minyak pelumas

Yoga Suganda NIM : 1202104

MINYAK PELUMAS

Pendahuluan

Sistem pelumasan merupakan salah satu sistem utama pada mesin, yaitu suatu rangkaian alat-alat mulai dari tempat penyimpanan minyak pelumas, pompa oli (oil pump), pipa-pipa saluran minyak, dan pengaturan tekanan minyak pelumas agar sampai kepada bagian-bagian yang memerlukan pelumasan.

Sistem pelumasan ini memiliki beberapa fungsi dan tujuan, antara lain:

• Mengurangi gesekan serta mencegah keausan dan panas, dengan cara yaitu oli membentuk suatu lapisan tipis (oil film) untuk mencegah kontak langsung permukaan logam dengan logam.
• Sebagai media pendingin, yaitu dengan menyerap panas dari bagian-bagian yang mendapat pelumasan dan kemudian membawa serta memindahkannya pada sistem pendingin.
• Sebagai bahan pembersih, yaitu dengan mengeluarkan kotoran pada bagian-bagian mesin.
• Mencegah karat pada bagian-bagian mesin.
• Mencegah terjadinya kebocoran gas hasil pembakaran.
• Sebagai perantara oksidasi.

Pengertian

Pelumas dapat didefinisikan sebagai suatu zat yang berada diantara dua permukaan yang bergerak secara relatif agar dapat mengurangi gesekan antar permukaan tersebut.

Klasifikasi

Berdasarkan wujudnya, minyak pelumas dapat digolongkan menjadi dua bentuk, yaitu cair (liquid) atau biasa disebut oli, dan setengah padat (semi solid) atau biasa disebut gemuk.

Minyak pelumas cair (oli) dapat digolongkan berdasarkan beberapa hal, yaitu:

• Berdasarkan bahan pelumas itu dibuat

Pelumas mineral (pelikan) yang berasal dari minyak bumi. Mineral yang terbaik digunakan untuk pelumas mesin-mesin diesel otomotif, kapal, dan industri.

Pelumas nabati, yaitu yang terbuat dari bahan lemak binatang atau tumbuh-tumbuhan. Sifat penting yang dipunyai pelumas nabati ini ialah bebas sulfur atau belerang, tetapi tidak tahan suhu tinggi, sehingga untuk mendapatkan sifat gabungan yang baik biasanya sering dicampur dengan bahan pelumas yang berasal dari bahan minyak mineral, biasa disebut juga compound oil.

Pelumas sintetik, yaitu pelumas yang bukan berasal dari nabati ataupun mineral. Minyak pelumas ini berasal dari suatu bahan yang dihasilkan dari pengolahan tersendiri. Pada umumnya pelumas sintetik mempunyai sifat-sifat khusus, seperti daya tahan terhadap suhu tinggi yang lebih baik daripada pelumas mineral atau nabati, daya tahan terhadap asam, dll

• Berdasarkan viscosity atau kekentalan minyak pelumas yang dinyatakan dalam nomor-nomor SAE (Society of Automotive Engineer). Angka SAE yang lebih besar menunjukkan minyak pelumas yang lebih kental.

Oli monograde, yaitu oli yang indeks kekentalannya dinyatakan hanya satu angka.

Oli multigrade, yaitu oli yang indeks kekentalannya dinyatakan dalam lebih dari satu angka.

• Berdasakan penggunaan minyak pelumas (diatur oleh The American Petroleum Institutes Engine Service Classification)

Penggunaan minyak pelumas untuk mesin bensin.

Penggunaan minyak pelumas untuk mesin diesel.

Karakteristik

Minyak pelumas memiliki ciri-ciri fisik yang penting, antara lain:

• Viscosity

Viscosity atau kekentalan suatu minyak pelumas adalah pengukuran dari mengalirnya bahan cair dari minyak pelumas, dihitung dalam ukuran standard. Makin besar perlawanannya untuk mengalir, berarti makin tinggi viscosity-nya, begitu juga sebaliknya.

• Viscosity Index

Tinggi rendahnya indeks ini menunjukkan ketahanan kekentalan minyak pelumas terhadap perubahan suhu. Makin tinggi angka indeks minyak pelumas, makin kecil perubahan viscosity-nya pada penurunan atau kenaikan suhu. Nilai viscosity index ini dibagi dalam 3 golongan, yaitu:

HVI (High Viscosity Index) di atas 80.

MVI (Medium Viscosity Index) 40 – 80.

LVI (Low Viscosity Index) di bawah 40.

• Flash Point

Flash point atau titik nyala merupakan suhu terendah pada waktu minyak pelumas menyala seketika. Pengukuran titik nyala ini menggunakan alat-alat yang standard, tetapi metodenya berlainan tergantung dari produk yang diukur titik nyalanya.

• Pour Point

Merupakan suhu terendah dimana suatu cairan mulai tidak bisa mengalir dan kemudian menjadi beku. Pour point perlu diketahui untuk minyak pelumas yang dalam pemakaiannya mencapai suhu yang dingin atau bekerja pada lingkungan udara yang dingin.

• Total Base Number (TBN)

Menunjukkan tinggi rendahnya ketahanan minyak pelumas terhadap pengaruh pengasaman, biasanya pada minyak pelumas baru (fresh oil). Setelah minyak pelumas tersebut dipakai dalam jangka waktu tertentu, maka nilai TBN ini akan menurun. Untuk mesin bensin atau diesel, penurunan TBN ini tidak boleh sedemikian rupa hingga kurang dari 1, lebih baik diganti dengan minyak pelumas baru, karena ketahanan dari minyak pelumas tersebut sudah tidak ada.

• Carbon Residue

Merupakan jenis persentasi karbon yang mengendap apabila oli diuapkan pada suatu tes khusus.

• Density

Menyatakan berat jenis oli pelumas pada kondisi dan temperatur tertentu.

• Emulsification dan Demulsibility

Sifat pemisahan oli dengan air. Sifat ini perlu diperhatikan terhadap oli yang kemungkinan bersentuhan dengan air.

Selain ciri-ciri fisik yang penting seperti telah dijelaskan sebelumnya, minyak pelumas juga memiliki sifat-sifat penting, yaitu:

• Sifat kebasaan (alkalinity)

Untuk menetralisir asam-asam yang terbentuk karena pengaruh dari luar (gas buang) dan asam-asam yang terbentuk karena terjadinya oksidasi.

• Sifat detergency dan dispersancy

Sifat detergency  Untuk membersihkan saluran-saluran maupun bagian-bagian dari mesin yang dilalui minyak pelumas, sehingga tidak terjadi penyumbatan.

Sifat dispersancy  Untuk menjadikan kotoran-kotoran yang dibawa oleh minyak pelumas tidak menjadi mengendap, yang lama-kelamaan dapat menjadi semacam lumpur (sludge). Dengan sifat dispersancy ini, kotoran-kotoran tadi dipecah menjadi partikel-partikel yang cukup halus serta diikat sedemikian rupa sehingga partikel-partikel tadi tetap mengembang di dalam minyak pelumas dan dapat dibawa di dalam peredarannya melalui sistem penyaringan. Partikel yang bisa tersaring oleh filter, akan tertahan dan dapat dibuang sewaktu diadakan pembersihan atau penggantian filter elemennya.

• Sifat tahan terhadap oksidasi

Untuk mencegah minyak pelumas cepat beroksidasi dengan uap air yang pasti ada di dalam karter, yang pada waktu suhu mesin menjadi dingin akan berubah menjadi embun dan bercampur dengan minyak pelumas. Oksidasi ini akan mengakibatkan minyak pelumas menjadi lebih kental dari yang diharapkan, serta dengan adanya air dan belerang sisa pembakaran maka akan bereaksi menjadi H₂SO₄ yang sifatnya sangat korosif.

Gemuk Pelumas

Penambahan additive seperti sabun yang dicampur dengan pelumas mineral dapat menghasilkan gemuk lumas. Jenis-jenis sabun tersebut ada beberapa macam, antara lain lithium, calcium, sodium, aluminium, dan ada pula yang bahan dasarnya sintetik.

Gemuk pelumas ini memiliki daya lekat yang baik pada permukaan logam, sehingga dapat melindungi dari pengaruh udara lembab dan air, serta daya tahan terhadap beban kejut pada bantalan.

Gemuk pelumas ini memiliki beberapa sifat-sifat khusus, antara lain:

• Menyekat kotoran-kotoran yang masuk atau keluar.

• Tidak terpengaruh oleh temperatur.
• Sukar mengalir dan menguap.
• Mencegah masuknya air, dan meskipun ada molekul-molekul air, daya lumas tidak berubah.
• Mempunyai sifat menahan benturan yang besar.
• Mempunyai sifat anti korosi dan oksidasi.

Berdasarkan sifat-sifat tersebut, gemuk pelumas ini dapat digunakan untuk melumasi bagian-bagian yang tidak dapat dilumasi oleh pelumas cair (oli), seperti:

1.Bagian yang mudah terkena debu dan air.

2.Bagian yang tidak rapat.

3.Bagian yang mempunyai tekanan tinggi.

4.Bagian yang sukar dicapai.

Additive

Kualitas pelumas yang baik tidak hanya didapatkan dengan cara proses pengolahan maupun pemurnian (purifikasi), tetapi perlu ditambahkan bahan-bahan kimia tertentu yang lebih dikenal dengan aditif. Aditif yang ditambahkan ke dalam minyak pelumas bertujuan untuk memperbaiki kualitas minyak pelumas. Penambahan aditif dalam minyak pelumas ini berbeda-beda, disesuaikan dengan kondisi, temperatur, dan kerja dari mesin itu sendiri. Oleh karena itu jenis-jenis minyak pelumas berbeda-beda dapat kita temukan di pasaran.

Penambahan aditif ke dalam minyak pelumas bukan perkara mudah karena minyak pelumas akan bereaksi dengan aditif tersebut, dan juga aditif tersebut akan mempengaruhi aditif lainnya. Oleh karena itu, formulasi penambahan aditif terus dilakukan untuk mendapatkan minyak pelumas kualitas tinggi. Berikut ini adalah jenis-jenis aditif yang biasa digunakan:

• Deterjen

Merupakan aditif dalam bentuk ikatan kimia yang memberikan kemampuan mengurangi timbulnya deposit dari ruang bakar maupun dari bagian mesin lainnya. Minyak pelumas yang diberi aditif ini bekerja untuk mesin yang beroperasi pada temperatur tinggi. Jenis deterjen yang digunakan adalah sulfonat, fosfonat, dan fenat.

• Dispersan

Aditif yang bekerja pada temperatur rendah yang berfungsi untuk menghalangi terbentuknya lumpur atau deposit di dalam ruang mesin. Aditif ini cocok digunakan pada mesin-mesin mobil kendaraan pribadi yang sering berhenti dan berjalan.

• Antioksidan

Karena lingkungan kerja, minyak pelumas sering berhubungan (kontak) dengan udara luar pada temperatur dan kondisi kerja tinggi. Minyak pelumas juga kontak dengan logam atau bahan kimia yang bersifat sebagai katalisator oksidasi. Karena hal di atas, minyak pelumas akan mengalami sederetan reaksi oksidasi yang dapat menurunkan viskositas minyak pelumas.

Untuk itu, antioksidan diberikan untuk mengurangi peroksida. Bahan-bahan kimia yang digunakan adalah sulfida, fosfit, disulfida, selenida dan zink ditiofosfat.

• Pelindung Korosi

Berfungsi untuk melindungi bahan-bahan non logam yang mudah terkena korosi dalam mesin, terutama bantalan yang perlu tahan terhadap kontaminasi asam dari minyak pelumas. Kontaminasi ini terjadi sebagai hasil oksidasi minyak pelumas dan hasil pembakaran bahan bakar yang merembes melalui cincin piston.

Dua jenis minyak pelumas adalah minyak mineral dan minyak sintesis. Minyak pelumas mineral adalah jenis pelumas yang banyak digunakan pada unit pembangkit dan merupakan hasil sampingan dari penyulingan minyak mentah. Minyak pelumas mineral hasil penyulingan tersebut disaring untuk mengeluarkan senyawa dan benda-benda asing lainnya. Proses ini menghasilkan beberapa tingkat minyak pelumas mineral yang berbeda. Tingkat tersebut ditentukan oleh jumlah proses penyulingan dan jenis minyak mentah yang disuling.

Karakteristik Minyak Pelumas

Karakteristik dari minyak pelumas menggambarkan kemampuan pelumasannya. Sifat –sifat dari pelumas tersebut adalah:

1.    Kekentakan (viscosity)

Kekentalan merupakan sifat terpenting dari minyak pelumas, yang merupakan ukuran yang menunjukan tahanan minyak terhadap suatu aliran. Minyak pelumas dengan viskositas tinggi adalah kental, berat dan mengalir lambat. Ia mempunyai tahanan yang tinggi terhadap geraknya sendiri serta lebih banyak gesekan  di dalam dari molekul-molekul minyak yang saling meluncur satu diatas yang lain. Jika digunakan pada bagian-bagian mesin yang bergerak, minyak dengan kekekantalan tinggi kurang efisien karena tahanannya terhadap gerakan. Sedangkan keuntungannya adalah dihasilkan lapisan minyak yang tebal selama penggunaan.

Minyak dengan kekentalan rendah mempunyai gesekan didalam dan tahanan yang kecil terahdap aliran. Suatu minyak dengan kekentalan rendah mengalir lebih tipis. Minyak ini dipergunakan pada bagian peralatan yang mempunyai kecepatan tinggi dimana permukaannya perlu saling berdekatan seperti pada bantalan turbin.

Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan– bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Pada hukum aliran viskos, Newton menyatakan hubungan antara gaya – gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai :

Geseran dalam ( viskositas ) fluida adalah konstan sehubungan dengan gesekannya.

Hubungan tersebut berlaku untuk fluida Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas.

Aliran viskos dapat digambarkan dengan dua buah bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut.

Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidah ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida.

1.    Index kekentalan

Kekentalan minyak pelumas akan berubah sesuai keadaan temperatur dan tekanannya. Kekentalan akan berkurang jika temperatur naik. Viskositas index adalah suatu ukuran yang menyatakan berat banyak kekentalan. Jumlah pertambahan kekentalan tersebut dibandingkan dengan kekentalan dari dua jenis minyak yang telah diketahui besarnya. Index kekntalan dinyatakan dari angka 0 sampai 100. Temperatur suatu peralatan sangat menentukan pemilihan jenis minyak pelumas. Jika temperatur kerja minyak terlalu tinggi, maka kekentalannya akan terlalu rendah untuk memberikan pelumasan yang diperlukan.

2.    Titik lumer

Titik lumer adalah suatu temperatur dimana minyak mulai mengalir. Minyak pelumas yang digunakan didalam suatu sistem pendinginan atau dalam suhu dingin harus mempunyai titik lumer yang rendah

3.    Titik nyala

Titik nyala adalah suatu temperatur dimana pencampuran uap minyak dengan udara baru mulai terbakar tidak akan menyala.

4.    Titik bakar dan kandungan asam.

Titik bakar adalah suatu temperatur dimana minyak akan menyala terus paling sedikit lima detik jika dibakar. Jenis minyak pelumas yang digunakan untuk melayani temperatur tinggi harus mempunyai titik tuang dan titik bakar yang tinggi.

5.    Kandungan Asam

Penentuan kandungan asam yang terdapat pada minyak merupakan cara yang baik untuk mengetahui lama penggunaan minyak, dimana jumlahnya dinyakan dengan angka-angka netralisasi keasaman minyak akan bertambah terjadinya penguraian terhadap sifat-sifat minyak. Pengukuran terhadap jumlah asam dapat memberikan informasi terhadap perlunya penggantian peralatan minyak.

Sistem Pelumasan

1.    Sistem Terbuka

Suatu sistem pelumasan terbuka memberi minyak pelumas baru kepada permukaan yang bergerak, dan pelumas yang telah digunakan dibuang.

1.1 Pelumasan dengan Tangan

Pelumasan dengan tangan adalah sistem pelumasan terbuka yang paling sederhana dan tertua. Pelumasan dengan tangan mempunyai penggunaan yang terbatas pada unit pembangkit dan metode ini untuk kebanyakan penggunaan telah diganti karena adanya hal-hal yang tidak menguntungkan tersebut. Kekurangan dalam sistem pelumasan dengan tangan adalah, kita sulit mengontrol pemasukan pelumas, yang memungkinkan adanya kelebihan asupan sehingga dapat menimbulkan kebocoran. Begitu pula ketika peralatan mengalami kekurangan pelumas, kita sulit mengetahuinya, sehingga dapat menimbulkan keausan.

1.2 Continous Lubrication

Beberapa peralatan digunakan pada unit-unit pembangkit untuk mengurangi kebutuhan akan pelumasan dengan tangan. Peralatan tersebut akan mensuplai sejumlah pelumas secara kontinue pada bagian-bagian peralatan yang bergerak.