Tugas Fip [PDF]

Citation preview

1.3 Fuel injection pump



Gambar 5. 1 Fuel injection pump



Fuel injection pump merupakan komponen yang berfungsi dengan tekanan yang



untuk memompakan fuel ke nozzle



Tinggi (max 300 kg/cm2) untuk dikabutkan



bakar. pompa ini bertanggung jawab



dalam ruang



untuk menentukan kapan waktu yang tepat untuk



melakukan injeksi dan seberapa banyak fuel yang harus dinjeksikan berdasarkan kontrol dari operator yang diterima oleh governor. a. Injection pump Injection pump merupakan pompa yang memompakan fuel ke nozzle untuk proses injeksi. Dimana dalam pompa ini digerakkan oleh sebuah camshaft yang terhubung ke timing gear. Pemasangan gear injction pump harus ditepatkan markingnya sehingga injeksi bahan bakar sesuai dengan firing order engine bersangkutan. Berikut adalah potongan vertikal dari injection pump



Gambar 5. 2 Pompa injeksi Tipe PES-PD



Gambar diatas adalah bentuk pompa injeksi bahan bakar dengan tipe PES-PD yang dipasang pada engine S6D155-4. Pompa injeksi ini terdiri atas gabungan 6 buah pompa pribadi (individual pump). Dimana setiap pompa melayani satu cylinder. Timing injeksi pada FIP tergantung pada putaran camshaft FIP yang diputar oleh timing gear. Sedangkan kuantitas atau jumlah fuel yang diinjeksikan akan diatur oleh Control rack (6) dengan cara memutar plunger (15) melalui control pinion (18), dimana control rack (6) sendiri dicontrol oleh governor. Secara garis besar cara kerja dari injection pump adalah saat lobe camshaf (9) mendorong plunger tappet (19), yang diteruskan ke plunger (15) yang akan mendorong fuel yang terdapat diatas plunger (15) keluar dari injection pump menuju nozzle melawan delivery valve (13) yang ditahan spring (11). Ketika lobe camshaft (9) bergerak turun maka plunger spring (4) akan mendorong plunger (15) turun, dan ruangan diatas plunger akan terisi kembali oleh fuel.



1) Plunger Plunger merupakan komponen yang akan menekan fuel dalam injection pump menuju nozzle. Bagian atas plunger terdapat alur (groove), yang berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya bahan bakar yang akan disemprotkan (injection) dengan jalan plunger tersebut diputar pada posisi tertentu oleh control rack melaui control pinion pada plunger sesuai dengan control dari governor.



Gambar 5. 3 Cara kerja plunger



Ketika plunger bergerak naik, pada saat mana lubang (port) yang terletak pada plunger barrel mulai tertutup oleh plunger, maka saat itu disebut dengan mulai injeksi (start of injection). Apabila plunger bergerak terus, maka tekanan bahan bakar meningkat sehingga nozzle akan membuka dan menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar. Ketika posisi alur (groove) pada plunger mulai bertemu dengan lubang pada plunger barrel maka plunger tidak lagi memompakan fuel meskipun plunger masih bergerak naik oleh dorongan camshaft lobe. Fuel yang terdorong oleh plunger tidak dapat menembus delivery valve akan tetapi fuel akan kembali keluar melalui lubang pada plunger barrel. Hal ini dikarenakan tekanan diatas delivery valve jauh lebih Tinggi dibandingkan dengan tekanan diluar plunger barrel. Sehingga suplai fuel ke nozzle terhenti, dengan kata lain injeksi berakhir. Langkah penyemprotan disebut efective stroke, langkah tersebut dimulai dari posisi start of injection sampai alur ketemu dengan lubang masuk pada barrel. Plunger bergerak naik karena dorongan poros cam. Langkah dari Bottom dead center (BDC) sampai pada saat start injeksi (start of injection) disebut pre-stroke. Langkah efective (efective stoke) yaitu langkah saat plunger mulai menutup lubang pada plunger barrel hingga groove pada



plunger bertemu dengan lubang pada plunger barrrel. Langkah efektif akan berubah–ubah tergantung dari beban dan pengeluaran pengaturan operator secara manual. 2) Delivery valve Pada bagian atas injection pump dipasang valve pengeluaran dan springnya yang disebut dengan delivery valve. Bahan bakar yang ditekan oleh plunger mendorong delivery valve melawan springnya, sehingga bahan bakar akan mengalir ke pipa injeksi untuk selanjutnya menuju nozzle.



Gambar 5. 4 Delivery valve



Saat plunger tidak memompakan fuel, piston delivery valve didorong ke bawah oleh spring hingga permukaan runcingnya (tappered face) duduk pada dudukannya, sehingga piston menutup saluran bahan bakar menuju nozzle. Gerakan piston delivery valve saat terdorong spring ke bawah disebut dengan sucking back stroke of delivery valve. Dilihat dari cara kerjanya, maka delivery check valve memiliki fungsi sebagai berikut: -



Sebagai check valve untuk mencegah membaliknya aliran bahan bakar;



-



Menurunkan tekanan pada pressure line secara cepat untuk mencegah penetasan bahan



bakar di ruang bakar saat injeksi bahan bakar berakhir. b. Governor Fungsi governor antara lain adalah untuk menjaga kecepatan putaran engine pada saat kondisi idling (low speed control function). Menjaga kecepatan maksimum engine (high speed control function). Menjaga kecepatan engine yang disesuaikan dengan beban (intermediate speed control function). Mengatur putaran engine sesuai dengan bahan bakar dan putaran. 1) Klasifikasi governor Berdasarkan sistem kontrolnya governor dapat diklasifikasikan sebagai berikut:



-



Mechanical governor (centrifugal type) dimana keseimbangan dijaga oleh gaya sentrifugal dari fly-weight dan tekanan spring. Governor jenis ini masih digunakan pada GD511 atau pada D85. Selain itu terdapat sistem control yang menggunakan tekanan udara intake dan dikombinasikan dengan mechanical governor, dan dinamakan boost compensating. Boost compensating berfungsi untuk mengurangi jumlah fuel yang akan diinjeksikan saat akselerasi, sehingga gas buang tidak berwarna hitam. Injection pump jenis ini digunakan pada beberapa unit UD truck, D155-1, HD 465-3, PC450-5.



Gambar 5. 5 FIP mechanical governor



- Electrical governor adalah dimana keseimbangan dijaga oleh sebuah solenoid yang dikontrol oleh sebuah controlier. Sebagai contoh injection pump jenis ini digunakan pada unit HD 785-5 dan HD 465-5.



Gambar 5. 6 FIP electrical governor



Mecanical governor yang banyak digunakan untuk engine alat berat merupakan kategori all speed mechanical governor. Tipe ini mempunyai keuntungan yaitu kecepatan dapat dilakukan pada rangenya dengan sedikit penyimpangan, apabila ada beban (load). Dan dapat menjaga ketepatan kecepatan engine. Dengan alasan-alasan ini,



maka Komatsu Engine banyak memilih tipe ini untuk mesin-mesin konstruksinya. Ada dua macam model dari All Speed Mechanical Governor : - Model RSV adalah model yang biasa saja, mempunyai bentuk yang serasi dan agak ringan, mudah distart karena ada komponen start spring. Mudah menyetel governornya pada tiap-tiap range-range kecepatan - Model RSUV biasanya dipasangkan pada pompa injeksi tipe PES-PD, untuk engineengine yang besar. Governor ini di lengkapi dengan speed up gear, untuk memperbaiki pengontrolan ulang yang lebih akurat.



Gambar 5. 7 All speed mechanical governor



2) Cara kerja governor Pada dasarnya hanya bertugas mengatur posisi control rack injection pump untuk mengatur posisi plunger, dengan kata lain governor sebagai pengatur kuantitas fuel yang akan diinjeksikan. Ketika control lever digerakan ke arah full load, control lever akan membawa swivel lever bergerak ke bawah dan menarik tension lever ke kiri. Pergerakan tension lever akan mengakibatkan guide lever ikut bergerak ke kiri membawa shifter mendorong flyweight sehingga flyweight menutup. Selain itu guide lever juga membawa floating lever ke kiri untuk mendorong control rack ke arah injeksi maksimum.



Gambar 5. 8 Cara kerja mechanical governor



Saat engine dirunning, camshaft berputar dan akan mengakibatkan flyiweight terbuka. Terbukanya flyweight diakibatkan gaya sentrifugal yang terjadi akibat flyweight diputar oleh camshaft dan akan mengakibatkan shifter kembali ke kanan melawan tarikan governor spring. Shifter akan menggerakan guide lever kembali ke kanan sehingga floating lever juga terbawa ke kanan. Akibatnya control rack akan bergerak ke kanan sehingga injeksi fuel berkurang dengan tujuan menstabilkan putaran engine sesuai posisi dari control lever. Pada saat akselerasi sama halnya control lever digerakan ke arah kiri. Pergerakan ini akan menarik governor spring sehingga tension lever dan guide lever bergerak ke kiri dan membawa floating lever semakin mendorong control rack ke arah injeksi maksimum serta menggeser shifter ke kiri untuk mendorong flyweight kembali mempersempit pembukaannya. Saat putaran engine sudah meningkat, gaya sentrifugal akan semakin besar, dan flyweight akan kembali melawan governor spring hingga tercapai keseimbangan. Sedangkan saat engine terbebani, control lever diset pada posisi maksimum. Namun putaran engine tidak dapat mencapai putaran maksimal. Hal ini mengakibatkan flyweight tidak membuka maksimal sebagaimana saat tanpa beban. Sehingga tidak ada gaya yang menarik kembali control rack setelah diset oleh control lever pada posisi maksimum. Pada saat seperti ini fuel yang diinjeksikan akan selalu maksimum. c. Advance timer



Advance timer merupakan komponen yang berfungsi secara otomatis mengadakan variasi timing penyemprotan bahan bakar sesuai dengan putaran engine, sehingga saat penyalaan bahan bakar waktunya tepat pada saat yang ditentukan.



Gambar 5. 9 Advance timer



Bahan bakar yang disemprotkan ke dalam ruang bakar, baru terbakar setelah melalui periode penundaan penyalaan (Period of delayed ignition) “. Panjang waktu dari periode penundaann penyalaan ini relatif konstan pada range kecepatan dari engine. Pada saat engine dalam putaran Tinggi, maka bahan bakar harus disemprotkan lebih dahulu (awal) dan dengan adanya automatic advance timer ini penyalaan MANUK MABUR PADA bahan bakar terjadi pada saat yang tepat, meskipun putaran engine Tinggi.



Gambar 5. 10 Cara kerja advace timer



Flyweight holder mempunyai dua buah pin yang tetap (fix) yang merupakan dudukan dari flyweight. Flyweight holder dihubungkan dengan pompa injeksi bahan bakar (FIP). Flange yang digerakkan (driving flange) mempunyai dua buah stud yang berhubungan dengan flyweight, dimana flyweight tersebut mempunyai permukaan melengkung. Driving flange dihubungkan dengan timing gear. Antara stud dan pin terdapat spring. Bila rpm engine makin Tinggi (putaran driving flange makin Tinggi), maka flyweight mengembang karena gaya sentrifugalnya, sehingga permukaan lengkungnya bergeser pada stud. Akibatnya spring terkompres sehingga pin A bergeser dari kedudukan semula sesuai dengan putaran driving flange. Karena pin A tetap pada pemegang flyweight (flyweight holder) yang memutar FIP, maka sudut penyemprotan berubah menjadi lebih awal. 4. Fuel injection nozzle Nozzle merupakan komponen yang berfungsi untuk mengabutkan bahan bakar. Nozzle terdiri dari nozzle holder dan needle valve. Untuk engine saat ini, nozzle berlubang banyak (8 lubang) yang paling banyak dipakai. Akan tetapi ada juga yang mempunyai satu lubang. Pada umumnya nozzle berlubang banyak dipakai pada engine dengan pembakaran langsung (direct injection engine), dengan tujuan agar bisa didapatkan jarak pancar yang jauh serta memperbagus pengabutan fuel. Sedangkan untuk engine dengan pembakaran tidak langsung (indirect combustion engine) menggunakan nozzle berlubang satu atau nozzle tipe pasak jarum (pintle type nozzle). Pada tipe ini tidak diperlukan jarak pancar yang jauh dan tekanan pancar yang Tinggi, karena pembakaran dapat terjadi dua kali.



Gambar 5. 11 Nozzle



Nozzle membuka atau menutup berdasarkan tekanan fuel yang masuk ke dalam nozzle tersebut. Tekanan yang dibutuhkan untuk bisa membuka sebuah nozzle tergantung pada kekuatan nozzle spring. Semakin kuat kekuatan spring makin besar tekanan yang dibutuhkan untuk dapat membuka nozzle tersebut. Seperti terlihat pada gambar dibawah ketika injection pump tidak memompakan fuel, maka tidak ada tekanan yang dapat membuka nozzle. Ketika injection pump memompakan fuel, maka tekanan fuel meningkat, dan tekanan tersebut akan mendorong nozzle ke atas melawan spring nozzle dan akibatnya nozzle pun terbuka hingga tekanan fuel turun (lebih kecil dari kekuatan spring nozzle).



Gambar 5. 12 Cara kerja nozzle



1. Jelaskan fungsi fuel system ! 2. Jelaskan fungsi nozzle! 3. Jelaskan keuntungan CRI! 4. Jelaskan fungsi feed pump! 5. Jelaskan fungsi injector!