BAB III PEMBAHASAN. Tabel 3.1 data spesifikasi Engine Toyota Kijang Innova 1TR-FE. Tipe Mesin 2,0 L,4 Silinder Segaris 16

38

BAB III PEMBAHASAN

A. Spesifikasi Engine Toyota Kijang Innova 1TR-FE Tabel 3.1 data spesifikasi Engine Toyota Kijang Innova 1TR-FE Tipe Mesin

2,0

L,4

Silinder

Segaris

16

Katup,DOHC,VVT-i Isi silinder

1,998 cc

Diameter x Langkah

86,0 mm x86,0 mm

Daya Maksimum

136,0 Ps/5,600 Rpm

Torsi Maksimum

18,6 Kgm/4,000 Rpm

Sistem Bahan Bakar

Electronic Fuel Injection

Bahan bakar

Bensin

Kapasitas Tangki

55 liter

(http://auto2000.goodluckwith.us/review/spesifikasi-toyota-kijang-innova.html) B. Spesifikasi komponen utama sistem pendingin Sistem pendingin enginepada Toyota kijang innova 1TR-FE tahun 2004 merupakan bagian dari keseluruhan sistem pada Toyota kijang innova, sistem pendingin mempunyai fungsi yang sangat penting untuk menurunkan panas yang yang berlebihan yang terjadi akibat dari proses pembakaran.

Fauzan Basri, 2012 Analisis Perawatan Sistem Pendingin Engine Pada Toyota Kijang Innova 1tr-Fetahun 2004 Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

39

Gambar: 3.1 Sistem Pendingin (Sumber: http://www.rehermorrison.com/images/engines)

Kebanyakan mobil menggunakan sistem pendingin air dengan sirkulasi tekanan (forced circulation), sistem pendingin air dilengkapi dengan water jacket, pompa air, radiator, thermostat, kipas, dan selang karet. Sirkulasi sistem pendingin ini adalah, panas dari hasil proses pembakaran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar dan silinder sebagian diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder dan ruang bakar. Oleh karena itu dibagian luar dinding silinder dan ruang bakar dibuat mantel-mantel air (water jacket). Panas yang diserap oleh air pendingin pada water jacket selanjutnya akan menyebabkan naiknya temperature air pendingin tersebut. Apabila air pendingin itu tetap berada pada mantel air, maka air akan cenderung mendidih dan menguap. Hal tersebut dapat dihindari dengan jalan mengganti air tersebut dengan air yang


40

masih dingin sedangkan air yang telah panas harus dialirkan keluar dari mantelnya dengan kata lain harus bersirkulasi. Sirkulasi air tersebut ada dua macam yaitu sirkulasi alam dan sirkulasi dengan tekanan. Pada saat mesin masih dingin, air hanya bersilkulasi disekitar mesin karena thermostat masih menutup.Dalam hal ini thermostatberfungsi untuk membuka dan menutup saluran air dari mesin ke radiator.Air mendapat tekanan dari pompa air, tetapi tekanan tersebut tidak mampu menekan thermostat menjadi terbuka. Untuk mencegah timbulnya tekanan yang berlebihan akibat proses pemompaan, maka pada sistem pendingin dilengkapi dengan saluran by pass, sehingga air yang bertekanan akan kembali melalui saluran by pass tersebut. Pada saat mesin panas, thermostat terbuka sehingga air yang telah panas didalam water jacket (yang telah menyerap panas dari mesin), kemudian disalurkan ke radiator untuk didinginkan dengan kipas pendingin dan aliran udara dengan adanya gerakan maju dari kendaraan.Air pendingin yang sudah dingin kemudian ditekan kembali ke water jacket oleh pompa air.

C. Pemeriksaan dan penggantian sistem pendingin Pemeriksaan sistem pendingin meliputi pemeriksaan kapasitas dan kualitas sistem pendingin.Pemeriksaan kualitas pendingin meliputi pemeriksaan terhadap endapan karat atau kotoran disekitar tutup radiator atau lubang pengisi radiator.Disamping itu sistem pendingin juga tidak boleh mengandung minyak pelumas. Adapun pemeriksaan kualitas dan kapasitas sistem pendingin dapat dilakukan sebagai berikut:


41

1. Pemeriksaan kapasitas sistem pendingin. Kapasitas air pendingin dapat dilihat dari tangki cadangan (reservoir tank). Permukaan sistem pendingin harus berada diantara garis LOW dan FULL dalam keadaan sistem dingin.Apabila jumlah air pendingin kurang, periksa kebocoran dan tambahkan sistem pendingin sampai garis FULL. 2. Pemeriksaan dan penggantian kualitas sistem pendingin. Endapan karat atau kotoran disekitar tutup radiator atau lubang pengisi radiator harus sedikit. Apabila sistem pendingin terlalu kotor atau banyak mengandung karat (berwarna kuning) harus dilakukan penggantian dengan cara sebagai berikut: a. Melepas tutup radiator, pada saat membuka tutup radiator, mesin harus dalam keadaan dingin. Apabila tutup radiator dibuka dalam keadaan panas, cairan dan uap yang bertekanan akan menyembur keluar. b. Mengeluarkan sistem pendingin melalui lubang penguras dengan cara mengendorkan atau melepas baut penguras. c. Menutup lubang penguras, kemudian isilah dengan media pendingin berupa ethylene glycol base yang baik dan campurlah sesuai dengan petunjuk dari pabrik. Pendingin yang dianjurkan adalah yang mengandung ethylene glycol base lebih dari 50% tetapi tidak lebih dari 70%. Media pendingin tipe alcohol tidak disarankan dan harus dicampur dengan air sulingan. d. Memasang tutup radiator. e. Menghidupkan mesin dan periksa kebocoran. f. Memeriksa permukaan media pendingin dan tambahkan jika diperlukan.


42

D. Pelepasan, pemeriksaan dan penggantian pompa air Pompa air perlu diperiksa apabila air dalam sistem pendingin tidak bersirkulasi, karena fungsi pompa air adalah untuk menekan air pendingin sehingga dapat bersirkulasi didalam sistem. Gejala yang ditimbulkan apabila pompa air tidak bekerja adalah temperature mesin naik dengan cepat pada saat mesin hidup. Pompa air juga perlu diganti apabila seal perapat telah aus atau sudah tidak mampu menahan tekanan air. Untuk melepas pompa dari sistem pendingin sebaiknya mengikuti prosedur yang benar.Demikian pula pelepasan komponen-komponen pompa. Pelepasan dan pemasangan komponen yang tidak benar akan mengakibatkan kerja pompa yang tidak optimal. Selanjutnya akan dibahas berturut-turut prosedur pelepasan, pemeriksaan dan pemasangan pompa air. 1. Prosedur pelepasan pompa air dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: a. Mengeluarkan media pendingin mesin. Melepas tali kipas, kipas, pully pompa air dengan prosedur sebagai berikut: 1) Merentangkan tali kipas dan mengendurkan mur pengikat tali kipas. 2) Mengendorkan pivot dan baut penyetel, altenator, kemudian lepas tali kipas. b. Melepas pompa air. 2. Pemeriksaan komponen pompa air: a. Pemeriksaan komponen pompa air dapat dilakukan dengan cara memutar dudukan pully dan mengamati bahwa bearing pompa air tidak kasar atau berisik. Apabila diperlukan, bearing pompa air harus diganti.


43

Gambar 3.2 Pompa Air (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota) b. Prosedur pelepasan komponen pompa air: Komponen pompa air terdiri atas bodi pompa, dudukan pully, bearing, satuan seal, rotor, gasket dan plat (lihat gambar 3.3 )

Gambar 3.3Komponen Pompa Air (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota)

Adapun prosedur pelepasan komponen pompa air adalah sebagai berikut: 1) Melepas plat pompa dengan cara melepas baut pengikatnya (lihat gambar 3.2)

Gambar 3.4 Bodi Pompa Air (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota)


44

2) Melepas dudukan pully dengan menggunakan SST dan pres, tekan poros bearing dan lepas dudukan pully.

Gambar 3.5SST dan Pres (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota)

3) Melepas bearing pompa. 4) Melepas rakitan seal dengan menggunakan SST dan Pres.

c. Prosedur perakitan komponen pompa air: 1) Memasang bearing pompa dengan cara sebagai berikut: a) Menggunakan SST dan pres, tekan poros bearing dan lepas rotor. Permukaan bearing harus rata dengan bodi pompa. 2) Memasang seal pompa dengan cara sebagai berikut: a) Oleskan seal pada seal baru dan bodi pompa. b) Menggunakan SST dan pres, pasang seal. 3) Memasang dudukan pully menggunakan SST dan pres pada poros bearing pompa. 4) Memasang rotor menggunakan pres pada poros bearing pompa. Permukaan rotor harus rata dengan permukaan poros bearing. 5) Memasang plat pompa, periksa bahwa rotor tidak menyentuh plat pompa. 6) Memriksa bahwa pompa air berputar lembut. Fauzan Basri, 2012 Analisis Perawatan Sistem Pendingin Engine Pada Toyota Kijang Innova 1tr-Fetahun 2004 Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

45

E. Pelepasan, pemeriksaan dan pemasangan thermostat 1. Prosedur pelepasan thermostat dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: a. Mengeluarkan media pendingin mesin. b. Melepas saluran air keluar (selang karet atas). c. Melepas tutup rumah thermostat, kemudian mengeluarkan thermostat dari rumahnya.

Gambar 3.6 MelepasThermostat (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota)

2. Pemeriksaan thermostat, dengan cara sebagai berikut: a. Mencelupkan thermostat kedalam air dan panaskan air secara bertahap, kemudian periksa temperatur pembukaan katup.

Gambar 3.7 PengecekanThermostat (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota)

Temperatur pembukaan katup: 80ºC - 90ºC. jikatemperatur pembukaan katup tidak sesuai dengan spesifikasi, thermostat perlu diganti. Fauzan Basri, 2012 Analisis Perawatan Sistem Pendingin Engine Pada Toyota Kijang Innova 1tr-Fetahun 2004 Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

46

b. Memeriksa tinggi kenaikan katup. Jika kenaikan katup tidak sesuai dengan spesifikasi, maka thermostat perlu diganti. Spesifikasi kenaikan katup pada 95ºC: 8mm atau lebih. 3. Prosedur pemasangan thermostat dengan cara sebagai berikut: a. Memasang gasket baru pada thermostat

Gambar 3.8 Memasang GasketThermostat (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota)

b. Meluruskan jiggle valve pada thermostat dengan tanda disisi kanan dan masukan ke dalam rumah saluran. Posisi jiggle valve dapat digeser, 10º ke kiri atau ke kanan dari tanda. c. Memasang saluran air keluar.

F. Pemeriksaan dan pengujian sistem pendingin Pemeriksaan dan pengujian dalam sistem pendingin adalah pemeriksaan kebocoran pada sistem pendingin.Untuk memeriksa kebocoran sistem pendingin diperlukan alat yang disebut radiator cap tester.Alat tersebut dipakai untuk memriksa kebocoran pada sistem pendingin juga dapat digunakan untuk menentukan kondisi tutup radiator. 1. Pemeriksaan tutup radiator dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:


47

a. Melepas tutup radiator, kemudian pasang tutup radiator pada radiator cap tester. Untuk mencegah terjadinya panas, tidak diperkenankan membuka tutup radiator dalam keadaan mesin masih panas. b. Memeriksa tutup radiator dengan alat uji tutup radiator. Lakukan pemompaan dan ukurlah tekanan pembukaan katup vacuum.

Gambar 3.9Radiator Cup Tester (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota)

Tekanan pembukaan standar: 0,75 – 1,05 kg/cm2 (10,7 – 14,9 psi) Untuk pemeriksaan tutup radiator sebaiknya menggunakan pembacaan maksimum sebagai tekanan pembukaan.Apabila tekanan pembukaan kurang dari minimum, maka tutup radiator perlu diganti. c. Pemeriksaan kebocoran sistem pendingin dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: 1) Isilah radiator dengan media pendingin, kemudian pasanglah radiator cap tester pada lubang pengisian media pendingin pada radiator.


48

Gambar 3.10 Mengecek TekananRadiator (Sumber: Step 2 Training Manual Toyota) 2) Pompalah radiator cap tester sampai tekanan 1,2 kg/cm2 (17,1 psi), dan periksa bahwa tekanan tidak turun, apabila tekanan turun berat ada kebocoran pada sistem pendingin atau pada komponen sistem pendingin. Oleh karena itu perlu diperiksa kebocoran pada saluran pendingin, radiator, dan pompa air. Apabila tidak ditemukan kebocoran pada komponen tersebut, maka perlu diperiksa blok silinder.

G. Perhitungan Thermodinamika 1. Perhitungan thermodinamika pada setiap siklus a. Langkah persiapan Untuk menghitung besarnya volume udara pada akhir langkah kompresi (𝑉1 ), maka perlu menghitung besarnya volume langkah (𝑉𝐿 )cdanvolume sisa (𝑉2 ) terlebih dahulu: Besarnya volume langkah (𝑉𝐿 ), yaitu: 𝑉𝐿 = =

3,14 4

𝜋 𝑥 𝐷2 𝑥 𝑆 𝑥 𝑍 4

𝑥 86,0 2 x 86,0 x 4

=1997,215𝑐𝑚3


49

Besarnya volume sisa (𝑉2 ), yaitu: 𝑉2 = =

𝑉𝐿 𝑟−1

1997,215 9,8 − 1

= 226,956𝑐𝑚3

Sehingga besarnya volume udara pada akhir hisap (𝑉1 ), yaitu: 𝑉1 = 𝑉𝐿 − 𝑉2 =1997,215 + 226,956 =2224,171𝑐𝑚3 Besarnya tekanan udara pada akhir langkah hisap (𝑃1 ), yaitu: 𝑃1 = 0,8 x 𝑃0 𝑃1 = 0,8 x 10330 𝑃1 = 0,8246kg/𝑐𝑚2 Keterangan: 𝑃0 = Tekanan udara luar (kg/𝑐𝑚2 ) = 1 atm = 10330 kg/𝑚2

(Wiranto Arismunandar, 1994: 106)

Besarnya temperatur udara pada akhir langkap hisap (𝑇1 ), yaitu: 𝑇1 =

=

𝑇0 + ∆𝑡𝑤 + 𝑇𝑟 𝑥 𝛾𝑟 1 + 𝛾𝑟

298 + 15 + 750 𝑥 0,03 1 + 0,03


50

=

335,5 1,03

= 325,728 °𝐾 = 52,728 ℃ Keterangan: 𝑇0 = Temperatur atmosfer atau udara luar (°𝐾) = 25 ℃ = 298 °𝐾

(Wiranto Arismunandar, 1994: 106)

∆𝑡𝑤 = Pengaruh suhu akibat persentuhan dengan silinder = (15 – 20 °𝐾), diambil 15 °𝐾

(Kovakh, 1976: 95)

𝑇𝑟 = Temperatur gas buang = (700 – 800 °𝐾), daimbil 750 °𝐾

(Petrovsky, 1968: 32)

𝛾𝑟 = Koefisien gas bekas = (0,03 – 0,04), diambil 0,03


Menurut Kovakh (1976: 68) hasil perhitungan ini dianggap memenuhi persyaratan, karena besarnya panas awal pemasukan 𝑇1 berkisar antara 310 350 °𝐾 b. Langkah kompresi Besarnya tekanan pada akhir langkah kompresi 𝑃2 , yaitu: 𝑃2 = 𝑃1 x

𝑉1 k 𝑉2

= 0,8264 x

2224,171

1,3079

226,956

= 0,8264 x 9,81,3079 = 10, 484kg/cm2 Fauzan Basri, 2012 Analisis Perawatan Sistem Pendingin Engine Pada Toyota Kijang Innova 1tr-Fetahun 2004 Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

51

Keterangan: k = Nilai perbandingan kalor spesifik = 𝐶𝑝𝑚 / 𝐶𝑣𝑚 = 1,3079 (untuk bahan bakar bensin)

(Sunarto H. Untung: 31)

Besarnya temperatur pada akhir langkah kompresi 𝑇2 , yaitu: 𝑇2 = 𝑇1 x

𝑉1 k-1 𝑉2

= 325,75 x

2224,171 1,3079-1 226,956

= 982,92°𝐾 = 709,92℃ Keterangan: k= Nilai perbandingan kalor spesifik (1,3079)


c. Proses pembakaran Besarnya tekanan gas pada akhir proses pembakaran 𝑃3 , yaitu: 𝑃3 = 𝑃2 = 10,484kg/cm2 Sebelum menghitung besarnya temperatur gas campuran (udara dan bahan bakar) pada proses pembakaran

𝑇3 , dierlukan parameter thermodinamika

berikut ini: Nilai pemakaian bahan bakar tiap jam (Gbb), yaitu:


52

Gbb =

𝑛 𝑒 𝑥 632 𝑛 𝑡ℎ 𝑥 𝐻 𝑏

𝑛𝑒 = 136,0 PS Gbb =

=

136,0 𝑥 632 0,39 𝑥 10100

85952 3939

= 21,820kg/jam Keterangan: 𝑛𝑡ℎ = Efisiensi thermal (0,35 – 0,40), diambil 0,39

(Kovakh, 1976: 1730)

𝐻𝑏 = Nilai bahan bakar (10100 kkal / kg)


Nilai pemakaian bahan bakar tiap siklus (Gbb’), yaitu: 𝐺𝑏𝑏

Gbb’ = =

60 21,820 60

= 0,363kg/menit Nilai pemakaian bahan bakar tiap menit (Gbb”), yaitu: Gbb” = =

𝐺𝑏𝑏 𝑛 0,363 800

= 4, 537 x 10-4kg/putaran

Nilai pemakaian bahan bakar tiap putaran (Gbb’’’), yaitu: Gbb’’’ = 2 x Gbb


53

= 2 x (4, 537 x 10-4) = 9,074 x 10-4kg/siklus Besarnya pemasukan panas dari hasil pembakaran bahan bakar dan udara didalam silinder (Qm), yaitu: Qm = Gbb” x 𝐻𝑏 = (9,074 x 10-4) x 10100 kkal

= 9,164

/siklus


Berat molekul yang diperlukan untukpembakaran 1 kg bahan bakar secara teoritas 𝐿0 , yaitu: 1

𝐿0 =

0,21

=

1 0,21

𝐶

x

12

+

0,841

x

12

𝐻 4

+

0,159 4

= 4,762 x (0,070 + 0,040) = 0,523

mole

/kgbb

Keterangan: C=

12 𝑥 16 12 𝑥 16 + 36 𝑥 1,008

=

=

192 192+36,288 192 228,288

= 0,841 mole H=

36 𝑥 1,008 12 𝑥 16 + 36 𝑥 1,008


54

=

=

36,288 192+36,288 36,288 228,288

= 0,159 mole


Berat udara yang diperlukan untuk membakar 1 kg bahan bakar yang sebenarnya 𝐿0 ′ , yaitu: 𝐿0 ′ = 𝛼 x 𝐿0 = 1,3 x 0,523 = 0,68mole/kgbb Keterangan: α = Koefisien kelebihan udara = (1,3 – 1,7), diambil 1,3


Berat udara yang diperlukan untuk membakar bahan bakar tiap siklus 𝐿0 " , yaitu: 𝐿0 " = 𝐿0 ′ x Gbb = 0,68 x (9,074 x 10-4) = 6,17 x 10-4

mole

/putaran

Berat udara tiap siklus 𝐺𝑢 , yaitu: 𝐺𝑢 = 28,95 x 𝐿0 " = 28,95 x (6,17 x 10-4)


55

= 0,01

mole

/putaran

Panas jenis tekanan konstan gas campuran 𝐶𝑝𝑚 , yaitu: 𝐶𝑝𝑚 = =

𝐺𝑢 𝐺

x 𝐶𝑝𝑎 +

0,01 0,241

𝐺𝑏𝑏 𝐺

x 𝐶𝑝𝑏 + …

x 0,2404 +

0,231 0,241

x 1,2050

= 1,165 kkal/kg°𝐾 Keterangan: 𝐶𝑝𝑎 = Panas jenis tekanan konstan untuk udara = 0,2404 kkal/kg °𝐾 𝐶𝑝𝑏 = Panas jenis tekanan konstan untuk bahan bakar = 1,2050 kkal/kg °𝐾 Sehingga besarnya temperatur gas campuran (udara dan bahan bakar) pada proses pembakaran 𝑇3 , yaitu: 𝑇3 =

𝑄𝑚

𝐺 𝑥 𝐶𝑝𝑚

=

+ 𝑇2

9,164 0,241 𝑥 1,165

+ 709,92

= 676,49°𝐾 = 403,49℃ Besarnya volume gas campuran pada akhir proses pembakaran 𝑉3 , yaitu: 𝑉3 = 𝑉2 x

𝑇3 𝑇2

742,56

= 226,956 x

709,92

= 237,390cm3


56

d. Langkah kerja Besarnya tekanan gas pada akhir langkah kerja 𝑃4 , yaitu: 𝑃4 = 𝑃2 x

𝑉3 k 𝑉1

237,390

= 10,484 x

1,3079

2224,171

= 10,484 x (0,106)

1,3079

= 10,484 x 0,020 = 0,209kg/cm2 Keterangan: k = Nilai perbandingan kalor spesifik (1,3079) Besarnya volume gas buang pada akhir langkah pembakaran 𝑉4 , yaitu: 𝑇4 = 𝑇3 x

𝑉3 k-1 𝑉4

=742,56 x

237,390

1,3079-1

2224 ,171

= 742,56 x (0,106)0,3079-1 = 742,56 x 0,020 = 148,51°𝐾 = -12,45℃ Keterangan: k = Nilai perbandingan kalor spesifik (1,3079)(Sunarto H. Untung: 31)

e. Proses pengeluaran kalor Besarnya panas jenis volume konstan gas campuran 𝐶𝑣𝑚 , yaitu:


57

𝐶𝑣𝑚 = =

𝐺𝑢 𝐺

x 𝐶𝑣𝑎 +

0,01 0,241

𝐺𝑏𝑏 ′ 𝐺

x 𝐶𝑣𝑏

x 0,1718 +

0,363 0,241

x 1,1961

= 1,809kkal/ kg °𝐾 Keterangan: 𝐶𝑣𝑎 = Panas jenis volume konstan untuk udara = 0,1718 kkal / kg °𝐾

(V.L. Maleev, 1945 : 27)

𝐶𝑣𝑏 = Panas jenis volume konstan untuk bahan bakar = 1,1961 kkal / kg °𝐾

(V.L. Maleev, 1945 : 27)

Jumlah kalor yang harus dikeluarkan yaitu: 𝑄𝑘 = G x 𝐶𝑣𝑚 x 𝑇4 − 𝑇1 = 0,241 x 1,809 x (148,51 – 52,728) = 0,241 x1,809 x 95.782 = 25,137 kkal / kg = 25,137 x 3,969 = 99,768BTU / hr

2. Perhitungan perpindahan panas a. Perpindahan pada blok silinder Sebelum dapat menghitung besarnya perpindahanpanas pada bloksilinder (bagian dalam dan bagian luar), maka terlebih dahulu diperlukan data parameter thermodinamika berikut ini:


58

Mengkonversi daya efektif engine 𝑄𝑠 , yaitu: 𝑄𝑠 = 𝑛𝑒 x 632,4 = 136,0 x 632,4 = 86006,4 kkal =86006,4x 3,969 = 341359.4016BTU Menghitung nilai panas yang terjadi pada setiap silinder 𝑄′ , yaitu: 𝑄

Q’= 4𝑠 =

86006 ,4 4

= 21.5016kkal = 215.056,57BTU Menghitung besar perpindahan panas yang melalui dinding blok silinder 𝑄𝑑𝑠 , yaitu: 𝑄𝑑𝑠 = =

𝑄𝑠 𝑧 86006 ,4 13.661,42

= 8,60kkal = 15880BTU Untuk menghitung nilai temperatur pada dinding blok silinder (bagian dalam dan bagian luar), diperoleh degan urutan sebagai berikut: Menghitung besar temperatur rata-rata gas pada proses pembakaran 𝑡1 , yaitu:


59

𝑡1 =

𝑇1+ 𝑇 3 2

=

325,73+742,56 2

= 534,1°𝐾 = 261,1℃ = (1,8 x 261,1) + 32 = 501,98℉ Menghitung tebal dinding dalam blok silinder (L), yaitu: L = (0,045 x D) + 1,588 = (0,045 x 86,0) + 1,588 = 5,458 mm =

5,458 304,8

=0,017 𝑓𝑡 Menghitung tebal dinding luar blok silinder (𝑥), yaitu: 𝑥=L = 0,017 𝑓𝑡 = 0,518 𝑐𝑚 Menghitung diameter dinding luar silinder (𝐷0 ), yaitu: 𝐷0 = 𝐷 + 2𝐿 = 0,264 + (2 𝑥 0,017) = 0,298 𝑓𝑡 = 9,083 𝑐𝑚 Menghitung luas perpindahan panas pada bagian dalam silinder (𝐴1 ), yaitu: Fauzan Basri, 2012 Analisis Perawatan Sistem Pendingin Engine Pada Toyota Kijang Innova 1tr-Fetahun 2004 Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

60

𝐴1 = 𝜋 𝑥 𝐷 𝑥 𝑆 𝑥 0,5 + 𝜋 𝑥 𝐷 𝑥 = 3,14 𝑥 0,264 𝑥 0,287 𝑥 0,5 + 3,14 𝑥 0,264 𝑥 1 4

0,287 9,8 – 1

𝑆 𝑟−1 +

𝑥 3,14 𝑥 0,2642 𝑥 2 = 0,119 + 0,027 + 0,109 = 0,255 𝑓𝑡 2 = 0,255 𝑥 923,94 = 235,605 𝑐𝑚2 Menghitung luas luas perpindahan panas bagian luar silinder (𝐴0 ), yaitu: 𝐴0 = 𝜋 𝑥 𝐷 𝑥 𝑆 𝑥 0,5 + 𝜋 𝑥 𝐷 𝑥

𝑆 1 + 𝑥 𝜋 𝑥 𝐷2 𝑥 2 1 𝑟− 4

= 3,14 𝑥 0,264 𝑥 0,287 𝑥 0,5 + 3,14 𝑥 0,298 𝑥 1 4

0,287 9,8−1

+

𝑥 3,14 𝑥 0,2982 𝑥 2

= 0,134 𝑥 0,031 + 0,139 = 0,304 𝑓𝑡 2 = 280,88 𝑐𝑚2 Menghitung luas luas bidang perpidahan panas rata-rata pada silinder (𝐴), yaitu:

𝐴= =

𝐴0 + 𝐴1 2

0,304 + 0,255 2 = 0,2795 𝑓𝑡 2


61

Sehingga besar temperatur dinding silinder bagian dalam (𝑡2𝑑𝑠 ), yaitu:

𝑡2𝑑𝑠 = 𝑡1 − = 325,73 −

𝑄𝑑𝑠 𝑈. 𝐴

15,880 40,48 𝑥 0,2795

= 325,62 ℉

=

325,62 − 32 1,8 = 163,13 ℃

Keterangan: 𝑈 = Koefisien perpindahan panas total

=40,48 BTU/𝑓𝑡 2 ℉. Hr Besarnya temperatur dinding silinder bagian luar (𝑡3𝑑𝑠 ), yaitu: ℎ1 𝑥

𝑡3𝑑𝑠 =

𝑥 𝐴0 𝑥 𝑡2𝑑𝑠 ℎ1 𝑥

27

=

𝐴0

𝑥 0,304 𝑥 163,13

0,017

27 0,017

=

𝑥 0,304

78.763.003 482, 824

= 163,16 ℉

=

163,16 − 32 1,8

= 72,87 ℃


62

= 350,21 °K Keterangan: ℎ1 = Konduktifitas bahan silinder = 27 BTU/𝑓𝑡 2 ℉. ℎ𝑟

(V.L. Maleev, 1945: 426)

b. Perpindahan panas pada kepala silinder Besarnya perpindahan panas yang melalui kepala silinder (𝑄𝑘𝑠 ), yaitu: 𝑄𝑘𝑠 = 13% 𝑥 𝑄 = 0,13 𝑥 13.661, 42 = 1.775,99 𝑘𝑘𝑎𝑙 = 7.047, 128 𝐵𝑇𝑈

Nilai temperatur pada dinding dalam kepala silinder (𝑡2𝑘𝑠 ), yaitu: 𝑡2𝑘𝑠 = 𝑡1 − = 739,58 −

𝑄𝑘𝑠 𝑈. 𝐴

7.047, 128 40,48 𝑥 0,2795

= 116,72 ℉

=

116,72 − 32 1,8 = 47,07 ℃ = 320,07°K

Nilai temperatur dinding luar kepala silinder (𝑡3𝑘𝑠 ), yaitu:


63

𝑡3𝑘𝑠 = 27

=

0,017

ℎ1 𝑥

𝑥 𝐴0𝑥 𝑡2𝑘𝑠 − 𝑄𝑘𝑠 ℎ1 𝑥

𝑥 𝐴0

𝑥 0,034 𝑥 116,72 − 7.047,128 27 0,017

=

𝑥 0,034

49.308,024 482,824

= 102,124 ℉

=

102,124 − 32 1,8 = 38,958 ℃ = 311,958 °K

Besarnya temperatur rata-rata kepala silinder (𝑡𝑟 ), yaitu:

𝑡𝑟 = =

𝑡3𝑑𝑠 + 𝑡3𝑘𝑠 2

163,16 + 102,124 2 = 132,642 ℉ = 58,174 ℃ = 331,174 °K

c. Perpindahan panas yang diserap oleh air pendingin Besarnya panas yang diserap air pendingin pada tiap silinder (𝑄𝑎 ), yaitu: 𝑄𝑎 = ℎ𝑚 𝑥 𝐴 𝑥 𝑡4 − 𝑡5 𝑥 𝛾


64

= 180 𝑥 0,2795 𝑥 (136,552 − 125) 𝑥 25% = 180 𝑥 0,2795 𝑥 11,552 𝑥 0,25 = 145,295 𝐵𝑇𝑈/ℎ𝑟 = 50,874 𝑘𝑘𝑎𝑙/𝑗𝑎𝑚


BAB III PEMBAHASAN. Tabel 3.1 data spesifikasi Engine Toyota Kijang Innova 1TR-FE. Tipe Mesin 2,0 L,4 Silinder Segaris 16

Recommend Documents