SISTEM PELUMASAN

SISTEM PELUMASAN

Fenomena komponen mesin.

1. Komponen motor Diesel sebagai pembangkit tenaga begitu banyak dan saling berhubungan satu dgn yang lainnya.
2. Hungungan komponen ada yang tersambung mati, namun ada banyak yang tersambung bebas.
3. Komponen yang tersambung mati tidak begitu masalah.
4. Namun yang tersambung bebas seperti poros engkol, piston dengan batang piston dan sebagainya memerlukan pengelolaan yang tersendiri.
5. Sebab kontak langsung antar komponen yang bergerak bebas dapat menimbulkan keausan, yang selanjutnya muncul kelonggaran.
   
   

Klassifikasi Minyak Pelumas
      
Pada umumnya pelumas dibagi menjadi empat macam jenis yang berdasarkan dari material pelumas tersebut.

1. Pelumas Cair (Liquid Lubricant)

Pelumas yang mencair pada suatu suhu ruangan dengan kandungan-kandungan yang dimiliki didalamnya berupa zat cair, pelumas tersebut bisa dituangkan dari satu wadah ke wadah lain.Pelumas ini tidak mempunyai bentuk melainkan akan mengisi bentuk wadahnya, contoh, semua jenis oli adalah pelumas cair.


2. Pelumas yang semi padat (Semi solid Lubricant)

Pelumas semi padat ciri khasnya adalah, akan menjadi cair manakala suhu naik, dan sebaliknya akan menjadi kental jika temperatur turun. Contohnya, Gemuk (Grease).


3. Pelumas Padat (Solid Lubricant)

Pelumas padat seringkali berbentuk bubuk atau butiran-butiran.Umumnya pelumas ini digunakan pada daerah yang sangat dingin dimana oli akan membeku, dan pada tempat yang panas dimana oli akan terbakar.


4. Pelumas Gas (Gases)

Kedengarannya jenis pelumas ini asing bagi kita bahwa sebuah gas bisa digunakan berfungsi sebagai pelumas, ingat bahwa tujuan utama pelumas adalah untuk memisahkan dua buah benda yang berhadapan dan bergerak, contoh yang sering kita lihat adalah pada kunci impact, disamping gas sebagai pengatur tenaga sebenarnya gas sebagai pemisah gigi didalam kunci impact tersebut.


Bentuk fisik dari pelumas.
Fungsi :
Sistem pelumasan mempunyai lima tugas yang harus dilaksanakan yaitu:

1. Untuk mengatasi terjadinya gesekan, maka minyak pelumas harus mampu membuat lapisan diantara dua permukaan yang berbeda geraknya.
   Untuk itu maka syarat minyak pelumas adalah viscositas/kekentalan dan tekanan.
   Tekanan minyak pelumas diperoleh dari pompa oli, dan untuk mencegah tekanan yang berlebihan setiap sistem dilengkapi dengan relief valve.
   Tujuan utama dari pelumas adalah untuk me-nurunkan gesekan, pelumasan itu sendiri berarti memisahkan dua permukaan yang bergerak dengan memberikan selaput pelumas diantara dua permukaan tersebut.
   Permukaan kering yang bersentuhan
   Pelumasan memisahkan permukaan
   dengan oil film.
2. Menyerap panas komponen. Panas yang terjadi ada dua sumber yaitu panas karena pem-bakaran dan gesekan.
   Minyak pelumas menjadi komponen pendingin dari piston, silinder liner, dan lainnya dari panas pembakaran
   Di samping itu, minyak pelumas juga men-dinginkan panas akibat gesekan.
   Panas yang diserap akan mengakibatkan turun nya viscositas minyak pelumas.
   Sistem pelumasan bertekanan
   dengan pendinginan oli.
3. Membersihkan kotoran. Singgungan antar komponen dalam mesin mengakibatkan munculnya bram.
   Kotoran ini perlu disingkirkan dari permukaan komponen yang bersinggungan.
   Untuk itu diperlukan adanya filter oli.
4. Merapatkan kelonggaran.
   Minyak pelumas juga berfungsi untuk me-rapatkan kelonggaran.
   Seperti kelonggaran ring piston terhadap silinder liner.
5. Meredam getaran dan kejutan pada sambung-an karena gerakan tenaga yang selalu berubah
   Seperti yang terjadi pada bantalan jalan dan duduk, pin piston, dan bushing poros nok.
   Penyerapan hentakan pada sepasang gear.
   

Sifat-sifat oli pelumas

Semua oli memiliki sifat-sifattertentu yang me-netukan fungsi dan kegunaannya dalam pemakai-an.Metoda standard telah dikembangkan untuk menguji sifat-sifat tersebut.
Kekentalan (Viscosity).

Sifat tunggal yang terpenting dari oli pelumas secara pisik adalah Kekentalan. Pembuat Motor Diesel biasa-nya merekomendasikan dasar pelumasannya dengan kekentalan oli.

Istilah kekentalan mengacu pada ketebalan cairan.Cairan “tipis” seperti air disebut sebagai yang memiliki kekentalan rendah.Molasses, yang lebih tebal dari air, memiliki kekentalan yang tinggi.Dengan kata lain, lebih rendah kekentalan, berarti lebih tipisnya cairan.

Kekentalan sangat tergantung pada temperatur.Jika anda memakai oli mesin tingkat satu pada mobil anda, sebagai contoh, anda membutuhkan oli yang kekental-an rendah pada musin dingin (5-W atau 10-W) dan kekentalan yang tinggi pada musim panas (20-W atau 40-W).Anda menggunakan oli yang lebih berat pada musin panas karena temperatur lebih tinggi dan panas akan menipiskan kekentalan oli.Dan anda merubahnya menjadi oli yang lebih ringan dalam musim dingin, karena cuaca dingin menebalkan oli (kekentalan meningkat).

Kekentalan juga dijelaskan sebagai “resistansi cairan untuk mengalir”, atau sebagai “pengukur tingkat di mana cairan akan mengalir pada sebuah pemberian temperatur”Ini sangat penting untuk diingat bahwa tingkat kekentalan selalu diberikan pada suatu temperatur biasa.
kekentalan akan meningkat jika temperatur turun, dan kekentalan menurun jika temperatur naik.

Sebagian besar pelumas memiliki tingkat kekentalan yang dinyatakan dengan dua cara.Automotive dan pelumasan gear memiliki tingkatan SAE. (SAE singkatan dari Society of Automotive Engineers).Anda mungkin pernah melihat kaleng oli yang bertuliskan “ SAE W-10, W-30” atau “SAE 20”. Label ini memberitahu kita bahwa kekentalan oli telah diukur dengan sistim SAE.

Sistem tingkatan lain yang dipakai pada industri pelumas yang digunakan di Amerika Serikat adalah Saybolt Universal Seconds (SUS).Anda mungkin pernah melihat “SSU” tetapi yang terbaru, sebagai notasi adalah SUS. Arti keduanya sebenarnya sama.Standard ini dipublikasikan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM).

Untuk mengoperasikan viscometer, anda harus mengisi wadah dengan cairan, menarik plugnya pada bagian bawah wadah, dan berapa lama waktu yang dibutuhkan cairan untuk mengisi flask atau botol tersebut sampai mencapai tanda etcheed pada leher flask atau botol.

Jika mencapai 50 detik suatu oli tertentu untuk meng-alir keluar dari wadah dan mengisi flask atau botol, maka oli akan disebut dengan tingkat kekentalan 50 Saybolt Universal Second, atau SUS pada temperatur saat pengetesan.Biasanya pengujian kekentalan dilakukan pada temperatur 100° F (38° C).Namun, jika lebih dari 1000 detik yang diperlukan untuk meng-kosongkan wadah, lalu temperatur oli ditingkatkan menjadi 120° F (99° C).

Sebuah Saybolt universal viscosimeter.

Ada beberapa cara lain untuk mengukur kekentalan, di samping menggunakan standard viscosimeter.Salah satu yang paling umum adalah dengan menggunakan kinematic pipittes.Ini adalah tabung gelas kapillary dengan ukuran yang khusus.Ia dibenamkan kedalam cairan yang diuji yang diatur seperti dalam temperatur yang disebutkan sebelumnya.Sebuah stopwatch di-gunakan untuk mengetahui berapa lama waktu yang digunakan pada pemberian volume oli untuk lewat melalui tabung.

Kekentalan bukan sebuah pengukuran dalam semua kualitas oli.Namun, kekentalan menunjukkan ke-mampuan oli melakukan dukungan pelapisan pada komponen yang bergerak.

Dalam kenyataannya, kekentalan merupakan dan/atau termasuk sifat utama, saat anda membuat daftar pelumas yang dibutuhkan untuk suatu pemakaian.Sebagai aturan umum, oli yang ringan (light oil) digunakan untuk high speed, pemakaian pada temperatur rendah. Oli yang berat (heavy oil) yang dipilih untuk low speed, pemakaian pada temperatur tinggi.

Viscosity Index

Minyak mengental pada waktu temperatur turun, dan menipis/encer pada waktu temperatur naik.Tingkat perubahan kekentalan (viscosity) karena suhu sangat bervariasi dan tidak sama untuk masing-masing jenis minyak pelumas.Nilai yang tidak berdimensi ini disebut Viscosity index viscosity index menunjukkan tingkat perubahan kekentalan berkaitan dengan variasi suhu.

Minyak dengan viscosity index yang tinggi akan mem-punyai perubahan kekentalan yang kecil walaupun suhu berubah-ubah.Sebaliknya pelumas dengan visco-sity index yang rendah, kekentalannya akan mengalami perubahan yang besar.Skala viscosity index dipilih secara arbiter (acak) bervariasi dari 0 sampai 100.Dari perubahan viscosity terbesar sampai paling kecil tergantung perubahan suhu.

Contoh, sebuah pelumas hanya mempunyai sebuah viscosity index dibawah nol, dan yang lain viscosity indexnya diatas 150.Perhitungan secara kasar jika minyak mempunyai viscosity index dibawah 50 adalah rendah, 50 sampai 90 sedang, dan di atas 90 adalah tinggi.Penggunaan viscosity index improver (additive yang telah ditingkatkan) saat ini telah bisa meningkat-kan tingkat viscosity index.

Flash point dan FirePoint

Flash Point atau titik nyala dari pelumas adalah temperatur dimana pelumas harus terpanasi sebelum ia dapat menyala.Pada temperatur ini, panas hanya cukup untuk membakar uap yang terbentuk pada permukaan pelumas pada saat itu.Namun tidak akan cukup panas ini untuk memungkinkan api ber-kelanjutan

Fire Point dari pelumas adalah sebuh temperatur yang lebih tinggi. Ini adalah temperatur yang menyebabkan uap oli yang terbentuk dalam pelumas untuk betul-betul terbakar.Sebagaimana dalam prakteknya, tidak ada dari keduanya baik flash point maupun fire point yang mempunyai arti dalam sebagain besar pemakaian pelumas.Tetapi dapat berarti jika pelumas dikhusus-kan untuk pemakaian dalam temperatur tinggi.

Pour Point

Titik tumpah adalah perkiraan indikasi temperatur terendah dimana minyak mulai dapat mengalir dengan sendirinya (gravitasi) tanpa dorongan apapun.Ini menggambarkan kemampuan pelumas, selain bisa mengalir dengan cepat dari tangki menuju inlet pump, yang pada akhirnya akan menimbulkan keausan.Jika pelumas mempunyai titik tumpah yang rendah biasanya akan memudahkan penyalaan mesin.


Resistansi Oksidasi (Oxidation Resistance)

Unsur anti oksidasi pada pelumas, memungkinkan pelumas untuk tetap bertahan daya lumasnya yang dikarenakan proses oksidasi.Proses oksidasi sering-kali terpacu oleh frekwensi suhu pengoperasian yang tinggi atau kontak langsung antar pelumas dengan udara luar/oksigen.
Zat anti oksidasi akan sangat membantu dalam menjaga deposit minyak serta akan mencegah karatan komponen-komponen mesin tertentu yang diakibatkan oleh oksidasi.Proses penyulingan minyak itu sendiri dapat menghasilkan pelumas dengan stabilitas yang baik.
Pada saat ini sudah banyak dipakai bahan tambahan (additive) anti oksidasi yang bisa menurunkan proses terjadinya oksidasi dengan cepat.


Emulsifikasi (Emulsification)

Sebuah emulsion adalah penstabil suspensi suatu oli didalam air. Dalam emulsion yang sebenarnya, oli dan air tidak terpisah secara keseluruhan, walaupun di-biarkan diam untuk beberapa waktu.Emulsion ter-bentuk saat air memasuki sistim dan mendapat ke-sempatan teraduk dengan oli.Proses terjadinya emulsion ini disebut emulsifikasi (emulsification)
Untuk sebagian besar pemakaian pelumas, emulsi tidak menyenangkan, sebab karena menyebabkan rendahnya mutu pelumasan dan ia menahan pertikel kotoran dan zat-zat asing lainnya.Material-material ini dapat me-miliki pengaruh abrasive yang tinggi pada bearing dan komponen lainnya di dalam sistem, yang menyebabkan kerusakan, dengan adanya keausan.


Ditergency - Dispersancy

Ditergen - dipersan minyak berfungsi mempertahankan kebersihan minyak dengan cara menurunkan serta mencegah terjadinya deposit.Ditergen mencegah ter-jadinya zat-zat yang ditimbulkan oleh temperatur yang tinggi.Dispersan mencegah terjadinya endapan karena temperatur yang rendah.Deposit pada minyak akan sangat merugikan karena bisa mengikat bahan tambah-an (additive) lainnya.

Total Base Number (TBN)

Zat alkali bisa menjadikan minyak mampu untuk me-netralkan zat asam dan memperbesar perlindungan terhadap keausan komponen mesin serta mencegah terjadinya pengumpulan deposit.Kebanyakan minyak detergen - depersan memiliki ciri-ciri ini, tetapi se-benarnya terdapat perbedaan tergantung pada sifat serta bahan tambahan (additive) yang digunakan.

Anti Busa (Anti Foam)

Pelumas yang membentuk busa dalam mesin serta didalam tangki minyak itu sendiri bisa mengakibatkan kerusakann berupa kebocoran serta oksidasi pada minyak, dan juga bisa mengganggu pembentukan selaput pelumas yang diperlukan oleh komponen yang memerlukannya.
Pembentukan segala jenis foam/busa ini harus dihindari, hal ini bisa dengan bantuan bahan tambahan (additive) anti foam.

Anti Aus (Anti Wear)

Desain atau faktor-faktor pengoperasian yang meng-hambat selaput pelumas, bisa mengakibatkan kerusak-an mekanis secara berlebihan.
Jenis additive anti wear bisa menurunkan keausan secara efektif dan menjaga kontak langsung antar metal.Ini sangat penting terutama pada komponen-komponen yang bergerak cepat

Teori Pelumasan
Teori pelumasan dibagi menjadi tiga (3) istilah :

Pelumasan Mixed Film.

Pelumasan mixed film (lapisan campuran) juga disebut pelumasan partial film (lapisan sebagian).Kondisi ini ditunjukkan dalam Gambar.Perhatikan adanya kontak antar logam diantara titik-titik tertinggi kedua permuka-an.Sebagian beban diambil alih oleh pelumas tetapi titik-titik tertinggi mengambil sebagian besar beban.
Penampang lintang Mikroskopik Pelumasan Mixed Film (LapisanCampuran).


Pelumasan Batas (Boundary Lubrication)

Pelumasan jenis ini lebih umum digunakan dari pada pelumasan Mixed Film.Pelumasan ini sering terjadi ketika mesin dihidupkan dan terus berlanjut hingga menjelang mesin mencapai kecepatan operasionalnya.Lapisan yang terbentuk dalam pelumasan jenis ini sangat rumit untuk dijelaskan ; yang jelas, ketebalan lapisan tersebut hanya beberapa molekul.Lapisan ini bahkan tidak terbentuk dari oli pelumas, melainkan berupa kotoran, oksida logam, dan gas dari udara.
Penampang Lintang Mikroskopik Pelumasan Batas (Boundary Lubrication)


Pelumasan lapisan Film Penuh

Pelumasan full film atau pelumasan lapisan penuh merupakan kondisi ideal dimana dua permukaan yang bergerak benar-benar terpisah seperti yang ditunjuk-kan dalam Gambar berikut ini.Seperti yang dapat kita lihat, kedua permukaan hanya bersentuhan dengan lapisan pelumas yang memisahkan titik-titk tertinggi dari keduanya.
Penampang Lintang Mikroskopik Pelumasan Full Film.

Pelumasan full film yang juga disebut pelumasan full fluid atau fluida penuh dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis atau kategori.
Jenis pertama yang juga merupakan kategori paling umum adalah pelumasan full film hidrodinamik.Jenis kedua, full film hidrostatik, (jarang ditemui dalam peralatan industri).
Jenis kedua Pelumasan full film hidrostatik hanya terdapat pada bagian mesin yang perlu memperoleh dukungan bantalan zat cair atau gas meskipun dalam keadaan tidak bekerja sama sekali.

Efek yang serupa dengan pelumasan full film dapat terjadi dan dapat diberikan oleh pelumas padat dan pelumas cair yang diberi bahan tambahan (additives) berpartikel padat.
Dalam pelumasan full film hidrodinamik, terjadi timbun-an tekanan dalam pelumas akibat gerakan mesin.Tekanan ini berasal dari hambatan pelumas terhadap gerakan dan kompresi.
Tekanan internal fluida mengangkat dan memisahkan kedua permukaan yang bergerak.Ketika shaft mulai berputar dalam plain journal bearing, tekanan fluida mengangkat shaft hingga menjauhi dasar bearing.

Hal ini bisa dilihat dalam Gambar berikut.
Keadaan diam.Kontak antar logam.Shaft bertumpu pada bagian bearing yang terendah.

Posisi Start-up.Shaft mulai berputar pelan.Gesekan menyebabkan shaft “merambat” naik di atas dinding bearing hingga posisi yang ditunjukkan dalam gambar.Pada tahap ini terjadi pelumasan batas (boundary lubrication).

Kecepatan tetap. Shaft berputar cukup cepat sehingga menggerakkan pelumas searah dengan putaran.Gesekan dan adesi antara pelumas dan shaft yang berputar menyebabkan pelumas tertarik dan terdesak kedalam hambatan paling ketat dan membentuk lapis-an fluida.Lapisan fluida memisahkan shaft dari dinding bearing.Terjadi pelumasan full film.