Muhammad Anif Al Irsyad I8609025

i

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Oleh :

MUHAMMAD ANIF AL IRSYAD NIM. I 8609025

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

ii

iii

iv

PENGKONDISIAN UDARA DAN SISTEM PENDINGINAN MESIN TOYOTA KIJANG 5K (EVAPORATOR DAN KATUP EKSPANSI)”. Laporan Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mengalami masalah dan kesulitan, tetapi berkat bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak maka penulis dapat menyelesaikan laporan ini. Oleh karena itu, pada kesempatan yang bahagia ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Didik Djoko Susilo, ST. MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Heru Sukanto, ST. MT., selaku Ketua Program D III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Bapak Eko Prasetya Budi, ST. MT., selaku pembimbing I Proyek Akhir. 4. Bapak Zainal Arifin, ST. MT., selaku pembimbing II Proyek Akhir. 5. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T., selaku koordinator Proyek Akhir.

6. Taufiq Dwi Setyawan dan Arif Setyawan sebagai teman satu kelompok Proyek Akhir.

7. Mas Solikhin, Mas Rohmad, dan Bapak Sariyanto selaku laboran Motor Bakar.

8. Teman – teman seangkatan, D3 Teknik Mesin Otomotif 2009 terima kasih atas persaudaraan dan kekompakannya.

9. Semua pihak semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu yang telah membantu dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyusunan laporan ini, maka segala kritikan yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini.

v

Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri khususnya dan pembaca pada umumnya baik dari kalangan akademis maupun lainnya.

Surakarta, Juli 2012

Penulis

vi

(EVAPORATOR DAN KATUP EKSPANSI)

Program Studi Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Proyek Akhir ini bertujuan untuk memperbaiki performa dan fungsi sistem AC mobil yang ada pada mobil Toyota Kijang 5K. Disamping perbaikan komponen yang sudah ada, pemasangan komponen tambahan berupa double evaporator juga dilakukan untuk meningkatkan performa sistem AC mobil. Fokus dari pengerjaan Proyek Akhir ini adalah terciptanya kondisi nyaman di dalam kabin mobil bagi pengendara, serta mengetahui perbedaan suhu dan kelembaban ruangan dalam kabin mobil setelah mengalami perbaikan.

Proses perbaikan yang dilaksanakan melalui beberapa tahapan yaitu perencanaan proses perbaikan, pengambilan data awal, pelepasan komponen, pembersihan dan perawatan, survei harga komponen, proses pengerjaan dan pemasangan, finishing, serta pengambilan data akhir.

Hasil dari pengerjaan proyek akhir ini sistem AC bekerja dengan baik, komponen tambahan bekerja optimal, dan tujuan dari perbaikan sistem AC, yaitu kenyamanan bagi penumpang telah tercapai. Terjadi perubahan yang cukup signifikan setelah sistem AC mengalami perbaikan. Diperoleh suhu ruangan 21ºC yang sebelumnya sekitar 29ºC. Kelembaban udara di dalam kabin mobil juga menunjukkan perubahan yang baik dari 70% menjadi 49%.

Kata kunci : evaporator, katup ekspansi, double evaporator

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

KATA PENGANTAR... iv

ABSTRAK ... vi

DAFTAR ISI... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah... 1

1.2 Perumusan Masalah... 1

1.3 Batasan Masalah ... 1

1.4 Tujuan Proyek Akhir ... 2

1.5 Manfaat Proyek Akhir ... 2

1.6 Metode Penulisan ... 2

1.7 Sistematika Penulisan... 3

BAB II DASAR TEORI ... 4

2.1 Sistem Pengondisian Udara ... 4

2.2 Komponen Sistem AC Mobil ... 5

2.2.1 Komponen utama sistem AC mobil ... 5

2.2.2 Komponen tambahan sistem AC mobil ... 16

2.2.3 Komponen elektrik pada AC mobil... 18

2.2.4 Prinsip kerja sistem AC ... 22

2.2.5 Langkah pemvakuman sistem AC ... 23

2.2.6 Langkah pengisian refrigerant ... 24

2.2.7 Trouble shooting ... 25

2.3 Sistem Pendingin Mesin ... 26

2.3.1 Macam - macam sistem pendingin mesin ... 28

2.3.2 Proses pendinginan pada mesin ... 30

2.3.3 Komponen – komponen sistem pendingin air ... 31

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR ... 38

3.1 Metodologi Pengerjaan Tugas Akhir ... 38

3.2 Rencana Proses Pengerjaan Tugas Akhir ... 39

3.2.1. Rencana langkah perbaikan komponen ... 41

3.3 Gambar Komponen Sistem AC ... 42

BAB IV PERBAIKAN DAN PEMBAHASAN ... 44

4.1 Langkah Pengerjaan Proyek Akhir... 44

4.1.1. Pengecekan kondisi awal kinerja sistem AC ... 44 4.1.2. Pengambilan data performa awal evaporator ... 45 commit to user

viii

BAB V PENUTUP ... 68 5.1 Kesimpulan ... 68 5.2 Saran ... 68 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Kompresor torak tipe cra nksha ft ... 6

Gambar 2.2. Mekanisme kompresi kompresor tipe cra nksha ft ... 7

Gambar 2.3. Kompresor tipe swa shplate ... 7

Gambar 2.4. Mekanisme kompresi kompresor tipe swa shpla te ... 8

Gambar 2.5. Kompresor tipe wobblepla te ... 9

Gambar 2.6. Kompresor tipe throughva ne ... 9

Gambar 2.7. Mekanisme kerja kompresor tipe throughvane... 10

Gambar 2.8. Kondensor ... 11

Gambar 2.9. Kondensor laluan tunggal... 11

Gambar 2.10. Pipa kapiler... 12

Gambar 2.11. Katup ekspansi otomatis... 13

Gambar 2.12. Katup ekspansi thermostatic ... 13

Gambar 2.13. Evaporator ... 14

Gambar 2.14. Konstruksi evaporator tipe pla tefin ... 14

Gambar 2.15. Konstruksi evaporator tipe serpentinefin ... 14

Gambar 2.16. Konstruksi evaporator tipe dra wncup ... 15

Gambar 2.17. Receiver dryer ... 16

Gambar 2.18. Extra fa n ... 19

Gambar 2.19. Komponen kopling ma gnetic ... 19

Gambar 2.20. Kopling ma gneticswitch menutup ... 20

Gambar 2.21. Pressureswitch ... 20

Gambar 2.22. Tipe aliran fan blower ... 21

Gambar 2.23. Sirocco fan ... 21

Gambar 2.24. Thermostatrela y saat suhu evaporator dingin ... 21

Gambar 2.25. Thermostatrela y saat suhu evaporator hangat... 22

Gambar 2.26. Prinsip kerja AC mobil ... 22

Gambar 2.27. Proses pengosongan refrigera nt ... 24

Gambar 2.28. Proses pengisian refrigera nt ... 25

Gambar 2.29. Neraca panas pada mesin ... 27

Gambar 2.30. Pendingina udara secara alami ... 28

Gambar 2.31. Kipas pada roda gila dengan pengarah aliran ... 29

Gambar 2.32. Sirkulasi alami di mesin dengan radiator ... 30

Gambar 2.33. Sirkulasi dengan tekanan pompa ... 30

Gambar 2.34. Konstruksi ra diator ... 32

Gambar 2.35. Kontruksi tutup ra diator ... 32

Gambar 2.36. Kerja katup pengatur tekanan dan katup vakum... 33

Gambar 2.37. Ra diator dengan tangki reservoir ... 33

Gambar 2.38. Konstruksi pompa air radiator ... 34

Gambar 2.39. Penggerak kipas dengan motor listrik ... 35

Gambar 2.40. Rangkaian cara kerja kipas pendingin electric ... 35

Gambar 2.41. Thermostat tipe wa x... 36

Gambar 2.42. Katup themostat pada suhu 80-90ºC ... 36

Gambar 2.43. Thermostat dengan katup bypa ss ... 37

Gambar 2.44. Thermostat dengan katup bypa ss pada saat mesin dingin... 37

x

Gambar 3.8 Sambungan T selang doubleeva porator ... 43

Gambar 4.1. Posisi evaporator depan ... 47

Gambar 4.2. Posisi penempatan doubleeva porator... 49

Gambar 4.3. Braket dudukan doubleeva porator ... 50

Gambar 4.4. Pembuatan lubang baut braket ... 50

Gambar 4.5. Hasil pemasangan braket ... 50

Gambar 4.6. Pembuatan jalan selang refrigera nt ... 51

Gambar 4.7. Posisi jalur selang refrigera nt ... 51

Gambar 4.8. Penggerindaan ca singdoubleeva porator ... 51

Gambar 4.9. Double evaporator yang telah terpasang ... 52

Gambar 4.10. Sambungan T sebelum masuk evaporator... 52

Gambar 4.11. Sambungan T setelah keluar doubleeva porator ... 52

Gambar 4.12. Braket selang refrigera nt ... 53

Gambar 4.13. Evaporator ... 53

Gambar 4.14. Evaporator tipe pla tefin ... 53

Gambar 4.15. Katup ekspansi tipe themostatic ... 54

Gambar 4.16. Blower evaporator tipe sentrifugal ... 54

Gambar 4.17. Tampilan atas doubleeva porator ... 55

Gambar 4.18. Tampilan bawah doubleeva porator ... 55

Gambar 4.19. Selang khusus refrigera nt R-134a ... 56

Gambar 4.20. Refrigerant kaleng ... 56

Gambar 4.21. Proses pengosongan refrigera nt ... 57

Gambar 4.22. Proses pengisian refrigera nt ... 58

Gambar 4.23. Regula tor kaleng refrigerant ... 58

Gambar 4.24. Ma nifold ga uge ... 59

Gambar 4.25. Pengukuran suhu keluaran evaporator ... 60

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Gangguan, penyebab dan perbaikan pada mesin AC ... 25

Tabel 4.1. Data suhu sisi keluar evaporator ... 45

Tabel 4.2. Data kelembaban udara sisi keluar evaporator ... 45

Tabel 4.3. Data kelembaban udara sisi masuk evaporator ... 46

Tabel 4.4. Data kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator ... 47

Tabel 4.5. Daftar harga komponen ... 61

Tabel 4.6. Data suhu sisi keluar evaporator ... 62

Tabel 4.7. Data suhu sisi keluar double evaporator ... 63

Tabel 4.8. Data kelembaban udara sisi keluar evaporator ... 64

Tabel 4.9. Data kelembaban udara sisi keluar double evaporator ... 64

Tabel 4.10. Data kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator ... 65

Tabel 4.11. Data kecepatan aliran udara sisi keluar double evaporator ... 65

Tabel 4.12. Data suhu dan kelembaban udara di dalam kabin mobil... 66

1

kendaraan. Hal ini berkaitan dengan kenyamanan dalam berkendara. Pada mobil Toyota Kijang 5K ini sudah terdapat sistem AC, namun sistem ini tidak bekerja atau rusak yang mengakibatkan rasa kurang nyaman saat berkendara pada siang hari, karena udara dalam kabin menjadi gerah.

Pengambilan tugas akhir dengan judul “Perbaikan Sistem Pengkondisian Udara dan Sistem Pendinginan Mesin Toyota Kijang 5K (Katup Ekspansi dan Evaporator) karena sebelumnya kondisi AC pada mobil tersebut tidak berfungsi dengan baik, sehingga perlu dilakukan reparasi dan perawatan agar performa sistem AC kembali normal. Peningkatan kenyamanan dalam mobil juga ditingkatkan dengan menambah double evaporator untuk penumpang yang duduk di kursi belakang pengemudi sehingga seluruh penumpang dalam mobil dapat merasakan kenyamanan yang sama.

1.2. Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah :

1. Bagaimana langkah perbaikan komponen katup ekspansi dan evaporator, serta pemasangan double evaporator pada sistem pengkondisian udara mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989.

2. Bagaimana pengaruh perbaikan komponen katup ekspansi dan evaporator serta pemasangan komponen double evaporator terhadap kinerja AC mobil.

1.3. Batasan Masalah

Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka batasan-batasan masalah pada proyek akhir ini adalah :

1. Perhitungan performa sistem AC mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989 diabaikan.

2. Perhitungan kekuatan dudukan double evaporator untuk pemasangan pada mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989 diabaikan.

3. Pembahasan komponen AC mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989 lebih ditekankan pada evaporator, katup ekspansi, dan double evaporator.

1.4. Tujuan Proyek Akhir

Tujuan dari pelaksanaan proyek akhir ini adalah :

1. Melakukan perbaikan komponen katup ekspansi dan evaporator serta melakukan pemasangan komponen double evaporator pada sistem AC mobil. 2. Mengetahui pengaruh perbaikan komponen katup ekspansi dan evaporator

serta pemasangan komponen double evaporator terhadap kinerja AC mobil.

1.5. Manfaat Proyek Akhir

Manfaat yang diperoleh dari penyusunan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Bagi Penulis

Menambah pengetahuan dan pengalaman tentang sistem pengkondisian udara khususnya komponen evaporator dan katup ekspansi pada sistem AC mobil Toyota Kijang 5K.

2. Bagi Universitas

Sebagai referensi untuk perbaikan sistem AC mobil yang lebih baik dan efektif terutama pada mobil Toyota Kijang 5K.

1.6. Metode Pengambilan Data

Data-data yang didapatkan penulis sebagai bahan-bahan dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini dilakukan dengan:

1. Observasi

Dilakukan dengan cara mengadakan pengamatan langsung dan mencatat secara langsung pada obyek yang dibuat.

2. Eksperimen

Dilakukan dengan mengadakan percobaan langsung terhadap objek yang dikerjakan untuk mengetahui kekurangan dan kelebihan suatu proses pengerjaan. 3. Wawancara

Dilakukan dengan mengajukan pertanyaan secara langsung kepada narasumber atau kepada pihak-pihak lain yang dapat memberikan informasi sehingga membantu dalam penulisan laporan ini.

Laporan penulisan Proyek Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan proyek akhir, batasan masalah, manfaat proyek akhir, metode

pengambilan data, dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi tentang pirinsip kerja AC mobil, komponen AC mobil, siklus kerja sistem AC mobil, pengisian refrigerant, dan prinsip kerja sistem pendingin mesin serta komponen sistem pendingin mesin. BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

Bab ini berisi tentang rencana kerja yang dibuat sebelum memulai pekerjaan tugas akhir serta gambar komponen-komponen sistem AC.

BAB IV PERBAIKAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang perbaikan yang dilakukan pada komponen evaporator dan katup ekspansi serta pembahasan tentang hasil perbaikannya.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran. DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

4 BAB II DASAR TEORI

2.1. Sistem Pengkondisian Udara

Air Conditioner (AC ) adalah suatu alat yang digunakan untuk mengatur

atau mengkondisikan kualitas udara yang meliputi sirkulasi udara, mengatur kelembaban udara, mengatur kebersihan udara dan untuk memurnikan udara. Dalam kebanyakan bangunan berukuran sedang dan besar, panas dipindahkan dengan menggunakan udara, air dan kadang – kadang refrigera nt. Perpindahan panas ini seringkali dengan membawa energi tersebut dari suatu ruangan ke suatu penyerap kalor sentral ( unit refrigerasi ) atau membawa kalor dari sumber kalor ( pemanas atau ketel ) ke ruangan.

Keberadaan AC mobil sudah tidak asing lagi bagi pemakai kendaraan pribadi di Indonesia. Pada kondisi iklim tropis yang umumnya bertemperatur tinggi ( rata-rata 30ºC ) serta kelembaban tinggi ( rata-rata 75%) sehingga keberadaan AC mobil sangat dibutuhkan. Kondisi udara tropis ini memberikan rasa tidak nyaman saat berkendara di dalam mobil, terlebih di daerah perkotaan dengan tingkat hunian serta polusi yang tinggi.

Tuntutan kehadiran AC mobil hampir menjadi suatu keharusan. Di sisi lain, saat musim penghujan tiba, ketiadaan AC mobil dalam kendaraan sangat merepotkan pengemudi. Kelembaban yang sangat tinggi di dalam kabin kendaraan serta temperatur permukaan kaca depan yang sering berada di bawah titik embun akan memudahkan terbentuknya lapisan embun pada kaca depan bagian dalam. Akibatnya pandangan pengemudi menjadi kabur sehingga sangat membahayakan keselamatan pengguna kendaraan tersebut.

Dengan demikian keberadaan AC mobil memberikan dua fungsi penting bagi pengemudi mobil. Pertama di saat hari yang panas, AC mobil dapat mempertahankan temperatur serta kelembaban dalam kabin pada kondisi nyaman ( sekitar 23ºC, kelembaban 50% ) sepanjang perjalanan. Kedua, saat kondisi jalan dalam keadaan hujan, AC mobil dapat menjaga temperature permukaan kaca depan dibawah titik embun sehingga mencegah terbentuknya embun pada kaca depan bagian dalam. commit to user

Pada dasarnya sistem AC mobil bekerja berdasarkan siklus refrigerasii kompresi uap. Dalam hal ini AC mobil berfungsi mengatur kondisi udara di dalam kabin kendaraan dengan cara mengambil panas serta mengkondensasikan uap air melalui evaporator. Panas yang diserap dari kabin dialirkan keluar melalui kondensor. Proses perpindahan panas ini dapat terjadi karena adanya refrigerant

yang mengalir dalam saluran tertutup dengan bantuan kompresor. Pada proses ini perlu adanya perbedaan tekanan untuk mengimbangi perbedaan temperature di dalam serta di luar kabin. Perbedaan tekanan ini dipertahankan oleh kompresor dan katup ekspansi.

Udara panas di dalam ruangan kabin dialirkan oleh blower melewati evaporator. Refrigera nt di dalam evaporator yang bersuhu dingin menyerap panas dari udara yang dialirkan sehingga udara yang berhembus keluar evaporator menjadi dingin dan nyaman bagi pengemudi mobil. Refrigerant yang menyerap panas akan berubah wujud dari cair menjadi uap bersuhu panas lalu dialirkan menuju kondensor.

Di dalam kondensor, panas refrigera nt dilepas, diserap oleh udara luar yang lebih dingin. Sehingga uap refrigerant yang ada kembali berubah wujud menjadi cair. Refrigera nt cair ini dialirkan kembali ke evaporator sehingga diperoleh siklus yang terus menerus.

2.2. Komponen Sistem AC Mobil

2.2.1. Komponen utama sistem AC mobil

Sistem AC mobil terdiri dari komponen utama sebagai berikut : 1. Kompresor

Kompresor merupakan unit tenaga dalam sistem AC. Kompresor akan mengkompresi gas refrigera nt sampai tekanan dan suhu yang tinggi pada sisi

discha rge (sisi tekanan tinggi) dan menghisap gas refrigerant bertekanan rendah

pada sisi suction (sisi tekanan rendah).

Gas refrigera nt dalam evaporator yang bertekanan rendah dihisap oleh kompresor melalui sisi suction, kemudian akan dikompresi sehingga tekanannya akan naik dan keluar melalui sisi discharge. Selanjutnya gas refrigerant

bertekanan tinggi akan mengalir ke kondensor untuk didinginkan. Tekanan gas

refrigera nt yang tinggi mengakibatkan gas refrigera nt dapat terkondensasi pada

suhu yang tinggi (suhu udara lingkungan).

Kompresor dalam sistem AC memiliki 2 fungsi berikut : a) Mensirkulasikan refrigera nt di dalam sistem AC.

b) Menciptakan perbedaan tekanan antara daerah sisi tekanan tinggi dan daerah sisi tekanan rendah.

Jenis kompresor ini dapat dibedakan menjadi : 1) Tipe Reciprocating

Terdapat 3 macam kompresor tipe reciprocating, yaitu : a. Tipe Cra nk

Pada tipe ini putaran cra nksha ft diubah menjadi gerak naik turun piston. Sisi piston yang berfungsi hanya satu sisi saja, yaitu bagian atas. Untuk mengurangi kebocoran refrigerant dari ruang kompresi, pada torak dipasang cincin (ring). Pada kepala silinder ( va lve pla te ) terdapat dua katup yaitu katup isap (suction) dan katup penyalur (discharge). Kontruksi dari kompresor

reciprocating tipe cra nk dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1. Kompresor torak tipe cra nksha ft

dan dialirkan ke kondensor dengan tekanan yang tinggi. Pada saat yang sama

suction va lve tertutup akibat tekanan dalam silinder lebih tinggi daripada tekanan

di sisi isap. Mekanisme kerja kompresor tipe cra nk dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Mekanisme kompresi kompresor tipe cra nksha ft

(Batavia Official Blog. 2011) b. Tipe Swa sh pla te

Konstruksi kompresor tipe swa shplat seperti terlihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Kompresor tipe swa sh pla te

Sejumlah piston diatur pada swa sh pla te dengan jarak tertentu dengan jumlah silinder 6 atau 10. Ketika salah satu sisi pada piston melakukan langkah tekan, sisi lain melakukan langkah isap. Pada dasarnya, prinsip proses kompresi sama dengan proses kompresi pada kompresor tipe torak. Piston akan bergerak ke kanan dan kiri sesuai dengan putaran piringan pengatur (swa sh plate) untuk menghisap dan menekan refrigerant.

Mekanisme kompresi seperti yang terlihat pada gambar 2.4., piston bergerak ke arah dalam dalam, katup pemasukan terbuka dan menghisap

refrigera nt ke dalam silinder. Sebaliknya ketika piston bergerak keluar katup

pemasukan menutup dan katup pengeluaran membuka untuk menekan refrigerant

keluar. Katup pemasukan dan pengeluaran yang bekerja satu arah mencegah terjadinya pemasukan balik. Karena perpindahan gaya dari poros penggerak dilakukan oleh swa sh pla te, getaran yang dihasilkan saat kompresor bekerja lebih kecil daipada kompresor tipe torak dimana perpindahan gaya dilakukan oleh con rod.

Gambar 2.4 Mekanisme kompresi kompresor swa sh plate

(Batavia Official Blog. 2011) c. Tipe Wobble pla te

Gambar 2.5. memperlihatkan konstruksi dari kompresor wobble pla te. Sistem kerja kompresor tipe ini sama dengan kompresor tipe swa sh plate. Namun, penggunaan kompresor tipe wobble pla te lebih menguntungkan diantaranya adalah kapasitas kompresor dapat diatur otomatis sesuai dengan kebutuhan beban pendinginan. Selain tiu, pengaturan kapaitas yang bervariasi akan mengurangi kejutan yang disebabkan oleh operasi kopling magnetic (ma gnetic clutch).

Gambar 2.5. Kompresor tipe Wobble pla te

(Batavia Official Blog. 2011)

Cara kerjanya, gerakan putar dari poros kompresor diubah menjadi gerakan bolak-balik oleh plate penggerak (drive plate) dan wobble pla te dengan bantuan guide ba ll. Gerakkan bolak-balik ini selanjutnya diteruskan ke piston melalui batang penghubung. Berbeda dengan tipe swa sh pla te, satu piston bekerja untuk satu silinder.

2. Kompresor Rota ry

Pada rota ry a ction compressor, efek kompresi diperoleh dengan menekan gas yang berasal dari ruang cha mber menuju ke saluran tekan yang berdiameter kecil untuk menurunkan volume gas.

Berikut beberapa jenis kompresor dengan sistem rotary : a. Tipe Through va ne

Gambar 2.6. memperlihatkan konstruksi dari kompresor tipe throughva ne. Kompresor tipe ini memiliki dua buah bilah (va ne) yang terpasang saling tegak lurus pada bagian dalam silinder. Jika rotor berputar maka bilah akan bergeser pada arah radial dan menyentuh bagian dalam silinder (stator). Ruang yang dibentuk oleh bilah, dinding silinder dan rotor membentuk ruang pemasukan dan pengeluaran refrigerant.

Gambar 2.6. Kompresor tipe through va ne

(Batavia Official Blog. 2011)

Pada saat bilah berputar bersama rotor, gaya sentrifugal bekerja pada bilah sehingga bergerak menyentuh dinding stator. Ketika saluran pemasukan terbuka,

refrigera nt terhisap masuk. Seiring berputarnya bilah, refrigera nt yang sudah

masuk kemudian dikompresikan dengan cara mempersempit ruang dan selanjutnya menekan refrigera nt pada saluran pengeluaran. Terlihat pada gambar bahwa pada saat terjadi langkah pengeluaran refrigera nt, pada sisi lain dari rotor dan bilah melakukan langkah pemasukan refrigera nt. Mekanisme kerja kompresor

throrghva ne dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.7. Mekanisme kerja kompresor through vane

(Batavia Official Blog. 2011) 3. Kondensor

Kondensor berfungsi untuk mendinginkan gas refrigerant pada tekanan dan suhu yang tinggi. Pendinginan refrigerant menggunakan udara lingkungan yang dialirkan melewati kisi-kisi kondensor. Gas refrigerant akan terkondensasi sehingga berubah wujud menjadi refrigerant cair bertekanan. Selajutnya

refrigera nt dialirkan ke katup ekspansi untuk diturunkan tekanannya.

Kondensor di pasang di depan kendaraan. Hal ini bertujuan agar

kondensor mendapatkan pendinginan dari fa n kondensor dan udara yang

Gambar 2.8. Kondensor

(Batavia Official Blog. 2011)

Kondensor terdiri dari coil dan fin (Ga mba r 2.8.). Coil atau tube adalah pipa sebagai jalan mengalirnya refrigera nt. Untuk mempercepat pelepasan panas ke udara, diantara coil tersebut diberikan fin untuk memperluas permukaan kontak dengan udara.

Beberapa tipe kondensor :

a) Tipe Single Pa ss atau disebut Laluan Tunggal.

Gambar 2.9. adalah gambar kondensor dengan laluan tunggal. Uap refrigerant

mengalir melewati satu laluan. Kelemahan tipe ini adalah penurunan tekanan yang besar karena kecepatan refrigerant didalam pipa kondensor tinggi.

Gambar 2.9. Kondensor laluan tunggal (Batavia Official Blog. 2011)

b) Tipe Double pa ss

Pada tipe ini terdapat dua arah laluan refrigerant yang berfungsi untuk menaikan tingkat pendinginan. Karena aliran dibagi dua, kecepatan aliran menjadi setengah dari kecepatan aliran pada laluan tunggal. Penurunan kecepatan ini akan diikuti oleh berkurangnya penurunan tekanan di dalam kondensor sehingga kinerja AC menjadi lebih baik.

c) Tipe Three Pa ssa ge yang memiliki 3 laluan. d) Tipe Multi passa ge.

Tipe ini dikembangkan untuk mengurangi berat dan ukurannya khusus untuk sistem AC R-134a.

4. Pipa kapiler atau katup ekspansi.

Katup ekspansi digunakan untuk menurunkan tekanan dan suhu serta menginjeksikan refrigerant melalui orifice, sehingga refrigera nt yang keluar menjadi bertemperatur dan bertekanan rendah.

Katup ekspansi terdiri dari beberapa jenis, di antaranya adalah: a. Pipa Kapiler (Ca pilla ry Tube)

Katup ekspansi yang umum digunakan untuk sistem refrigerasi rumah tangga adalah pipa kapiler (Gambar 2.10.). Pipa kapiler adalah pipa tembaga dengan diameter lubang kecil dan panjang tertentu. Besarnya tekanan pipa kapiler bergantung pada ukuran diameter lubang dan panjang pipa kapiler.

Gambar 2.10. Pipa kapiler (Batavia Official Blog. 2011) b. Katup Ekspansi Otomatis

Katup ekspansi otomatis menjaga agar tekanan hisap atau tekanan

eva porator besarnya tetap konstan. Bila beban evaporator bertambah maka

temperatur evaporator menjadi naik karena banyak cairan refrigerant yang menguap sehingga tekanan di dalam saluran hisap (di evaporator) akanmenjadi naik pula. Akibatnya “ bellow” akan bertekan ke atas hingga lubang aliran

refrigera nt akan menyempit dan cairan refrigera nt yang masuk ke evaporator

menjadi berkurang.Keadaan ini menyebabkan tekanan eva porator akan berkurang dan “ bellow” akan tertekanan ke bawah sehingga katup membuka lebar dan cairan refrigera nt akan masuk ke eva porator lebih banyak. Bentuk katup ekspansi otomatis dapat dilihat pada gambar 2.11. commit to user

Gambar 2.11. Katup ekspansi otomatis (Batavia Official Blog. 2011) c. Katup ekspansi termostatik

Katup ekspansi termostatic adalah katup ekspansi yang mempertahankan besarnya panas lanjut pada uap refrigerant di akhir evaporator tetap konstan, apapun kondisi beban di eva porator (Ga mba r 2.12.).

Gambar 2.12. Katup ekspansi thermostatic

(Batavia Official Blog. 2011)

Tipe Thermostatik lebih banyak dipergunakan pada AC mobil. Katup ekspansi ini akan mengatur jumlah aliran refrigerant yang diuapkan di

eva porator sesuai dengan keadaan temperatur pada eva porator. Akibat dari

pengaturan aliran refrigera nt ini, maka suhu ruangan dapat diturunkan berdasarkan panas yang ada pada eva porator.

5. Eva porator

Eva porator adalah alat yang digunakan untuk menguapkan refrigera nt.

Refrigerant cair yang dikabutkan dan diturunkan tekanannya oleh katup ekspansi,

masuk ke dalam eva porator. Di dalam eva porator, refrigerant akan menyerap panas dari udara ruangan. Panas udara ruangan yang diserap mengakibatkan

refrigera nt berubah wujud menjadi gas/uap (terjadi penguapan refrigera nt akibat

Gambar 2.13. Eva porator

(Batavia Official Blog. 2011)

Prinsip terjadinya suatu pendinginan di dalam sistem refrigerasi adalah penyerapan kalor oleh suatu zat pendingin yang dinamakan refrigera nt. Karena kalor dalam udara yang berada di sekeliling refrigeran diserap sehingga temperatur udara akan bertambah dingin. Pada saat bersamaan, refrigeran akan mengalami penguapan. Hal ini dapat terjadi mengingat proses penguapan

refrigera nt memerlukan panas yang diambil dari udara luar. Bentuk evaporator

dapat dilihat pada gambar 2.13.

Ada tiga tipe Evaporator yang terbuat dari aluminium yaitu :

a. Pla te Fin. Konstruksi evaporator pla tefin dapat dilihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14. Konstruksi evaporator tipe pla te fin

(Batavia Official Blog. 2011)

b. Serpentine fin.

Konstruksi evaporator serpentine fin dapat dilihat pada gambar 2.15.

Gambar 2.15. Konstruksi evaporator tipe serpentine fin

(Batavia Official Blog. 2011)

Gambar 2.16. Konstruksi evaporator tipe dra wn cup

(Batavia Official Blog. 2011)

Di dalam suatu alat pendingin, kalor diserap di eva porator dan dibuang di

kondensor. Uap refrigerant yang berasal dari evaporator yang bertekanan dan

bertemperatur rendah masuk ke kompresor melalui saluran hisap. Di kompresor,

uap refrigerant tersebut dimampatkan, sehingga ketika keluar dari kompresor, uap

refrigeran akan bertekanan dan bersuhu tinggi, jauh lebih tinggi dibanding temperatur udara sekitar. Kemudian uap refrigera nt menuju ke kondensor. Di

kondensor, uap refrigera nt tersebut akan melepaskan kalor, sehingga akan

berubah fasa dari uap menjadi cair (terkondensasi) dan selanjutnya refrigeran cair tersebut terkumpul di penampungan cairan refrigeran. Cairan refrigera nt yang bertekanan tinggi mengalir dari penampung refrigera nt ke katup ekspansi. Keluar dari katup ekspansi, tekanan menjadi sangat berkurang dan akibatnya cairan

refrigera nt bersuhu sangat rendah. Pada saat itulah refrigeran mulai menguap

yaitu di evaporator, dengan menyerap kalor dari udara luar. Kemudian uap

refrigera nt akan dihisap oleh kompresor dan demikian seterusnya prosesproses

tersebut berulang kembali (Suyitno, 2010).

6. Receiver Dryer

Komponen receiver dryer terdiri dari beberapa komponen yang tergabung menjadi satu komponen, komponen-komponen tersebut antara lain :

· Receiver ta nk

· Dryer

· Sight gla ss

Receiver adalah komponen yang digunakan untuk menyimpan cairan

refrigera nt dan juga berfungsi memisahkan refrigerant dalam bentuk gas dan

cairan. Dryer dan filter pada receiver berfungsi menyerap air dan kotoran yang ada dalam Refrigera nt.

Gambar 2.17. Receiver dryer

(Batavia Official Blog. 2011)

Beberapa komponen seperti Sight gla ss dapat dipasang diatas reciever

ataudipasang pada liquid tube diantara reciever dan expansion. Sight gla ss

berfungsi sebagai alat untuk mengetahui jumlah refrigerant yang berada di dalam sirkulasi. Konstruksi receiver dryer terlihat pada gambar 2.17.

2.2.2. Komponen tambahan sistem AC 1. Pelumas Kompresor

Pelumas kompresor dibutuhkan untuk member pelumasan pada bantalan kompresor dan komponen yang bergerak dan bergesekan di dalam kompresor. Pelumas kompresor bersirkulasi bersama sama refrigera nt sehingga harus digunakan pelumas khusus yang dapat bercampur dengan refrigerant dan tidak membeku pada temperature eva porator.

Jenis pelumas yang biasa digunakan adalah PAG (polya liyleneglycol) untuk refrigera nt R134a dan minyak pelumas mineral untuk R-12. Minyak commit to user

refrigera nt untuk melumasi bagian lain yang memerlukan dalam sistem AC. Jumlah pelumas di dalam kompresor tidak boleh terlalu banyak atau terlalu sedikit. Jika pelumas terlalu banyak, maka pelumas akan menempel pada dinding pipa kondensor dan evaporator sehingga menghalangi perpindahan panas dari lingkungan ke sistem atau sebaliknya. Akibatnya kapasitas pendinginan akan menurun. Kandungan pelumas dalam refrigera nt yang mencapai 10% dapat menurunkan kapasitas pendinginan sebesar 8%. Jika pelumas dalam kompresor terlalu sedikit maka akan menyebabkan temperatur kompresor meningkat, komponen cepat aus dan rusak akibat temperatur tinggi.

Dalam menangani pelumas untuk R134a perlu diperhatikan agar pelumas ini tidak terkena udara terlalu lama karena sifatnya yang sangat higroscopic.

2. Refrigerant

Suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang mudah di ubah wujudnya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Bahan pendingin disebut dengan

refrigera nt adalah suatu zat yang mudah diubah wujudnya serta dapat mengambil

panas di eva porator dan membuangnya di konsendor.

Karakteristik thermodina mika dari refrigera nt antara lain meliputi temperatur penguapan, temperatur pengembunan dan tekanan pengembunan. Bahan pendiingin ( refrigerant ) banyak sekali macamnya, tetapi tidak satupun yang dapat dipakai untuk semua keperluan pendinginan. Sangat diperlukan

refrigera nt dengan karakteristik thermodina mika yang tepat (E. Karyanto, 2004).

Adapun syarat thermodinamika yang umum untuk refrigerant adalah : a. Tidak beracun dan tidak berbau dalam semua keadaan.

b. Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan udara, minyak pelumas, dan sebagainya.

c. Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem

d. Bila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat-alat yang sederhana maupun dengan alat detektor kebocoran.

e. Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah.

f. Mempunyai susunan struktur kimia yang stabil, tidak terurai setiap kali dimanfaatkan, diembunkan dan diuapkan.

g. Mempunyai ka lor la ten penguapan yang besar agar panas yang diserap

eva porator dapat sebesar-besarnya.

h. Tidak merusak tubuh manusia.

i. Viskositas dalam fase cair maupun fase gas rendah agar tahanan aliran

refrigerant dalam pipa sekecil mungkin.

j. Konstanta dielektrika dari refrigera nt yang kecil, tahanan listrik yang besar

srta tidak menyebabkan korosi pada material isola tor listrik. k. Harga relatif murah dan mudah didapat.

Dewasa ini banyak digunakan bahan refrigerant yang mengandung CFC

(Clorofluoro ca rbon), yang dewasa ini sangat gencar dibicarakan oleh

pakar-pakar lingkungan hidup mengenai penipisan lapisan ozon atsmosfir yang dirusakan oleh gas-gas klorine yang dilepaskan manusia melalui proses ilmiah. Indonesia sudah meratifikasi pemberhentian pemakaian refrigera nt CFC sejak 1997.

Bahan refrigera nt yang tidak baik mengandung CFC terdiri dari : a. CFC-11 atau R-11

b. CFC-12 atau R-12, R-502 c. CFC C-113, 114, 115

Bahan refrigera nt yang baik yang boleh digunakan antara lain : a. HFC-134a, HFC-125

b. HCFC-123, 124, HCFC-22 c. R-401 B, R-407 C, R-409 A

Refrigerant yang biasa dipkai untuk sistem AC mobil adalah R-12 atau

HFC-134a, mengingat R-12 tidak lagi diproduksi maka digunakan HFC-134a atau biaa disebut R-134a yang lebih ramah lingkungan.

2.2.3. Komponen elektrik pada AC mobil

1. Ekstra Fa n

Gambar 2.18. Extra fa n

(Sutjipto, 2000)

2. Ma gneticClutch

Kopling magnetic adalah perlengkapan kompressor yaitu suatu alat yang digunakan untuk melepas dan menghubungkan kompressor dengan putaran mesin. Peralatan intinya adalah : Stator, rotor dan pressure plate. Sistem kerja dari alat ini adalah elektroma gnetic.

Puli kompressor selalu berputar oleh perputaran mesin melalui tali kipas pada saat mesin hidup. Dalam posisi switch AC off, kompressor tidak akan berputar, dan kompressor hanya akan berputar apabila switch AC dalam posisi hidup (on) hal ini disebabkan oleh arus listrik yang mengalir ke stator coil akan mengubah stator coil menjadi magnet listrik yang akan menarik pressure plate

dan bidang singgungnya akan bergesekan dan saling melekat dalam satu unit (

Clutch assembly ) memutar kompresor. Komponen kopling ma gnetic dapat dlihat

pada gambar 2.19.

Gambar 2.19. Komponen kopling ma gnetic

(Sutjipto, 2000)

Puli terpasang pada poros kompressor dengan bantalan diantaranya menyebabkan puli dapat bergerak dengan bebas. Sedang stator terikat dengan

compressorhousing, pressureplate terpasang mati pada poros kompressor.

Ketika arus listrik mengalir ke coil, gaya magnet mengakibatkan besi seolah-olah seperti ditarik ( besi 2 menarik besi 1) seperti yang terlihat pada gambar 2.20.

Gambar 2.20. Kopling ma gneticswitch menutup (Sutjipto, 2000)

3. PressureSwitch

Pressure Switch dipasangkan pada pipa liquid tube diantara receiver dan

expa nsion va lve. Pressure switch mendeteksi ketidaknormalan tekanan didalam

sirkulasi dan kalau hal tersebut terjadi, maka ma gnetic clutch akan dimatikan, sehingga kompresor akan berhenti bekerja. Letak pressure switch pada rangkaian sistem AC dapat dilihat pada gambar 2.21.

Gambar 2.21. Pressureswitch

(Sutjipto, 2000)

4. Blower

Blower berfungsi untuk menghembuskan udara dingin disekeliling

eva porator ke dalam ruangan, sehingga udara diruangan menjadi sejuk. Blower

terdiri dari Motor dan Fa n. Umumnya yang digunakan adalah motor tipe Ferrit

dan Fa n tipe sirocco.

Tipe Fa n : Tipe aliran fan blower dapat dilihat pada gambar 2.22.

a) Axia lFlow : Udara ditarik dan dihembuskan sejajar dengan sumbu putar.

Gambar 2.22. Tipealiran fa n blower

(Sutjipto, 2000)

b) Centrifuga l : Udara ditarik sejajar sumbu putar dan dihembuskan tegak lurus

sumbu putar searah dengan gaya sentrifugal. Sirroco fa n termasuk tipe

centrifuga l (Gambar 2.23.).

Gambar 2.23. Siroccofa n

(Sutjipto, 2000)

5. ThermostatRela y

Thermostat berfungsi untuk mendeteksi temperatur eva porator. Bila

temperatur ditentukan oleh thermostat (dingin), maka thermostat akan memutuskan aliran listrik yang menuju kopling magnetic (Gambar 2.24.), dan kompresor akan berhenti bekerja. Sebaliknya bila temperature eva porator diatas batas yang ditentukan oleh thermostat (hangat) maka thermostat akan kembali memberikan aliran listrik kepada kopling magnetic dan kompresor akan bekerja kembali (Gambar 2.25.).

Gambar 2.24. Thermostatrela y saat suhu eva porator dingin (Sutjipto, 2000) commit to user

Gambar 2.25. Thermostatrela y saat suhu eva porator hangat (Sutjipto, 2000)

2.2.4. Prinsip kerja sistem AC

Siklus Pendinginan Sistem AC merupakan suatu rangkaian yang tertutup. Prinsip kerja AC memanfaatkan teori dasar pendinginan, yaitu penyerapan panas dan penguapan. Salah satu contoh teori ini adalah alkohol yang dioleskan pada tubuh akan terasa dingin karena alkohol menyerap panas dan menguap. Namun masalahnya cairan yang dipakai untuk proses perubahan tersebut bisa habis. Karena itu, pada teknologi AC ditambahkan mekanisme kerja yang mampu mengubah gas menjadi cairan. Selanjutnya cairan tersebut kembali menguap dan berubah menjadi gas.

Siklus pendinginan yang terjadi dapat digambarkan seperti gambar 2.26. berikut ini :

Gambar 2.26. Prinsip kerja AC mobil (Karyanto, 2004)

2) Gas refrigera nt yang bertekanan dan bertemperatur tinggi masuk kedalam kondenser. Di dalam kondenser ini panas refrigerant dilepaskan dan terjadilah pengembunan sehingga refrigerant berubah menjadi zat cair.

3) Cairan refrigera nt masuk ke receiver dryer untuk disaring dari kotoran-kotoran yang ikut bersirkulasi bersama refrigera nt. Di dalam receiver dryer,

refrigera nt juga di keringkan dari uap air yang bercampur. Refrigerant

kemudian mengalir menuju evaporator melewati expa nsionva lve.

4) Expa nsion va lve menurunkan tekanan refrigerant dan menyemburkan

refrigera nt cair ini sehingga berbentuk butiran cairan. Karena tekanan

refrigera nt diturunkan, maka temperatur refrigera nt menjadi rendah (dingin).

5) Gas refrigerant yang dingin dan berembun ini mengalir kedalam eva porator

untuk mendinginkan udara yang dalirkan oleh blower melalui sela-sela fin

eva porator, sehingga udara tersebut menjadi dingin seperti yang dibutuhkan

oleh para penumpang mobil.

6) Gas refrigera nt kembali ke kompresor untuk dinaikkan tekanannya yang

selanjutnya akan dicairkan kembali di kondenser. Siklus kerja AC ini akan bekerja terus menerus selama AC dihidupkan.

(Karyanto, 2004)

2.2.5. Langkah pemvakuman sistem AC

Rangkaian alat pada sistem AC saat proses pemvakuman dapat dilihat pada gambar 2.27. Berikut adalah langkah-langkah proses pemvakuman mesin pendingin:

1) Memasang selang tengah ga ugemanifoldinlet pompa vakum.

2) Membuka kedua keran tekanan tinggi (HI) dan tekanan rendah (LO) lalu jalankan pompa vakum. Jika gauge tekanan rendah dan tekanan tinggi menunjukkan angka yang berada dalam daerah pemvakuman, berarti tidak ada sumbatan pada siklus refrigerasi. commit to user

3) Melakukan pemvakuman hingga ga uge tekanan rendah menunjukkan angka -0,1 Mpa (750 mmHg) atau lebih kecil, kemudian tutup kedua keran dan matikan pompa vakum.

4) Biarkan sistem pada kondisi ini selama lebih dari 5 menit. Setelah itu amati penunjukkan gauge manifold, jika tidak ada perubahan pada penunjukkannya, lanjutkan ke langkah pengisian refrigerant.

5) Jika penunjukkan gauge manifold berubah, lakukan pemeriksaan kebocoran dan lakukan perbaikan jika perlu. Setelah itu kembali ke langkah pengosongan.

Gambar 2.27. Proses pengosongan refrigera nt

(Suyitno, 2010) 2.2.6. Langkah pengisian refrigera nt

Rangkaian alat pada sistem AC saat proses pengisian dapat dilihat pada gambar 2.28. Berikut langkah pengisian refrigeran pada mesin pendingin.

1) Setelah selesai melakukan pemeriksaan kebocoran, buka keran tekanan tinggi dan tutup keran tekanan rendah. Lakukan pengisian dengan cara ini hingga pengisian menjadi sukar.

2) Jika pengisian menjadi sukar, tutup kedua kran, hidupkan mesin kendaraan dan lakukan pengisian sebagai berikut:

merusak bagian dalam kompresor

4) Setelah selesai melakukan pengisian, pastikan ga uge ma nifold menunjukkan nilai yang sesuai standar.

5) Melepaskan selang-selang pengisian dari kompresor dan tutup kembali kedua

serviceva lve kompresor.

Gambar 2.28. Proses pengisian Refrigerant (Suyitno, 2010)

2.2.7. Trouble shooting

Beberapa permasalahan yang sering terjadi dan cara perbaikannya pada mesin pendingin dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Gangguan, penyebab dan perbaikan pada mesin AC.

(Suyitno, 2010)

2.3. Sistem Pendinginan Mesin

Pada motor bakar hasil pembakaran yang dirubah menjadi tenaga mekanis hanya sekitar 25%. Sebagian besar panas akan keluar melalui gas buang (kira-kira 34 persen), melalui sistem pendinginan (kira-kira 32 persen) dan sisanya akan melalui kerugian pemompaan dan gesekan. commit to user

Gambar 2.29. Neraca panas pada mesin (New Step 1, 1995)

Berdasarkan neraca panas di atas (Gambar 2.29.) maka fungsi pendinginan pada motor menjadi penting, karena panas yang akan terserap oleh sistem pendinginan dapat mencapai 32%. Bila mesin tidak didinginkan akan terjadi pemanasan yang lebih (overheating) dan akan mengakibatkan gangguan- gangguan sebagai berikut:

1. Bahan akan lunak pada suhu tinggi, contoh: torak yang terbuat dari logam paduan aluminium akan kehilangan kekuatannya (kira-kira sepertiganya) pada suhu tinggi (300ºC), bagian atas torak akan berubah bentuk atau bahkan mencair.

2. Ruang bebas (clea rance) antara komponen yang saling bergerak menjadi terhalang bila terjadi pemuaian karena panas berlebihan. Misalnya torak akan memuai lebih besar (karena terbuat dari paduan aluminium) daripada blok silinder (yang terbuat dari besi tuang) sehingga gerakan torak menjadi macet. 3. Terjadi tegangan therma l, yaitu tegangan yang dihasilkan oleh perubahan

suhu. Misalnya torak yang macet karena tegangan tersebut.

4. Pelumas lebih mudah rusak oleh karena panas yang berlebihan. Jika suhu naik sampai 250 ºC pada alur cincin, pelumas berubah menjadi ka rbon dan cincin torak akan macet sehingga tidak berfungsi dengan baik, atau cincin macet

(ring stick). Pada suhu 500 ºC pelumas berubah menjadi hitam, sifat

pelumasannya turun, torak akan macet sekalipun masih mempunyai ruang bebas.

5. Pembakaran tidak normal. Motor bensin lebih cenderung mengalami ketukan

(knocking).

Sebaliknya bila motor terlalu dingin akan terjadi masalah, yaitu:

1. Pada motor bensin bahan bakar akan sukar menguap dan campuran udara bahan bakar menjadi gemuk. Hal ini menyebabkan pembakaran menjadi tidak sempurna.

2. Pada motor diesel bila udara yang dikompresi dingin akan mengeluarkan asap putih dan menimbulkan ketukan dan motor tidak mudah dihidupkan.

3. Kalau pelumas terlalu kental, akan mengakibatkan motor mendapat tambahan tekanan

4. Uap yang terkandung dalam gas pembakaran akan terkondensasi pada suhu kira-kira 50 ºC

2.3.1. Macam sistem pendingin mesin 1. Sistem Pendinginan Udara

a) Pendinginan oleh aliran udara secara alamiah.

Pada sistem ini panas yang dihasilkan oleh pembakaran gas dalam ruang bakar sebagian dirambatkan keluar dengan menggunakan sirip-sirip pendingin

(cooling fins) yang dipasangkan di bagian luar silinder (Gambar 2.30.). Pada

tempat yang suhunya lebih tinggi yaitu pada ruang bakar diberi sirip pendingin yang lebih panjang daripada sirip pendingin yang terdapat di sekitar silinder yang suhunya lebih rendah.

Gambar 2.30. Pendinginan udara secara alami (New Step 1, 1995)

b) Pendinginan oleh tekanan udara

Udara yang menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus berbentuk aliran atau udaranya harus mengalir agar suhu udara di sekitar sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung sempurna. Hal ini dapat dicapai commit to user

Gambar 2.31. Kipas pada roda gila dengan pengarah aliran (New Step 1, 1995)

2. Sistem Pendinginan Air

Pada sistem ini sebagian panas dari hasil pembakaran dalam ruang bakar diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder. Oleh karena itu di luar silinder dibuat mantel air (wa ter ja cket). Pada sistem pendinginan air ini air harus bersirkulasi. Adapun sirkulasi air dapat berupa 2 (dua) macam, yaitu:

a) Sirkulasi alamiah/Thermo-syphon

Pada sistem pendinginan air dengan sirkulasi alamiah, air pendingin akan mengalir dengan sendirinya yang diakibatkan oleh perbedaan massa jenis air yang telah panas dan air yang masih dingin. Agar air yang panas dapat dingin, maka sebagai pembuang panas dipasangkan ra diator. Air yang berada dalam mantel air dipanaskan oleh hasil pembakaran sehingga suhunya naik, sehingga massa jenisnya akan turun dan air ini didesak ke atas oleh air yang masih dingin dari

ra diator. Agar pembuangan panas dari ra diator terjadi sebesar mungkin maka

pada sistem pendingin dilengkapi juga dengan kipas yang berfungsi untuk mengalirkan udara pada radiator agar panas pada radiator dapat dibuang atau diserap udara. Sirkulasi alami di mesin dengan radiator dapat dilihat pada gambar

Gambar 2.32. Sirkulasi alami di mesin dengan ra diator

(New Step 1, 1995) b) Sirkulasi dengan tekanan

Pada sirkulasi dengan tekanan pada prinsipnya sama dengan sirkulasi alami, tetapi untuk mempercepat terjadinya sirkulasi maka pada sistem dipasang pompa air (Gambar 2.33.). Pompa air ini ada yang ditempatkan pada saluran antara ra diator dengan mesin dimana air yang mengalir ke mesin ditekan oleh pompa, ada juga yang ditempatkan pada saluran antara mesin dengan radiator

dimana air diisap dari mesin dan ditekan ke ra diator.

Gambar 2.33. Sirkulasi dengan tekanan pompa (New Step 1, 1995)

Kapasitas air pendingin pada sistem sirkulasi air dengan tekanan ini lebih sedikit dari pada sistem sirkulasi alam karena pergantian air dari panas ke dingin berlangsung dengan cepat dan sebanding dengan kecepatan pompa serta dimensi pompa yang disesuaikan dengan kebutuhan mesin.

2.3.2. Proses pendinginan pada mesin

Pada mesin bensin ataupun pada mesin diesel proses pendinginan tergantung pada sistem pendinginan yang digunakan. Pada pendinginan udara, commit to user

karena panas selanjutnya air akan berpindah secara alamiah berdasarkan rapat massa sehingga terjadi sirkulasi alamiah untuk pendinginannya.

2.3.3. Komponen - komponen sistem pendingin air

1. Ra diator

Ra diator pada sistem pendinginan berfungsi untuk mendinginkan air atau

membuang panas air ke udara melalui sirip-sirip pendinginnya. Konstruksi

ra diator dapat dilihat pada gambar 2.34.

Konstruksi ra diator terdiri dari: a) Tangki atas

Tangki atas berfungsi untuk menampung air yang telah panas dari mesin. Tangki atas dilengkapi dengan lubang pengisian, pipa pembuangan dan saluran masuk dari mesin. Lubang pengisian harus ditutup dengan tutup radiator. Pipa pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air dalam sistem pendinginan yang disebabkan oleh ekspansi panas dari air keluar atau ke tangki reservoir. Saluran masuk ditempatkan agak ke ujung tangki atas.

b) Inti radiator (ra diator core)

Inti radiator berfungsi untuk membuang panas dari air ke udara agar suhu air lebih rendah dari sebelumnya. Inti radiator terdiri dari pipa-pipa air untuk mengalirka air dari tangki atas ke tangki bawah dan sirip-sirip pendingin untuk membuang panas air dalam pipa-pipa air. Udara juga dialirkandiantara sirip-sirip pendingin agar pembuangan panas secepat mungkin. Warna inti ra diator dibuat hitam agar pepindahan panas radiasi dapat terjadi sebesar mungkin. Besar kecilnya inti ra diator tergantung pada kapasitas mesin dan jumlah pipa-pipa air dan sisrip-siripnya.

c) Tangki bawah

Tangki bawah berfungsi untuk menampung air yang telah didinginkan oleh inti ra diator dan selanjutnya disalurkan ke mesin melalui pompa. Pada tangki

bawah juga dipasangkan saluran air yang berhubungan dengan pompa air dan saluran pembuangan untuk membuang air ra diator pada saat membersihkan

ra diator dan melepas ra diator.

Gambar 2.34. Konstruksi ra diator

(New Step 1, 1995) 2. Tutup Ra diator

Tutup ra diator berfungsi untuk menaikkan titik didih air pendingin dengan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara luar. Di samping itu pada sistem pendinginan tertutup, tutup radiator berfungsi untuk mempertahankan air pendingin dalam sistem meskipun dalam keadaan dingin atau panas. Untuk maksud tersebut tutup radiator dilengkapi dengan katup pengatur tekanan (reliefva lve) dan katup vakum. Konstruksi tutup radiator dapat dilihat pada gambar 2.35.

Gambar 2.35. Konstruksi tutup radiator

(New Step 1, 1995) Cara kerja katup-katup pada tutup radiator

Pada saat mesin dihidupkan suhu air pendingin segera naik dan akan menyebabkan kenaikan volume air sehingga cenderung keluar saluran pengisian

ra diator. Keluarnya air tersebut ditahan oleh katup pengatur tekanan sehingga

pipa pembuangan (Gambar 2.36.a). Pada saat suhu air pendingin turun akan terjadi penurunan volume, yang akan menyebabkan terjadinya kevakuman dalam sistem yang selanjutnya akan membuka katup vakum sehingga dalam sistem tidak terjadi kevakuman lagi (Gambar 2.36.b). Sistem yang menggunakan tangki reservoir, kevakuman akan diisi oleh air sehingga air dalam sistem akan tetap (Gambar 2.37.). Bila sistem tidak menggunakan tangki reservoir maka yang masuk adalah udara.

(a) (b)

Gambar 2.36. Kerja katup pengatur tekanan dan katup vakum (New Step 1, 1995)

Gambar 2.37. Ra diator dengan tangki reservoir

(New Step 1, 1995) 3. Pompa Air

Pompa air berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan antara saluran isap dengan saluran tekan pada pompa. Pompa air yang biasa digunakan adalah pompa sentrifugal. Pompa air ini digerakkan oleh mesin dengan bantuan tali kipas (“V” belt) dan puli dengan

perbandingan putaran antara pompa air dengan mesin sekitar 0,9 sampai 1,3. Hal ini dimaksudkan agar dapat mengalirkan air pendingin sesuai dengan operasi mesin. Konstruksi pompa radiator dapat dilihat pada gambar 2.38.

Gambar 2.38. Konstruksi pompa air radiator (New Step 1, 1995)

Komponen-komponen pompa air adalah sebagai berikut: a) Poros (sha ft)

Poros merupakan komponen utama pada pompa dimana pada bagian depannya dihubungkan dengan puli dan bagian belakangnya dihubungkan dengan

impeller pompa. Poros ini biasanya ditumpu oleh 2 bantalan peluru yang dibuat

menjadi satu dengan porosnya. Di dalam rumah bantalan juga terdapat pelumas gemuk yang special sehingga tidak perlu lagi dilumasi dari luar. Apabila bantalannya sudah rusak, maka porosnya harus diganti secara keseluruhan.

b) Impeller

Impeller berfungsi untuk membuat perbedaan tekanan pada pompa apabila

diputar. Bentuk sudu yang biasa digunakan adalah bentuk sudu dengan arah berlawanan dengan arah putarnya. Bentuk sudu seperti ini dapat menciptakan aliran tetap sempurna tanpa adanya ka vita si.

c) Wa ter pump sea l

Wa ter pump sea l berfungsi untuk mencegah bocornya air dari sistem

pendinginan ke luar pada poros pompa air. Pencegahan bocornya air dilakukan oleh cincin arang yang dipasang pada perapat dimana cincin-cincin ini saling menekan satu dengan yang lainnya. Apabila perapat ini telah bocor, maka untuk menggantinya harus melepas impellercommit to user terlebih dahulu.

Gambar 2.39. Penggerak kipas dengan motor listrik (New Step 1, 1995)

Kipas pendingin biasa digerakkan oleh putaran puli poros engkol. Poros kipas biasa sama dengan poros pompa air sehingga putaran kipas sama dengan putaran pompa. Pada kipas pendingin listrik digerakkan oleh motor listrik akan menghasilkan efisiensi pendinginan yang lebih baik (terutama pada kecepatan rendah dan beban berat) dan membantu pemanasan awalair pendingin yang lebih cepat, penggunaan bahan bakar yang lebih hemat, dan mengurangi suara berisik Cara kerja kipas pendingin listrik adalah sebagai berikut:

(a) (b)

Gambar 2.40. Rangkaian cara kerja kipas pendingin electric

(New Step 1, 1995)

Bila suhu air pendingin dibawah 83 ºC temperature switch ON dan rela y

berhubungan dengan masa. Fa n rela y coil terbuka dan motor tidak bekerja (Gambar 2.40.a). Bila suhu air pendingin di atas 83 ºC, temperature switch akan

OFF dan sirkuit rela y ke masa terputus. Fa n rela y tertutup, maka konta k poin

merapat dan kipas mulai bekerja (Gambar 2.40.b). 5. Katup Thermostat

Katup thermostat berfungsi untuk menahan air pendingin bersirkulasi pada saat suhu mesin yang rendah dan membuka saluran air dari mesin ke ra diator

pada saat suhu mesin mencapai suhu idealnya. Katup thermostat biasanya dipasang pada saluran air keluar dari mesin ke ra diator yang dimaksudkan agar lebih mudah untuk menutup saluran bila mesin dalan keadaan dingin dan mebuka saluran bila mesin sudah panas. Ada 2 tipe thermostat, yaitu tipe bellow dan tipe

wa x. Kebanyakan termostat yang digunakan adalah tipe wax (Gambar 2.41.). Di samping itu thermostat tipe wa x ada yang menggunakan katup by pa ss dan tidak menggunakan katup bypa ss.

Gambar 2.41. Thermostat tipe wa x

(New Step 1, 1995) Cara kerja katup thermostat adalah sebagai berikut:

Pada saat suhu air pendingin rendah katup tertutup atau saluran dari mesin

ke ra diator terhalang oleh wa x (lilin) yang belum memuai. Bila suhu air

pendingin naik sekitar 80 sampai dengan 90 derajat Celcius maka lilin akan memuai dan menekan karet. Karet akan berubah bentuk dan menekan poros katup. Oleh karena posisi poros tidak berubah maka maka karet yang sudah berubah tersebut akan membawa katup untuk membuka (Gambar 2.42.).

Gambar 2.42. Katup thermostat pada saat suhu 80-90 ºC (New Step 1, 1995) commit to user

Gambar 2.43. Thermostat dengan katup bypa ss

(New Step 1, 1995)

Cara kerja katup by pa ss pada thermostat dapat dilihat pada sistem pendingin mesin pada saat mesin dingin (Gambar 2.44.) dan saat mesin panas (Gambar 2.45.)

Gambar 2.44. Thermostat dengan katup bypa ss pada saat mesin dingin (New Step 1, 1995)

Gambar 2.45. Thermostat dengan katup bypa ss pada saat mesin panas (New Step 1, 1995)

38 BAB III

PERENCANAAN DAN GAMBAR KOMPONEN

3.1. Metodologi Pengerjaan Tugas Akhir

Proses pengerjaan Tugas Akhir yang akan dilakukan secara garis besar dijelaskan seperti gambar diagram alir di bawah ini :

Ya Tidak

Ya Tidak

Ya Tidak

Tidak

Gambar 3.1. Diagram alir pengerjaan tugas akhir Mulai

Mengecek kinerja awal sistem AC Pengambilan data awal

kinerja sistem AC

Melepas dan membongkar komponen

Perawatan dan perbaikan komponen

Pemasangan kembali Ganti

baru

Finishing

Pengujian kerja sistem AC

Pengambilan data akhir kinerja sistem AC

Selesai

Menentukan komponen yang tidak berfungsi Dingin

Berfungsi

Berfungsi

OK

Pengecekan awal bertujuan untuk mengetahui bagaimana keadaan sistem AC sebelum mengalami perbaikan agar dapat dibandingkan hasilnya setelah mengalami perbaikan dan penambahan komponen.

2) Pengambilan data awal kinerja sistem AC

Data awal yang akan di ambil meliputi suhu dan kelembaban sisi keluaran evaporator, suhu dan kelembaban ruangan, serta kecepatan aliran hembusan blower evaporator. Data awal merupakan ukuran kinerja AC sebelum mengalami perbaikan. Data ini nantinya akan digunakan untuk membandingkan kinerja AC setelah mengalami perbaikan. Dari data awal juga akan terlihat komponen apa saja yang tidak berfungsi dengan baik.

3) Pelepasan dan pembongkaran komponen

Pembongkaran dilakukan bertujuan untuk mengetahui kondisi spare part

tiap-tiap komponen secara detail, dimana hal ini tidak mungkin bisa dilakukan dengan pemeriksaan komponen secara visual dari luar saja. Pemeriksaan dilakukan setelah komponen dibongkar, berguna untuk menentukan komponen mana saja yang masih bisa dipergunakan dan yang harus diganti.

4) Perawatan, perbaikan dan penggantian komponen

Komponen-komponen yang telah diperiksa dikelompokkan dan selanjutnya akan ditindaklanjuti sesuai dengan kebutuhan komponen tersebut. Perlakuan apa yang tepat untuk setiap komponen dengan melihat kondisinya. 5) Pemasangan kembali komponen sistem AC

Setelah dilakukan perawatan dan perbaikan, komponen dirangkai dan dipasang pada tempat semula. Pada tahap ini juga melakukan pemasangan komponen tambahan, yaitu double evaporator.

6) Finishing

Pekerjaan finishing dilakukan untuk memasang komponen – komponen pelengkap dan komponen pendukung sistem AC sebelum diuji kinerjanya. commit to user

7) Pengujian kelayakan kinerja sistem AC dan pengambilan data akhir

Uji kelayakan sistem dilakukan setelah semua komponen selesai direkondisi dan telah kembali terpasang secara lengkap. Hal ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan unjuk kerja sistem saat sebelum direkondisi dan setelah direkondisi.

Untuk mengetahui kinerja sistem AC, maka dilakukan pengambilan data akhir untuk mengetahui seberapa besar perubahan yang terjadi setelah sistem AC mnegalami perbaikan dan penambahan komponen. Jika hasil kinerja AC belum sesuai dengan yang diharapkan, maka perlu dilakukan perbaikan lagi hingga kinerja AC optimal.

Kinerja AC dapat dikatakan optimal jika penumpang di dalam mobil merasakan kesejukan dan kenyamanan yang sama antara pengemudi dengan penumpang yang duduk di kursi tengah dan kursi belakang. Ukuran kenyamanan sebuah sistem AC mobil ada di kisaran suhu 20-25ºC dan kelembaban udara antara 40-60%.

3.2.1. Rencana langkah perbaikan komponen

1. Rencana langkah perbaikan evaporator dan katup ekspansi

Tidak

Gambar 3.2. Diagram alir rencana perbaikan evaporator Mulai

Melepas evaporator dari dudukan - _{Melepas pipa} refrigerant

- _{Melepas kabel-kabel}

Pembongkaran komponen evaporator

- Blower

- _Evaporator - _{Katup ekspansi}

Perawatan dan perbaikan

Pemasangan kembali

Finishing

Selesai

Ganti baru _Berfungsi

Tidak

Ya

Gambar 3.3. Diagram alir rencana pemasangan double evaporator

Mulai

Perencanaan dan pemilihan bentuk dan tipe double evaporator

Pengecekan kondisi double evaporator

dan posisi pemasangan

Penyesuaian - _Bentuk - _Dimensi - _Dudukan

Pemasangan

Finishing

- _Kelistrikan - _{Selang refrigerant}

Selesai Sesuai

3.3. Gambar Komponen Sistem AC

( Evaporator dan Katup Ekspansi )

1. Motor blower evaporator

Pada gambar 3.4. terlihat motor blower yang digunakan pada evaporator depan

dan double evaporator. Blower yang digunakan adalah tipe sentrifugal jenis

sirocco fan.

Gambar 3.4. Motor blower evaporator 2. Katup ekspansi tipe thermostatic

Jenis katup ekspansi yang digunakan pada sistem AC mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989 adalah tipe thermostatic seperti yang terlihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5. Katup ekspansi tipe thermostatic

3. Kaleng refrigerant

Kaleng tempat refrigerant yang dipakai dapat dilihat pada gambar 3.6.

Gambar 3.6. Kaleng refrigerant

Gambar 3.7. Regulator pengisian kaleng refrigerant

5. Sambungan T selang refrigerantdouble evaporator

Gambar 3.8. Sambungan T untuk selang double evaporator

Gambar 3.8. adalah bentuk dari sambungan T selang refrigerant yang digunakan untuk pencabangan selang refrigerant menuju double evaporator.

44 BAB IV

PERBAIKAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Langkah Pengerjaan Proyek Akhir

Langkah kerja yang dilakukan sesuai dengan rencana kerja yang telah dibuat agar pengerjaan lebih terorganisir dengan baik. Pengerjaan Proyek Akhir ini meliputi : pengecekan kondisi awal kinerja sistem AC, pengambilan data awal performa AC, pembongkaran, perawatan, dan perbaikan, pemasangan kembali dan pemasangan komponen tambahan, finishing, pengisian refrigerant, dan pengetesan performa sistem AC.

4.1.1. Pengecekan kondisi awal kinerja sistem AC

Pengecekan awal bertujuan untuk mengetahui bagaimana keadaan sistem AC sebelum mengalami perbaikan agar dapat dibandingkan hasilnya setelah mengalami perbaikan dan penambahan komponen. Langkah – langkah pengecekan sebagai berikut :

a) Menghidupkan mesin mobil dan menunggu hingga mesin mencapai suhu optimal dan putaran mesin stabil.

b) Menghidupkan sistem AC, dan melihat bagaimana kinerja awal dari sistem AC tersebut.

c) Hasil dari pengecekan ini adalah sistem AC tidak berfungsi dengan baik. Udara yang keluar dari evaporator sama sekali tidak dingin. Ada beberapa masalah yang ditemukan pada sistem di antaranya :

- Kompresor tidak berfungsi karena ma gnetic clutch tidak bekerja. Ada 2 kemungkinan yang dapat menyebabkan hal tersebut yaitu : tidak adanya arus listrik yang mengalir ke perangkat ma gnetic clutch dan tidak adanya

refrigera nt dalam sistem sehingga ma gnetic clutch tidak bekerja karena

ma gnetic clutch bekerja berdasarkan pressure sensor yang mendeteksi ada

tidaknya refrigerant dalam sistem.

- Tidak adanya refrigera nt di dalam sistem karena terdapat kebocoran di beberapa sambungan pipa.

- Ada kerusakan pada ducting evaporator yang ada di bawah da shboa rd

antara lain :

1) Suhu evaporator

a. Suhu sisi keluar evaporator

Tabel 4.1. Data suhu sisi keluar evaporator

No. Posisi pengukuran

Level putaran blower dan thermostatrela y

Rela y 1

Blower 1

Rela y 1

Blower 3

Rela y 10

Blower 1

Rela y 10

Blower 3

1 Duct kiri 30,1 ºC 29,4 ºC 30,2 ºC 29,4 ºC 2 Duct tengah 29,9 ºC 29,4 ºC 30 ºC 29,6 ºC 3 Duct kanan 29,7 ºC 29,6 ºC 29,9 ºC 29,6 ºC

Hasil pengukuran suhu evaporator menunjukkan angka yang hampir sama, karena kondisi awal dari sistem AC yang tidak bekerja.Suhu yang terukur bukanlah suhu pendinginan melainkan suhu udara biasa yang ditiup oleh blower, karena tidak ada proses refrigerasi yang terjadi. Penyetelan thermostat rela y pun tidak berpengaruh terhadap suhu yang dihasilkan.

2) Kelembaban udara evaporator

a. Kelembaban udara pada sisi keluar evaporator

Tabel 4.2. Data kelembaban udara sisi keluar evaporator

No. Posisi pengukuran

Level putaran blower dan thermostatrela y

Rela y 1

Blower 1

Rela y 1

Blower 3

Rela y 10

Blower 1

Rela y 10

Blower 3

1 Duct kiri 73 % 75 % 72 % 75 %

2 Duct tengah 73 % 75 % 73 % 75 %

3 Duct kanan 74 % 76 % 72 % 74 %

b. Kelembaban udara pada sisi masuk evaporator

Tabel 4.3. Data kelembaban udara sisi masuk evaporator

No. Posisi pengukuran

Level putaran blower dan thermostatrela y

Rela y 1

Blower 1

Rela y 1

Blower 3

Rela y 10

Blower 1

Rela y 10

Blower 3

1 Blower kiri 71 % 71 % 70 % 72 %

2 Blower kanan 70 % 71 % 70 % 71 %

Pada sistem AC yang bekerja normal, kelembaban udara pada sisi masuk evaporator lebih tinggi daripada sisi keluar evaporator karena kandungan air dalam udara yang masuk ke evaporator akan ditangkap oleh coil-coil evaporator yang selanjutnya akan menjadi air kondensat. Udara yang keluar dari evaporator akan berkurang kelembabannya dan cenderung kering. Tetapi hasil pengukuran kelembaban udara antara sisi masuk dan sisi keluar evaporator tidak mengalami perubahan yang mencolok karena tidak ada siklus refrigerasi yang melewati evaporator.

3) Tekanan refrigerant

a. Suction : 0 Psi

b. Discha rge : 0 Psi

Pada kondisi AC mati, sistem AC yang normal akan menunjukkan keberadaan refrigera nt dalam sistem dengan adanya tekanan pada sisi tekanan rendah dan sisi tekanan tinggi diukur dengan manifold gauge. Tetapi pada sistem AC mobil ini tidak ada tekanan yang terbaca menandakan di dalam sistem tidak

ada refrigerant. Ini di akibatkan adanya kebocoran dalam sistem sehingga

refrigera nt menguap keluar sistem.

Tidak adanya refrigera nt atau kurangnya refrigerant dalam sistem juga dapat menyebabkan magnetic clutch pada kompresor tidak berfungsi karena adanya pressureswitch yang berfungsi sebagai pengaman komponen kompresor. Jika tidak ada refrigera nt yang bersirkulasi sedangkan kompresor tetap bekerja maka dapat menyebabkan rusaknya komponen dalam kompresor karena

refrigera nt dalam sistem juga berfungsi sebagai pendingin dan pelumas

kompresor.

4 Duct kanan 1.5 m/s 4.5 m/s

Hasil pengukuran kecepatan aliran udara pada blower menunjukkan kondisi blower dan switch pengatur kecepatan aliran masih baik. Ini ditunjukkan dengan naiknya kecepatan aliran seiring meningkatnya level switch pengatur kecepatan aliran.

4.1.3. Perbaikan komponen sistem AC

Sistem AC Mobil mempunyai beberapa komponen utama yaitu : kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Komponen utama sistem AC yang dibahas pada bab ini adalah evaporator dan katup ekspansi. Komponen-komponen tersebut sebelumnya telah ada pada mobil Toyota Kijang 5K yang digunakan sebagai obyek Tugas Akhir, tetapi kondisi komponen tersebut memerlukan perbaikan dan perawatan.

Perawatan dan perbaikan difokuskan pada komponen evaporator. Katup ekspansi tidak memerlukan perbaikan karena kondisi katup ekspansi masih bagus. Terdapat komponen tambahan yang dipasang pada sistem AC yaitu double

eva porator untuk memberikan kenyamanan yang lebih baik bagi penumpang

mobil yang duduk di belakang pengemudi. 1) Pembongkaran evaporator

Posisi awal evaporator ada dibawah da shboard depan. Posisi evaporator depan dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Posisi evaporator depan

Pembongkaran evaporator bertujuan untuk mengetahui kondisi per bagian dari komponen evaporator serta agar proses perawatan evaporator lebih mudah dilakukan. Langkah pembongkaran evaporator adalah sebagai berikut :

- Melepas pipa-pipa refrigerant yang masuk dan keluar evaporator - Melepas kabel-kabel dari unit blower

- Melepas ducting evaporator yang menuju grill samping da shboard

- Melepas baut pemegang evaporator dan baut pada braket samping evaporator - Mengeluarkan unit evaporator dari da shboa rd mobil

- Membongkar unit evaporator dengan melepas rumah unit pendingin - Melepas rumah blower

- Melepas fa nblower

2) Perawatan Evaporator

Perawatan evaporator meliputi pembersihan dan pengecekan komponen. Langkah-langkah perawatan komponen evaporator adalah sebagai berikut :

- Membersihkan kipas blower dengan air gun, agar debu-debu yang melekat pada kipas blower dapat bersih

- Membersihkan rumah blower dari debu-debu yang melekat - Membersihkan rumah evaporator

- Membersihkan sirip-sirip pada evaporator, apabila terdapat debu yang melekat pada sirip-sirip evaporator dapat mengakibatkan udara yang dihembuskan ke evaporator tidak dapat lewat dengan lancar, yang mengakibatkan udara yang dihembuskan kurang maksimal

- Mengecek motor blower apakah masih baik atau tidak, dengan menghubungkan langsung motor blower dengan aki, dan di lihat putaran motor blower. Jika masih kencang dan tidak bising, berarti masih baik

- Mengecek kondisi katup ekspansi. Jika terdapat bekas oli berarti terdapat kebocoran pada sambungan antara katup ekspansi dengan evaporator.

3) Pemasangan Kembali Evaporator

Setelah proses perawatan evaporator selesai, evaporator lalu dipasangkan kembali ke posisi awal. Langkah pemasangan merupakan langkah kebalikan dari langkah pembongkaran, yaitu sebagai berikut :

- Merangkai kabel kelistrikan blower

- Memasang pipa-pipa refrigerant yang masuk dan keluar evaporator 4.1.4. Pemasangan doubleeva porator

Sebelum double evaporator dapat dipasang, perlu dibuatkan dudukan pemegang evaporator. Dudukan ditempelkan pada atap kabin dengan baut. Bahan dudukan adalah pipa besi kotak. Langkah pemasangan doubleeva porator adalah sebagai berikut :

- Penentuan letak doubleeva porator yang akan dipasang terlihat pada gambar 4.2. Penempatan posisi double evaporator juga dipertimbangkan dari segi estetika pemasangan double eva porator.

Gambar 4.2. Posisi penempatan doubleeva porator

- Melepas penutup atap kabin mobil untuk memudahkan pembuatan braket dudukan doubleeva porator

- Menentukan dimensi braket dudukan yang akan dibuat dan disesuaikan dengan besi yang ada di atap kabin mobil

- Membuat dudukan double eva porator dari pipa besi kotak. Bentuk awal dudukan untuk double eva poratorcommit to user dapat dilihat pada gambar 4.3. berikut ini.

Gambar 4.3. Braket dudukan doubleeva porator

- Melubangi besi atap dengan bor tangan sebagai tempat baut braket dudukan

doubleeva porator. Posisi pembuatan lubang baut sesuai dengan gambar 4.4.

Gambar 4.4. Pembuatan lubang baut braket

- Menempelkan braket dudukan pada besi atap kabin mobil. Bentuk dudukan yang sudah jadi dapat dilihat pada gambar 4.5.

Gambar 4.5. Hasil pemasangan braket

- Membuat jalan selang dari dan menuju double eva porator menggunakan gerinda potong. Pembuatan jalan selang refrigerant dapat dilihat pada gambar 4.6.

Gambar 4.6. Pembuatan jalan selang refrigera nt

- Menentukan panjang selang yang keluar masuk doubeeva porator

- Mengatur letak selang doubleeva porator agar aman dari gesekan. Jalur selang

refrigera nt dan selang air kondensat yang telah terpasang dapat dilihat pada

gambar 4.7.

Gambar 4.7. Posisi jalur selang refrigera nt

- Mencocokkan dimensi dan bentuk ca singdoubleeva porator dengan bentuk atap bagian dalam kabin mobil menggunakan gerinda tangan agar tidak ada celah antara ca sing dengan atap kabin mobil. Pengerindaa casing double evaporator sesuai dengan gambar 4.8.

Gambar 4.8. Penggerindaan ca singdoubleeva porator

- Memasang doubleeva porator beserta instalasi selang refrigera nt, selang pembuangan air kondensat, dan kabel kelistrikan doubleeva porator. Sebelum selang dipasangkan, semua sambungan harus diberi isolasi pipa untuk

pengamanan dari kebocoran. Double eva porator yang telah terpasang dapat dilihat pada gambar 4.9.

Gambar 4.9. Doubleeva porator yang sudah terpasang

- Membuat pencabangan selang untuk keperluan double eva porator. Pencabangan selang menggunakan sambungan T. Selang berukuran 3/8 yang menuju double eva porator dicabangkan pada pipa keluaran setelah receiver

dryer. Sambungan T selang refrigera nt dapat dilihat pada gambar 4.10. dan

4.11.

Gambar 4.10. Sambungan T sebelum masuk evaporator

- Sedangkan selang 5/8 yang keluar dari double eva porator dicabangkan pada selang suction kompresor.

Gambar 4.11. Sambungan T setelah keluar doubleeva porator

Gambar 4.12. Braket selang refrigera nt

4.1.5. Spesifikasi komponen 1) Evaporator

Bentuk evaporator depan dapat dilihat pada gambar 4.13.

Gambar 4.13. Evaporator

Evaporator yang terdapat pada mobil Toyota Kijang 5K adalah jenis pla te fin yang digabung dengan komponen lain menjadi sebuah unit komponen pengkondisian udara, antara lain : ca sing, ducting, katup ekspansi, blower

evaporator, controlswitch, dan pengatur temperatur evaporator.

Gambar 4.14. Evaporator tipe pla tefin

Gambar 4.14. memperlihatkan jenis evaporator yang dipakai untuk evaporator depan dan juga double eva porator yaitu evaporator tipe pla te fin.

2) Katup ekspansi

Katup ekspansi yang digunakan adalah tipe thermostatic. Tipe

thermostatic lebih banyak dipergunakan pada AC mobil karena aliran refrigerant

fluktuatif mengikuti putaran kompresor yang di gerakkan oleh putaran mesin.

Katup ekspansi ini akan mengatur jumlah aliran refrigera nt yang diuapkan di evaporator sesuai dengan keadaan temperatur pada evaporator. Akibat dari aliran

refrigera nt yang tidak tetap ini, maka suhu ruangan dapat diturunkan berdasarkan

panas yang ada pada evaporator. Katup ekspansi yang dipakai pada evaporator dapat dilihat pada gambar 4.15.

Gambar 4.15. Katup ekspansi tipe thermostatic

3) Blower evaporator

Blower yang terpasang pada evaporator mempunyai tipe sentrifugal yaitu udara ditarik sejajar sumbu putar dan dihembuskan tegak lurus sumbu putar searah dengan gaya sentrifugal. Dapat dlihat pada gambar 4.16.

kecepatan blower adalah level paling rendah. Ini menunjukkan bahwa thermostat rela y berfungsi dengan baik, karena level yang semakin tinggi akan menghasilkan suhu keluaran evaporator yang semakin dingin. Kecepatan blower yang rendah juga berpengaruh pada suhu keluaran evaporator. Aliran udara yang pelan akan membuat kalor yang ditangkap oleh coil dan fin evaporator semakin banyak sehingga udara hasil keluaran evaporator semakin dingin.

b. Suhu sisi keluar evaporator belakang / doubleeva porator

Pemasangan double eva porator di belakang bertujuan agar penumpang yang duduk di kursi belakang juga merasakan kenyamanan yang sama dengan pengendara yang duduk di kursi depan. Untuk mengetahui performa pendinginan dari komponen tersebut. Maka dilakukan pengukuran suhu keluaran evaporator. Hasilnya adalah sebagai berikut :

Tabel 4.7. Data suhu sisi keluar doubleeva porator

Level Pengaturan Suhu keluaran evaporator

Kecepatan blower level 1 16,8 ºC

Kecepatan blower level 3 19,6 ºC

Pengukuran dilakukan menggunakan thermometer digital yang diletakkan pada grilldouble eva porator. Pada double eva porator ini hanya ada pengaturan kecepatan blower dari level 1 hingga level 3. Hasil pengukuran menunjukkan jika kecepatan aliran blower pelan, maka pendinginan yang terjadi semakin optimal. 3) Kelembaban udara evaporator

Kelembaban relatif adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan jumlah uap air yang terkandung di dalam campuran air-udara dalam fasa gas. Sistem AC yang baik adalah sistem AC yang menghasilkan udara keluaran evaporator yang dingin dan cenderung kering. Ukuran kelembaban relatif yang baik bagi manusia sekitar 40 % – 60 %. Semakin lembab suatu udara yang dihirup manusia, maka darah akan lebih sulit mengikat oksigen yang masuk ke dalam paru-paru.

Pengukuran dilakukan menggunakan humiditymeter digital. Alat humiditymeter ditempelkan pada grill sisi keluar evaporator. Hasil pengukuran menunjukkan kelembaban berada pada rentang 50 % - 66 % yang tergolong baik bagi pengendara mobil. commit to user

Hasil pengukuran kelembaban udara keluaran evaporator adalah sebagai berikut : a. Kelembaban sisi keluar evaporator depan

Tabel 4.8. Data kelembaban udara sisi keluar evaporator

No. Posisi pengukuran

Level putaran blower dan thermostat relay Rela y 1

Blower 1

Rela y 1 Blower 3

Rela y 10 Blower 1

Rela y 10 Blower 3

1 Duct kiri 63 % 61 % 62 % 62 %

2 Duct tengah 57 % 55 % 53 % 55 %

3 Duct kanan 64 % 66 % 66 % 64 %

Terdapat perbedaan kelembaban pada posisi pengambilan data yang berbeda. Ducting tengah menghasilkan kelembaban yang paling baik. Kelembaban cukup tinggi yang terukur pada posisi ducting kanan dan kiri dapat disebabkan oleh saluran ducting yang lumayan panjang sebelum mencapai grill, meskipun perbedaannya tidak terlalu jauh dan masih berada pada toleransi aman.

Pengaturan kecepatan blower dan thermostat rela y tidak terlalu berpengaruh pada kelembaban yang dihasilkan oleh evaporator.

b. Kelembaban sisi keluar evaporator belakang / double evaporator

Pengukuran kelembaban untuk evaporator belakang diperlukan untuk mengetahui seberapa lembab udara hembusan yang dihasilkan oleh komponen double evaporator, mengingat arah hembusan udara keluaran komponen ini langsung mengarah ke muka penumpang yang ada di kursi tengah. Kelembaban yang tinggi akan berdampak buruk bagi penumpang yang ada di kursi tengah tersebut.

Hasil pengukuran kelembaban untuk komponen double evaporator adalah sebagai berikut :

Tabel 4.9. Data kelembaban udara sisi keluar doubleeva porator

Level Pengaturan Kelembaban relatif

Kecepatan blower level 1 55 %

Kecepatan blower level 3 60 %

Hasil pengukuran menunjukkan kelembaban udara yang baik bagi manusia. Jadi komponen double evaporator ini tergolong aman untuk penggunaan jangka panjang bagi manusia.

4) Kecepatan aliran udara blower evaporator

a. Kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator depan

Tabel 4.10. Data kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator

No. Posisi pengukuran Pengaturan kecepatan blower Level 1 Level 3

1 Duct kiri 2.7 m/s 3.5 m/s

2 Duct tengah 4.8 m/s 12.5 m/s

3 Duct kanan 2.4 m/s 4.5 m/s

b. Kecepatan aliran udara pada sisi keluar doubleeva porator

Tabel 4.11. Data kecepatan aliran udara sisi keluar doubeeva porator

Putaran blower

Kecepatan aliran

Grill kiri Grill tengah kiri

Grill tengah kanan

Grill kanan

Level 1 2.0 m/s 1.2 m/s 1.5 m/s 2.1 m/s

Level 3 4.1 m/s 4.8 m/s 4.3 m/s 4.3 m/s

Hasil pengukuran kecepatan aliran udara pada blower menunjukkan kondisi blower dan switch pengatur kecepatan aliran masih baik. Ini ditunjukkan dengan naiknya kecepatan aliran seiring meningkatnya level switch pengatur kecepatan aliran. Posisi grill tidak terlalu berpengaruh pada kecepatan aliran karena hembusan udara dari blower evaporator langsung mengalir lurus menuju grill sisi keluar evaporator tanpa terganggu desain ducting.

5) Suhu dan kelembaban udara dalam kabin mobil

Tujuan dari perawatan dan perbaikan sistem AC mobil adalah untuk meningkatkan kenyamanan bagi pengendara. Sebelum dilakukan perawatan dan perbaikan, kondisi di dalam mobil sangatlah tidak nyaman.

Sebelum dlakukan perawatan dan perbaikan, kondisi AC mobil tidak berfungsi. Saat mobil melaju, pengendara mobil sering membuka jendela untuk mengurangi kondisi gerah di dalam kabin. Ini tentu sangat berbahaya bagi pengendara, apalagi saat mobil melaju kencang sementara kondisi jalan padat. commit to user

Saat mobil dalam keadaan diam, suhu di dalam ruangan mencapai 32 ºC. Kondisi ini akan bertambah parah apabila mobil baru saja parkir di bawah terik matahari. Pengendara merasa terganggu dan konsentrasi berkendara menjadi berkurang. Faktor kenyamanan sangat berpengaruh pada konsentrasi dan fisik dari pengendara. Ruangan yang gerah dan lembab akan lebih cepat menguras tenaga pengendara. Kondisi ini dapat memicu kecelakaan.

Kondisi kabin mobil yang nyaman bagi pengendara yang berkendara di siang hari untuk wilayah Asia, khususnya Indonesia adalah sekitar 20 – 25 ºC, dengan kelembaban udara relatif sekitar 50 %.

Pengukuran suhu dan kelembaban ruangan dalam mobil perlu dilakukan untuk mengetahui kondisi yang dialami pengendara saat berada di dalam mobil. Pengukuran dilakukan pada siang hari dan mobil berada pada ruangan terbuka. Mobil pada kondisi diam, semua jendela dan pintu tertutup rapat dan putaran mesin di kisaran 2000 rpm. Di dalam mobil ada 4 orang penumpang dewasa dan pengambilan data dilakukan selama 30 menit.

Hasil pengukuran kondisi ruangan dalam mobil adalah sebagai berikut : Tabel 4.12. Data suhu dan kelembaban udara di dalam kabin mobil

Lokasi pengukuran Suhu dalam kabin Kelembaban

Kursi depan 21,3 ºC 49 %

Kursi tengah 24,5 ºC 48 %

Kursi belakang 26,7 ºC 52 %

Evaporator depan diatur pada posisi thermostat relay level 5, dan pengaturan kecepatan blower level 1. Sedangkan double eva porator di atur pada kecepatan blower level 1. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa kondisi kabin mobil sudah cukup nyaman bagi pengendara. Dengan suhu rata – rata 24 ºC, pengendara akan tetap merasa nyaman walaupun berkendara saat cuaca terik sekalipun. Rata – rata kelembaban relatif 50% adalah kondisi yang aman bagi kesehatan pengendara meskipun penggunaanya untuk jangka panjang.

Pemasangan komponen double eva porator sangat berpengaruh pada kenyamanan dalam kabin mobil. Sebelum ada double evaporator, hembusan udara dingin hanya dirasakan oleh pengendara yang duduk di kursi depan. Dengan adanya double eva porator, penumpang yang ada di kursi tengah dan kursi commit to user

belakang juga merasakan kenyaman yang sama dengan pengendara yang ada di depan. Tetapi untuk penumpang yang duduk di kursi belakang, hembusan udara dingin tidak terlalu terasa karena memang hembusan udara dari doubleeva porator tidak terlalu kencang.

Dengan tercapainya tujuan dari perawatan dan perbaikan sistem AC serta pemasangan komponen double eva porator maka pengerjaan sistem AC ini berhasil baik.

68

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari seluruh proses pelaksanaan tugas akhir tentang perbaikan dan perawatan sistem pengkondisian udara pada mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989 adalah sebagai berikut :

1. Kerusakan yang terjadi pada sistem pengkondisian udara pada mobil Toyota Kijang 5K yang digunakan sebagai proyek akhir ini disebabkan kebocoran sistem dan kekosongan refrigerant di dalam sistem.

2. Perbaikan komponen katup ekspansi dan evaporator , serta pemasangan komponen double evaporator meningkatkan kinerja sistem AC mobil dan kemampuan pengkondisian udara menjadi lebih baik. Suhu yang dihasilkan oleh keluaran evaporator yang awalnya berkisar 30 ºC dengan kelembaban sekitar 73% turun menjadi 22 ºCdengan kelembaban rata-rata 50%.

5.2. Saran

1. Pemeriksaan kondisi dan kinerja sistem pengkondisian udara pada mobil sebaiknya dilakukan secara rutin seperti pemeriksaan kondisi refrigerant dan suhu yang dihasilkan oleh sistem untuk menjaga agar performa sistem pengkondisian udara tetap optimal.

2. Refrigerant yang dipakai harus refrigerant R-134a yang ramah lingkungan.

3. Pengisian dan penambahan refrigerant sebaiknya menggunakan refrigerant dalam kemasan kaleng yang lebih terjamin kemurniannya.

4. Penggantian receiver dryer harus dilakukan setiap 1 tahun sekali.