Mengapa diperlukan pelumasan pada
mesin?
Komponen
mesin yang diproduksi dengan presisi oleh pabrik dengan teknologi
tinggi, sangat halus dan tanpa cacat. Tetapi jika
kita lihat dengan mikroskop, permukaan yang paling mulus ternyata mempunyai
bagian-bagian bergerigi dan ujung-ujung yang bentuknya tidak beraturan.
Jika dua bagian bergerak, yang memiliki permukaan-permukaan tidak rata
tersebut, saling bertemu satu sama lain, maka akan menjadi panas dan memuai.
Saat pergerakan berlanjut bagian yang panas menggores logam dan saling
menggerus. Kadang-kadang bagian tersebut tersangkut dan tidak bisa
bergerak. Mesin menjadi macet. Gaya yang menyebabkan bagian bergerak bertemu
satu sama lain dan menjadi panas, memuai serta aus disebut dengan gesekan.
Gesekan
Gesekan didefinisikan sebagai
perlawanan terhadap gerakan antara dua benda yang bersinggungan satu sama lain.
Setiap kali ada dua benda bergerak terjadi gesekan. Besarnya gesekan tergantung
pada komposisi bagian-bagian, kehalusan permukaan, besarnya gerakan dan
besarnya tekanan yang menggerakkan keduanya. Catat bahwa pada mesin pembakaran
tekanan bantalan poros kadang-kadang sebesar 1.000 pound atau 450 kg. Setiap gesekan mengakibatkan keausan. Selain itu gesekan
juga menimbulkan panas. Sebagaimana dua buah ranting yang jika saling
digesekkan akan menimbulkan nyala api, dua komponen mesin yang bergerak dapat
menimbulkan panas yang sangat besar, kadang-kadang dapat mengakibatkan bantalan
poros menjadi leleh.
Ada dua macam gesekan yaitu gesekan kering dan gesekan basah. Jenis yang
ada pada mesin otomotif adalah gesekan basah. Gesekan basah terjadi di antara
dua benda bergerak yang permukaanya telah dilapisi dengan suatu bahan. Pada
mesin otomotif, bahan tersebut adalah minyak pelumas.
Minyak pelumas
Fungsi utama minyak pelumas atau
oli pada mesin adalah untuk pelumasan bagian-bagian yang bergerak untuk
mengurangi gesekan. Oli juga mempunyai kegunaan yang lain. Pertama untuk
membantu pendinginan komponen. Alirannya yang teratur pada sistem pelumasan
membuatnya menyentuh berbagai bagian yang bergerak. Masing-masing bagian
tersebut mengalami gesekan yang menjadikannya panas. Oli menyerap panas pada
komponen-komponen tersebut. Selain mendinginkan oli juga berperan sebagai bahan
penyekat. Misalnya pada ring torak oli berfungsi sebagai penyekat akhir. Karena
bahan pembersih yang terkandung pada oli, oli juga membersihkan mesin dengan
melepaskan karbon dan kotoran-kotoran lainnya.
Sistem pelumasan berfungsi untuk
mengurangi keausan, panas serta akibat lain dari gesekan alami yang terjadi di
antara komponen-komponen bergerak dari mesin.
Filter oli
Minyak pelumas setelah dipompa
kemudian disaring lewat filter oli. Minyak pelumas mengalir melalui filter dan
kemudian mengalir untuk melumasi mesin. Ini yang disebut sistem penyaringan
aliran penuh (full-flow filtering system). Tidak ada minyak pelumas yang mengalir
pada mesin tanpa terlebih dahulu disaring. Hal ini untuk menjamin tidak adanya
partikel kecil kotoran atau logam terbawa dalam minyak pelumas menuju bagian
mesin.
Elemen filter dan wadahnya dibuat
menjadi satu unit dengan sekat yang terpasang pada titik rakitan filter
menyentuh blok. Rakitan filter terpasang langsung pada tabung galeri minyak
pelumas utama untuk mencegah kebocoran minyak pelumas dari luar maupun
kebocoran yang terjadi akibat tekanan. Minyak pelumas dari pompa mengalir
menuju filter pada bagian luar elemen dan menembus elemen menuju pusat filter
kemudian pada galeri utama.
Ada juga filter yang memiliki
diafragma anti aliran balik (anti-drainback). Diafragma ini menahan minyak
pelumas atau penuh dengan minyak pelumas jika mesin tidak bekerja. Dengan
menahan minyak pelumas untuk siap dialirkan akan mengurangi waktu yang
diperlukan bagi minyak pelumas untuk mencapai bantalan poros mesin jika mesin
dinyalakan kembali. Diafragma menutup seluruh lubang masukan filter dari dalam.
Diafragma dengan mudah akan membuka dengan tekanan pompa minyak pelumas untuk
membuka filter. Jika pompa berhenti memberikan tekanan, minyak pelumas di dalam
filter menekan diafragma sehingga menutup, maka aliran minyak pelumas berhenti.
Sistem filter minyak pelumas aliran
penuh mempunyai sebuah kekurangan. Filter yang tidak diganti pada waktunya akan
menjadi tersumbat. Elemen yang tersumbat akan mengakibatkan terhambatnya aliran
minyak pelumas menuju bantalan poros sehingga bisa menimbulkan kerusakan. Untuk
mengatasi kekurangan ini kebanyakan filter minyak pelumas memiliki katup
by-pass. Jika elemen tersumbat, tekanan minyak pelumas akan mengakibatkan katup
membuka dan minyak pelumas mengalir tanpa melalui penyaringan dan melumasi
mesin. Pada keadaan seperti ini minyak pelumas yang tanpa disaring masih lebih
baik daripada tidak ada minyak pelumas sama sekali. Penggantian filter akan
menjadikan sistem bekerja kembali secara normal.
Kekentalan minyak pelumas
Agar dapat menjalankan fungsinya, yaitu
memisahkan komponen-komponen mesin, mengurangi panas dan menjadi penyekat, maka
minyak pelumas harus mempunyai viskositas/sifat kekentalan yang memadai.
Viskositas adalah perlawanan cairan terhadap aliran. Atau dengan kata lain
merupakan kekentalan minyak pelumas. Viskositas diukur dengan viscosimeter.
Minyak pelumas dipanaskan dan dialirkan melalui lubang berukuran tertentu.
Tingkat aliran yang terjadi menunjukkan tingkat kekentalan. Semakin cepat
aliran yang terjadi semakin kecil nilai viskositasnya.
Tingkat viskositas sangat penting.
Minyak pelumas yang terlalu kental dan mengalir sangat lambat akan menjadi
penyekat yang baik, tetapi tidak memungkinkan bagian-bagian mesin bergerak
dengan lancar. Akibatnya mesin akan sulit dinyalakan. Jika minyak pelumas
terlalu encer maka tidak dihasilkan pelumasan komponen-komponen yang memadai
dan lapisan yang diperlukan untuk mencegah kontak antar komponen menjadi rusak
sehingga mengakibatkan keausan. Karena minyak pelumas akan makin encer jika
panas dan mengental jika dingin, maka viskositas minyak pelumas mesin menjadi
sangat penting. Minyak pelumas harus cukup encer agar mesin dapat dinyalakan
dengan cepat dan lancar serta cukup kental untuk menahan temperatur yang
tinggi.
Society of Automotive Engineers
(SAE) telah menyusun persyaratan minyak pelumas dalam temperatur tinggi dan
rendah. Minyak pelumas yang memenuhi persyaratan temperatur rendah ditandai
dengan huruf “W” sesudah tingkat viskositasnya (SAE 5W). Jika suatu minyak
pelumas memenuhi persyaratan temperatur tinggi tidak diberi tambahan huruf,
hanya tingkat SAE saja (SAE 30). Ada beberapa minyak pelumas yang
multi-viskositas, yaitu memenuhi baik persyaratan SAE untuk temperatur tinggi
maupun temperatur rendah. Misalnya SAE 5W-30, 10W-30, dan sebagainya. Minyak
pelumas demikian sering disebut dengan minyak pelumas segala cuaca.