YOU ARE DOWNLOADING DOCUMENT

Please tick the box to continue:

Transcript
Page 1: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 1 -

SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL

1. Krakteristik motor diesel

Sejak diperkenalkan pertama kali oleh Rudolf Diesel pada 1892 di Jerman, mesin diesel

telah mengalami perkembangan yang sangat pesat mulai penggunaan bahan bakar

hingga peningkatan kinerja yang berhubungan dengan teknologi mekanis hingga

improvement power, dan konsumsi bahan bakar agar lebih bersahabat dengan

lingkungan.

Motor diesel sebagai sebuah sumber tenaga penggerak memiliki prinsip yang hampir

sama dengan motor bensin (gasoline engine) dimana energi dihasilkan oleh pembakaran

bahan bakar, Ada beberapa perbedaan utama antara karakteristik mesin bensin dan

mesin diesel. Mesin diesel menggunakan prinsip auto-ignition (terbakar sendiri).

Sedangkan mesin bensin menggunakan prinsip spark-ignition (pembakaran yang dipicu

oleh percikan api pada busi). Oleh karenanya motor diesel sering juga disebut dengan

”compression ignition engine”. Agar dapat mencapai suhu dan tekanan pembakaran,

tekanan kompresi pada mesin diesel diusahakan mampu mencapai 30-45kg/cm2, agar

temperatur udara yang dikompresikan mencapai 500 derajat celsius, sehingga bahan

bakar mampu terbakar dengan sendirinya tanpa dipicu oleh letikan bunga api dari busi.

Untuk dapat mencapai tekanan dan temperatur yang demikian, pada motor diesel harus

memiliki perbandingkan kompresi yang lebih tinggi kira-kira mencapai 25:1 dan

membutuhkan gaya yang lebih besar untuk memutarnya. Sehingga motor diesel

memerlukan alat pemutar seperti motor starter dan baterai yang berkapasitas besar pula.

Disamping itu motor diesel memiliki efisiensi panas yang sangat tinggi, hemat konsumsi

bahan bakar, memiliki kecepatan lebih rendah dibanding mesin bensin, getarannya

sangat besar dan agak berisik, momen yang didapatkan lebih besar, sehingga motor ini

umumnya digunakan pada kendaraan niaga, kendaraan penumpang dan sebagai motor

penggerak lainnya

Karena tekanan pembakaran yang tinggi, maka mesin diesel harus dibuat dari bahan

yang tahan terhadap tekanan tinggi dan harus mempunyai struktur yang sangat kuat.

Disamping itu getaran motor yang dihasilkan sangat besar, ini diakibatkan oleh tekanan

pembakaran maksimum yang dicapai hampir dua kali lipat lebih besar dari pada motor

bensin, sehingga suara dan getaran mesin diesel menjadi lebih besar.

Teknologi mesin diesel terus mengalami penyempurnaan sehingga menjadi lebih ramah

lingkungan. Di pameran North America International Auto Show 2007 (NAIAS),

diperkenalkan teknologi baru mesin diesel berstandar emisi gas buang Euro 5.

Sedangkan di Indonesia mulai 1 Januari 2007, mesin diesel mutlak berstandar Euro 2.

Teknologi terbaru yang diperkenalkan perusahaan otomotif Jerman, Mercedes Benz di

NAIAS 2007, tidak hanya mampu menghilangkan asap berwarna hitam, tetapi juga

Page 2: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 2 -

partikel yang berukuran kecil kurang dari 1 mikron. Mesin diesel lebih populer di negara-

negara Eropa karena tingkat efisiensi pembakarannya yang lebih tinggi dibandingkan

mesin berbahan bakar bensin. Di Prancis penjualan mesin diesel lebih besar daripada

mesin bensin, sedangkan di Italia penjualan mobil berbahan bakar solar mencapai angka

33% dari total penjualan. Produsen mobil yang membuat kendaraan diesel pun semakin

banyak, tidak hanya pabrikan kelas sedang, tetapi juga mewah, seperti Jaguar. Bahkan

pabrikan Jepang, seperti Honda memasarkan Civic diesel di Eropa. Alasannya, penelitian

mesin diesel banyak dilakukan di Eropa.

1. Proses kerja motor diesel 4 langkah

Pada prinsipnya pada motor diesel tidak jauh berbeda dengan motor bensin, demikian

pula secara mekanis tidak dapar perbedaan jenis komponen yang digunakan. Disamping

itu pada motor diesel dikenal pula motor diesel 2 langkah (2 stroke) dan motor diesel 4

langkah (4 stroke), namun dalam perkembangannya motor diesel 4 langkah lebih banyak

berkembang dan digunakan sebagai penggerak. Sebagaimana namanya, mesin diesel

empat langkah mempunyai empat prinsip kerja, yaitu langkah hisap, langkah kompresi,

langkah usaha dan langkah buang. Keempat langkah mesin diesel ini bekerja secara

bersamaan untuk menghasilkan sebuah tenaga yang menggerakkan komponen lainnya.

Motor Diesel disebut juga motor pembakaran dengan tekanan kompressi karena motor

mengisap udara dan mengkompresikan dengan tingkat yang lebih tinggi. Berdasarkan

efisiensi secara keseluruhan, motor diesel muncul sebagai mesin pembakaran yang

paling efisien dan bertenaga besar, pada jenis motor diesel putaran rendah dapat

mencapai effesiensi sampai 50 persen atau lebih.

Pada motor diesel 4 langkah, katup masuk dan buang digunakan untuk mengontrol

proses pemasukan dan pembuangan gas dengan membuka dan menutup saluran masuk

dan buang. Pemakaian bahan bakar lebih hemat, diikuti dengan tingkat polutan gas

buang yang relatif rendah, semuanya itu dihasilkan oleh motor diesel secara signifikan.

Seperti halnya motor bensin maka ada motor diesel 4 langkah dan 2 langkah, dalam

aplikasinya pada sektor otomotif/kendaraan kebanyakan dipakai motor diesel 4 langkah.

a. Langkah pertama adalah langkah hisap. Pada langkah ini, piston akan bergerak dari

titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB). Selanjutnya, katup hisap akan

terbuka sebelum mencapai TMA dan katup buang akan tertutup. Akibatnya, akan

terjadi kevakuman di dalam silinder yang menyebabkan udara murni masuk ke dalam

silinder.

Page 3: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 3 -

1 2 3 4

Source : VEDC, 1997

Gambar 1 Prinsip kerja motor diesel 4 langkah

b. Sedangkan pada langkah kedua (langkah kompresi), piston bergerak sebaliknya,

yaitu dari TMB ke TMA. Katup hisap tertutup sementara katup buang akan terbuka.

Udara kemudian akan dikompresikan sampai pada tekanan dan suhunya menjadi

30kg/cm2 dan suhu 500 derajat celsius. Perbandingan kompresi pada motor diesel

berkisar diantara 14 : 1 sampai 24 : 1 . Akibat proses kompressi ini udara menjadi

panas dan temperaturnya bisa mencapai sekitar 900 °C . Pada akhir langkah

kompresi injektor/nozel menyemprotkan bahan bakar ke dalam udara panas yang

bertekanan sampai diatas 2000 bar. Solar dibakar oleh panas udara yang telah

dikompresikan di dalam silinder. Untuk memenuhi kebutuhan pembakaran tersebut,

maka temperatur udara yang dikompresikan di dalam ruang bakar harus mencapai

500 derajat celsius atau lebih. Perbedaan kompresi ini menghasilkan efisiensi panas

yang lebih besar, sehingga penggunaan bahan bakar diesel lebih ekonomis dari

pada bensin. Pengeluaran untuk bahan bakar pun bisa lebih hemat.

c. Pada langkah ketiga (langkah usaha), katup hisap tertutup, katup buang juga tertutup

dan injektor menyemprotkan bahan bakar. Sehingga, terjadi pembakaran yang

menyebabkan piston bergerak dari TMA ke TMB.

d. Dan pada langkah keempat (langkah buang), hampir sama dengan langkah hisap,

yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA. Namun, katup hisap akan tertutup dan katup

buang akan terbuka. Sedangkan piston akan bergerak mendorong gas sisa

pembakaran keluar.

2. Ruang bakar motor diesel

Pada umumnya ada 2 macam ruang bakar motor diesel yaitu: ruang bakar injeksi

langsung (direct injection combustion chamber) dan ruang bakar tidak langsung (in-direct

injection combustion chamber). Jenis ruang bakar injeksi langsung adalah mesin yang

lebih efisien dan lebih ekonomis dari pada mesin yang menggunakan ruang bakar tidak

langsung (prechamber), oleh karena itu mesin diesel injeksi langsung lebih banyak

Page 4: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 4 -

digunakan untuk kendaraan komersial dan truk, selain dari itu dapat menghasilkan suara

dengan tingkat kebisingan yang lebih rendah.

Gambar 2 Ruang bakar injeksi tidak langsung (in-direct injection combustion chamber)

Pada ruang bakar injeksi tidak langsung tampak bahwa bahan bakar diinjeksikan oleh

pengabut (nozzle) tidak secara langsung pada ruang bakar utama (combustion chamber),

namun diinjeksikan dalam ruang pembakaran awal (pre-chamber). Dalam pemakaiannya

ruang pembakaran awal ini terdapat beberapa jenis diantaranya controlled air swirl

chamber, comet air swirl chamber , Suarer dual-turbulence system, dan pre-chamber

system.

Masing-masing bentuk dan sistim yang dikembangkan memiliki keunggulan dan

kelemahan, namn pada umumnya tipe ruang bakar ini dipasangkan pada kendaraan

penumpang dimana kenyamanan lebih penting dari pada kendaraan komersial,

disamping itu mesin diesel dengan ruang bakar prechamber menghasilkan sangat rendah

racun emisi (HC dan NOx) dan biaya pembuatan lebih rendah daripada mesin injeksi

langsung. Berdasarkan kenyataan itulah mesin diesel dengan ruang bakar injeksi tidak

langsung (prechamber) pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dari pada mesin injeksi

langsung (10 - 15%).

Gambar 3 ruang bakar injeksi langsung (direct injection)

Berbeda dengan tipe pembakaran tidak langsung, pada motor diesel pembakaran

langsung, injeksi bahan bakar langsung ditujukan kedalam ruang bakar utama

(combustion chamber), sehingga konstruksinya lebih sederhana. Disamping itu tenaga

yang dihasilkan akan lebih besar dibandingkan dengan tipe pembakaran tidak langsung,

Page 5: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 5 -

namun karena membutuhkan tekanan kompresi yang lebih besar, maka suara yang

ditimbulkan akan lebih besar, disamping itu membutuhkan material yang lebih kuat pula.

3. Proses pembakaran dalam motor diesel

Syarat-sayarat yang sangat penting dari proses pembakaran motor diesel diantaranya

adalah emisi yang rendah, suara pembakaran yang rendah, dan pemakaian bahan

bakar yang hemat. Mesin diesel menggunakan bahan bakar yang memerlukan perhatian

khusus. Bahan bakar tersebut harus bisa terbakar dengan sendirinya ketika diinjeksikan

ke dalam udara bertekanan tinggi.

Makin rendah titik nyala sendiri dari bahan bakar akan menghasilkan peningkatan kinerja

pembakaran bahan bakar dan berarti meningkatkan kinerja mesin. Untuk mengukur

kemampuan bahan bakar menyala dengan sendirinya digunakan angka cetane number.

Rata-rata mesin diesel membutuhkan bahan bakar dengan bilangan cetane antara 40

hingga 45. Cetane number atau bilangan cetane adalah sebuah angka yang menentukan

titik bakar dari bahan bakar. Angka ini diperlukan sebagai batasan pemakaian bahan

bakar terhadap mesin. Apabila angka cetane yang dipergunakan tidak sesuai dengan

rancangan mesin, timbul masalah sebagai berikut.

Jika terlalau tinggi, timbul efek panas yang berlebihan terhadap mesin sehingga

komponen mesin cepat rusak.

Jika terlalu rendah, mengakibatkan timbulnya gejala ngelitik/knocking, sehingga

opasitas gas buang akan berlebihan karena pembakaran mesin tidak terjadi dengan

sempurna. Asap gas buangan mesin menjadi hitam pekat.

Proses pembakaran yang terjadi dalam motor diesel dapat dibagi menjadi beberapa

proses diantaranya :

a. Pembakaran tertunda (A - B).

Tahap ini merupakan persiapan pembakaran.

Bahan bakar disemprotkan oleh injektor berupa kabut ke udara panas dalam ruang

bakar sehingga bercampur menjadi campuran yang mudah terbakar. Pada tahap ini

bahan bakar belum terbakar atau dengan kata lain pembakaran belum dimulai.

Pembakaran akan mulai pada titik B. Peningkatan tekanan terjadi secara konstan karena

piston terus bergerak ke TMA

Page 6: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 6 -

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 4 Proses pembakaran motor diesel

b. Rambatan Api (B - C):

Campuran yang mudah terbakar telah terbentuk dan merata di seluruh bagian dalam

silinder. Awal pembakaran mulai terjadi di beberapa bagian dalam silinder. Pembakaran

ini berlangsung sangat cepat sehingga terjadilah letupan (explosive). Letupan ini

berakibat tekanan dalam silinder meningkat dengan cepat pula. Akhir tahap ini disebut

tahap pembakaran letupan.

c. Pembakaran langsung (C - D).

Injektor terus menyemprotkan bahan bakar dan berakhir pada titik D. Karena injeksi

bahan bakar terus berlangsung maka tekanan dan suhu tinggi terus berlanjut di dalam

silinder. Akibatnya, bahan bakar yang diinjeksi langsung terbakar oleh api. Pembakaran

dikontrol oleh jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sehingga tahap ini disebut juga

tahap pengontrolan pembakaran.

d. Pembakaran lanjutan (D - E).

Pada titik D, injeksi bahan bakar berhenti, namun bahan bakar masih ada yang belum

terbakar. Pada periode ini sisa bahan bakar diharapkan akan terbakar seluruhnya.

Apabila tahap ini terialu panjang akan menyebabkan suhu gas buang meningkat dan

efisiensi pembakaran berkurang.

e. Detonasi pada motor diesel (Diesel knocking)

Adakalanya dalam setiap proses pembakaran tertunda terjadi lebih panjang. Hal ini

disebabkan terlalu banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan pada tahapan pembakaran

Page 7: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 7 -

tertunda, sehingga terlalu banyak bahan bakar yang terbakar pada tahapan kedua yang

mengakibatkan tekanan dalam silinder meningkat drastis serta menghasilkan getaran

dan suara. Inilah yang disebut diesel knock.

Untuk mencegah diesel knock/detonasi, harus dihindari terjadinya peningkatan tekanan

secara mendadak dengan cara membuat campuran yang mudah terbakar pada

temperatur rendah atau mengurangi jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ketika

tahapan penundaan penyalaan.

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 5 Proses detonasi (knocking) pada motor diesel

Knocking/detonasi pada mesin diesel dan bensin sebenarnya terjadi dengan fenomena

yang sama, yaitu disebabkan oleh peningkatan tekanan dalam ruang bakar yang sangat

cepat sehingga bahan bakar/campuran terbakar terlalu cepat. Perbedaan utamanya

adalah knocking/detonasi pada diesel terjadi pada saat awal pembakaran, sedangkan

pada mesin bensin knocking terjadi pada saat menjelang akhir pembakaran. Untuk

mencegah terjadinya knocking pada motor diesel dapat dilakukan beberapa cara

diantaranya seperti tampak pada table 1

Tabel 1 Metode umum pencegahan knocking pada motor diesel

Uraian

Mesin Diesel Mesin Bensin

perbandingan kompresi

temperatur suplai udara

tekanan kompresi

temperatur silinder

titik nyala bahan bakar

saat tertunda pembakaran

dinaikkan

dinaikkan

dinaikkan

dinaikkan

diturunkan

diperpendek

diturunkan

diturunkan

diturunkan

diturunkan

dinaikkan

diperpanjang

Page 8: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 8 -

Source : Swisscontact, 2000

4. Gas buang motor diesel

Berbicara tentang polusi, maka bayangan kita segera akan tertuju pada banyak macam

dan jenis penyebab polusi tersebut. Seperti diketahui bahwa polusi atau pencemaran

dapat berupa polusi udara, tanah, dan air. Sebagai penyebabnya dapat terjadi secara

alami atau dari akibat kegiatan manusia. Namun dengan berkembangnya teknologi, sat

ini polusi lebih banyak disebabkan oleh kegiatan manusia. Beberapa produk teknologi

justru telah membuat pengaruh yang uruk terhadap alam dan lingkungan serta kehidupan

manusi pemakai teknologi itu sendiri.

Salah satu teknologi yang menyebabkan pencemaran tersebut adalah kendaraan

bermotor, sebagai salah satu sarana transportasi dan mobilitas manusia. Sebagian besar

polusi udara (70%) disebabkan oleh kegiatan transportasi. Hingga saat ini pembicaraan

tentang masalah polusi udara sudah sangat sering didengar, baik dikalangan intelektual

maupun orang awam, bahkan masalah polusi udara ini telah menjadi masalah dunia,

dimana semua orang turut merasakan akhibatnya. Polusi udara adalah masuknya bahan-

bahan pencemar kedalam udara ambien yang dapat mengakhibatkan rendahnya bahkan

rusaknya fungsi udara. Untuk masalah itu, Eropa sudah menerapkan Euro 1 sejak tahun

1991, yang kemudian melangkah ke Euro 2 tahun 1996. Kemudian Euro 3 tahun 2000

dan tahun 2005 memasuki masa Euro 4.

Setiap teknologi emisi Euro mempunyai batasan yang lebih ketat, misalnya dari Euro 1 ke

Euro 2 mengharuskan penurunan tingkat emisi partikel. Untuk ambang batas CO (karbon

monoksida) dari 2,75 gm/km menjadi 2,20 gm/km, kemudian HC (hidrokarbon) + NOx

(nitrooksida) dari 0,97 gm/km menjadi 0,50 gm/km, dan kandungan sulfur solar pada

mesin diesel dari 1.500 ppm menurun ke 500 ppm. Begitu pula pada Euro 3

mengharuskan penurunan tingkat emisi partikel yang dibuang sebesar 20% dan pada

Euro 4 menargetkan angka di bawah 10%.

Penerapan standar Euro-2 di Indonesia diatur Kepmen LH No. 141 Tahun 2003, yang

hanya berlaku untuk kendaraan bermotor tipe baru dan kendaraan bermotor yang sedang

diproduksi. Ketentuan ini tidak berlaku bagi kendaraan bermotor yang sudah digunakan

masyarakat saat ini. Ketentuan emisinya mengacu pada Kepmen No. 35 tahun 1993

tentang baku mutu bagi kendaraan yang sudah berjalan. Adapun parameter emisi yang

diukur hanya sisa pembuangan CO dan HC.

Gas buang umumnya terdiri dari gas yang tidak beracun N2 (nitrogen), CO2 (Carbon

Dioksida) dan H2O (Uap air) sebagian kecil merupakan gas beracun seperti Nox, HC,

dan CO. Yang sekarang sangat populer dalam gas buang adalah gas beracun yang

dikeluarkan oleh suatu kendaraan yang sebagian besar gas buang terdiri dari 72% N2,

18.1% CO2, 8.2% H2O, 1.2% Gas Argon (gas mulia), 1.1% O2 dan 1.1% Gas beracun

Page 9: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 9 -

yang terdiri dari 0.13% Nox, 0.09% HC dan 0.9% CO. Selain dari gas buang unsur HC

dan CO dapat pula keluar dari penguapan bahan bakar di tangki dan blow by gas dari

mesin.

Pada motor diesel, besarnya emisi dalam bentuk opasitas (ketebalan asap) tergantung

pada banyaknya bahan bakar yang disemprotkan (dikabutkan) ke dalam silinder, karena

pada motor diesel yang dikompresikan adalah udara murni. Dengan kata lain semakin

kaya campuran maka semakin besar konsentrasi Nox, CO dan asap. Sementara itu,

semakin kurus campuran konsentrasi Nox, CO dan asap juga semakin kecil. 100% CO

yang ada diudara adalah hasil pembuangan dari mesin diesel sebesar 11% dan mesin

bensin 89% CO adalah Carbon Monoxida; HC (Hydro Carbon); NOx adatah istilah dan

Oxida-Oxida Nitrogen yang digabung dan dibuat satu (NO. N02, N20).

Polusi emisi gas buang dari mesin disel dapat digolongkan berupa

Partikulat

Residu karbon

Pelumas tidak terbakar

Sulfat

Lain-lain

a. Partikulat

Gas buang mesin diesel sebagian besar berupa partikulat dan berada pada dua fase

yang berbeda, namun saling menyatu, yaitu fase padat, terdiri dari residu/kotoran, abu,

bahan aditif, bahan korosif, keausan metal, fase cair, terdiri dari minyak pelumas tak

terbakar. Gas buang yang berbentuk cair akan meresap ke dalam fase padat, gas ini

disebut partikel. Partikel-partikel tersebut berukuran mulai dari 100 mikron hingga kurang

dari 0,01 mikron. Partikulat yang berukuran kurang dari 10 mikron memberikan dampak

terhadap visibilitas udara karena partikulat tersebut akan memudarkan cahaya.

Berdasarkan ukurannya, partikel dikelompokkan menjadi tiga, sebagai berikut:

0,01-10 mm disebut partikel smog/kabut/asap;

10-50 mm disebut dust/debu;

50-100 mm disebut ash/abu.

Partikulat pada gas buang mesin diesel berasal dari partikel susunan bahan bakar yang

masih berisikan kotoran kasar (abu, debu). Hal itu dikarenakan pemrosesan bahan

bakarnya kurang baik. Bahan bakar diesel di Indonesia banyak mengandung kotoran,

misalnya solar.

Page 10: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 10 -

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 6 Komposisi emisi gas buang motor diesel

Biasanya solar tidak berwarna atau bening, namun yang ada di sini pasti berwarna agak

gelap. Ini menandakan adanya kotoran dalam bahan bakar. Dengan demikian, pada saat

terjadi pembakaran, kotoran tersebut terurai dari susunan partikel yang lain dan tidak

terbakar. Semakin banyak residu dalam bahan bakar (dengan mesin secanggih apa pun)

akan dihasilkan gas buang dengan kepulan asap hitam.

Selain partikulat gas buang motor diesel lain adalah un-burn oil, komponen ini

penyumbang terbesar dalam gas buang, sebesar 40% berasal dari minyak pelumas

dalam silinder yang tidak terbakar selama proses pembakaran. Komponen ini

menyumbangkan asap berwarna keputih-putihan. Semakin banyak minyak pelumas yang

ikut dalam proses pembakaran, semakin banyak warna putih dalam gas buang. Minyak

pelumas yang tidak terbakar tersebut mengandung susunan karbon (C dan H).

Sulfur pada bahan bakar yang berasal dari fosil berbentuk sulfur organik dan nonorganik.

Pembakaran pada mesin diesel dengan menggunakan bahan bakar fosil akan

menghasilkan sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) dengan perbandingan

30:1. Berarti, sulfur dioksida merupakan bagian yang sangat dominan dalam gas buang

diesel. Sulfur dioksida yang ada di udara, jika bertemu dengan uap air akan membentuk

susunan molekul asam. Jika hal ini dibiarkan, bisa terjadi hujan asam yang sangat

merugikan.

Gas buang diesel (8%) merupakan kumpulan dari bermacam-macam gas beracun, di

antaranya CO, HC, CO2, dan NOx. Gas buang tersebut meskipun hanya dalam jumlah

yang kecil (8%) tetap memberikan andil dalam pencemaran udara. Gas beracun itu bisa

dikurangi dengan membuat proses pembakaran di dalam mesin menjadi lebih sempurna.

Caranya dengan meningkatkan kemampuan kompresi dan injeksi bahan bakar yang

tepat waktu dan jumlah dengan bahan bakar yang lebih sesuai.

Page 11: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 11 -

Bahan bakar yang tidak terbakar setelah proses pembakaran ada 7% dari seluruh gas

buang diesel. Bahan bakar yang tidak terbakar ini berupa karbon (C) yang terpisah dari

HC akibat perengkahan selama terjadi pembakaran. Semakin banyak bahan bakar tidak

terbakar yang keluar, semakin hitam warna asap gas buang yang dikeluarkan oleh

mesin.

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 7 Pengaruh campauran udara – bahan bakar terhadap emisi gas buang motor

diesel

b. Pelumas Tidak terbakar

Komponen ini penyumbang terbesar dalam gas buang, sebesar 40% berasal dari minyak

pelumas dalam silinder yang tidak terbakar selama proses pembakaran. Komponen ini

menyumbangkan asap berwarna keputih-putihan. Semakin banyak minyak pelumas yang

ikut dalam proses pembakaran, semakin banyak warna putih dalam gas buang.

Minyak pelumas yang tidak terbakar tersebut mengandung susunan karbon (C dan H).

c. Residu/Kotoran

Partikulat pada gas buang mesin diesel berasal dari partikel susunan bahan bakar yang

masih berisikan kotoran kasar (abu, debu). Hal itu dikarenakan pemrosesan bahan

bakarnya kurang baik. Bahan bakar diesel di Indonesia banyak mengandung kotoran,

misalnya solar. Biasanya solar tidak berwarna atau bening, namun yang ada di sini pasti

berwarna agak gelap. Ini menandakan adanya kotoran dalam bahan bakar.

Dengan demikian, pada saat terjadi pembakaran, kotoran tersebut terurai dari susunan

partikel yang lain dan tidak terbakar. Semakin banyak residu dalam bahan bakar, dengan

mesin secanggih apa pun---akan dihasilkan gas buang dengan kepulan asap hitam.

d. Sulfat

Sulfur pada bahan bakar yang berasal dari fosil berbentuk sulfur organik dan nonorganik.

Pembakaran pada mesin diesel dengan menggunakan bahan bakar fosil akan

menghasilkan sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) dengan perbandingan

Page 12: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 12 -

30:1. Berarti, sulfur dioksida merupakan bagian yang sangat dominan dalam gas buang

diesel.

Sulfur dioksida yang ada di udara, jika bertemu dengan uap air akan membentuk

susunan molekul asam. Jika hal ini dibiarkan, bisa terjadi hujan asam yang sangat

merugikan.

e. Lain-Lain

Gas buang diesel (8%) merupakan kumpulan dari bermacam-macam gas beracun, di

antaranya CO, HC, CO2, dan NOx. Gas buang tersebut meskipun hanya dalam jumlah

yang kecil (8%) tetap memberikan andil dalam pencemaran udara.

Gas beracun itu bisa dikurangi dengan membuat proses pembakaran di dalam mesin

menjadi lebih sempurna. Caranya dengan meningkatkan kemampuan kompresi dan

injeksi bahan bakar yang tepat waktu dan jumlah dengan bahan bakar yang lebih sesuai.

f. Bahan Bakar Tidak Terbakar

Bahan bakar yang tidak terbakar setelah proses pembakaran ada 7% dari seluruh gas

buang diesel. Bahan bakar yang tidak terbakar ini berupa karbon (C) yang terpisah dari

HC akibat perengkahan selama terjadi pembakaran. Semakin banyak bahan bakar tidak

terbakar yang keluar, semakin hitam warna asap gas buang yang dikeluarkan oleh

mesin.

5. Sistim injeksi bahan bakar konvensional motor diesel

Sistim bahan bakar (fuel system) pada motor diesel memiliki peranan yang sangat

penting dalam menyediakan dan mensupply sejumlah bahan bakar yang dibutuhkan

sesuai dengan kapasitas mesin, putaran motor dan pembebanan motor. Oleh

karenannya performance fuel system sangat menentukan kinerja dari motor diesel.

Seperti tampak pada gambar 8, sistim bahan bakar pada motor diesel terdiri dari

beberapa komponen utama diantaranya tanki bahan bakar, feed pump atau pompa

penyalur, filter bahan bakar, pompa injeksi dan pengabut (nozzle).

Page 13: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 13 -

Source : Proecho Swisscontact, 1997

Gambar 8 Sistim bahan bakar motor diesel

Dalam sistim bahan bakar motor diesel dikenal beberapa macam sistim penyaluran

bahan bakar berdasarkan jenis pompa injeksinya diantaranya terdapat sistim penyaluran

bahan bakar dengan pompa injeksi in-line dan pompa injeksi distributor. Pemilihan sistim

penyaluran bahan bakar ini didasarkan pada konstruksi ruang bakar dan besarnya

tekanan bahan bakar yang dibutuhkan. Oleh karenanya banyak idtemukan penggunaan

pompa injeksi in-line digunakan pada kendaraan komersial (bus dan truk) yang memiliki

kapasitas silinder lebih besar, sementara pompa injeksi distributor digunakan pada

kendaraan penumpang yang memiliki kapasitas kecil dan membutuhkan kenyamanan

lebih tinggi. Namun dalam perkembangan selanjutnya penggunaan teknologi elektronik

telah mampu meningkatkan performance pompa distributor.

a. Penyaluran bahan bakar dengan pompa injeksi in-line

Pada sistim pengaliran bahan bakar menggunakan pompa injeksi in-line seperti terlihat

pada gambar 9 terdiri dari beberapa komponen diantaranya :

1) Tangki bahan bakar yang mempunyai fungsi untuk menyimpan bahan bakar

sementara yang akan digunakan dalam penyaluran

2) Feed pump (priming pump) atau pompa penyalur berfungsi untuk mengalirkan bahan

bakar dengan cara memompa bahan bakar dari tangki dan mengalirkannya ke

pompa injeksi

3) Fuel filter biasanya terdapat 2 (dua) yaitu pada bagian sebelum feed pump yang

dilengkapi pula dengan water separator yang berfungsi untuk memisahkan air dalam

sistim dan setelah feed pump yang berfungsi untuk menyaring kotoran yang terdapat

pada bahan bakar untuk menjaga kualitas bahan bakar

Page 14: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 14 -

4) Pompa injeksi yang berfungsi untuk menaikkan tekanan sehingga bahan bakar dapat

dikabutkan oleh nozzle, menakar jumlah bahan bakar yang dibutuhkan oleh engine

dan mengatur saat injeksi sesaui dengan putaran motor

5) Automatic timer yang terpaang pada bagian depan pompa injeksi yang berhubungan

dengan timing gear berfungsi untuk memajukan saat injeksi sesuai dengan putaran

motor

6) Governor terpasang pada bagian belakang pompa injeksi yang berfungsi sebagai

pengatur jumlah injeksi bahan bakar sesuai dengan pembebanan motor.

7) Pengabut (Nozzle) berfungsi untuk mengabutkan bahan bakar agar mudah

bercampur dengan oksigen sehingga mudah terbakar dalam silinder

8) Pipa tekanan tinggi terbuat dari bahan baja yang berfungsi untuk mengalirkan bahan

bakar bertekanan tinggi dari pompa injeksi ke masing-masing pengabut

9) Busi pijar atau busi pemanas (glow plug) berfungsi untuk memanaskan ruangan pre

chamber pada saat mulai start. Dengan merubah energi listrik dari battery menjadi

energi panas

10) Battery (aki) berfungsi sebagai sumber energi listrik yang mensupply energi yang

dibutuhkan oleh busi pijar untuk memanaskan ruangan pre chamber

11) Kunci kontak (ignition switch) berfungsi sebagai saklar utama pada ssistim kelistrikan

kendaraan

12) Relay yang berfungsi sebagai pengaman dan pengatur saat pemanasan ruang pre

chamber

Source : Bosch Gmbh, 2000

Gambar 9 Skema aliran bahan bakar dengan pompa injeksi jenis in-line

Page 15: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 15 -

Skema aliran bahan bakar pada pengaliran dengan pompa injeksi in-line ini terlihat pada

gambar 9 sebagai berikut :

Fuel tank – feed pump – fuel filter – injection pump – nozzle – injection pump – fuel filter

b. Penyaluran bahan bakar dengan pompa injeksi in-line

Seperti halnya pada penyaluran bahan bakar dengan pompa in-line, pada penyaluran

dengan pompa injeksi distributor memiliki komponen yang sama dengan pompa injeksi

in-line. Sehingga skema penyalurannya pun sama yaitu : fuel tank – fuel filter – injection

pump – nozzle – injection pump – fuel tank.

Source : Bosch Gmbh, 2000

Gambar 10 Skema aliran bahan bakar dengan pompa injeksi distributor

c. Pompa injeksi

Pompa injeksi dalam motor diesel memiliki peran yang sangat penting terutama dalam

menyediakan bahan bakar yang dibutuhkan untuk proses pembakaran yang

menghendaki bahan bakar memiliki jumlah yang tepat, waktu yang tepat, kualitas yang

baik dan tekanan yang tinggi agar mudah dikabutkan oleh nozzle. Oleh karenanya

konstruksi pompa injeksi dibuat lebih rigid dan kuat, rumah pompa dibuat dari bahan

aluminium tuang (atau besi tuang). Agar mampu menghasilkan tekanan bahan bakar

yang tinggi dan memiliki keandalan tinggi pula.

1) Pompa injeksi in-line

Pada pompa injeksi in-line memiliki konstruksi elemen pompa sebaris, dimana masing-

masing silinder dilayani oleh satu plunger. Camshaft /poros nok pompa disangga oleh

dua bantalan roler tirus (tapered roller bearings) dan digerakkan oleh mesin melalui

rangkaian roda gigi.

Elemen pompa, terdiri dari plunyer dan silinder (atau barrel ), adalah bagian pompa yang

paling penting.

Page 16: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 16 -

Plunyer dan silinder ini dikerjakan dengan penyelesaian/finishing presisi tinggi, dan

ditempatkan dalam toleransi kecil sekali untuk memungkinkan elemen pompa bertahan

dalam tekanan tinggi sekali tanpa adanya kebocoran. Untuk alasan ini, plunyer dan

silinder harus tidak pernah diganti sendiri-sendiri/ secara terpisah, tetapi diganti satu set.

Source : Toyota Motor Sales Co, 1980

Gambar 11 Konstruksi pompa injeksi in-line

Rak (rack) pengontrol dirangkaikan/dipasangkan ke akhir regulator (governor), melalui

roda gigi pengontrol mengelilingi plunyer untuk mengontrol kwantitas pemberian bahan

bakar (dan waktu injeksi dalam beberapa tipe/model ).Katup-katup delivery berfungsi

untuk menghentikan bahan bakar dari aliran balik sementara plunyer bergerak turun, dan

juga mencegah penetesan / “after-dripping “ bahan bakar dari nozel.

a) Jenis pompa in-line ukuran M, memiliki kapasitas yang paling kecil yaitu mampu

menghasilkan tekanan hingga 400 bar

Source : VEDC, 1990

Gambar 12 Pompa injeksi in-line ukuran M

Page 17: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 17 -

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Source : VEDC, 1990

Gambar 13 Konstruksi pompa injeksi in-line ukuran M

b) Jenis pompa in-line ukuran A, kapasitas penyaluran bahan bakar lebih besar dari

jenis pompa injeksi in-line ukuran M. Tekanan injeksi jenis pompa ukuran A ini

mencapai 600 bar

Source : VEDC, 1990

Gambar 14 Pompa injeksi in-line ukuran A

Page 18: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 18 -

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Source : VEDC, 1990

Gambar 15 Konstruksi pompa injeksi in-line ukuran A

c) Jenis pompa in-line ukuran MW, Jenis pompa injeksi in-line ukuran MW

dirancang untuk mampu memberi tekanan sampai 900 bar. Berlainan dengan

jenis pompa injeksi in-line ukuran A atau M, maka pompa injeksi ukuran MW ini

disebut dengan tipe tertutup karena pada jenis pompa injeksi ini unit plunyer dan

barel serta unit katup deliverinya dipresskan melalui bagian atas rumah pompa

dan diikatkan dengan dua buah baut dan flens. Pompa injkesi tipe ini dibuat

dengan kapasitas sampai 8 barel/untuk mesin 8 silinder

Source : VEDC, 1990

Gambar 16 Pompa injeksi in-line ukuran MW

Page 19: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 19 -

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Source : VEDC, 1990

Gambar 17 Konstruksi pompa injeksi in-line ukuran MW

d) Jenis pompa in-line ukuran P, seperti pada jenis pompa injeksi in-line lainnya,

pada pompa jenis ini memiliki kapasitas yang lebih besar, sehingga biasanya

banyak digunakan untuk kendaraan dengan kapasitas engine lebih besar.

Source : VEDC, 1990

Gambar 18 Pompa injeksi in-line ukuran P

Page 20: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 20 -

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Source : VEDC, 1990

Gambar 19 Konstruksi pompa injeksi in-line ukuran P

2) Elemen pompa injeksi

Elemen pompa injeksi seperti yang ditunjukkan pada gambar di samping, terdiri dari

plunyer yang terpasang dalam silinder dengan toleransi kecil sekali sekitar 1/1000

mm. Ketepatan pemasangan menjamin kerapatan minyak bahkan pada saat tekanan

injeksi yang sangat tinggi sekalipun, baik pada putaran tinggi maupun pada putaran

rendah.

Lobang/celah diagonal disebut alur kontrol (control groove), dipotong dalam bagian

silinder atas plunyer. Alur dihubungkan dengan bagian atas plunyer dengan lubang.

Bahan bakar disuplai oleh pompa pengalir bahan bakar ke elemen pompa injeksi,

tahapan gerak bolak-balik plunyer adalah sebagai berikut :

Source : Bosch Gmbh, 2000

Gambar 20 Penyaluran bahan bakar oleh plunger

Pada saat plunyer berada pada mati bawah, bahan bakar mengalir melalui lubang

pengisian dalam silinder ke ruang penghantar di atas plunger (zero delivery) Ketika

poros nok berputar, plunyer bergerak naik dan ketika permukaan atas plunyer

Page 21: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 21 -

mencapai tepi atas lubang pengisian, penekanan bahan bakar dimulai. Ketika

plunyer bergerak ke atas, bahan bakar di dalam ruang bagian atas menekan dan

membuka katup penyalur (delivery valve) dan mengalir mengalir keluar melalui pipa

injeksi ke nosel. Plunyer terus bergerak naik tetapi ketika tepi atas alur kontrolnya

mencapai tepi bawah lubang pengisian bahan bakar berhenti ditekan. Selanjutnya

gerak naik plunyer akan menyebabkan bahan bakar sisa dalam ruang penghantar

masuk melalui lubang bagian dalam atas plunyer mengalir turun dan keluar melalui

alur kontrol dan lubang pengisian, sehingga tidak ada bahan bakar lagi dapat

dilepaskan.

3) Pengontrolan volume bahan bahan bakar

Pada mesin diesel terdapat berbedaan yang mendasar jika dibandingkan dengan mesin

bensin, volume penyemprotan bahan bakar pada mesin diesel diatur sedemikian rupa

dan tidak tergantung dari pembukaan katup gas, hanya saja governor akan bekerja

sesuai dengan gerakan katup gas. Pada waktu pedal gas ditekan secara konstan maka

putaran mesin akan turun bila beban mesin bertambah, misalnya pada saat tanjakan,

untuk mengatasi hal ini maka governor akan menambah volume penyemprotan bahan

bakar agar mesin tidak mati dan putaran mesin dapat dipertahankan. Untuk mengontrol

jumlah (volume) bahan bakar yang diinjeksikan pada pompa injeksi dilengkapi dengan

unit governor Governor dirancang untuk mengatur secara otomatis putaran dan daya

mesin dengan mengontrol volume penyemprotan berdasarkan beban mesin dan

penekanan pedal gas. Governor bekerja dengan menggerakkan rak pengontrol pompa

injeksi dan rak pengontrol akan mengatur langkah efektif plunyer. Berdasarkan macam

dan type jenisny, maka governor dapat dibagi menjadi tiga yaitu governor mekanis,

governor pneumatic dan gabungan pneumatic dan mekanis.

Source : VEDC, 1990

Gambar 21 Governor mekanik dan pneumatik

Macam dan Tipe Governor Berdasarkan Fungsinya dapat digolongkan menjadi governor

Putaran Minimum dan Maksimum. Pada governor ini dirancang untuk mengontrol volume

Page 22: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 22 -

penyemprotan bahan bakar (daya mesin) secara proporsional berdasarkan injakan pedal

gas. Governor Segala Putaran jenis governor ini dirancang agar dapat mengatur volume

penyemprrotan bahan bakar secara lebih luas, pengaturannya dapat dilakukan saat

pertama pedal gas diinjak sampai pada putaran maksimum, pada umumnya governor ini

yang digunakan pada aplikasi mesin diesel untuk kendaraan.

4) Pengontrolan saat injeksi bahan bakar

Pada mesin bensin saat pengapian harus dimajukan sesuai dengan putaran mesin

melaui advans sentrifugal yang ditempatkan pada unit distributor pengapian, pada mesin

diesel juga dilengkapi suatu bagian yang dapat mengajukan saat penyemprotan sesuai

dengan putaran mesin yang disebut dengan automatic timer.

Mesin-mesin diesel putaran tinggi untuk penggunaan otomotif/kendaraan, daya mesin

dapat diperbaiki/dinaikkan dengan memajukan waktu injeksi sesuai dengan kenaikan

putaran. Ini sama seperti memajukan waktu pengapian dalam mesin-mesin bensin, untuk

tujuan ini timer digunakan. Ada dua tipe timer yang dipakai, yang pertama adalah timer

tangan (hand timer) dan timer otomatis (automatic timer). Timer otomatis lebih umum

digunakan sekarang ini, diskripsi/gambaran diberikan di bawah ini.

Source : VEDC, 1990

Gambar 22 Mekanik automatic timer

Timer otomatis menggunakan gaya sentrifugal yang secara otomatis memajukan waktu

penyemprotan sesuai dengan putaran mesin. Seperti ditunjukkan dalam gambar, timer

otomatis dibuat/disusun oleh dua buah pemberat sentrifugal (centrifugal weight), 2 pegas

(spring), pelindung (cover) dan flens penghubung (driving flange). Flens dihubungkan ke

poros penggerak pompa injeksi dengan tonjolan keluar dari permukaannya. Hub/poros

dipasang ke poros nok/camshaft pompa injeksi.

Page 23: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 23 -

5) Pompa injeksi distributor

Bahan bakar yang diinjeksikan melalui noozle diatur banyaknya oleh pompa injeksi

dengan tekanan tinggi. Untuk fungsi tersebut, mak pompa injeksi harus mampu dengan

akurat mengatur banyaknya bahan bakar sesuai dengan beban mesin, dalam waktu

singkat, untuk periode waktu tertentu dan sesuai dengan setiap kondisi beban mesin.

Pada jenis pompa injeksi ini menggunakan sebuah pompa plunyer untuk mensuplai

bahan bakar ke semua silinder. Pompa injeksi distributor (tipe VE) mempunyai ciri-ciri

sebagai berikut:

Kecil, ringan dan mampu pada rpm tinggi.

Penghantaran/penekanan bahan bakar dengan cam permukaan dan plunyer tunggal

Di dalam unit pompa terdapat governor.

Terdapat juga pengatur saat penyemprotan yang dikontrol oleh tekanan bahan bakar,

dan pompa penyalur/pengisian tipe rotari.

Bahan bakar secara otomatis diputus ketika pengapian dimatikan.

Pelumasan dengan sendirinya.

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 23 Konstruksi pompa injeksi distributor VE

Page 24: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 24 -

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 24 Aliran bahan bakar pada pompa injeksi distributor

Pompa pengalir (feed pump), pelat nok (cam plate) dan plunyer (plunger) digerakkan oleh

poros penggerak (drive shaft). Dua pegas plunyer (plunger spring) menekan plunyer

untuk kembali pada posisi semula. Seperti diilustrasikan pelat nok mempunyai 4 nok

(sesuai dengan banyaknya silinder mesin). Ketika pelat nok berputar permukaan nok

menaiki rollers dan secara simultan mengerakkan plunyer, oleh karena itu dengan satu

putaran pelat nok plunyer juga membuat satu putaran lengkap dengan 4 kali

penyemprotan. Bahan bakar untuk satu silinder disemprotkan pada setiap ¼ putaran saat

gerak bolak-balik plunyer.

Plunyer pompa mempunyai 4 alur hisap dan satu pintu/saluran distribusi. Ada 4 saluran

distribusi dalam silinder. Ketika satu dari 4 alur hisap dalam plunyer bertemu dengan

pintu/lubang hisap, penghisapan berlangsung. Penekanan/penginjeksian bahan bakar

terjadi ketika pintu/port distribusi plunyer bertemu dengan satu dari 4 saluran distribusi

silinder dan bahan bakar diinjeksikan ke setiap silinder oleh injektor.

6) Injektor (nozzle)

Pada umumnya nozel terbagi dalam tipe lubang (hole) dan pin Nozel tipe lobang (hole)

terdiri dari tipe; Lobang tunggal (single hole), Lubang banyak (multiple hole). Nozel tipe

pin terdiri dari tipe; Throttle dan Pintle Tipe nozel yang digunakan akan menentukan

proses pembakaran dan bentuk dari ruang bakar. Secara umum nozel dengan tipe

lubang banyak (multiple hole) digunanakan untuk mesin diesel pembakaran langsung,

sedangkan tipe pin dipakai untuk jenis mesin diesel pembakaran tak langsung.

Page 25: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 25 -

Kebanyakan dari nozel tipe pin adalah tipe throttle. Disebabkan karena bentuk khusus

dari tipe pintle maka hanya sedikit bahan bakar yang masuk kamar muka saat awal

penyemprotan, akan tetapi banyaknya bahan bakar akan meningkat pada saat akan

berakhir penyemprotan. Pengabutan bahan bakar lebih bagus pada tipe throttle ini untuk

menjaga detonasi pada mesin diesel, serta pemakaian bahan bakar juga lebih hemat.

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 25 Beberapa jenis nozzle

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 26 Konstruksi bagian-bagian nozzle

Seperti yang terlihat pada gambar di atas pada nozel tipe lobang, katup jarum ditahan

oleh pin (pressure pin) dan pegas penekan (pressure spring) dengan demikian ulir

penyetel (adjusting screw) pada nozel tipe lobang atau sim (washer adjusting) pada nozel

tipe pin dapat menyetel berbagai variasi tekanan pegas atau tekanan pembukaan katup

jarum pada nozel.

Page 26: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 26 -

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 26 Konstruksi nozzle

Filter halus dipasangkan pada saluran masuk bahan bakar pada nozel, hal ini

dimaksudkan agar nozel dapat terjaga dari kotoran yang masih mungkin masuk pada

nozel, terutama pada saat sambungan pipa ke nozel dilepas.

2. Sistim injeksi Elektronik Motor Miesel

Sejak Robert Bosch berhasil membuat pompa injeksi pada motor diesel putaran tinggi

(1922 _ 1927), maka dimulailah percobaan-percobaan untuk menerapkan pompa injeksi

tersebut pada motor bensin. Keberadaan Euro Emission Regulation diprediksi akan

mengubah teknologi otomotif di Indonesia. Pengaruh yang paling besar adalah pada

mesin, yaitu pengaturan pasokan bahan bakar minyak (BBM), bukaan katup, dan kontrol

udara.

Untuk mengejar standar emisi gas buang Euro IV, pabrikan mobil mengembangkan

mesin diesel berteknologi canggih. Mesin ini memakai sistem injeksi bahan bakar

bertekanan tinggi yang mampu meningkatkan proses pembakaran, sehingga gas buang

pun menjadi ramah lingkungan. Seiring dengan itu, kualitas material logam nozzel

injector mengalami peningkatan pula. Pasalnya, standar emisi Euro IV memerlukan

tekanan bahan bakar 1.600 bar - 1.800 bar atau kira-kira 23.200 psi hingga 26.100 psi.

Tentunya pada tekanan ini, baja standar tidak akan tahan lama pada suhu tinggi. Baja

akan mengalami kelelahan metal atau metal fatigue yang berdampak pada tidak

optimalnya kinerja mesin diesel.

a. Perkembangan teknologi sistim injeksi motor diesel

Pembakaran yang sempurna membutuhkan kompresi udara sebanyak-banyaknya, disisi

lain membutuhkan tekanan penyemprotan bahan bakar yang tinggi dengan timing (saat

membuka dan lamanya) penyemprotan yang tepat. Pada sistim konvensional hal tersebut

diatas diatur secara mekanis dalam pompa injeksi dengan governornya dan injektor yang

menginjeksikan bahan bakar. Perkembangan teknologi telah dapat memperbaharui

Page 27: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 27 -

sistem konvensional dengan sistem yang elektronik yang lebih menjamin keakuratan

untuk mendapatkan daya mesin yang optimum, pemakaian bahan bakar yang hemat

serta tingkat emisi yang rendah. Pengaturan penginjeksian yang sangat akaurat

menjamin proses pembakaran lebih sempurna dengan tingkat emsi yang lebih rendah

dibanding sistim yang konvensional.

Source : Bosch, 2002

Gambar 27 Penggunaan sistiminjeksi commonrail

Dengan semakin tingginya tuntutan efisiensi kinerja mesin diesel sudah mulai menyamai

mesin bensin. Kini mesin diesel tidak hanya memiliki torsi yang besar dan hemat bahan

bakar, namun juga mempunyai akselerasi yang cukup prima. Mesin diesel pun tidak

hanya dipakai oleh kendaraan truk besar, tetapi dipergunakan pula sebagai penggerak

sedan kelas mewah.

Source : Bosch, 2002

Gambar 27 Skema sistiminjeksi commonrail

b. Sistim injeksi elektronik

Teknologi injeksi pertama yang diadopsi mesin diesel yaitu memakai pompa bahan bakar

mekanik dan sistem buka tutup katup yang digerakkan poros engkol. Pergerakannya

Page 28: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 28 -

melalui timing belt atau rantai. Mesin diesel tipe ini menggunakan injektor yang amat

sederhana dengan pola penyemprotan diatur katup. Kerja katup diatur oleh tekanan

bahan bakar.

Sistem yang satu langkah lebih canggih adalah indirect injection yang mensupply bahan

bakar melalui satu ruangan khusus sebelum akhirnya masuk ruang bakar. Ruangan

khusus ini disebut sebagai pre-chamber dengan tugas utama menghasilkan bahan bakar

yang siap diledakkan. Dengan teknologi indirect injection, kinerja mesin diesel jadi lebih

halus, lembut, dan efisien.

Mesin diesel modern saat ini rata-rata mengadopsi teknologi direct injection. Pada sistem

ini injektor diletakkan tepat diatas ruang pembakaran. Begitu katup terbuka, injektor akan

langsung menyemprotkan bahan bakar. Dengan sistem ini konsumsi bahan bakar jadi

lebih hemat 15 hingga 20% dari mesin berteknologi indirect injection.

Seiring dengan perkembangan teknologi elektronik, pada tahun 1989 kerja peranti direct

injection pun diatur oleh ECU (Engine Control Unit). Waktu injeksi, jumlah bahan bakar,

sirkulasi gas buang dan peranti turbo diatur oleh sistem elektronik. Ini menghasilkan

mesin diesel yang ramah lingkungan.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11. 16.

12. 17.

13. 18.

14. 19.

15. 20.

Source : Scania CV AB, 1995

Gambar 27 Skema sistiminjeksi kontrol electronik

Inovasi mesin diesel terus berlanjut dengan penemuan sistem common rail injection.

Teknologi ini dirancang untuk memperbesar tekanan bahan bakar yang masuk ke dalam

Page 29: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 29 -

ruang bakar. Pada teknologi direct injection, injektor bekerja pada tekanan 300 bar. Pada

teknologi baru, tekanan bahan bakar diperbesar lebih dari 1.800 bar. Caranya, sebelum

dialirkan ke injektor, bahan bakar solar terlebih dahulu disalurkan ke pipa khusus atau

common rail. Dalam pipa ini terdapat alat khusus yang bisa memaksimalkan tekanan

bahan bakar. Peranti injektor terletak berbaris sepanjang pipa ini.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Source : DaimlerCrhrysler, 2002

Gambar 27 Skema sistiminjeksi Unit injection pump (UIP)

Unit Direct Injection merupakan teknologi yang paling baru dari sistem pasokan bahan

bakar mesin diesel. Sangat canggih dan berteknologi tinggi, karena setiap injektor yang

berada di silinder dilayani oleh satu pompa sendiri. Artinya injektor dan pompa sudah

menjadi satu unit sendiri. Ini memungkinkan aliran bahan bakar yang selalu konstan ke

dalam ruang bakar. Sistem ini dikembangkan oleh Bosch dan sudah diadopsi oleh

berbagai pabrikan mobil Eropa. VW menyebutnya dengan nama Pumpe Duse yang

mampu menghasilkan pasokan bahan bakar bertekanan 2.050 bar.

c. Sistim injeksi commonrail

Common rail direct fuel injection adalah varian sistim direct injection yang modern pada

diesel engines. Tekanan injeksi yang dihasilkan mencapai high-pressure (1000+ bar)

yang didistribusikan secara individual melalui solenoid valve, yang dikontrol oleh cams

pada camshaft. Generasi ketiga common rail saat ini menggunakan piezoelectric

injectors untuk meningkatkan akurasi injeksinya, dengan tekanan bahan bakar mencapai

180 MPa/1800 bar, diesel common rail system yang dikembangkan ini telah mencapai

BME Euro 6. Generasi ketiga Common Rail dikembangkan oleh Bosch yang

menhasilkan engine lebih clean, lebih economic, lebih bertenaga dan lebih lembut.

Page 30: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 30 -

Saat ini common rail system telah menjadi sebuah revolusi teknologi pada diesel engine

technology. Robert Bosch GmbH, Delphi Automotive Systems, Denso Corporation dan

Siemens VDO merupakan supplier utama untuk modern common rail systems ini

beberapa car makers menyebut common rail engines dengan bebrapa nama. Hampir

semua European automakers telah mengaplikasikan common rail diesels ini untuk

produk mereka tidak terkecuali untuk commercial vehicles. Beberapa Japanese

manufacturers, seperti Isuzu, Toyota, Nissan dan kini Honda, telah pula mengembangkan

common rail diesel engines, bahkan Indian companies pula telah sukses

megimplementasikan technology ini.

1) Gambaran umum sistim injeksi common rail

Salah satu sistim injeksi common rail yang telah diaplikasikan pada kendaraan bermotor

adalah yang digunakan oleh Mercedes Benz (DaimlerChrysler) untuk kendaraan model

202.133/193 yang lebih popular di Indonesia dengan Mercedes Benz C-200. Skema

sistim aliran bahan bakarnya seperti tampak pada gambar berikut :

B4/6 60

Y74 70

Y75 80

Y76 A

13 C

14 D

19 F

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 28 Skema sistim sistim aliran bahan bakar common rail

Page 31: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 31 -

a) Jalur tekanan rendah

Tugas memberikan supply bahan bakar dari tangki sampai ke pompa tekanan tinggi (19)

yang telah disring, dengan jumlah dan tekanan yang cukup pada semua kondisi kerja

motor.

Fungsi ketika motor distart atau hidup, bahan bakar mengalir ke pompa tekanan tinggi

(19) melalui komponen tangki bahan bakar (80), pemanas bahan bakar (60), saringan

bahan bakar (70), pompa pengiriman bahan bakar (primer pump) dan katup shutoff

elektronik (Y75).

Pembatasan tekanan bahan bakar dibatasi oleh katup yang terdapat pada pompa

pengiriman bahan bakar (primer pump). Katup ini akan terbuka apabila tekanan pompa

primer mencapai 3.5 bar, dengan cara menekan pegas katup dan kelebihan tekanan

bahan bakar dialirkan kebagian sebelah lain dalam pompa primer.

Pembocoran bahan bakar dari pompa tekanan tinggi serta pengaliran bahan bakar oleh

katup pengatur tekanan dan nozzle dialirkan melalui pipa pengembali, dari pipa

pengembali tersebut kemudian dialirkan ke pendingin bahan bakar. Hasil dari sirkulasi ini

menyebabkan bahan bakar selalu tersedia dalam kondisi yang cukup dingin untuk pompa

tekanan tinggi.

b) Jalur tekanan tinggi

Tugas menyimpan dan mengatur tekanan bahan bakar sesuai kebutuhan penyernprotan

Pompa tekanan tinggi (19) memompakan bahan bakar kedalam rail (21) sesuai dengan

putaran motor. Bahan bakar dialirkan sepanjang pipa tekanan tinggi kemasing-masing

injektor (Y76). Tekanan bahan bakar di dalam rail diatur dengan merubah ukuran saluran

pengeluaran dari rail.

Sensor tekanan rail (B4/6) mengukur jurnlah tekanan dan kemudian besar tekanan ini

dikirimkan ke kontrol unit berupa signal tegangan. Kontrol unit CDI (N3/9) kemudian

memberikan arus listrik ke katup mengontrol tekanan (Y74) sesuai data. Komponen jalur

tekanan tinggi terdiri dari : Pornpa tekanan tinggi (19), Pipa jalur tekanan tinggi (19/1),

Konektor jalur kembali (19/16), Rail (21), Pipa jalur kembali pada nozel (51/6), Sensor

tekanan tinggi (B4/6), Aliran bahan bakar tekanan tinggi (D), Katup pengatur tekanan

tinggi (Y74), Nozel silinder No. 1, Nozel silinder No.2, Nozel silinder No.3, Nozel silinder

No.4.

2) Komponen sistim injeksi common rail

a) Pemanas awal bahan bakar

Digunakan untuk memastikan bahwa bahan bakar tidak mendapat gangguan saat musim

dingin atau terjadi perbedaan suhu yang sangat ekstrim mencapai –25oC. Fungsinya

memansakan bahan bakar menggunakan air pendingin motor dan dinding blok motor.

Page 32: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 32 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 29 Skema sistim aliran pemanas bahan bakar

b) Saringan bahan bakar

Fungsinya adalah untuk menyaring kotoran-kotoran yang terdapat pada bahan bakar

dengan mengalirkan bahan bakar dari luar saringan menuju saringan bahan bakar.

Bentuk filter bahan bakar terbuat dari elemen kertas dengan rata-rata lubang pori-porinya

adalah 5µm. Dalam filter bahan bakar terdapat. Saringan bahan bakar (70), Saluran

masuk ke saringan bahan bakar (70/1), Saluran keluar dari saringan bahan bakar (70/2).

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 30 Filter bahan bakar

c) Pompa pembagi

Berfungsi untuk menghisap dan mengalirkan bahan bakar ke pompa tekanan tinggi.

Pompa pembagi bahan bakar (delivery pump ) mengisap bahan bakar dari tangki (80)

melalui pemanans bahan bakar (60) dan saringan bahan bakar (70) dan masuk kepompa

kemudian terus melewati elektromagnetic katup shutoff (Y75) terus menuju pompa

tekanan tinggi ( 19 )

Tekanan bahan bakar saat motor distater sekitar 0.5 bar. Tekanan bahan bakar saat

putaran stationer tercapai sekitar 2.5 ± 0.5 bar dan ini dicontrol oleh katup (13/12 ) yang

terdapat pada pompa pengirimnan bahan bakar (delivery pump).

Page 33: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 33 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 31 Pompa pembagi bahan bakar

d) Shutoff electric valve (katup penutup elektrik)

Berfungsi sebagai penutup dan pembuka saluran bahan bakar pada saat digunakan.

Saat katup shutoff tidak dialiri aliran listrik, bahan bakar masuk ke pompa tegangan

tinggi. Ketika selenoid armature (20/1) dialiri oleh listrik,maka katup bola (20/4) tertutup.

Bahan bakar disuplai oleh pompa pembagi (delivery pump) melalui katup pembatas

tekanan dan kembali ke sisi isap.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 32 Shutoff electric valve

e) Pendingin bahan bakar

Bahan bakar yang panas datang dari katup pengatur tekanan melalui saluran masuk

(14/1) terus ke pendingin bahan bakar dan masuk keruang yang basar, panas diambil

oleh permukaan Honeycomb-shaped. Bahan bakar terus melewati saluran balik (14/2)

dan kembali ketangki melalui pipa. Pada waktu yang bersarnaan, bahan bakar yang

berada di ruang pendingin dipisah dari bahan bakar. Air pendingin menglir ke saluran

masuk (14/4) melalui pendingin bahan bakar dan keluar lagi melalui saluran balik (14/4).

Sehingga tetap menjamin tersedianya kondisi bahan bakar yang dingin pada saat melalui

pompa tekanan tinggi.

Page 34: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 34 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 33 Pendingin bahan bakar

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 34 Skema pendingin bahan bakar

Pendinginan lewat melalui slang dari blok motor ke termostat ( 18/3 ) pada penurunan

temperatur pendinginan (18). Dari penurunan temperatur sekitar 80oC, termostat (18/3)

membuka dan pendinginan mengalir melalui penurunan temperatur pendinginan (18).

Pendinginan diturunkan sampai sekitar 20 OC dan kemudian mengalir keluar (18/2) ke

pendinginan bahan bakar (14), selanjutnya panas bahan bakar diredam dan terus keluar

kejalur utama pendinginan. Sebagai hasilnya temperatur bahan bakar diturunkan sekitar

40oC.

Page 35: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 35 -

f) Pompa tekanan tinggi

Berfungsi memberikan tekanan yang cukup tinggi pada rail. Pompa tekanan tinggi

merupakan pompa piston radial dengan tiga piston masing-masing pengaturan sudut 120

membangun tekanan tinggi. Pompa tekanan tinggi diputar kira-kira 1,3 kali putaran poros

nok.

Saat tekanan rendah bahan bakar dialirkan oleh pompa pembagi melalui saluran masuk

bahan bakar (19 /6) ke katup throttle (19 /13) jika ada udara yang masuk bersama bahan

bakar melalui pembatas (Restrictor 19/14) ke saluran pengembali (119/16). Katup

throttle (19/13) membuka pada saat tekanan sekitar 0,4 bar oleh tekanan balik pada

pegas (19/12) dan bahan bakar masuk ke saluran masuk bahan bakar (119/6) melalui

sepanjang jalur ke masing-masing piston (119/9)

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 35 Pompa tekanan tinggi

Poros pengerak (119/4) dengan poros eksentris (19/5) mendorong piston (19/9) naik

turun melawan pegas piston (19/10) pada ketiga element pompa. Kebocoran bahan

bakar dari piston (19/9) mengalir melalui saluran pengembali (119/16) dan ke

pendinginan bahan bakar terus ke tangki bahan bakar. Bahan bakar mengalir pada katup

throttle (11 9/13) seperti aliran balik. Saluran pembatas pada katup hanya dibuat sebagai

saluran ventilasi untuk jalur tekanan rendah.

Page 36: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 36 -

Saat tekanan tinggi pengisian pada piston (19/9) didorong kebawah oleh pegas piston

(19/10). Bahan bakar dialirkan oleh pompa pembagi kesepanjang jalur saluran pengisian

(119/6), melewati plat katup (19/7) dan pegas katup (19/8) kedalam silinder. Katup bola

(19/15) mencegah saluran balik tekanan tinggi dari penampungannya.

Membangun tekanan tinggi pada pompa tekanan tinggi dilakukan oleh Piston (19/9) saat

didorong keatas oleh nok poros eksentris (19/5) dan bahan bakar dikopresikan. Plat

katup (19/7) menutup volume aliran ke saluran pengisian bahan bakar (19/6). Jika

tekanan bahan bakar naik dialam silinder yang mana berada didalam jalur tekanan tinggi

(19/3), katup bola (19/15) mdr.Dbuka dan bahan bakar dipompakan kasaluran tekakan

tinggi (19/3).

g) Rail

Merupakan penampung bahan bakar bertekanan tinggi yang dijhasilkan oleh pompa

tekanan tingggi, yang terdapat pada saluran tekanan tinggi, yang dihubungkan pada sisi

intake manifold dengan pipa-pipa injector. Rail digunakan sebagai penyimpanan tekanan

tinggi. Katup pengatur tekanan (Y74), sensor tekanan (134/6), pipa tekanan tinggi dan

pipa saluran balik menyatu dengannya.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 36 Rail

Rail berhubungan dengan semua nozel yang siap memberikan bahan bakar bertekanan

tinggi ke nozzle. Volume pada rail dan pipa-pipanya sekitar 35 cm3. Dalam rail terjadi

peredaman gelombang bahan bakar dimana jumlah bahan bakar yang tersimpan sebagai

peredam gelombang tekanan yang terjadi dari hasil tekanan bahan bakar melalui pompa

tekanan tinggi yang tiba-tiba, ini terjadi selama penyemprotan bahan bakar pada nozel.

Ini merubah atomnisasi bahan bakar pada nozel di injektor dan keakuratan pengukuran

jumlah penyemprotan bahan bakar.

h) Nozzle (injector)

Berfungsi sebagai pengabut bahan bakar, sehingga bahan bakar mudah bercampur

dengan udara dan sehingga memudahkan terjadinya proses pembakaran. Besarnya

jumlah injeksi bahan bakar tergantung dari lamanya pengendalian selenoid, lamanya

Page 37: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 37 -

membuka dan menutup jarum nozzle, aliran bahan bakar pada nozzle, membukanya

jarum nozlle dan tekanan rail.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 37 Konstruksi nozzle

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 38 Cara kerja nozzle

i) Pengatur tekanan bahan bakar

Pengaturan tekanan bahan bakar digunakan untuk menjaga agar bahan bakar yang

disupply tetap memiliki tekanan yang cukup, sehingga system bahan bakar tetap dapat

mensupply bahan bakar yang dibutuhkan oleh engine. Secara umum sistim pengatur

tekanan bahan bakar dapat dilihat pada gambar berikut :

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 39 Pengatur tekanan bahan bakar

Page 38: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 38 -

j) Katup pengatur tekanan bahan bakar

Katup pengontrol tekanan bahan bakar yang terletak dibagian belakang rai merupakan

komponen yang berperan mengontrol tekanan bahan bakar pada rail dan mem-

pertahankan tekanan pada rail yang diatur kontrol unit motor (N3/9). Tekanan tinggi yang

berada di dalam rail lebih besar dari tekanan pengisian (16/1) katup bola duduk

diposisinya pada katup pengatur tekanan (Y74).

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 40 Katup pengatur tekanan bahan bakar

Besarnya tekannan pada rail diatur oleh katup pengatur tekanan (Y74) dengan

membangun medan magnet (a) untuk menyesuaikan tekanan sesuai data dengan cara

pengaturan arus lisrik. Sehingga medan magnet akan menarik katup bola menjauhi

dudukannya (c). Tekanan pada rail akan berubah-berubah sebagai hasil dari

pengurangan bahan bakar saat katup bola membuka. Jumlah arus yang diberikan

dikendalikan olek kontrol unit CDI (N3/9). Pengaturan pengembalian bahan bakar

sepanjang aliran pengembalian (16/2) ke dalam tanki bahan bakar. Saat arus listrik tidak

diberikan katup pengatur tekan (Y74) tertutup, sebab kekuatan pegas akan menekan

katup bola keposisi dudukannya (posisi semula).

Saat kendaraan jalan,katup pengatur tekanan (Y74) secara terus menerus membuka,

saat kendaraan di stater, posisi katup pengatur tekan (Y74) ditahan pada posisi menutup

sebagai hasil dari tekanan pegas (b). Saat kendaraan jalan medan magnet yang terjadi

pada coil (a) akan melawan pegas (b) sehingga menarik katup bola dan terjadi

pembocoran bahan bakar.

Page 39: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 39 -

k) Sensor tekanan

Sensor tekanan rail berperan untuk memberikan imfomasi tekanan rail kepada kontrol

unit motor. Tekanan pada sistim bahan bakar yang tidak tetap merobah posisi diaphram

seabagai hasilnya tahanan elektrik juga berobah dan perobahan ini merupakan signal

yang diberikan ke kontrol unit. Sensor tekanan rail (B4/6) mengukur tekanan rail dan

memberikan tegangan signal akurat ke kontrol unit (N3/9). Katup pengatur tekanan (Y74)

dikendalikan sesuai pengaturan putaran oleh kontrol unit sampai tekanan pada rail

tercapai.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 41 Sensor tekanan rail

l) Sensor temperatur air pendingin

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 42 Sensor temperatur air pendingin

Sensor ini memiliki peran untuk mendeteksi temperatur air pendingin dan

mengirimkannya ke kontrol unit. Sensor ini memiliki konstruksi rumah plastik dengan

tahanan NTC, konektor 2 pin. Pin 1 dan 2 disambungkan ke kontrol unit. NTC maksudnya

adalah Negative Temperature Coefficient, dengan kata lain jika temperatur air pendingin

naik tahanannya menjadi turun. Konektor kabel dimasukan ke rumah sensor kemudian

didalamnya terdapat O-ring sebagai perapat. Bagian ini dilengkapi pula oleh kawat

pengunci. Tahanan NTC menyatu dengan sensor temperatur air yang merobah tahanan

elektriknya akibat perubahan temperatur air.

Page 40: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 40 -

m) Sensor temperatur udara masuk

Bagian ini berperan untuk meraba temperatur udara masuk dan mengirimkan

inpormasinya berupa signal ke kontrol unit. Signal yang diterima digunakan untuk

mengkakulasi masa udara. Penghitungan dilakukan untuk mengatur jurnlah

penyemprotan bahan bakar, membatasi asap, mengontrol tekanan pada intake manifold,

mengontrol EGR (exhaus gas recirculation ), dan mematikan EGR sesuai yang di

prograrnkan pada kontrol unit

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 43 Sensor temperatur udara masuk

n) Crankshaft sensor

Putaran poros engkol dan putaran motor dideteksi berdasarkan hubungan dengan gigi

yang bolong. antara sensor poros engkol (L5) gigi increment pada fly wheel di las

menjadi satu. Ketika poros engkol berputar, terjadi perubahan tegangan yang

dibangkitkan pada sensor poros engkol (L5) oleh gigi increment. Ketika ini telah

dilakukan, permukaan gigi yang paling depan membangkitkan pulsa tegangan positip dan

pada permukaan gigi bagian lakang membangkitkan pulsa tegangan negatif. Jarak dari

positip ke negatif sama dengan lebarnya gigi increment. Dua gap gigi yang hilang tidak

membangkitkan puIsa tegangan pada sensor poros engkol. Hal ini kemudian dianalisa

oleh kontrol unit sebagai TDC silinder no. 1

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 44 Crankshaft sensor

Page 41: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 41 -

o) Half effect cam shaft sensor

Pendeteksian posisi poros nok maksudnya adalah mendeteksi segmen pada poros nok,

kontrol unit (N3/9) mengetahui posisi TDC silinder dari signal yang diberikan oleh sensor

Hafl poros engkol (B6/1). Waktu penyemprotan nozel disinkronkan antara signal dari

sensor hall poros nok (B6/1) dengan signal sensor poros engkol (L5). Sensor hall poros

nok (B6/1) telah diberi signal tegangan 11 - 14 V ("high"). Jika segment (g) Sproket gear

poros nok berhadapan dengan sensor hall poros nok, signal tegangan drop 0 V ( low).

Signal 0 V ini digunakan untuk mengetahui TDC pengapian pada silinder No. 1.

Jika tidak ada signal yang diterima dari sensor hall poros engkol ( B6/1) TDC pengapian

pada silinder no.1 tergantung penentuannya secara acak oleh kontroI unit (N3/9). Jarak

antara sensor hall poros nok dengan segmen sproket poros nok exhaust tidak dapat

dirubah.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 45 Half effect cam shaft sensor

p) Pressure sensor

Sensor ini terletak pada bagian engine compartemen yang dihubungkan dengan slang

vacuum ke saluran intake manifold (pembagi pengisian udara). Bagian ini berperan untuk

mendeteksi intake manifold dan mengirim signalnya ke kontrol unit. Apabila tekanan pada

intake manifol berubah, maka membran akan merubah nilai tahanan pada piezo resistor

yang terdapat pada intake manifold akan berubah. Informasi ini digunakan oleh kontrol

unit sebaga informasi awal sesuai tekanan pada intake manifold yang akan digunakan

sebagai pembatas jumlah penyemprotan saat beban penuh, EGR, menghitung jumlah

masa udara, membentuk nilai pengganti jika sensor HFM ada kesalahan atau kerusakan.

Page 42: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 42 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 46 Pressure sensor

q) Rpm sensor

Sensor ini berperan untuk membangkitan TNA signal dari signal sensor poros engkol dan

dikirim semua kontrol unit yang membutuhkannya. Gelombang kotak (square-wave

signal) dengan secara terus menerus on/off ratio, maksimum sekitar 20 mA Motor. 611 6

pulsa/ I kali putaran motor

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 47 Rpm sensor

3) Sistim kontrol

Sistem injeksi bahan bakar common rail memiliki sistim yang hampir sama dengan sistim

injeksi elektronis pada motor bensin yang dikenal dengan sebutan Electronic Fuel

Injection (EFI), volume penyemprotan bahan bakar dikontrol secara elektronis, basis dari

sistem ini mengalami banyak pengembangan dan juga banyak dipakai pada berbagai

merek kendaraan, baik kendaraan keluaran Eropa, Jepang maupun Amerika.

Bekerjanya injektor penyemprot bahan bakar diatur oleh sebuah Electronic Control Unit

(ECU), kadang-kadang disebut ECM (Electronic Control Module), perangkat pengontrol

elektronis ini menerima beberapa masukan dari sensor-sensor antara lain sensor volume

dan suhu udara yang masuk ke silinder motor, suhu air pendingin, beban dan putaran

motor, posisi katup gas dan lain-lain sehingga volume penyemprotan bahan bakar bisa

disesuaikan secara tepat berdasarkan berbagai masukan/input yang diterima oleh ECU

tersebut.

Page 43: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 43 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 48 Skema sistim kontrol

a) Control Unit

ECU pada sistim injeksi common rail memiliki fungsi sebagai control modul untuk

mengontrol dan mengendalikan sistim injeksi sesuai dengan input signal berupa Suplai

bahan bakar, engontrol jumiah penyernprotan bahan bakar, mengontrol emisi gas buang,

mengontrol tekanan intake manifold, mengedalikan cruise control ( hanya transmisi

otomatis, mematikan compresor A/C, memonitor signal input dan output, mem eri ksa

pluasibelitasnya danmenyimpan memory kesalahan, membentuk nilai penganti jika salah

satu signal hilang ( Emergency Running), mendiagnosa ( memory kesalahan yang

tersimpan )

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 49 Electronic control unit (ECU)

Kontrol unit CDI ( N3/9 ) diberikan tegangan listrik (sirkuit 87 tanpa sekring melalui

sekring dan relai modul ( K40/4). Dia mendeteksi input signal dan mengendalikan output

pada semua kondisi pengoperasian. Dalam operasinya control uni menerima masukan

berupa signal-signal baik dari sensor-sensor dan mengolahnya, kemudian memberikan

perintah kepada actuator.

Page 44: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 44 -

b) CAN data BUS

CAN data BUS memiliki peran untuk mengirimkan data-data ke masing-masing kontrol

unit yang membutuhkanya, menerima signal dari sensor untuk beberapa sistim,

mengurangi jumlah kabel pada kendaraan, meningkatan daya kerja sistim electronic.

CAN data bus terdiri dari dua kabel yang digunakan untuk mengirimkan data digital.

Penguna (kontrol unit) di hubungkan dengan kedua kabel ini. Terminal bus (tahanannya

120 ohm ) terdapat pada akhir masing-masing kontrol unit dan dihubungkan diantara

kabel. Pengukuran tahanan (saat kunci kontak OFF) antara dua kabel 60 ohm secara

parallel 120 ohm.

Semua data-data dikirimkan secara digital keseluruh jalur CAN data bus secara bertahap.

Masing-masing kotak data yang telah diterjernahkan diterima dan dikirimkan oleh kontrol

unit sesuai dengan kebutuhan masing-masing. Setiap kontrol unit yang dihubungkan

dengan CAN data bus dapat menerima data. Jumlah kota data,tahap yang pendek antara

dua tahap pengiriman dan gambaran selanjutnya CAN data bus secara terus menerus

mengeceknya. Jika ada kesalahan yang terdeteksi maka kesalahan tersebut disimpan.

A1 Instrumen cluster

CAN Data bus

N3/9 E C U

N15/3 Control unit ETC

N19/1 Control unit tempmatic

A/C

N22 Control unit automatic

A/C

N47-1 Control unit ASR

N47-7 Control unit ETS

N73 Control unit EIS

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 50 Skema CAN data BUS

c) Input signal control unit

Merupakan masukan semua data yang dibutuhkan oleh control unit untuk menghitung

kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan engine sesuai kondisi dan pembebanan mesin.

Beberapa masukan berasal dari sensor-sensor yang berhubungan dengan kondisi engine

baik sensor air flow sensor (B2/5), tekanan rail (B4/6), temperatur air pendingin (B11/4),

temperatur udara masuk (B17), tekanan udara intake manifold (B28), pedal gas (B37),

minyak pelumas (B40), poros engkol (L5) dan beberapa kontrol unit seperti busi pijar

(N14/2), transmisi otomatis (N15/3), tempmatic AC (N19/1), automatic AC (N22),

Page 45: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 45 -

ASR/SPS (N47-1), ABS (N47-7), DAS (N54-1), EIS (N73) dan switch pedal kopling

(S40/3). Masukan tersebut kemudian diolah dan dihitung oleh control unit kemudian

hasilnya akan berupa signal perintah pada masing-masing actuator untuk memerintahkan

besarnya penyemprotan bahan bakar pada injector.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 51 Skema Input signal control unit

d) Output signal control unit

Merupakan hasil pengolahan data yang diterjemahkan oleh control unit sebagai perintah

pada masing-masing actuator. Beberapa actuator yang mendapatkan perintah dari

control unit diantaranya injector (Y76), electric shut off valve (Y75), pressure control valve

(Y74), Booost pressure control vacuum tranduser (Y31/5), inlet port shutoff switch over

valve dan lain-lain.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 52 Skema output signal control unit

e) Quantity control (pengatur jumlah bahan bakar)

Pengatur jumlah bahan bakar memiliki peran mengontrol jumlah penyemprotan bahan

bakar pada semua kondisi operasi kendaraan. Jumlah pengaturan bahan bakar diambil

Page 46: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 46 -

oleh kontrol unit motor secara selektif pada silinder berdasarkan firing order. Kontrol unit

motor menerima informasi sesuai keadaan kerja motor yang sebenarnya diberikan oleh

sensor-sensor. Kebutuhan disesuaikan dengan jumlah penyemprotan, setiap tekanan

pada rail dapat di set melalui katup pengatur tekanan (Y74) atau pengendalian waktu di

katup selenoid pada injektor bisa diperlama atau diperpendek sesuai kebutuhannya.

Pengaturan ini diatur oleh kontrol unit CDI (N3/9)

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 53 Diagram pengaturan jumlah bahan bakar

f) Start quantity control

Pengaturan jumlah aliran bahan bakar saat start sesuai dengan kondisi kerja (operasi)

pengaturan ini tidak tergantung pada posisi pedal gas. Kontrol unit CDI (N3/9)

mendeteksi posisi TDC pengapian silinder No. 1 melalui sensor hall poros nok (B6/1)

mengsikronkan saat penyemprotkan bahan bakar dan juga waktu penyernprotannya.

Sensor posisi poros engkol (L5) mendeteksi putaran motor dari gigi increment, ditambah

dengan signal untuk memproses permintaan jumlah aliran bahan bakar saat start yang

diberikan oleh sensor temperatur air pendingin (B11/4) ke kontrol unit motor (N3/9), dan

terus mengendalikan nozel (Y76).

Page 47: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 47 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 54 Diagram pengaturan jumlah bahan bakar saat start

Katup elektrik shutoff (Y75) tidak memberikan arus listrik yang menghasil bahan bakar

dapat dipompakan kepompa tekanan tinggi. tekanan pada rail dibangkitkan oleh pompa

tekananan tinggi yang dideteksi oleh sensor tekananan (B4/6) pada rail dan diberikan ke

kontrol unit (N3/9). Kontrol unit (N3/9) mengatur tekanan rail melalui katup pengatur

tekanan (Y74). Jumlah aliran bahan bakar saat stater dikontrol oleh pengatur jumlah

aliran bahan bakar sampai putaran motor sampai 600 rpm, pengatur jumlah aliran bahan

bakar dimatikan. Hal ini tidak memungkinkan untuk pengendalian putaran motor dari

pedal gas sampai putaran motor melebihi 600 rpm. Jika temperatur air pendingin naik

(tinggi), jumlah aliran bahan bakar yang diberikan dikurangi oleh kontrol unit (N3/9)

nozzle (injektor Y76)

g) Pengaturan putaran idle (idle control)

Unit ini berperan dalam mengatur putaran stationer walaupun motor dibawah beban kerja

misalnya pada saat gigi transmisi dihubung atau tidak dihubungkan, atau kompresos A/C

berkerja. Sensor posisi poros engkol (L5) dan sensor hall porosnok memberikan signal ke

kontrol unit (N3/9).

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 55 Diagram pengaturan putaran idle

Kontrol unit ini akan mengkalkulasi/menghitung putaran motor, pengambilan

perbandingan nilai yang sebenarnya dan pengaturan tekanan pada rail yang diatur oleh

katup pengatur tekanan (Y74), dan juga lama waktu penyemprotan bahan bakar pada

injector/nozzle. Nilai, tekanan pada rail dan lamanya waktu penyernprotan hasilnya sama

dengan banyak jumlahnya bahan bakar yang disemprotkan oleh nozzle. Signal-signal

yang dibutuhkan untuk pengaturan putaran stationer adalah: sensor temperatur air

pendingin (B11/4), sensor massa udara ( HFM sensor), control unit tempmatic A/C (TAU)

Page 48: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 48 -

N 19/1, kontrol unit automatic A/C( AAC ) N22, sensor pedal gas B37, sensor tekanan rail

B4/6, sensor temperatur udara masuk B17.

h) Pengaturan smooth running

Unit ini berperan dalam mengurangi ketidak rataan putaran motor (vibration) yang terjadi

saat putaran stationer. Kontrol unit (N3/9) menerima signal putaran motor dari sensor

posisi poros engkol (L5/6) dan juga mendeteksi ketidakrataan putaran stationer pada

motor. Ketidakrataan putaran motor ini dihilangkan dengan merobah jumlah

menyernprotan bahan bakar pada silinder yang ada ganguan. Akhirnya putaran stationer

menjadi konstan kembali. Jika signal kecepatan kendaraan dikirimkan oleh kontrol unit

ABS/ETS atau ASR kekontrol unit maka smooth running tidak diaktifkan.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 56 Diagram pengaturan smooth runnning

i) Pengontrol anti sentakan (anti jerk)

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Page 49: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 49 -

Gambar 57 Diagram pengaturan anti sentakan

Unit ini berperan mengurangi sentakan pada kendaraan selama perpindahan beban atau

perpindahan gigi. Fungsi. Kontrol unit (N3/9) mendeteksi ketidakrataan puran motor;

misalnya saat perpindahan gigi transmisi yang diterima dari sensor pisisi poros engkol

(L5/6). Ketidakrataan atau sentakan ini di hilangkan semaksimal mungkin dengan cara

pengaturan jumlah penyemprotan bahan bakar pada semua silinder.

j) Pembatasan putaran maksimum

Unit ini berperan dalam membatasi putaran motor. Kontrol unit (N3/9) menentukan

putaran motor dari informasi yang diberikan oleh sensor posisi poros engkol (L5) dan

pembatasan putaran ini yang dikendalikannya adalah injektor ( nozzle), besarnya

pembatasan putaran motor dibatasi pada rpm 4200 – 4600.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 58 Diagram pembatasan putaran maksimum

Selain itu dilengkapi pula pengaman Drive train pada model dengan manual transmisi

dengan jalan mengatur jumlah penyemprotan bahan bakar dikurangi saat kendaraan

pada posisi kerja ( operasi ) ini digunakan untuk melindungi motor dan drive train aliran

daya pada saat setelah setiap motor distater sampai pedal kopling dilepaskan, ketika

pedal kopling dilepas, ketika pedal kopling dilepas dan kecepatan kendaraan kurang dari

10 km/jam, fungsi pembatas kecepatan kendaraan dikendaliakn oleh kontrol unit dan

putaran motor dibatasi pada 3500 rpm.

k) Pembatasan penyemprotan bahan bakar pada gas penuh (full throttle)

Unit ini terutama berperan untuk mengurangi jumlah asap yang dikeluarkan pada saat

kondisi kerja pada katup gas (throttle valve) terbuka penuh. Ketika motor kondisi kerja

dengan katup gas terbuka penuh, kontrol unit (N3/9) membatasi jumlah bahan bakar

yang disemprotkan melalui sensor tekanan rail (B4/6), katup pengatur tekanan (Y74) dan

Page 50: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 50 -

injector ( nozzle). Pengurangan jumlah asap ini dilakukan pada saat akselarasi dan ketika

dikendarai pada kecepatan yang rata. Meskipun terjadi kesalahan pada komponen dan

bagian sistim yang lain, jumlah bahan bakar yang disemprotkan pada posisi katup gas

terbuka penuh semakin di kurangi dengan bekerjasama dengan unit lain yaitu EGR, dan

pengatur tambahan tekanan pengisian.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 59 Diagram pembatasan penyemprotan bahan bakar saat gas penuh

l) Inertia fuel shut off

Unit ini berperan dalam mengaanggu pengendalian injector (nozzle) atau tidak ada

penyernprotan. Sehingga fungsi control unit adalah menentukan posisi katup gas dari

imformasi yang diberikan oleh sensor pedal gas (B37) dan putaran motor dari sensor

posisi poros engkol (L5). Injektor (nozzle) Y76 tidak diaktifkan saat mode Inertia fuel

shutoff pada putaran motor lebih dari 1500 rpm dan pedal gas tidak dilepas.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 60 Diagram inertia fuel shut off

m) Pengendalian mematikan motor

Mematikan motor ketika kontok "ON" Persyaratan untuk mematikan motor: • Tuas

transmisi pada posis P atau N Kecepatan kendaraan kurang dari 6 km/jam, Switch pedal

kopling tertekan ( S40/3 ) Saat kunci kontak pada kontrol unit EIS ( N73 ) diputar keposisi

" STOP ", konttrol unit motor ( N3/9 Mendeteksi kehilangan tegangan pada sirkuit 15U.

Page 51: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 51 -

Penyemprotan nozel di non aktifkan oleh kontrol unit CDI ( N3/9 mematikan motor darurat

( Emergency) Jika ada kesalahan yang dideteksi pada sistim injeksi bahan bakar, motor

dimatikan Melalui katup listrik shutoff (Y75 )

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 61 Diagram pengendalian mematikan motor

n) Pengajuan penyemprotan

Bagian ini memiliki peran dalam mengurangi bunyi dan polusi emisi gas buang. Jumlah

bahan bakar yang disemprotkan yang dibutuhkan oleh motor dibagi lagi dengan jumlah

pengajuan penyernprotan dan jurnlah penyemtrotan utama. Fungsi pengendalian stater.

Stater dikendalikan dengan pengajuan penyernprotan oleh kontrol unit berdasarkan

urutan penyemprotannya, dengan berdasarkan impormasi data yang dikalkulasi.

Berdasarkan informasi adari stater yang selanjutnya dikendalikan pada penyemprotan

utama, temperatur air pendingin, putaran motor, sistim tegangan listrik, dan waktu

penyernprotan.

Mematikan pengajuan penyemprotan bahan bakar. Pengajuan penyemprotan dimatikan

menurut urutan penyernprotan jika pengajuan penyemprotan sudah melebihi waktunya,

puran motor terlalu cepat (> 4900 rpm), tidak cukupnya jumlah pengajuan

penyemprotan, tidak cukupnya jumlah penyernprotan bahan bakar utama, tiada

cukupnya tekanan bahan bakar pada rail jika kunci kontak dimatikan. Jumlah pengajuan

penyemprotan dihitung berdasarkan pada putaran motor, tekanan udara (atmosphere),

temperatur air pendingin, temperatur udara masuk, tekanan pada rail, temperatur air,

temperatur udara dan tekanan atmosphir dibutuhkan untuk mengkoreksi jumlah

pengajuan penyemprotan. Jumlah pengajuan penyernprotan dihitung dari jumlah yang

disemprotkan berdasarkan penghitungan kekurangan jumlah penyemprotan bahan bakar

yang ada. Tekanan pada rail diatur besar tekanannya supaya bahan bakar dapat

Page 52: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 52 -

disemprotkan sampai jumlah bahan bakar seminimum mungkin. Jika jumlah

penyemprotan utama sudah tidak ada, pengajuan penyemprotan dimatikan.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 62 Diagram pengajuan penyemprotan

o) Penyemprotan utama

Berperan sebagai pengendali waktu penyemprotan yang di hitung oleh kontrol unit.

Jumlah kebutuhan bahan bakar yang disemprotkan pada motor dibagi lagi dengan jumlah

pengajuan penyemprotan. Jika jumlah penyemprotan utama dihitung oleh kontrol unit

motor terlalu sedikit, maka tidak ada pengajuan penyemprotan. Penyemprotan utama

dibagi lagi kedalam pengendalian stater, waktu pengendalian, pengendalian start.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 63 Diagram penyemprotan utama

Page 53: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 53 -

Pengendalian start pada penyernprotan utama tergantung pada putaran motor dan

jumlah bahan bakar, kemudian hal ini ditambah lagi dengan informasi-informasi dari

temperatur air pendingin, temperatur udara masuk, tekanan udara (atmosphere),

penyernprotan pendahuluan YES / NO. Waktu pengaktipan merupakan saat yang penting

dalam penghitungan waktu pengendalian pada penyemprotan utama adalah, apakah

pengajuan penyernprotan telah dilakukan atau tidak.

Mematikan penyemprotan utama berdasarkan waktu kerja pada saat putaran motor

terlalu cepat (> 5200 rpm), tidak cukupnya jumlah penyemprotan utama, tidak cukupnya

tekanan bahan bakar pada Rail, jika motor dimatikan, pengaturan jumlah eksternal (ASR)

dan Inertia fuel mati. Penghitungan jumlah penyemprotan utarna dihitung berdasarkan

pada putaran motor, tekanan atmosphir, temperatur air pendingin, temperatur udara

masuk, dan tekanan penambahan udara.

Temperatur air pendingin, temperatur udara dan tekanan udara (atmosphire ) dibutuhkan

sebagai koreksi untuk jumlah penyemprotan utama. Jika jumlah penyemprotan turun

dibawah minimum tergantung tekanan pada rail, tidak ada pengajuan penyemprotan

yang diberikan. Dalam kasus ini, hanya penyemprotan utama yang diambil. Jika jumlah

penyernprotan utama masih kurang dari jurnlah minimum, maka tidak ada penyemprotan

utama atau pengajuan penyemprotan penyemprotan diberikan (inertia fuel dimatikan )

p) Pengatur penyemprotan eksternal

Berperan untuk mengurangi jumlah bahan bakar yang disemprotkan. Jika sebuah signal

dikirimkan ke kontrol unit (N3/9) oleh kontrol-kontrol unit atau komponen-komponen

sensor yang lain, maka pengaturan jurnlah eksternal diaktifkan. Signal dapat dikirimkan

melalui CAN data BUS sepanjang jalur kabel ke kontrol unit (N3/9). Beberapa kontrol unit

yang bekerja diantaranya kontrol unit airbag (N2/2), kontrol unit ETC (N15), kontrol unit

ASR/SPS (N47-1), kontrol unit ABS (N47-7), switch pedal kopling (S40/3).

Page 54: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 54 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 64 Diagram penyemprotan eksternal

q) Cruise control

Fungsi dari cruise kontrol menyatu didalam kontrol unit motor. Ini dapat diaktifkan melalui

switch cruise kontrol mulai dari kecepatan diatas 40 km/jam. Signal dari switch cruise

kontrol diterima oleh kontrol unit EIS dan diteruskan melalui jalur CAN data bus ke kontrol

unit motor. Kontrol unit motor menerima informasi-informasi melalui CAN data bus untuk

mengaktifkan cruise kontrol. Beberapa signal yang dibutuhkan oleh unit ini adalah signal

kecepatan kendaraan dari kontrol unit ASR/ETS, signal posisi P/N dari kontrol unit ETC,

signal dari switch lampu rem.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 65 Diagram cruise control

Page 55: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 55 -

Kontrol unit motor diberikan suplai tegangan listrik oleh relai modul dan sekring. Kontrol

unit motor mengendalikan injektor Y76 dan katup pengatur tekanan (Y74) dan

dibandingkan ke posisi pedal gas. Cruise kontrol sistim dapat dimatikan oleh switch

cruise kontrol, mengoperasikan pedal rem, memindahkan posisi tuas transmisi ke posisi "

N”.

r) Compressor AC shut off

Berperan saat mematikan compressor AC untuk memperbaiki kinerja motor saat

akselerasi dan mematikan motor. Sehingga berfungsi sebagai kontrol unit AC (N 19) atau

(N 19/1) atau outomatic heater (N 18/3) menerima signaI dari kontrol unit DFI (N3/8),

dimana Compressor AC dimatikan tergantung beban motor atau kecepatan motor.

Compressor AC OFF pada beban motor > 90% dan putaran motor < 1050 rpm.

Compressor AC On pada beban motor < 90% atau putaran motor > 2500 rpm

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 66 Diagram compressor AC shut off

s) Turbocharging dengan intercooler

Unit ini bertugas menambah moment yang keluar dari motor. Fungsinya adalah ketika

turbocharging berkerja, energi aliran dari gas buang (C) digunakan untuk mengerakan

turbocharger (110). Turbocharger mengalirkan udara bersih ke saluran masuk melalui

pemompaan udara awal kesaluaran keluar, kepipa penambahan udara terus

keintercooler dan ke pipa pembagi penambahan udara ke masing-masing silinder pada

motor.

Page 56: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 56 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 67 Diagram turbocharger - intercooler

t) Pengatur tekanan udara tambahan

Bertugas mengatur tekanan udara tambahan saat kondisi kerja pada motor. Tekanan

udara tambahan diatur oleh kontrol unit (N3/9). Fungsinya untuk mengatur tekanan

tambahan sesuai data pada kontrol unit dan sensor tekanan. Tekanan tambahan diatur

vacuum transduser (Y31/5) yang di kendalikan oleh kontrol unit dengan arus listrik yang

bervariasi dan diberikan untuk mengatur vacuum kepada unit vacuum pengatur katup

tekanan tambahan.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 68 Diagram pengatur tekanan udara tambahan

u) Vakum tranduser pengatur tekanan tambahan udara

Bertugas mengontrol vakum ke unit vakum pengatur tekanan tambahan udara. Vakum

transduser pengatur tekanan tambahan udara (Y31/5 ) dikendalikan dengan dengan arus

listrik yang bervariasi oleh kontrol unit motor. Signal dari kontrol unit bertugas mengatur

Page 57: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 57 -

vakum ke konektor (3). Jika tidak ada signal dari kontrol unit konektor (1) dan (3)

dihubungkan ke udara masuk pada unit vakum pengatur tekanan udara tambahan.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 69 Diagram pengatur tekanan tambahan udara

v) Sistim pengatur emisi gas buang

Bertugas menurunkan unsure-unsur Nox, HC, dan CO. Sistim pengaturan emisi gas

buang dibagi kedalam Exhaust gas recirculation(EGR), pengatur tekanan tambahan

udara, mematikan saluran masuk dan denox catalitic converter.

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 70 Diagram pengatur emisi gas buang

w) Exhaust gas recilculatin (EGR)

Bertugas menurunkan unsur nitrogen oxide ( NOx). Hydrocarbon ( HC) dan unsure-unsur

bahaya lainnya. Exhaust gas recirculation (EGR) diambil dan dikendalikan oleh kontrol

unit sesuai data-data yang telah diprogram didalam kontrol unit itu sendiri dengan

mengikuti kondisi-kondisi yang ada diantaranya tengangan battery 11 - 14 Volt,

temperatur air pendingin 60oC, putaran motor > 1000 rpm, motor telah hidup dengan

putaran ± 60 detik, beban menengah (jumlah penyernprotan).

Page 58: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 58 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 71 Diagram EGR

Kontrol unit (N319) mengatur jumlah bahan bakar jika sistim EGR bekerja pada beban

menegah bersama massa udara, berdasarkan input signal yang diberikan oleh sensor

HFM (airflow sensor - B2/5 ). Banyaknya jumlah gas buang yang disirkulasikan diatur

setiap kondisi kerja motor sehingga memungkinkan dicapai penurunan NOx yang

maksimum. Flap vakum transduser pengatur tekanan / EGR (Y31/4) dikendalikan adalah

massanya oleh kontrol unit untuk mengontrol kevakuman pada katup EGR (110 ) dan ke

flap unit vakum pengatur tekanan (102). Posisi tekanan pada katup EGR dan unit flap

vakum pengatur tekanan terpenuhi sehingga, kevakuman pada flap vakum transduser

pengatur tekanan/EGR naik, katup EGR (101) semuanya dibuka dan kemudian (sekitar

setengah langkah katup EGR) katup pengatur tekanan (103) semakin ditutup.

x) Denox catalytic converter

Bertugas menurunkan unsur-unsur polusi pada engine berupa carbonmonoxide (CO),

hydrokarbon (HC) nitrogenoxide dan parikel-partikel lainnya. Fungsi gas buang yang

keluar dari motor melewati catalytic converter sehingga gas buang tadi berkondensasi

dengan metal platinum. Carbon monoxid (CO) berubah menjadi karbon dioxide (C02) dan

hyrocarbon (HC) menjadi hydrocarbondioxide (C02) serta air sebagai sebagai

oksidasinya. Hasil dari proses ini juga menurunkan unsur dari partikel-partikel yang lain

sebab hydrocarban yang melekat pada carbon (jelaga) diturunkan selama terjadi

oksidasi. Di tambah unsur dari nitrogen oxside (NOx) dirubah menjadi nitrogen (N2)

sebagai hasil dari perubahan.

Page 59: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 59 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 72 Diagram Denox catalytic converter

Catalytic converter terdiri dari rumah stainless steel, expanded meting (anyaman

saringan) dan lapisan keramik monolith sesuai dengan aturan aturan catalytic

sebenarnya. keramik monolith adalah body keramik yang terdiri dari beberapa ribu

bagian-bagian kecil. keramik dibuat magnesiumaluminium silicate yang tahan terhadap

temperatur tinggi. Monolith sangat sensitif terhadap tekanan dan oleh karena itu

ditambahkan saringan dari anyamaman jerami di dalam rumah stainless steel.

Lapisan dalam katalis yang efektif digunakan pada unsur lapisan yang terbuat dari

platinum. Platinum membuat reaksi oksidasi hidrokarbon (HC) dan karbonmonokside

(CO). Tambahan sebagai reaksi oksidasi unsur nitrogen (Nox) berkurang. Bahan metal

yang sedikit jumlahnya pada catalitic converter, bervarasi antara 4.5 5 gram tergantung

dari ukuran dan kontruksinya.

y) Busi pijar

Berfungsi memberikan pernanasan awal pada ruang bakar sehingga tercapai temperatur

untuk membakar campuran bahan bakar dan udara. Saat kunci kontak diputar keposisi 2

kontrol unit (N 14/2) dan lampu indikator busi pijar ( A1 e 16) dikendalikan oleh kontrol

unit ( N3/9 ). Lamanya busi pijar menyala diperhitungkan oleh kontrol unit dengan

perbandingan terhadap temperatur air. Kontrol unit busi pijar memberikan arus listrik ke

busi pijar (R9). Jika ada kerusakan komponen atau kabel pada sisitim busi pijar maka

lampu indikator busi pijar menyala dan memori kesalahannya disimpan dalam kontrol

unit.

Page 60: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 60 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 73 Diagram pengatur busi pijar

z) Pengontrol starter

Bertugas untuk memutus motor stater (M 1) saat motor telah mencapai putarannya.

Motor stater (M1) dikendalikan oleh kontrol unit melalui relay modul dan sekring ( K40/4 )

dan relay starter ( K40/4k2 ). Nilai putaran motor dideteksi, untuk melindungi starter dan

ring gear ini di simpan oleh kontrol unit sebagai nilai yang sebenarnya sesuai

karakteristiknya.

Kondis! saat starter ON Sistim DAS tidak diaktifkan dan plutaran motor = 0 dan kunci

kontak pada posisi start.

Kondisisaat stater OFF kunci kontak tidak diposisi start (pengoperasian start berakhir ).

atau putaran motor telah dicapai atau putaran motor maksimum telah terlewati (untuk

melindungi motor stater ). Sekiranya starter di ulang ini butuh waktu 1.5 detik untuk

menunggu pemblokiran setelah kunci kontak dimatikan ini dilakukan untuk mencegah

berputarnya pinion motor starter dengan ring gear play wheel untuk melindungi ring gear

(fly wheel ). Tindakan keamanan diambil sekiranya ada kesalahan jika motor stater tidak

ada signal (sirkuit 50 tidak terhubung), yang disebabkan oleh kesalahan mekanis,

penyernprotan bahan bakar diaktifkan untuk mencegah motor di starter. Kecuali dari

kecepatan > 2.4 km/jam penyemprotan bahan bakar diaktifkan walaupun tanpa start

signal saat kendaraan dihidupkan dengan didorong.

Page 61: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 61 -

Source : DaimlerCrhrysler, 2000

Gambar 74 Diagram pengatur motor starter

3. Rangkuman

Teknologi diesel common rail ini bisa dibilang sebagai teknologi terbaru yang

nantinya akan menggantikan teknologi system injeksi diesel konvensional seperti

yang sekarang kita gunakan.

Seiring dengan meningkatnya regulasi gas buang maka menjadikan teknologi diesel

konvensional saat ini tidak memungkinkan lagi memenuhi standar kualitas dan

kuantitas gas buang untuk mesin diesel. Dengan adanya peraturan peningkatan

akurasi dan jumlah gas emisi yang dikurangi secara signifikan, maka system

common rail ini menjadi satu-satunya jawaban untuk mengoperasikan kebutuhan

mesin diesel pada masa 10-20 tahun ke depan.

Parameter injeksi sangatlah penting untuk kebutuhan tenaga mesin diesel. Pada

teknologi common rail ini, tekanan injeksi menjadi sangat tinggi, kontrol injeksi pada

setiap langkah pembakaran menjadi akurat. Jumlah, timing, dan tekanan injeksi

dikontrol secara terpisah. Hal ini memungkinkan kontrol bahan bakar yang jauh lebih

akurat apabila dibandingkan dengan teknologi injeksi mesin bensin yang terbarupun.

Sistem common rail ini sangatlah berbeda dengan system konvensional yang

terdahulu.

Apabila pada teknologi sebelumnya bahan bakar diesel dibagi-bagi dari pipa tekanan

tinggi ke setiap silinder mesin, dengan common rail bahan bakar diesel yang

bertekanan tinggi dikumpulkan pada sebuah pipa “common rail”. Kondisi ini

memungkinkan untuk menghapuskan system kontrol kebutuhan bahan bakar diesel

yang sebelumnya dibagi-bagi berdasarkan jumlah silinder mesin. Hal ini

menyebabkan konsumsi bahan bakar menjadi efektif dan efisien. Pompa injeksi

Page 62: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 62 -

terus-menerus memompa solar dari tangki menuju pipa common rail, sampai tekanan

common rail yang dibutuhkan tercapai.

Setiap injektor yang berada diatas setiap silinder mesin kemudian akan

mendistribusikan solar yang bertekanan tinggi kepada setiap nozzle via pipa common

rail. Disini, ECU akan mengontrol timing dan jumlah pengiriman bahan bakar.

Teknologi Common Rail yang sudah beredar dan terpasang di kendaraan di

Indonesia pada saat tulisan ini dibuat adalah: Isuzu D-Max, Peugeot 307, 806

dan yang paling fenomenal adalah produk dari Toyota yaitu: Toyota Kijang

Innova Diesel. Untuk produk Toyota Kijang Innova ini menggunakan common rail

tipe ECD-U2P (Denso).

Untuk menyiasati kondisi dan kualitas bahan bakar solar di Indonesia sekarang

ini, Toyota Kijang Innova menggunakan filter solar yang memiliki ketahanan

hingga 300.000 km. Namun untuk kondisi mesin tidak ada modifikasi khusus

dalam hal ini. Pengetesan Common Rail Sistem ini harus menggunakan Test

Bench dan Nozzle tester khusus yang bertekanan tinggi untuk penyetelan dan

servis.

Bukanlah hal tabu untuk memakai Diesel pada kendaraan penumpang termasuk

sedan mewah sekalipun. A8 4.2 TDI quattro membuktikan bahwa mesin Diesel

memang pantas digunakan. Walau kelas mobilnya tidak sepadan, mesin Diesel

dari yang dipakai oleh Mercedes Benz E420 CDI sebanding dengan 4.2 TDI milik

Audi.

Khusus untuk mesin bensin, pertama akan ditandai dengan semakin populernya

teknologi EFI (Electronic Fuel Injection). Sistem yang membuat proses pembakaran

semakin sempurna karena volume bahan bakar yang dibutuhkan mesin sudah diatur oleh

komputer.

Teknologi kedua yang juga akan dipakai adalah sistem katup variabel VVT-I atau

Variable Valve Timing Inteligent yang menggantikan bukaan katup konstan. Sistem ketiga

adalah teknologi pencetusan api (ignition system) juga akan diperbaiki. Dari semula

contact point menjadi sistem ESA (Electronic Spark Advance) dan full transistor.

Teknologi ESA memakai arus listrik yang lebih tinggi sehingga pencetusan api bisa lebih

presisi.

Keempat, sistem pengaturan udara yang masuk ruang bakar pun diperbaiki dengan

teknologi ACIS (Acoustic Control Induction System). Caranya, aliran udara lebih

disempurnakan sehingga pencampuran dengan bahan bakar menjadi lebih baik. Hasilnya

proses pembakaran semakin sempurna.

Terakhir yang akan diperbaiki adalah sistem pembuangan. Bila selama ini catalytic

converter hanya ada pada mobil mewah saja, di tahun 2007 akan menjadi produk

Page 63: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 63 -

massal. Tidak hanya itu, teknologi elektronik akan diterapkan pada sistem pembuangan.

Gas buang yang keluar akan dimonitor nilai lambdanya oleh sensor. Hasilnya kemudian

dilaporkan ke ECU (Electronic Computer Unit) yang berkoordinasi dengan sistem lain.

Hasilnya catalytic converter dapat bekerja efektif mereduksi CO, HC, dan Nox.

Sementara mesin diesel teknologinya lebih rumit. Bila pada standar Euro-1 mekanisme

pembakarannya hanya melibatkan pompa injeksi, sirkulasi gas buang dan sistem kendali

asap, maka pada Euro-2 lebih canggih lagi. Mesin diesel akan dirancang untuk mampu

mereduksi PM (Particulate Material) dan gas Nox (Nitrogen Oksida). Proses reduksi PM

dilakukan dengan membenahi sistem injeksi dibarengi dengan pemasangan teknologi

multi valve system. Untuk mengatasi masalah Nox pabrikan akan mengembangkan

teknologi pilot injection dengan common-rail system. Yang juga turut dibenahi adalah

sistem sirkulasi gas buang dengan tambahan sistem katalis untuk menyaring Nox.

4. Daftar Pustaka

a. Bosch, 1999, Diesel fuel-injection: An overview, Technical Instruction, 3rd Edition,

Robert Bosch GmBH, Germany.

b. Bosch, 2000, Diesel In-Line Fuel-Injection Pumps, Technical Instruction, 3rd Edition,

Robert Bosch GmBH, Germany.

c. Bosch, 1999, Diesel Distributor Fuel-Injection Pumps, Technical Instruction, 4rd

Edition, Robert Bosch GmBH, Germany.

d. Bosch, 1996, Governor for Diesel In-Line Fuel-Injection Pumps, Technical Instruction,

3rd Edition, Robert Bosch GmBH, Germany.

e. DaimlerChrysler, 2000, Common Rail Diesel Injection (CDI), Systim Injeksi Bahan

Bakar Diesel, Edisi 1, Central Training Departement PT. DaimlerChrysler Distribution

Indonesia, Jakarta Indonesia

f. Isuzu, 2001, Buku Pedoman Perbaikan Seri TBR Mesin Isuzu, Isuzu Motor Limited,

Japan.

g. Scania, 1995 Service-Handbuch Last wagen, Scania AB.

h. VEDC, 1990, Servis Mobil, VEDC Malang Bagian Automotif, Vocational Education

Development Center Malang, Indonesia

i. Swisscontact, 2000, Motor Diesel Materi Training, Jakarta Clean Air Project,

Swsisscontact, Jakarta, Indonesia

j. Toyota, 1980, Toyota Diesel Engine, Service Training Information, Toyota Motor

Sales CO. LTD, Japan.

Page 64: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 64 -

Soal-soal latihan

1. Jelaskan proses kerja motor diesel 4 langkah seperti gambar berikut :

1 2 3 4

1. Langkah

2. Langkah

3. Langkah

4. Langkah

2. Sebutkan beberapa komponen sistim bahan bakar motor diesel berikut ini :

1.

2.

3.

4.

Page 65: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 65 -

3. Sebutkan beberapa komponen pompa injeksi in-line berikut ini :

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

4. Sebutkan beberapa komponen pompa injeksi distributor berikut ini :

1. 7.

2. 8.

3. 9.

4. 10.

5. 11.

6.

Page 66: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 66 -

5. Sebutkan beberapa komponen injektor berikut ini :

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

6. Sebutkan beberapa komponen ssitim injeksi elektronik motor diesel berikut ini :

1. 11.

2. 12.

3. 13.

4. 14.

5. 15.

6. 16.

7. 17.

Page 67: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 67 -

8. 18.

9. 19.

10 20

7. Sebutkan beberapa komponen ssitim injeksi elektronik motor diesel berikut ini :

1. 8.

2. 9.

3. 10.

4. 11.

5. 12.

6. 13.

7. 14.

8. Sebutkan fungsi komponen sistim kontrol tekanan rail berikut ini

a. Control pressure valve

b. Rail pressure control sensor

9. Sebutkan fungsi sensor berikut :

Page 68: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 68 -

a. Water temperature sensor

b. Crankshaft sensor

10. Sebutkan beberapa input signal ke kontrol unit

1. 8.

2. 9.

3. 10.

4. 11.

5. 12.

6. 13.

7. 14.

11. Beberapa teknologi sistim injeksi motor diesel yang banyak diaplikasikan pada

kendaraan bermotor adalah :

a.

b.

c.

d.

Page 69: SISTIM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAILblog.uny.ac.id/zainalarifin/files/2012/08/Diesel-Commonrail1.pdf · - 1 - SISTEM INJEKSI MOTOR DIESEL COMMONRAIL 1. Krakteristik motor diesel

- 69 -

12. Fungsi utama pengaturan injeksi pada motor diesel adalah :

a.

b.

13. Fungsi utama control unit pada sistim injeksi common rail adalah :

a.

b.

14. Fungsi utama injector pada sistim bahan bakar motor diesel adalah

a.

b.

15. Sebutkan 3 fungsi pompa injeksi pada motor diesel

a.

b.

c.