BAB 7 PENCATUAN BAHAN BAKAR PADA MOTOR DIESEL System injeksi pada motor diesel harus memenuhi tujuan-tujuan dibawah ini secara konsisten dan akurat ; a. pencatuan yang terukur pada seluruh kecepatan dan beban b. membagi bahan bakar sama banyak ke semua silinder c. menginjeksikan pada saat yang tepat d. menginjeksikan jumlah bakar dalam jumlah yang terukur dan akurat e. menginjeksikan dalam bentuk pola pancaran dan atomisasi yang sesuai dengan desain ruang bakar. Untuk mencapai tujuan ini, beberapa elemen fungsional diperlukan : a. pompa bahan bakar, memompa bahan bakar dan tangki ke silinder b. pencatu bahan bakar, mencatu bahan bakar dengan terukur sesuai dengan kebutuhan mesin pada semua putaran dan beban c. Pengontrol catu bahan bakar, mengatur banyaknya bahan bakar sesuai dengan kebutuhan mesin d. Pendistribusi bahan bakar, membagi bahan bakar secara merata ke semua silinder e. Pencampur, mengkabutkan bahan bakar dan menyebarkan bahanbakar ke seluruh tempat dalam ruang bakar. 7.1. Sistem injeksi motor diesel Universitas Gadjah Mada 37
Universitas Gadjah Mada 38
Beberapa macam system injeksi motor diesel : 1. Sistem injeksi dengan pompa individual : pompa dan pencatu terpisah untuk masing masing silinder ( Gb. 7. 1a) Universitas Gadjah Mada 39
2. Sistem distributor : Pompa tunggal (dan pencatu) plus distributor untuk membagi bahan bakar ke semua silinder(gb. 7. 1b) 3. Common rail system : Pompa tunggal dan system pencatu terpisah untuk masing masing silinder.(gb. 7.1c.) 7.1.1. System injeksi dengan pompa individual Unit ini umumnya digerakkan melalui camshaft, sehingga dapat rnelayani motor empat langkah kecepatan tinggi. Sistem ini mahal karena satu pompa untuk satu silinder. Pompa dan cara kerjanya dapat dilihat pada Gb 7.2. 7.1.2. Sistem pompa distributor Sistem ini hanya mempunyai satu unit pompa dan pencatu. Harganya lebih rendah dari pompa individual. Universitas Gadjah Mada 40
7.1.3. Common rail system Pada system ini pompa hanya bertugas menghasilkan tekanan tinggi dan disalurkan ke common rail (semacam header) dan tekananya dikontrol oleh sebuah katub pengatur tekanan. Dengan demikian tekanan tinggi selalu di bawah pengontrolan dan pencatuan tidak dilakukan oleh pompa tekanan tinggi. Akurasi pembuatan tidak terlalu dituntut sehingga lebih murah. Sebaliknya semburan dan nozzle tergantung pada ukuran orifice, waktu pencatuan dan tekanan pada injector. Masing-masing nozzle harus sedapat mungkin identik untuk menjamin pencatuan yang sama untuk semua silinder. Universitas Gadjah Mada 41
7.2. Pancaran bahanbakar Tugas utama nozzle adalah untuk memasukkan bahan bakar ke dalam silinder dalam bentuk butiran yang halus. Pembentukan pancaran ini dilakukan dengan orifice. Dalam silinder yang sebenarnya, bentuk pancaran sangat sulit diperkirakan Karena turbulensi dan juga pembakaran dimulai sebelum bahan bakar selesai diinjeksikan. Dengan alasan ini maka pembentukan pancaran dilakukan pada suhu ruang dan pada kondisi udara yang tenang. Gambaran tentang terbentuknya pancaran bahanbakar dapat dilihat pada gambar ( ). Universitas Gadjah Mada 42
Universitas Gadjah Mada 43
7.3. Nozzle motor diesel Desain nozzle yang paling sederhana adalah nozzle terbuka seperti pada gambar (7.9.). Kelemahan nozzle jenis ini adalah tekanan tinggi yang terjadi pada putaran tinggi dan tetesan yang keluar diantara injeksi. Misal bahan bakar dianggap incompressible. Pada suatu putaran mesin, pompa menghasilkan sejurnlah aliran bahan bakar (pompa digerakkan oleh mesin). Jika kecepatan mesin menjadi dua kali lipat, maka kecepatan aliran menjadi dua kali lipat pula. Aliran melalui orifice berbanding lurus dengan akar pressure drop. Jika aliran menjadi dua kali lipat, maka tekanan yang terbentuk menjadi empat kali lipat. Dengan demikian pada putaran yang tinggi tekanan bahan bakar menjadi sangat tinggi. Universitas Gadjah Mada 44
Gb. 7.8. Nozzle terbuka Universitas Gadjah Mada 45
Nozzle tertutup dapat dilihat pada gambar ( 7.9 ). Bahan bakar dialirkan memalui saluran di sekeliling plunger. Saat tekanan minyak cukup kuat untuk mengangkat plunyer (Plunyer ditahan oleh pegas),plunyer naik dan injeksi bahan bakar akan berlangsung. Setelah plunyer terangkat tekanan yang diperlukan untuk menahan plunyer menjadi lebih rendah karena permukaan angkat plunyer menjadi lebih luas. Keuntungan penggunaan nozzle tertutup ini adalah dalam hal pengontrolan tekanan injeksi. Ukuran orifice dapat dibuat besar untuk membatasi tekanan injeksi pada putaran tinggi. Tekanan penutupan dapat diatur sedemikian sehingga cukup rendah tetapi masih memberikan atomisasi yang baik. Pada kecepatan rendah, nozzle tidak alan menyemprotkan bahan bakar sampai tekanannya cukup tinggi untuk mengangkat katub. Injeksi berlangsung dengan laju yang lebih besar dan tekanan akan turun. Jika tekanan cukup rendah nozzle akan tertutup. Kemudian tekanan naik lagi dan seterusmya. Siklus ini akan terjadi beberapa kali dalam satu periode injeksi (multiple injection) Walaupun tekanan terkontrol, tetapi multiple injection ini tidak diinginkan. Oleh karena itu besarnya ukuran orifice juga harus dibatasi agar multiple injection yang terjadi tidak terlalu parah. Universitas Gadjah Mada 46