Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Kekentalan merupakan salah satu unsur kandungan oli paling rawan karena berkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Kekentalan oli langsung berkaitan dengan sejauh mana oli berfungsi sebagai pelumas sekaligus pelindung benturan antar permukaan logam. Oli harus mengalir ketika suhu mesin atau temperatur ambient. Mengalir secara cukup agar terjamin pasokannya ke komponen-komponen yang bergerak. Semakin kental oli, maka lapisan yang ditimbulkan menjadi lebih kental. Lapisan halus pada oli kental memberi kemampuan ekstra menyapu atau membersihkan permukaan logam yang terlumasi. Sebaliknya oli yang terlalu tebal akan memberi resitensi berlebih mengalirkan oli pada temperatur rendah sehingga mengganggu jalannya pelumasan ke komponen yang dibutuhkan. Untuk itu, oli harus memiliki kekentalan lebih tepat pada temperatur tertinggi atau temperatur terendah ketika mesin dioperasikan. Dengan demikian, oli memiliki grade (derajat) tersendiri yang diatur oleh Society of Automotive Engineers (SAE). Bila pada kemasan oli tersebut tertera angka SAE 5W-30 berarti 5W (Winter) menunjukkan pada suhu dingin oli bekerja pada kekentalan 5 dan pada suhu terpanas akan bekerja pada kekentalan 30.
Tetapi
yang terbaik adalah mengikuti viskositas sesuai permintaan mesin. Umumnya,
mobil sekarang punya kekentalan lebih rendah dari 5W-30 . Karena mesin
belakangan lebih sophisticated sehingga kerapatan antar komponen makin
tipis dan juga banyak celah-celah kecil yang hanya bisa dilalui oleh oli encer.
Tak baik menggunakan oli kental (20W-50) pada mesin seperti ini karena akan
mengganggu debit aliran oli pada mesin dan butuh semprotan lebih tinggi.
Untuk
mesin lebih tua, clearance bearing lebih besar sehingga mengizinkan pemakaian
oli kental untuk menjaga tekanan oli normal dan menyediakan lapisan film cukup
untuk bearing.
Sebagai
contoh di bawah ini adalah tipe Viskositas dan ambien temperatur dalam derajat
Celcius yang biasa digunakan sebagai standar oli di berbagai negara/kawasan.
- 5W-30 untuk cuaca dingin seperti di Swedia
- 10W-30 untuk iklim sedang seperti di kawasan Inggris
- 15W-30 untuk Cuaca panas seperti di kawasan Indon
4.
Viskositas
dan Hukum Stokes- Viskositas (kekentalan) fluida
menyatakan besarnya gesekan yang dialami oleh suatu fluida saat mengalir. Pada pembahasan sebelumnya, Anda telah
mengetahui bahwa fluida ideal tidak memiliki viskositas. Dalam kenyataannya, fluida yang ada dalam kehidupan sehari-hari adalah fluida sejati.
Oleh karena itu, bahasan mengenai viskositas hanya akan Anda temukan pada
fluida sejati, yaitu fluida yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut.
a. Dapat dimampatkan (kompresibel);
b. Mengalami gesekan saat mengalir (memiliki viskositas)
c. Alirannya turbulen.
Tabel Viskositas Beberapa bahan
Fluida
|
Viskositas
|
Uap Air 100°C
|
0,125 cP
|
Air 99°C
|
0,2848 cP
|
Light
Machine Oil 20°C
|
102 cP
|
Motor Oil SAE 10
|
50–100 cP, 65 cP
|
Motor Oil SAE 20
|
125 cP
|
Motor Oil SAE 30
|
150–200 cP
|
Sirop Cokelat pada 20°C
|
25.000 cP
|
Kecap pada 20°C
|
50.000 cP
|
Teori
Dasar Viskositas merupakan suatu sifat fluida yang mendasari diberikannya
tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Viskositas sering
diartikan sebagai kekentalan. Viskositas sebenarnya disebabkan oleh kohesi dan
pertukaran momentum molekuler di antara lapisan-lapisan fluida dan pada waktu
berlangsungnya aliran, efek ini terlihat sebagai tegangan tangensial atau
tegangan geser di antara lapisan yang bergerak. Akibat adanya gradien
kecepatan, akan menyebabkan lapisan fluida yang lebih dekat pada plat yang
bergerak, dan akan diperoleh kecepatan yang lebih besar dari lapisan yang lebih
jauh. Cairan yang mempunyai viskositas lebih tinggi akan lebih lambat mengalir
didalam pipa dibandingkan cairan yang viskositasnya lebih rendah. Sebuah benda
yang bergerak dalam fluida yang punya viskositas lebih tinggi mengalami gaya gesek
viskositas yang lebih besar daripada jika benda tersebut bergerak didalam
fluida yang viskositasnya lebih rendah. Tujuan mempelajari viskositas ini
adalah memahami bahwa benda yang bergerak di dalam fluida akan mendapatkan
gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida tersebut. Selain itu, dapat
menentukan koefisien kekentalan dari fluida.
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas antara lain adalah koefisien kekentalan zat cair itu sendiri, massa jenis dari fluida tersebut, bentuk atau besar dari partikel fluida tersebut, karena cairan yang partikelnya besar dan berbentuk tak teratur lebih tinggi dari pada yang partikelnya kecil dan bentuknya teratur. Selain itu juga suhu, semakin tinggi suhu cairan semakin kecil viskositasnya, semakin rendah suhunya maka semakin besar viskositasnya.
B. Aplikasi Teori
Aplikasi dari viskositas adalah pelumas mesin. Pelumas mesin ini biasanya kita kenal dengan nama oli. Oli merupakan bahan penting bagi kendaraan bermotor. Oli yang dibutuhkan tiap-tiap tipe mesin kendaraan berbeda-beda karena setiap tipe mesin kendaraan membutuhkan kekentalan yang berbeda-beda. Kekentalan ini adalah bagian yang sangat penting sekali karena berkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Sehingga sebelum menggunakan oli merek tertentu harus diperhatikan terlebih dahulu koefisien kekentalan oli sesuai atau tidak dengan tipe mesin. Memilih dan menggunakan oli yang baik dan benar untuk kendaraan bermotor merupakan langkah tepat untuk merawat mesin dan peralatan kendaraan agar tidak cepat rusak dan mencegah pemborosan. Masyarakat umum beranggapan bahwa fungsi utama oli hanyalah sebagai pelumas mesin. Padahal oli memiliki fungsi lain, yakni sebagai pendingin, pelindung karat, pembersih dan penutup celah pada dinding mesin. Sebagai pelumas mesin oli akan membuat gesekan antar komponen didalam mesin bergerak lebih halus dengan cara masuk kedalam celah-celah mesin, sehingga memudahkan mesin untuk mencapai suhu kerja yang ideal. Viskositas dari oli sangat diperhitungkan untuk meminimalisir gaya gesek yang ditimbulkan oleh mesin yang bergerak dan terkontak satu terhadap yang lain sehingga mencegah terjadinya keausan. Pada permesinan bagian yang paling sering bergesekan adalah piston, ada banyak bagian lain namun gesekannya tak sebesar yang dialami piston. Disinilah kegunaan oli. Oli memisahkan kedua permukaan yang berhubungan sehingga gesekan pada piston diperkecil. Selain itu, oli juga bertindak sebagai fluida yang memindahkan panas ruang bakar yang mencapai 1000-1600 derajat celcius ke bagian lain mesin yang lebih dingin, sehingga mesin tidak over heat (sebagai pendingin). Pembersih mesin dari sisa pembakaran dan deposit senyawa karbon yang masuk dalam ruang bakar supaya tidak muncul endapan lumpur. Teknologi mesin yang terus berkembang menuntut kerja pelumas semakin lengkap, seperti penambahan anti karat dan anti foam. Semakin kental oli, maka lapisan yang ditimbulkan menjadi lebih kental. Lapisan halus pada oli kental memberi kemampuan ekstra menyapu atau membersihkan permukaan logam yang terlumasi. Sebaliknya oli yang terlalu tebal akan memberi resitensi berlebih mengalirkan oli pada temperatur rendah sehingga mengganggu jalannya pelumasan ke komponen yang dibutuhkan. Untuk itu, oli harus memiliki kekentalan lebih tepat pada temperatur tertinggi atau temperatur terendah ketika mesin dioperasikan karena nilai viskositas masing-masing oli akan berkurang jika suhu cairan dinaikkan. Suhu semakin tinggi diikuti makin rendahnya viskositas oli atau sebaliknya. Beberapa kriteria yang penting yang harus dipenuhi oleh oli antara lain :
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas antara lain adalah koefisien kekentalan zat cair itu sendiri, massa jenis dari fluida tersebut, bentuk atau besar dari partikel fluida tersebut, karena cairan yang partikelnya besar dan berbentuk tak teratur lebih tinggi dari pada yang partikelnya kecil dan bentuknya teratur. Selain itu juga suhu, semakin tinggi suhu cairan semakin kecil viskositasnya, semakin rendah suhunya maka semakin besar viskositasnya.
B. Aplikasi Teori
Aplikasi dari viskositas adalah pelumas mesin. Pelumas mesin ini biasanya kita kenal dengan nama oli. Oli merupakan bahan penting bagi kendaraan bermotor. Oli yang dibutuhkan tiap-tiap tipe mesin kendaraan berbeda-beda karena setiap tipe mesin kendaraan membutuhkan kekentalan yang berbeda-beda. Kekentalan ini adalah bagian yang sangat penting sekali karena berkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Sehingga sebelum menggunakan oli merek tertentu harus diperhatikan terlebih dahulu koefisien kekentalan oli sesuai atau tidak dengan tipe mesin. Memilih dan menggunakan oli yang baik dan benar untuk kendaraan bermotor merupakan langkah tepat untuk merawat mesin dan peralatan kendaraan agar tidak cepat rusak dan mencegah pemborosan. Masyarakat umum beranggapan bahwa fungsi utama oli hanyalah sebagai pelumas mesin. Padahal oli memiliki fungsi lain, yakni sebagai pendingin, pelindung karat, pembersih dan penutup celah pada dinding mesin. Sebagai pelumas mesin oli akan membuat gesekan antar komponen didalam mesin bergerak lebih halus dengan cara masuk kedalam celah-celah mesin, sehingga memudahkan mesin untuk mencapai suhu kerja yang ideal. Viskositas dari oli sangat diperhitungkan untuk meminimalisir gaya gesek yang ditimbulkan oleh mesin yang bergerak dan terkontak satu terhadap yang lain sehingga mencegah terjadinya keausan. Pada permesinan bagian yang paling sering bergesekan adalah piston, ada banyak bagian lain namun gesekannya tak sebesar yang dialami piston. Disinilah kegunaan oli. Oli memisahkan kedua permukaan yang berhubungan sehingga gesekan pada piston diperkecil. Selain itu, oli juga bertindak sebagai fluida yang memindahkan panas ruang bakar yang mencapai 1000-1600 derajat celcius ke bagian lain mesin yang lebih dingin, sehingga mesin tidak over heat (sebagai pendingin). Pembersih mesin dari sisa pembakaran dan deposit senyawa karbon yang masuk dalam ruang bakar supaya tidak muncul endapan lumpur. Teknologi mesin yang terus berkembang menuntut kerja pelumas semakin lengkap, seperti penambahan anti karat dan anti foam. Semakin kental oli, maka lapisan yang ditimbulkan menjadi lebih kental. Lapisan halus pada oli kental memberi kemampuan ekstra menyapu atau membersihkan permukaan logam yang terlumasi. Sebaliknya oli yang terlalu tebal akan memberi resitensi berlebih mengalirkan oli pada temperatur rendah sehingga mengganggu jalannya pelumasan ke komponen yang dibutuhkan. Untuk itu, oli harus memiliki kekentalan lebih tepat pada temperatur tertinggi atau temperatur terendah ketika mesin dioperasikan karena nilai viskositas masing-masing oli akan berkurang jika suhu cairan dinaikkan. Suhu semakin tinggi diikuti makin rendahnya viskositas oli atau sebaliknya. Beberapa kriteria yang penting yang harus dipenuhi oleh oli antara lain :
1. Viskositas harus cukup kental untuk menahan agar bagian peralatan yang bergerak relatif terpisah, tetapi juga harus mencegah kebocoran dari segel.
2. Fluida harus cukup pada saat awal yaitu pada saat peralatan masih dingin.
3. Dapat membentuk film yang cukup kuat untuk pelumasan perbatasan.
4. Tahan terhadap oksidasi suhu tinggi.
5. Mengandung deterjen dan dispersan cukup
untuk menyerap endapan atau lumpur yang terbentuk.
6. Tidak membentuk emulsi dengan air yang masuk dari segel yang bocor.
Dengan tingkat kekentalan yang disesuaikan dengan kapasitas volume maupun
kebutuhan mesin. Maka semakin kental oli, tingkat kebocoran akan semakin kecil,
namun disisi lain mengakibatkan bertambahnya beban kerja bagi pompa oli. Oleh
sebab itu, peruntukkan bagi mesin kendaraan Baru (dan/atau relatif baru berumur
dibawah 3 tahun) direkomendasikan untuk menggunakan oli dengan tingkat
kekentalan minimum SAE10W. Sebab seluruh komponen mesin baru (dengan teknologi
terakhir) memiliki lubang atau celah dinding yang sangat kecil, sehingga akan
sulit dimasuki oleh oli yang memiliki kekentalan tinggi. Selain itu kandungan
aditif dalam oli, akan membuat lapisan film pada dinding silinder guna
melindungi mesin pada saat start. Sekaligus mencegah timbulnya karat, sekalipun
kendaraan tidak dipergunakan dalam waktu yang lama. Disamping itu pula
kandungan aditif deterjen dalam pelumas berfungsi sebagai pelarut kotoran hasil
sisa pembakaran agar terbuang saat pergantian oli. Oli jenis mesin diesel ini
memerlukan tambahan aditif dispersant dan detergent untuk menjaga oli tetap
bersih karena menghasilkan kontaminasi jelaga sisa pembakaran yang tinggi.
Sedangkan bila oli yang digunakan sudah tipe sintetik maka tidak perlu lagi
diberikan bahan aditif lain karena justru akan mengurangi kireja mesin bahkan
merusaknya. Tingkat kekentalan oli disebut Viscosity Grade, yaitu ukuran
kekentalan dan kemampuan oli untuk mengalir pada temperatur tertentu menjadi prioritas
terpenting dalam memilih oli. Kode pengenal oli adalah berupa huruf SAE yang
merupakan singkatan dari Society of Automotive Engineers. Selanjutnya angka
yang mengikuti dibelakangnya, menunjukkan tingkat kekentalan oli tersebut.
Misalnya oli yang bertuliskan SAE 15W-50, berarti oli tersebut memiliki tingkat
kekentalan SAE 10 untuk kondisi suhu dingin dan SAE 50 pada kondisi suhu panas.
Semakin besar angka yang mengikuti kode oli menandakan semakin kentalnya oli
tersebut. Sedangkan huruf W yang terdapat dibelakang angka awal, merupakan
singkatan dari Winter. Dengan kondisi seperti ini, oli akan memberikan
perlindungan optimal saat mesin start pada kondisi ekstrim sekalipun. Sementara
itu dalam kondisi panas normal, idealnya oli akan bekerja pada kisaran angka
kekentalan 40-50 menurut standar SAE.
0 komentar:
Posting Komentar