Pompa injeksi TIPE IN-LINE

POMPA INJEKSI TIPE IN-LINE DENGAN MECHANICAL GOVERNOR

Sistem Aliran bahan bakar

          Di semua motor bakar pasti memerlukan sebuah sistem dimana sistem ini akan mengatur perjalanan atau sirkulasi dari bahan bakar,yang disebut dengan sistem aliran bahan bakar. Aliran bahan bakar ini banyak sekali macam-macamnya tetapi pada intinya sistem ini akan menghisap bahanbakar dari tangki dan di sirkulasikan atau dialirkan kesistem melalui komponen-komponen sampai masuk kedalam ruang bakar yang nantinya akan dilakukan proses pembakaran dan menghasilkan sebuah tenaga.

 

Adalah suatu Kelengkapan mesin diesel yang mempunyai tugas untuk menghisap bahan bakar dari dalam tangki bahan bakar dan menekan bahan bakar solar tersebut menuju nozzle pengabut, serta membagi bahan bakar tersebut ke setiap silinder / ruang bakar mesin sesuai dengan urutan penyemprotan ( Firing Order ) dari mesin yang bersangkutan.pompa bahan bakar ini memiliki tekanan standart, dan tekanan dari masing-masing pengeluaaran adalah sama.

Pompa Injeksi tipe sebaris mempunyai Cam dan Plunger yang jumlahnya sama dengan jumlah silinder pada mesin diesel. Cam menggerakan plunger sesuai dengan urutan pengapian ( Firing Order ) dari mesin diesel

Berdasarkan pemakaianya menurut kecepatan putaran mesin, maka pompa injeksi bahan bakar ( Fuel Injection Pump ) untuk motor diesel dapat dibagi menjadi :

                                1.          Pompa Injeksi bahan bakar dengan system pengaturan mekanik      

                                2.          Pompa Injeksi bahan bakar system Vacum

Prinsip kerja

Injection pump mendorong bahan bakar menuju Injection Nozzle dengan tekanan dan dilengkapi dengan sebuah mekanisme untuk menambah dan mengurangi jumlah bahan bakar yang menuju nozzle. Plunger di dorong ke atas oleh camshaft dan dikembalikan oleh Plunger Spring. Plunger bergerak ke atas dank e bawah di dalam Plunger barrel dan pada jarak stroke yang telah ditetapkan guna mensuplai bahan bakar dengan tekanan. Dengan naik dan turunya Plunger berarti akan membuka dan menutup section dan discharge port sehingga mengatur banyaknya injeksi bahan bakar. Dan pengaturan pergerakan naik turun plunger diatur oleh governor.

Governor yang terpasang pada pompa injeksi digunakan untuk mengatur kecepatan mesin. Kecepatan mesin ini sebanding dengan mengalirnya bahan bakar ke dalam silinder ruang bakar

Pada governor mekanik, pengaturan injeksi bahan bakarnya sesuai dengan kerja governor yang bekerja berdasarkan gaya sentrifugal. Plunger dari pompa injeksi berputar oleh gerakan dari batang gerigi pengatur bahan bakar ( Control Rod ), dengan demikian mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder.

Control Rod dihubungkan ke governor melalui floating lever. Bila putaran mesin naik, batang gerigi pengatur bahan bakar bergerak mengurangi jumlah bahan bakar yang di injeksikan. Bila putaran mesin turun, batang gerigi pengatur bahan bakar ( Control Rod ) bergerak menambah bahan bakar yang di injeksikan. Dengan demikian governor adalah suatu mekanisme untuk lever ratio dari floating lever.

Jika mesin berputar idling, gaya sentrifugal dari bobot Flyweight adalah kecil. Jika gaya sentrifugal ini tidak cukup besar untuk mengatasi tahanan dari batang gerigi pengatur bahan bakar ( control Rod ) mesin dapat.

Elemen pompa dan cara kerja kerja.

1 Plunger

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. 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 i ni 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.

     Posisi plunger menetukan variasi besarnya penyaluran

bahan bakar. Berikut beberapa posisi dari plunger :

1. Tidak ada penyaluran bahan bakar

Ketika plunger bergerak ke atas, pinggir atas plunger terbuka terhadap lubang barel (barrel port) hingga control helix membuka lubang barel. Akibatnya tekanan tidak terjadi di dalam ruang tekanan, karenanya tidak ada bahan bakar yang dapat disalurkan.

2. Penyaluran bahan bakar sebagian

   Ketika plunger bergerak ke atas, plunger menutup lubang dan akan memulai menjalankan bahan bakar dari lubang yang ada dalam posisi tertutup, tetapi penyaluran terhenti dengan terbukanya lubang barel oleh control helix sesaat kemudian. Gerakan plunger pada periode penyaluran bahan bakar inilah yang disebut “langkah efektif”.

3. Penyaluran bahan bakar secara maksimal

     Penyaluran bahan bakar maksimum akan tercapai saat plunger sampai          pada langkah efektif maksimum.

 

Gambar 3.30. Proses kerja elemen pompa injeksi sebaris

                   Keterangan:

                  1= Plunyer                                       6= Sleeve pengontrol plunyer

                  2= Silinder (barrel)                          7= Pinion pengontrol plunyer

                  3= Alur pengontrol                          8= Plunger driving face

                  4= Lubang masuk elemen                9= Batang pengatur (control rack)

                  5= Katup penyalur

 

Gambar 3.31 . plunger

 

Gambar 3.32 . Cara kerja elemen pompa injeksi sebaris

      (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.

Ukuran elemen pompa dapat dilihat pada gambar 24. 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 kira-kira 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.

 

Gambar 3.33. Ukuran pada elemen pompa

Delivery valve

Delivery valve atau katup penyalur berfungsi untuk menahan bahan bakar agar tidak mengalir kembali ketika plunger bergerak turun.selain itu tugas dari delivery valve adalah mencegah tetesan bahan bakar pada akhir langkah penginjeksian, dengan cara menghisap kembali sisa bahan bakar yang ada pada injektor.

         

         

 

Gambar 3.35. Delivery valve

Bahan bakar yang terkompresikan oleh tekanan tinggi oleh plunger mendorong delivery valve ke atas dan bahan bakar menyembur keluar. Segera setelah bahan bakar terkompresikan dengan sempurna, delivery valve akan kembali ke posisi semula karena dorongan dari valve spring untuk menutup lubang bahan bakar (fuel Passage), dengan demikian dapat mencegah kembalinya bahan bakar

Delivery valve bergerak turun sampai permukaan valve seat ditahan dengan kuat. Selama langkah ini bahan bakar ditarik kembali ke injection pipe, seketika itu juga menurunkan residual pressure antara delivery valve dan nozzle. Penarikan tersebut memperbaiki akhir peninjeksian dan sekaligus mencegah menetesnya bahan bakar setelah penginjeksian.

 

Gambar 3.36. Delivery valve

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. 

                    Gambar 334. Pengontrolan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan

Langkah efektif plunyer berubah apabila plunyer berputar dari governor oleh tenaga dari governor – batang pengontrol – pinion pengontrol kopntrol sleave-plunyer (melalui flens penggerak plunyer.

Langkah efektif adalah gerakan dari titik sebelah penutup lubahng pemberi sampai alur pengontrol bertemu dengan lunang pemberi.. jadi, langkah efektif akan berubah sesuai dengan posisi plunyer dan jumlah bahan bakar yang disemprotkan sesui dengan besarnya langkah efektif.

3.2.2                    Pompa injeksi in-line dengan governor mekanik

Governor sentrifugal digunakan terutama pada motor Diesel ukuran besar. Governor ini dipasang pada pompa injeksi jenis inline.
Di dalam pelaksanaan, governor sentrifugal dibagi dalam dua jenis :
a. Governor sentrifugal jenis RQ/RQV
b. Governor sentrifugal jenis RS/RSV

A. Governor sentrifugal jenis RQ
            Governor jenis RQ adalah salah satu dari governor mekanik dimana governor ini hanya dapat meregulasi atau mengatur putaran mesin diesel pada putaran idle dan putaran maksimum.

1. Nama Bagian – Bagian Utama

Gambar 3.08.Governor mekanik tipe RQ

2. Cara Kerja Governor Sentrifugal Jenis RQ

a). Posisi start

Gambar 3.09.Governor posisi start

Ø  Batang pengatur ditekan lebih dari maksimum (posisi start),
Plunyer diputar maksimum, langkah efektif paling besar .
Dengan demikian volume penyemprotan menjadi paling banyak. Sehingga mesin akan muudah dihidupkan,dan Bobot sentrifugal membuka sesuai dengan putaran mesin yang terjadi.

b). Posisi putaran idle

 

Gambar 3.10.Governor posisi idle

Ø  Setelah mesin hidup pedal gas dilepas, batang pengatur kembali ke posisi putaran idle. Akibat dari tarikan sebuah pegas.
Plunyer diputar sedikit, volume penyemprotan juga sedikit. Sehingga putaran mesin sesuai dengan jumlah bahan bakar yang disemprotkan.
Bobot sentrifugal membuka tergantung pada putaran mesin. Putaran mesin naik, bobot sentrifugal membuka dan volume injeksi diperkecil.
Putaran mesin turun, bobot sentrifugal menutup dan volume injeksi diperbesar.

c). Posisi putaran menengah

Gambar 3.11.Governor pada posisi putaran menengah

Ø  Pada putaran menengah posisi batang pengatur hanya ditentukan oleh injakan pedal gas,
Pedal gas sedikit ditekan, putaran mesin naik diatas putaran idle, bobot sentrifugal membuka bebas dari pegas pengatur putaran idle dan terletak pada pegas putaran maksimum.
Dengan demikian pada posisi putaran menengah governor tidak bekerja.

d). Posisi putaran maksimum

 

Gambar.3.12. Governor RQ pada putaran maksimal

Ø  Karena pedal gas ditekan pada posisi maksimal maka Batang pengatur pada posisi maksimum juga, putaran mesin juga maksimum. Bobot sentrifugal membuka sesuai dengan putaran maksimum.
Apabila putaran mesin lebih tinggi dari putaran maksimum, bobot sentrifugal membuka penuh dengan melawan tiga buah pegas, maka batang pengatur tertarik ke arah stop sedikit dengan demikian pemakaian bahan bakar akan sedikit berkurang maka dari itu governor  ini berfungsi untuk membatasi putaran maksimum.

e). Pegas pengatur governor jenis RQ

Gambar 3.13.Pegas pengatur sentrifugal

Ø  Pada governor jenis RQ pegas pengatur dipasang menjadi satu dengan bobot sentrifugal
Pegas pengatur terdiri dari 3 buah pegas yang berfungsi untuk mengatur putaran idle dan putaran maks.
- Pada putaran idle, pengaturan dilakukan oleh pegas bagian luar (pegas idle). Bobot sentrifugal membuka tergantung dari putaran idle dan dapat membuka tergantung dari putaran idle dan dapat membuka maksimum = 6 mm.

Pada pembatasan putaran maksimum, diatur oleh semua pegas, pengatur bobot sentrifugal membuka maksimum = 5 mm dari posisi gambar B ( lihat gambar ).

B.                  Governor Sentrifugal Jenis RSV
            Governor sentrifugal jenis RSV adalah salah satu governor yang dapat meregulasi setiap putaran mesin (putaran idle sampai putaran maksimum).Huruf V (verstell) berarti penyetel/pemindah.
Pada governor sentrifugal jenis RSV hanya terdapat satu pegas tarik sebagai pengatur yang terpasang diluar bobot sentrifugal.
1. Nama bagian-bagian utama

 

Gambar 3.14. Governor type RS

Keterangan:

1. Pegas start                                              7. Tuas pengatur
2. Tuas penyetel                                          8. Bantalan antar
3. Tuas tarik                                                9. Bobot sentrifugal
4. Tuas antar                                               10. Tuas ayun
5. Pegas pengatur                           11. Batang pengatur
6. Pegas tambahan ( idle )

2.                  Cara kerja governor sentrifugal jenis RSV
            a. Posisi start

Gambar 3.15.Governor RS posisi start

Pada saat mesin belum hidup, batang pengatur selalu pada posisi start karena tarikan dari pegas start.
Dengan demikian mesin dapat lebih mudah dihidupkan walaupun tuas penyetel pada posisi idle.

            b. Posisi idle

Gambar 3.16.Governor posisi idle

Tuas penyetel pada posisi putaran idle. Pegas pengatur tertarik sedikit bobot sentrifugal membuka tergantung putaran idle dan kekuatan pegas pengatur.
Putaran mesin naik, bobot sentrifugal membuka, volume injeksi diperkecil.
Putaran mesin turun, bobot sentrifugal menutup volume injeksi diperbesar

      Supaya putaran idle dapat stabil, maka untuk meregulasi putaran dipasang pegas tambahan untuk putaran idle.

            c. Posisi  putaran menengah

Gambar 3.17.Governor posisi putaran menengah

Tuas penyetel pada posisi putaran menengah, pegas pengatur tertarik kuat, batang pengatur bergerak kearah maksimum, bobot sentrifugal masih sedikit terbuka. Dengan demikian volume injeksi menjadi besar / banyak, putaran mesin naik.
Bobot sentrifugal membuka. Apabila gaya sentrifugal lebih besar dari kekuatan pegas.

Dengan demikian pengatur tertarik kearah volume injeksi yang kecil / sedikit sampai terjadi keseimbangan antara gaya sentrifugal dengan kekuatan pegas pengatur.

d. Posisi putaran maksimum

Gambar 3.18.Governor posisi putaran maksimum

Tuas penyetel pada posisi maksimum pegas pengatur tertarik penuh. Volume injeksi banyak putaran mesin tinggi dan bobot sentrifugal membuka.
Putaran maksimum dapat tercapai apabila gaya sentrifugal sebanding dengan kekuatan pegas pengatur.
Putaran mesin bertambah naik bobot sentrifugal membuka tambah kuat batang pengatur tertarik kearah stop / sedikit.

Keterangan :

           secara umum governor mekanik mempunyai fungsi yang sangat penting dalam pompa injeksi demi mengatur volume bahan bakar yang akan diinjeksikan dan meregulasi atau mengatur putaran mesin agar tidak terjadi kelebihan putaran,karena kita tahu bahwa semua komponen-komponen yang ada pada kendaraan mempunyai batas kemampuan. Jadi agar komponen-komponen tersebut dapat digunakan pada waktu yang lama maka kerja komponen itupun harus ada batasnya.

3.2.7 Injektor atau Nozzle

Injektor  adalah komponen terakhir yang menerima tekanan bahan bakar / solar,tekanan yang berasal dari elemen pompa akan dikeluarkan atau dikabutkan melalui komponen ini.

Tekanan dari bahan bakar akan msuk kedalam injektor dan melawan kekuatan pegas injektor,ketika tekanan melebihi kekuatan pegas maka injektor akan terangkat keatas,dengan demikian akan memberikan celah yang dapat meneruskan tekanan solar yaitu antara injektor holder dan nozle(jarum nedle).dan bahan bakar bakar yang mengalir melalui celah tersebut akan keluar melalui lubang injektor dengan demikian akan terjadi suatu penyemprotan atau pengabutan bahan bakar.

Nozel Dan Kelengkapannya
                          Gambar 3.37. injektor
KETERANGAN :
1. Mur pengunci                6. Pegas
2. Saluran balik                 7. Pasak penekan
3. Wasier                           8. Plat antar
4. Rumah nozel                 9. Nozel
5. Plat penyetel                 10. Rumah penahan nozel

3.6.1 Macam-macam nozzle atau injector

    A. Nozel Untuk Injeksi Tidak Langsung

Pada motor injeksi tidak langsung digunakan 2 macam nozel.
a) Nozel jenis pintel

Gambar 3.38.Nozle jenis pintel

Keterangan :

1. Batang penekan                              5. Pasak penyemprot
2. Badan nozel                                                6. Saluran masuk
3. Jarum nozel                                     7. Konis penekan
4. Lubang penyemprot                        8. Langkah pasak

Bentuk Penyemprotan

 

Gambar 3.39. Bentuk penyemprotan

Bentuk penyemprotan harus sesuai dengan bentuk kamar / ruang bakar.
Tekanan pembukaan jarum nozel untuk injeksi tidak langsung adalah 100 – 150 bar.

b. Nozel Jenis Throtel

Gambar 3.40.penyemprotan nozzle jenis throtle

Keterangan :

a. Tertutup 

b. Sedikit terbuka  

c. Membuka penuh

Pada nozel jenis throttel, jarum nozel mempunyai bentuk khusus. Dengan bentuk itu terjadi penyemprotan awal (gambar b). Kalau jarum nozel membuka penuh, terjadi penyemprotan utama (gambar c).
Dengan bentuk khusus ini kenaikan tekanan pembakaran dapat dibuat lebih halus dengan demikian mesin juga bersuara lebih halus.

B. Nozel Untuk Injeksi Langsung

Gambar 3.41.nozel injeksi langsung

Keterangan :
1. Badan nozel
2. Jarum nosel
3. Lubang penyemprot
4. Lubang kantong
5. Sudut lubang penyemprot

Bentuk Penyemprotan

Gambar 3.42. Bentuk penyemprotan

      Ujung jarum nozel berbentuk kerucut sebagai perapat dudukan nozel, injector jenis ini mempunyai satu atau banyak lubang, pada umumnya banyak lubang / multiple hole. Besar dan panjang lubang mempengaruhi bentuk penyemprotan.
Diameter lubang kurang lebih 0,2 mm. Tekanan  pembukaan jarum nozel adalah antara  150 – 250 bar.

Pelindung Panas Untuk Nozel
Pelindung panas untuk nozel jenis pintel dan throtel
Untuk menghindari terjadinya temperatur yang tinggi pada dasar nozel dan supaya nozel bisa tahan lama, maka diantar kepala silinder dan mur penahan nozel dipasang pelindung panas.
Fungsi : Dengan pelindung panas permukaan nozel yang menerima panas lebih kecil / sedikit

 

Gambar 3.43.Pelindung panas nozel

Keterangan :
1. Nozel
2. Mur penahan
3. Plat pelindung panas
4. Kepala silinder