Pengaruh jenis coolant terhadap efektivitas sistem pendingin mesin mobil avanza tipe 1.3 E MT tahun 2017

## Ricki Azhari Pohan, Jhonni Rahman
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam Riau Jl. Kaharuddin Nst, No.113, Simpang Tiga, Bukit Raya, Kota Pekanbaru, Riau Email korespondensi: rickipohan@student.uir.ac.id

## Abstrak
Perkembangan  teknologi  di  dunia  otomotif  semakin  meningkat  setiap  hari.  Penggunaan  kendaraan  selalu disertai dengan bahan bakar, di mana bahan bakar digunakan dalam proses pembakaran di dalam silinder yang akan  menimbulkan  panas  pada  mesin.  Suhu  mesin  harus  dapat  distabilkan  dengan  sistem  pendingin  dalam menghasilkan kinerja mesin yang optimal. Panas tersebut jika tidak mendapatkan pendinginan yang baik, akan menjadi  penyebab  berubahnya  sifat-sifat  mekanis  beserta  bentuk  dari  komponen  mesin.  Sifat  serta  komponen mesin bila telah berubah akan menyebabkan komponen mesin terganggu dan mengurangi usia pakai dari suatu mesin. Kajian ini menggunakan metode eksperimental, sedangkan metode analisis digunakan dalam pengolahan analisis variasi satu faktor dengan memvariasikan tiga jenis water coolant dengan variasi 1000, 1500, 2000, dan 2300  rpm.  Pengukuran  dilakukan  dengan  mengukur  pada  suhu  masuk  dan  keluar  radiator.  Variabel  yang digunakan dalam kajian ini yaitu laju perpindahan panas, koefisien panas menyeluruh, dan efektivitas fluida.
Kata kunci : radiator, laju perpindahan panas, koefisien panas menyeluruh, efektivitas radiator, coolant.

## Abstract
Technological developments are increasing day by day in the automotive world. The use of vehicles is always accompanied by fuel, where the fuel is used in the combustion process in the cylinder which will cause heat in the engine. The engine temperature must be stabilized with the cooling system to produce optimal engine performance. If the heat does not get good cooling, it will cause changes in the mechanical properties and the shape of the engine  components.  The  nature  and  components  of  the  machine  when  it  has  changed  will  cause  the  engine components to be disrupted and reduce the service life of a machine. This study used an experimental method, while the analysis method used a one-factor variation analysis processing by varying the three types of water coolant  with  rpm  variations  of  1000,  1500,  2000,  and  2300.  Measurements  were  made  by  measuring  the temperature at the inlet and outlet temperatures of the radiator. The variables used in the study these are the heat transfer rate, the overall heat coefficient, and the effectiveness of the fluid.
Keywords: radiator, heat transfer rate, overall heat coefficient, radiator effectiveness, coolant.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  teknologi  semakin  meningkat  setiap hari  pada  dunia  otomotif.  Pada  umumnya,  sebagian besar dari masyarakat telah memiliki kendaraan roda dua  maupun  roda  empat.  Penggunaan  kendaraan selalu  disertai  dengan  bahan  bakar,  di  mana  bahan bakar digunakan dalam proses pembakaran di dalam silinder  yang  akan  menimbulkan  panas  pada  mesin. Jika  panas  tersebut  tidak  mendapatkan  pendinginan yang baik, akan menjadi penyebab berubahnya sifat- sifat  mekanis  beserta  bentuk  dari  komponen  mesin. Sifat serta komponen mesin bila telah berubah, akan menyebabkan  komponen  mesin  terganggu  dan mengurangi usia pakai dari suatu mesin [1-5].
Sistem  pendingin  secara  umum  berfungsi  untuk mendinginkan  suhu  mesin  agar  kondisi  mesin  tetap optimal dan mobil dapat digunakan dengan baik tanpa terjadi  kerusakan,  terdapat  tiga  macam  sistem pendingin  yaitu  sistem  pendingin  air,  sistem pendingin udara, dan sistem pendingin oli [6]. Dalam sistem pendingin udara, terbagi menjadi dua macam
yaitu  pendingin  udara  alami  dan  pendingin  udara buatan,  contohnya  seperti  pada  pendingin  sepeda motor  yang  menggunakan  pendingin  udara  alami untuk  menyirkulasi  panas  yang  ditimbulkan  oleh mesin, sedangkan pendingin udara buatan contohnya seperti  pada  pendingin  mobil  yang  menggunakan kipas di  belakang radiator  [7-12]. Gambar 1 berikut menunjukkan komponen pada sistem pendingin air.
Gambar 1. Komponen-komponen sistem pendingin air.
Coolant adalah  cairan  pendingin  yang  merawat seluruh  sistem  pendingin  radiator,  di  mana coolant memiliki titik beku yang rendah dan titik didih yang
tinggi,  sehingga  dapat  mencegah  mesin  dari  panas yang berlebih [13-16].

## 2. Metode
Diagram  alir  bertujuan  untuk  mempermudah  dalam pelaksanaan kegiatan. Gambar 2 berikut menunjukkan diagram alir kegiatan.
Gambar 2. Diagram alir.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Data  hasil  pengujian  yang  dilakukan  di  salah  satu bengkel  di  Dumai,  dalam  mendapatkan  data  hasil kajian  yang  maksimal,  maka  dilakukan  empat  kali pengujian secara berulang dan diambil hasil rata-rata dari pengujian tersebut [17,18]. Tabel 1 menunjukkan data hasil laju perpindahan panas, sedangkan Gambar 3 menunjukkan grafik laju perpindahan panas.
Tabel 1. Hasil dari laju perpindahan panas.
Gambar.3 Grafik dari laju perpindahan panas.
Berdasarkan  Gambar  3  di  atas,  dapat  menunjukkan laju perpindahan panas pada fluida coolant terhadap radiator  tertinggi  terjadi  pada  putaran  2.300  pada menit  konstan  selama  15  menit  dari  semua  putaran yang  digunakan  dan  mendapatkan  laju  perpindahan panas  tertinggi  sebesar  58.972  pada Coolant D. Perbandingan  dengan  air  suling,  maka  air  suling mendapatkan  nilai  laju  perpindahan  panas  sebesar 35.766  pada  putaran  2500  rpm.  Air  suling  atau sejenisnya  sebenarnya  tidak  dapat  dibandingkan dengan produk coolant karena di dalam kandungan air suling atau  sejenisnya tidak memiliki zat beku ( anti freeze ).  Produk Coolant D  ini  memiliki  titik  didih yang  tinggi  dibandingkan  dengan  air  suling  karena jenis produk coolant ini mengandung senyawa kimia yang  bernama etylen  glycol (EG).  Di  dalam  produk Coolant D  ini  mengandung  sekitar  33%  senyawa kimia etylen glycol tersebut. Sedangkan rata rata jenis coolant yang  lain  mengandung  senyawa  kimia propilen  glikol,  di  mana  memiliki  titik  didih  yang rendah dibandingkan dengan etylene glycol, sehingga membuat Coolant D memiliki laju perpindahan panas yang  tinggi  [19,20].  Tabel  2  berikut  menunjukkan hasil  perhitungan  koefisien  perpindahan  panas, sedangkan Gambar 4 menunjukkan grafik hubungan koefisien  perpindahan  panas  menyeluruh  terhadap kecepatan aliran fluida radiator.
Tabel  2. Hasil  semua  rata-rata  perhitungan  koefisien perpindahan  panas  menyeluruh  (U)  radiator  dari  semua fluida.
Gambar 4. Grafik hubungan koefisien perpindahan panas menyeluruh terhadap kecepatan aliran fluida radiator.
Pada kajian ini, diperoleh nilai tertinggi dari koefisien perpindahan  panas  menyeluruh  ( U )  sebesar  401,38 W/m 2 . Pada Coolant C, mendapatkan peringkat kedua dalam  besarnya  nilai  koefisien  perpindahan  panas menyeluruh,  dan  air  suling  mendapatkan  nilai  yang terendah  dari  semua  fluida  yang  digunakan  sebesar 2370,918 W/m 2 . Pada kecepatan aliran fluida radiator sebesar  0,503  m/s.  Pada  Gambar  4,  dapat  diketahui bahwa kecepatan aliran fluida radiator mempengaruhi koefisien  perpindahan  panas  menyeluruh,  semakin besar  kecepatan  laju  aliran  fluida  radiator,  maka semakin  besar  nilai  koefisien  perpindahan  panas menyeluruh  terjadi.  Dari  semua  kecepatan  aliran fluida  radiator,  koefisien  perpindahan  panas menyeluruh  meningkat  signifikan  pada  kecepatan aliran  0,503  m/s  dari  semua  fluida  radiator  yang digunakan.  Tabel  3  berikut  menunjukkan  hasil perhitungan koefisien perpindahan panas menyeluruh,  sedangkan  Gambar  5  menunjukkan grafik perbandingan efektivitas radiator.
Tabel  3. Hasil  semua  rata-rata  perhitungan  koefisien perpindahan  panas  menyeluruh  (U)  radiator  dari  semua fluida.
Gambar 5. Grafik perbandingan efektivitas radiator dengan semua jenis coolant terhadap putaran mesin.
Berdasarkan  Gambar  5  di  atas,  dapat  menunjukkan efektivitas  radiator  tertinggi  terjadi  pada  putaran
2.300 pada menit konstan yaitu 15 menit dari semua putaran  yang  digunakan,  dan  mendapatkan  nilai efektivitas tertinggi sebesar 0,3172 pada penggunaan Coolant D, dan untuk penggunaan Coolant A sebesar 0,2467, Coolant B  sebesar  0,2564,  dan  untuk  air mineral sebesar 0,2056. Efektivitas radiator terendah dari  semua  fluida  terjadi  pada  air  mineral  sebesar 0,1603 pada putaran 1.000. Waktu dan putaran terlihat berpengaruh pada efektivitas radiator, semakin lama waktu  yang  diberikan,  maka  efektivitas  radiator semakin tinggi dan begitu juga dengan putaran.
Pada kajian ini bermaksud untuk mengetahui bahwa jenis coolant dan  air  mineral  juga  berpengaruh terhadap efektivitas radiator, di mana semakin tinggi nilai  efektivitas  radiator,  maka  semakin  baik pendinginan yang terjadi pada mesin. Titik didih pada setiap  jenis coolant termasuk  air  mineral  juga berpengaruh pada nilai efektivitas radiator. Semakin tinggi nilai titik didih, maka semakin baik digunakan untuk  fluida  radiator  dalam  menyerap  panas  pada mesin.  Dari  semua  jenis coolant yang  digunakan termasuk air mineral, Coolant C yang memiliki titik didih  yang  tertinggi,  maka  terbukti Coolant D mendapat  nilai  efektivitas  radiator  yang  tertinggi dengan nilai rata-rata sebesar 0,2692.

## 4. Kesimpulan
Dari data hasil pengujian yang dilakukan serta analisis perhitungan  dan  pembahasan  yang  telah  diuraikan sebelumnya, maka dapat diambil simpulan mengenai efektivitas  radiator  yaitu  semakin  tinggi  titik  didih dari coolant akan  semakin  baik  dalam  penyerapan panas  pada  mesin.  Berdasarkan  perhitungan  oleh setiap coolant menunjukkan  total  rata-rata  besarnya efektivitas  radiator Coolant D  adalah  yang  paling besar dibandingkan dengan coolant yang lainnya.

## Ucapan Terima Kasih
Kami berterima kasih kepada Universitas Islam Riau yang  telah  memberi  dukungan  dalam  kajian,  baik berupa sarana terhadap kajian yang telah dilakukan.

## Daftar Pustaka
[1] Ahmed, A. S. E., Elhosseini, M. A., & Ali, H. A. (2018). Modelling and practical studying of heat recovery  steam  generator  (HRSG)  drum dynamics  and  approach  point  effect  on  control valves.  Ain  Shams  Engineering  Journal,  9, 3187–  3196.  https://doi.org/10.1016/j.asej.2
018.06.004
[2] Anonim.  1995.  Materi  Pelajaran  Engine  Group Step 2. Jakarta: PT ToyotaAstra Motor.
[3] Arikunto, Suharsimi. 2005. Prosedur Penelitian Suatu  Pendekatan  Praktek.  Jakarta:  Rineka Cipta.
[4] Cengel, Y. A. (2004). Heat transfer. In McGraw- Hill (2nd ed.). New York.
[5] Daryanto. 2002. Pemeliharaan Sistem Pendingin dan Sistem Pelumasan Mobil. Bandung: Krama Widya.
[6] Dermawan  RM,  D.  (2013).  Perancangan  ulang radiator  berdasarkan  spesifikasimesin  Toyota Avanza. Universiras Pasundan Bandung.
[7] Drs. Bintoro, ST, M. (2014). Sistem pendinginan air pada mesin mobil. MalangBintoro.
[8] Fahmi, L. dan S. (2014). Perawatan dan perbaian sistem pendingin mesin Mitsubishi Galant 2500 CC. Jurnal teknovasi.
[9] Hadi.  2014.  Evektifitas  Variasi  Campuran Radiator  Coolant  dengan  Air  Terhadap  Laju Pembuangan  Panas.  Jurnal  Teknik  Mesin Universitas Jember Vol. 7 No. 1.
[10] Haryanto  Fachry.  (2017).  Teknik  kendaraan ringan.  Diambil  7  Maret  2019,  dari fachriotomotif.blogspot.com
[11] Holman,  JP.  1998.  Perpindahan  Kalor.  Jakarta: Erlangga.
[12] Irfan,  S.  A.  (2007).  Analisis  pendinginan  pada mesin Isuzu Panter. UniversitasNegeri Malang.
[13] J.P.  Holman.  (1993).  Perpinhahan  kalor (keenam; Ir. Manahan Hariandja, Ed.). penerbit Erlangga  jl.  kramat  IV  No.  11  Jakarta  10430 (Anggota IKAPI).
[14] Kurniawan, A.  R. (2015). Tr-fe,  identifiasi dan service sistem pendingin Toyota Innova 1 Tr- fe. Universitas Negri Semarang
[15] Petermina,  Lubricants  G.  (2011).  Petramina coolant (hal. 2234). hal. 2234. Specialty/produk khusus.
[16] Prasetyadi Juan. (2017). Komponen- komponen sistem pendingin. Diambil  dari  teknik
otomotif.com  website: http://www.teknik otomotif.com [17] Saragih, N. L. H. (2017). Pengaruh variasi cairan pendingin (coolant) terhadap evektifitas radiator pada engine Diesel. Teknik otomotif FT UNP.
[18] SMK  N  1  Wonoasri.  (2013).  Materi  modul teknik kendaraan ringan. Jawa Timur.
[19] Soebiyakto Gatot. (2012). Pengaruh penggunaan water  coolant  terhadap  performance  mesin Diesel.
[20] Widya  Teknika.  Wiguna  RC.  (2018).  Analisis meningkatkan  kemampuan  sistem  pendingin Suzuki  Katana  sepesifikasi  speed  offroad (Universitas Muhammadiyah Yogyakarta).