Cara kerja sistem pendingin mesin mobil modern tidak mengalami perubahan yang signifikan sejak Wilhelm Maybach mematenkan desain pada tahun 1900. Wilhelm Maybach seorang desainer mesin berkebangsaan Jerman kemudian mengimplementasikan rancangan sistem pendingin tersebut pada mobil produksi Daimler.
Secara sederhana, cara kerja sistem pendingin mesin mobil yakni dengan mensirkulasikan cairan pendingin dalam bentuk cair ke seluruh bagian mesin. Kemudian cairan tersebut mengalir kembali menuju radiator untuk melalui proses pendinginan dengan bantuan hembusan angin dari rongga depan dan putaran kipas.
Konsep Dasar Sistem Pendingin Mesin Mobil
Sistem pendingin pada mesin mobil menjadi satu kesatuan bagian dari mesin mobil. Peran sistem pendingin pada mesin mobil ini cukup signifikan dalam menjaga temperatur mesin mobil agar tidak berada pada kondisi panas yang berlebihan. Apabila panas yang timbul dari hasil pembakaran mesin tidak terkontrol, kondisi ini sangat membahayakan komponen-komponen dan menyebabkan kerusakan.
Sistem pendingin mobil yang ada dipasaran pada umumnya terpasang dalam satu kesatuan dengan mesin mobil. Hal ini karena putaran pada kipas pendingin mendapatkan energi dari putaran mesin mobil.
Komponen Sistem Pendingin Mesin Mobil
Agar mendapat gambaran terkait komponen yang mendukung sistem pendingin mesin mobil, berikut ini komponen-komponen beserta fungsinya :
1. Komponen Penghubung
| Nama Komponen | Deskripsi (Fungsi) |
| Upper radiator hose | Merupakan selang yang memiliki fungsi untuk mengalirkan coolant panas yang berasal dari water jacket. |
| Lower radiator hose | Merupakan selang yang memiliki fungsi untuk mengalirkan coolant yang sudah didinginkan menuju ke water jacket dengan bantuan water pump. |
| Radiator bleed hose | Memiliki fungsi untuk mengalirkan uap coolant yang terevaporasi dari radiator menuju coolant expansion tank. |
| Steam hose | Memiliki fungsi untuk mengalirkan uap coolant yang terevaporasi dari water jacket menuju coolant expansion tank. |
2. Komponen Utama
| Nama Komponen | Deskripsi (Fungsi) |
| Radiator | Radiator terbuat dari material bahan baku konduktor yang memiliki fungsi untuk mendinginkan coolant. Cara kerja dari radiator yakni dengan melepaskan kalor ke udara. |
| Radiator cap | Merupakan katup yang memiliki fungsi sebagai jalan pengisian coolant. Selain itu katup ini memiliki fungsi untuk menstabilkan tekanan. |
| Coolant expansion tank/reservoir tank | Coolant expansion tank memiliki fungsi sebagai tempat untuk menampung coolant yang terevaporasi. Uap yang terkondensasi kembali menjadi cairan, kemudian disalurkan menuju sistem. Tujuan dari coolant expansion tank ini menjaga agar jumlah coolant di dalam sistem tidak berkurang. |
| Water Pump | Water pump memiliki fungsi untuk mensirkulasikan coolant ke seluruh sistem. |
| Radiator cooling fan | Cooling fan memiliki fungsi untuk menurunkan temperatur pada radiator. Cara kerjanya dengan mengalirkan udara dari luar menuju radiator fins. |
| Thermostat housing | Merupakan komponen tempat thermostat berada. Thermostat memiliki fungsi sebagai katup. Cara kerjanya jika temperatur rendah maka katup thermostat akan tertutup, kemudian coolant tetap berada di water jacket (selubung sekitaran mesin). |
| Engine coolant temperature / ECT sensor | Memiliki fungsi untuk mengukur temperatur coolant dan mengirimkan data menuju perangkat ECM (Electronics Control Module) |
a. Komponen Utama (Bagian Radiator)
| Nama bagian | Deskripsi (Fungsi) |
| Inlet | Merupakan jalur masuk coolant yang berasal dari water jacket mesin. Kemudian untuk menghubungkan inlet dan water jacket memerlukan selang upper radiator hose. |
| Outlet | Merupakan jalur keluar coolant setelah melalui proses pendinginan dari radiator. Kemudian untuk menghubungkan outlet menuju sistem memerlukan selang lower radiator hose. |
| Filler neck | Merupakan lubang yang memiliki fungsi untuk mengisi ulang coolant kedalam radiator. |
| Top tank | Tanki penampungan bagian atas yang memiliki fungsi mendistribusikan coolant dari inlet melewati saluran kecil (radiator core) pada area radiator cooling fins. |
| Bottom tank | Merupakan tanki penampungan sementara aliran coolant yang telah melewati saluran kecil (radiator core) pada area radiator cooling fins. |
| Radiator cooling fins | Merupakan lapisan berongga berbahan konduktor yang dapat dilewati udara. |
b. Komponen Utama (Bagian Fan)
| Nama Bagian | Deskripsi (Fungsi) |
| Fan motor | Merupakan dinamo atau motor listrik yang memiliki fungsi untuk memutar radiator cooling fan. Pada mobil dengan target pasar Indonesia, penggunaan dinamo tujuannya agar tidak membebani putaran mesin. Karena rata-rata kapasitas kubikasi mesin mobil di Indonesia tergolong kecil. |
| Cooling fan shroud | Merupakan wadah yang memiliki fungsi menyangga radiator cooling fan pada radiator. |
c. Komponen Utama (Bagian water jacket)
| Nama Bagian | Deskripsi (Fungsi) |
| Water jacket | Merupakan rongga yang terletak pada mesin untuk mengalirkan coolant. Cara kerjanya yakni dengan menyerap kalor pada mesin dan memindahkannya ke coolant. |
Cara Kerja Sistem Pendingin Mesin Mobil
Pada awal 1900an pengguna masih menggunakan air sebagai cairan pendingin untuk mendukung cara kerja sistem pendingin pada mesin mobil. Air memiliki sifat penghantar panas yang cukup efektif, sehingga dapat sebagai cairan pendingin pada mesin mobil. Namun selama beberapa tahun penggunaannya, air menimbulkan berbagai masalah seperti karat dan terjadinya pembekuan ketika musim dingin tiba.
Kemudian pada tahun 1926, tepatnya pada perang dunia kedua, penggunaan liquid coolant dengan bahan baku campuran ethylene glycol menjadi bahan yang efektif untuk menggantikan air. Bahan campuran ethylene glycol memiliki rentang titik beku dan titik didih yang lebih lebar sehingga rawan dari pembekuan dan penguapan. Selain itu penggunaan ethylene glycol dapat menghindarkan rongga sistem pendingin dari karat.
Cara kerja sistem pendingin mesin mobil pada pasaran Indonesia berbeda dengan negara subtropis. Sistem pendingin mesin untuk mobil Eropa memanfaatkan perpindahan panas dari mesin menjadi penghangat ruangan. Berbeda dengan sistem pendingin mesin mobil pada pasaran Indonesia yang melepas semua kalor ke udara. Agar memperoleh gambaran terkait cara kerja sistem pendingin mesin pada mobil pasaran Indonesia, berikut ini saya rangkum tahapan cara kerjanya menjadi beberapa tahapan:
1. Menyalakan komponen elektrikal
Ketika mulai menyalakan komponen elektrikal, maka secara otomatis sensor ECT (Engine Coolant Temperature) akan mendeteksi temperatur coolant di water jacket. Sensor ECT kemudian mengirimkan data ke modul elektrikal / ECM (Electrical Control Module) untuk diteruskan ke ECU (Electrical Control Unit). Proses ini dilakukan secara berulang-ulang untuk mendapatkan data secara terus menerus.
2. Menghidupkan Mesin
Kemudian setelah kita mulai menghidupkan mesin, pada saat yang bersamaan putaran mesin juga memutar water pump. Fungsi kerja dari putaran water pump yakni untuk mensirkulasikan coolant ke seluruh sistem.
3. Bypass Aliran Coolant Pada Mesin
Apabila temperatur masih dibawah 85 derajat celcius, maka thermostat masih dalam keadaan tertutup sehingga sirkulasi coolant hanya berputar-putar di water jacket tanpa dialirkan ke radiator.
4. Menyalakan Radiator Cooling Fan
Setelah beberapa menit mesin menyala, mesin akan memindahkan kalor ke coolant sehingga temperatur coolant meningkat. Berikutnya temperatur coolant meningkat 85 derajat celcius, ECM yang mendapatkan data dari ECT sensor kemudian mengirimkan sinyal ke perangkat ECU. Kemudian ECU menerima sinyal dari ECM yang selanjutnya memberikan perintah kepada motor listrik untuk memutar radiator fan.
5. Mengalirkan Coolant Menuju Radiator
Karena temperatur sudah mencapai 85 derajat celcius, secara otomatis Thermostat kemudian menutup katup bypass sehingga coolant mengalir menuju radiator. Coolant mengalir menuju radiator melalui selang upper radiator hose. Radiator bekerja dengan memanfaatkan aliran udara yang mengalir melalui radiator fins. Coolant yang memiliki temperatur panas, kemudian mengalir menuju radiator core. Radiator fins dan radiator core secara fisik terpisah, namun keduanya terbuat dari bahan konduktor. Melalui hukum perpindahan panas, proses pelepasan panas dari coolant terjadi karena panas dari coolant terkonduksi menuju radiator fins dan dilepaskan melalui hembusan angin via konveksi.
6. Menurunkan Temperatur Coolant
Setelah kalor pada coolant terlepas, kemudian temperatur coolant perlahan-lahan menjadi turun. Setelah temperatur coolant menurun, kemudian coolant keluar dari radiator dan mengalir kembali menuju water jacket pada mesin melalui lower radiator hose. Proses ini terjadi terus menerus secara berulang-ulang.
7. Radiator Cap Menjaga Tekanan Sistem
Aliran sirkulasi coolant di dalam sistem juga dibantu melalui prinsip tekanan gas di dalamnya. Tekanan gas ini sebenarnya juga berasal dari uap hasil evaporasi coolant itu sendiri. Apabila tekanan terlampau tinggi, kondisi juga tidak begitu baik bagi sistem sehingga perlu diatur. Komponen yang memiliki fungsi untuk mengatur tekanan pada sistem adalah radiator cap. Prinsip kerjanya yakni dengan melepas tekanan uap hasil evaporasi dari radiator menuju coolant expansion tank. Aliran coolant melalui coolant expansion tank melalui selang radiator bleed hose. Seiring berjalannya waktu, uap hasil evaporasi tersebut mengendap menjadi cairan coolant yang dapat dimanfaatkan kembali oleh sistem pendingin mesin mobil.
Baca juga: Kenapa Pesawat Bisa Terbang Melawan Gravitasi Bumi? Ini Jawabannya!
Kesimpulan
Sistem pendingin mesin mobil merupakan sebuah sistem yang terdiri dari komponen elektrikal dan mekanikal. Komponen elektrikal mendapatkan energi dari aki, sedangkan komponen mekanikal mendapatkan energi dari prinsip perpindahan kalor, energi gerak dan prinsip tekanan gas. Sistem pendingin mesin mobil berkerja secara sederhana dengan melepas kalor dari mesin dan memindahan ke udara bebas melalui perantara cairan coolant. Anda dapat membaca dan mempelajari cara kerja suatu peralatan maupun proses permesinan melalui link berikut ini.
