sistem pelumasan dan cara kerja komponen kendaraan

Gesekan dan Fungsi Sistem Pelumasan Mesin

Gesekan adalah alasan utama mengapa pelumasan diperlukan pada mesin kendaraan. Gambar berikut adalah dua permukaan logam yang diperbesar.

Catatan : Kenyataannya bahwa kedua permukaan tersebut adalah kasar. Pada saat kedua permukaan tersebut bergesekan, ujung-ujung tonjolan akan beradu dan menyebabkan panas dan keausan.

Gambar ini menunjukkan apa itu gesekan :

Gambar 1. Permukaan Logam yang Kasar

Baca Juga : sistem pelampung dan sistem ventilasi ruang pelampung

Oli sebagai Pelumas akan memberikan lapisan minyak diantara dua bidang permukaan yang bergesekan, lapisan tersebut akan memberikan jarak kepada kedua permukaan sehingga kedua permukaan tersebut tidak saling bersentuhan. Gesekan didefinisikan sebagai perlawanan terhadap gerakan antara dua benda yang bersinggungan satu sama

lain. Setiap kali ada dua benda bergerak terjadi gesekan. Besarnya gesekan tergantung pada komposisi bagian-bagian, kehalusan permukaan, besarnya gerakan dan besarnya

tekanan yang menggerakkan keduanya. Catat bahwa pada pembakaran tekanan bantalan poros kadang-kadang sebesar 1.000 pound atau 450 kg. Perlu diperhatikan bahwa setiap gesekan mengakibatkan keausan. Selain itu gesekan juga menimbulkan panas. Sebagaimana dua buah ranting yang jika saling digesekkan akan menimbulkan nyala api, dua komponen yang bergerak dapat menimbulkan panas yang sangat besar, kadang- kadang dapat mengakibatkan bantalan poros menjadi meleleh.

Ada dua macam gesekan. Jenis pertama yang disebut pada paragraf pertama bab ini disebut sebagai gesekan kering, karena tidak ada bahan yang berada di antara kedua benda bergerak. Jenis yang ada pada otomotif adalah gesekan basah. Gesekan basah terjadi di antara dua benda bergerak yang permukaanya telah dilapisi dengan suatu bahan. Pada otomotif, bahan tersebut adalah minyak pelumas.

Mengapa diperlukan pelumasan pada mesin.

Jika anda memperhatikan komponen saat ini yang diproduksi dengan presisi oleh pabrik dengan teknologi tinggi, – tersebut tampak sangat halus dan tanpa cacat. Tetapi jika kita lihat dengan mikroskop, permukaan yang paling mulus ternyata mempunyai bagian- bagian bergerigi dan ujung-ujung yang mempunyai bentuk tidak beraturan. Jika dua bagian bergerak, yang memiliki permukaan-permukaan tidak rata tersebut, saling bertemu satu sama lain, maka akan menjadi panas dan memuai. Saat pergerakan berlanjut bagian yang panas menggores logam dan saling menggerus. Kadang-kadang bagian tersebut menjadi tersangkut dan tidak bisa bergerak. menjadi macet. Gaya yang menyebabkan bagian bergerak bertemu satu sama lain dan menjadi panas, memuai serta aus disebut dengan gesekan.

Sistem pelumasan mempunyai fungsi :

• 1. mengurangi gesekan antara bagian-bagian yang bergerak
  2. menyerap dan menyalurkan panas
  3. sebagai perapat
  4. membersihkan bagian-bagian yang bergerak
  5. membantu menghilangkan suara berisik

Gambar 2. Sistem Pelumasan Mesin Kendaraan

Jenis Sistem Pelumasan Mesin

Sistem pelumasan dapat dibedakan menjadi 4 jenis yaitu :

• 1. sistem percik (circulating splash system)
  2. kombinasi percik dan tekan (internal force feed and splash system)
  3. sistem tekanan penuh (full internal force feed system)
  4. sistem campur (mixing system)

Sistem Percik (Circulating Splash System)

Dalam sistem ini pompa oli mensuplai oli ke panci perecik (splash pan) yang terletak di bawah poros engkol. Pada saat batang torak berputar sendok (scoop) pada ujung batang terbenam ke dalam laluan panci perecik untuk mengambil oli.

Oli yang terpercik akan melumasi bagian-bagian yang bergerak di sekitarnya. Bagian lainnya dilumasi oleh percikan oli yang terkumpul dan dengan gaya beratnya mengalir melalui saluran-saluran oli.

Bagian atas silinder, piston dan pena piston lebih banyak dilumasi oleh kabut dari percikan itu sendiri. Kabut-kabut ini ditimbulkan oleh putaran dari batang piston.

Sistem percik harus memiliki :

• batas oli yang tetap dan tepat di dalam panci oli
• oli yang sesuai untuk percikan yang baik

Gambar 3. Sistem Pelumasan Jenis Percik

Kombinasi Percik dan Tekan (Internal Force Feed and Splash System)

Sistem ini pompa oli langsung mensuplai oli ke saluran (galeri) utama dalam blok mesin. Dari galeri utama oli ditekan melalui saluran-saluran ke bantalan-bantalan utama (main bearings), bantalan batang piston (connecting rod bearings), bantalan poros kem (cam shaft bearings), poros lengan penekan (rocker arm shaft), saringan (filter) dan unit pengindera (oil sending unit).

Keluarnya oli dari bantalan-bantalan menghasilkan kabut yang melumasi dinsing silinder atas, piston dan pena piston.

Sistem Tekanan Penuh (Full Internal Force Feed System)

Sistem ini selangkah lebih maju dari sistem terdahulu. Oli tidak saja ditekan saja ke crankshat bearing, rocker arm shaft, filter dan sending unit, tetapi oli dialirkan juga oleh pompa ke bantalan pena piston.

Gambar 4. Sistem PelumasanTekananPenuh

Bantalan pena piston dilumasi melalui saluran dalam batang penggerak piston. Dinding silinder dan piston dilumasi oleh pengeluaran oli dari bantalan pena piston atau bantalan batang penggerak piston.

Sistem Campur (Mixing System)

Sistem ini dapat ditemukan terbatas pada kendaraan sepeda motor 2 langkah jenis scooter. Oli pelumas mesin dicampur bersama bensin di dalam tangki bensin.

Konstruksi dan Cara Kerja Komponen Sistem Pelumasan

1. Karter atau panci oli

terletak pada bagian bawah untuk menyimpan oli yang diperlukan untuk pelumasan .

Gambar 5. Panci Oli

Tutup pengisi oli (Oil filler cap)

Gambar 6. Tutup Pengisi Oli dan Tongkat Pengukur

Sebuah tutup pengisi oli ketika dibuka, menyediakan sebuah ruang yang memungkinkan oli dapat dimasukkan ke dalam .

Tongkat pengukur (Deep stick)

Tongkat pengukur merupakan batang yang dapat dicabut dengan mudah yang digunakan untuk menjelaskan jumlah oli mesin dengan benar.

Pompa oli (Oil pump)

Gambar 7. Pompa Oli

Pompa oli mensirkulasikan oli ke komponen-komponen untuk memberikan pelumasan kepada bagian-bagian yang bergerak sehingga mencegah keausan akibat gesekan.

Jenis pompa oli

Jenis pompa oli yang digunakan pada kendaraan umumnya adalah salah satu dari tipe di bawah ini :

• • • external gear pump
    • rotor pump

Secara umum pompa oli digerakkan secara mekanik oleh mesin dan biasanya digerakkan dari camshaft.

External gear pump

External gear pump mempunyai 2 buah gear yang saling berkaitan dengan sangat rapat dalam sebuah rumah. Poros penggerak menggerakkan sebuah gear (drive gear) dan ketika gear ini berputar ia akan memutar gear yang lain (driven gear).

Gambar 8. Pompa Oli External

Setiap kali kali gear tersebut berputar gigi-giginya akan melepas dari perkaitannya dan menangkap oli di saluran masuk (inlet) dan membawanya diantara celah gigi dan rumah pompa. Apabila gigi tadi saling berkaitan kembali ia akan merapat sehingga oli tidak dapat kembali ke saluran masuk dan akhirnya tertekan keluar (outlet) menuju sistem.

Rotor pump

Pompa ini merupakan jenis internal gear pump, dan bentuknya lebih sederhana. Pompa ini mempunyai inner rotor yang berputar di dalam rotor ring. Inner rotor mempunyai bubungan (lobe) yang kurang satu dari yang dimiliki rotor ring, sehingga hanya terdapat satu bubungan yang selalu berpasangan. Dengan

perkaitan seperti ini, maka bubungan yang lain akan berada di atas bubungan luar membentuk perapat yang akan mencegah oli kembali ke bagian saluran masuk (inlet).

Gambar 9. Pompa Rotor

Katup pengaman tekanan oli (Relief valve)

Katup pembebas tekanan oli memungkinkan tekanan oli yang berlebihan untuk kembali ke panci oli, termasuk ketika mesin dingin (oli pekat), untuk mengurangi kemungkinan kerusakan komponen-komponen sistem pelumasan.

Gambar 10. Katup PengamanTekanan

Saringan oli (Oil filter)

Gambar 11. Saringan Oli Spin-On

Sebuah saringan oli dipasangkan untuk menghalangi partikel-partikel kotoran terbawa masuk oleh oli mesin yang dapat menimbulkan kerusakan mesin. Katup By- pass dipasangkan yang memungkinkan oli tidak tersaring dan masuk ke mesin dengan jalan pintas ketika saringan buntu/ penuh kotoran.

menggunakan sebuah sistem pelumasan mesin tipe tekanan juga memiliki tambahan sebuah saringan kasar (strariner) dari pengayak baja selain telah dilengkapi saringan oli dengan elemen kertas (saringan halus). Saringan tambahan ini dipasangkan pada panci oli pada sisi masuk pompa oli dan terdiri dari sebuah saringan kasar atau pengayak. Fungsi primernya adalah untuk mencegah pertikel-pertikel besar terisap naik ke pompa oli atau saluran oli (lihat gambar 7).

Indikator tekanan oli (Oil presure indicator)

Indikator tekanan oli dirancang untuk memberi sebuah peringatan jika tekanan oli pelumas turun di bawah tekanan normal yang diizinkan agar mesin dapat bekerja efektif.

Gambar 12. Indikator Tekanan Oli

Pendingin oli (Oil cooler)

Gambar 13. Pendingin Oli

Pendinginan oli adalah sesuatu yang dipasang untuk mendinginkan oli pelumas dengan memindahkan kelebihan panas kepada air pendingin.

Katup ventilasi Ruang engkol (Positive crankcase ventilation)

Katup Ventilasi Ruang Engkol (Positif Crankcase Ventilation – PCV) dirancang untuk membuang kebocoran asap (blow by gas) dari hasil pembakaran yang masuk ke ruang engkol melaui cincin piston yang bocor.

Gambar 14. Ventilasi Ruang Engkol Positif

Minyak Pelumas

Kegunaan utama minyak pelumas atau oli pada adalah untuk pelumasan bagian-bagian yang bergerak untuk mengurangi gesekan. Oli juga mempunyai kegunaan yang lain. Pertama untuk membantu pendinginan komponen. Alirannya yang teratur pada sistem pelumasan membuatnya menyentuh berbagai bagian yang bergerak. Masing-masing bagian tersebut mengalami gesekan yang menjadikannya panas. Oli menyerap panas pada komponen-komponen tersebut. Selain mendinginkan oli juga berperan sebagai bahan penyekat. Misalnya pada ring piston oli berfungsi sebagai penyekat akhir. Karena bahan pembersih yang terkandung pada oli, Oli juga membersihkan dengan melepaskan karbon dan kotoran-kotoran lainnya. Dapat pula dijelaskan bahwa sistem pelumasan berfungsi untuk mengurangi keausan, panas serta akibat lain dari gesekan yang terjadi di antara komponen-komponen bergerak..

Bagaimana sistem pelumasan menjangkau bagian yang memerlukannya agar dapat berfungsi untuk mengurangi gesekan atau keausan komponen.

Sistem ini bekerja dengan cara memberikan oli pelumas ke bagian komponen-komponen yang bergesekan. Pada komponen 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 di bagian bawah . Oli dari karter dihisap oleh pompa oli dan disirkulasikan ke seluruh bagian 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 katup pengatur tekanan oli (oil pressure regulating valve) yang berfungsi untuk mencegah agar tekanan oli tidak berlebihan pada saat putaran 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.

Zat Tambahan (Additive) pada minyak pelumas

1. Klasifikasi pelumas berdasarkan bahan dasar (base oil)

1. Pelumas mineral
   Apabila 100% base-oilnya merupakan base oil mineral yang berasal dari minyak bumi hasil pengolahan di kilang minyak
2. Pelumas sintetis
   Apabila 100% base-oilnya merupakan base oil sintetik hasil sintesa kimia sehingga menghasilkan senyawa yang memiliki ketahanan oksidasi & stabilitas kekentalan yang tinggi, proteksi terhadap keausan yang lebih baik dari pelumas mineral.
   Base oil sintetik : Polyalpha olefin (PAO), Esters, Phospate Ester, Polyalkylene Glycols (PAG), dll.
3. Pelumas Semi Sintetis
   Maksimal 70% base-oilnya merupakan base-oil mineral sedangkan selebihnya base oil sintetik.

Klasifikasi pelumas berdasarkan kekentalan

1. Kekentalan pelumas
   Menggunakan klasifikasi yang ditentukan oleh Society of Automotive engineers
   SAE .J 300
   Contoh : SAE 40, SAE 50, SAE 20 W-50, dan lain-lain

1. Kekentalan roda gigi otomotif Mengacu kepada klasifikasi SAE J 306 Contoh : SAE 80W-90, SAE 140
2. Kekentalan pelumas industri
   Menggunakan klasifikasi yang ditentukan oleh International Standard Organization (ISO)
   Contoh : ISO VG 68, ISO VG 100, ISO VG 220, dan lain lain

Kekentalan minyak pelumas

Agar dapat menjalankan fungsinya, yaitu memisahkan komponen-komponen , mengurangi panas dan menjadi penyekat, maka minyak pelumas harus mempunyai viskositas/sifat kekentalan yang memadai. Viskositas adalah perlawanan cairan terhadap aliran. Atau dengan kata lain merupakan kekentalan minyak pelumas. Viskositas diukur dengan viscosimeter. Minyak pelumas dipanaskan dan dialirkan melalui lubang berukuran tertentu. Tingkat aliran yang terjadi menunjukkan tingkat kekentalan. Semakin cepat aliran yang terjadi semakin kecil nilai viskositasnya. Tingkat viskositas sangat penting. Minyak pelumas yang terlalu kental dan mengalir sangat lambat akan menjadi penyekat yang baik, tetapi tidak memungkinkan untuk bagian-bagian yang bergerak dengan lancar. Akibatnya akan sulit dinyalakan. Jika minyak pelumas terlalu encer maka tidak dihasilkan pelumasan komponen- komponen yang memadai dan lapisan yang diperlukan untuk mencegah kontak antar

komponen menjadi rusak sehingga mengakibatkan keausan. Karena minyak pelumas akan makin encer jika panas dan mengental jika dingin, maka viskositas minyak pelumas menjadi sangat penting. Minyak pelumas harus cukup encer agar dapat dinyalakan dengan cepat dan lancar serta cukup kental untuk menahan temperatur yang tinggi.

Society of Automotive engineers (SAE) telah menyusun persyaratan minyak pelumas dalam temperatur tinggi dan rendah. Minyak pelumas yang memenuhi persyaratan temperatur rendah ditandai dengan huruf “W” sesudah tingkat viskositasnya (SAE 5W). Jika suatu minyak pelumas memenuhi persyaratan temperatur tinggi tidak diberi tambahan huruf, hanya tingkat SAE saja (SAE 30). Ada beberapa minyak pelumas yang multi-viskositas, yaitu memenuhi baik persyaratan SAE untuk temperatur tinggi maupun temperatur rendah. Misalnya SAE 5W-30, 10W-30, dan sebagainya. Minyak pelumas demikian sering disebut dengan minyak pelumas segala cuaca. Kekentalan adalah ukuran yang menunjukkan tebal atau tipis (kekentalan) minyak pelumas.

Contoh:

20W – 50

CASTROL XL ← angka tingkat kekentalan

Angka yang tertera di atas menunjukkan nilai kekentalan oli. Angka yang lebih besar menunjukkan oli tersebut semakin kental. Huruf “W” menunjukkan ketahanan oli pada temperatur yang dingin (-18⁰ C atau O^oF). Terdapat banyak bahan tambahan (additive) yang digunakan pada oli. Seperti diuraikan pada halaman sebelum ini yang

mana salah satu bahan tambahan tersebut berfungsi untuk mencegah oli agar tidak membeku (kental) pada saat temperatur dingin, dan oli tidak mudah mencair (encer) pada saat temperatur panas.

Pada mesin dua langkah, oli pelumas dicampurkan dengan perbandingan campuran tertentu dengan bahan bakar, dan dimasukkan dalam tangki..

Campuran oli dan bahan bakar dikabutkan melalui karburator kedalam ruang engkol dan melumasi bagian-bagian bergerak .

Cara lain dari pelumasan dua langkah ialah dengan menggunakan pompa oli untuk menekan oli dan diinjeksikan yang diatur oleh pembukaan katup gas.

Sistem Penyaringan Minyak Pelumas

Lima kondisi umum yang menyebabkan oli pelumas menjadi kotor :

• Kotoran karbon dari pembakaran .
• Debu dan kotoran yang terbawa masuk oleh udara atau bahan bakar.
• Bagian yang halus dari logam, merupakan hasil dari keausan , yang bercampur dengan oli.
• Gas pembakaran yang bocor melalui ring piston ke dalam ruang engkol (blow by).
• Kondensasi / pengembunan air dari udara.

Gambar 15. Sirkulasi Oli Mesin

Dengan kondisi tersebut, maka setiap kendaraan mempunyai suatu sistem penyaringan minyak pelumas dari salah satu cara di bawah ini :

Sistem penyaringan oli aliran penuh (Full filtration system)

Minyak pelumas setelah dipompa kemudian disaring lewat filter oli. Minyak pelumas mengalir melalui filter dan kemudian mengalir untuk melumasi komponen . Ini yang disebut sistem penyaringan aliran penuh (full-flow filtering system). Tidak ada

minyak pelumas yang mengalir pada bagian yang dilumasi tanpa terlebih dahulu disaring. Hal ini untuk menjamin tidak adanya partikel kecil kotoran atau logam terbawa dalam minyak pelumas menuju bagian komponen .

Elemen filter dan wadahnya dibuat menjadi satu unit dengan sekat yang terpasang pada titik rakitan filter menyentuh blok. Rakitan filter terpasang langsung pada tabung galeri utama minyak pelumas untuk mencegah kebocoran minyak pelumas dari luar maupun kebocoran yang terjadi akibat tekanan. Minyak pelumas dari pompa mengalir menuju filter pada bagian luar elemen dan menembus elemen menuju pusat filter kemudian menuju galeri utama selanjutnya ke bantalan-bantalan.

Gambar 16. Sistem Penyaringan Aliran Penuh (full filtration system)

Sistem penyaringan minyak pelumas aliran penuh mempunyai sebuah kekurangan. Filter yang tidak diganti pada waktunya akan menjadi tersumbat. Elemen yang tersumbat akan mengakibatkan terhambatnya aliran minyak pelumas menuju bantalan poros sehingga bisa menimbulkan kerusakan.

Untuk mengatasi kekurangan ini kebanyakan filter minyak pelumas memiliki katup by-pass. Jika elemen tersumbat, tekanan minyak pelumas akan mengakibatkan katup membuka dan minyak pelumas mengalir tanpa melalui penyaringan dan melumasi mesin. Pada keadaan seperti ini minyak pelumas yang tanpa disaring masih lebih

baik daripada tidak ada minyak pelumas sama sekali. Penggantian filter akan menjadikan sistem bekerja kembali secara normal.

Sistem penyaringan oli by pass (Bypas filtration system)

Perbedaan diantara sebuah sistem penyaringan tipe aliran penuh (full flow) dan penyaringan tipe by-pass adalah bahwa sistem aliran penuh menggunakan sebuah elemen kertas atau model kaleng atau cartridge yang terpasang antara pompa oli dan saluran utama oli, untuk menyaring semua kotoran / partikel sebelum menggores bantalan dan bagian-bagian penggerak lainnya.

Gambar 17. Sistem Penyaringan bypass

Sementara sistem penyaringan tipe by-pass menggunakan sebuah elemen saringan serupa, terpasang pada sisi tekanan dari pompa dan oli yang disaring kembali ke panci oli. Sebuah pembatas pada bagian dalam panci oli dipasang sehingga kira-kira 10 % dari oli yang dialirkan pompa akan tersaring.

Menentukan Jenis Pelumas yang Digunakan .

Minyak pelumas mempunyai banyak jenis dan grade yang berbeda-beda, karena itu kita harus berhati-hati dalam memilih jenis pelumas yang akan digunakan pada kebutuhan dan kodisi yang berbeda.

Menggunakan indeks oli atau tabel pelumas adalah penting pada saat kita memilih pelumas yang sesuai.

Pada saat kita menggunakan indek oli atau daftar pelumas kita akan temukan beberapa hal seperti :

• Penggunaan oli yang berbeda untuk bensin, diesel, dengan turbo, kendaraan baru dan kendaraan lama.
• Perbedaan oli transmisi untuk kendaraan ringan dan berat.
• Bebera oli transmisi dapat digunakan untuk oli gardan tetapi bukan gardan jenis anti selip (LSD : Limited Slip Differential) yang diperlukan oli khusus.

Hal tersebut di atas penting sebagai petunjuk penggunaan untuk memilih jenis pelumas yang cocok untuk kendaraan atau unit yang sedang dikerjakan.

Jika tidak menggunakan daftar yang benar, akan menyebabkan kesalahan mengunakan minyak pelumas yang akan berakibat merusak komponen.

Salah satu contoh Tabel Pelumas Produk Castrol