PEMBUATAN CYLINDER HEAD MOBIL

A.Latar Belakang.Sejak ditemukanya motor bakar (internal combustion engine) perkembangannya sangat pesat. Dalam Berbagai bidang sangat dibutuhkanenginesebagai tenaga penggerak untuk menggerakkan sistem kerja mekanis ataupun untuk menggerakan sistem pembangkit daya (generator). Salah satu yang populer dalam penggunaanengineadalah penggunaanenginesebagai tenaga penggerak pada kendaraan.Engine sebagai tenaga penggerak merupakan suatu sistem yang saling mendukung satu sama lain, hal ini terlihat dari berbagai komponen-komponen yang menyatu membentuk sebuah unit yang bertujuan menghasilkan tenaga (power).Engineyang sering digunakan adalah engine dengan mekanisme torak (piston) yang sering disebut dengan motor bakar torak.Pada motor bakar torak prinsip kerjanya adalah dengan merubah gerak translasi kerja (proses pemasukan, proses kompresi, proses ekspansi, dan proses pengeluaran/pembuangan) menjadi gerak rotasi yang selanjutnya digunakan untuk menggerakan sesuatu beban kebutuhan. Untuk mendukung proses kerja torak tersebut tidak terlepas dari komponen motor bakar yang disebut dengan kepala silinder (cylinder head).1.DefinisiCylinder Head.Cylinder Headadalah suatu komponen motor bakar yang ditempatkan di atas blok silinder.Cylinder Headdibaut dengan kuat bersama blok silinder dengan dipasangkan paking diantara pertemuan dua permukaan untuk mencegah terjadinya kebocoran kompresi ataupun gas buang hasil pembakaran.Cylinder Headdibuat dengan konstruksi dan bahan yang sedemikian rupa sesuai dengan fungsi, besarnya beban dan temperatur yang diterima agar kuat dan selalu berfungsi dengan baik mendukung kinerja dari motor bakar.

Bagian Atas Bagian Bawah

Gambar 1.1Cylinder Head[1]

2.FungsiCylinder HeadpadaEngine.Dalam motor bakar torak,cylinder headmempunyai beberapa fungsi untuk mendukung proses kerja. Fungsicylinder headdiantaranya adalah :Sebagai tutup blok silinder sekaligus ruang bakar.Sebagai dudukan mekanisme katup (valve).Sebagai dudukan poros nok (cam shaft) pada model SOHC dan DOHC.Sebagai dudukan saluran masuk (intrake manifold).Sebagai dudukan saluran buang (exhaust manifold).Sebagai dudukan busi (spark plug) padaGasoline Engine, atau nosel injeksi (injector nozzle) padaDiesel Engine.

3.KonstruksiCylinder Head.Sesuai dengan fungsinya, konstruksicylinder headmempunyai bagian-bagian dengan bentuk yang sedemikian untuk memperlancar proses kerja motor bakar torak. Konstruksicylinder headdapat dilihat pada gambat berikut :

Ruang Bakar

Gambar 1.2 Konstruksi dan KomponenCylinder Head[2]Cylinder Headterdiri dari bagian-bagian berupa dudukan, rongga saluran, dan bentuk permukaan antara lain :Bentuk cekungan sebagai ruang bakar.Ruang bakar sebagai tempat pembakaran campuran bahan bakar dan udara oleh percikan pengapian busi (gasoline engine) atau temperatur tingi (diesel engine), setelah dikompresikan oleh torak pada akhir langkah kompresi. Dalam hal inicylinder headmendapatkan pembebanan tekan yang tinggi dan temperatur tinggi yang disebabkan temperatur hasil pembakaran. Oleh karena itu konstruksicylinder headdibuat dengan perencanaan yang matang agar dapat tahan terhadap pembebanan tersebut.Rongga saluran masuk (intrake).Saluran masuk sebagai saluran masuknya campuran udara dan bahan bakar yang telah dimixer di karburator ataupun intrake manifold (gasoline engine). Padadiesel enginesaluran masuk hanya untuk mengalirkan udara saja. Untuk memperlancar masuknya campuran udara dan bahan bakar tersebut saluran dibuat dengan permukaan yang halus dan tidak banyak belokan.Ronga saluran keluar (exhaust).Saluran keluar sebagai saluran keluarnya gas hasil pembakaran dari dalam silinder motor. Gas hasil pembakaran dalam kondisi panas yang tinggi dan komposisi karbon yang bertekanan, oleh karena itu saluran keluar harus dibuat tahan temperatur dan tekanan tinggi.Rongga saluran air pendingin.Cylinder headmendapatkan beban temperatur yang tinggi dari hasil pembakaran. Untuk mencegah terjadinya pemuaian yang besar akibat temperatur tersebut. Pemuaian yang berlebih menyebabkan kemacetan pergerakan komponen-komponen yang bergerak seperti gerak katup (valve) dan gerak putar poros cam (cam shaft). Oleh karena itu cylinder head harus mendapatkan pendinginan oleh media pendingin, sehingga konstruksinya juga dibuat rongga sirkulasi air pendingin sedemikian rupa agar pendinginan dapat berjalan lancar dan merata.Rongga saluran pelumas.Cylinder headsebagai rumah (hausing) dari poros cam dan mekanisme katup, dimana komponen-komponen tersebut bergerak baik secara rotasi dan translasi sehingga akan menghasilkan gesekan antara komponen yang akan berakibat keausan. Oleh karena itu perlu mendapatkan pelumasan, sehingga konstruksinya juga harus di desain agar memungkinkan pelumas dapat mengalir dengan lancar dan dapat melumasi secara merata. Maka dibuatlah rongga untuk saluran pelumas untuk mengatasi tersebut.Dukukan mekanisme katup (valve).Sebagai tempat dudukan dari mekanisme katup (valve) yang selalu bergerak selama motor bekerja, yaitu untuk mengatur pemasukan campuran bahan bakar dan udara (inlet valve) dan mengatur pengeluran gas buang hasil pembakaran (outlet valve). Maka konstruksicylinder headdibuat dengan memperhitungkan posisi dudukan mekanisme katup tersebut dapat bekerja dengan optimal.Dukukan busi (spark plug) atau nosel injektor (injector nozzle).Sebagai tempat dudukan busi (spark plug) yang berfungsi memberikan percikan bunga api untuk proses pembakaran padagasoline engine, ataupun nosel injeksi (injector nozzle) yang melakukan proses pengabutan bahan bakar dengan tekanan tinggi sehingga terjadi proses pembakaran padadiesel engine. Kedua komponen tersebut adalah sarana untuk mendukung proses pembakaran, oleh karena itu dudukan komponen tersebut haruslah pada posisi yang tepat sehingga proses pembakaran dapat dilakukan secara efektif. Maka dalam konstruksinyacylinder headdibuat dengan memperhitungkan posisi dudukan komponen tesebut dapat bekerja dengan baik.Dudukan baut pengikat dengan blok silinder.Cylinder headsebagai penutup blok silinder dan akan diikat dengan kuat menggunakan baut pengikat. Maka konstruksicylinder headdibuat dengan memperhitungkan dudukan baut pengikat. Posisi baut pengikat disesuaikan pada beberapa titik, sehinggacylinder headdan blok silinder dapat dengan kuat dan merata.

B.ProsesManufacturing.Proses manufactur dari cylinder head adalah melalui 2 (dua) kelompok utama pengerjaan yaitu pengerjaan secara pengecoran (casting) dan pekerjaan secara permesinan (machining). Sebelum proses manufacturing yang menghasilkancylinder headyang baik, ada faktor keterkaitan yang erat diantaranya dengan proses desain (perencanaan) dan proses pemilihan material (material selection).

Gambar 2.1HubunganMateriasl, Design, danProcessing.[3]Hubungan antara proses desain dan pemilihan material sebelum proses manufaktur sangat diharapkan untuk memperoleh suatuproductyang baik, dalam segi kualitas, biaya (cost) yang relevan, dan proses pengerjaan yang mudah dan efektif.1.Flow Chart.Flowcahart dimaksudkan sebagai tata cara urutan dalam prosesmanufacturingcylinder head, agar dalam pengerjaan tahap-tahap dapat diselesaikan dengan baik dan waktu yang efektif.Flowcartini juga sebagai gambaran langkah-langkah teknik pekerjaan yang ditempuh, sehingga akan mudah memberikan solusi apabila dalam pengerjaan menemui kendala-kendala. Dalam prosesmanufacturingcylinder head menempuh langkah-langkah sebagai berikut :

Proses Perencanaan

Proses Manufacturing

Gambar 2.2Flowcart manufakturcylinder head2.Gambar DesainCylinder Head.Desaincylinder headdibuat dalam perancangan dengan menggunakan bantuansoft wareperancangan. Biasanyasoft wareyang dipakai adalahsolid workdengan komputerisasi. Dalam perancangan ini yang perlu dipertimbangkan adalah sebagai berikut :Modelcylinder headyang akan dibuat telah diperhitungkan semua fungsi-fungsi daricylinder head.Desaincylinder headmempertimbangkan bahan (material) yang akan digunakan, mulai daridensitymaterial, titik lebur material, titik beku material, dan penyusutan volume material saat membeku setelah prosescasting.Dimensicylinder headdiperhitungkan dengan matang, karena berhubungan dengan ukuran toleransi yang diberikan pada proses pengerjaan.Cara pengerjaan (prosesmanufakturing), hal ini untuk mempermudah proses pengerjaan dengan langkah-langkah yang efektif dan efisien, serta menghasilkan produk yang sesuai dengan perencanaan.Peralatan yang dibutuhkan, hal ini berhubungan dengan proses manufaktur yang akan dilakukan.Hasil dari proses perancangan ini biasanya dalam bentuk gambar kerja dan deskripsi proses pengerjaan, serta peralatan dan material yang dibutuhkan. Proses desain ini sangat menentukan keberhasilan dari proses manufaktur dan besarnya biaya produksi (cost). Proses perancangan ini bisa dilakukan olehengineer-engineeryang berpengalaman dan mengetahui seluk beluk benda yang akan dibuat, serta menguasaisoft wareperancangan. Dalam pembuatancylinder headproses perancangan ini dilakukan dengan cermat dan teliti menggunakansoft ware solid work.

Gambar 2.3Displayproses perancangancylinder head[4]

3.Material Cylinder Head.Bahan materialcylinder headadalahaluminium alloy(paduan aluminium), dimana aluminium ini adalah hasil paduan antara Al, Si, Cu, Mg, Ti, Fe, dan Mn dengan prosentase tertentu. Perusahaan otomotif sering menggunakan jenisaluminium alloyuntukcylinder headtergantung dari jenisengine. Untukdiesel enginebiasa digunakanaluminium alloy GAS7GT (A356)atauGAS9CI (354), sedangkan untukgasoline enginebiasa menggunakanaluminium alloy AS7U3 (319). Berikut adalah tabel spesifikasi paduan aluminium untuk materialcylinder head.Tabel 2.1Komposisi kimiaaluminium alloy cylinder head[5]

Paduan aluminium ini sifat mekanik yang baik dan tahan terhadap suhu tinggi sehingga cocok digunakan sebagai material dalam pembuatancylinder head. Beberapa keuntungan dari penggunaan bahanaluminium alloysebagai materialcylinder headadalah sebagai berikut :Ringan, hal ini sangat cocok karena akan mengurangi berat darienginesehingaperformance enginelebih tinggi karena lebih sedikit dayaengineyang digunakan untuk mengatasi kelembamanengineitu sendiri.Tahan karat, mempunyai daya tahan karat yang cukup tinggi sehingga sebuahenginetidak cepat terkorosi (umurenginelebih lama).Dapat mentransfer kalor dengan baik, perlu diketahui bahwa aluminium mempunyai sifat hantar kalor yang baik, hal ini sangat cocok untuk materialcylinder headkarena salah fungsi daricylinder headsendiri sebagai ruang bakar yang menerima panas yang tinggi dari pembakaran motor, oleh karena itu panas padacylinder headharus cepat ditransfer agar tidak terjadiover heating.Mudah dicor dan dikerjakan dengan permesinan, hal ini adalah keuntungan dari proses manufaktur, karena lebih mudah dikerjakan sehingga biaya (cost) pengerjaan dapat ditekan/diminimalkan.Permukaannya mudah dihaluskan, hal ini adalah keuntungan dari proses kerja dimanacylinder headberfungsi sebagai saluran masuk dari campuran bahan bakar dan udara serta saluran buang dari gas buang pembakaran. Jadi apabila permukaan saluran tersebut halus, maka proses pemasukan dan pembuangan dapat berjalan dengan baik.Adapun sifat darialuminium alloysebagai materialcylinder headadalah sebagai berikut :Tabel 2.2Karakteristikaluminium alloy.[5]

Karakteristik paduanaluminium alloysebagai materialcylinder headdapat dilihat pada diagram berikut :

Gambar 2.4Diagram perbandingan prosentase berat silicon terhadap temperatur padaaluminium alloy[6]

Pada paduan aluminiun, selain sifat aluminiun sendiri, unsur paduan mempunyai keuntungan dan kelemahan sebagai berikut :Silikon (Si)Silikon pada paduan aluminium mempunyai pengaruh positif :Meningkatkan sifat mampu alir.Mempermudah proses pengecoran.Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran.Menurunkan penyusutan hasil coran.Tahan terhadap hot tear (perubahan pada metal casting pada saat solidifikasi)

Pengaruh negatif yang ditimbulkan :Penurunan keuletan terhadap beban kejut, jika kandungan silikon terlalu tinggi.Tembaga (Cu)Tembaga pada paduan aluminium mempunyai pengaruh positif :Meningkatkan kekerasan bahan dengan membentuk presipilat.Memperbaiki kekuatan tarik.Mempermudah proses pengerjaan mesin.Pengaruh negatif yang ditimbulkan :Menurunkan daya tahan terhadap korosi.Mengurangi keuletan bahan.Menurunkan kemampuan pembentukan.Magnesium (Mg)Magnesium pada paduan aluminium memberikan pengaruh positif :Mempermudah proses penuangan.Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin.Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.Meningkatkan kekuatan mekanis.Menghaluskan butitan kristal secara efektif.Meningkatkan ketahanan terhadap beban impak.Pengaruh negatif yang ditimbulkan :Meningkatkan kemungkinan timbul cacat hasil pengecoran.Besi (Fe)Besi pada paduan aluminium memberikan pengaruh positif :Mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan.Pengaruh negatif yang ditimbulkan :Penurunan sifat mekanik.Penurunan kekuatan tarik.Timbulnya bintik keras pada coran.Peningkatan cacat porositas.Sedangkan paduan lainnya pada dasarnya memberikan keuntungan positif pada paduan aluminium (aluminium alloy) sehingga paduan ini sering digunakan sebagai material dalam permesinan.

4.Proses Pengecoran (Casting)Cylinder Head.Pengecoran adalah salah satu proses pembentukan logam dengan menggunakan cetakan, yang kemudian diisi dengan logam cair. Pada proses pengecoran bahan baku dicairkan dengan cara memanaskan hingga mencapai suhu tertentu, selanjutnya cairan logam dituangkan ke dalam rongga cetakan yang telah disediakan sebelumnya dan dibiarkan sampai dengan logam tersebut menjadi beku dalam cetakan. Pembongkaran dapat dilakukan setelah semua logam beku.Berbagai macam jenis pengecoran yang ada antara lain :Sand castingAdalah jenis pengecoran dengan menggukanan cetakan pasir. Jenis pengecoran ini paling banyak dipakai, karena biaya produksinya yang relatif murah dan dapat membuat benda cor dengan kapasitas yang besar.Centrifugal castingAdalah jenis pengecoran dimana cetakan diputar bersamaan dengan penuangan logam cair ke dalam cetakan. Kemudian cetakan diputar dengan tujuan agar logam cair dapat terdorong oleh adanya gayacentrifigal. Teknik pengecoran ini biasanya digunakan untuk membuat benda cor yang berbentuk bulat dan silindris, misalnya pembuatan pelek.Die castingAdalah jenis pengecoran yang cetakannya terbuat dari logam baja dll. Sehingga cetakan dapat dipakai secara berulang-ulang. Teknik pengecoran ini biasa digunakan peda pengecoran benda cor yang mempunyai titik didih dibawah dari logam cetakan, misalnya untuk pengecoran polimer atau logam ringan.

Invesment castingAdalah jenis pengecoran tang polanya terbuat dari lilin (wax), dan cetakannya terbuat dari keramik. Teknik pengecoran ini biasanya digunakan untuk membuat benda cor yang mempunyai teknik kepresisisan yang tinggi, misalnya rotor turbin. Dalam pembuatancylinder headini, teknik pengecoran yang digunakan adalah teknik pengecoran dengan menggunakan cekatan pasir (sand casting). Karena benda cor dalam kapasitas yang cukup besar serta konstruksinya yang cukup rumit yang tidak memungkinkan menggunakan teknik pengecoran lain, serta dapat dibuat dengan skala yang besar (industri masal).

Gambar 2.5Cetakan pasir (sand casting molding) dan simulasicasting.[4]a.Persiapan Casting.Dalam melakukan proses pengecoran, adala beberapa hal yang harus dipersiapan sebelum melakukan pengecoran. Hal ini akan mempengaruhi keberhasilan dalam pengecoran untuk mendapatkan hasil yang sesuai. Persiapan-persiapan yang dilakukan diantaranya :1). Pesiapan pola atau model (pattern).Pola atau model adalah sebuah bentuk dan ukuran yang sama dengan bentuk aslinya benda yang ingin dikehendaki. Pola ini dibuat dalam bentuk rongga dengan tujuan logam cair akan masuk dalam rongga-rongga tersebut. Pada proses sandcastingini cetakan yang digunakan menggunakan pasir dicampur dengan bahan perekat dan aditif lainnya agar dapat dibentuk menjadi cetakan dengan baik, dan permukaan dari cetakan yang halus. Dalam pembuatan cetakancylinder headadalah sebagai berikut :Deskripsikan dengan baik desaincylinder headyang telah direncanakan.Siapkan bahan-bahan pembuat cetakan.Proses pembuatan cetakan, dengan memperhatikan bentuk dan ukurancylinder headyang akan dibuat.Setelah jadi dalam bentuk cetakan, dilakukan pemanasan sehingga cetakan pasir yang telah dibuat tidak mudah retak/pecah.Cetakan telah disetting dengan inti cetakan (core) untuk proses casting.

Gambar 2.6 Pola atau model pada pengecorancylinder head.[4]Pada proses pembuatan pola untuk cetakancylinder head, dibuat dengan pasir yang telah diayak sehingga butiran-butiran menjadi kecil dan seragam. Hal ini untuk menghasilkan permukaan yang halus pada benda coran sehingga kerapatan baik dan tingkat kepresisian/toleransi menjadi kecil. Proses pembuatan pola cetakan dengan pasir cetak biasanya menggunakan pasir jenis berikut :Pasir Silica, pasir ini didapat dengan menghancurkan batu silica dan kemudian disaring untuk mendapatkan ukuran butiran yang diinginkan.Pasir Zircon, pasir ini mempunyai daya tahan api yang efektif dan dapat mencegah sinter.Pasir Olivin, didapat dengan cara menghancurkan batu yang membentuk 2MgO, SiO2, 2FeO.SiO2. pasir ini mempunyai daya hartar panas yang lebih besar dibanding pasir silika.Proses pencampuran pasir cetak yang halus dengan bahan perekat dan aditif lainya, untuk membuat cetakan dan inti cetakan (core). Pencampuran dengan perbandingan 90% pasir silica, 6% clay (tanah liat), 3% bahan perekat (epoksi), dan 1% bahan pelumas. Perbandingan ini berdasarkan presentase berat dari masing-masing bahan.

Gambar 2.7 Bahan baku pembuat cetakan pasir.[4]

Gambar 2.8Bentuk dari pasir cetak hasil pencampuran.[4]2). Persiapan Inti Cetakan (Core).Inti (core) merupakan bagian khusus yang bergungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk. Inti ini biasanya diletakan pada bagian tengah dari pola cetakan, sehinnga bagian yang terdapat inti tidak mendapatkan bentuk coran. Logam cair akan masuk pada sela-sela antara inti dengan pola cetakan.Coredibuat dengan penggunakan pasir cetak yang telah dicampur dengan bahan perekat dan aditif lainnya seperti halnya cetakan (dies). Pembuatan inti (core) harus lebih teliti dan hati-hati, karena bentuknya yang rumit dan kecil-kecil.Coreharus dibuat dengan ukuran yang tepat dan sesuai dengan cetakan (dies) karena akan dipasangkan nantinya dalam proses pengecoran. Dalam pembuatan pengecorancylinder headini,coredibuat dan di pasang pada bagian dalam cetakan yang disetting menjadi satu dengan cetakan sebelum dilakukan pengecoran. Dalam pembuatan inti (core)cylinder headadalah sebagai berikut :Deskripsikan dengan baik perancangancylinder headterutama dalam perancangan inti cetakan.Siapkan bahan yang akan digunakan dalam pembuatan inti cetakan (core).Proses pembuatan inti cetakan (core) dengan memperhatikan ukuran dan betuk daricylinder head. Selain itu juga perhatikan bentuk dan ukuran cetakan yang telah dibuat karena nantinyacoreini akan dipasangkan menjadi satu dengan cetakan yang telah dibuat.Setelah selesai dibuat,coredi panaskan dengan tujuan agar tidak mudak patah/retak.Coresiap untuk disetting/dipasangkan dengan cetakan untuk prosescasting cylinder head.

Gambar. 2.9Pembuatan inti cetakan (core)cylinder head.[4]Inti cetakan (core)cylinder headyang telah dihasilkan dari proses pengerjaan seberpti di bawah ini :

Gambar 2.10Inti cetakan (core)cylinder head.[4]3). Bagian-bagian lain pada cetakan pasir.Copeadalah bagian atas dalam pasir cetak yang berfungsi sebagai penutup bagian atas, biasanya terbuat dari pasir cetak.Dragadalah bagian bawah dari pasir cetakan yang berfungsi sebagai alas dari benda coran, biasanya juga terbuat dari pasir cetak.Gateadalah lubang terbuka dimana sebagai jalan (pintu) dari logam cair yang akan dituangkan kedalam cetakan. Riser adalah lubang pengeluaran yang disediakan untuk mengalirnya sisa lelehan logam cair dalam cetakan.Riserini berfungsi sebagai pengontrol terhadap logam cair, apakah logam cair telah mengisi semua rongga dalam cetakan.

Gambar 2.11Gate, Riser, Cope, danDragpada cetakan pasir.[4]

Pada sistem pengecorancylinder headdengan cetakan pasir yangmodern,copedandragdibuat secara langsung menggunakan pasir cetak dalam bentuk pola langsung. Sehinga lebih lebih sederhana dan praktis serta tidak terlalu banyak dalam penggunaan pasir cetak. Demikian jugagatedanriserdibuat langsung pada permukaan bagian atas cetakan, sehingga logam cair langsung dituang ke dalam rongga dan akan keluar pada lubang-lubang pengontrol. Hal ini dilakukan untuk mengurangi logam coran yang terbuang pada bagian salurangatedanriser.

b.ProsesCasting.Prosescasting cylinder headdengan menggunakan sistemsand castingterdiri dari langkah-langkah sebagai berikut :1). Langkah-Langkah pada SaatCasting.Langkah-langkah pada prosescasting cylinder headadalah dimulai dari material cor yang dalam keadaan cair, dituang ke dalam cetakan dengan corong penuang sampai dengan material logam cetakan membeku di dalam cetakan. Prosescastingdapat diuraikan sebagai berikut :ProsessettingcetakanProses ini penting dilakukan mengingat pada pembuatancylinder headini, cetakan pasir yang digunakan sebagai cetakan terdiri dari rumah cetakan (pattern) dan inti cetakan (core). Oleh karena itu perlu dilakukan langkahsetting, yaitu pemasangan inti cetakan pada rumahnya. Dalam pemasangan ini harus diperhatikan susunannya jangan sampai tertukar, dan urutan pemasangan inti cetakan yang tepat karena banyak inti cetakan yang digunakan, yang masing-masing akan membentuk bagian tertentu daricylinder head.

Gambar 2.12Prosessettingcetakan pasir.[4]Proses penuangan material cor ke dalam cetakanProses ini adalah proses utama dalam pekerjaan pengecorancylinder head, dalam proses ini material cor (logam cor) yang dalam keadaan cair dituangkan ke dalam cetakan yang telah dipersiapkan. Proses penuangan ini harus hati-hati dan pastikan logam cair masuk ke dalam rongga-rongga cetakan dengan baik. Waktu yang diperlukan dalam proses ini juga tidak boleh terlalu lama, karena dapat mengakibatkan perbedaan waktu pengerasan logam didalam cetakan, hal ini menyebabkan proses pertemuan logam cor tidak kuat dan mudah terpisah. Jadi waktu yang diperlukan harus cepat, tidak boleh rentang proses pembekuan logam cor sangat jauh.Corong material cor

Proses penuangan ini dilakukan di lubang gate dan penuangan akan selesai apabila sebagian logam cor telah keluar pada saluran riser. Hal ini menandakan bahwa seluruh rongga-rongga cetakan telah terisi logam cor. Proses ini dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 2.13Proses penuangan logam cor[4]Proses pembekuan material cor di dalam cetakanProses ini ini adalah proses mendiamkan selama waktu tertentu, sehingga logam cor dapat membeku di dalam cetakan. Proses pembekuan dengan cara didiamkan pada suhu kamar (kurang lebig 25oC). Lamanya proses pembekuan tergantung dari material cor, untuk cylinder head dengan bahan paduan aluminium (aluminium alloy) waktu pembekuan dalam suhu kamar kurang lebih 60-90 menit.

Gambar 2.14Proses pembekuan logam cor pada cetakan dalam waktu tertentu[4]2). Langkah-Langkah SetelahCasting.Proses ini adalah proses penanganan setelah pengecoran. Beberapa langkah penanganan hasil coran adalah sebagai berikut :Pembongkaran cetakanSetelah di logam coran pastikan beku di dalam cetakan, maka dilakukan pembongkaran cetakan untuk mengeluarkancylinder headdari pengecoran dari cetakan. Untuk cetakan pasir biasanya adalah cetakan sekali pakai, jadi cetakan dibongkar dengan cara di hancurkan menggunakan mesin penghancur. Kemudiancylinder headhasil pengecoran di keluarkan menggunakanjig.

Gambar 2.15Proses pengeluarancylinder headdari cetakan[4].Pembersihancylinder headhasil cetakanSetelah dikeluarkan dari cetakan,cylinder headbiasanya masih dalam keadaan kotor, karena banyak sisa-sisa pasir cetakan yang menempel terutama pada bagian sela-sela, oleh karena itu harus dibersihkan. Pada proses pembersihan ini dengan cara dicuci dengan menggunakan air bertekanan hingga bersih, kemudian dikeringkan.

Gambar 2.16Proses pencucian cylinder head dengan air bertekanan[4].

5.Proses Permesinan (Machining)Cylinder Head.Proses permesinan ini dimaksudkan untuk memperbaiki dan merapikan hasil pengecoran. Perlu diketahui bahwa proses pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir ini mempunyai tingkat kepresisian yang kurang bagus, dan toleransi yang sangat besar, jadi perlu dilakukan pengejaan permesinan untuk menghasilkancylinder headyang mempunyai bentuk, ukuran, dan permukaan yang sesuai standar. Proses permesinan yang dilakukan diantaranya sebagai berikut :a.ProsesDeburied.Proses pengecoran (casting) biasanya masih menyisakan logam-logamchipyang menempel pada permukaan coran. Biasanya chip ini terbentuk karena adanya rongga kecil (gap) antara rumah cetakan dengan inti cetakan. Hal ini sangat kurang bagus terutama padacylinder headkarena akan mengganggu sistem kerja nantinya (misalkan pada saluran masuk atau saluran keluarcylinder head) sehingga aliran campuran bahan bakar ataupun gas buang akan terhambat. Oleh kerena ituchipini harus dibuang agar permukaan dari saluran tersebut menjadi halus tanpa penghalang. Proses yeng dilakukan untuk mengatasi hal ini adalah prosesdeburied, dengan cara memanaskan dengan api las, sehinggachiptersebut akan meleleh dan diratakan.

Gambar 2.17Prosesdeburied chipdengan pemanasan api las[4].b.Proses PekerjaanFacingMenggunakanMilling Machine.Permukaancylinder headhasil pengecoran terutama pada permukaan yang lurus yang akan dipasangkan pada blok silinder tidak terlalu rata, hal ini apabila dibasangkan pada blok silinder dapat mengakibatkan kebocoran kompresi maupun gas buang, oleh karena itu permukaan ini harus dibuat serata mungkin dengan tingkat kepresisian yang tinggi. Untuk pengerjaan persesinan tersebut menggunakan mesinfrais millingvertikal, adapun langkahnya sebagai berikut :Letakancylinder headpada dudukan dengan permukaan ruang bakar menghadap pada pisaufrais milling, dan dicekam denganclamping kityang kuat.Pasang pahat mesin frais jenisface millpada mesinfrais milling.Setel putaran mesin disesuaikan dengan material daricylinder head.Lakukan pemakanan secara bertahap, sampai ketebalan yang diinginkanUntuk pemakananfinishingdengan cara menaikan putaran, sehingga dihasilkan permukaan yang halus.

Gambar 2.18Proses pengerjaan permukaancylinder headdenganfacingmenggunakanmilling machine[4].

c.Proses PekerjaanGrindingPermukaan.Permukaancylinder headhasil pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir menghasilkan permukaan yang kurang rata, biasanya permukaannya kasar rongga-rongga kecil karena pengaruh butiran-butiran pasir. Hal ini sangat tidak diingikan karena memudahkan banyak kotoran-kotoran yang masuk ke rongga-rongga tersebut dapat dapat menyebakan oksidasi atau korosi. Oleh karena itu dilakukan pekerjaan permesinan dengan penggerindaan dengan mesin gerinda sehingga permukaanya cukup halus.

Gambar 2.19Proses penggerindaan dengan mesin gerinda[4].

d.Pemasangan Dudukan Katup dan Proses Perataan dengan MesinMilling.Cylinder headadalah mempunyai fungsi sebagai dudukan dari mekanisme katup. Katup (valve) harus dapat berfungsi dengan baik, membuka dan menutup dan tidak boleh bocor, oleh karena itu dudukan katup yang merupakan persinggungan antara daun katup harus dipasang cincin dudukan. Pemasangan cincin ini dengan penggunakan alatpres, dengan cara ditekan pada lubang katup, sehingga cincin akan terpasang dengan kuat.

Gambar 2.20Proses pemasangan cincin dudukan katup dengan alat pres[4].

Setelah cincin terpasang padacylinder head, agar cincing dapat bersinggungan dengan baik dengan daun katup, maka harus dibuat sudut. Besarnya sudut singgung adalah 45o. Untuk membuat sudut ini menggunakan mesin frais milling dengan menggunakan pahatpulperdengan penyetelan sudut 45o. Proses pemakanan akan menghasilkan ketirusan/membentuk sudut 45o, sehingga antara katup dan dudukannya dapat bertemu dan bersinggungan dengan rapat.

Gambar 2.21Proseskontershangdudukan katup menggunakan pahat pulperdengan mesinfrais milling[4].

e.ProsesTapping.Cylinder head salah satu fungsinya adalah sebagai dudukan busi dan pengikat komponen-komponen lainnya. Proses pengukatan dengan sistem baut, oleh karena itu diperlukan lubang berulir sabagai pasangan dari baut tersebut. Untuk membuat lubang tang berulir ini dilakukan dengan cara pengetapan menggunakan alat tap. Prosesnya pengetapan menggunakan mesinfraisdan pahat tap. Perlu diketahui bahwa proses pengetapan dengan mesin frais ini dengan putaran sangat rendah, sehingga proses pengetapan dapat dilakukan dengan baik dan menghasilkan ulir yang sesuai.

Gambar. 2.22Proses tapping bagiancylinder head[4].

f.ProsesFinishing(Polish).Proses permesinan yang terakhir adalah prosesfinishing, yaitu dengan cara polish permukaan dengan menggunakan gerinda halus. Proses ini akan menghasilkan permukaan yang halus dan menkilap, sehinggacylinder headsiap untuk dirakit padaengine.