BAB III PEMELIHARAAN DAN PENGOPRASIAN GENERATOR PADA KERETA API 3.1 Generator 3.1.1 Pengertian Generator Genset atau Generator-set adalah seperangkat pesawat pembangkit tenaga listrik adalah seperangkat peesawat pembangkit tenaga listrik yang merupakan gabunggan atau pasangan antara mesin penggerak dengan mesin kerja (generator). Generator adalah salah satu jenis mesin listrik yang apabila digerak/diputar dapat menghasilkan gaya gerak listrik. Adapun untuk menggerakan generator perlu mesin penggerak yaitu sebuah mesin yang dapat menghasilkan gaya gerak pada poros daya. Antara mesin penggerak dengan generator dipasang atau terdapat sebuah penghubung yang biasa disebut coopling.dalam hal menghubungkan (mengkopel) antara kedua mesin tersebut dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung. Dikatakan pengkopelan secara langsung jika poros daya mesin penggerak langsung dihubungkan dengan poros generato (rotor generator) dalam halinidikopel dengan bantuan coupling gesek. Dandikatakan secara tidak langsung jika poros daya mesin penggerak dan poros generator masingmasing dipasang sebuah pulley yang berbeda diameternya kemudian kedua pulley tersebut dihubungkan sabuk (belt). Pesawat genset yang digunakan pada rankaian KA berbeda dengan pesawat genset yangdigunakan pada PLTU PLTG maupun PLTA sifat perbedaanya terletak pada pengoprasianya jika pada PLN maka genset yang digunakan adalah stasioner, dimana mesin penggeraknya dipilih : mesin turbin, sedangkan pada rangkaian KA karna sifat operasinya yang selalu berpindah maka mesin penggerak genset dipilih,motor disel, Genset yang dipasang pada kereta pembangkit dipakai untukmelayani
beban listrik rangkaian kereta api dengan kapasitas bermacam-macam diantaranya: 15 KVA, 17 KVA, 37 KVA, 50 KVA, 80 KVA, 100 KVA, 150 KVA, 250 KVA 300 KVA, 500 KVA. Penggunaannya disesuaikan dengan beban listrik yang dilayanui pemakaian generator pada kereta api juga mempunyai keuntungan dan kerugian sendiri untuk pemakaiannya. 3.1.2. Motor Disel Motor disel sebagai mesin penggerak generator yang dipasang pada kereta : BP, KP3 P maupun pada KM 3 P secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. jenis langkah : 4takt, artinya motor yang proses kerjanya terdiri 4 langkah torak atau 2x putaran poros engkol menghasilkan 1x proses usaha, merk yang digunakan pada motor disel biasanya YANMAR type TS/TSC Daya maksimum 25Pk putaran 2200ppm. 2. bahan bakar : minyak disel solar jenis HSD (High Speed disel oil) 3. pemasukan bahan bakar : menggunakan pompa injeksi dikabutkan oleh nozzle 4. Pengatur putaran/ beban mesin: menggunakan governor mekanik 5. Sistem pelumasnan : Minyak pelumas didistribusikan kebagian mesin dengan bantuan pompa pelumas jenis trokoida. 6. Pendinginan mesin : ada yang menggunakan radiator ada yang menggunnakan tangki. Untuk menstart awal motor diselpada genset yang berada di KP 3 maupun di KM 3 P menggunakan engkol starter akan tetapi untuk menstart awal motor disel pada genset yang berada di BP (untuk rangkaian KA Esekutif) menggunakan motor starter dimana motor starter ini mendapat arus dari batrey. 3.1.3. Keuntungan penggunaan genset Penggunaan genset sebagai sumber tenaga listrik pada rangkaian kereta mempunyai beberapa keuntungan antara lain : 1. pemeliharaan instalasi maupun perawatan listrik sederhana karna di setiap kereta tidak memerlukan battrey, alternator, invertor, reftifier.
2. voltage dan arus yang ditimbulkan oleh genset hanya satu macam voltage dan arus bolak balik sehingga tidak mungkin terjadi kesalahan terhadap tegangan. 3. jika terjadi gangguan listrik akan segera mudah diatasi karna instalasinya memang cukup sederhana Kerugian penggunaan genset Kerugiaan penggunaan genset sebagai sumber gerak listrik yang memusat diantaranya adalah : 1. Bila salah satu kabel coupler antara kereta ada yang putus maka kereta yang terpisah akan padam. 2. jika terjadi gangguan mekanik kereta BP/KP 3/ KM 3 P yang mana kereta tersebut harus ditahan untuk perbaikan (contoh kerusakan mekanik adalah : roda los, rem macet) maka walupun pesawat genset tiad gangguan maka rangkaian kereta akan menjadi padam. 3.2 Komponen Generator Kereta bagasi dan pembangkit listrik dilengkapi dengan 2 set pembangkit tenaga listrik (genset) yang masing-masing mempunyai kapasitas 500KVA dengan tegangan 380V, 3phasa serta frekuensi 50Hz. Pembangkit tenaga listrik tersebut merupakan satu unit antara motor disel dan alternator yang dihubungkan melalui kopling otomatis. Berikut adalah gambar dari generator yang digunakan pada kereta api Gambar 1.1 Generator pada kereta api Untuk mengenal fungsi lebih
darigenerator sebaiknya kita tahu dahulu komponen pada generator tersebut Gambar 1.2 Komponen generator pada kereta api Keterangan Gambar : 1. Engine ass y 2. Alternator ass y 3. AC/DC Control Panel ass y 4. Base frame 5. Radiator Fungsi dari masing masing bagian genset : 1. Engine ass y : Suatu komponen yang mempunyai beberapa sistem: cooling system, fuel system, air system, dan lubicarting system, antara masing masing system saling mendukung, fuel akan diinjeksikan keruaang bakar setelah udara dikomperasikan agar menjadi proses pembakaran yang menghasilkan tenaga thermis, selanjutnya dengan mekanisme crankshat akan dirubah menjadi tenaga mekanis. Untuk mempertahankan agar temperatur engine selalu dalamrange kerja maka air pendingin akan disirkulasi melalui cooling system sedankan lubicartin system akan melumasi semua bagian komponen yang bergerak sehingga tidakterjadi keausan, 2. Alternator ass y : gabungan kutub magnet yang dinamakan Rotor. Gulungan kawat magnet yang dinamakan stator. Rangkaian dioda yang dinamakan rectifier. Alat pengatur voltase yang dinamakan regulator.
Dua kipas dalam ( internal Fan) untuk menghasilkan sirkulasi udara. menghasilkan arus bolak balik adalah alternator (AC generator), PLN dan lain lain. 3.. AC/DC Control Panel ass y : Alternating Current (Arus bolak balik) adalah arus yang mengalir dalam arah yang berubah - ubah. Dimana masing - masing terminal polaritasnya selalu berubah - ubah. Pada selang waktu Direct current (Arus searah) adalah arus yang mengalir dengan arah yang tetap (konstan), dimana masing - masing terminal selalu tetap polaritasnya. Misalkan sebagai kutub (+) selalu menghasilkan polaritas positif dan pada kutub (-) akan selalu menghasilkan polaritas negatif. 4. Base Frame : dengan generator listrik dalam satu dudukan ( base frame) yang kokoh dan terinstal dengan baik sehingga dapat dioperasikan dengan baik 5. Radiator : sebagai pendingin sebuah mesin atau lebih tepatnya lagi untuk menstabilkan suhu mesin agar selalu dalam keadaan normal. Dengan adanya radiator, panas berlebih pada mesin dapat dikurangi sehingga beban kerja mesin menjadi lebih ringan dan terhindar dari masalah engine overheat yang dapat membuat mesin berhenti seketika. 3.2.1. Sistem pendukung genset Dalam pengoprasianya suatu instalasi genset memerlukan sistem pendukung agar pendukung agar dapat bekerja dengan baik dan tanpa mengalami gangguan. Secara umum sistem-sistem pendukung tersebut dibagi menjadi 3 bagian, yaitu: 1. Sistem Pelumasan 2. Sistem Bahan Bakar 3. Sistem Pendinginan 3.3.2. Sistem Pelumasan Untuk mengurangi getaran antara bagian-bagian yang bergerak dan untuk membuang panas, maka semua bearing dan dinding dalam dari tabung-tabung silinder diberi minyak pelumas.
Fungsi dari system pelumasan : 1. memperkecil gaya gesek akibat hubungan bagian-bagian mesin yang bergerak. 2. memperkecil keausan. 3. mencegah karat. 4. sebagai pembersih 5. mencegah merembesnya sel pembakaran. 6. sebagai pendingin bagian-bagian mesin sebelah dalam supaya mesin tetap awet Cara Kerja Sistem Pelumasan Minyak tersebut dihisap dari bak minyak 1 oleh pompa minyak 2 dan disalurkan dengan tekanan ke saluran-saluran pembagi setelah terlebih dahulu melewati sistem pendingin dan saringan minyak pelumas. Dari saluran-saluran pembagi ini, minyak pelumas tersebut disalurkan sampai pada tempat kedudukan bearing-bearing dari poros engkol, poros jungkat dan ayunan-ayunan. Saluran yang lain memberi minyak pelumas kepada sprayer atau nozzle penyemperot yang menyemprotkannya ke dinding dalam dari piston sebagai pendingin. Minyak pelumas yang memercik dari bearing utama dan bearing ujung besar (bearing putar) melumasi dinding dalam dari tabung- tabung silinder. Minyak pelumas yang mengalir dari tempat-tempat pelumasan kemudian kembali kedalam bak minyak lagi melalui saluran kembali dan kemudian dihisap oleh pompa minyak untuk disalurkan kembali dan begitu seterusnya. Gambar 3.3 Sistem Pelumasan
Keterangan 1.Bak minyak 2. Pompa pelumas 3. Pompa minyak pendingin 4. Pipa hisap 5. Pendingin minyak pelumas 6. Bypass-untuk pendingin 7. Saringan minyak pelumas 8. Katup by-pass untuk saringan 9. Pipa pembagi 10. Bearing poros engkol (lager duduk) 11. Bearing ujung besar (lager putar) 12. Bearing poros-bubungan 13. Sprayer atau nozzle penyemprot untuk pendinginan piston 14. Piston 15. Pengetuk tangkai 16. Tangkai penolak 17. Ayunan 18. Pemadat udara (sistem Turbine gas) 19. Pipa ke pipa penyemprot 20. Saluran pengembalian 3.3.3 Sistem bahan bakar Masuknya air kedalam bahan bakar mungkin terjadi selama transpotasi penyimpanan atau pada saat dalam tangki kususnya dalam kelemababan tinggi fluktuasi temperature yang mencolok. Kandungan air yang tinggi menyebabkan korosi yang menumpuk jika dikombinasi dengan produk korosi dan sediment.dengan demikian mengarah pada masalah-masalah berbahaya dalam filter bahan bakar dan system injeksi. Pembentukan uap dan fluktasi tekanan dalam system tekanan rendah mungkin juga dibutuhkan. Dalam hal air laut terhadap tambahan pengaruh berbahaya dari garam yang tidak dapat dibuang dengan sempurna. Cara kerja system Bahan Bakar Ketika keran bahan bakar diputar ke posisi membuka maka bahan bakar akan mengalir ke pompa injeksi dengan melalui saringan bahan bakar terlebih dahulu. Saat mesin mulai berputar, pompa injeksi juga turut bekerja atau memompakan bahan bakar ke
injector melalui pipa tekanan tinggi. Tekanan bahan bahan bakar yang tinggi mengakibatkan pegas penahan katup nozzle di dalam injector terdesak (membuka nozzle) dan bahan bakar terinjeksikan ke dalam ruang bakar. Setelah proses injeksi bahan bakar selesai, maka katup nozzle akan menutup kembali karena adanya tekanan pegas pengembali. Gambar 3.4 sistem bahan bakar Keterangan : 1. Pompa penyemperot bahan bakar 2. Pompa bahan bakar 3. Pompa tangan untuk bahan bakar 4. Saringan bahar/bakar penyarinnan pendahuluan 5. Saringan bahan bakar/penyaringan akhir 6. Penutup bahan bakar otomatis 7. Injektor 8. Tanki 9. Pipa pengembalian bahan bakar 10. Pipa bahan bakar tekanan tinggi 11. Pipa peluap. 3.3.4 Sistem pendingin Hanya sebagian dari energi yang terkandung dalam bahan bakar yang diberikan pada mesin dapat diubah menjadi tenaga mekanik sedang sebagian lagi tersisa sebagai panas. Panas yang tersisa tersebut akan diserap oleh bahan pendingin yang ada pada dindingdinding bagian tabung silinder yang membentuk ruang pembakaran, demikian pula bagian-bagian dari kepala silinder didinginkan dengan air. Sedangkan untuk piston didinginkan dengan minyak pelumas dan panas yang diresap oleh minyak pendingin itu
kemudian disalurkan melewati alat pendingin minyak, dimana panas tersebut diresap oleh pendingin. Pada mesin diesel dengan pemadat udara tekanan tinggi, udara yang telah dipadatken oleh turbocharger tersebut kemudian didinginkan oleh air didalam pendingin udara (intercooler), Pendinginan sirkulasi dengan radiator bersirip dan kipas (pendinginan sirkuit) Cara Kerja Sistem Pendingin Pompa-pompa air 1 dan 2 memompa air kebagian-bagian mesin yarg memerlukan pendinginan dan kealat pendingin udara (intercooler) 3. Dari situ air pendingin kemudian melewati radiator dan kembali kepada pompa-pompa 1 dan 2. Didalam radiator terjadi pemindahan panas dari air pendingin ke udara yang melewati celah-celah radiator oleh dorongan kipas angin. Pada saat Genset baru dijalankan dan suhu dari bahan pendingin masih terlalu rendah, maka oleh thermostat 5, air pendingin tersebut dipaksa melalui jalan potong atau bypass 6 kembali kepompa. Dengan demikian maka air akan lebih cepat mencapai suhu yang diperlukan untuk operasi. Bila suhu tersebut telah tercapai maka air pendingin akan melalui jalan sirkulasi yang sebenarnya Gambar 3.5 Sistem Pendingin Keterangan secara otomatis.
1. Pompa air untuk pendingin mesin 2. Pompa air untuk pendinginan intercooler 3. Inter cooler (Alat pendingin udara yang telah dipanaskan) 4. Radiator 5. Thermostat 6. Bypass (jalan potong) 7. Saluran pengembalian lewat radiator 8. Kipas. 3.3 Perawatan pada Generator 3.3.2. Sistem pengamanan mesin. Sistem pengamanan mesin akan bekerja secara otomatis mematikan mesin apabila terjadi hal seperti berikut : 1. Tekanan pelumas kurang dari 1,5bar 2. Suhu pendingin mencapai 105C 3. Air dari radiator kurang dari batas minimum 4. fan radiator tidak bekerja 5. tegangan alternator terlalu tinggi 6. suhu ruang genset terlalu tinggi Pada saat terjadi mesin mati dengan sendirinya perhatikan lampu indikator yang menyalapada panel kontrolmesin maupun panel genset. Hal ini untuk memudahkan penyebab gangguan mesin. Pemeliharaan Mesin Pemeriksaan awal / inspeksi : 1. Ganti minyak pelumas dan saringanya. 2. Periksa koreksi ketinggian air pendinginpada radiator.
3. Periksa, koreksi kadaranti karat pada air pendingin. 4. Stel klep pada tiap-tiap silinder. 5. Periksa kondisi V-Belt kencangkan kembali. 6. Periksa ketinggian minyak pelumas pada oil bath filter 7. Periksa kekedapan dan kondisi dari saluran bahan bakar dan mnyak peluma, saluran masuk antara saringan udara dan mesin. 8. Periksa kekerasan ikatan mur dan baut exhaust flange dan manifold 9. Stelpemasangan karet mesin. Pemeliharan setiap 300 jam operasi : 1. Ganti baru minyak lumas dan saringannya. Pemeliharaan setiap 900 jam operasi : 1. Ganti baru minyak lumas dan saringannya 2. Periksa ketinggian air pendingin pada radiator 3. Periksa kadar anti karat pada air pendingin 4. periksa kondisi v-belt dan kencangkan kembali 5. Ganti baru minyak pelumas oil bath air filter bersihkan saringanya 6. Periksa kekedapan dan kondisi dari radiator, pipa dan slang air prndingin saluran bahan bakar dan minyak pelumas saluran masukantara saringan udara dan mesin 7. Periksa batre dan hubungan-hubungan kabelnya 8. Bersihkan elemen pada saringan pendahuluan bahan bakar 9. Ganti baru saringan bahan bakar Pekerjaan tambahan setiap tahun : 1. Beri gemuk pelumas pada roda gigi 2. Ganti baru pendingin. 3. Check Sheet
Pemeliharaan berkala kereta Berkala