Tribologi adalah ilmu dan teknologi yang interdisipliner tentang interaksi permukaan dalam pergerakan relatifnya. Dengan kata lain tribologi adalah pengetahuan tentang gesekan (friction), pelumasan (lubrication) dan aus (wear).
Stachowiak, G. W. & Batchelor, A. W., 2000. Engineering Tribology. 2nd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann.
Tribologi dan gesekan ibarat dua sisi mata koin yang tak dapat dipisahkan. Gesekan hampir selalu kita temui dalam kehidupan sehari hari, contohnya gesekan antara ban dengan permukaan jalan, gesekan antara kampas rem dengan disc brake , gesekan antara piston dan ruang bakar dan lain sebagainya. Gesekan antar permukaan sendiri sejatinya tidak selalu bernilai positif seperti pada ban dan sistem pengereman. Tapi gesekan juga ada yang merugikan seperti yang terjadi pada ruang bakar mesin. Untuk mengurangi efek negatif dari gesekan, digunakanlah pelumas. Pelumasan merupakan hal yang penting. Dengan pelumasan, kita bisa membuat umur suatu benda jadi lebih lama dan masih banyak manfaat yang lain. Beberapa fungsi dari sebuah pelumas :
Lubricating
Untuk melumasi mesin sehingga meminimalisasi gesekan-gesekan antar logam (komponen mesin) yang berada di dalam mesin. Untuk meredam getaran mesin sehingga mesin menjadi halus. Fungsi ini untuk menghindari terjadinya kerusakan pada komponen mesin akibat keausan karena adanya gesekan antar komponen tanpa ada pelumas yang melumasi.
Protecting
Selain melindungi mesin dari gesekan-gesekan kasar, pelumasan juga berfungsi melindungi mesin dari korosi atau karat. Cairan pelumas yang menempel pada komponen mesin akan mencegah reaksi oksidasi pada komponen-komponen mesin.
Cleaning
Sisa-sisa hasil pembakaran mesin akan menghasilkan kerak. Dan kerak inilah yang akan dibersihkan oleh cairan pelumas sehingga tidak menumpuk di mesin. Kerak tersebut akan terbuang bersamaan dengan cairan pelumas saat melakukan pergantian.
Cooling
Saat mesin bekerja tentunya akan menghasilkan panas, untuk itu fungsi cairan pelumas pun dapat membantu menyerap dan mendinginkan suhu mesin. Cairan pelumas yang mengalir pada permukaan komponen akan membawa panas dimana selanjutnya panas akan dibuang bersama udara yang mengalir pada saat kendaraan bermotor digunakan untuk berkendara.
Nah menyoal tentang cairan pelumasan, ada berapa macam cairan pelumasan sih yang ada di pasaran? Setauku kan ada oli, stempet/grease
Nah, menarik nih. Sebenernya ada banyak sekali macam cairan pelumasan, salah duanya ya oli dan juga grease itu tadi. Memang tak banyak orang tau tentangmacam macam cairan pelumasan. Beberapa diantaranya sebagai berikut :
Oil/oli
Merupakan cairan pelumasan yang paling awam dan juga paling encer. Komposisi yang terdapat didalamnya adalah oil + aditiv. Umumnya, cairan pelumasan jenis ini digunakan untuk pelumasan rantai, pelumasan pada roda gigi, hidarolik, dll. Pelumasan jenis ini cocok untuk kondisi very high speed.
Dispersion
Kandungan didalamnya : oil + aditiv + solid lubricant.
Beberapa digunakan untuk pelumas serbaguna
Cocok untuk kondisi beban kerja ringan dan pada very high speed
Paste/pasta
Kandungan didalamnya : high solid lubricant + oil + aditiv
Berbentuk mirip jenis grease, tapi lebih kental
Digunakan untuk melumasi bushing, pin, dll
Hydrodynamic friction
Grease
Kandungan didalamnya : solid lubricant + oil + aditiv + pengental
Bentuk agak kental seperti gel
Biasa digunakan untuk melumasi bidang vertikal
Untuk pelumasan beraing, conveyor, gear, dll
Mixed friction to hydrodynamic friction
Compound
Kandungan didalamnya : filler + silicone
Berbentuk mirip paste, berwarna putih keruh dan agak kental
Digunakan untuk o-ring rubber
Boundary friction
Anti-friction coating
Kandungan didalamnya : solid lubricant + aditiv + solvent + dincer
Secara formula mirip disperse, bentuknya mirip grease
Biasa digunakan pada bushing, pin, dll
Boundary friction
Banyak juga ternyata. Nah tadi sempat disinggung soal additive, itu apasih? terus fungsinya pada cairan pelumasan itu apa?
Nah, zat aditif itu sendiri adalah zat zat yang ditambah kedalam cairan pelumasan untuk memperbaiki dan meningkatkan performa cairan pelumas. Ada macam macam zat aditif yang tentunya memiliki fungsi masing masing pada cairan pelumasan. berikut adalah macamnya :
Anti koefisien gesek
Zat aditif jenis pertama berfungsi untuk memperbaiki nilai koefisien gesekan agar lebih rendah, sehingga dapat mengurangi konsumsi bahan bakar mesin. Struktur kristal zat aditif jenis ini tersusun atas lapisan-lapisan molekul yang sangat mudah bergeser satu sama lain, sehingga akan menghasilkan pelumas dengan koefisien gesek rendah. Zat aditif yang umum digunakan sebagai pengatur koefisien gesek oli antara lain adalah molibdenum desulfida, boron nitrida, tungsten desilfida, serta polytetrafluoroethylene
Aditiv anti-wear.
Aditif anti keausan berfungsi untuk mencegah kontak metal-to-metal antara komponen mesin pada saat lapisan film lubrikasi rusak. Dengan menggunakan aditif ini akan didapatkan umur mesin yang lebih panjang karena nilai ketahanan aus yang meningkat. Cara kerja aditif ini adalah dengan jalan bereaksi dengan sebagian kecil molekul metal di permukaan komponen untuk membentuk lapisan film yang dapat bergeser dalam permukaan gesek. Zat aditif untuk meningkatkan ketahanan terhadap keausan antara lain adalah zinc dithiophosphate (ZDP), zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP), dan tricresylphosphate (TCP).
Aditiv extreme-pressure.
Zat aditif extreme pressure (EP) memiliki fungsi yang mirip dengan aditif anti-keausan, yaitu untuk mencegah terjadinya kontak metal-to-metal namun diutamakan pada saat kondisi tekanan tinggi. Mekanismenya adalah dengan jalan membentuk lapisan film dari reaksi antara zat aditif dengan molekul permukaan komponen mesin. Lapisan film ini bersifat sangat kuat dan tidak mudah rusak pada beban kerja tinggi, sehingga kontak metal-to-metal dapat selalu dihindari. Material yang dapat berfungsi sebagai zat aditif extreme pressure yaitu parafin terklorinasi, lemak tersulfurisasi, ester, zinc dialkyldithiophosphate , dan molibdenum disulfida.
Anti-korosi.
Aditif dengan fungsi untuk menghambat terjadinya korosi di permukaan komponen ini, dilakukan dengan jalan membentuk lapisan film khusus pada permukaan logam komponen. Lapisan film tersebut juga aktif melindungi komponen dari serangan oksigen (oksidasi), air, serta zat kimia aktif lainnya. Material dengan kemampuan aditif tersebut antara lain adalah senyawa alkalin, asam organik, ester, serta turunan asam amino.
Anti-oksidan.
Oli mineral dapat bereaksi dengan oksigen dalam udara dan membentuk asam organik. Produk dari reaksi oksidasi tersebut meningkatkan viskositas oli, membentuk endapan dan vernis ( varnish ), memicu korosi, serta busa. Anti-oksidan bertugas untuk menghambat terjadinya oksidasi oli. Material-material yang dapat dijadikan sebagai anti-oksidan antara lain adalah zinc dithiophosphate, alkyl sulfides, aromatic sulfides, aromatic amines , dan hindered phenols .
Deterjen
Oli yang bekerja untuk sebuah mesin motor bakar akan mudah tercemar oleh asam kuat seperti sulfur dan nitric sebagai hasil sampingan dari proses pembakaran. Asam-asam kuat tersebut tentu berbahaya terhadap umur mesin jika tidak ditanggulangi dengan baik. Zat aditif deterjen ditambahkan ke dalam oli sebagai penetralisir asam kuat tersebut, dan menyingkirkan hasil netralisasi dari permukaan komponen mesin. Deterjen juga membentuk lapisan film di permukaan komponen untuk mencegah menempelnya kerak di permukaan komponen. Bahan-bahan aditif deterjen antara lain adalah phenolates, sulphonates dan phosphonates dari elemen alkali dan alkali-tanah, seperti kalsium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na) atau barium (Ba).
Dispersan
Aditif dispersan ditambahkan ke dalam pelumas oli berfungsi untuk menjaga partikel-partikel asing yang masuk bercampur dengan oli agar terus terpisah satu sama lain sehingga tidak terbentuk endapan pengotor. Partikel-partikel asing tersebut dapat berupa lumpur, vernis, debu, hasil oksidasi, air, dan lain sebagainya. Hidrokarbon rantai panjang suksinimida seperti suksinimida poliisobutilena digunakan sebagai bahan dispersan pelumas oli.
Depresan Pour-Point
Pour-Point adalah titik temperatur terendah dimana oli masih dapat mengalir. Kristal lilin terbentuk dari oli mineral pada temperatur rendah, dan menurunkan fluiditas oli. Depresan pour-point menghalangi terbentuknya serta terkumpulnya partikel lilin sehingga dapat menjaga “kecairan” oli pada temperatur rendah. Zat aditif ini didapatkan dari ko-polimer polialkil metakrilat.
Aditif untuk Memperbaiki Indeks Viskositas.
Viskositas oli secara drastis akan turun pada temperatur tinggi. Viskositas rendah akan menurunkan kemampuan oli untuk melubrikasi sistem yang ada. Zat aditif khusus ditambahkan untuk menjaga viskositas oli di level yang diijinkan oleh mesin, sehingga lapisan film oli tetap terjaga sekalipun berada pada temperatur ekstrim. Aditif khusus ini mampu menjaga viskositas oli, terutama oli multigrade , untuk menghadapi temperatur rendah maupun tinggi. Polimer akrilat menjadi bahan yang paling umum digunakan sebagai aditif khusus ini.
Anti-Foaming Agent .
Pelumas oli yang bekerja pada mesin seperti motor bakar, kompresor, gearbox , tidak akan luput dari gerakan mengaduk. Secara alami gerakan mengaduk ini akan mengaerasi oli pelumas, sehingga dapat menimbulkan gelembung-gelembung udara dan bahkan busa. Busa tersebut tidak hanya akan memicu oksidasi oli, namun juga akan menurunkan efek lubrikasi oli. Dimetilsilikon menjadi bahan yang paling umum digunakan sebagai zat aditif anti-foaming agent.