada cooling system. Untuk itu

konsentrasi dari ethylene glycol perlu diperhatikan tidak melebihi 60%.

Tabel 2.2 Konsentrasi Anti freeze terhadap titik didih B-1395

Sumber : Basic Engine Trakindo, 2014

TITIK DIDIH CAIRAN PENDINGIN PADA KONSENTRASI

ANTIFREEZE YANG BERBEDA

%

Konsentrasi

Titik didih campuran air dan

ethylene glycol

20 103°C (217°F)

30 104°C (219°F)

40 106°C (222°F)

50 108°C (226°F)

60 111°C (231°F)

3. Conditioner atau Corrosion Inhibitor

Conditioner akan melapisi seluruh komponen engine dan melindungi komponen

logam dari korosi dan bersisik/scaling (menempelnya unsur dasar air terhadap

permukaan logam panas).


Gambar 2.20 Coolant Conditioner

Batasan temperatur kerja operasi ( operating range ) dipengaruhi oleh attitude

dari tempat operasi dan tekanan pada sistem serta konsentrasi antifreeze. Semakin

24

tinggi daerah permukaan operasi dari permukaan air laut maka akan semakin rendah

titik didih air. Semakin tinggi sistem tekanan maka akan semakin tinggi titik didih air.

Sumber : Fundamental Diesel Engine Trakindo, 2003

Gambar 2.21 Tekanan dan Suhu Sistem Pendingin

Hal ini merupakan alasan mengapa sebagian besar engine menggunakan sistem

pendingin bertekanan. Air akan mendidih pada temperature 100ºC (212ºF). pada

tekanan atmosfer normal. Grafik pada gambar memperlihatkan bahwa jika tekanan

dalam sistem pendingin dinaikkan menjadi 40 kPa (6psi) maka titik didih coolant naik

mencapai 110ºC (230ºF).

Jika coolant mendidih dapat menimbulkan gelembung (bubble) sehingga tidak

dapat memindahkan panas dengan baik,menuruknkan efisiensi sistem pendingin dan

gelembung akan mempengaruhi jumlah kapasitas aliran yang dihasilkan pompa. Ketika

gelembung udara pecah dapat melepaskan sebagian kecil dari komponen logam (erosi

kavitasi).

25


Gambar 2.22 Komposisi Ethylone Glycal

Untuk memberikan perlindungan yang sempurna pada engine, konsentrasi

antifreeze dan conditioner harus tepat. Ketika antifreeze ditambahkan, konsentrasi

harus diantara 30% dan 60%. Dibawah 30% tidak meberikan perlindungan yang cukup

sementara diatas 60% akan mempengaruhi sistem pendingin engine.

Demikian juga pada konsentrasi antifreeze yang tinggi akan menimbulkan

endapan silica yang mengakibatkan tertutupnya komponen di dalam sistem dan dapat

menurunkan umur seal.

Corrosion Inhibitor atau conditioner adalah additive yang dilarutkan di dalam

air pendingin utuk melindungi berbagai macam komponen logam pada sistem

pendingin engine dari korosi. Konsentrasi yang tepat dari campuran itu harus dijaga

untuk mencapai tingkat PH tepat untuk memberikan perlindungan yang sempurna.

Konsentrasi coolant conditioner harus dijaga antara 3% dan 6%.

Jika konsentrasi terlalu rendah maka komponen akan mudah korosi. Jika terlalu

tinggi konsentrasinya, unsur pemindah panas dari coolant akan berkurang dan ada

kemungkinan terbentuknya gumpalan silica dimana menyebabkan pemadatan coolant.

26

Beberapa additive yang digunakan adalah chrom, borax, dan nitrat. Sebagian

besar perusahaan diesel engine merekomendasikan produk khusus untuk perlindungan

korosi. Caterpillar sekarang merekomendasikan pre-mixed extended life coolant (ELC).

2.8.2 Jenis Coolant

1. Extended Life Coolant


Gambar 2.23 Extended Life Coolant

Maintenance yang diperlukan hanya penambahan ELC Extender setelah 3000

jam atau setelah 2 tahun. ELC mengandung organic acid inhibitor dan antifoam agent

dengan sedikit nitrat dan kemudian ethylene glycol sebagai bahan dasar coolant yang

kemudian dicampur dengan air destilasi dengan konsentrasi 50/50. ECL memberikan

perlindungan terhadap pembekuan sampai dengan -37℃ (-35℉). Perlindungan terhadap

didih dengan spesifikasi radiator cap 90kPa (13psi) mencapai 129℃ atau 265℉.

Tidak direkomendasikan untuk mencampur Cat ELC dengam produk atau

additive lain, karena akan menyebabkan berkurangnya efektivitas ELC dan

memperpendek umur pemakaian. Cat ELC mampu menahan kontaminan sampai

maksimal 10% lebih banyak dari Cat DEAC sebelum kemampuan dari Cat ELC ini

27

berkurang. Jika kontaminan yang ada melebihi 10% dari total kapasitas sistem tetapi

engine tidak dapat beroperasi, maka keluarkan (drain) coolant dari sistem pendingin

dan tampung pada tempat penampungan. Bilas saluran sistem pendingin menggunakan

air yang bersih lalu isi sistem pendingin dengan Cat ELC.

2. Diesel Engine Antfreeze Coolant (DEAC)


Gambar 2.24 Diesel engine Antifreeze Coolant (DEAC)

Diesel engine Anti freeze Coolant (DEAC) merupakan campuran dari SCA dan

anti freeze dengan kadar yang sesuai. Ketika melakukan pengisin DEAC pada engine,

harus ditambahn dengan air destilasi (air suling). Konsentrasi antifreeze sistem

pendingin adalah 30 – 60% untuk memperoleh kemampuan yang maksimal dalam

menurunkan titik beku dan menaikkan titik didih air. Sewaktu melakukan pengisian

DEAC untuk pertama kali tidak dibutuhkan penambahan SCA.

Usia pemakaian dari DEAC adalah 3000 jam, kemudian sistem pendingin harus

dibersihkan/dikuras dengan menggunakan CAT Cooling System Cleaner.

28

2.8.3 Safety dalam Penggunaan Coolant

1. Corrosion inhibitor dan larutan antifreeze mengandung ethylene glycol dan pokok

pembentukannya adalah toxic.

2. Untuk mempertimbangkan penanganan yang aman untuk larutan ini, berikut ini

tindakan pencegahan yang perlu diperhatikan :

a. Jagalah ventilasi yang cukup dan jangan menghirup uap.

b. Penghalang tidak boleh berada didalam. Jangan letakkan hous pada mulut anda

ketika sedang menuangkan dan mulai menyedot atau mulai menghirup atau

menuangkan coolant menggunakan jari anda dan aiir diisikan ke hose.

c. jika terjadi percikan kekulit, bersihkan segera.

d. Jika pakaian terpercik, gantilah dan cucilah sebelum digunakan kembali.

e. Jangan menumpahkan coolant pada cat kendaraan, cucilah segera dengan

menggunakan air jika ada.

f. Cegahlah tertumpahnya inhibitor atau larutan antifreeze ketika sedang

memperbaiki sistem pendingin dengan mengurasnya kedalam wadah bersih.

2.8.4 Pembuangan Coolant

Coolant tidak boleh dibuang kedalam laut atau selokan, karena coolant

mengandung racun yang berbahaya untuk laut dan tumbuhan. Coolant ditampung dan

melalui proses pengolahan limbah sebelum dibuang. Mengacu pada peraturan

pemerintah tenteng prosedur pembuangan limbah (PP Republik Indonesia Nomer 101

Tahun 2014 Tentang Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun).

29

2.9 Faktor yang Mempengaruhi Sistem Pendingin

2.9.1 Lingkungan

Pada saat temperature daerah sekeliling engine (ambient temperature) tinggi,

maka temperature cairan pendingin naik. Hal ini disebabkan oleh jumlah panas yang

dipindahkan dari radiator ke udara sekitar menjadi berkurang.

Ketinggian suatu engine beroperasi dari permukaan laut berpengaruh terhadap

pendinginan engine. Saat ketinggian meningkat, kerapatan udara menurun sehingga

volume aliran udara menuju core radiator berkurang.

2.9.2 Kondisi Operasi

Mengoperasikan engine pada kondisi lug atau torque converter stall dalam

waktu yang lama dapat menyebabkan panas engine berlebih (overheating). Kelebihan

beban (overload) yang terjadi pada engine akan menimbulkan panas berlebih.

Fenomena ini dapat terjadi karena pada kondisi engine lug menyebabkan kecepatan

engine turun sehingga dalam kondisi yang bersamaan kecepatan kipas (fan) dan water

pump juga turun. Hal ini mengurangi aliran udara menuju radiator dan panas yang

dapat dipindahkan ke udara sedikit. Olehkarna itu, metode pengoperasian yang benar

sangatlah penting untuk menghindari masalah pada cooling system.

30

2.10 Jenis Kerusakan Material

2.10.1 Cavitation Erosion

Sumber : Applied Failure Analysis Trakindo, 2014

Gambar 2.25 Cavitation Erosion

Cavitation erosion terjadi ketika gelembung uap bersentuhan dengan

permukaan lalu pecah dan menghasilkan kerusakan pada permukaan. Jika didalam

cairan mengandung udara, saat terjadi panas udara akan menguap dan membentuk

gelembung - gelembung udara. Jika gelembung mengalir pada daerah yang memiliki

tekanan tinggi maka gelembung - gelembung udara tersebut akan meledak. Ledakan

tersebut menimbulkan pecahan - pecahan dengan kecepatan supersonic membentur

pada permukaan component. Kadang - kadang ditemukan keretakan yang dikarenakan

partikel kecil yang hancur dan meninggalkan bekas lubang -lubang. Contohnya yang

terjadi pada gambar dibawah ini :


Gambar 2.26 Cavitation Erosion pada dinding Cylinder

31

Gelembung udara dapat timbul dari beberapa kondisi:

1. Saat cairan mencapai titik didihnya.

2. Saat cairan bergerak pada rongga.

3. Ketika component bergerak didalam cairan menciptakan daerah bertekanan rendah

(seperti pada getaran liner).

4. Pada saat system tekanan statis rendah ( seperti pada radiator cap rusak).

5. Pada saat terjadi hambatan pada inlet pompa.

6. Terjadi kebocoran pada saluran inlet.

7. Sedikitnya fluid level

2.10.2 Corrosion


Gambar 2.27 Corrosion

Corrosion adalah perubahan kimia dan yang menghasilkan kerusakan pada

permukaan logam. Senyawa bijih logam akan teroksidasi selama proses produksi. Bijih

logam akan menghasilkan senyawa bijih logam yang kurang stabil. Senyawa logam

memiliki kecenderungan kembali teroksidasi lebih stabil. Proses perubahan kembali

kekondisi lebih stabil itu disebut corrosion. Jenis-jenis korosi (corrosion) meliputi :

32

1. Korosi umum dimana suatu metal bertemu dengan larutan elektrolit-korosi terjadi

pada permukaan yang terbuka.

2. Galvanis corrosion, dimana dua metal yang berbeda berada dalam larutan

elektrolit.

3. Temperature yang tinggi, dimana permukaan metal yang panas terbuka terhadap

udara dan terjadi oksidasi.

Metode melindingi komponen dari korosi :

1. Hindari kontak dengan elektrolit.

2. Hindari arus listrik antara metal dan elektrolit.

3. Cat atau lapisi permukaan metal.

4. Gunakan metal Alloy.

5. Membuat Anoda (kutup positif) yang lebih besar dibanding katoda.

6. Penggunaan Anoda yang dikorbankan (yaitu secara fisik melekatkan suatu metal

baru lebih aktif pada logam lain sehingga korosi menyerang metal baru tersebut).

7. Hindari temperature tinggi.

2.10.3 Fretting Corosion


Gambar 2.28 Fretting Corosion

33

Fretting corrosion terjadi bila dua parts yang seharusnya diikat dengan ketat

mengalami pergerakan/getaran sehingga membuat masing-masing parts saling

menekan, mengakibatkan benturan-benturan kecil dipermukaan dan akan menimbulkan

retakan - retakan. Keretakan tersebut akan menimbulkan corrosi pada permukaan.

Kadangkala oksidasi akan menumpuk pada permukaan dengan pola yang tidak

teratur. Kotoran akan terbentuk dan terus berkembang dan akan menghasilkan lubang

pada daerah yang terjadi tegangan. Contoh terjadinya korosi adalah seperti dibawah

ini.


Gambar 2.29 Kerusakan fretting corrosion

Inspeksi terhadap komponen yang mengalami fretting corrosion sangat penting

dilakukan sebelum komponen tersebut dipasang.

2.10.4 Abrasive Wear

Abrasive wear adalah kerusakan yang terjadi pada sebagian besar dari

komponen engine. Abrasive wear terjadi karena adanya partikel keras dalam system

lebih besar ukurannya dari lapisan oil film sehingga mengakibatkan partikel akan

terjepit antara dua permukaan yang terus bergerak. Pada permukaan yang lemah

34

partikel akan menghasilkan goresan-goresan dan puing-puing yang akan menyebakan

kerusakan secara berkelanjutan pada komponen yang lainnya.


Gambar 2.30 Abrasive wear

Karena puing-puing akan ikut bersirkulasi oleh oli. Sementara jika partikel

bergesekan dengan permukaan yang keras partikel tidak mudah goresan- goresan tetapi

akan menghasilkan panas. Panas akan menyebabkan hilangnya fungsi dari oli karena

panas dapat mempengaruhi kekentalan dari oli. Beberapa jenis partikel yang dapat

menyebabkan terjadinya abrasive adalah : pasir, baja, alumunium, cat, debu dan benda

asing lainnya. Masuknya partikel abrasive dapat terjadi saat pembuatan, penyimpanan

dan pada saat pengoperasian.

Dan proses terjadinya abrasive banyak terjadi pada permukaan bearing. Contoh

kerusakan abrasive wear adalah bearing crankshaft yang bersinggungan dengan

crankshaf. Dan pada thrust bearing yang terdapat pada turbochager.


Gambar 2.31 Kerusakan abrasive Gambar 2.32 Kerusakan abrasive

35

2.10.5 Adhesive Wear


Gambar 2.33 Adhesive wear

Adhesive wear adalah proses terjadinya keausan yang baru ditemukan. Didalam

adhesive wear terdapat dua permukaan yang saling begerak dan bertemu tanpa adanya

pelumasan dan pendinginan. Gerakan dan sentuhan akan menyebabkan panas dan

gesekan.Panas akan mengangkat suhu permukaan ketitiklebur. Tanda-tanda adhesive

wear terjadinya noda atau penghalusan yang dapat menyebakan kelemahan pada

permukaan.

Pada saat terjadi gesekan telah terjadi peleburan pada permukaan. Namun karena

adanya panas konduksi maka suhu akan turun membatasi titik lebur pada permukaan.

Jika telah terjadi adhesive wear maka kerusakan lanjutan yang akan terjadi adalah

komponen akan mencapai titik lebur, hilangnya kekuatan bahan dari komponen.

36

2.10.6 Erosive Wear


Gambar 2.34 Erosion

Erosi terjadi saat partikel kecil keras bergerak cepat ikut dengan cairan

menabrak permukaan dengan kecepatan tinggi sehingga akan meyebabkan kerusakan

kerusakan akibat tembakan dan keausan abrasive. Kerusakan pada permukaan sering

mendapat benturan dari partikel yang melewatinya.

Keausan erosi terjadi pada setiap system pada engine. Sehingga pada engine

terpasang beberapa filter interval untuk membatasi contaminant yang diijinkan masuk

dalam system. Contoh erosi yang terjadi pada pin piston dan bearing journal pada

turbocharger.

37

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Adapun data-data yang diperoleh dari Engine C6.4 Caterpillar adalah sebagai

berikut :

Gambar 3.1 Engine C6.4 Caterpillar

Gambar 3.2 Visual dan Inspeksi Engine C6.4 Caterpillar

38

Pada unit dengan spesifikasi engine sebagai berikut :

1. Engine Model : C6.4 Caterpillar

2. Tipe ruang bakar : Direct Combustion

3. Serial number : GDC39212

4. Jumlah cylinder : 6 buah cylinder

5. Tipe cylinder block : in-line

6. Firing Order : 1-5-3-6-2-4

7. Hours Meter/SMU : 12846

8. High idle : 1980 rpm

9. Low idle : 808 rpm

3.2 Data sistem pendingin Engine C6.4 Caterpillar

Kapasitas coolant : 25 L (6.6 Gal)

Radiator : Type Vertical

Water Pump : Centrifugal

Oil Cooler : Plate Tube Type

Thermostat : Bonnet Type

Sumber : Caterpillar SIS ( Service Information System )

39

3.3 Komponen-komponen Cooling System

Sumber, M/N : KENR6741-23

Gambar 3.3 Komponen Cooling System Sumber : Cooling system Media Number -KENR6741-23

1. Cylinder Head

2. Outlet Line

3. Water Temperatur

Regulator

4. Bypass Pipe

5. Water Pump

6. Inlet Line

3.4 Daftar Komponen

Table 3.1 Komponen yang Mengalami Kerusakan

No Gambar Nama Komponen Jenis Kerusakan

1

Flang Housing Corrosion

2

Impeller Housing Adhesive Were

40

3

Shaft Water Pump

Fretting

Corrosion

4

Housing Thermostat

Inlet

Corrosion

5

Housing Thermostat

Outlet

Corrosion

6

Water Temperature

Regulator

Spring Fatiguing

3.5 Specification Water Pump


Gambar 3.4 Water Pump

41

Water Pump yang saya gunakan pada tugas akhir ini adalah Water Pump Engine

C6.4 Caterpillar dengan spesifikasi sebagai berikut :

1. Celah antara Shaft dan Flange 0,035 mm to 0,65 mm.

2. Celah antara shaft dan impeller 0.022 mm to 0.062 mm.

3. Diameter shaft (A) 25.000 + 0.011 − 0.002 mm dan diameter shaft (B) 15.500 +

0.000 − 0.013 mm.

4. Kekencangan baut yang mengikat Water Pump dan Puly 32 + 3 N.m (24 + 2 lb ft)

3.6 Specification Water Temperatur Regulator


Gambar 3.5 Water Temperature Regulator

Water temperature regulator yang saya analisa pada tugas akhir ini adalah water

temperatur regulator tipe bonnet dari engine C6.4 Caterpillar dengan spesifikasi

sebagai berikut :

1. Valve mulai membuka pada temperature 71℃ (160℉)

2. Valve mulai membuka penuh pada temperature 85℃ (185℉)

3. Celah maksimum saat valve membuka penuh 10 mm (0.4 inch)

42

3.7 Pelepasan Water Pump


Gambar 3.6 Melepas Baut Mounting

Lepas baut (1) yang menahan Water Pump dengan housing Water Pump.

Gambar 3.7 Melepas Water pump

Lepas Water Pump (1) dari Housing (2)

3.7.1 Pembongkaran Water Pump


Table 3.2 Alat yang dibutuhkan untuk membongkar

Tool yang dibutuhkan

Tool Nama Tool Jumlah

A Combination Puller 1

B Driver Groub 1

C Retaining ring Puller 1

1

1 2

43

Gambar 3.8 Melepas Puly

Lepas baut (1) penahan antara Puly dan Water Pump

Gambar 3.9 Melepas Puly dari Water Pump

Lepas Puly (1) dari Water Pump (2) menggunakan Tool (A)

Gambar 3.10 Melepas Flange

Lepas Flange (1) dari Water Pump Housing (2) menggunakan Tool (A)

1

A

2

A

1 2

1

44

Gambar 3.11 Melepas Reteining Ring

Lepas Retening ring (1) dari Water Pump (2) Menggunakan Tool (C)

Gambar 3.12 Melepas Shaft

Lepas Shaft (3) dari Water Pump Housing (2) menggunakan alat press yang dan

memakai Tool (B)

Gambar 3.13 Shaft Assembly

Lepas Impeller (1) dari Shaft Assembly (8), lepas Bearing (4), Spacer (5), Bearing (6),

and Washer (7) dari Shaft (3).

1 2

3

B

2

45

3.7.2 Perakitan Water Pump


Table 3.3 Alat yang dibutuhkan untuk merakit

Tool yang dibutuhkan

Tool Nama Tool Jumlah

A Retaining Ring Pliers 1

B Driver Groub 1

C Seal Guide 1

Gambar 3.14 Shaft Assembly

Pasang Washer (7), Bearing (6), Spacer (5), Bearing (4), ke Shaft (3). Pasang Shaft

Assembly (8) ke HousingWater Pump (2).

Gambar 3.15 Press Shaft Assembly

1 2

C

46

Posisikan Shaft Assembly (1) di atas alat press. Lalu dengan menggunakan Tool (C)

Press Shaft Assembly (1) ke Housing Water Pump (2)

Gambar 3.16 Memasang Retaining Ring

Menggunakan Tool(A) pasang Retaining Ring (2)

Gambar 3.17 Memasang Impeller

Menggunakan Tool(B) pasang Impeller (1) ke Housing Water Pump (2)

Gambar 3.18 Memasang Flange

1

B

1

B

2

1

47

Press Flange (1) ke Shaft Assembly (2)

Gambar 3.19 Memasang Pully

Pasang Pully(1) ke Shaft Assembly (2)

3.7.3 Pemasangan Water Pump


Gambar 3.20 Memasang Baut Pengikat Water Pump

Posisikan Water Pump(1) dan Pasang Baut(2) pengikat Water Pump.

2

1

2

1

48

3.8 Water Temperature Regulator

3.8.1 Pelepasan Water Temperature Regulator


Gambar 3.21Melepas Baut Thermostat Cover

Lepas baut (1) pengikat antara cover (2) dan housing (3)

Gambar 3.22 Melepas Thermostat

Angkat cover (1) dan angkat thermostat (2)

1 3

2

1 2

49

3.8.2 Pemasangan Water Temperature Regulator


Gambar 3.23 Pemasangan Thermostat

Pasang Thermostat (1) ke housing (2) lalu tutup dengan cover (3)

Gambar 3.24 Pemasangan Baut Thermostat Cover

Pasang baut (1) pengikat antara cover (2) dan housing (3)

3.9 Peralatan yang Digunakan

3.9.1 Tools

Peralatan yang digunakan dalam peroses pembongkaran dan pemasangan adalah

sebagai berikut :

3

1

2

1 3

2

50

Tabel 3.4 Peralatan yang digunakan

No Gambar Alat Nama Alat Keterangan

1

Combination Set

Wrench

Untuk

membongkar dan

memasang

komponen

2

Socket Set Wrench

Untuk

membongkar dan

memasang

komponen

3

Ball Pen Hammer

Digunakan untuk

memasang

bearing.

4

Soft Hammer

Untuk

membongkar dan

memasang

komponen

6

Torque Wrench

100 N.m

Untuk

mengencangkan

baut sesuai torsi

yang telah

ditentukan.

51

7

Outside Micrometer

0-125 mm

Untuk mengukur

komponen.

8

Feeler Gauge

Untuk mengukur

komponen.

9

Varnier caliper

0,002

Digunakan untuk

mengukur

komponen

10

Majun

Untuk

membersihkan

komponen.

11

Kuas

Untuk

membersihkan

komponen.

12

Bak atau Container

Sebagai tempat

pencucian

komponen.

52

13

Solar

Untuk

membersihkan

dan mencuci

komponen.

14

Combination Puller

8”

Untuk

menarik/melepas

komponen dari

shaft

53

3.10 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir

Gambar 3.25 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir

Mulai

Studi

Lapangan

GRPTS Part Book Prepare Alat dan

Bahan

Spesial Tool

Studi

Literature

e

Power Tool Hand Tool

Inspeksi

Visual

Keausan

Pengukuran

Analisa Keausan

dan Pembahasan

Laporan dan Kesimpulan

Selesai

Tidak

Ya

Analisa Kerusakan

54

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Analisa Kerusakan Water Pump

Dalam menganalisa komponen water pump, data-data hasil pemeriksaan visual,

dan pengukuran pada water pump dibandingkan dengan buku panduan antara lain :

1. Guideline for Reuseable and Salvage Operation untuk water pump dengan nomor

media SEBF8058-03

2. Buku panduan specification untuk water pump dengan nomor media KENR6740-

23

3. Buku ajar Applied Failure Analysis, (2014) Cileungsi Training Center PT.

Trakindo Utama, Jakarta

Dari hasil perbandingan tersebut ditemukan jenis kerusakan material yang

terjadi pada water pump adalah :

4.1.1 Inspeksi Komponen

Secara sederhana, Corrosion diartikan sebagai perubahan kimia dan yang

menghasilkan kerusakan pada permukaan logam. Senyawa bijih logam akan teroksidasi

selama proses produksi. Bijih logam akan menghasilkan senyawa bijih logam yang

kurang stabil. Senyawa logam memiliki kecenderungan kembali teroksidasi lebih

stabil. Proses perubahan kembali kekondisi lebih stabil itu disebut corrosion.

55

Table 4.1 Visual Inpeksi Shaft

GRPTS Aktual

Do not use again Do not use again

Terjadinya fretting corrosion bisa diakibatkan antara dua penyebab, yaitu :

1. Saat dua parts yang diikat dengan ketat mengalami pergerakan atau getaran

sehingga membuat masing-masing parts saling menekan, mengakibatkan benturan-

benturan kecil dipermukaan dan akan menimbulkan retakan-retakan. Keretakan

tersebut akan menimbulkan corrosi pada permukaan.

2. Karena adanya kesalahan pemasangan saat perbaikan awal dilakukan.

Table 4.2 Visual Inpeksi Housing

GRPTS Aktual

Use again Use again

56

Korosi yang terjadi adalah korosi jenis umum. Kerusakan jenis ini ditandai

dengan adanya jamur-jamur corrosion dan perubahan warna pada permukaan

komponen yang terjadi akibat permukaan komponen terpapar dengan cairan elektrolit

atau cairan yang bersifat asam. Kandungan coolant conditioner yang kurang tidak dapat

menghilangkan zat asam dari air secara maksimal, sehingga menimbulkan korosi pada

komponen.

Selalu gunakan coolant dengan konsentrasi air, coolant conditioner, dan anti-

freeze sesuai dengan standar pabrik, yaitu anti-freeze 30%-60%dan coolant conditioner

3%-6%.Lihat pada Operation and Maintenance Manual (OMM).

4.1.2 Clearance antara Impeller dan Housing

Gambar 4.1 Pengukuran Clearance Impeller dan Housing

Table 4.3 Pengukuran Clearance antara Impeller dan Housing

No Alat ukur Specifikasi Aktual Keterangan

1 Feeler

Gaugge 0,022 to 0,062 mm 0,081 mm Out Spec

Dari hasil pengukuran tersebut dapat di simpulkan bahwa terjadi pergeseran

Impeller, hal ini mengindikasikan terjadinya masalah pada Impeller yang mengalami

keausan atau Shaft yang mengalami keausan sehingga Impeller bergerak keluar

melewati batas spesifikasi yang dianjurkan.

57

4.1.3 Clearance antara Flange dan Housing

Gambar 4.2 Pengukuran Clearance Flange dan Housing

Table 4.4 Pengukuran Clearance antara Flange dan Housing


1 Feeler

Gaugge 0,035 to 0,065 mm 0,057 mm In Spec

Dari hasil pengukuran tersebut dapat di simpulkan bahwa Clearance antara

Falnge dan Housing masi dalam keadaan baik.

4.1.4 Pengukuran Diameter Shaft

Gambar 4.3 Pengukuran Diameter Shaft

B A

58

Table 4.5 Pengukuran Diameter Shaft


A

Digital Outside

Micrometer 0,001

25.000 + 0.011 −

0.002 mm 24,992 mm In of spec

B

Digital Outside

Micrometer 0,001

15.500 + 0.000 −

0.013 mm 15,479 mm Out of spec

Pada hasil pengukuran tersebut terjadi perbedaan kasus di mana shaft sisi

Impeller Telah melewati batas spesifikasi yang dianjurkan sedangkan Shaft sisi Flange

masi masuk spesifikasi yang dianjurkan. Hasil pengukuran shaft tersebut menjadi

alasan mengapa Clearance pada Impeller dan Housing melebihi batas spesifikasi yang

di anjurkan.

4.2 Analisa Kerusakan Water Temperatur Regulator

Dari hasil pengetesan yang saya lakukan terhadap water temperature regulator

engine C6.4 Caterpillar yang mengacu pada Service Informasion System menunjukkan

bahwa water temperature regulator ini tidak mengalami kerusakan. (spesifikasi

diperoleh dari SIS media Number : KENR6740-23). Hal ini didasari dari hasil

pengetesan yang dilakukan ketika memanaskan water temperature regulator didalam

wadah yang berisikan coolant yang telah dipanaskan.

59

Tabel 4.6 Pengetesan Water Temperature Regulator

No Gambar Penjelasan

1 Proses perebusan water

temperature regulator kedalam

wadah yang berisi coolant yang

telah dipanaskan.

2 Perhatikan water temperature

regulator pada suhu berapa valve

akan membuka. Periksa suhu

secara terus menerus dengan

menggunakan infrared

thermometer, dan catat hasilnya.

3 Perhatikan water temperature

regulator pada suhu 71℃, apakah

valve water temperature regulator

mulai membuka dan membuka

penuh pada suhu 85℃.

4 Setelah valve membuka secara

penuh kurang lebih 10 menit

setelahnya pada suhu 85℃,

lakukan pengukuuan

menggunakan vernier caliper, dan

catat hasilnya.

60

Valve water temperature regulator dapat membuka dengan sempurna sehingga

temperature engine masih bisa mencapai specification yang telah ditentukan. Tetapi

celah valve membuka penuh tidak sesuai specification dan akan mengakibatkaan

coolant yang menuju radiator akan terlalu cepat didinginkan dan engine mengalami

overcooling.

Tabel 4.7 Hasil Pengetesan Water Temperature Regulator

No Keterangan Specification Actual Hasil

1. Awal valve membuka 71℃ (160℉) 71℃ In of spac

2. Valve membuka penuh 85℃ (185℉) 85℃ In of spac

3. Celah valve membuka penuh 10 mm (0.4”) 12 mm Out of spac

Dari pengetesan yang dilakukan, water temperatur regulator pada engine C6.4

Caterpillar ini sudah tidak dapat digunakan kembali.

61

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian “Analisa Kerusakan Komponen Cooling System pada Engine

C6.4 Caterpillar” diketahui bahwa :

1. Ada beberapa komponen dalam cooling system yang mengalami kerusakan dan

keausan seperti shaft, clearance antara impeller dan housing yang jika dibiarkan

dalam jangka waktu lama akan berakibat fatal bagi engine.

2. Korosi adalah rusaknya suatu material kerena bereaksi dengan lingkungannya yang

terjadi pada water pump korosi ini sebabkan oleh kurangnya coolant conditioner

pada cairan pendingin yang mengakibatkan fungsi dari coolant (untuk mencegah

korosi) hilang. Dari hasil pemeriksaan visual komponen yang mengalami

kerusakan jenis korosi adalah water pump housing pada permukaan blade dan back

face pada impeller.

3. Hasil Pengukuran dan pengetesan komponen selama proses analisa.

Tabel 5.1 Pengukuran Komponen Cooling System

No Nama Specifikasi Aktual Keterangan

1 Clearence Flang 0,035 to 0,065

mm 0,057 mm In of Spec

2 Clearence Impeller 0,022 to 0,062

mm 0,081 mm Out of Spec

3 Shaft Flang (A) 25.000 + 0.011

− 0.002 mm 24,992 mm In of spec

4 Shaft Impeller (B) 15.500 + 0.000

− 0.013 mm 15,479 mm Out of spec

5

Awal valve

Thermostat

membuka 71℃ (160℉) 71℃ In of spac

6 Valve Thermostat

membuka penuh 85℃ (185℉) 85℃ In of spac

7 Celah membuka

valve Thermostat 10 mm (0.4”) 12 mm Out of spac

62

4. Kerusakan pada komponen cooling system sangan mempengaruhi sistem sirkulasi

coolant pada cooling system yang dapat mengakibatkan kerusakan pada engine.

5.2 Saran

Adapun saran yang penulis berikan sebelum melakukan analisa adalah sebagai

berikut:

1. Utamakan safety dan juga Contamination Control pada tiap pekerjaan yang

dilakukan

2. Pahami terlebih dahulu kemudian gunakan Literature yang sesuai, sebagai

Referensi ataupun panduan dalam proses pekerjaan yang akan di lakukan.

3. Segera lakukan perbaikan kerusakan pada sistem pendingin khususnya water

pump, penggantian komponen jika memungkinkan, untuk menghindari kerusakan

yang lebih parah pada water pump dan sistem pendingin umumnya.

3. Gunakan cairan pendingin yang sesuai dengan standard. Untuk unit caterpillar

direkomendasikan untuk mengunakan Diesel Engine Antfreeze Coolant (DEAC)

4. Lakukan perawatan berkala pada sistem pendingin khususnya pada engine C6.4

Catepillar pada umumnya sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan .dan selalu

mengacu pada Operation and Maintenance Manual.

5.3 Hasil Analisa

Tabel 5.2 List Komponen

No. Gambar Nama

Komponen

Kondisi

Komponen Keterangan

1

Flang Housing Corrosion Baik

63

2

Impeller Housing

-

Baik

3

Shaft Water Pump

PI : 178-6635

Fretting

Corrosion

Rusak

4

Cover As

PI : 5I-7867

Corrosion Baik

5

Elbow

PI : 5I-7646

Corrosion Baik

6

Water

Temperature

Regulator

PI : 324-4128

Spring

Fatiguing

Rusak

7

Flang

PI : 5I-7696

Corosion Baik

8

Bearing

1 5L-6326

2 5I-7697

3 2H-3814

- Baik

64

9

Impeller

PI : 178-6634

-

Baik

65

DAFTAR PUSTAKA

Caterpillar Inc., 2014, Spesification Thermostat, Media Number -KENR6740-23, Unitet

State of America: Caterpillar Inc.

Caterpillar Inc., 2014, Spesification Water Pump, Media Number -KENR6740-23,

Unitet State of America: Caterpillar Inc.

Caterpillar Inc., 2012, Know Your Cooling System, Media Number -SEBD0518-10,


Caterpillar Inc., 2003, Fundamental Diesel Engine, Media Number NTBEM001, Revisi

PT. Trakindo Utama, Training Center Cileungsi

Caterpillar Inc., 2014, Service Letter Water Pump, Media Number TEBE1614-00,


Guideline for Reusable Parts and Salvage Operation untuk water pump, Media

Number SEBF8058-03

Caterpillar Inc., 2014, Applied Failure Analysis, Cileungsi Training Center PT.


Caterpillar Inc., 2014, Intermediate Engine System, Cileungsi Training Center PT.


Caterpillar Inc., 2014, Buku Ajar Basic Engine Trakindo, Cileungsi Training Center

PT. Trakindo Utama, Jakarta

doyock-online.blogspot.co.id., 2013/07, sistem-pendingin-udara.html?m=1

ww.maritimeworld.web.id., 2014/11, sistem-pendingin-pada-motor-diesel-

dan.html?m=1

www.marineenergy.com.au., 2011, products/jmp-pump-model-jpr-s7632

www.autopartswarehouse.com., 2011, products/tht-thermostat-jpr

m.ebay.com., 2013, products/thk-part-engine.html?m=1

http://www.marineenergy.com.au/

bab i pendahuluan - elibrary.polnes.ac.idelibrary.polnes.ac.id/file/20170904194401.pdf · pada...

Documents