Laporan BAB II ANALISA KERUSAKAN FAN SPEED LOW PADA D375A [PDF]

Citation preview

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Bulldozer



Gambar 2.1 Bulldozer D375A-6R (Sumber : http://www.google.com/) Bulldozer merupakan sebuah traktor rantai (crawler tractor) yang berguna untuk pekerjaan menggali, menggusur, mendorong tanah atau material dan menarik log atau portable campyang dapat dioperasikan di medan berbatu, berbukit, maupun tanah lumpur pada berbagai sektor pekerjaan seperti pertambangan (mining), konstruksi (construction), logging, Hutan Tanaman Industri (forestry) dan perkebunan. Bulldozer dapat melakukan pemindahan tanah yang efektif sejauh 100 meter dengan cara estafet. Kode pada Bulldozer D375A-6R tertuliskan di unit merupakan kode penamaan yang memiliki arti : D



: D mengindikasikan bulldozer dengan diesel engine.



37



: Angka yang mengindikasikan ukuran bulldozer.



5



: Angka yang mengindikasikan tipe penggerak 0



: direct drive (dengan main clutch)



1



: hydroshift type



2,3,5,8 : torqflow type 7 A



: torqflow & hydroshift



: Huruf yang menunjukkan bentuk dasar dari bulldozer, yaitu sebagai berikut: 5



6



S : Dozer shovel Q : Swamp dozer shovel A : Angle dozer / straigth dozer P : Swamp bulldozer W : Amphibious bulldozer C : Pipelayer E : Tractors dengan long track 6



: Angka yang menunjukkan berapa kali telah dilakukan perubahan disain (modifikasi) pada unit tersebut.



R



: HPCR less EGR



2.2 Cooling System



Gambar 2.2 Cooling System (Sumber : Wikipedia.com) Cooling system merupakan sistem pendingin yang bersirkulasi didalam engine dan berfungsi mempertahankan temperatur kerja engine agar selalu optimal atau berada di range normal yaitu 70 – 90’C. Berikut komponen-komponen utama cooling system : 1. Radiator 2. Thermostat 3. Water manifold (itegrated with cylinder head) 4. Oil Cooler



7



5. Water pump 6. Air compressor 7. Fan 8. Corrosion resistor



2.2.1 Radiator Fungsi radiator adalah sebagai pendingin air engine. Dan mendinginkan air tersebut dengan bantuan udara luar. Fungsi buffle plate (pada upper tank) adalah untuk memisahkan bubbles yang terjadi didalam sistem / radiator. Bubbles adalah peristiw pecahnya gelembung udara. Selain itu didalam radiator juga terdapat fin dan core, fin sebgai media perluasan pelepas panas sedangkan core merupakan saluran coolent bersirkulasi di radiator.



Gambar 2.3 Radiator (Sumber :Wikipedia.com) Disetiap radiator pasti disertai cap/tutup yang didalamnya terdapat safety valve terdiri dari : 1. Vaccum valve berfungsi untuk mencegah kevaccuman didalam cooling system saat udara dingin. 2. Pressure valve berfungsi menaikkan tekanan didalam cooling sytem serta menaikkan titik didih air.



8



2.2.2 Thermostat Thermostat adalah komponen untuk mengatu saat membuka dan menutup aliran air pendingin ke radiator, sehingga temperatur air pada sistem tetap pada batas-batas yang sudah dintentukan (70’C-90’C). Dengan demikian akan mempercepat tercapainya temperatur kerja.



Gambar 2.4 Thermostat (Sumber : bahasotomotif.com)



2.2.3 Water Manifold Merupakan tempat bertemunya air setelah dari water jacket sebelum menuju ke thermostat.



2.2.4 Oil Cooler Komponen yang berfungsi untuk mendinginkan oli engine dengan memanfaatkan sirkulasi cooling system.



Gambar 2.5 Oil cooler (Sumber : xxjy.com)



9



2.2.5 Water pump Water pump adalah komponen yang berfungsi untuk mensirkulasikan air ke dalam sistem pendingin. Semua pompa air yang dipergunakan pada engine umumnya mempergunakan jenis sentrifugal pump.



2.2.6 Fan Bekerja mendinginkan coolant atau air yang bersirkulasi didalam core radiator bersama fin sebagai media pelepas panas.



Gambar 2.6 Fan (Sumber : komatsuparts.co.id)



2.3 Sirkulasi Air Pendingin Water pump digerakkan oleh putaran cranksaft melalui V belt atau timming gear untuk mensirkulasikan air dengan tekanan tertentu ke sirkuit pendingin setelah dari pompa, air pertama-tama menuju ke oil cooler untuk mendinginkan oli pelumas engine dan oil-oil system lainnya. Kemudian, air tersebut mengalir ke silinder block. Di dalam silinder block, air pendingin mengalir ke sekitar silinder liner dan mendinginkan silinder linier dan ruang bakar. Setelah ini air tersebut masuk ke water jacket silinder head. Untuk mendinginkan nozzle atau injector, intake dan exhaust valve dan permukaan silinder head. Air tersebut kemudian masuk ke thermostat. Thermostat mendistribusikan air pendingin ke dua saluran, yaitu ke water pump dan radiator.



10



Volume air yang didistribusikan tersebut tergantung pada temperaturnya. Air yang mengalir ke radiator didinginkan oleh udara yang dihembuskan oleh kipas.



2.4 Sitem Hidrolik .



Sistem hidrolik adalah sebuah sistem yang menggunakan tenaga fluida



liquid untuk mengerjakan suatu pekerjaan yang sederhana. Sistem hidrolik merupakan aplikasi dari penggunaan Hukum Pascal. Mesin hidrolik, mensupply fluida hidrolik bertekanan ke suatu motor hidrolik atau silinder hidrolik untuk melakukan kerja tertentu. Motor hidrolik menghasilkan gerakan berputar yang dapat digunakan untuk memutar beban berat seperti katrol, rantai, dan lain sebagainya. Silinder hidrolik menghasilkan gerakan maju mundur yang banyak diaplikasikan pada alat-alat berat, gerbang air (pada bendungan misalnya), atau juga untuk katub (valve) yang berukuran besar. Fluida hidrolik dikontrol alirannya oleh control valve dan dialirkan melalui selang atau tubing-tubing hidrolik.



Gambar 2.7 Sistem Kerja Hidrolik (Sumber :Wikipedia.com)



11



Sistem hidrolik secara sederhana dapat dijelaskan melalui gambar diatas. Gambar pertama menunjukkan bahwa dengan menggunakan sistem hidrolik, diperlukan gaya (F) yang lebih kecil untuk dapat mengangkat gaya yang lebih besar. F1 = F2 x (A2/A1) Sedangkan gambar kedua menjelaskan prinsip penggunaan motor hidrolik pada sebuah katrol. Dan dibutuhkan torsi yang lebih kecil untuk dapat memutar katrol dengan beban yang lebih besar (torsi besar). T motor = T motor x (V motor / V motor)



2.5 Sirkuit Hidrolik Sebuah sistem hidrolik terdiri atas pompa hidrolik, saluran pipa, katub pengatur (control valve), tangki fluida hidrolik, filter, aktuator yang digerakkan (silinder atau motor hidrolik), dan alat lain sebagai pelengkap.



Gambar 2.8 Sirkuit Hidrolik dengan Aktuator Silinder Hidrolik (Sumber : Wikipedia.com)



12



Gambar di atas menjelaskan sebuah sistem hidrolik yang bekerja untuk menggerakkan silinder hidrolik. Fluida kerja yang terkumpul didalam tangki dipompa oleh pompa hidrolik sehingga memiliki tekanan spesifik tertentu. Fluida mengalir menuju katub selenoid, katub inilah yang mengatur pergerakan silinder hidrolik. Apabila menginginkan posisi silinder memanjang (advance) maka katub selenoid akan menuju ke kiri, sehingga fluida dapat mendorong piston ke arah maju. Apabila katub selenoid diarahkan ke kanan, maka silinder hidrolik akan mundur (retract). Pada saat terjadi pergerakkan di silinder, maka ada sebagian fluida hidrolik yang terbuang. Fluida ini kembali ke tangki melalui jalur pipa khusus.



Gambar 2.9 Sirkuit Hidrolik dengan Aktuator Motor Hidrolik (Sumber :Wikipedia.com)



Sistem diatas tidak jauh berbeda dengan sistem hidrolik yang beraktuator silinder. Hanya saja di sini aktuatornya berupa motor hidrolik untuk digunakan tenaga putarnya (torsi). Katub selenoid mengatur arah putaran dari motor hidrolik. Berbeda dengan motor listrik yang lebih rumit apabila dibutuhkan untuk dapat berputar di dua arah, motor hidrolik lebih mudah pengaplikasiannya jika dibutuhkan untuk dapat berputar di dua arah. 2.6 Komponen Sistem Hidrolik



13



Komponen hidrolik dalam sistem pemindah tenaga dengan sistem hidrolik sangat penting untuk diketahui, fungsi dan cara kerjanya. Pembacaan simbol-simbol hidrolik sangatlah sederhna namun sangat lengkap dan mewakili sesuai dengan kerja komponen yang sebenarnya. Sebagai contoh pada simbol pokpa, maka simbol digambar sama persis dengan cara kerja pompa yang sebenarnya. 2.6.1 Pompa Hidrolik Pompa hidrolik berfungsi untuk mensupplay fluida hidrolik pada tekanan tertentu kepada sistem hidrolik. Pompa ini digerakkan oleh motor listrik atau sebuah mesin yang dihubungkan dengan sebuah sistem kopling. Sistem kopling yang digunakan dapat berupa belt, roda gigi, atau juga sistem flexible elastomeric.



Gambar 2.10 Simbol Pompa Hidrolik dengan Penggerak Motor (Sumber : Wikipedia.com) Pompa hidrolik ada beberapa tipe yang digunakan, yaitu : 



Gear Pump bersifat memiliki ketahanan yang lama, sederhana pengoperasiannya. Tetapi kelemahannya adalah memiliki efiensi yang rendah, karena sifat pompa yang ber-displacement tetap, dan lebih cocok untuk digunakan pada tekanan dibawah 20 MPa (3000 psi).







Vane Pump bersifat murah dan sederhana, biaya perawatan yang rendah, dan baik untuk menghasilkan aliran tinggi dengan tekanan yang rendah.







Axial Piston Pump yaitu satu jenis pompa yang dapat berjenis swashplate atau juga checkball. Jenis pompa ini didesain untuk dapat bekerja pada displacement yang bervariasi, sehingga dapat menghasilkan aliran dan tekanan fluida hidrolik yang bervariasi sesuai dengan kebutuhan. Jenis yang paling banyak digunkan adalah swashplate pump. Pompa ini dapat



14



kita ubah sudut swashplatenya untuk menghasilkan langkah piston yang bervariasi tiap putaran. Jika sudut semakin besar, akan menhasilkan debit aliran yang besar dengan besar tekanan yang lebih kecil, dan begitu pula sebaliknya.



Gambar 2.11 Swash Hydraulic Pump (Sumber : Wikipedia.com) 



Radial Piston Pump digunakan untuk menghasilkan tekanan fluida hidrolik yang tinggi dengan debit aliran yang rendah.



Gambar 2.12 Prinsip Radial Piston Pump (Sumber :Wikipedia.com) Pompa piston memang memiliki harga yang lebih mahal jika dibangdingkan dengan pompa gear atau vane. Akan tetapi pada pengoperasian



15



tekanan tinggi memiliki ketahanan yang jauh lebih lama jika dibandingkan jenis pompa yang lain.



2.6.2 Control Valve Control Valve



padasebuah sistem hidrolik, selain berfungsi untuk



mengatur besar tekanan yang digunakan, juga berfungsi untuk mengatur arah aliran dari fluida hidrolik. Arah aliran yang dimaksud adalah berhubungan dengan sistem aktuator. Arah gerakan yang diinginkan pada aktuator dikontrol oleh arah aliran dari fluida hidrolik, arah aliran inilah yang diatur oleh control valve yang berfungsi untuk mengatu arah aliran biasa disebut dengan Solenoid valve, sedangkan yang untuk mengatur besar tekanan biasa deisebut pessure regulating valve. Dan berikut adalah beberapa macam control valve



yang biasa



diperguanakan : 



Pressure Relief Valves berfungsi untuk membuang fluida hidrolik ke tangki penyimpan fluida, apabila tekanan fluida lebih tinggi daripada nilai yang ditentukan.



Gambar 2.13 Simbol dan skema pressure relief valves (Sumber :Wikipedia.com) 



Presuure Regulating Valves berfungsi untuk mengatur besar tekanan fluida hidrolik agar stabil dinilai tertentu.



16



Gambar 2.14 Skema dan simbol pressure regulating valve (Sumber : Wikipedia.com) 



Squence Valve berfungsi untuk mengatur sekuen pada sirkuit hidrolik, seperti contohnya pada saat menggunkaan beberapa silinder hidrolik, yaitu untuk memastikan satu silinder hidrolik telah maju penuh sebelum silinder lainnya mulai maju.



Gambar 2.15 Simbol dan skema squence valve (Sumber : Wikipedia.com) 



Check Valve berfungsi untuk mengatur arah aliran fluida hidrolik agar searah dan tidak ada aliran yang terbalik.



17



Gambar 2.16 Check valve (Sumber : Wikipedia.com) 



Pilot Valve sebagai kontrol sistem hidrolik. Digunakan untuk mengatur output aktuator sesuai dengan yang diinginkan.



Gambar 2.17 Pilot valve (Sumber : Wikipedia.com)



2.6.3 Akumulator Akumulator berfungsi sebagai peredam kejut dalam sistem hidrolik. Biasanya akumulator terpasang paralel dengan pompa dan komponen lainnya. Akumulator menyediakan sedikit aliran dalam kondisi darurat pada sistem



18



steering dan juga rem. Menjaga tekanan konstan dengan kata lain sebagai pressure damper. Umumnya pada sistem hidrolik modern dipegunakan akumulator tipe gas.



Gambar 2.18 Akumulator (Sumber : google.com)



2.6.4 Tangki Hidrolik Tangki hidrolik sebagai wadah oli untuk digunakan pada sistem hidrolik. Oli panas yang dikembalikan dari sistem/aktuator didinginkan dengan cara menyebarkan panasnya. Dan menggunakan oil cooler sebagai pendingin oli, kemudian kembali ke dalam tangki. Gelembung-gelembung udara dari oli mengisi ruangan diatas permukaan oli. Untuk mem pertahankan kondisi oli baik selama mesin operasi dilengkapi dengan sarinagn yang bertujuan agar kotoran jangan masuk kembali ke tangki. Hidrolik tangki diklasifikasikan sebagai vented type reservoir atau pressure reservoir, dengan adanya tekanan didalam tangki, masuknya debu dari udara akan berkurang dan oli akan didesak masuk kedalam pompa.



Gambar 2.19 Hydraulic Tank (Sumber : google.com)



19



2.6.5 Aktuator Komponen output dalam sistem hidrolik yang digerakan oleh fluida hidrolik. Jenis aktuator ada beberapa jenis yaitu silinder hidrolik dan motor hidrolik.



2.6.6 Fluida Hydraulic Fluida yang digunakan pada sistem hidrolik biasanya berbahan dasar minyak bumi dengan tambahan zat-zat adiktif. Spesifikasi penggunaannya berdasarkan kebutuhan yang diinginkan, misalnya ketahanan terhadap api jika digunakan pada industri dengan lingkungan yang panas, atau juga pada industri yang di lingkungan yang dingin. Fluida hidrolik selain sebagai fluida kerja, ia juga berfungsi sebagai pelumas pada komponen-komponen sistem hidrolik. 2.6.7 Filter Komponen ini berfungsi untuk mengumpulkan kotoran (biasanya berupa metal) pada fluida hidrolik, agar kotoran-kotoran tersebut tidak ikut bersirkulasi. Komponen ini sangat penting karena kotoran metal selalu diproduksi pada setiap sistem hidrolik. Biasanya filter diposisikan pada sis suction pompa hidrolik. Namun kebersihan filter ini haru tetap terjaga, karena apabila terlalu kotor dan menyebabkan aliran fluida terhambat, dapat menyebabkan kavitasi pada pompa hidrolik yang sangat berbahaya apabila itu terjadi.



Gambar 2.20 Filter hidrolik (Sumber : google.com)



2.6.8 Pipa Aliran Pipa yang digunakan untuk aliran fluida hidrolik dapat berupa pipa standart, tube, atau juga berupa hose. Tube berdiameter sampai dengan 100 mm, diproduksi oleh pabrik secara memanjang tanpa sambungan. Digunakan untuk



20



tekanan hidolik tinggi yang presisi. Sedangkan pada pipa standart, biasanya digunakan pada operasional tekanan rendah. Dapat menggunakan sambungan, biasanya berupa sambungan las. Untuk hose dalam Bahasa Indonesia dikenal dengan selang. Namun selang yang dapat beroperasi pada tekanan yang tinggi, dan biasanya juga pada temperatur yang tinggi.



2.7 Fan Motor Fan motor pada sistem pendingin bertipe swash plate axial piston motor. Mendapat tenaga dari tekanan oli hidrolik yang dikirim oleh pompa hidrolik untuk dapat dijadikan tenga putar.



Gambar 2.21 Fan motor (Sumber : Shop Manual D375A-6R)



2.8 Prinsip Kerja Fan Motor -



Oli dikirimkan dari pompa hidrolik melalui valve plate (7) ke silinder block (5), oli ini dapat mengalir hanya ada pada satu sisi (supply side) (Y-Y) alur terhubung dari titik mati atas ke titik mati bawah dari stroke piston (4).



21



Gambar 2.22 Skema Kerja Fan Motor (Sumber : Shop Manual D375A-6R) -



Kemudian oli yang dikirim dari sisi silinder block menekan piston 2 atau 3 bagian dan menimbulkan gaya (F1) [F1 = P x xD2 / 4].



-



Gaya ini digunakan pada thrust plate (2) selama thrust plate pada posisi tetap pada sudut (a °) menuju output shaft (1), gaya itu terbagi dalam beberapa komponen (F2) dan (F3).



Gambar 2.23 Skema kerja fan motor (Sumber : Shop Manual D375A-6R) -



Komponen radial (F3) menghasilkan torsi [T= F3 x ri] relatife (Y-Y) dengan alur yang menghubungkan titik mati atas ke titik mati bawah.



-



Resultan dari torsi [T = Σ(F3 x ri)] memutar silinder block melalui piston.



-



Dimana silinder block ini diteruskan ke output shaft. Output shaft berputar untuk meneruskan putaran.



22



Gambar 2.24 Skema kerja fan motor (Sumber : Shop Manual D375A-6R)



2.9 Komponen Fan Motor Berikut adalah komponen dari fan motor:



1. Output shaft



7. Valve plate



2. Case



8. End cover



3. Thrust plate



9. Center spring



4. Shoe



10. Suction safety valve



5. Piston



11. ON/OFF pilot valve



6. Cyllinder block



12. Speed sensor



23



2.10 Cara Kerja Fan Motor 



Cara kerja fan motor ketika engine start. Saat tekanan oli dari pompa disupply pada port (P) dan tekanan di sisi (MA) bertambah, disitulah dimulainya fan berputar kearah normal. Kemudian oli tersebut mengalir menuju port (T) untuk kembali ke tank.



Gambar 2.25 Kerja fan motor saat engine start (Sumber : Shop Manual D375A-6R) 



Cara kerja fan motor ketika fan reverse mode diaktifkan (ON) Jika mode diaktifkan (ON) maka solenoid (1) akan menyentuh selector valve (2), membuka aliran bertekanan oli dari pompa mengalir ke port (C) ke spool chamber (D). Oli bertekanan tersebut menekan pushes valve spool (3) ke arah kiri spring (4). Maka port (MB) terhubung ke port (P) pompa, terjadilah putaran yang dihasilkan dari oli bertekanan. Dan motor pun berputar ke arah sebaliknya (reverse).



24



Gambar 2.26 Cara kerja fan motor saat reverse mode ON (Sumber : Shop Manual D375A-6R) 



Cara kerja fan motor ketika engine mati Jika engine mati, maka kecepatan fan motor akan berkurang sampai 0 rpm, ini disebabkan oli bertekanan tidak disupply lagi dari pompa. Akhirnya sisi (MA) lama kelamaan akan berhenti karena oli akan mengalir ke port (T) dan tidak ada supply lagi.



Gambar 2.27 Cara kerja fan motor saat engine mati (Sumber : Shop Manual D375A-6R)