Pada artikel kali ini saya akan membahas lebih detail tentang Mesin Disel yang saya ambil dari berbagai sumber semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Di dunia otomotif dikenal dua jenis mesin yaitu Mesin Bensin dam Mesin Diesel. Dari kedua jenis tersebut Mesin Bensin dibagi menjadi dua prinsip kerja yaitu Mesin Bensin dengan prinsip kerja 2 Tak dan 4 Tak, Sama halnya juga pada Mesin Diesel terdapat dua jenis 2 Tak dan 4 tak, tetapi untuk kendaraan khususnya mobil, Mesin Diesel kebanyakan menggunakan prinsip kerja 4 Tak. Kedua mesin tersebut termasuk ke dalam proses pembakaran dalam (Internal Combustion Engine).
Biasanya jumlah silinder dalam kelipatan dua, meskipun berapapun jumlah silinder dapat digunakan selama poros engkol dapat diseimbangkan untuk mencegah getaran yang berlebihan. Mesin 6 segaris paling banyak diproduksi dalam mesin tugas-medium ke tugas-berat, meskipun V8 dan 4 segaris juga banyak diproduksi.
Lebih spesifik lagi, dimana sebuah mesin diesel untuk menghasillkan proses pembakaran dipicu oleh kompresi yang tinggi, dimana terjadinya proses pembakaran di dalam silinder terjadi karena oleh suhu tinggi yang disebabkan oleh tekanan kompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi). Mesin diesel pada kendaraan otomotif sering digunakan pada mobil-mobil yang mempunyai kapasitas mesin yang besar, dan juga tenaga yang besar ( contoh ; Truk, tronton, fuso, bus dan kendaraan besar lainnya. ) hal ini dikarenakan mesin diesel cocok untuk penggunaan untuk oprasi berat, jarak jauh ( mesin diesel lebih tahan panas dibanding mesin bensin ) dan tenaga yang besar ( karena konstruksi mesin diesel rata-rata berkapasitas besar.
Mesin diesel ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang (Bio Diesel) Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.
Proses kerja Mesin Diesel
Udara yang masuk ke dalam silinder melalui katup masuk karena hisapan piston yang bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB), kemudian ditekan atau dikompresikan oleh piston sehingga, ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disemprotkan ke ruang bakar dalam tekanan yang cukup tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini terbakar dengan sendirinya dan terbakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (Indirect injection). Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk ber bagi keperluan.
Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :
- Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada turbo/supercharger.
- Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar. Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak.
Gambar : Turbo charger
Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi pijar (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam "intake manifold" untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin.
Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat memengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.
Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu pada putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka dapat mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih untuk mencapai tujuan ini melalui modul kontrol elektronik (ECM) atau unit kontrol elektronik (ECU) - yang merupakan "komputer" dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidraulik untuk mengatur kecepatan mesin.
Bentuk Ruang Bakar Mesin Diesel
Ruang bakar pada motor diesel lebih rumit dibanding ruang bakar motor bensin. Bentuk ruang bakar pada motor diesel sangat menentukan kemampuan mesin, sebab ruang bakar tersebut direncanakan dengan tujuan agar campuran udara dan bahan bakar menjadi homogen dan mudah terbakar sekaligus.
Ruang bakar motor diesel digolongkan menjadi 2 tipe, yaitu:
a) Tipe ruang bakar langsung (direct combustion chamber)
b) Tipe ruang bakar tambahan (auxiliary combustion chamber)
Tipe ruang bakar tambahan terdapat dalm 3 macam, yaitu:
1). Ruang bakar kamar depan (precombustion chamber)
2). Ruang bakar pusar (swirl chamber)
3). Ruang bakar air cell (Air cell combustion chamber)
Keuntungan ruang bakar langsung adalah:
(1) Efisiensi panas lebih tingi, pemakaian bahan bakar lebih hemat karena bentuk ruang bakar yang sederhana,
(2) Start dapat mudah dilakukan pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat bantu start busi pijar (glow plug), dan
(3) Cocok untuk mesinmesin besar karena konstruksi kepala silinder sederhana.
Kerugian ruang bakar langsung adalah:
(1) Memerlukan kualitas bahan bakar yang baik,
(2) Memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi,
(3) Sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek karena menggunakan nozzle lubang banyak (multiple hole nozzle), dan
(4) Dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbulensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi.
a. Ruang bakar tambahan.
1. Ruang bakar muka.
Dalam ruang bakar ini bahan bakar solar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh nozzle injeksi. Sebagian bahan bakr yang tidak terbakar di ruang bakar muka didorong melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama. Percampuran yang baik dan terbakar seluruhnya berada pada ruang bakar utama
Keuntungan ruang bakar muka adalah:
(1) Jenis bahan bakar yang digunakan lebih luas, karena turbulensinya sangat baik untuk pengabutan,
(2) Perawatan pompa injeksi lebih mudah karena tekanan injeksi lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap perubahan saat injeksi, dan
(3) Detonasi berkurang serta mesin bekerja lebih baik karena menggunakan nozzle lubang banyak.
Kerugian ruang bakar depan adalah:
(1) Biaya pembuatan lebih mahal sebab perencanaan kepala silinder lebih rumit,
(2) Memerlukan motor starter yang besar dan kemampuan start lebih jelek sehingga harus menggunakan alat pemanas, dan
(3) pemakaian bahan bakar boros.
2. Ruang bakar pusar.
Ruang bakar model pusar ini berbentuk bundar. Ketika torak memampatkan udara, sebagian udara akan masuk ke dalam ruang bakar pusar dan membuat aliran turbulensi. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara turbulensi dan terbakar di dalam ruang bakar pusar, tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar masuk ke ruang bakar utama melalui saluran tersebut. Selanjutnya capuran tersebut akan terbakar di tuang bakar utama.
Keuntungan ruang bakar pusar adalah:
(1) Dapat menghasilkan putaran tinggi, karena turbulensi yang sangat baik pada saat kompresi,
(2) Gangguan pada nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin, dan
(3) Putaran mesin lebih tinggi dan operasinya lebih lembut, menyebabkan jenis ini cocok untuk mobil.
Kerugian ruang bakar pusar adalah:
(1) Konstruksi kepala silinder rumit,
(2) Efisiensi panas dan pemakaian bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang bakar langsung, (3) Penggunaan alat pemanas tidak begitu efektif, sebab ruang bakar sangat luas, dan
(4) detonasi lebih besar pada kecepatan rendah.
3) Ruang bakar Air Cell
Pada ruang bakar air cell ini bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam air cell dan terbakar langsung di ruang bakar utama. Sebagian bahan bakar yang yang disemprotkan ke air cell dan terbakar, mengakibatkan tekanan dalam air cell bertambah. Bila torak bergerak ke TMB, udara dalam air cell keluar ke ruang bakar utama membantu menyempurnakan pembakaran. Pada ruang bakar ini tidak memerlukan pemanas.
Keuntungan ruang bakar air cell adalah:
(1) Mesin bekerja lebih lembut karena pembakaran terjadi secara berangsur-angsur,
(2) tidak memerlukan pemanas,
(3) gangguan nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin.
Kerugian ruang bakar air cell adalah:
(1) Saat injeksi bahan bakar sangat mempengaruhi kemampuan mesin,
(2) Suhu gas buang sangat tinggi karena pembakaran lanjut sangat panjang, dan
(3) Bahan bakar boros.
Keunggulan mesin diesel dibanding mesin bensin adalah sebagai berikut :
1. Mesin diesel memiliki efisensi terhadap panas yang besar bila dibandingkan dengan mesin bensin. Tentunya Hal tersebut dapat lebih menghemat penggunaan bahan bakar (solar) daripada bensin pada mesin bensin.
2. Umumnya, mesin diesel lebih tahan lama dan tidak membutuhkan electric igniter. Hal ini berarti bahwa kemungkinan terjadinya kesulitan tentu lebih kecil dari pada mesin bensin.
3. Momen pada mesin diesel tidak berubah pada jenjang tingkat kecepatan yang luas. Itu artinya mesin diesel lebih fleksibel dan lebih mudah dioperasikan bila dibandingkan dengan mesin bensin dan karena hal inilah mesin diesel umum digunakan untuk kendaraan-kendaraan besar.
Penambahan turbocharger atau supercharger ke mesin bertujuan meningkatkan jumlah udara yang masuk dalam ruang bakar dengan demikian pada saat kompresi akan menghasilkan tekanan yang tinggi dan pada saat penyalaan atau pembakaran akan menghasilkan tenaga yang besar. Akan tetapi penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin diesel tidak berpengaruh besar terhadap pemakaian bahan bakar karena bahan bakar disemprotkan secara langsung ke ruang bakar pada saat ruang bakar dalam keadaan kompresi tertinggi untuk memicu penyalaan agar terjadi proses pembakaran. Sedangkan penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin bensin sangat memengaruhi pemakaian bahan bakar karena udara dan bahan bakar dicampur dengan komposisi yang tepat sebelum masuk ruang bakar, baik untuk mesin bensin dengan sistem karburator maupun sistem injeksi.
Adapun kelemahan mesin diesel dibanding mesin bensin adalah sebagai berikut :
1. Suara dan getaran pada mesin diesel jauh lebih besar dibanding suara dan getaran pada mesin bensin. Hal tersebut disebabkan oleh tekanan pembakaran maksimum pada mesin diesel hampir dua kali lebih besar daripada mesin bensin.
2. Karena tekanan pembakarannya lebih besar dari pada mesin bensin, maka mesin diesel harus dibuat dengan menggunakan jenis bahan yang tahan terhadap tekanan tinggi, selain itu, bahan yang digunakan juga harus memiliki struktur yang kuat. Hal ini berarti bahwa untuk daya kuda yang sama, mesin diesel memiliki bobot yang jauh lebih berat dibanding bobot mesin bensin, dan tentunya biaya pembuatannya pun juga pasti lebih mahal daripada biaya pembuatan mesin bensin.
3. Harga mesin diesel lebih mahal dibanding harga mesin bensin, selain itu, mesin diesel juga membutuhkan perawatan atau pemeliharaan yang lebih cermat daripada mesin bensin. Anda tahu mengapa? Sebab Mesin diesel membutuhkan sistem injeksi bahan bakar yang lebih presisi dibanding sistem injeksi pada mesin bensin.
4. Mesin diesel memerlukan alat pemutar berupa motor starter dan baterai yang berkapasitas lebih besar untuk memutarnya. Hal tersebut disebabkan karena mesin diesel memiliki perbandingan kompresi yang lebih tinggi dari pada mesin bensin.
Pengertian Sistem Injeksi Bahan Bakar Mesin Diesel
Sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel merupakan sistem paling penting di antara sistem-ssitem yang lain. Dengan sistem injeksi bahan bakar yang baik dan tepat akan menghasilkan tenaga mesin yang optimal. Sebaliknya system injeksi bahan bakar yang kurang baik dan kurang tepat dapat menyebabkan tenaga mesin diesel kurang optimal, bahkan mungkin saja mesin diesel tidak dapat dijalankan sama sekali. Banyak orang yang menyatakan bahwa sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel merupakan jantung hidup matinya mesin.
Sistem injeksi bahan bakar mesin diesel mencakup rangkaian komponen-komponen yang berhubungan dengan bahan bakar, yang berfungsi mengisap bahan bakar dari tangki bahan bakar, memompakan bahan bakar, sampai bahan bakar tersebut diinjeksikan ke dalam ruang bakar silinder mesin dalam rangfka memperoleh tenaga.
7. Fungsi Sistem Injeksi Bahan Bakar
Berdasarkan pengertian sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel di atas, maka fungsi sistem injeksi bahan bakar mesin diesel yaitu:
a) Menyimpan bahan bakar
b) Menyaring bahan bakar
c) Memompa atau menginjeksi bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin
d) Mengabutkan bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin
e) Memajukan saat penginjeksian bahan bakar
f) Mengatur kecepatan mesin sesuai dengan bebannya melalui pengaturan penyaluran bahan bakar
g) Mengembalikan kelebihan bahan bakar ke dalam tangki bahan bakar.
8. Syarat sistem injeksi bahan bakar mesin diesel
Sistem injeksi bahan bakar mesin diesel harus memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Memberikan sejumlah tertentu bahan bakar. Sistem injeksi bahan bakar harus setiap saat tertentu memberikan sejumlah tertentu bahan bakar ke tiap-tiap silinder mesin diesel.
b. Menepatkan saat penginjeksian bahan bakar Bahan bakar harus diinjeksikan ke dalam silinder tepat pada saat kemungkinan mesin diesel mampu menghasilkan tenaga yang maksimum. Bahan bakar yang diinjeksikan terlalu cepat atau terlalu lambat selama langkah usaha menyebabkan terjadinya kerugian tenaga.
c. Mengendalikan kecepatan pengiriman bahan bakar. Kerja mesin diesel yang halus pada tiap-tiap silinder tergantung pada lama waktu yang diperlukan untuk menginjeksikan bahan bakar. Kecepatan mesin yang lebih tinggi harus dicapai dengan pemasukan bahan bakar yang lebih cepat pula.
d. Mengabutkan bahan bakar. Bahan bakar harus sepenuhnya tercampur dengan udara untuk pembakaran sempurna. Dalam hal ini bahan bakar harus dikabutkan menjadi partikel-pertikeal yang halus. Dengan demikian penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin diesel harus pada saat yang tepat dan jumlah yang tepat pula sesuai dengan jumlah yang diperlukan.
9. Komponen-komponen Sistem Injeksi Bahan Bakar Mesin Diesel
Sistem injeksi bahan bakar mesin diesel dapat dibedakan menjadi 2 (dua) cara yaitu:
a. Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris
b. Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi distributor
Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris (inline fuel injection pump)
Pada sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris seperti di atas, terdiri dari empat elemen pompa yang melayani empat buah silinder. Dengan demikian tiap silinder mesin diesel akan dilayani oleh satu elemen pompa secara individual.
Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi distributor
Pada sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi distributor, pompa injeksinya hanya memiliki satu buah elemen pompa. Dengan demikian satu elemen pompa akan melayani empat buah silinder mesin diesel melalui saluran distribusi pada pompa.
Sebagai contoh sistem bahan bakar dengan pompa distributor menunjukkan sistem bahan bakar dengan pompa injeksi distributor tipe DPA adalah dengan pompa injeksi distributor tipe VE. Pompa injeksi distributor tipe DPA saat ini sudah jarang digunakan, sedangkan pompa injeksi distributor tipe VE masih banyak digunakan Pompa injeksi sebaris pada umumnya digunakan untuk mesin diesel bertenaga besar dengan ruang bakar langsung dan penyemrotan langsung (direct injection), sedangkan pompa injeksi distributor banyak digunakan untuk mesin diesel bertenaga menengah dan kecil dengan ruang bakar tambahan.
Berdasarkan gambar di atas maka secara umum komponen-komponen injeksi bahan bakar mesin diesel adalah:
a. Tangki bahan bakar (fuel tank)
b. Saringan bahan bakar (fuel filter)
c. Pompa pemindah bahan bakar (fuel transfer pump)
d. Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump)
e. Pipa-pipa injeksi bahan bakar (fuel injection lines)
f. Injektor (fuel injector)
g. Pipa-pipa pengembali bahan bakar (fuel return lines)
Di samping komponen-komponen utama di atas, komponen sistem injeksi tambahan yang lain adalah:
h. Pengatur kecepatan (governor)
i. Pengatur untuk memajukan saat injeksi otomatis (advancer/automatic timer)
Komponen-komponen tersebut di atas terangkai menjadi satu kesatuan dan saling berhubungan dan saling membantu dalam rangka penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin dengan saat yang tepat dengan jumlah yang tepat pula.
a. Tangki bahan bakar (fuel tank)
Tangki bahan bakar berfungsi menyimpan atau menampung bahan bakar. Tangki bahan bakar dibuat dengan berbagai ukuran dan tiap ukuran serta bentuk tangki tersebut dirancang untuk maksud persyaratan tertentu.
Kapasitas tangki tangki harus cukup untuk suatu jarak tempuh tertentu atau cukup untuk digunakan dalam jangka waktu tertentu. Bentuk dan ukuran tangki tergantung pada ketersediaan tempat (space) serta kapasitas yang dikehendaki. Misalnya untuk ruang mesin yang panjang atau pendek, berbentuk bulat atau persegi.
Tangki bahan bakar harus tertutup untuk mencegah masuknya kotoran, namun demikian harus mempunyai lubang pernafasan (ventilation) dan untuk lubang pengisian bahan bakar sebagai pengganti bahan bakar yang telah dipakai. Dengan demikian paling tidak harus ada tiga buah lubang, yaitu untuk mengisi, mengalirkan keluar dan lubang untuk mengeringkan (draining). Kadangkala terdapat lubang untuk saluran kebocoran bahan bakar (fuel overflow/fuel leak-off).
b. Saringan bahan bakar (fuel filter)
Penyaringan bahan bakar mesin diesel sangat penting karena bahan bakar diesel cenderung tidak bersih baik dari kotoran partikel atau dari air, sedangkan elemen pompa injeksi dan injector dibuat presisi. Untuk memisahkan air dari bahan bakar digunakan juga water sedimenter yang bekerja atas sifat gravitasi air sendiri yang lebih besar daripada bahan bakarnya.
Bila air sampai masuk ke dalam elemen pompa maka dapat menyebabkan kerusakan pada elemen pompa karena korosi dan pengabutan menjadi terganggu.
Untuk mengetahui bahwa air yang berada dalam sedimenter telah banyak maka diketahui dari sistem lampu peringatan yang sirkit kelistrikannya.
Bila volume air dalam sedimenter telah cukup banyak (200 cc) maka pelampung akan menghubungkan water switch (lead switch) dengan masa. Akibatnya arus listrik akan mengalir dari baterai ke lampu filter terus ke masa, akibantnya lampu filter akan menyala untuk member peringatan kepada pengendara bahwa air yang berada pada sedimenter perlu segera dikeluarkan. Konstruksi sedimenter dan bagian-bagiannya
Pada sistem injeksi bahan bakar sering dijumpai lebih dari satu penyaringan bahan bakar, yaitu:
a. Penyaring pada tangki (filter screen) atau pada pompa pemindah, yang berfungsi Manahan partikel besar,
b. Penyaring primer (primary filter) berfungsi menyaring partikel-partikel kecil, danc) Penyaring sekunder (secondary filter) berfungsi menyaring partikel yang lembut.
c. Pompa pemindah bahan bakar (fuel transfer pump)
Pompa pemindah bahan bakar ini berfungsi untuk mengisap bahan bakar dari tangki dan menekan bakar melalui saringan bahan bakar ke ruang pompa injeksi. Pompa ini dinamakan juga pompa pemberi (feed pump) atau pompa pencatu bahan bahan bakar (fuel supply pump) atau priming pump.
Pompa pemindah bahan bakar untuk sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris
Pompa pemindah untuk pompa injeksi sebaris adalah model pompa kerja tunggal (sigle acting) dipasang pada sisi pompa injeksi dan digerakkan oleh poros nok pompa injeksi. Pompa pemindah ini dilengkapi dengan pompa tangan untuk membuang udara yang terdapat pada aliran bahan bakar sebelum mesin dihidupkan.
Bahan bakar di dalam pompa injeksi selamanya harus cukup, untuk itu perlu pengiriman bahan bakar ke pompa injeksi dengan tekanan tertentu. Bila tekanan rendah di bawah spesifikasi, elemen pompa tidak mampu memberikan bahan bakar yang cukup pada kecepatan tinggi. Oleh karena itu, tekanan pengisian harus di atas 1,8–2,2 kg/cm2 (2,56–3,11 psi).
Cara kerja pompa pemindah pada pompa injeksi sebaris
Pompa pemindah ini digerakkan oleh poros nok (1) sehingga piston (5) bergerak bolak-balik untuk mengisap dan menekan bahan bakar bila tekanan masih rendah. Bahan bakar yang diisap akan ditekan ke dalm pompa injeksi melalui saluran keluar (8) dan katup tekan (9) membuka sedangkan katup masuk (6) menutup. Bila poros nok tidak menekan tappet roller(2) maka katup tekan tetutup sedangkan katup isap terbuka terjadilah pengiapan. Jika tekanan bahan bakar telah melebihi spesifikasi maka tegangan pegas (7) tidak mampu mendorong piston. Akibatnya piston tidak bergerak dan pompa pemindah ini tidak bekerja lagi. Setelah tekanan turun maka pompa pemindah ini akan bekerja lagi.
Pompa pemindah atau priming pump untuk pompa injeksi distributor
Priming pump untuk pompa injeksi distributor ini dilengkapi dengan penyaring bahan bakar dan sedimenter. Cara kerja priming pump ini adalah sebagai berikut:
Tekan handle pompa diafragma ke bawah dan bahan bakar atau udara dalam ruang pompa akan akan membuka outlet check valve dan mengalir ke saringan bahan bakar. Pada saat yang sama inlet check valve akan menutup dan mencegah bahan bakar mengalir kembali.
Bila handle poma dibebaskan, tegangan pegas mengembalikan diafragma ke posisi semula danmenimbulkan vakum di dalam ruang pompa. Hal tersebut menyebabkan inlet valve terbuka disebabkan adanya kevakuman dan bahann bakar akan mengalir ke dalam ruang pompa. Pada saat yang sama outlet valve akan menutup mencegah kembalinya aliran bahan bakar. Bekerjanya turun dan naik dengan berulangulang dan menyebabkan bahan bakar dikirim ke saringan bahan bakar
d. Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump)
Pompa injeksi bahan bakar berfungsi untuk menekan bahan bakar dengan tekanan yang cukup melalui kerja elemen pompa. Seperti telah diuraikan di atas bahwa pompa injeksi bahan bakar berupa pompa injeksi sebaris (gambar 19) dan pompa injeksi distributor
1. Pompa injeksi sebaris
Pompa injeksi sebaris banyak digunakan untuk mesin diesel yang bertenaga besar, karena pompa injeksi ini mempunyai kelebihan bahwa tiap elemen pompa melayani satu silinder mesin.
Gambar di atas menunjukkan elemen pompa yang terdiri dari plunyer (plunger) dan silinder (barrel) yang keduanya sangat presisi, sehingga celah antara plunyer dan silindernya sekitar 1/1000 mm. Ketelitian ini cukup baik untuk menahan tekanan tinggi saat injeksi, walaupun pada putaran rendah. Sebuah alur diagonal yang disebut alur pengontrol (control groove), adalah bagian dari plunyer yang dipotong pada bagian atas. Alur ini berhubungan dengan bagian atas plunyer oleh sebuah lubang.
Bahan bakar yang dikirimkan oleh pompa pemindah masuk ke pompa injeksi dengan tekanan rendah. Plunyer bergerak turun naik dengan putaran poros nok pompa injeksi. Gerakan bolak-balik ini sesuai dengan cara kerja sebagai berikut :
a. Pada saat plunyer berada pada titik terbawah, bahan bakar mengalir melalui lubang masuk (feed hole) pada silinder ke ruang penyalur (delivery chamber) di atas plunyer.
b. Pada saat poros nok pada pompa injeksi berputar dan menyentuh tappet roller maka plunyer bergerak ke atas. Apabila permukaan atas plunyer bertemu dengan bibir atas lubang masuk maka bahan bakar mulai tertekan dan mengalir keluar pompa melalui pipa tekanan tinggi ke injector.
c. Plunyer tetap bergerak ke atas, tetapi pada saat bibir atas control groove bertemu dengan bibir bawah lubang masuk, maka penyaluran bahan bakar terhenti.
d. Gerakan pluyer ke atas selanjutnya menyebabkan bahan bakar yang tertinggal dalam ruang penyaluran masuk melalui lubang pada permukaan atas plunyer dan mengalir ke lubang masuk menuju ruang isap, sehingga tidak ada lagi bahan bakar yang disalurkan.
Tinggi pengangkatan nok adalah 8 mm, sehingga gerakan plunyer naik turun juga sebesar 8 mm. Pada saat plunyer pada posisi terbawah, plunyer menutup lubang masuk kirakira 1,1 mm dari besar diameter lubang masuk sebesar 3 mm. Dengan demikian plunyer baru akan menekan setelah bergerak ke atas kira-kira 1,9 mm. Langkah ini disebut “prestroke” dan pengaturannya dapat dilakukan dengan menyetel baut pada tappet roller. Prestroke ini berkaitan dengan saat injeksi (injection timing) bahan bakar keluar pompa.
Jumlah pengiriman bahan bakar dari pompa diatur oleh governor sesuai dengan kebutuhan mesin. Governor mengatur gerakan control rack yang berkaitan dengan control pinion yang diikatkan pada control sleeve. Control sleeve ini berputar bebas terhadap silinder. Bagian bawah plunyer (flens) berkaitan dengan bagian bawah control sleeve. Jumlah bahan bakar yang dikirim tergantung pada posisi plunyer dan perubahan besarnya langkah efektif. Langkah efektif adalah langkah plunyer dimulai dari tertutupnya lubang masuk oleh plunyer sampai control groove bertemu dengan lubang masuk. Langkah efektif akan berubah sesuai dengan posisi plunyer dan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan besarnya langkah efektif.
Penekanan bahan bakar dari elemen pompa ke injector diatur oleh katup penyalur (delivery valve). Katup penyalur ini berfungsi ganda, yaitu selain mencegah bahan bakar dalam pipa tekanan tinggi mengalir kembali ke plunyer juga berfungsi mengisap bahan bakar dari ruang injector setelah penyemprotan Dengan demikian katup penyalur pada pompa injeksi ini menjamin injektor akan menutup dengan cepat pada saat akhir injeksi, karena untuk mencegah bahan bakar menetes yang dapat menyebabkan pembakaran awal (pre-ignition) selama siklus pembakaran berikutnya.
a. Pada saat awal penginjeksian, maka katup penyalur pada posisi terangkat dari dudukan, dengan adanya tekanan bahan bakar yang dipompa keluar dari pompa plunyer. Hal ini memungkinkan bahan bakar dengan tekanan dialirkan ke nosel injeksi.
b. Bila tekanan penyaluran menurun dan pegas katup penyalur menekan katup penyalur ke bawah, maka relief valve akan menutup hubungan antara ruang penyalur dengan pipa injeksi dan selanjutnya katup akan masuk ke dalam sampai dudukan bersentuhan dengan body mencegah menurunnya katup.
2. Pompa injeksi distributor (VE)
Pompa injeksi distributor tipe VE ini dirancang dengan plunyer tunggal untuk mengatur banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan dengan tepat dan membagi pemberian bahan bakar ke setiap silinder mesin sesuai dengan urutan penginjeksiannya. Kelebihan pompa injeksi distributor tipe VE adalah:
a. Kompak dan ringan, karena hanya 4,5 kg dan komponenkomponennya sedikit jumlahnya,
b. Mampu digunakan untuk mesin diesel putaran tinggi,
c. Seragam dalam jumlah penginjeksian bahan bakar,
d. Mudah dalam menghidupkan mesin,
e. Putaran idle yang stabil,
f. Pelumasan dengan bahan bakar sendiri,
g. Mudah dalam penyetelan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan,
h. Dilengkapi dngen solenoid penghenti bahan bakar,
i. Alat pengatur saat penginjeksian yang bekerja secara hidrolik, dan
j. Konstruksinya dirancang sedemikian rupa sehingga kalau terjadi mesin berputar balik, pompa tidak akan memberikan bahan bakar ke silinder.
Pompa injeksi distributor terdiri dari komponen komponen:
a. Pompa pemberi (feed pump) tipe sudu rotary yang mengalirkan bahan bakar dari tangki ke dalam rumah pompa injeksi,
b. Katup pengatur tekanan bahan bakar di dalam feed pump (pressure regulating valve)
c. Katup pelimpah (overflow) untuk menyalurkan kelebihan bahan bakar dari pompa ke tangki.
d. Plat nok (cam plate) yang digerakkan oleh poros pompa (drive shaft) yang menggerakkan plunyer dalam bentuk berputar dan bolak-balik, karena plunyer bersatu dengan cam plate
e. Governor mekanik (mechanical governor) yang mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar
f. Pewaktu otomatis (automatic timer) yang mengatur saat injeksi (injection timing) yang bekerja menurut tekanan bahan bakar.
g. Solenoid penutup bahan bakar (fuel cut-off solenoid) yang digunakan untuk menutup aliran bahan bakar ke dalam elemen pompa.
h. Katup penyalur (delivery valve) berfungsi mencegah bahan bakar dari dalam pipa tekanan tinggi masuk ke dalam ruang elemen pompa dan mengisap sisa bahan bakar dari injector pad akhir injeksi.
b. Injektor Bahan bakar (fuel injector)
Injektor bahan bakar kadangkala disebut juga dengan pengabut atau ada yang menyebut dengan nosel(nozzle). Disebut injector karena tugas dari komponen iniadalah menginjeksi, dan disebut pengabut karena bahan bakar keluar dari komponen ini dalam bentuk kabut,sedangkan disebut
nosel karena ujung komponen ini luas penampangnya makin mengecil.
Secara garis besar nosel injeksi
dapat diklasifikasikan ke dalam 2 tipe yaitu:
1. tipe lubang (hole type), dan
2. tipe pin (pin type)
Tipe lubang terdapat dalam 2 jenis yaitu:
a. lubang satu (single hole type) dan, dan
b. lubang banyak multiple hole type).
Tipe pin terdapat dalam 2 jenis yaitu:
a. tipe throttle (throttle type), dan
b. tipe pintle (pintle type).
Tipe nosel injeksi sangat menentukan bagi proses pembakaran dan bentuk ruang bakar. Tipe lubang banyak pada umumnya
digunakan untuk mesin diesel dengan injeksi langsung (direct injection), sedangkan tipe pin pada umumnya digunakan untuk mesin diesel
yang mempunyai ruang bakar muka (precombustion chamber) dan ruang bakar pusar (swirl chamber).
Kebanyakan nosel injeksi model pin adalah yang berjenisthrottle yang pada saat permulaan injeksi jumlah bahan bakar yang ditekan ke dalam ruang bakar muka hanya sedikit, tetapi pada akhir injeksi jumlah bahan bakar semakin banyak.
Kerja nosel injeksi tipe pin Nosel injeksi ditempatkan pada mesin diesel dengan pemegang nosel (nozzle holder) yang dapat menentukan jumlah bahan bakar dan mengatur tekanan injeksi. Pada gambar 38 ditunjukkan konstruksi nosel injeksi.
Jarumnosel ditahan oleh pena tekanan (pressure pin) dan pegastekan (pressure spring) yang dapat diatur oleh sekruppenyetel (adjusting screw) sehingga membukanya nosel
injeksi dapat diatur.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar