Perancangan dan Pengujian Radiator Tester Skala Laboratorium yang Terintegrasi Pengatur Putaran Mesin dan Hembusan Angin  (R egulator W ind Blower )
Ahmad Su’udi, A Yudi Eka Risano, Mahasin Zamnur Jurusan Teknik Mesin, Universitas Lampung Jalan Prof. Soemantri Brodjonegoro No. 1 Gedung H Fakultas Teknik, Bandar Lampung 35145 Telp : (0721) 3555519, Fax : (0721) 734947
Email : suudipolda2@gmail.com

## Abstract
Cooling system in the engine functions as the protector of the machine by absorbing the heat. Heat engine is produced by fuel in the cylinder. The heat is deliberately created to generate energy, but it will cause excessive heat if it is left unchecked (over heating effect). In order to prevent overheating and keep the machine temperature, then it uses  radiator.  How  effective radiator is  used  can  be  seen  by  using  a  tool  called  a  radiator  tester.  Therefore,  this research  was  Designed  a  Trial  Radiator  (Radiator  Tester)  Laboratory  Scale  Which  is  Completed  by  Round Handler’s Machine and Regulator Wind Blower on Diesel Engine L 300.
This research was done by testing the car L 300 diesel in the field then noted rpm and air speed that blew into the  radiator.  The  process  of  designing  a  radiator  tester  L300  diesel  engine  laboratory  scale  were  making  the framework platform machine, making radiator tester cooling system machine to set up a thermometer in the radiator hose  in  and  out, making  a  mechanism  round  handlers  machine,  making  a regulatory  mechanism  wind  blower and installing  a  trial  radiator with  round  handlers  machine  and wind  blower. The  rpm  test  result and  air  speed  on  the field was applied to the radiator tester laboratory scale.
From the results of the tests, it showed that there was an increase in value of the effectiveness of the radiator without external airflow to engine speed 1000 rpm and the average value was 0.483. Whereas, there was a decrease on the effectiveness of the radiator when given outside air flow 2.3 m / s at 1500 rpm engine speed, which was 0.63. Keywords: Effectiveness, Radiators, Temperature, Air Flow

## PENDAHULUAN
Transportasi  adalah  sarana  bagi  manusia  untuk memindahkan  sesuatu,  baik  manusia  atau  benda  dari satu  tempat  ke  tempat  lain,  dengan  ataupun  tanpa mempergunakan  alat  bantu.  Alat  bantu  tersebut  dapat berupa  tenaga  manusia,  binatang,  alam  ataupun  benda lain  dengan  mempergunakan  mesin  ataupun  tidak bermesin  (Salim,  2006).  Salah  satunya  adalah  mobil yang  saat  ini  berkembang  sesuai  kemajuan  teknologi. Tahun  1885,  Karl  Benz  membangun Motorwagen , sebuah  mobil  bermesin  empat  langkah  dengan  bahan bakar  bensin.  Cara  kerja  mesin  bensin  pada  mobil sangat  sederhana,  yaitu  bahan  bakar  masuk  melalui intake  manifold kemudian  dikompresikan,  pada  akhir langkah  kompresi  busi  memercikkan  bunga  api,  lalu terjadi  langkah  usaha  dan  sisa  pembakaran  terbuang melalui outake  manifold .  Untuk  meneruskan  putaran torak  dipasanglah  transmisi  lalu  diteruskan  oleh  roda dan mobil akan bergerak
Hasil  suatu  proses  pembakaran  selalu  saja disertai dengan pembebasan panas. Tidak semua panas
dapat  dimanfaatkan  untuk  menghasilkan  energi  yang diperlukan tetapi terbuang ke lingkungan, karena panas yang  berlebihan  justru  akan  mengganggu  kinerja mesin.  Apabila  keadaan  ini  tidak  mendapatkan pendinginan  yang  baik,  maka  suhu  pembakaran  ini akan  mempengaruhi  suhu  kerja  mesin  secara keseluruhan. Suhu mesin harus distabilkan dengan cara dibantu  oleh  air  pendingin  yang  melalui  radiator sehingga  suhu  kerja  mesin  dapat  dipertahankan. (Maleev, 1982 : 374).
Perangkat  radiator  terdiri  dari  saluran  cairan pendingin  masuk  dan  keluar  mesin,  kipas  pendingin yang  dipasang didepan atau  dibelakang sirip pendingin,  tangki  cadangan  cairan  pendingin  radiator dan  cairan  pendingin  radiator.  Cairan  pendingin  pada radiator  ini  mempunyai  peran  yang  sangat  penting dalam  metransformasikan  panas  mesin  ke  lingkungan, agar mesin dapat tetap bekerja pada suhu yang optimal yang  berdampak  pada  penghematan  bahan  bakar. Namun    keuntungan-keuntungan  tersebut  terjadi  jika sistem  pendinginan  pada  mesin  mobil  bekerja  secara maksimal  dalam  mendinginkan  mesin.  Sebaliknya terkadang  radiat o r  tidak  berfungsi  secara  optimal. Banyak  faktor  yang  mempengaruhinya  seperti  kipas
yang  tidak  berputar  ,  sirkulasi  air  yang  tidak  lancar dan  sebagainya.  Kondisi  ini  berakibat  radiator berfungsi  tidak  efektif.  Tinjauan  efektifitas  banyak dipakai  untuk  menganalisa  perbandingan  berbagai jenis  penukar kalor  dalam  memilih  jenis  yang  terbaik untuk  melaksanakan    pemindahan  kalor tertentu. Holman  (1997)  menguraikan  secara  sistematis  mulai dari  efektifitas penukar kalor yang didefinisikan sesuai dengan persamaan (1) sebagai berikut :
Perpindahan  kalor  yang  sebenarnya  ( actual ) dapat dihitung dari energi  yang dilepaskan oleh fluida panas/energi  yang  diterima  oleh  fluida  dingin  untuk penukar kalor aliran lawan arah (pers.2).
𝑞 = 𝑚 ℎ . 𝐶 ℎ 𝑇 ℎ1 −   𝑇 ℎ2 = 𝑚 𝑐 . 𝐶 𝑐 𝑇 𝑐2  − 𝑇 𝑐1 … … … . … … . (2)
Pengembangan  lebih  lanjut  dari  persamaan  diatas menghasilkan :
ε = T h 2 –T h 1 T c 2 −T c 1 …………………..   (3)
Dimana : q = laju perpindahan panas 𝑚 ℎ = massa heat 𝑚 𝑐 = massa cool 𝐶 ℎ = kalor spesifik fluida Panas 𝐶 𝑐 = kalor spesifik fluida dingin 𝑇 ℎ1 = suhu masuk fluida panas 𝑇 ℎ2 = suhu keluar fluida panas 𝑇 𝑐1 = suhu masuk fluida dingin 𝑇 𝑐2 = suhu keluar fluida dingin
Untuk  menentukan  perpindahan  kalor  maksimum, harus  dipahami  bahwa  nilai  maksimum  akan  didapat bila  salah  satu  fluida  mengalami  perubahan  suhu sebesar  beda  suhu  maksimum  yang  terdapat  dalam penukar  kalor  itu,  yaitu  selisih  suhu  masuk  fluida panas  dan  fluida  dingin.  Fluida  yang  mungkin mengalami  beda  suhu  maksimum  ini  ialah  yang  mc- nya  minimum,  syarat  keseimbangan  energi  bahwa energi yang diterima oleh fluida yang satu mesti sama dengan energi  yang dilepas oleh  fluida  yang  lain. Jika fluida yang mengalami nilai mc yang lebih besar yang dibuat  mengalami  beda  suhu  yang  lebih  besar  dari maksimum,  dan  ini  tidak  dimungkinkan.  Jadi perpindahan kalor yang mungkin dinyatakan (pers.4 ) :
Sehingga  persamaan  yang  dipakai  untuk  menghitung efektifitas radiator menjadi (pers. 5):
ε = T c 2 −T c 1 T h 1 −T c 1 …………… (5)
Fluida  minimum  boleh  yang  panas  dan  boleh pula yang dingin, bergantung dari laju aliran masa dan kalor  spesifik,  dalam  radiator  terjadi  pelepasan  panas ke udara sekitar dengan demikian terjadi heating effect. (Holman, 1997)
Banyak  penelitian  yang  telah  dilakukan  untuk menigkatkan  efektifitas  kerja  radiator.  Subroto  (2004) telah melakukan penelitian mengenai pengaruh coolant terhadap  pelepasan  kalor  pada  pendinginan  mesin. Adam  (2006)  telah  melakukan  penelitian  mengenai pengaruh  kecepatan  aliran  udara  terhadap  efektifitas radiator. Murti (2008)  melakukan penelitian  mengenai laju  pembuangan  panas  pada  radiator  dengan  fluida campuran  80%  air  dan  20%  EC  pada  rpm  konstan. Permana,  dkk.  (2010)  menggunakan  nanofluida  untuk meningkatkan  performans  dari  radiator  dan  salah  satu kesimpulannya  berupa  nanofluida  sebagai  peluang fluida  baru  yang  dapat  digunakan  pada  aplikasi penukar kalor.
Dari  uraian-urainan  tersebut  di  atas,  untuk  lebih mengetahui  fenomena-fenomena  yang  terjadi  pada proses pendinginan mesin mobil, maka penulis tertarik membuat  suatu  alat  uji  radiator  (radiator  tester)  skala laboratorium  yang    dilengkapi  dengan  alat  pengatur putaran  mesin  dan  hembusan  angin  radiator  yang terintregasi. .

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  telah  dilakukan  dari  bulan Desember  2012  -  April  2013  di  Laboratorium  Motor Bakar  Teknik  Mesin  Universitas  Lampung.  Sebelum membuat  alat  uji  radiator,  terlebih  dahulu  dilakukan pengambilan data di lapangan dengan cara uji berjalan menggunakan  mobil  L300  Diesel.  Data  yang  diambil yaitu  data  rpm  mesin  mobil  yang  terlihat  pada dashboard mobil, kecepatan hembusan angin menggunakan  anemometer.  Data-data  ini  kemudian dijadikan  patokan  untuk  pengujian  di  laboratorium. Alat  dan  bahan  yang  digunakan  untuk  pembuatan radiator  tester  adalah  radiator  mobil  L300  diesel, kipas/fan  sebagai  sumber  angin  simulasi,  regulator tegangan listrik yang dipakai untuk mengatur tegangan listrik  yang  masuk  ke  kipas,  klem  untuk  menjepit selang  radiator,  lem  untuk  merekatkan  termometer pada selang radiator, termometer untuk mengukur suhu
cairan  yang  masuk  dan  keluar  radiator,  tachometer untuk  mengukur  rpm  mesin  dan  satu  set  alat  pengatur putaran mesin.
Skema  alat  uji  radiator  yang  dibuat  ditunjukkan oleh Gambar 1 sebagai berikut :
Gambar 1. Rangkaian alat uji radiator tester
Tahapan penelitiannya dapat dilihat pada Gambar 2. Secara  garis  besar  tahapan  yang  dilakukan  adalah membuat  alat  uji  radiator,  membuat  alat  pengatur putaran  mesin,  dan  membuat  rangkaian  alat  pengatur hembusan  angin  kipas.  Kemudian  merangkai  ketiga item  alat  tersebut  sehingga  menjadi  alat  uji  radiator yang  telah  terintegrasi  dengan  pengatur  putaran  mesin dan  hembusan  angin  kipas  seperti  yang  terlihat  pada Gambar 1.
Data  yang  diambil  pada  saat  pengujian  yaitu kecepatan  hembusan  angin  kipas  (v),    temperatur  air yang  masuk  ke  radiator  (Th 1 ),  temperatur  air  yang keluar  radiator  (Th 2 ),  temperatur  angin  di  depan radiator (Tc 1 ), temperatur angin yang melewati radiator (Tc 2 ), dan putaran mesin (rpm).
Gambar 2. Diagram alir penelitian yang dilakukan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari  data-data  hasil  pengujian  di  laboratorium dipakai  sebagai  data  masukan  untuk  dilakukan perhitungan  nilai  efektifitas  radiator  dengan  3  variasi pengaturan  rpm  dan  hembusan  udara.  Data  hasil perhitungannya antara lain sebagai berikut:
Menghitung    efektifitas    radiator setiap    2 menit    pada    pengujian    radiator  engine  stand  pada putaran  mesin  1000  rpm,  tanpa  hembusan  udara dengan persamaan 5:
Pengujian 1 nilai efektifitas radiator diperoleh:
ε = 38 − 29 42 − 29 = 0,69
Hal  yang  sama  dilakukan  perhitungan    nilai efektifitas   radiator   tester   engine    stand percobaan ke-2 sampai 30.
Menghitung    efektifitas    radiator setiap    2    menit pada    pengujian    radiator  engine  stand  pada  putaran mesin  1000  rpm,  kondisi  mesin  dalam  keadaan berjalan normal dengan hembusan udara 1,5 m/s .
Pengujian 1 nilai efektifitas radiator diperoleh:
ε = 31 − 27
42 − 27 = 0,26
Hal  yang  sama  dilakukan  perhitungan    nilai efektifitas   radiator   tester   engine    stand percobaan ke-2 sampai 30.
Menghitung  efektifitas  radiator setiap  2  menit  pada pengujian  radiator  engine  stand  pada  putaran  mesin 1500  rpm,  kondisi  mesin  dalam  keadaan  berjalan normal dengan hembusan udara 2,3 m/s.
Pengujian 1 nilai efektifitas radiator diperoleh:

## ε = 37 − 26 42 − 26 = 0,68
Hal  yang  sama  dilakukan  perhitungan    nilai efektifitas    radiator    tester    engine    stand  percobaan ke-2 sampai 30.
Analisa    panas  fluida  air  masuk ke  radiator  tester engine  stand  L300  diesel  pada  ±1000  rpm  tanpa hembusan angin,  dan ±1000 rpm,  ±1500 rpm  dengan hembusan angin.
Gambar 3 . Grafik perbandingan air panas yang masuk radiator
Pada  Gambar  3,  dapat  diketahui  bahwa  pada kondisi 1000 rpm pada kondisi diam tidak berjalan dan tidak  ada  hembusan  udara,  panas  air  yang  masuk  ke radiator dari mesin L300 dengan suhu awal yaitu 42°C sampai 1 jam dan pengambilan datanya setiap 2 menit sekali, terlihat suhu tertinggi pada putaran mesin 1000 rpm  tanpa  adanya  angin  yang  berhembus  radiator, dengan  kenaikan  suhu  air  yang  masuk  keradiator sangat  cepat  dari  42°C  sampai  73°C  dalam  waktu  1 jam. Pada pengujian 1000 rpm dengan kecepatan udara 1,5 m/s  yang berhembus radiator, hasil pengujian data air yang masuk ke radiator dari suhu awal 42°C sampai 59°C,  mengalami  kenaikan  suhu  air  yang  tidak  terlalu cepat  dibandingkan  pada  suhu  air  1000  rpm  tanpa hembusan  udara.  Tetapi  pada  1500  rpm  dengan kecepatan  udara  2,3  m/s  yang  berhembus  ke  radiator berada pada kondisi sedang untuk kenaikan suhu fluida air yang masuk ke radiator 42°C sampai 64°C.
Analisa      panas  fluida  air  keluar dari  radiator tester  engine  stand  L300 diesel pada 1000 rpm tanpa hembusan  udara,  dan  1000  rpm,  1500  rpm  dengan hembusan udara.
Gambar 4. Grafik perbandingan air panas yang keluar dari radiator
Pada  Gambar  4,  dapat  diketahui  bahwa  pada kondisi  1000  rpm  tanpa  hembusan  udara  yang menumbuk  radiator,  suhu  awal  air  yang  keluar  dari radiator  40°C    sampai  72°C  dalam  waktu  1  jam, dengan mengambil datanya setiap 2 menit, mengalami penurunan  suhu  1°C  lebih  kecil  dibandingkan  pada pengujian  1000  rpm,  1500  rpm  dengan  variasi hembusan  udara  yang  menumbuk  ke  radiator  dengan mengalami penurunan suhu 2°C. Pada pengujian 1000 rpm, suhu air keluar radiator lebih rendah dibandingkan  suhu  keluar  air  radiator  pada  pengujian 1000  rpm  tanpa  hembusan  udara  yang  menumbuk radiator.
Analisa    nilai  efetifitas radiator  tester  engine  stand L300  diesel  pada  1000  rpm  tanpa  hembusan  udara, dan 1000 rpm dengan hembusan udara.
Grafik  perbandingan  nilai  efektifitas  radiator,  dapat dilihat  pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik perbandingan nilai efektifitas radiator
Pada  Gambar  5,  dapat  dilihat  nilai  efektifitas 1000  rpm  tanpa  hembusan  udara,  percobaan  setiap  2 menitnya mengalami penurunan dari 0,69 sampai 0,35, tetapi  percobaan  ke-8  mengalami  kenaikan  dalam setiap  menitnya  sampai  percobaan  ke-30.  Kenaikan nilai  efektifitas  radiator  tersebut  sangat  berpengaruh pada  suhu  kerja  mesin,  mesin  akan  cepat  panas  dan udara disekitar mesin akan cepat naik. Nilai efektifitas 1000 rpm dengan hembusan udara 1,5 m/s lebih tinggi dari  pada  nilai  efektifitas  1000  rpm  tanpa  hembusan udara,  pada  percobaan  ke-1  adalah  0,26  sampai percobaan ke-5 adalah 0,52, tetapi pada percobaan ke- 5 sampai ke-15 adalah 0,57 mengalami kenaikan yang tidak  stabil,  pada  percobaaan  ke-16  sampai  ke-30 kenaikan tidak terlalu signifikan (stabil).
Semakin besar udara yang berhembus ke radiator maka  kalor  yang  diserap  semakin  besar  pula  dan  nilai efektifitas semakin besar. Dengan demikian bertambahnya nilai efektifitas radiator akan meningkat seiring  dengan  meningkatnya  kecepatan  aliran  udara. Berdasarkan  uraian  hasil  penelitian  pada  Gambar  5, untuk kecepatan aliran udar secara keseluruhan terlihat bahwa  semakin  tinggi  kecepatan  aliran  udara  maka nilai  efektifitas  radiator  semakin  tinggi,  hal  ini dikarenakan  semakin  tinggi  kecepatan  aliran  udara yang  menumbuk  radiator  maka  semakin  banyak  pula kalor  fluida  pendingin  yang  bersirkulasi  dipindahkan dari  sistem  udara  sekitar.  Begitu  pula  sebaliknya semakin rendah kecepatan aliran udara semakin rendah pula nilai efektifitas radiator.

## SIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan,  maka peneliti dapat menyimpulkan sebagai berikut: Pembuatan  alat  uji  radiator  skala  laboratorium  dapat berfungsi  dengan  baik,  hal  ini  ditandai  dengan kestabilan  data  nilai  efektifitas  radiator.  Penempatan alat  penghembusan  udara,  dipasang  berada  di  depan radiator  dengan  jarak  30  cm,  menggunakan  motor listrik  type  JY  IB-2,  2880  rpm  1/2hp  dengan  jumlah daun kipas 3 buah. Pada alat mekanisme putaran mesin setiap kenaikan dari 0-1°, yaitu 100 rpm. Alat pengatur tegangan  listrik  menggunakan  regulator  manual dengan daya input 110/220 volt, output 0-240 volt dan 50-60  Hz  buatan  jepang,  merk  matsunaga . Pembuatan alat  uji  radiator  skala  laboratorium  menggunakan mesin  L300  diesel,  dengan  hasil  pengujian  nilai efektifitas  radiator  terendah  pada  putaran  mesin  1000
rpm  tanpa  hembusan  udara  luar  dengan  nilai  rata-rata yaitu 0,483 dan nilai tertinggi pada putaran mesin 1500 rpm dengan hembusan udara luar 2,3 m/s dengan nilai rata-rata yaitu 0,63.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Maleev  NL.  1982. Internal  Combustion  Engine. Mc Graw Hill
[2]  J.P.  Holman, Perpindahan  Kalor ,  Diterjemahkan oleh E. Jasjfi, Penerbit Erlanga, Jakarta, 1997
[3]  Subroto.,  Sartono  Putro., Pengaruh  Coolant Terhadap  Pelepasan  Kalor  pada  Pendinginan Mesin ,  Jurnal  Teknik  Gelagar  Vol.  15  No.  2, Oktober 2004.
[4]  Adam,  Lukman  Bani., Pengaruh  Kecepatan Aliran  Udara  Terhadap  Efektifitas  Radiator , Skripsi,  Jurusan  Teknik  Mesin  Universitas Negeri Semarang, 2006.
[5]  Murti,  Made  Ricki., Laju  Pembuangan  Panas Pada  Radiator  Dengan  Fluida  Campuran  80% Air  Dan  20%  RC  Pada  Rpm  Konstan ,  Jurnal Ilmiah  Teknik  Mesin  CAKRAM  Vol.  2  No.  1, Juni 2008.
[6]  Permana,  Angga.,  Ahmad  Fauzan.,  Christiand., 2010, Aplikasi  Nano  Fluida  pada  Radiator , Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia, Depok.