PERBAIKAN SISTEM PENGKONDISIAN UDARA DAN SISTEM PENDINGINAN MESIN TOYOTA KIJANG 5K ( KATUP EKSPANSI DAN EVAPORATOR )

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id PERBAIKAN SISTEM PENGKONDISIAN UDARA DAN SISTEM PENDINGINAN MESIN TOYOTA KIJANG 5K ( KATUP EKSPANSI DAN EVAPORATOR ) PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Oleh : MUHAMMAD ANIF AL IRSYAD NIM. I PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2012 to user i

2 digilib.uns.ac.id ii

3 digilib.uns.ac.id iii

4 digilib.uns.ac.id

5 digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia-nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini dengan judul SISTEM 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. iv

6 digilib.uns.ac.id 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 v

7 digilib.uns.ac.id ABSTRAKSI Muhammad Anif Al Irsyad, 2012, SISTEM PENGKONDISIAN UDARA DAN SISTEM PENDINGINAN MESIN TOYOTA KIJANG 5K (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 vi

8 digilib.uns.ac.id 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 Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Proyek Akhir Manfaat Proyek Akhir Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II DASAR TEORI Sistem Pengondisian Udara Komponen Sistem AC Mobil Komponen utama sistem AC mobil Komponen tambahan sistem AC mobil Komponen elektrik pada AC mobil Prinsip kerja sistem AC Langkah pemvakuman sistem AC Langkah pengisian refrigerant Trouble shooting Sistem Pendingin Mesin Macam - macam sistem pendingin mesin Proses pendinginan pada mesin Komponen komponen sistem pendingin air BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR Metodologi Pengerjaan Tugas Akhir Rencana Proses Pengerjaan Tugas Akhir Rencana langkah perbaikan komponen Gambar Komponen Sistem AC BAB IV PERBAIKAN DAN PEMBAHASAN Langkah Pengerjaan Proyek Akhir Pengecekan kondisi awal kinerja sistem AC Pengambilan data performa awal evaporator vii

9 digilib.uns.ac.id Perbaikan komponen sistem AC Pemasangan double evaporator Spesifikasi komponen Pengosongan udara dan pengisian refrigerant Uji unjuk kinerja sistem AC mobil Daftar Harga Komponen Hasil Pengetesan dan Pembahasan BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

10 digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kompresor torak tipe crankshaft... 6 Gambar 2.2. Mekanisme kompresi kompresor tipe crankshaft... 7 Gambar 2.3. Kompresor tipe swash plate... 7 Gambar 2.4. Mekanisme kompresi kompresor tipe swash plate... 8 Gambar 2.5. Kompresor tipe wobble plate... 9 Gambar 2.6. Kompresor tipe through vane... 9 Gambar 2.7. Mekanisme kerja kompresor tipe through vane Gambar 2.8. Kondensor Gambar 2.9. Kondensor laluan tunggal Gambar Pipa kapiler Gambar Katup ekspansi otomatis Gambar Katup ekspansi thermostatic Gambar Evaporator Gambar Konstruksi evaporator tipe plate fin Gambar Konstruksi evaporator tipe serpentine fin Gambar Konstruksi evaporator tipe drawn cup Gambar Receiver dryer Gambar Extra fan Gambar Komponen kopling magnetic Gambar Kopling magnetic switch menutup Gambar Pressure switch Gambar Tipe aliran fan blower Gambar Sirocco fan Gambar Thermostat relay saat suhu evaporator dingin Gambar Thermostat relay saat suhu evaporator hangat Gambar Prinsip kerja AC mobil Gambar Proses pengosongan refrigerant Gambar Proses pengisian refrigerant Gambar Neraca panas pada mesin Gambar Pendingina udara secara alami Gambar Kipas pada roda gila dengan pengarah aliran Gambar Sirkulasi alami di mesin dengan radiator Gambar Sirkulasi dengan tekanan pompa Gambar Konstruksi radiator Gambar Kontruksi tutup radiator Gambar Kerja katup pengatur tekanan dan katup vakum Gambar Radiator dengan tangki reservoir Gambar Konstruksi pompa air radiator Gambar Penggerak kipas dengan motor listrik Gambar Rangkaian cara kerja kipas pendingin electric Gambar Thermostat tipe wax Gambar Katup themostat pada suhu 80-90ºC Gambar Thermostat dengan katup by pass Gambar Thermostat dengan katup by pass pada saat mesin dingin Gambar Thermostat dengan commit katup by to pass user pada saat mesin panas ix

11 digilib.uns.ac.id Gambar 3.1. Diagram alir pengerjaan tugas akhir Gambar 3.2. Diagram alir rencana perbaikan evaporator Gambar 3.3. Diagram alir rencana pemasangan double evaporator Gambar 3.4. Motor blower evaporator Gambar 3.5. Katup ekspansi tipe themostatic Gambar 3.6. Kaleng refrigerant Gambar 3.7. Regulator pengisian kaleng refrigerant Gambar 3.8 Sambungan T selang double evaporator Gambar 4.1. Posisi evaporator depan Gambar 4.2. Posisi penempatan double evaporator Gambar 4.3. Braket dudukan double evaporator Gambar 4.4. Pembuatan lubang baut braket Gambar 4.5. Hasil pemasangan braket Gambar 4.6. Pembuatan jalan selang refrigerant Gambar 4.7. Posisi jalur selang refrigerant Gambar 4.8. Penggerindaan casing double evaporator Gambar 4.9. Double evaporator yang telah terpasang Gambar Sambungan T sebelum masuk evaporator Gambar Sambungan T setelah keluar double evaporator Gambar Braket selang refrigerant Gambar Evaporator Gambar Evaporator tipe plate fin Gambar Katup ekspansi tipe themostatic Gambar Blower evaporator tipe sentrifugal Gambar Tampilan atas double evaporator Gambar Tampilan bawah double evaporator Gambar Selang khusus refrigerant R-134a Gambar Refrigerant kaleng Gambar Proses pengosongan refrigerant Gambar Proses pengisian refrigerant Gambar Regulator kaleng refrigerant Gambar Manifold gauge Gambar Pengukuran suhu keluaran evaporator x

12 digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Gangguan, penyebab dan perbaikan pada mesin AC Tabel 4.1. Data suhu sisi keluar evaporator Tabel 4.2. Data kelembaban udara sisi keluar evaporator Tabel 4.3. Data kelembaban udara sisi masuk evaporator Tabel 4.4. Data kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator Tabel 4.5. Daftar harga komponen Tabel 4.6. Data suhu sisi keluar evaporator Tabel 4.7. Data suhu sisi keluar double evaporator Tabel 4.8. Data kelembaban udara sisi keluar evaporator Tabel 4.9. Data kelembaban udara sisi keluar double evaporator Tabel Data kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator Tabel Data kecepatan aliran udara sisi keluar double evaporator Tabel Data suhu dan kelembaban udara di dalam kabin mobil xi

13 digilib.uns.ac.id BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sistem pengkondisian udara merupakan sistem yang penting dalam suatu 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 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 Bagaimana pengaruh perbaikan komponen katup ekspansi dan evaporator serta pemasangan komponen double evaporator terhadap kinerja AC mobil 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. 1

14 digilib.uns.ac.id 2 3. Pembahasan komponen AC mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989 lebih ditekankan pada evaporator, katup ekspansi, dan double evaporator 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 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 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.

15 digilib.uns.ac.id 3 4. Literatur Dilakukan dengan mengumpulkan data-data yang berasal dari buku-buku yang ada kaitannya dengan judul tugas akhir Sistematika Penulisan 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

16 digilib.uns.ac.id 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 refrigerant. 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. 4

17 digilib.uns.ac.id 5 Air Conditioning Sistem atau sistem pengkondisian udara dialirkan ke dalam ruang penumpang. Bila suhu udara di dalam kendaraan cukup tinggi akan menimbulkan gerah. Suhu udara yang nyaman secara umum bagi setiap orang berkisar 20º-28ºC dengan kelembaban udara antara 30%-70%.Dengan kata lain, kondisi ruang akan nyaman bila udaranya dingin dan relatif kering. 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. Refrigerant 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 refrigerant dilepas, diserap oleh udara luar yang lebih dingin. Sehingga uap refrigerant yang ada kembali berubah wujud menjadi cair. Refrigerant cair ini dialirkan kembali ke evaporator sehingga diperoleh siklus yang terus menerus Komponen Sistem AC Mobil 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 refrigerant sampai tekanan dan suhu yang tinggi pada sisi discharge (sisi tekanan tinggi) dan menghisap gas refrigerant bertekanan rendah pada sisi suction (sisi tekanan rendah).

18 digilib.uns.ac.id 6 Gas refrigerant 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 refrigerant yang tinggi mengakibatkan gas refrigerant dapat terkondensasi pada suhu yang tinggi (suhu udara lingkungan). Kompresor dalam sistem AC memiliki 2 fungsi berikut : a) Mensirkulasikan refrigerant 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 Crank Pada tipe ini putaran crankshaft 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 ( valve plate ) terdapat dua katup yaitu katup isap (suction) dan katup penyalur (discharge). Kontruksi dari kompresor reciprocating tipe crank dapat dilihat pada gambar 2.1. Gambar 2.1. Kompresor torak tipe crankshaft (Batavia commit Official to Blog. user 2011)

19 digilib.uns.ac.id 7 Saat torak bergerak bergerak turun, discharge valve pada posisi tertutup karena tekanan refrigerant pada sisi discharge lebih besar dibandingkan tekanan di dalam silinder. Pada saat yang sama suction valve terbuka akibat kevakuman dalam silinder sehingga refrigerant dapat masuk ke dalam silinder. Saat piston bergerak naik, refrigerant dalam silinder ditekan keluar melalui discharge valve dan dialirkan ke kondensor dengan tekanan yang tinggi. Pada saat yang sama suction valve tertutup akibat tekanan dalam silinder lebih tinggi daripada tekanan di sisi isap. Mekanisme kerja kompresor tipe crank dapat dilihat pada gambar 2.2. Gambar 2.2 Mekanisme kompresi kompresor tipe crankshaft (Batavia Official Blog. 2011) b. Tipe Swash plate Konstruksi kompresor tipe swash plat seperti terlihat pada gambar 2.3. Gambar 2.3 Kompresor tipe swash plate (Batavia Official Blog. 2011)

20 digilib.uns.ac.id 8 Sejumlah piston diatur pada swash plate 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 (swash 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 refrigerant 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 swash plate, 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 swash plate (Batavia Official Blog. 2011) c. Tipe Wobble plate Gambar 2.5. memperlihatkan konstruksi dari kompresor wobble plate. Sistem kerja kompresor tipe ini sama dengan kompresor tipe swash plate. Namun, penggunaan kompresor tipe wobble plate 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 (magnetic clutch).

21 digilib.uns.ac.id 9 Gambar 2.5. Kompresor tipe Wobble plate (Batavia Official Blog. 2011) Cara kerjanya, gerakan putar dari poros kompresor diubah menjadi gerakan bolak-balik oleh plate penggerak (drive plate) dan wobble plate dengan bantuan guide ball. Gerakkan bolak-balik ini selanjutnya diteruskan ke piston melalui batang penghubung. Berbeda dengan tipe swash plate, satu piston bekerja untuk satu silinder. 2. Kompresor Rotary Pada rotary action compressor, efek kompresi diperoleh dengan menekan gas yang berasal dari ruang chamber menuju ke saluran tekan yang berdiameter kecil untuk menurunkan volume gas. Berikut beberapa jenis kompresor dengan sistem rotary : a. Tipe Through vane Gambar 2.6. memperlihatkan konstruksi dari kompresor tipe through vane. Kompresor tipe ini memiliki dua buah bilah (vane) 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 vane (Batavia Official Blog. 2011)

22 digilib.uns.ac.id 10 Pada saat bilah berputar bersama rotor, gaya sentrifugal bekerja pada bilah sehingga bergerak menyentuh dinding stator. Ketika saluran pemasukan terbuka, refrigerant terhisap masuk. Seiring berputarnya bilah, refrigerant yang sudah masuk kemudian dikompresikan dengan cara mempersempit ruang dan selanjutnya menekan refrigerant pada saluran pengeluaran. Terlihat pada gambar bahwa pada saat terjadi langkah pengeluaran refrigerant, pada sisi lain dari rotor dan bilah melakukan langkah pemasukan refrigerant. Mekanisme kerja kompresor throrgh vane 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 refrigerant dialirkan ke katup ekspansi untuk diturunkan tekanannya. Kondensor di pasang di depan kendaraan. Hal ini bertujuan agar kondensor mendapatkan pendinginan dari fan kondensor dan udara yang berhembus saat kendaraan berjalan.

23 digilib.uns.ac.id 11 Gambar 2.8. Kondensor (Batavia Official Blog. 2011) Kondensor terdiri dari coil dan fin (Gambar 2.8.). Coil atau tube adalah pipa sebagai jalan mengalirnya refrigerant. Untuk mempercepat pelepasan panas ke udara, diantara coil tersebut diberikan fin untuk memperluas permukaan kontak dengan udara. Beberapa tipe kondensor : a) Tipe Single Pass 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 pass 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.

24 digilib.uns.ac.id 12 c) Tipe Three Passage yang memiliki 3 laluan. d) Tipe Multi passage. 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 refrigerant yang keluar menjadi bertemperatur dan bertekanan rendah. Katup ekspansi terdiri dari beberapa jenis, di antaranya adalah: a. Pipa Kapiler (Capillary 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 Pipa kapiler (Batavia Official Blog. 2011) b. Katup Ekspansi Otomatis Katup ekspansi otomatis menjaga agar tekanan hisap atau tekanan evaporator 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 refrigerant akan menyempit dan cairan refrigerant yang masuk ke evaporator menjadi berkurang.keadaan ini menyebabkan tekanan evaporator akan berkurang dan bellow akan tertekanan ke bawah sehingga katup membuka lebar dan cairan refrigerant akan masuk ke evaporator lebih banyak. Bentuk katup ekspansi otomatis dapat dilihat pada gambar 2.11.

25 digilib.uns.ac.id 13 Gambar 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 evaporator (Gambar 2.12.). Gambar 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 evaporator sesuai dengan keadaan temperatur pada evaporator. Akibat dari pengaturan aliran refrigerant ini, maka suhu ruangan dapat diturunkan berdasarkan panas yang ada pada evaporator. 5. Evaporator Evaporator adalah alat yang digunakan untuk menguapkan refrigerant. Refrigerant cair yang dikabutkan dan diturunkan tekanannya oleh katup ekspansi, masuk ke dalam evaporator. Di dalam evaporator, refrigerant akan menyerap panas dari udara ruangan. Panas udara ruangan yang diserap mengakibatkan refrigerant berubah wujud menjadi gas/uap (terjadi penguapan refrigerant akibat dari panas udara ruangan).

26 digilib.uns.ac.id 14 Gambar Evaporator (Batavia Official Blog. 2011) Prinsip terjadinya suatu pendinginan di dalam sistem refrigerasi adalah penyerapan kalor oleh suatu zat pendingin yang dinamakan refrigerant. 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 refrigerant memerlukan panas yang diambil dari udara luar. Bentuk evaporator dapat dilihat pada gambar Ada tiga tipe Evaporator yang terbuat dari aluminium yaitu : a. Plate Fin. Konstruksi evaporator plate fin dapat dilihat pada gambar Gambar Konstruksi evaporator tipe plate fin (Batavia Official Blog. 2011) b. Serpentine fin. Konstruksi evaporator serpentine fin dapat dilihat pada gambar Gambar Konstruksi evaporator tipe serpentine fin (Batavia Official Blog. 2011)

27 digilib.uns.ac.id 15 c. Drawn Cup. Konstruksi evaporator drawn cup dapat dilihat pada gambar Gambar Konstruksi evaporator tipe drawn cup (Batavia Official Blog. 2011) Di dalam suatu alat pendingin, kalor diserap di evaporator 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 refrigerant menuju ke kondensor. Di kondensor, uap refrigerant tersebut akan melepaskan kalor, sehingga akan berubah fasa dari uap menjadi cair (terkondensasi) dan selanjutnya refrigeran cair tersebut terkumpul di penampungan cairan refrigeran. Cairan refrigerant yang bertekanan tinggi mengalir dari penampung refrigerant ke katup ekspansi. Keluar dari katup ekspansi, tekanan menjadi sangat berkurang dan akibatnya cairan refrigerant bersuhu sangat rendah. Pada saat itulah refrigeran mulai menguap yaitu di evaporator, dengan menyerap kalor dari udara luar. Kemudian uap refrigerant 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 tank Dryer Filter

28 digilib.uns.ac.id 16 Sight glass Receiver adalah komponen yang digunakan untuk menyimpan cairan refrigerant dan juga berfungsi memisahkan refrigerant dalam bentuk gas dan cairan. Dryer dan filter pada receiver berfungsi menyerap air dan kotoran yang ada dalam Refrigerant. Gambar Receiver dryer (Batavia Official Blog. 2011) Beberapa komponen seperti Sight glass dapat dipasang diatas reciever ataudipasang pada liquid tube diantara reciever dan expansion. Sight glass berfungsi sebagai alat untuk mengetahui jumlah refrigerant yang berada di dalam sirkulasi. Konstruksi receiver dryer terlihat pada gambar 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 refrigerant sehingga harus digunakan pelumas khusus yang dapat bercampur dengan refrigerant dan tidak membeku pada temperature evaporator. Jenis pelumas yang biasa digunakan adalah PAG (polyaliyleneglycol) untuk refrigerant R134a dan minyak commit to pelumas user mineral untuk R-12. Minyak

29 digilib.uns.ac.id 17 pelumas R-12 tidak dapat digunakan untuk R134a karena tidak akan bercampur dengan refrigerant ini. Saat sistem AC beroperasi, sebagian pelumas tercampur dengan refrigerant dan akan terbawa keluar kompresor sehingga sejumlah pelumas akan ditemukan di kondensor, evaporator, receiver dryer, dan komponen lainnya. Namun, sejumlah tertentu pelumas harus bersirkulasi bersama-sama refrigerant 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 refrigerant 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 refrigerant adalah suatu zat yang mudah diubah wujudnya serta dapat mengambil panas di evaporator dan membuangnya di konsendor. Karakteristik thermodinamika dari refrigerant 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 refrigerant dengan karakteristik thermodinamika 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 pendingin.

30 digilib.uns.ac.id 18 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 kalor laten penguapan yang besar agar panas yang diserap evaporator 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 refrigerant yang kecil, tahanan listrik yang besar srta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik. k. Harga relatif murah dan mudah didapat. Dewasa ini banyak digunakan bahan refrigerant yang mengandung CFC (Clorofluoro carbon), yang dewasa ini sangat gencar dibicarakan oleh pakarpakar lingkungan hidup mengenai penipisan lapisan ozon atsmosfir yang dirusakan oleh gas-gas klorine yang dilepaskan manusia melalui proses ilmiah. Indonesia sudah meratifikasi pemberhentian pemakaian refrigerant CFC sejak Bahan refrigerant 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 refrigerant 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 Komponen elektrik pada AC mobil 1. Ekstra Fan

31 digilib.uns.ac.id 19 Ekstra Fan (Gambar 2.18.) berfungsi untuk memberikan pendinginan tambahan kepada refrigerant di dalam kondenser, dengan jalan menghembuskan udara dari luar atau menghisap udara yang ada disekeliling kondensor. Gambar Extra fan (Sutjipto, 2000) 2. Magnetic Clutch 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 elektromagnetic. 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 magnetic dapat dlihat pada gambar Gambar Komponen kopling magnetic (Sutjipto, 2000) Puli terpasang pada poros kompressor dengan bantalan diantaranya menyebabkan puli dapat bergerak dengan bebas. Sedang stator terikat dengan compressor housing, pressure plate terpasang mati pada poros kompressor.

32 digilib.uns.ac.id 20 Ketika arus listrik mengalir ke coil, gaya magnet mengakibatkan besi seolah-olah seperti ditarik ( besi 2 menarik besi 1) seperti yang terlihat pada gambar Gambar Kopling magnetic switch menutup (Sutjipto, 2000) 3. Pressure Switch Pressure Switch dipasangkan pada pipa liquid tube diantara receiver dan expansion valve. Pressure switch mendeteksi ketidaknormalan tekanan didalam sirkulasi dan kalau hal tersebut terjadi, maka magnetic clutch akan dimatikan, sehingga kompresor akan berhenti bekerja. Letak pressure switch pada rangkaian sistem AC dapat dilihat pada gambar Gambar Pressure switch (Sutjipto, 2000) 4. Blower Blower berfungsi untuk menghembuskan udara dingin disekeliling evaporator ke dalam ruangan, sehingga udara diruangan menjadi sejuk. Blower terdiri dari Motor dan Fan. Umumnya yang digunakan adalah motor tipe Ferrit dan Fan tipe sirocco. Tipe Fan : Tipe aliran fan blower dapat dilihat pada gambar a) Axial Flow : Udara ditarik dan dihembuskan sejajar dengan sumbu putar.

33 digilib.uns.ac.id 21 Gambar Tipe aliran fan blower (Sutjipto, 2000) b) Centrifugal : Udara ditarik sejajar sumbu putar dan dihembuskan tegak lurus sumbu putar searah dengan gaya sentrifugal. Sirroco fan termasuk tipe centrifugal (Gambar 2.23.). Gambar Sirocco fan (Sutjipto, 2000) 5. Thermostat Relay Thermostat berfungsi untuk mendeteksi temperatur evaporator. 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 evaporator 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 Thermostat relay saat suhu evaporator dingin (Sutjipto, 2000)

34 digilib.uns.ac.id 22 Gambar Thermostat relay saat suhu evaporator hangat (Sutjipto, 2000) 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 berikut ini : Gambar Prinsip kerja AC mobil (Karyanto, 2004)

35 digilib.uns.ac.id 23 1) Kompresor berputar karena putaran mesin yang dihubungkan oleh belt ke puli kompresor, menekan gas refrigerant dari evaporator yang bertemparatur tinggi. Dengan bertambahnya tekanan maka temperaturnya juga semakin meningkat, hal ini diperlukan untuk mempermudah pelepasan panas refrigerant. 2) Gas refrigerant 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 refrigerant masuk ke receiver dryer untuk disaring dari kotorankotoran yang ikut bersirkulasi bersama refrigerant. Di dalam receiver dryer, refrigerant juga di keringkan dari uap air yang bercampur. Refrigerant kemudian mengalir menuju evaporator melewati expansion valve. 4) Expansion valve menurunkan tekanan refrigerant dan menyemburkan refrigerant cair ini sehingga berbentuk butiran cairan. Karena tekanan refrigerant diturunkan, maka temperatur refrigerant menjadi rendah (dingin). 5) Gas refrigerant yang dingin dan berembun ini mengalir kedalam evaporator untuk mendinginkan udara yang dalirkan oleh blower melalui sela-sela fin evaporator, sehingga udara tersebut menjadi dingin seperti yang dibutuhkan oleh para penumpang mobil. 6) Gas refrigerant 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) Langkah pemvakuman sistem AC Rangkaian alat pada sistem AC saat proses pemvakuman dapat dilihat pada gambar Berikut adalah langkah-langkah proses pemvakuman mesin pendingin: 1) Memasang selang tengah gauge manifold inlet 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.

36 digilib.uns.ac.id 24 3) Melakukan pemvakuman hingga gauge 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 Proses pengosongan refrigerant (Suyitno, 2010) Langkah pengisian refrigerant Rangkaian alat pada sistem AC saat proses pengisian dapat dilihat pada gambar 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:

37 digilib.uns.ac.id 25 - Menjalankan mesin pada kecepatan idle dan hidupkan sistem AC. - Membuka keran tekanan rendah dan pastikan keran tekanan tinggi dalam keadaan tertutup. 3) Mengisikan sistem dengan gas refrigerant melalui sisi tekanan rendah. Jangan pernah mengisikan refrigerant cair melalui sisi tekanan tinggi karena dapat merusak bagian dalam kompresor 4) Setelah selesai melakukan pengisian, pastikan gauge manifold menunjukkan nilai yang sesuai standar. 5) Melepaskan selang-selang pengisian dari kompresor dan tutup kembali kedua service valve kompresor. Gambar Proses pengisian Refrigerant (Suyitno, 2010) 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.

38 digilib.uns.ac.id 26 (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 commit gesekan. to user

39 digilib.uns.ac.id 27 Gambar 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 gangguangangguan 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 (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. 3. Terjadi tegangan thermal, 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 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 pelumasannya turun, torak akan macet sekalipun masih mempunyai ruang bebas. 5. Pembakaran tidak normal. Motor bensin lebih cenderung mengalami ketukan (knocking).

40 digilib.uns.ac.id 28 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 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 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 commit berlangsung to user sempurna. Hal ini dapat dicapai

41 digilib.uns.ac.id 29 dengan jalan menggerakkan sirip pendingin atau udaranya. Bila sirip pendingin yang digerakkan atau mesinnya bergerak seperti pada sepedamotor. Pada mesin stasioner aliran udaranya diciptakan dengan cara menghembuskannya melalui blower yang dihubungkan langsung dengan poros engkol (Gambar 2.31.). Agar aliran udara pendingin lebih dapat mendinginkan sirip-sirip digunakan pengarah. Gambar 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 (water jacket). 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 radiator. 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 radiator. Agar pembuangan panas dari radiator 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 2.32.

42 digilib.uns.ac.id 30 Gambar Sirkulasi alami di mesin dengan radiator (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 radiator 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 radiator. Gambar 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 Proses pendinginan pada mesin Pada mesin bensin ataupun pada mesin diesel proses pendinginan tergantung pada sistem pendinginan commit yang to user digunakan. Pada pendinginan udara,

43 digilib.uns.ac.id 31 panas akan berpindah dari dalam ruang bakar melalui kepala silinder, dinding silinder dan piston secara konduksi. Selanjutnya yang melalui dinding dan kepala slinder, panas akan berpindah melalui sirip-sirip (fins) dengan cara konveksi ataupun radiasi di luar silinder. Pada pendinginan air secara alamiah, proses perpindahan panas/pendinginan melalui perubahan massa jenis air yang menurun karena panas selanjutnya air akan berpindah secara alamiah berdasarkan rapat massa sehingga terjadi sirkulasi alamiah untuk pendinginannya Komponen - komponen sistem pendingin air 1. Radiator Radiator pada sistem pendinginan berfungsi untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sirip-sirip pendinginnya. Konstruksi radiator dapat dilihat pada gambar Konstruksi radiator 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 (radiator 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 radiator dibuat hitam agar pepindahan panas radiasi dapat terjadi sebesar mungkin. Besar kecilnya inti radiator 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 radiator dan selanjutnya disalurkan ke mesin melalui pompa. Pada tangki

44 digilib.uns.ac.id 32 bawah juga dipasangkan saluran air yang berhubungan dengan pompa air dan saluran pembuangan untuk membuang air radiator pada saat membersihkan radiator dan melepas radiator. Gambar Konstruksi radiator (New Step 1, 1995) 2. Tutup Radiator Tutup radiator 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 (relief valve) dan katup vakum. Konstruksi tutup radiator dapat dilihat pada gambar Gambar 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 radiator. Keluarnya air tersebut ditahan oleh katup pengatur tekanan sehingga

45 digilib.uns.ac.id 33 tekanan naik. Kenaikan tekanan akan menaikkan titik didih air yang berarti mempertahankan air pendingin dalam sistem. Bila kenaikan suhu sedemikian rupa sehingga menyebabkan kenaikan volume air yang berlebihan, tekanan air akan melebihi tekanan yang diperlukan dalam sistem. Karenanya air akan mendesak katup pengatur tekanan untuk membuka dan air akan keluar melalui katup ini ke 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 Kerja katup pengatur tekanan dan katup vakum (New Step 1, 1995) Gambar Radiator 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

46 digilib.uns.ac.id 34 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 Gambar Konstruksi pompa air radiator (New Step 1, 1995) Komponen-komponen pompa air adalah sebagai berikut: a) Poros (shaft) 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 kavitasi. c) Water pump seal Water pump seal 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 impeller terlebih dahulu.

47 digilib.uns.ac.id Kipas Pendingin Kipas berfungsi untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dipancarkan ke udara dengan mudah. Kipas pendingin dapat berupa kipas pendingin biasa (yang diputarkan oleh mesin) atau kipas pendingin dengan motor listrik (Gambar 2.39.). Gambar 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 Rangkaian cara kerja kipas pendingin electric (New Step 1, 1995) Bila suhu air pendingin dibawah 83 ºC temperature switch ON dan relay berhubungan dengan masa. Fan relay coil terbuka dan motor tidak bekerja (Gambar 2.40.a). Bila suhu air pendingin di atas 83 ºC, temperature switch akan

48 digilib.uns.ac.id 36 OFF dan sirkuit relay ke masa terputus. Fan relay tertutup, maka kontak 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 radiator pada saat suhu mesin mencapai suhu idealnya. Katup thermostat biasanya dipasang pada saluran air keluar dari mesin ke radiator 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 wax. Kebanyakan termostat yang digunakan adalah tipe wax (Gambar 2.41.). Di samping itu thermostat tipe wax ada yang menggunakan katup by pass dan tidak menggunakan katup by pass. Gambar Thermostat tipe wax (New Step 1, 1995) Cara kerja katup thermostat adalah sebagai berikut: Pada saat suhu air pendingin rendah katup tertutup atau saluran dari mesin ke radiator terhalang oleh wax (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 Katup thermostat pada saat suhu ºC (New commit Step to 1, user 1995)

49 digilib.uns.ac.id 37 Untuk menghindari terjadinya tekanan air yang tinggi pada saat katup thermostat tertutup, pada saluran di bawah katup dibuatkan saluran ke pompa air yang dikenal dengan saluran pintas (by pass). Konstruksi thermostat dengan katup by pass dapat dilihat pada gambar Gambar Thermostat dengan katup by pass (New Step 1, 1995) Cara kerja katup by pass pada thermostat dapat dilihat pada sistem pendingin mesin pada saat mesin dingin (Gambar 2.44.) dan saat mesin panas (Gambar 2.45.) Gambar Thermostat dengan katup by pass pada saat mesin dingin (New Step 1, 1995) Gambar Thermostat dengan katup by pass pada saat mesin panas (New Step 1, 1995)

50 digilib.uns.ac.id 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 : Mulai Mengecek kinerja awal sistem AC Pengambilan data awal kinerja sistem AC Ya Berfungsi Tidak Ya Dingin Tidak Menentukan komponen yang tidak berfungsi Melepas dan membongkar komponen Ya Berfungsi Tidak Perawatan dan perbaikan komponen Ganti baru Pemasangan kembali Finishing Pengujian kerja sistem AC Tidak OK Pengambilan data akhir kinerja sistem AC Selesai Gambar 3.1. Diagram commit alir to pengerjaan user tugas akhir 38

51 digilib.uns.ac.id Rencana Proses Pengerjaan Tugas Akhir Rencana kerja yang akan dilakukan pada intinya adalah rekondisi, baik untuk sistem AC maupun sistem pendingin mesin. Rekondisi yang akan dilakukan untuk sistem AC mobil melalui beberapa tahapan sebagai berikut: 1) Pengecekan kinerja awal sistem AC 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 commit sistem to user AC sebelum diuji kinerjanya.

52 digilib.uns.ac.id 40 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% Rencana langkah perbaikan komponen 1. Rencana langkah perbaikan evaporator dan katup ekspansi Mulai Melepas evaporator dari dudukan - Melepas pipa refrigerant - Melepas kabel-kabel Pembongkaran komponen evaporator - Blower - Evaporator - Katup ekspansi Ganti baru Tidak Berfungsi Perawatan dan perbaikan Pemasangan kembali Finishing Selesai Gambar 3.2. Diagram commit alir rencana to user perbaikan evaporator

53 digilib.uns.ac.id Rencana langkah pemasangan double evaporator Untuk menambah kenyamanan bagi penumpang yang duduk di belakang pengemudi, akan ditambahkan evaporator yang diletakkan di bagian atas ruangan mobil. Evaporator tambahan ini akan ditempelkan di bagian dalam atap ruangan mobil. Mulai Perencanaan dan pemilihan bentuk dan tipe double evaporator Pengecekan kondisi double evaporator dan posisi pemasangan Sesuai Ya Tidak Penyesuaian - Bentuk - Dimensi - Dudukan Pemasangan Finishing - Kelistrikan - Selang refrigerant Selesai Gambar 3.3. Diagram alir rencana pemasangan double evaporator

54 digilib.uns.ac.id 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. 2. Katup ekspansi tipe thermostatic Gambar 3.4. Motor blower evaporator Jenis katup ekspansi yang digunakan pada sistem AC mobil Toyota Kijang 5K tahun 1989 adalah tipe thermostatic seperti yang terlihat pada gambar Kaleng refrigerant Gambar 3.5. Katup ekspansi tipe thermostatic Kaleng tempat refrigerant yang dipakai dapat dilihat pada gambar 3.6. Gambar 3.6. Kaleng refrigerant

55 digilib.uns.ac.id Regulator pengisian kaleng refrigerant Bentuk regulator pengisian refrigerant yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.7. Gambar 3.7. Regulator pengisian kaleng refrigerant 5. Sambungan T selang refrigerant double 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.

56 digilib.uns.ac.id 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 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 magnetic clutch tidak bekerja. Ada 2 kemungkinan yang dapat menyebabkan hal tersebut yaitu : tidak adanya arus listrik yang mengalir ke perangkat magnetic clutch dan tidak adanya refrigerant dalam sistem sehingga magnetic clutch tidak bekerja karena magnetic clutch bekerja berdasarkan pressure sensor yang mendeteksi ada tidaknya refrigerant dalam sistem. - Tidak adanya refrigerant di dalam sistem karena terdapat kebocoran di beberapa sambungan pipa. - Ada kerusakan pada ducting evaporator yang ada di bawah dashboard mobil. 44

57 digilib.uns.ac.id Pengambilan data performa awal evaporator Pengambilan data awal dilakukan untuk mengetahui perubahan performa AC sebelum dan sesudah dilakukan perbaikan. Perbaikan yang berhasil menghasilkan performa AC yang lebih baik daripada performa AC yang belum mengalami perbaikan dan perawatan. Data performa awal AC yang di ambil antara lain : 1) Suhu evaporator a. Suhu sisi keluar evaporator Tabel 4.1. Data suhu sisi keluar evaporator Level putaran blower dan thermostat relay Posisi No. Relay 1 Relay 1 Relay 10 Relay 10 pengukuran Blower 1 Blower 3 Blower 1 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 relay 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 Level putaran blower dan thermostat relay Posisi No. Relay 1 Relay 1 Relay 10 Relay 10 pengukuran Blower 1 Blower 3 Blower 1 Blower 3 1 Duct kiri 73 % 75 % 72 % 75 % 2 Duct tengah 73 % 75 % 73 % 75 % 3 Duct kanan 74 % 76 % 72 % 74 %

58 digilib.uns.ac.id 46 b. Kelembaban udara pada sisi masuk evaporator Tabel 4.3. Data kelembaban udara sisi masuk evaporator Level putaran blower dan thermostat relay Posisi No. Relay 1 Relay 1 Relay 10 Relay 10 pengukuran Blower 1 Blower 3 Blower 1 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. Discharge : 0 Psi Pada kondisi AC mati, sistem AC yang normal akan menunjukkan keberadaan refrigerant 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 refrigerant menguap keluar sistem. Tidak adanya refrigerant atau kurangnya refrigerant dalam sistem juga dapat menyebabkan magnetic clutch pada kompresor tidak berfungsi karena adanya pressure switch yang berfungsi sebagai pengaman komponen kompresor. Jika tidak ada refrigerant yang bersirkulasi sedangkan kompresor tetap bekerja maka dapat menyebabkan rusaknya komponen dalam kompresor karena refrigerant dalam sistem juga berfungsi sebagai pendingin dan pelumas kompresor. 4) Kecepatan aliran udara blower evaporator

59 digilib.uns.ac.id 47 a. Kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator Tabel 4.4. Data kecepatan aliran udara pada sisi keluar evaporator No Posisi pengukuran Blower level 1 Blower level 3 1 Duct kiri 2.4 m/s 3.4 m/s 2 Duct tengah 4.4 m/s 12.5 m/s 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 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. Komponenkomponen 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 evaporator untuk memberikan kenyamanan yang lebih baik bagi penumpang mobil yang duduk di belakang pengemudi. 1) Pembongkaran evaporator Posisi awal evaporator ada dibawah dashboard depan. Posisi evaporator depan dapat dilihat pada gambar 4.1. Gambar 4.1. Posisi evaporator depan

60 digilib.uns.ac.id 48 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 dashboard - Melepas baut pemegang evaporator dan baut pada braket samping evaporator - Mengeluarkan unit evaporator dari dashboard mobil - Membongkar unit evaporator dengan melepas rumah unit pendingin - Melepas rumah blower - Melepas fan blower 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 : - Merakit fan blower pada rumah commit blower to user

61 digilib.uns.ac.id 49 - Merangkai unit pendingin pada casing evaporator - Memasang evaporator pada posisi semula yaitu dibawah dashboard mobil - Mengencangkan baut pemegang braket samping dan baut dudukan depan evaporator - Memasang ducting evaporator - Merangkai kabel kelistrikan blower - Memasang pipa-pipa refrigerant yang masuk dan keluar evaporator Pemasangan double evaporator 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 double evaporator adalah sebagai berikut : - Penentuan letak double evaporator yang akan dipasang terlihat pada gambar 4.2. Penempatan posisi double evaporator juga dipertimbangkan dari segi estetika pemasangan double evaporator. Gambar 4.2. Posisi penempatan double evaporator - Melepas penutup atap kabin mobil untuk memudahkan pembuatan braket dudukan double evaporator - Menentukan dimensi braket dudukan yang akan dibuat dan disesuaikan dengan besi yang ada di atap kabin mobil - Membuat dudukan double evaporator dari pipa besi kotak. Bentuk awal dudukan untuk double evaporator commit dapat to user dilihat pada gambar 4.3. berikut ini.

62 digilib.uns.ac.id 50 Gambar 4.3. Braket dudukan double evaporator - Melubangi besi atap dengan bor tangan sebagai tempat baut braket dudukan double evaporator. 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 evaporator menggunakan gerinda potong. Pembuatan jalan selang refrigerant dapat dilihat pada gambar 4.6.

63 digilib.uns.ac.id 51 Gambar 4.6. Pembuatan jalan selang refrigerant - Menentukan panjang selang yang keluar masuk doube evaporator - Mengatur letak selang double evaporator agar aman dari gesekan. Jalur selang refrigerant dan selang air kondensat yang telah terpasang dapat dilihat pada gambar 4.7. Gambar 4.7. Posisi jalur selang refrigerant - Mencocokkan dimensi dan bentuk casing double evaporator dengan bentuk atap bagian dalam kabin mobil menggunakan gerinda tangan agar tidak ada celah antara casing dengan atap kabin mobil. Pengerindaa casing double evaporator sesuai dengan gambar 4.8. Gambar 4.8. Penggerindaan casing double evaporator

64 digilib.uns.ac.id 52 - Memasang double evaporator beserta instalasi selang refrigerant, selang pembuangan air kondensat, dan kabel kelistrikan double evaporator. Sebelum selang dipasangkan, semua sambungan harus diberi isolasi pipa untuk pengamanan dari kebocoran. Double evaporator yang telah terpasang dapat dilihat pada gambar 4.9. Gambar 4.9. Double evaporator yang sudah terpasang - Membuat pencabangan selang untuk keperluan double evaporator. Pencabangan selang menggunakan sambungan T. Selang berukuran 3/8 yang menuju double evaporator dicabangkan pada pipa keluaran setelah receiver dryer. Sambungan T selang refrigerant dapat dilihat pada gambar dan Gambar Sambungan T sebelum masuk evaporator - Sedangkan selang 5/8 yang keluar dari double evaporator dicabangkan pada selang suction kompresor. Gambar Sambungan T setelah keluar double evaporator

65 digilib.uns.ac.id 53 - Membuat braket pengaman untuk selang-selang double evaporator agar tidak tergesek komponen lain yang bergerak. Braket pengikat selang refrigerant double evaporator dapat dilihat pada gambar Gambar Braket selang refrigerant Spesifikasi komponen 1) Evaporator Bentuk evaporator depan dapat dilihat pada gambar Gambar Evaporator Evaporator yang terdapat pada mobil Toyota Kijang 5K adalah jenis plate fin yang digabung dengan komponen lain menjadi sebuah unit komponen pengkondisian udara, antara lain : casing, ducting, katup ekspansi, blower evaporator, control switch, dan pengatur temperatur evaporator. Gambar Evaporator tipe plate fin

66 digilib.uns.ac.id 54 Gambar memperlihatkan jenis evaporator yang dipakai untuk evaporator depan dan juga double evaporator yaitu evaporator tipe plate 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 refrigerant yang diuapkan di evaporator sesuai dengan keadaan temperatur pada evaporator. Akibat dari aliran refrigerant 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 Gambar 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 Gambar Blower evaporator tipe sentrifugal

67 digilib.uns.ac.id 55 4) Double evaporator Peningkatan kenyamanan penumpang dalam mobil menjadi perhatian penting dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. Double evaporator dipasang untuk menanggulangi kondisi gerah yang dialami oleh para penumpang yang duduk di belakang pengendara. Double evaporator yang dipilih adalah double evaporator variasi bolt on. Double evaporator ini telah dilengkapi dengan evaporator tipe plat fin, blower, katup ekspansi, control switch, grill,dan casing yang terbuat dari fiberglass. Bentuk double evaporator yang dipasang pada mobil Toyota Kijang 5K dapat dilihat pada gambar 4.17 dan gambar Gambar Tampilan bawah double evaporator Gambar Tampilan atas double evaporator 5) Selang dan pipa refrigerant Selang refrigerant berfungsi sebagai penghubung antar komponen, mengisolasi refrigerant dari udara luar, dan sebagai jalan mengalirnya refrigerant dari komponen satu ke komponen yang lain. Selain menggunakan selang, sistem AC mobil Toyota Kijang 5K juga menggunakan pipa alumunium. Pipa alumunium digunakan pada bagian keluaran kondensor hingga evaporator. Keuntungan pemakaian pipa alumunium adalah biayanya yang lebih murah dibandingkan dengan selang refrigerant.

68 digilib.uns.ac.id 56 Penambahan komponen double evaporator juga menuntut penambahan aliran refrigerant. Selang refrigerant digunakan untuk menyambungkan aliran refrigerant menuju komponen double evaporator. Alur dari komponen pendingin di depan menuju double evaporator di belakang yang sempit dan rumit membutuhkan selang yang fleksibel. Selang yang digunakan adalah selang khusus refrigerant R134a, mempunyai dua ukuran yang berbeda. Selang yang masuk ke double evaporator berukuran 3/8 inch, sedangkan selang yang keluar double evaporator berukuran 5/8 inch. Selang khusus yang dipakai untuk refrigerant R134a dapat dilihat pada gambar Gambar Selang khusus refrigerant R134a 6) Refrigerant Refrigerant yang digunakan adalah R134a karena lebih ramah lingkungan. Refrigerant yang digunakan adalah refrigerant merk Klea kaleng berisi 390 gram/kaleng dengan pertimbangan refrigerant kaleng lebih murah dan terjamin kemurniannya daripada penggunaan refrigerant eceran. Refrigerant yang dipakai dapat dilihat pada gambar Gambar Refrigerant kaleng merk Klea

69 digilib.uns.ac.id Pengosongan udara dan pengisian refrigerant a. Pengosongan refrigerant Rangkaian alat pada proses pengosongan refrigerant pada sitem AC mobil sesuai dengan gambar Gambar Proses pengosongan refrigerant - Sebelum memasang manifold gauge terlebih dahulu menutup kedua valve (Lo dan Hi) pada manfold gauge - Menghubungkan hose tekanan tinggi ke sisi discharge. - Pada mobil ini nipple pengisian tekanan tinggi berada pada pipa setelah receiver dryer - Menghubungkan hose tekanan rendah ke nipple yang ada pada suction kompresor - Menghubungkan hose tengah manifold gauge dengan inlet pompa vakum - Membuka kedua valve pada manifold gauge, kemudian menghidupkan pompa vakum. Jika gauge tekanan rendah dan tekanan tinggi menunjukkan angka yang berada dalam daerah pemvakuman, berarti tidak ada sumbatan pada siklus refrigerasi. - Melakukan pemvakuman hingga gauge tekanan rendah menunjukkan angka - 30 psi atau lebih kecil, kemudian tutup kedua keran dan matikan pompa vakum. - Biarkan sistem pada kondisi ini selama 10 menit. Setelah itu amati penunjukkan gauge manifold

70 digilib.uns.ac.id 58 - Jika tidak ada perubahan pada penunjukkannya, lanjutkan ke langkah pengisian refrigerant. - Jika penunjukkan gauge manifold berubah, lakukan pemeriksaan kebocoran dan lakukan perbaikan jika perlu. Setelah itu kembali ke langkah pengosongan b. Pengisian refrigerant Rangkaian alat pada proses pengisian refrigerant pada sitem AC mobil sesuai dengan gambar Gambar Proses pengisian refrigerant Berikut langkah pengisian refrigerant pada mesin pendingin. - Memasang regulator pada kaleng refrigerant. Pastikan regulator terpasang dengan benar dan rapat agar tidak terjadi kebocoran saat proses pengisian refrigerant. Gambar regulator kaleng pengisian refrigerant terlihat pada gambar Gambar Regulator kaleng refrigerant

71 digilib.uns.ac.id 59 - Menyambungkan hose tengah manifold gauge dengan kaleng refrigerant - Setelah selesai melakukan pemeriksaan kebocoran, buka keran tekanan tinggi dan tutup keran tekanan rendah. Lakukan pengisian dengan cara ini hingga pengisian menjadi sukar - Menutup kedua kran, hidupkan mesin mobil - Menjalankan mesin pada kecepatan idle dan menghidupkan sistem AC - Membuka keran tekanan rendah dan pastikan keran tekanan tinggi dalam keadaan tertutup - Mengisikan sistem dengan gas refrigerant melalui sisi tekanan rendah. Jangan pernah mengisikan refrigerant cair melalui sisi tekanan tinggi karena dapat merusak bagian dalam kompresor - Setelah selesai melakukan pengisian, pastikan gauge manifold menunjukkan nilai yang sesuai standar - Sistem dengan jumlah refrigerant yang tepat ditandai dengan tidak adanya gelembung-gelembung yang berlebihan pada sight glass - Pada saat pengisian, tekanan yang terukur pada manifold gauge adalah 220 psi untuk nipple discharge dan 40 psi untuk nipple suction. - Mengecek kebocoranan dengan air sabun pada setiap sambungan selang dan permukaan yang rawan terhadap kebocoran c. Melepas manifold gauge Gambar manifold gauge yang digunakan selama proses pengosongan dan pengisian refrigerant dapat dilihat pada gambar Gambar Manifold gauge - Menutup kedua valve pada manifold gauge dan menutup kran regulator pada kaleng refrigerant

72 digilib.uns.ac.id 60 - Mematikan sistem AC - Mematikan mesin mobil - Melepaskan selang-selang pengisian dari nipple pengisian secara cepat agar tidak banyak refrigerant yang terbuang - Menutup kembali kedua nipple pengisian Uji unjuk kinerja sistem AC mobil - Mempersiapkan thermometer - Memasang manifold gauge. Hose tekanan rendah pada suction kompresor, sedangkan hose tekanan tinggi pada nipple keluaran receiver dryer - Menghidupkan mesin dan menahan putaran mesin pada 2000 rpm - Menghidupkan sistem AC - Menutup semua jendela dan pintu agar kondisi kabin mobil tidak terpengaruh dengan temperatur udara luar - Mengatur switch blower kedua evaporator dan thermostat relay sesuai dengan data yang akan di ambil - Mengukur suhu keluaran evaporator dan suhu ruangan kabin mobil seperti yang terlihat pada gambar Gambar Pengukuran suhu keluaran evaporator - Kondisi nyaman sebuah sistem AC mobil berada pada kisaran 20-25ºC untuk wilayah Indonesia yang beriklim tropis - Memeriksa tekanan suction dan discharge pada manifold gauge - Jika tekanan terlalu tinggi, kondensor perlu disiram dengan air untuk membantu proses pengembunan di dalam kondensor