All about System of Engine
Sistem Pendinginan
Sistem pendinginan berfungsi untuk menjaga temperatur kerja mesin, agar mesin dapat bekerja secara efisien. Untuk menjaga temperatur kerja tersebut, mesin akan cepat mengalami panas pada saat temperatur mesin masih dingin atau saat mesin mulai hidup, dan mesin akan dengan cepat membuang panas bila temperatur mesin berlebihan.
Sistem pendinginan bekerja dengan mensirkulasikan cairan pendingin (campuran air dan cairan kimia pencegah korosi), melalui mantel pendingin yang berada di blok silinder dan kepala silinder. Cairan pendinginan yang panas dari mesin dialirkan ke radiator bagian atas melalui pipa atas radiator dan didinginkan melalui sirip-sirip yang terdapat pada radiator. Cairan pendinginan yang sudah dingin dibagian bawah radiator dialirkan kembali ke dalam mesin melalui pipa bawah radiator, begitulah seterusnya proses sirkulasi cairan pendingin berlangsung.
Aliran udara yang melalui sirip-sirip pada radiator dibantu dipercepat dengan isapan dari kipas yang diputar oleh putaran mesin melalui sabuk kipas pada pulley poros engkol atau dengan motor listrik. Selain memutar kipas, sabuk kipas berfungsi untuk memutar pompa cairan pendingin (mensirkulasikan cairan pendingin).
Salah satu komponen sistem pendinginan yang lain adalah thermostat. Komponen tersebut berfungsi untuk mengatur atau mempercepat temperatur kerja mesin dengan cara membuka dan menutup sirkulasi cairan pendingin melalui valvenya. Valve akan menutup pada saat cairan pendingin masih dingin hal ini bertujuan untuk mempercepat tercapainya temperatur kerja mesin. Jika cairan pendingin sudah panas, valve akan terbuka untuk mengalirkan cairan pendingin dari mesin ke radiator untuk didinginkan.
Sistem Pelumasan
Sistem Pelumasan berfungsi untuk mengurangi gesekan atau keausan komponen pada mesin. Sistem ini bekerja dengan cara memberikan oli pelumas ke bagian komponen-komponen mesin yang bergesekan. Pada komponen mesin yang mempunyai beban tinggi, misalnya : metal jalan dan metal duduk, oli pelumas diberikan dengan memberikan tekanan tertentu. Sedangkan bagian lain yang tidak berbeban berat, misalnya dinding silinder, oli pelumas diberikan dengan cara dipercikkan selama poros engkol berputar.
Oli mesin disimpan dalam bak oli atau karter yang terdapat dibagian bawah mesin. Oli dari karter dihisap oleh pompa oli dan disirkulasikan ke seluruh bagian mesin yang memerlukan pelumasan. Sebelum disirkulasikan, oli tersebut disaring dengan filter oli dari kotoran atau partikel logam. Filter oli ini dapat diganti bila sudah kotor. Pada sistem pelumasan, juga terdapat valve pengatur tekanan oli (valve pengaman) yang berfungsi untuk mencegah agar tekanan oli tidak berlebihan pada saat putaran mesin tinggi.
Setelah oli melumasi ke seluruh komponen yang bergesekan, dengan sendirinya oli akan kembali ke dalam karter dengan bantuan gaya grafitasi bumi, dan selanjutnya oli siap untuk disirkulasikan kembali.
Sistem kelistrikan
Sistem kelistrikan pada kendaraan dapat dibagi menjadi beberapa subsistem. Pada mesin kendaraan terdapat tiga subsistem kelistrikan yaitu : sistem pengapian, sistem pengisian, dan sistem pemula gerak.
Sistem Pengapian
Sistem pengapian berfungsi untuk menaikkan tegangan baterai (12 volt) menjadi tegangan tinggi sekitar 30.000 volt pada koil pengapian, yang akan digunakan untuk membangkitkan percikan bunga api pada busi, yang digunakan untuk membakar campuran udara dan bahan bakar di ruang bakar pada akhir langkah kompresi. Pada sebuah mesin dengan empat silinder, sistem pengapian harus memberikan lebih dari 100 percikan bunga api dalam setiap detik. Percikan tersebut harus diberikan ke tiap silinder dengan waktu yang tepat. Sistem pengapian ini cukup rumit , tetapi penting untuk diketahui, karena sistem ini memegang peranan penting dalam proses kerja mesin.
Diagram di atas , menunjukkan prinsip kerja pengisian dengan tegangan awal baterai adalah 12 volt. Kunci kontak digunakan untuk memutus dan menghubungkan sirkuit. Distributor akan mengirimkan percikan bunga api yang diperlukan dalam ruang bakar dan mengirim sinyal ke kontrol unit. Kontrol unit memanfaatkan tegangan baterai dan meneruskan arus listrik ke koil pengapian. Tegangan baterai yang hanya 12 volt tidak mencukupi untuk membakar campuran udara dan bahan bakar yang terdapat di ruang bakar, sehingga diperlukan koil pengapian yang berfungsi untuk menaikkan tegangan baterai 12 volt menjadi sekitar 30.000 volt . Dengan tegangan yang tingi tersebut p akan terjadi percikan bunga api pada ujung electrode busi, sehingga percikan tersebut mampu membakar campuran antara udara dan bahan bakar.
Sistem pengisian
Sistem pengisian berfungsi untuk mengisi kembali arus listrik yang telah diambil dari baterai, pada saat pertama mesin dinyalakan (starter), dan juga berfungsi untuk menyediakan arus yang dibutuhkan oleh sistem kelistrikan kendaraan pada saat mesin sudah bekerja. Alternator umumnya dikenal dengan sebutan dinamo yang berfungsi sebagai sumber pengisian pada sistem ini. Alternator biasanya dipasang dibagian depan mesin dan digerakkan oleh mesin melalui sabuk kipas.
Tegangan yang dihasilkan oleh alternator diatur dengan regulator, yang berfungsi secara otomatis mengatur tegangan yang dihasilkan dari alternator sebelum dikirim ke baterai.
Sistem Starter
Sistem ini berfungsi sebagai pemula gerak mesin (starter) dengan menggunakan motor listrik sebelum mesin tersebut dapat bekerja sendiri. Pada ujung bagian depan motor stater terdapat roda gigi yang berfungsi untuk menghubung dan sekaligus memutarkan mesin melalui roda gaya (fly wheel).
Pada saat mesin distater (kunci kontak pada posisi ST), motor stater akan berputar. Dengan putaran ini roda gigi motor starter akan bergerak kedepan dan menghubungkan ke roda gaya dan sekaligus memutar mesin. Setelah mesin hidup dan kunci kontak diputar ke posisi Off, motor starter akan berhenti berputar. Pada saat yang sama roda gigi akan terlepas dari hubungan dengan roda gigi pada roda gaya.
Sistem Pembuangan Gas
Sistem pembuangan gas pada kendaraan berfungsi untuk mengurangi kebisingan mesin dan mengalirkan gas buang ke udara bebas sehingga gas buang tidak memasuki ruang penumpang.
Komponen utama sistem pembuangan gas adalah :
Exhaust manifold berfungsi menghubungkan saluran buang dari bagian kepala silinder ke sistem pembuangan.
Konverter katalis berfungsi merubah gas buang yang berbahaya menjadi kurang berbahaya (tidak berbahaya).
Muffler berfungsi mengurangi kebisingan dari saluran pembuangan.
Komponen tersebut diatas dihubungkan menjadi satu kesatuan dengan pipa pembuangan dan diklem melekat di bagian bawah kendaraan dengan gantungan yang kuat.
Sistem Pemindah Daya
Sistem pemindah daya pada kendaraan meliputi : kopling, transmisi, transfer (4x4), poros penggerak (propeller shaft), poros roda dan gardan.
Sistem pemindah daya tipe manual bekerja dengan menggunakan kopling dan transmisi, sedangkan tipe otomatik bekerja melalui konverter torsi dan tranmisi otomatik.
Pada transmisi tipe manual, kopling berfungsi untuk memutus dan menghubungkan putaran mesin ke transmisi pada saat dilakukan pemindahan gigi persneling. Fungsi lainya adalah memungkinkan kendaraan dapat bergerak dengan halus pada saat mulai berjalan. Kopling dipasang antara mesin dan transmisi. Untuk dapat memahami prinsip kerjanya, lihat pada diagram di bawah ini.
Dari gambar di atas, akan terlihat bahwa proses pemindahan daya dari mesin tergantung pada posisi dua plat. Plat pertama terdapat pada poros engkol yang selalu berputar bersama dengan putaran mesin. Plat ini lebih dikenal dengan sebutan roda gaya (fly wheel). Plat kedua tidak akan berputar jika tidak terhubung ke plat pertama. Pada kendaraan yang sebenarnya, kondisi seperti ini terjadi pada saat pengemudi menekan pedal kopling.
Ketika kedua plat berhubungan, kedua plat akan berputar. Putaran dari mesin akan dipindahkan dari plat pertama ke plat ke dua (plat output). Pada kendaraan sebenarnya, kondisi seperti ini terjadi saat pengemudi melepas pedal kopling.
Pada kenyataannya bahwa, kopling kendaraan terdapat lebih dari dua plat, tetapi mempunyai cara kerja yang sama. Salah satu tipe kopling terlihat pada gambar 10 di bawah ini.
Jika melihat gambar 11 di bawah ini, kita dapat mengetahui bagaimana cara kerja kopling. Roda gaya meneruskan daya ke plat kopling dan plat tekan, kemudian tenaga dan putaran akan dipindahkan dari mesin ke transmisi.
Antara pedal kopling dan kopling dihubungkan secara mekanik dengan kabel atau secara hidrolik (fluida). Jika pedal kopling tidak ditekan, putaran mesin akan diteruskan ke roda melalui : roda gaya plat kopling plat tekan input shaft transmisi sehingga transmisi berputar. Putaran dari transmisi akan diteruskan ke roda. Jika pedal kopling ditekan, maka plat penekan tidak lagi menekan plat kopling untuk berhubungan dengan roda gaya. Dengan demikian, poros input shaft dan roda gigi pada transmisi akan berhenti berputar, kondisi seperti ini memudahkan pengemudi untuk memindahkan tingkat kecepatan tanpa merusakkan transmisi.
Transmisi manual
Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbok, mempunyai beberapa fungsi antara lain :
• Merubah momen puntir yang akan diteruskan ke roda.
• Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin.
• Merubah arah putaran output sehingga kendaraan dapat bergerak mundur.
• Memudahkan pengemudi dalam pemindahkan gigi.
• Bekerja dengan lembut dan tidak berisik.
Penjelasan lebih detil tentang transmisi manual dan komponennya diluar lingkup modul ini. Modul ini hanya membahas tentang prinsip kerja dan mengenal komponen transmisi. Sebelum kita mengenal transmisi lebih jauh, penting untuk dipelajari dan dipahami terlebih dahulu tentang torsi.
Torsi atau biasa disebut dengan momen puntir adalah sebuah gaya putaran yang dihasilkan mesin. Jika Anda pernah melihat balap mobil atau pada saat pembalap memutarkan rodanya sedemikian hingga bannya mengeluarkan asap, maka Anda telah melihat sejumlah besar torsi diberikan untuk menggerakkan roda.
Tentunya torsi yang dihasilkan kendaraan umumnya tidak sebesar seperti pada mobil balap. Kenyataannya torsi yang dihasilkan mesin belum mampu untuk menggerakkan kendaraan dari keadaan berhenti, kecuali torsi yang menghubungkan antara mesin ke roda kendaraan diperbesar. Seperti yang kita ketahui bahwa, komponen yang dapat merubah torsi adalah transmisi.
Pada transmisi otomatis ataupun manual, perubahan torsi ini dilakukan oleh roda gigi. Jika roda gigi yang kecil, misalnya : roda gigi 10 menggerakkan roda gigi 30, roda gigi yang besar akan berputar sepertiga kali dari kecepatan roda gigi yang kecil (30:10), tetapi torsi yang dihasilkannya meningkat tiga kali.
Ini adalah prinsip kerja transmisi. Pada kendaraan, roda gigi yang lebih kecil akan dihubungkan ke mesin melalui kopling dan roda gigi yang lebih besar akan dihubungkan ke roda penggerak. Pada saat pengemudi memindahkan tingkat kecepatan, akan terjadi proses perubahan rasio gigi, torsi dan juga kecepatan roda. Pada gambar 13 menunjukkan komponen- komponen pada transmisi
Tranmisi Otomatis
Transmisi otomatis mempunyai tugas yang sama seperti pada transmisi manual. Hanya mekanisme hubungan antara kopling dan transmisi terjadi secara otomatis.
Seperti terlihat pada gambar di atas, komponen transmisi otomatis berbeda dengan transmisi manual. Fungsi kopling pada transmisi otomatis diganti dengan konverter torsi. Untuk memindahkan tingkat kecepatan, pada sistem ini digunakan mekanisme gesek dan tekanan oli. Pada transmisi otomatik roda gigi planetari berfungsi untuk merubah tingkat kecepatan dan torsi, sama halnya seperti roda gigi pada tranmisi manual.
Poros Penggerak
Poros penggerak berfungsi meneruskan putaran mesin dari output transmisi ke gardan. Pada ujung poros penggerak terdapat sambungan universal yang berfungsi untuk mengatasi perubahan jarak antara transmisi dan gardan pada saat kendaraan melewati jalan yang bergelomabang.
Differential
Differential atau lebih dikenal dengan sebutan gardan, terdiri dari susunan roda gigi yang berfungsi untuk merubah putaran poros penggerak menjadi putaran poros roda yang selanjutnya akan diteruskan ke roda. Fungsi lain gardan adalah untuk membedakan putaran antara roda sisi kiri dan kanan pada saat kendaraan berbelok, hal ini penting karena lintasan roda sisi luar lebih jauh dibandingakn lintasan roda sisi dalam.
Transaxle
Selain kendaraan dengan letak mesin di depan berpenggerak roda belakang, Sekarang ini banyak digunakan mesin di depan dengan penggerak roda depan. Jenis ini mempunyai komponen yang sama tetapi tidak dibutuhkan lagi poros penggerak, antara transmisi dan gardan digabungkan menjadi satu kesatuan unit dalam transaxle. Transaxle dapat digunakan pada transmisi otomatik maupun manual.
Sistem Rem
Setelah kita mempelajari sistem yang membuat kendaraan dapat berjalan, sekarang kita pelajari sistem yang berfungsi untuk menghentikan atau mengurangi kecepatan pada kendaraan. Gambar di bawah adalah sistem rem yang banyak digunakan pada kendaraan dewasa ini.
Prinsip kerja :
Pada saat pengemudi menekan pedal rem, tuas rem akan menekan booster dan master silinder. Gerakan ini akan menyebabakan tekanan minyak rem pada master silinder dan saluran rem meningkat. Tekanan ini akan digunakan untuk menggerakkan fungsi rem yang dipasang pada setiap roda.
Ada dua jenis kontruksi rem yang digunakan pada kendaraan : rem cakram dan rem tromol. Kedua kontruksi rem tersebut memanfaatkan gaya gesek untuk memperlambat atau menghentikan kendaraan. Cara kerjanya terlihat pada gambar berikut ini :
A. Rem Cakram, umumnya dugunakan pada roda depan
B. Rem Tromol, umumnya digunakan pada roda belakang
Pada dasarnya rem cakram kendaraan sama dengan rem pada sepeda. Saat pengereman, kanvas rem mendapatkan tekanan hidrolik yang berfungsi untuk menjepit cakram. Proses kerja tersebut akan dimanfaatkan untuk memperlambat atau menghentikan putaran roda.
Tekanan hidrolik juga digunakan pada rem tromol. Tromol yang terbuat dari logam dipasang pada roda. Pada proses pengereman tromol akan ditekan oleh sepatu rem yang dilengkapi dengan kanvas. Saat pengemudi menekan pedal rem akan terjadi tekanan hidrolik. Tekanan tersebut menekan sepatu rem untuk mengembang dan menekan ke arah tromol. Kedua kontruksi tersebut dapat digunakan pada kendaraan. Pada umumnya rem cakram dipasang untuk roda depan dan rem tromol untuk roda belakang.
Rem tangan atau rem parkir berfungsi untuk memberikan pengereman ke roda belakang dengan menggunakan sambungan secara mekanik. Hal ini memungkinkan rem belakang tetap bekerja meskipun sistem hidroliknya mengalami kerusakan. Rem tangan digunakan pada saat parkir atau rem darurat jika rem kaki tidak berfungsi.
Sistem Kemudi
Sistem kemudi berfungsi untuk mengendalikan arah kendaraan sesuai dengan keinginan pengemudi. Berkaitan dengan hal tersebut, sistem kemudi harus dapat berfungsi sebagai berikut :
• Menjaga arah roda.
• Menginformasikan kondisi jalan kepada pengemudi.
• Meredam getaran saat kendaraan berjalan pada jalan yang bergelombang.
• Memungkinkan roda bergerak naik/turun saat melewati jalan yang bergelombang.
Sistem kemudi harus dapat meluruskan arah roda lurus ke depan. Kelurusan kemudi ini digunakan untuk medorong atau menarik arah roda depan ke arah lurus kembali setelah roda dibelokkan. Ada dua jenis sistem kemudi : sistem kemudi bola bersirkulasi (recirculating ball and nut) dan rack and pinion.
Untuk membelokkan roda depan, kedua sistem tersebut menggunakan lengan (arm) dan sambungan. Pada beberapa kendaraan dilengkapi dengan power steering (kemudi daya) yang berfungsi untuk meringankan pengemudi memutar roda kemudi pada saat kendaraan dibelokkan.
Sistem Suspensi
Sistem suspensi menghubungkan antara roda dan chasis dan berfungsi untuk memberikan kenyamanan kepada penumpang selama perjalanan dengan cara meredam getaran ketika melalui jalan yang bergelombang. Selain memberikan kenyamanan, sistem ini dibuat agar kendaraan dapat dikendalikan dan aman dikemudikan pada berbagai kondisi permukaan jalan. Prinsip kerja suspensi terlihat pada gambar berikut :
Control arm atau lower arm (lengan bawah) dihubungkan ke chasis. Hal ini memungkinkan roda dapat bergerak naik/turun pada saat kendaraan melintasi jalan yang bergelombang. Pegas pada sistem ini harus mampu meredam gerak kejut dari roda dan memungkinkan kendaraan tetap nyaman dikendarai. Fungsi peredam kejut (shock absorber) adalah untuk mencegah agar pegas tidak terus bergerak (mengayun) untuk kembali ke posisi semula secara tiba-tiba setelah kendaraan melalui jalan yang bergelombang.
Sistem suspensi terdiri banyak jenis yang didesain sesuai dengan penggunaan kendaraan tersebut. Pada modul ini hanya dipelajari sistem suspensi independent dan non independent. Pada sistem suspensi independen, pergerakan sisi roda yang satu tidak mempengaruhi sisi roda lainnya, sedangkan sistem suspensi non independent, pergerakan sisi roda yang satu akan berpengaruh terhadap sisi roda lainya, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini. Pada umumnya sistem suspensi yang digunakan pada roda depan kendaraan adalah menggunakan jenis suspensi independen. Dan untuk roda belakang digunakan salah satu dari kedua jenis tersebut.
Dafter Pusataka;
Farid, I.Ridwan, blogspot.com