1

BAB I

PENDAHULUAN

1. Penegasan Arti Judul

1.1. Sistem adalah: Seperangkat unsur yang teratur saling berkaitan

sehingga membentuk suatu totalitas atau satu bagian penuh yang saling

berhubungan satu dengan yang lainya. (Maanen Van P, motor diesel

kapal, 1997:5).

1.2. Pendinginan adalah: Suatu proses yang berfungsi mendinginkan air

tawar pendingin mesin induk yang disebut dengan cooler atau sering

disebut sistem tertutup, sedangkan cooler tersebut didinginkan oleh air

laut atau sering disebut sistem terbuka.

1.3. Mesin Induk adalah: Adalah seperangkat mesin Diesel yang berfungsi

sebagai alat penggerak utama pada sebuah kapal.

1.4. Dari judul di atas dapat diartikan secara keseluruhan adalah "

Seperangkat unsur yang teratur saling berkaitan sehingga membentuk

suatu totalitas atau satu bagian penuh yang saling berhubungan satu

dengan yang lainya dalam suatu proses yang berfungsi mendinginkan

air tawar pendingin mesin induk yang disebut dengan cooler atau sering

disebut sistem tertutup, sedangkan cooler tersebut didinginkan oleh air

laut atau sering disebut sistem terbuka pada seperangkat mesin Diesel

yang berfungsi sebagai alat penggerak utama pada kapal Bali Kuta yang

2

dimiliki oleh Pt. Salam Pacific Indonesia Lines yang berlokasi di

Surabaya.

2. Alasan Pemilihan Judul

Segala bentuk penelitian selalu menemukan berbagai masalah dan

masalah-masalah tersebut dapat dipecahkan dengan penelitian yang cermat

dan teliti.

Tentunya dalam penelitian membatasi objeknya guna mencapai

hasil yang optimal. Adapun batasan masalah ini adalah kemampuan yang

dimiliki oleh penulis disamping keterbatasan waktu. Beberapa alasan yang

dapat dikemukakan sehubungan dengan judul di atas antara lain :

1.1 Alasan Ilmiah

Penulis ingin mengembangkan ilmu pengetahuan yang telah

diperoleh selama praktek Kerja Lapangan mengenai sistem mesin diesel,

terutama pada sistem pendinginan yang merupakan salah satu dari sistem

utama mesin diesel

1.2 Alasan Lain-lain

Karena kondisi pendingin permesinan yang ada di kapal harus

benar-benar dalam kondisi yang baik maka penulis harus mengerti tentang

sistem pendinginan yang ada di kapal, sehingga suatu saat penulis dapat

memecahkan masalah yang timbul saat dilapangan nantinya.

1.3 Alasan Praktis

3

Penulis dapat langsung mengetrapkan sistem pendingin mesin

diesel yang baik sebagai mesin induk dikapal dan juga memperoleh

referensi dan bahan yang menyangkut sistem pendingin mesin kapal.

3. Latar Belakang Masalah

Selaras dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, dan

seiring dengan perkembangan serta kemajuan di bidang industri terutama

dalam bidang transportasi laut dimana semakin banyaknya kapal yang

beroperasi sehingga keberadaan mesin diesel sebagai penggerak utama

memegang peranan penting, mesin diesel penggerak utama kapal harus

dapat bekerja terus menerus saat dioperasikan secara optimal. Di dalam

mesin diesel, terdapat lima sistem utama, yaitu :

a. Sistem Bahan bakar

b. Sistem Pelumasan

c. Sistem Pendinginan

d. Sistem Udara bilas

e. Sistem Gas Buang

Sistem pendinginan adalah salah satu dari lima sistem utama mesin

diesel yang tidak dapat dipisahkan.

Sistem pendinginan yang digunakan oleh mesin diesel adalah sistem

tertutup (close loop). Air merupakan media pendingin dari sistem ini. Tujuan

dari sistem ini adalah mengurangi panas berlebih yang dihasilkan oleh kerja

4

mesin diesel. Sehingga material komponen mesin diesel tidak terjadi

overheating, penyebab komponen atau spare part tertentu menjadi rusak.

Contoh komponen yang memerlukan pendinginan yaitu silinder liner dan

silinder head. Silinder liner merupakan komponen tempat terjadi gesekan

antara silinder liner dengan piston. Gerakan translasi piston menyebabkan

panas ditambah dengan panas hasil pembakaran menyebabkan silinder liner

menjadi sangat panas. Untuk melindungi panas yang berlebih dilakukan

pendinginan silinder liner pada sisi luar dari ruang bakar dengan cara

mengalirkan air secara kontinyu. Silinder head memerlukan pendingin karena

pada bagian bawahnya adalah ruang bakar dan juga tempat pertama keluarnya

gas buang sebelum ke exhaust manifold. Dalam silinder head juga terdapat

banyak komponen yang bergerak seperti gerakan rocker arm juga menambah

panas yang terjadi sehingga sangat memerlukan pendinginan.

Apabila perawatan pada semua sistem utama yaitu sistem pelumasan,

sistem bahan bakar ,sistem gas buang, sistem udara bilas dan sistem

pendinginan dilaksanakan dengan baik oleh tenaga ahli dibidangnya, maka

akan mempengaruhi umur dari komponen-komponen mesin diesel,sehingga

dapat menekan biaya operasional yang besar, mengantisipasi kerusakan

yang parah dan menjaga agar tidak terjadi gangguan-gangguan pada waktu

mesin dioperasikan. Dalam operasional mesin kapal tanpa didukung dengan

sistem pendinginan yang baik, maka mesin akan cepat rusak dikarenakan

over heating atau panas yang berlebihan. Oleh karena itu, pengetahuan

tentang Sistem Pendinginan pada mesin penggerak utama kapal sangat

5

diperlukan dan harus dipahami oleh operator mesin karena secara langsung

menyangkut operasional kapal.

4. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka permasalahan

yang timbul mengenai sistem pendinginan dapat dirumuskan sebagai

berikut: “Bagaimanakah cara kerja dan konstruksi dari sistem pendinginan

untuk mesin induk pada KM. Bali Kuta ?”

5. Tujuan Penyusunan Laporan

5.1. Dari Segi Akademik

Sebagai salah satu kewajiban untuk memenuhi Kurikulum pada

Jurusan Teknika dan sebagai syarat kelulusan Program Studi Diploma III

Akademi Maritim Yogyakarta.

5.2. Dari Segi Ilmiah

Penyusun ingin mengembangkan dan melihat pada kenyataan yang

terjadi di lapangan setelah memperoleh ilmu dari teori yang diperoleh

dibangku kuliah

5.3. Dari Segi Umum

Dengan praktek kerja lapangan, Taruna dapat memadukan ilmu

yang diperoleh dari kuliah di kampus dengan praktek kerja di lapangan

6

sehingga penyusunan laporan ini ditujukan agar lebih terampil dalam

menangani masalah permesinan khususnya mesin induk kapal.

6. Manfaat Penyusunan Laporan

6.1. Bagi Pengembangan Ilmu Pengetahuan

6.1.1. Menambah pengetahuan di bidang permesinan kapal.

6.1.2. Menambah referensi dari berbagai sumber yag telah dicari yang akan

berguna bagi Taruna untuk mengembangkan ilmu yang telah dimiliki.

6.2. Bagi Pembangunan

6.2.1. Menambah pengetahuan yang bersifat umum pada setiap perawatan

sistem pendinginan pada mesin.

6.2.2. Membantu mengawasi serta memperbaiki masalah-masalah yang

timbul pada mesin.

7. Tinjauan Teoritis

7.1. Bagian Pendinginan Pada Konstruksi Utama Mesin

Pembakaran campuran bahan bakar dan udara di dalam silinder menghasilkan

panas yang tinggi. Pada motor diesel hasil pembakaran menjadi tenaga

mekanik/gerak. Sebagian panas keluar bersama gas bekas dan sebagian lain

hilang melalui pendinginan. Menurut neraca panas, pada motor bakar hanya

akan diperoleh sekitar 25 persen hasil pembakaran bakar yang dapat diubah

menjadi energi mekanik. 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.

7

Gambar 1. Neraca panas pada mesin

Berdasarkan neraca panas di atas maka fungsi pendinginan pada

motor menjadi penting, karena panas yang akan terserap oleh sistem

pendinginan dapat mencapai 32 persen.

Bila mesin tidak didinginkan akan terjadi pemanasan yang lebih

(overheating) dan akan mengakibatkan gangguan- gangguan sebagai berikut:

a) 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.

b) Ruang bebas (clearance) 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.

c) Terjadi tegangan termal, yaitu tegangan yang dihasilkan oleh perubahan suhu.

Misalnya cincin torak yang patah, torak yang macet karena adanya tegangan

tersebut.

d) Pelumas lebih mudah rusak oleh karena panas yang berlebihan. Jika suhu

naik sampai 250 ºC pada alur cincin, pelumas berubah menjadi karbon dan

cincin torak akan macet sehingga tidak berfungsi dengan baik, atau cincin

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

8

pelumasannya turun, torak akan macet sekalipun masih mempunyai ruang

bebas.

e) Pembakaran tidak normal. Motor bensin cenderung untuk terjadi ketukan

(knocking).

Sebaliknya bila motor terlalu dingin akan terjadi masalah, yaitu:

a) Pada motor bensin bahan bakar akan sukar menguap dan campuran udara

bahan bakar m,enjadi gemuk. Hal ini menyebabkan pembakaran menjadi

tidak sempurna.

b) Pada motor diesel bila udara yang dikompresi dingin akan mengeluarkan asap

putih dan menimbulkan ketukan dan motor tidak mudah dihidupkan.

c) Kalau pelumas terlalu kental, akan mengakibatkan motor mendapat tambahan

tekanan

d) Uap yang terkandung dalam gas pembakaran akan terkondensasi pada suhu

kira-kira 50 ºC

Meskipun pendinginan merupakan suatu kerugian jika ditinjau dari

segi pemanfaatan energi, tetapi mesin harus didinginkan untuk menjamin

kerja secara optimal. Selain itu pendinginan juga mutlak diperlukan guna

menjaga kestabilan temperatur kerja motor.  Pedinginan dilakukan untuk

mencegah terjadinya kelebihan panas (overheating), pemuaian dan kerusakan

minyak pelumas.

Bagian-bagian mesin yang didinginkan antara lain:

a. Cylinder Head

Cylinder membentuk ruang pembakaran bersama-sama dengan

cylinder liner dan piston. Cylinder Head terbuat dari besi tuang khusus dan

dilengkapi dengan assesoris seperti starting valve, safety, dan indikator

valve,klep buang,klep hisap, sitting klep,injektor. Rocker arm menggerakkan

9

klep buang dan hisap, dipasang di atas cam shaft. Saluran gas buang tersebut

terhubung ke manifold kemudian dihubungkan ke exhaust gas outlet.

Sedangkan saaluran udara bilas tersebut terhubung ke manifold udara bilas

yang berasal dari turbo charger. Cylinder head diikat ke cylinder jacket/blok

dengan baut. Di dalam Cylinder head terdapat ruang / rongga yang berfungsi

sebagai tempat untuk air tawar pendingin bersirkulasi. Selain itu, juga

terdapat sitting klep yang didinginkan menggunakan air tawar.

b. Piston

Piston dihubungkan dengan conecting rod dan bergerak naik turun

sesuai dengan putaran crank shaft (pores engkol) dengan kompresi di dalam

silinder. Minyak pendingin untuk piston mengalir dari L.O main pipe, di

dalam crank case dilengkapi dengan oil inlet. Pada masing-masing silinder

lewat pipa-pipa dari connecting rod yang menuju ke ujung connecting rod,

piston pin yang kemudian melumasi kepala piston (piston crown) dan ring

piston serta piston bagian bawah (piston skirt) . Piston di lengkapi dengan oil

ring scrub (ring minyak) pada bagian bawah atau bagian skirt untuk menyerap

atau menahan minyak agar tidak naik ke cylinder liner, sebab kalau minyak

masuk ke ruang pembakaran akan mengakibatkan pembakaran tidak

sempurna.

c. Connecting Rod dan Piston Pin

Connecting rod mengubah di atas piston yang bergerak tranlasi

(bolak-balik) ke crank shaft menjadi bergerak putar. Connecting rod tersebut

10

dari baja tempa dan bantalan piston pin menjadi satu dengan bagian atas

piston skirt dan crank pin metal terpisah di bagian bawah piston skirt dan

keduanya digabungkan dengan menggunakan baut. Lubang minyak dibor

lurus dengan connecting rod untuk memenuhi kebutuhan pelumasan dari

crank shaft ke piston pin. Bantalan duduk dan bantalan jalan terbuat dari baja

tuang (cast steel) dan di lapisi dengan logam putih.

d. Cylinder Liner

Cylinder liner membentuk ruang pembakaran bersama-sama dengan

cylinder head dan piston. Suhu yang tinggi dan tekanan gas yang dihasilkan

oleh tekanan bahan bakar dan naik turunnya piston di dalam Cylinder liner.

Kerapatan gas dijaga antara piston dan cylinder liner dengan ring piston.

Cylinder liner terbuat dari besi tuang yang tahan panas dan tahan terhadap

gesekan. Cylinder liner ini berbentuk cilinder yang pejal.Ruangan pendingin

dibentuk antara cylinder jacket / cylinder blok dengan cylinder liner.

e. Main Bearing dan Thrust Bearing

Main bearing terdiri dari tutup main bearing yang terbuat dari besi tuang

dan metal duduk terbuat dari baja tempa yang dilapisi dengan metal putih.

Pada main bearing terdapat lubang baut yang menjadi satu dengan plat

pondasi. Penyetelan untuk kelonggaran bearing dibuat dari plat kuningan dan

diselipkan antara metal atas dan metal bawah. Untuk pelumasan main bearing

di supply dari bagian tengah tutup bearing dan mengalir melalui celah

minyak pada cover bearing atau metal alas melalui lubang minyak pada

11

crank journal (leher engkol) melumasi crank pin bearing dan akhimya ke

piston pin melalui connecting rod.

Thrust bearing merupakan bantalan yang dipasang di bagian depan dan

belakang dari poros engkol atau bantalan-bantalan poros engkol. Bantalan

ini salah satunya terbuat dari lapisan metal putih. Bantalan-bantalan ini

ditekan dan dihubungkan ke poros propeler pada dudukan poros. Bantalan

ini fungsinya untuk menjaga agar poros engkol tidak bergerak ke depan

atau ke belakang.

f. Sistem pendinginan injecktor bahan bakar

Air pendingin setelah keluar dari cooler induk sebagian masuk ke

sistem pendingin jacket dan sebagian lainnya masuk ke sistern pendingin

bahan bakar. Sistem pendinginan ini merupakan sistem pendinginan yang

tertutup. Pompa dalam sistem ini umumnya menjadi satu dengan sistem

pendinginan jacket. Tank pemisah minyak didesain untuk memisahkan

minyak dari water cooler yang menahan permukaan air dari pendingin.

Menjadi rintangan besar pada transmisi panas. Maka untuk memisahkan

seluruh jumlah minyak dari permukaan pendingin digunakan bahan kimia

untuk pemisahan tersebut.

12

Gambar 5. Skema Pendingin pada Injector Bahan Bakar

7.2. Macam Sistem Pendinginan Dengan Air

7.2.1. Pendingin Air Tawar (sistem tertutup)

Dalam pendingin dengan air tawar ini merupakan suatu sistem yang

tertutup karena mengalir dalam body mesin, untuk mengurangi panas yang

ada akibat pembakaran. Pompa mengalirkan air tawar dingin melalui pipa,

dari pendingin air tawar, aliran masuk dan sebagian dari aliran air dapat

dibedakan mengitari pendingin. Dengan demikian maka suhu air pendingin,

sewaktu masuk ke dalam mantel silinder dapat diatur. Suhu tersebut untuk

keadaan normal dan dengan suhu buang yang juga normal.

Air pendingin silinder dan tutup silinder disalurkan keluar melalui

saluran pengumpulan untuk selanjutnya dikembalikan ke pompa. Pada

saluran kembali terdapat sebuah kran dengan salurannya yang menuju ke

tangki ekspansi.

13

Pendinginan dengan air tawar ini terdapat pada:

a. Sistem pendinginan silinder jacket

Pada sistem pendinginan ini merupakan suatu aliran yang tertutup

dan setelah mendinginkan jacket air pendingin langsung mengalir ke

bagian mesin lainnya yaitu untuk mendinginkan silinder head dan intake

valve serta exhaust valve, untuk menjaga kurangnya tekanan air pendingin,

maka pada aliran air pendingin harus terhubung dengan tangki ekspansi.

b. Silinder Head

Di dalam Cylinder head terdapat ruang / rongga yang berfungsi

sebagai tempat untuk air tawar pendingin bersirkulasi. Selain itu, juga

terdapat sitting klep yang didinginkan menggunakan air tawar.

Jumlah volume air pendingin diatur dengan aliran air lewat

pendingin atau cooler yang dikontrol dengan membuka kran by pass.

Jumlah air tawar yang mengalir harus tetap, jika temperatur pendingin

terlalu rendah, temperatur harus dinaikan pada temperatur yang sudah

ditetapkan dengan cara menghembuskan uap panas pada pipa air pendingin

sebelum mesin dijalankan. Untuk menaikkan suhu air pendingin sebehun

mesin dihidupkan biasanya digunakan pada daerah yang suhunya dingin,

misalnya di negara-negara Eropa. Tetapi di Indonesia jarang digunakan

karena suhu air pendingin sudah memenuhi syarat.

7.2.2. Pendingin Air Laut (sistem terbuka)

14

Sistem pendinginan air laut merupakan sistem pendinginan terbuka

karena air pendingin langsung berhubungan dengan luar melalui media air

laut yang mendinginkan air pendingin, minyak pelumas, udara dan turbo

charger di dalam cooling yaitu air laut tersebut langsung mendinginkan

mesin induk (Maanen Van P. Motor Diesel Kapal, 1997:123)

Uraian Sistem Pendingin Air Laut

Pompa menghisap air dari sea charge. Pompa selanjutnya

mengalirkan air ke bagian pendingin, terlihat bahwa pendingin minyak

pelumas dan air pada pendingin silinder dipasang dalam seri. Alasan

tasebut adalah bahwa pada pemasangan seri aliran air pendingin yang

diperlukan lebh kecil dibandingkan dengan pemasangan paralel. Meskipun

diperlukan luas permukaan agak besar, pompa dengan saluran serta keran

penutup dapat dipilih lebih kecil sehingga daya pompa yang diperlukan

juga akan kecil dibandingkan dengan pemasangan dengan paralel dari

pendingin.

15

Gambar 7. Sea water cooling sistem

Jumlah air pendingin harus cukup besar agar pada suhu air laut tropik yang

cukup tinggi tidak akan mengakibatkan suhu buang air laut melebihi batas normal,

aliran air melalui pendingin dapat diatur dengan sebuah kran pengatur. Hal ini

penting pada beban motor, suhu air setelah pendinginan tidak boleh terlalu rendah

dengan alasan yang telah dikemukakan terlebih dahulu. Setelah pendinginan-

pendinginan tersebut, air laut dialirkan keluar melalui sebuah overboard.

7.3. Sistem Kerja Pendingin yang Digunakan Di kapal

Untuk pendinginan dari sebuah motor diesel diperlukan suatu sistem

terdiri dari pipa, pompa dan pendingin. Sistem tersebut sering berbentuk

kompleks karena baik motor induk maupun motor bantu dihubungkan

kepadanya, termasuk beberapa pesawat bantu dan alat lainnya.

Pada mesin induk kapal, system pendinginan digunakan untuk mendinginkan

minyak pelumas, jacket water, dan pendingin udara bilas. Secara garis besar, yang

dimaksud dengan system pendingin adalah sistem dimana terdapat 2 buah

temperatur berbeda yang saling bersinggungan di dalam suatu mekanisme heat

exchanger (cooler). Dalam sistem pendingin, hal yang perlu diperhatikan adalah

siapa yang di dinginkan dan siapa yang mendinginkan, itu saja. misalkan pada

jacket water cooler, dapat di artikan fluida air tawar mendinginkan cylinder liner

atau cylinder liner di dinginkan oleh air tawar.

16

Gambar 6.Closed Cooling sistem

8. Metedologi

8.1. Data yang diperoleh

8.1.1. Sejarah Singkat Perusahaan

8.1.2. Lokasi Perusahaan

8.1.3. Struktur Organisasi

8.1.4. Sistem Pendinginan Mesin Diesel dan Data Lain yang

Relevan

8.2. Cara Pengumpulan Data

8.2.1. Metode Observasi

17

Adalah pengumpulan data dengan cara melakukan pengamatan,

mencatat apa yang diamati secara langsung dikapal tempat penyusun praktek

kerja sejelas-jelasnya (H.M. Subana, M.Pd., Sudrajat, S.Pd., 2001)

8.2.2. Metode Interview (wawancara)

Adalah mendapatkan data yang diperlukan dengan bertanya langsung

kepada orang yang lebih menguasai bidangnya sehingga dapat diketahui

secara nyata kondisi objek maupun hal-hal yang berhubungan dengannya.

(H.M. Subana, M.Pd., Sudrajat, S.Pd., 2001)

8.2.3. Metode Dokumenter

Adalah metode berdasarkan atas data atau bahan yang sudah dihimpun

oleh pihak lain ditempat melakukan praktek kerja (H.M. Subana, M.Pd.,

Sudrajat, S.Pd., 2001)

8.2.4. Cara Menganalisa Data

Penganailasaan data yang penyusun gunakan dalam penyusunan

laporan ini penyusun menggunakan analisa diskriptif yaitu mengadakan

analisa yang diperlukan untuk memperoleh gambaran yang jelas tentang

suatu pasoalan yang dialami sehingga akan memberikan gambaran untuk

menarik kesimpulan (Sutrisno Hadi, 1990:30)