1. Prinsip Kerja Mesin Diesel
Mesin/motor diesel (diesel engine) merupakan salah satu bentuk motor pembakaran dalam (internal combustion engine) di samping motor bensin dan turbin gas. Motor diesel disebut dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) lantaran penyalaan materi bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi udara dalam ruang bakar. Dilain pihak motor bensin disebut motor penyalaan busi (spark ignition engine) lantaran penyalaan materi bakar diakibatkan oleh percikan bunga api listrik dari busi.
Cara pembakaran dan pengatomisasian (atomizing) materi bakar pada motor diesel tidak sama dengan motor bensin. Pada motor bensin adonan materi bakar dan udara melelui karburator dimasukkan ke dalam silinder dan dibakar oleh nyala listrik dari busi. Pada motor diesel yang diisap oleh torak dan dimasukkan ke dalam ruang bakar hanya udara, yang selanjutnya udara tersebut dikompresikan hingga mencapai suhu dan tekanan yang tinggi. Beberapa dikala sebelum torak mencapai titik mati atas (TMA) materi bakar solar diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Dengan suhu dan tekanan udara dalam silinder yang cukup tinggi maka partikel-partikel materi bakar akan menyala dengan sendirinya sehingga membentuk proses pembakaran. Agar materi bakar solar sanggup terbakar sendiri, maka diharapkan rasio kompresi 15-22 dan suhu udara kompresi kira-kira 600ºC. Meskipun untuk motor diesel tidak diharapkan system pengapian ibarat halnya pada motor bensin, namun dalam motor diesel diharapkan sistem injeksi materi bakar yang berupa pompa injeksi (injection pump) dan pengabut (injector) serta perlengkapan bantu lain. Bahan bakar yang disemprotkan harus mempunyai sifat sanggup terbakar sendiri (self ignition). Penampang mesin diesel secara sederhana sanggup dilihat pada gambar 1.
2. Perbedaan utama mesin diesel dan mesin bensin
Motor diesel dan motor bensin mempunyai beberapa perbedaan utama, bila ditinjau dari beberapa item di bawah ini, yaitu (lihat Tabel 1)
Motor diesel juga mempunyai laba dibanding motor bensin, yaitu:
a) Pemakaian materi bakar lebih hemat, lantaran efisiensi panas lebih baik, biaya operasi lebih hemat lantaran solar lebih murah.
b) Daya tahan lebih usang dan gangguan lebih sedikit, lantaran tidak memakai sistem pengapian
c) Jenis materi bakar yang digunakan lebih banyak
d) Operasi lebih gampang dan cocok untuk kendaraan besar, lantaran variasi momen yang terjadi pada perubahan tingkat kecepatan lebih kecil.
Di samping itu motor diesel mempunyai kerugian, yaitu:
a) Suara dan getaran yang timbul lebih besar (hampir 2 kali) daripada motor bensin. Hal ini disebabkan tekanan yang sangat tinggi (hampir 60 kg/cm2) pada dikala pembakaran
b) Bobot per satuan daya dan biaya produksi lebih besar, lantaran materi dan konstruksi lebih rumit untuk rasio kompresi yang tinggi
c) Pembuatan pompa injeksi lebih teliti sehingga perawatan lebih sulit
d) Memerlukan kapasitas baterai dan motor starter yang besar semoga sanggup memutar poros engkol dengan kompresi yang tinggi.
Secara singkat prinsip kerja motor diesel 4 tak yaitu sebagai berikut:
a) Langkah isap, yaitu waktu torak bergerak dari TMA ke TMB. Udara diisap melalui katup isap sedangkan katup buang tertutup.
b) Langkah kompresi, yaitu ketika torak bergerak dari TMB ke TMA dengan memampatkan udara yang diisap, lantaran kedua katup isap dan katup buang tertutup, sehingga tekanan dan suhu udara dalam silinder tersebut akan naik.
c) Langkah usaha, ketika katup isap dan katup buang masih tertutup, partikel materi bakar yang disemprotkan oleh pengabut bercampur dengan udara bertekanan dan suhu tinggi, sehingga terjadilah pembakaran. Pada langkah ini torak mulai bergerak dari TMA ke TMB lantaran pembakaran berlangsung bertahap
d) Langkah buang, ketika torak bergerak terus dari TMA ke TMB dengan katup isap tertutup dan katup buang terbuka, sehingga gas bekas pembakaran terdorong keluar.
3. Proses pembakaran mesin diesel
Proses pembakaran dibagi menjadi 4 periode:
a) Periode 1: Waktu pembakaran tertunda (ignition delay) (A -B) Pada periode ini disebut fase persiapan pembakaran, lantaran partikel-partikel materi bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder semoga gampang terbakar.
b) Periode 2: Perambatan api (B-C) Pada periode 2 ini adonan materi bakar dan udara tersebut akan terbakar di beberapa tempat. Nyala api akan merambat dengan kecepatan tinggi sehingga seakan-akan adonan terbakar sekaligus, sehingga mengakibatkan tekanan dalam silinder naik. Periode ini sering disebut periode ini sering disebut pembakaran letup.
c) Periode 3: Pembakaran pribadi (C-D) Akibat nyala api dalam silinder, maka materi bakar yang diinjeksikan pribadi terbakar. Pembakaran pribadi ini sanggup dikontrol dari jumlah materi bakar yang diinjeksikan, sehingga periode ini sering disebut periode pembakaran dikontrol.
d) Periode 4: Pembakaran lanjut (D-E) Injeksi berakhir di titik D, tetapi materi bakar belum terbakar semua. Makara walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila pembakaran lanjut terlalu lama, temperatur gas buang akan tinggi mengakibatkan efisiensi panas turun.
4. Bentuk ruang bakar mesin diesel
Ruang bakar pada motor diesel lebih rumit dibanding ruang bakar motor bensin. Bentuk ruang bakar pada motor diesel sangat memilih kemampuan mesin, alasannya ruang bakar tersebut dirancanakan dengan tujuan semoga adonan materi udara dan materi bakar menjadi homogen dan gampang terbakar sekaligus.
Ruang bakar motor diesel digolongkan menjadi 2 tipe, yaitu:
a) Tipe ruang bakar pribadi (direct combustion chamber)
b) Tipe ruang bakar embel-embel (auxiliary combustion chamber)
Tipe ruang bakar embel-embel terdapat dalm 3 macam, yaitu:
1) Ruang bakar kamar muka (precombustion chamber)
2) Ruang bakar pusar (swirl chamber)
3) Ruang bakar air cell (Air cell combustion chamber)
Keuntungan ruang bakar pribadi adalah: (1) efisiensi panas lebih tingi, pemakaian materi bakar lebih hemat lantaran bentuk ruang bakar yang sederhana, (2) start sanggup gampang dilakukan pada waktu mesin cuek tanpa memakai alat bantu start busi pijar (glow plug), dan (3) cocok untuk mesinmesin besar lantaran konstruksi kepala silinder sederhana.
Kerugian ruang bakar pribadi adalah: (1) memerlukan kualitas materi bakar yang baik, (2) memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi, (3) sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek lantaran memakai 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 materi bakar solar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh nozzle injeksi. Sebagian materi bakr yang tidak terbakar di ruang bakar muka didorong melalui kanal 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 materi bakar yang digunakan lebih luas, lantaran turbulensinya sangat baik untuk pengabutan, (2) perawatan pompa injeksi lebih gampang lantaran tekanan injeksi lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap perubahan dikala injeksi, dan (3) detonasi berkurang serta mesin bekerja lebih baik lantaran memakai nozzle lubang banyak.
Kerugian ruang bakar muka adalah: (1) biaya pembuatan lebih mahal alasannya perencanaan kepala silinder lebih rumit, (2) memerlukan motor starter yang besar dan kemampuan start lebih buruk sehingga harus memakai alat pemanas, dan (3) pemakaian materi 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 menciptakan pedoman turbulensi. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara turbulensi dan terbakar di dalam ruang bakar pusar, tetapi sebagian materi bakar yang belum terbakar masuk ke ruang bakar utama melalui kanal tersebut. Selanjutnya capuran tersebut akan terbakar di tuang bakar utama.
Keuntungan ruang bakar pusar adalah: (1) sanggup menghasilkan putaran tinggi, lantaran turbulensi yang sangat baik pada dikala kompresi, (2) Gangguan pada nozzle berkurang lantaran memakai nozzle tipe pin, dan (3) putaran mesin lebih tinggi dan operasinya lebih lembut, mengakibatkan jenis ini cocok untuk mobil.
Kerugian ruang bakar pusar adalah: (1) konstruksi kepala silinder rumit, (2) efisiensi panas dan pemakaian materi bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang bakar langsung, (3) penggunaan alat pemanas tidak begitu efektif, alasannya ruang bakar sangat luas, dan (4) detonasi lebih besar pada kecepatan rendah.
3) Ruang bakar Air Cell
Pada ruang bakar air cell ini materi bakar disemprotkan pribadi ke dalam air cell dan terbakar pribadi di ruang bakar utama. Sebagian materi bakar yang yang disemprotkan ke air cell dan terbakar, menimbulkan 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 lantaran pembakaran terjadi secara berangsur-angsur, (2) tidak memerlukan pemanas, (3) gangguan nozzle berkurang lantaran memakai nozzle tipe pin.
Kerugian ruang bakar air cell adalah: (1) dikala injeksi materi bakar sangat mempengaruhi kemampuan mesin, (2) suhu gas buang sangat tinggi lantaran pembakaran lanjut sangat panjang, dan (3) materi bakar boros.
5. Penyaluran materi bakar pada mesin diesel
Berdasarkan uraian perihal prinsip kerja mesin diesel yang mengkremasi materi bakar berdasarkan suhu kompresi secara bertahap, maka penyaluran materi bakar pada mesin diesel harus memenuhi syarat:
a) Mesin diesel harus mempunyai perbandingan kompresi yang tinggi semoga mempunyai suhu dan tekanan kompresi yang tinggi sehingga bisa mengkremasi materi bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Bahan bakar mesin diesel mempunyai sifat titik nyalanya tinggi sehingga harus dibentuk menjadi partikel atau butiran yanglebih kecil.
b) Agar materi bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder mesin diesel sanggup gampang terbakar maka diharapkan ruang bakar yang sanggup memungkinkan materi bakar dan udara sanggup bercampur secara homogen dalam bentuk partikel yang lebih kecil-kecil dari sebelumnya.
c) Di samping mesin diesel harus mempunyai ruang bakar yang memungkinkan atomisasi materi bakar, maka materi bakar yang disalurkan ke dalam ruang bakar harus dengan injeksi. Dengan injeksi maka materi bakar akan berbentuk partikel-partikel atau butiran-butiran yang kecil. Oleh lantaran itu dalam mesin diesel diharapkan peralatan untuk injeksi yaitu pompa injeksi dan injector (pengabut). Pompa injeksi berfungsi menekan materi bakar dari tangki ke injector, sedangkan injector berfungsi menyemprotkan materi bakar tepat waktu ketika diharapkan pada simpulan langkah kompresi.
d) Berdasarkan 3 hal di atas maka pada mesin diesel diharapkan suatu sistem materi bakar yang sanggup memenuhi syarat semoga terjadi pembakaran yang baik. Sistem materi bakar yang baik harus terdiri dari komponen-komponen yang baik pula.
6. Pengertian Sistem Injeksi Bahan Bakar Mesin Diesel
Sistem injeksi materi bakar pada mesin diesel merupakan sistem paling penting di antara sistem-ssitem yang lain. Dengan sistem injeksi materi bakar yang baik dan tepat akan menghasilkan tenaga mesin yang optimal. Sebaliknya system injeksi materi bakar yang kurang baik dan kurang tepat sanggup mengakibatkan tenaga mesin diesel kurang optimal, bahkan mungkin saja mesin diesel tidak sanggup dijalankan sama sekali. Banyak orang yang menyatakan bahwa sistem injeksi materi bakar pada mesin diesel merupakan jantung hidup matinya mesin.
Sistem injeksi materi bakar mesin diesel meliputi rangkaian komponen-komponen yang berafiliasi dengan materi bakar, yang berfungsi mengisap materi bakar dari tangki materi bakar, memompakan materi bakar, hingga materi bakar tersebut diinjeksikan ke dalam ruang bakar silinder mesin dalam rangfka memperoleh tenaga.
7. Fungsi Sistem Injeksi Bahan Bakar
Berdasarkan pengertian sistem injeksi materi bakar pada mesin diesel di atas, maka fungsi sistem injeksi materi bakar mesin diesel yaitu:
a) Menyimpan materi bakar
b) Menyaring materi bakar
c) Memompa atau menginjeksi materi bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin
d) Mengabutkan materi bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin
e) Memajukan dikala penginjeksian materi bakar
f) Mengatur kecepatan mesin sesuai dengan bebannya melalui pengaturan penyaluran materi bakar
g) Mengembalikan kelebihan materi bakar ke dalam tangki materi bakar.
8. Syarat sistem injeksi materi bakar mesin diesel
Sistem injeksi materi bakar mesin diesel harus memenuhi syarat sebagai berikut:
a) Memberikan sejumlah tertentu materi bakar. Sistem injeksi materi bakar harus setiap dikala tertentu memperlihatkan sejumlah tertentu materi bakar ke tiap-tiap silinder mesin diesel.
b) Menepatkan dikala penginjeksian materi bakar Bahan bakar harus diinjeksikan ke dalam silinder tepat pada dikala kemungkinan mesin diesel bisa menghasilkan tenaga yang maksimum. Bahan bakar yang diinjeksikan terlalu cepat atau terlalu lambat selama langkah perjuangan mengakibatkan terjadinya kerugian tenaga.
c) Mengendalikan kecepatan pengiriman materi bakar. Kerja mesin diesel yang halus pada tiap-tiap silinder tergantung pada usang waktu yang diharapkan untuk menginjeksikan materi bakar. Kecepatan mesin yang lebih tinggi harus dicapai dengan pemasukan materi bakar yang lebih cepat pula.
d) Mengabutkan materi bakar. Bahan bakar harus sepenuhnya tercampur dengan udara untuk pembakaran sempurna. Dalam hal ini materi bakar harus dikabutkan menjadi partikel-pertikeal yang halus. Dengan demikian penginjeksian materi bakar ke dalam silinder mesin diesel harus pada dikala yang tepat dan jumlah yang tepat pula sesuai dengan jumlah yang diperlukan.
9. Komponen-komponen Sistem Injeksi Bahan Bakar Mesin Diesel
Sistem injeksi materi bakar mesin diesel sanggup dibedakan menjadi 2 (dua) cara yaitu:
a) Sistem injeksi materi bakar dengan pompa injeksi sebaris
b) Sistem injeksi materi bakar dengan pompa injeksi distributor
a) Sistem injeksi materi bakar dengan pompa injeksi sebaris (inline fuel injection pump)
injeksi materi bakar yang memakai pompa injeksi sebaris
Pada sistem injeksi materi bakar dengan pompa injeksi sebaris ibarat 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.
b) Sistem injeksi materi bakar dengan pompa injeksi distributor
Pada sistem injeksi materi bakar dengan pompa injeksi distributor, pompa injeksinya hanya mempunyai satu buah elemen pompa. Dengan demikian satu elemen pompa akan melayani empat buah silinder mesin diesel melalui kanal distribusi pada pompa. Sebagai tumpuan sistem materi bakar dengan pompa distributor
menunjukkan sistem materi bakar dengan pompa injeksi agen tipe DPA dan gambar 10 yaitu dengan pompa injeksi agen tipe VE. Pompa injeksi agen tipe DPA dikala ini sudah jarang digunakan, sedangkan pompa injeksi agen tipe VE masih banyak digunakan Pompa injeksi sebaris pada umumnya digunakan untuk mesin diesel bertenaga besar dengan ruang bakar pribadi dan penyemrotan pribadi (direct injection), sedangkan pompa injeksi agen banyak digunakan untuk mesin diesel bertenaga menengah dan kecil dengan ruang bakar tambahan.
Berdasarkan gambar 8, gambar 9 dan gambar 10 di atas maka secara umum komponen-komponen injeksi materi bakar mesin diesel adalah:
a) Tangki materi bakar (fuel tank)
b) Saringan materi bakar (fuel filter)
c) Pompa pemindah materi bakar (fuel transfer pump)
d) Pompa injeksi materi bakar (fuel injection pump)
e) Pipa-pipa injeksi materi bakar (fuel injection lines)
f) Injektor (fuel injector)
g) Pipa-pipa pengembali materi bakar (fuel return lines)
Di samping komponen-komponen utama di atas, komponen sistem injeksi embel-embel yang lain adalah:
h) Pengatur kecepatan (governor)
i) Pengatur untuk memajukan dikala injeksi otomatis (advancer/automatic timer)
Komponen-komponen tersebut di atas terangkai menjadi satu kesatuan dan saling berafiliasi dan saling membantu dalam rangka penginjeksian materi bakar ke dalam silinder mesin dengan dikala yang tepat dengan jumlah yang tepat pula.
a) Tangki materi bakar (fuel tank)
Tangki materi bakar berfungsi menyimpan atau menampung materi bakar. Tangki materi bakar dibentuk dengan aneka macam 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 kawasan (space) serta kapasitas yang dikehendaki. Misalnya untuk ruang mesin yang panjang atau pendek, berbentuk bulat atau persegi.
Tangki materi bakar harus tertutup untuk mencegah masuknya kotoran, namun demikian harus mempunyai lubang pernafasan (ventilation) dan untuk lubang pengisian materi bakar sebagai pengganti materi 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 kanal kebocoran materi bakar (fuel overflow/fuel leak-off).
b) Saringan materi bakar (fuel filter)
Penyaringan materi bakar mesin diesel sangat penting lantaran materi bakar diesel cenderung tidak higienis baik dari kotoran partikel atau dari air, sedangkan elemen pompa injeksi dan injector dibentuk presisi. Untuk memisahkan air dari materi bakar digunakan juga water sedimenter yang bekerja atas sifat gravitasi air sendiri yang lebih besar daripada materi bakarnya.
Bila air hingga masuk ke dalam elemen pompa maka sanggup mengakibatkan kerusakan pada elemen pompa lantaran 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 materi bakar sering dijumpai lebih dari satu penyaringan materi 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, dan
c) Penyaring sekunder (secondary filter) berfungsi menyaring partikel yang lembut.
C) Pompa pemindah materi bakar (fuel transfer pump)
Pompa pemindah materi bakar ini berfungsi untuk mengisap materi bakar dari tangki dan menekan bakar melalui saringan materi bakar ke ruang pompa injeksi. Pompa ini dinamakan juga pompa pemberi (feed pump) atau pompa pencatu materi bahan bakar (fuel supply pump) atau priming pump.
Pompa pemindah materi bakar untuk sistem injeksi materi bakar dengan pompa injeksi sebaris
Pompa pemindah untuk pompa injeksi sebaris yaitu 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 pedoman materi bakar sebelum mesin dihidupkan.
Bahan bakar di dalam pompa injeksi selamanya harus cukup, untuk itu perlu pengiriman materi bakar ke pompa injeksi dengan tekanan tertentu. Bila tekanan rendah di bawah spesifikasi, elemen pompa tidak bisa memperlihatkan materi bakar yang cukup pada kecepatan tinggi. Oleh lantaran 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 materi bakar bila tekanan masih rendah. Bahan bakar yang diisap akan ditekan ke dalm pompa injeksi melalui kanal 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 materi bakar telah melebihi spesifikasi maka tegangan pegas (7) tidak bisa 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 agen ini dilengkapi dengan penyaring materi bakar dan sedimenter. Cara kerja priming pump ini yaitu sebagai berikut:
Tekan handle pompa diafragma ke bawah dan materi bakar atau udara dalam ruang pompa akan akan membuka outlet check valve dan mengalir ke saringan materi bakar. Pada dikala yang sama inlet check valve akan menutup dan mencegah materi bakar mengalir kembali.
Bila handle poma dibebaskan, tegangan pegas mengembalikan diafragma ke posisi semula danmenimbulkan vakum di dalam ruang pompa. Hal tersebut mengakibatkan inlet valve terbuka disebabkan adanya kevakuman dan bahann bakar akan mengalir ke dalam ruang pompa. Pada dikala yang sama outlet valve akan menutup mencegah kembalinya pedoman materi bakar. Bekerjanya turun dan naik dengan berulangulang dan mengakibatkan materi bakar dikirim ke saringan materi bakar
d) Pompa injeksi materi bakar (fuel injection pump)
Pompa injeksi materi bakar berfungsi untuk menekan materi bakar dengan tekanan yang cukup melalui kerja elemen pompa. Seperti telah diuraikan di atas bahwa pompa injeksi materi 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, lantaran pompa injeksi ini mempunyai kelebihan bahwa tiap elemen pompa melayani satu silinder mesin.
Gambar 21 memperlihatkan 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 dikala injeksi, walaupun pada putaran rendah. Sebuah alur diagonal yang disebut alur pengontrol (control groove), yaitu cuilan dari plunyer yang dipotong pada cuilan atas. Alur ini berafiliasi dengan cuilan 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 dikala plunyer berada pada titik terbawah, materi bakar mengalir melalui lubang masuk (feed hole) pada silinder ke ruang penyalur (delivery chamber) di atas plunyer.
(b) Pada dikala 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 materi bakar mulai tertekan dan mengalir keluar pompa melalui pipa tekanan tinggi ke injector.
(c) Plunyer tetap bergerak ke atas, tetapi pada dikala bibir atas control groove bertemu dengan bibir bawah lubang masuk, maka penyaluran materi bakar terhenti.
(d) Gerakan pluyer ke atas selanjutnya mengakibatkan materi 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 materi bakar yang disalurkan.
Ukuran elemen pompa sanggup dilihat pada gambar 24. Tinggi pengangkatan nok yaitu 8 mm, sehingga gerakan plunyer naik turun juga sebesar 8 mm. Pada dikala plunyer pada posisi terbawah, plunyer menutup lubang masuk kirakira 1,1 mm dari besar diameter lubang masuk sebesar 3 mm. Dengan demikian plunyer gres akan menekan sesudah bergerak ke atas kira-kira 1,9 mm. Langkah ini disebut “prestroke” dan pengaturannya sanggup dilakukan dengan menyetel baut pada tappet roller. Prestroke ini berkaitan dengan dikala injeksi (injection timing) materi bakar keluar pompa.
Jumlah pengiriman materi 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 cuilan bawah control sleeve. Jumlah materi bakar yang dikirim tergantung pada posisi plunyer dan perubahan besarnya langkah efektif (Gambar 25). Langkah efektif yaitu langkah plunyer dimulai dari tertutupnya lubang masuk oleh plunyer hingga control groove bertemu dengan lubang masuk. Langkah efektif akan berubah sesuai dengan posisi plunyer dan jumlah materi bakar yang diinjeksikan sesuai dengan besarnya langkah efektif.
Penekanan materi bakar dari elemen pompa ke injector diatur oleh katup penyalur (delivery valve). Katup penyalur ini berfungsi ganda, yaitu selain mencegah materi bakar dalam pipa tekanan tinggi mengalir kembali ke plunyer juga berfungsi mengisap materi bakar dari ruang injector sesudah penyemprotan Dengan demikian katup penyalur pada pompa injeksi ini menjamin injektor akan menutup dengan cepat pada dikala simpulan injeksi, lantaran untuk mencegah materi bakar menetes yang sanggup mengakibatkan pembakaran awal (pre-ignition) selama siklus pembakaran berikutnya.
(a) Pada dikala awal penginjeksian, maka katup penyalur pada posisi terangkat dari dudukan, dengan adanya tekanan materi bakar yang dipompa keluar dari pompa plunyer. Hal ini memungkinkan materi 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 kekerabatan antara ruang penyalur dengan pipa injeksi dan selanjutnya katup akan masuk ke dalam hingga dudukan bersentuhan dengan body mencegah menurunnya katup.
2) Pompa injeksi agen (VE)
Pompa injeksi agen tipe VE ini dirancang dengan plunyer tunggal untuk mengatur banyaknya materi bakar yang diinjeksikan dengan tepat dan membagi kontribusi materi bakar ke setiap silinder mesin sesuai dengan urutan penginjeksiannya.
Kelebihan pompa injeksi agen tipe VE adalah:(a) Kompak dan ringan, lantaran hanya 4,5 kg dan komponenkomponennya sedikit jumlahnya, (b) bisa digunakan untuk mesin diesel putaran tinggi, (c) seragam dalam jumlah penginjeksian materi bakar, (d) gampang dalam menghidupkan mesin, (e) putaran idle yang stabil, (f) pelumasan dengan materi bakar sendiri, (g) gampang dalam penyetelan jumlah materi bakar yang diinjeksikan, (h) dilengkapi dngen solenoid penghenti materi bakar, (i) alat pengatur dikala penginjeksian yang bekerja secara hidrolik, dan (j) konstruksinya dirancang sedemikian rupa sehingga jika terjadi mesin berputar balik, pompa tidak akan memperlihatkan materi bakar ke silinder.
Pompa injeksi agen terdiri dari komponen komponen:
(a) Pompa pemberi (feed pump) tipe sudu rotary yang mengalirkan materi bakar dari tangki ke dalam rumah pompa injeksi,
(b) Katup pengatur tekanan materi bakar di dalam feed pump (pressure regulating valve)
(c) Katup pelimpah (overflow) untuk menyalurkan kelebihan materi 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, lantaran plunyer bersatu dengan cam plate
(e) Governor mekanik (mechanical governor) yang mengatur jumlah materi bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar
(f) Pewaktu otomatis (automatic timer) yang mengatur dikala injeksi (injection timing) yang bekerja berdasarkan tekanan materi bakar.
(g) Solenoid epilog materi bakar (fuel cut-off solenoid) yang digunakan untuk menutup pedoman materi bakar ke dalam elemen pompa.
(h) Katup penyalur (delivery valve) berfungsi mencegah materi bakar dari dalam pipa tekanan tinggi masuk ke dalam ruang elemen pompa dan mengisap sisa materi bakar dari injector pad simpulan injeksi.
Komponen-komponen di atas dijelaskan sebagai berikut:
(a) Pompa pemberi (feed pump), Gambar 28
Pompa pemberi tipe rotari ini berada dalam pompa injeksi yang menyalurkan materi bakar dari tangki ke dalam rumah pompa melalui sedimenter dan filter. Pompa pemberi ini digerakkan oleh poros pelopor (drive shaft) dan selama rotor berputar sudu pompa menekan keluar akhir gaya sentrifugal. Rotor yang tidak sepusat (eksentrik) ini mengakibatkan materi bakar akan terisap dan ditekan ke ruang pompa.
Besarnya tekanan bahan bakar pada pompa pemberi
ditentukan oleh tekanan pegas pada piston katup pengatur ini,
sedangkan piston tertekan oleh tekanan bahan bakar. Bila
kecepatan pompa bertambah maka bertambah pula tekanan
bahan bakarnya.
(c) Plunyer dan plat nok
Penyaluran bahan bakar pada pompa injeksi bahan bakar distributor tipe VE melalui kerja komponen-komponen yangdapat dilihat pada gambar 30 di bawah ini.
Pertautan antara komponen-komponen utama pada
gambar 30 di atas dijelaskan sebagai berikut:
Pompa pemberi dan plat nok digerakkan oleh poros
penggerak (drive shaft). Plunyer dan plat nok ditekan oleh dua
buah pegas plunyer melawan roller. Plat nok mempunyai 4
buah muka nok (cam face), yang bila berputar muka nok
berada di atas roller dan plunyer bergerak maju, sehingga bila
plat nok dan plunyer berputar satu kali maka plunyer bergerak
4 kali maju mundur. Bahan bakar disalurkan ke tiap silinder
setiap ¼ putaran plunyer dan satu kali plunyer bergerak
bolak-balik. Plunyer mempunyai 4 alur pengisian (suction
groove) dan satu lubang distribusi (distribution port). Dengan
demikian pada silinder pompa terdapat 4 saluran distribusi
(distribution passage). Pengisapan terjadi bila salah satu alur
pengisian segaris dengan lubang isap, dan penyaluran bahan
bakar berlangsung bila lubang distribusi segaris dengan salah
satu dari 4 saluran distribusi.
Proses penyaluran bahan bakar terdiri dari pengisapan
(suction), penyaluran (delivery), akhir penekanan
(termination), dan penyamaan tekanan (pressure
equalization).
Pada pompa injeksi distributor tipe VE ini dilengkapi
dengan penutup aliran bahan bakar ke pompa yang disebut
dengan fuel cut-off solenoid. Lihat gambar 35. Bila kunci
kontak diputar ke posisi ON maka katup solenoid akan tertarik
oleh kemagnitan sehingga saluran isap akan terbuka (gambar
35a). Bila kuncikontak diputar ke arah OFF maka kemagnitan
pada solenoid hilang dan katup solenoid akan menutupsaluran bahan bakar ke elemen pompa d) 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 ini
adalah 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)
|
(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 berjenis
throttle 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. Jarum
nosel ditahan oleh pena tekanan (pressure pin) dan pegas
tekan (pressure spring) yang dapat diatur oleh sekrup
penyetel (adjusting screw) sehingga membukanya noselinjeksi dapat diatur.
Belum ada Komentar untuk "Sistem Materi Bakar Diesel"
Posting Komentar
Catatan Untuk Para Jejaker