Gambaran Umum Sistem Pelumasan (Outline of Lubrication System)
Pelumasan pada engine berfungsi untuk melumasi komponen-komponen yang bergesakan dan mencegah berkaratnya bagian–bagian engine yang bergerak translasi maupun rotasi. Tujuannnya untuk mempertahan umur dan daya tahan komponen sesuai dengan umur ekonomisnya. Pada sistem pelumasan didukung oleh beberapa komponen utama diantaranya adalah oil pump, oil filter, lubricating valve, oil cooler, thermostat, dan lain-lain. Gambar di atas menunjukkan salah satu contoh dari sistem pelumasan yang digunakan pada alat berat.
Jumlah oli yang harus disuplai oleh pompa oli ke komponen-komponen engine yang membutuhkan pelumasan hampir tidak pernah berubah tanpa menghiraukan besarnya beban dan kecepatan, tetapi sebaliknya jumlah oli yang disuplai pompa oli akan meningkat ketika terjadi peningkatan kecepatan engine dan akan mengalami penurunan ketika kecepatan engine menurun. Disisi lain pompa oli harus mensuplai oli dengan kapasitas yang cukup untuk menjaga tekanan oli tersebut, meskipun pada saat putaran engine rendah. Berbagai macam cara telah dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut, diantaranya adalah dengan menggunakan cut off valve pada piston cooling oil jet (piston cooling nozzle). Cut off valve tidak akan membuka jika tekanan olinya di bawah 2 kg/cm2. Ketika tekanan engine rendah. Dengan mekanisme tersebut sebuah pompa oli dengan kapasitas yang kecil dapat digunakan.
Delivery pressure sebuah pompa oli untuk sistem pelumasan engine biasanya berkisar 3-4.5 kg/cm2 yang diatur oleh regulator valve. Hal ini tentunya sudah diperhitungkan mengenai adanya tekanan yang hilang (pressure loss) pada filter, pendingin oli (oil cooler), dan pada pipa-pipa pelumasan.
Pada saat terjadi kebuntuan pada oil cooler, maka akan terjadi peningkatan tekanan oli dalam sistem yang akan mengakibatkan terjadinya kerusakan pada pipa-pipa saluran pelumasan dan komponen-komponen lainnya. Untuk mencegah hal tersebut, maka pada sistem pelumasan dilengkapi dengan adanya safety valve (valve akan terbuka pada tekanan 10 kg/cm2).
Pada oil cooler dan full flow filter dilengkapi dengan adanya sebuah short valve untuk mengantisipasi jika terjadi kebuntuan pada oil cooler dan full flow filter.
Pompa oli
Pompa oli yang paling banyak digunakan untuk sistem pelumasan engine adalah tipe external gear pump atau trochoid pump. Tekanan oil pelumasan engine berkisar antara 3 – 4.5 kg/cm2 selama pengoperasian engine dalam batas normal. Debit oli yang disuplai ke sistem berkisar antara 50 – 300 liter/menit.
Salah satu komponen utama dari sebuah external gear pump adalah dua berhubungan dan tertutup roda gigi rapat oleh yang saling rumah pompa. Pompa ini bekerja dengan cara menggerakkan salah satu roda giginya dengan arah sesuai anak panah pada gambar.
Jumlah aliran oli yang dapat dipindahkan tergantung dari besarnya roda gigi tersebut. Pompa oli ini berfungsi untuk memindahkan oli dari oil pan ke sistem.
Trochoid pump merupakan pompa roda gigi dengan gigi-gigi berbentuk kurva trokoida, jumlah gigi dari rotor luar. Rotor luar berbentuk silinder dan berputar pada rumah pompa, sedangkan sumbu rotor dalam terletak eksentrik terhadap sumbu silinder tersebut, sehingga pemasukan oli pelumas berlangsung tegak lurus terhadap eksentrisitas tersebut.
Saat posisi unit dioperasikan ditempat miring, oli mengalir dan berada di ujung oil pan. Sehingga oli bersikulasi tidak sempurna. Scavenging oil circuit mempunyai strainer yang terletak disisi berlawanan dengan strainer utama. Sehingga oli yang berada diujung oil pan dihisap oleh scavenging pump dan dialirkan ke sisi sebelahnya.
Penyaring Oli (Oil Filter)
Oli yang digunakan untuk pelumasan pada engine secara bertahap akan menjadi kotor (terdapat karbon, debu, kotoran) yang akan menyebabkan terjadinya abrasi pada komponen yang bergesekan. Untuk menjaga hal tersebut diatas, maka pada sistem pelumasan engine dilengkapi dengan adanya oil filter (penyaring oli) agar kotoran tersebut dapat disaring dan oli yang bersikulasi tetap bersih.
Pada sirkuit pelumasan, dapat diklasifikasikan ke dalam tiga tipe tergantung dari susunan penyaring oli yang digunakan.
- Full flow type
- Bypass type
- Combination of full flow and bypass (digunakan pada engine dengan ukuran sedang hingga yang berukuran besar).
Pada full flow type, penyaring oli dipasang pada sirkuit oli. Seluruh oli akan melewati penyaring oli ini dan kemudian dialirkan ke komponen-komponen yang bergesekan.
Pada bypass type, oli disaring dan dikembalikan lagi ke oil pan.
Full Flow Type Filter Element
Jika dibandingkan dengan bypass oil filter, full flow oil filter memilki kapasitas aliran oli yang besar, tekanan yang hilang (pressure loss) cukup besar, dan lebih cepat mengalami kebuntuan.
Material yang digunakan sebagai elemen penyaring untuk tipe ini biasanya terbuat dari kertas dengan kombinasi pipa logam yang mempunyai area penyaringan (filtering area = 30-50 micron).
Bypass Type Filter Element
Sebuah bypass oil filter dirancang untuk melepas material-material atau kotoran-kotoran yang berukuran relatif lebih kecil. Filter ini kadang menggunakan kertas dengan berat jenis yang tinggi untuk elemen penyaringannya. Ada menggunakan bahan juga yang dari serpihan-serpihan kayu, serpihan-serpihan kertas, dan lain-lain yang dipak. Beberapa juga filter yang menggunakan gaya centrifugal untuk melepas kotoran-kotoran pada oli.
Berikut ini ditunjukkan gambar filter yang menggunakan gaya sentrifugal untuk melepas kotoran dalam oli.
Oil Cooler
Ketika oli pada engine temperaturnya mengalami peningkatan hingga melebihi batas atasnya, oil film akan mengalami penipisan. Hal ini akan merusak komponen-komponen engine yang bergesekan. Untuk mencegah kejadian tersebut maka pada sebuah engine dilengkapi dengan adanya oil cooler.
Terdapat dua macam tipe dari oil cooler, yaitu:
- Plate tube type (multiple plate type)
- Shell & tube type (multiple tube type)
Regulator Valve & Oil Jet
Regulator valve & berfungsi untuk mengatur besarnya tekanan pada sistem pelumasan (sekitar 3-4.5 kg/cm2). Oil jet berfungsi untuk mendinginkan bagaian bawah dari piston. Struktur regulator valve dan oil jet ditunjukkan berikut ini:
