4 Macam Ruang Pembakaran pada Mesin Berdasarkan Letak Valve

Ruang pembakaran adalah ruangan yang dilingkupi oleh permukaan bawah silinder head, permukaan atas silinder block dan permukaan atas piston, saat piston berada di titik mati atas (TMA). Ada bermacam-macam tipe ruang bakar sesuai dengan bentuk ruang bakar, letak valve intake, exhaust dan busi dengan tujuan agar diperoleh thermal efficiency yang maksimal. Umumnya, klasifikasi berikut ini disesuaikan dengan letak intake valve dan exhaust valve.

Macam-macam ruang pembakaran pada mesin berdasarkan letak valve:

  1. Over Head Valve Type

Intake valve dan exhaust valve dipasang di permukaan bagain atas silinder head. Dapat disebut juga tipe OHV atau tipe I – head. Ruang bakar tipe ini dibentuk agar berbentuk bulat (bola) agar dapat menghasilkan pusaran saat udara dikompresi. Oleh sebab itu, penyalaan dapat merata ke seluruh arah. Sehingga tipe ruang bakar ini lebih banyak digunakan.

  1. Side Valve Type

Letak intake valve dan exhaust valve adalah sejajar lurus disatu sisi silinder block. Tipe ini juga disebut tipe L – head. Bentuk ruang bakar adalah rata (flat) sehingga struktur silinder head lebih sederhana dan biaya manufacturing lebih murah dibandingkan dengan tipe over head walaupun efisiensi pembakaran lebih buruk, strukturnya juga lebih menguntungkan terutama untuk perawatan dan bongkar pasang silinder head. Sehingga ruang bakar tipe ini banyak digunakan.

  1. F – Head Type

Intake dan exhaust valve masing – maing dipasang pada silinder head dan pada sisi silinder block. Tipe ini adalah gabungan (perpaduan) dari tipe over head valve dan tipe side valve. Bentuk ruang bakar agak mirip dengan tipe side valve. Bagimanapun juga, mekanisme gerakan valve lebih komplek dibanding dengan tipe side valve. Sehingga tipe ini jarang digunakan.

  1. T – Head Type

Intake dan exhaust valve masing-masing dipasang secara terpisah di sisi dari silinder block. Tipe ini memudahkan udara masuk dan keluar. Sebaliknya, diperlukan waktu yang lebih lama untuk meratakan pembakaran dan pendinginan permukaan juga lebih besar sehingga efisiensi panas (thermal efficiency) lebih buruk. Karena itu, ruang bakar tipe ini sangat jarang digunakan.

Memahami Management Pengoperasian Alat Berat

Selanjutnya dengan asumsi bahwa unit yang dibeli sudah sampai ditempat kerja maka langkah selanjutnya adalah bagaimana melakukan menejemen pengoperasian yang baik. Ruang lingkup menejemen pengoperasian ini sebenarnya sebagian telah dipikirkan saat melakukan pemilihan alat berat. Yang menjadi permasalahan adalah bagaimana merealisasikan rencana kerja tersebut dengan selalu melakukan penyesuaian-penyesuaian dengan perubahan yang terjadi. Perubahan tersebut misalnya adalah kondisi lingkungan kerja yang selalu dinamis dan berkembang, faktor keselamatan dan target produksi yang ingin dicapai untuk satu periode tertentu.

Dengan pemahaman mengenai faktor yang mempengaruhi besarnya potensi keuntungan yang akan didapat seperti yang sudah dijelaskan diatas maka faktor kesiapan alat akan menjadi hal yang sangat penting. Dari sini hendaknya mulai difahami juga bahwa tidak mungkin didapat tingkat kesiapan alat yang tinggi tanpa adanya proses perawatan yang baik terhadap alat berat yang dioperasikan. Ini berarti bahwa harus terjalin pengertian yang baik antara bagian produksi yang bertanggung jawab untuk masalah menejemen pengoperasian dengan bagian perawatan yang bertanggung jawab untuk merawat alat berat tersebut.

Dalam malakukan menejemen pengoperasian alat berat terdapat faktor-faktor yang selalu secara konsisten harus dipertimbangkan. Faktor-faktor tersebut adalah:

  • Kondisi kesiapan alat. Untuk dapat merealisasikan semua rencana berkenaan dengan pengoperasian alat berat maka faktor kondisi dari alat tersebut akan sangat berpengaruh. Unit yang kondisinya tidak siap 100% tentunya tidak mungkin akan dapat menghasilkan kinerja 100% juga. Karena itu setiap operator harus memiliki kemampuan untuk bisa selalu memonitor kondisi unit yang dikendarainya. Selain itu kemampuan para teknisi juga harus diperhatikan agar dapat mengembalikan kondisi unit ke kondisi terbaiknya apabila terjadi penurunan unjuk kerja.
  • Metoda kerja. Hendaknya selalu menyesuaikan dengan kondisi dinamis dari medan yang dihadapi.
  • Ketrampilan operator. Hal ini tidak bisa ditawar lagi tentunya. Ketrampilan operator sangat berpengaruh terhadap produktivitas yang dihasilkan.
  • Cycle time, waktu siklus yang dimaksud disini adalah waktu yang dibutuhkan oleh alat berat untuk melakukan serangkain proses pada saat bekerja. Waktu siklus antara lain dipengaruhi oleh: medan kerja, jarak yang harus ditempuh atau material kerja yang dihadapi. Perubahan waktu siklus juga akan sangat mempengaruhi komposisi dan jumlah alat yang bekerja di satu lokasi.
  • Komunikasi antar para operator dilapangan, para operator dengan pengawas dan bagian perawatan juga harus menjadi bahan pertimbangan. Tanpa komunikasi yang baik maka tidak akan didapat kerjasama kelompok yang baik. Dalam suatu armada alat berat maka hasil yang diperoleh selalu merupakan hasil kerja sebuah kelompok.
  • Setelah semuanya bisa didapat yang berikutnya tidak boleh dilewatkan adalah bagaimana mengontrol semua proses pengoperasian yang sedang terjadi di lapangan. Sistem kontrol yang baik akan bisa menjaga konsistensi hasil kerja dan kekompakan kerjasama tim.

Tujuan dari management pengoperasian adalah mengoptimalkan produktivitas tiap alat berat yang dioperasikan agar selalu dapat memenuhi target produksi dengan biaya yang seoptimal mungkin.

Masalah Wiring Harness pada Mesin Alat Berat

Masalah wiring harness dapat pula terjadi pada machine atau engine. Periksa kondisi wiring, connector, dan fuse apakah terjadi open atau short.

Pin A dan B pada Service Tool Connector digunakan untuk power supply ke Communication Adapter. Power supply dapat saja terhubung ataupun tidak terhubung dengan ignition switch. Tegangan dapat diperiksa pada pin ini (pin A dan B).

Termination resistor dibahas pada gambar di atas.

Data link cable harus dipuntir (twisted) untuk mencegah RFI (Radio Frequency Interference).

Termination resistor normalnya terpasang pada sirkuit CAN data link. Bila komponen ini tidak terpasang, maka tidak akan mungkin untuk mem-flash ECM dengan file yang baru melalui CAN data link. Bila CAN data link terpasang pada engine atau machine, maka tidak perlu memasang termination resistor. Service literature tidak selalu menjelaskan mengenai perlunya terminating resistor pada engine CAN data link circuit.

Termination resistor dapat dibandingkan dengan 3408E HEUI engine hydraulic system sebagai analogi. Saat injector mati, gelombang tekanan terjadi dan akan kembali ke sistem dan akan mempengaruhi timing pada barisan injector yang berlawanan. Check valve dipasang pada sistem untuk mencegah pengaruh tersebut pada injector lain.

Pada cara yang sama, sinyal CAN mengalir melalui sirkuit dan dipantulkan kembali dari ujung sikuit yang menyebabkan sinyal yang salah memantul disekeliling sistem dan menyebabkan datanya rusak.

Termination resistor mencegah agar hal di atas tidak terjadi.

Kondisi pada Bahan Bakar yang Mempengaruhi Horsepower Engine

Kondisi fuel yang dapat berpengaruh terhadap engine diantaranya:

Specific Gravity
Specific gravity diesel fuel adalah berat fuel dengan jumlah tertentu dibandingkan dengan berat air dengan jumlah dan pada temperatur yang sama. Semakin tinggi specific gravity berarti semakin berat bahan bakar tersebut dan semakin besar energi atau horsepower yang dapat dihasilkan engine.

Specific gravity dapat diukur menggunakan fuel hydrometer. Pembacaan pada hydrometer menggunakan skala American Petroleum Institut (API). Skala API merupakan kebalikan dari specific gravity. Semakin besar derajat API menunjukkan semakin ringan bahan bakar tersebut, contoh bahan bakar yang ringan adalah minyak tanah memiliki derajat API sebesar 40-44. Nilai standar derajat API engine Caterpillar adalah 35 pada 60°F (SAE – J1995).

Pembacaan Hydrometer dipengaruhi oleh temperatur bahan bakar sehingga untuk mendapatkan nilai yang mengacu kepada standard pabrik, nilai aktual yang diperoleh harus dikoreksi menggunakan tabel koreksi yang terdapat pada Engine Performance Reference.

Bahan bakar yang ringan tidak akan menghasilkan horsepower maksimum tanpa dilakukan penyetelan pada bahan bakar system, namun untuk mengkompensasi kondisi tersebut penyetelan bahan bakar system tidak diperbolehkan karena umur komponen bahan bakar dapat menurun akibat berkurangnya efek pelumasan.

Bahan bakar yang terlalu berat mengakibatkan banyaknya deposit pada combustion chamber, sehingga dapat menimbulkan keausan yang tidak normal pada liner dan piston ring.

Temperatur Bahan bakar
Kenaikan temperatur bahan bakar pada daerah antara transfer pump dan fuel injection pump atau injector dapat mempengaruhi kemampuan engine. Kenaikan temperatur ini dapat disebabkan oleh radiasi panas dari komponen engine lainnya atau karena terhambatnya saluran kembali (return line) bahan bakar ke tangki.

Semakin tinggi temperatur bahan bakar maka spesific gravity– nya akan semakin rendah dan nilai panas yang terkandung didalam bahan bakar menjadi berkurang. Kenaikan temperatur yang diperbolehkan antara transfer pump dan fuel injection pump atau injector pada engine Caterpillar adalah 38°C (68°F). Apabila bahan bakar temperatur pada daerah ini melebihi nilai tersebut maka nilai horsepower harus dikoreksi menggunakan correction factor yang terdapat pada Engine Performance Reference.

Disamping berpengaruh terhadap horsepower, temperatur bahan bakar yang akan masuk ke fuel injection pump atau saluran bahan bakar (fuel gallery) juga sangat berpengaruh terhadap kekentalan bahan bakar (viscosity). Kekentalan merupakan ukuran dari hambatan cairan untuk mengalir. Kekentalan tinggi berarti bahan bakar terlalu kental dan akan sulit untuk mengalir. Bahan bakar dengan kekentalan yang yang tidak tepat (terlalu kental atau terlalu cair) dapat mengakibatkan kerusakan engine. Standar kekentalan (viscosity) bahan bakar yang akan masuk ke fuel injection pump sebesar adalah 1.4 – 20 centistokes (Cts).

Kekentalan bahan bakar yang terlalu tinggi dapat meningkatkan keausan pada gear train, cam dan follower fuel injection pump karena semakin tingginya tekanan untuk penginjeksian bahan bakar. Kekentalan bahan bakar yang terlalu rendah tidak dapat menyediakan pelumasan yang baik pada plunger, barrel dan injector. Pengabutan bahan bakar juga tidak menghasilkan pengabutan yang sempurna dan engine susah di-start.

Salah satu cara mengubah kekentalan bahan bakar pada daerah yang ekstrim seperti daerah dingin atau daerah yang terlalu panas adalah dengan cara memanaskan atau mendinginkan bahan bakar.

Apa Itu Tekanan Absolut dan Tekanan Gauge?

Dalam melakukan pengukuran tekanan terdapat dua macam pembacaan, yaitu:

Tekanan gauge: Tekanan yang besarnya tidak dipengaruhi oleh tekanan udara luar (tekanan atmosfir). Atau nilai yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada alat pengukur tekanan.

Tekanan absolut: Tekanan yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara luar.

Tekanan absolut= Tekanan gauge + Tekanan atmosfer.

Rumus fisikanya adalah: P = Pgauge + Patm, dimana P adalah pressure (tekanan).

tekanan gauge

Contoh:
Sebuah pressure gauge menunjukkan tekanan sistem sebesar 10 kg/cm², pada saat tekanan atmosfer 1,03 kg/cm², maka tekanan sistem yang sebenarnya adalah 11,03 kg/cm². Jadi tekanan absolut sistem adalah 11,03 kg/cm².

Contoh lain mengenai tekanan absolut dan gauge adalah: Tekanan udara yang ada pada ban mobil merupakan tekanan gauge. Sedangkan, bila ban mobil tersebut kempis total, maka tekanan gaugenya adalah nol, dan nilai tekanan absolut (tekanan mutlak) dalam ban tersebut sama dengan tekanan atmosfer (tekanan udara).

Hal lain yang perlu diketahui adalah: Semakin tinggi posisi suatu tempat, maka semakin rendah kerapatan udaranya. Sehingga, tekanan udaranya semakin rendah. Alat untuk mengukut tekanan udara tersebut namanya barometer. Pada kondisi normal, nilai tekanan udara di permukaan bumi adalah satu atmosfer. Dan satu atmosfer senilai dengan 76 cm Hg (centi meter kolom air raksa).

Firing Order dan Table Squence pada Motor Diesel

1. Firing Order
Firing order adalah urutan pembakaran yang terjadi pada engine yang mempunyai jumlah silinder lebih dari 1 (satu).

Contoh:
Engine dengan 4 silinder, mempunyai firing order (F.O) = 1 – 2 – 4 – 3, maka proses pembakaran dimulai dari silinder No.1, dilanjutkan silinder No.2, No.4 dan No.3.

Tujuannya adalah untuk meratakan hasil power, agar gaya yang ditimbulkan oleh piston seimbang (balance). Baik pada saat kompresi, maupun pembakaran, tidak menimbulkan puntiran pada getaran yang tinggi.

Pada 4 langkah motor diesel dengan 1 silinder, piston bergerak 4 kali, menghasilkan satu kali pembakaran. Atau dua kali putaran crank shaft, menghasilkan 1 kali pembakaran.

2. Table Squence
Adalah suatu table yang menyatakan urutan langkah dan urutan pembakaran yang terjadi pada engine, baik engine dengan satu silinder atau lebih.

  •  Tabel squence untuk 1 silinder

Beda langkah dari TDC ke BDC = 180º seperti gambar di atas.

  • Tabel squence untuk 4 silinder

tabel squence 4 silinder

Firing order (F.O) = 1 – 2 – 4 – 3.
fo 1243

Firing order (F.O) = 1 – 3 – 4 – 2.
fo 1342

c. Table squence untuk 6 silinder
FO 6 silinder

Firing order (F.O) = 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4.
beda langkah

fo 153624

Firing order (F.O) = 1 – 4 – 2 – 6 – 3 – 5.
fo 142635

Jenis Oli Hidrolik dan Oli Mesin pada Alat Berat

2 jenis oli yang digunakan pada alat berat adalah:

  1. OIi mesin (engine oil)
  2. Oli Hidrolik (hydraulic oil).

1. Oli Mesin (Engine Oil)
Oli mesin mempunyai kekentalan yang dinyatakan dalam SAE (Society of Automotive Engineering) dimana makin besar angkanya berarti oli mesin tersebut semakin kental. Misalnya SAE 10, SAE 20, SAE30 dll. Selain diklasifikasikan menurut kekentalannya, oli mesin jugs diklasifikasikan menurut penggunaan dan mutunya. Klasifikasi ini dinyatakan dalam API (American Petroleom Institute), dimana urutanya menggunakan abjad dari A dst. Semakin menjauhi A berarti oli semakin baik, contoh:

  • Untuk diesel engine digunakan klas CA, CB, CC, CD
  • Untuk gasoline engine digunakan klas SA, SB, SC, SD, SE, SF.

2. Oli Hidrolik (Hydraulic Oil)
Pada oli hidrolik mempunyai kekentalan dan klasifikasi sebagaimana oli mesin hanya saja tidak dinyatakan dalam angka SAE atau kode API service. Oli hidrolik mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

  1. Tidak bisa dimampatkan (uncompressible)
  2. Mudah mengalir (fluidity)
  3. Mempunyai sifat Fisika dan kimia yang stabil
  4. Mempunyai sifat melumasi
  5. Menjaga terjadinya karat
  6. Bersifat mudah menyesuaikan dengan tempat
  7. Harus dapat memisahkan kotoran.

Kerusakan Oli
Terjadinya kerusakan pada oli disebabkan antara lain oleh:

  • Kontaminasi: kerusakan oli karena ada pengaruh dari luar oli tersebut
  • Deteriorasi: kerusakan karena pengaruh dari dalam oli itu sendiri.

Terjadinya kerusakan pada kualitas oli akan menyebabkan kerusakan pada komponen dan terganggunya sistem. Cairan yang paling baik adalah oli hidrolik. Oli ini dirancang untuk memiliki semua sifat-sifat yang diperlukan di atas. Kekentalan adalah sifat oli yang harus diperhatikan. Viscosity adalah kemampuan fluida untuk mengalir dalam suatu selang waktu yang telah ditentukan. Satuan untuk kekentalan adalah centistokes atau SSU.

Kekentalan & Viscosity Oli
viskositas

Apabila suatu cairan lebih sulit mengalir dibandingkan cairan lain maka cairan tersebut memiliki viscositas yang tinggi.

kekeantalan vs viskositas

Viscositas ini sangat bergantung pada perubahan temperature. Oli yang baik tentunya diharapkan memiliki viscositas yang tidak banyak berubah terhadap temperature. Didalam system hidrolik jika oli yang digunakan tidak sesuai dengan persyaratan yang ditentukan oleh system hidrolik tersebut akan menimbulkan kerusakan-kerusakan atau gagal beroperasi. Misalnya jika oli terlalu encer maka akan terjadi kebocoran-kebocoran pada seal-seal. Jika oli terlalu kental maka kerja pompa hidrolik terlalu berat yang pada akhirnya akan merusak system.

viscosity index

Viscosity index adalah ukuran relative besar kecilnya perubahan viscositas terhadap temperature. Jika oli tersebut mudah berubah kekentalanya berarti oli ini memiliki viscositas index yang rendah. Sebaliknya jika oli tersebut kekentalannya lebih stabil terhadap perubahan temperature maka oli ini memiliki viscosity index yang tinggi.

Pompa Injeksi Bahan Bakar (Fuel Injection Pump) pada Mesin Diesel

Fungsi Pompa Injeksi Bahan Bakar secara Umum
Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump) berfungsi untuk mensuplai bahan bakar ke ruang bakar melalui nozzle dengan tekanan tinggi (max 300 kg/cm2). Bahan bakar yang diinjeksikan dengan tekanan tinggi tersebut akan membentuk kabut dengan partikel-partikel bahan bakar yang sangat halus sehingga mudah bercampur dengan udara dan lebih mudah untuk terbakar.

Lokasi Pompa Injeksi Bahan Bakar Mesin Diesel
Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump) pada diesel engine dengan susunan silinder tipe in-line biasanya terletak di bagian kiri atau kanan dari engine. Sedangkan pada V-engine biasanya diletakkan di tengah. Ada juga V-engine yang menggunakan dua buah pompa injeksi yang masing-masing diletakkan di bagian kanan dan kiri engine.

Klasifikasi Fuel Injection Pump
Pompa bahan bakar yang umum digunakan pada diesel engine putaran tinggi untuk automobile dan mesin-mesin konstruksi adalah tipe jerk pump system. Jerk berarti bergerak ke atas. Hal ini dikarenakan pompa ini menggunakan plunger yang bergerak ke atas pada saat memompa bahan bakar ke ruang bakar engine. Jerk pump system dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

klasifikasi fuel injection pump

klasifikasi fuel injection pump 2

Pompa injeksi bahan bakar tipe central diklasifikasikan ke dalam empat tipe, yaitu: tipe in-line, distributor, V, dan parallel. Tipe in-line digunakan pada diesel engine kelas menegah dan besar, dimana plunger-nya disusun segaris dengan jumlah sesuai dengan banyaknya silinder. Tipe ditributor kadang digunakan pada diesel engine ukuran kecil, dimana pada tipe ini, bahan bakar disuplai oleh satu buah plunger yang melayani semua silinder. Pada tipe V, plunger-nya disusun dengan bentuk V. Pada tipe parallel, dua buah in-line pump disusun secara parallel.

pompa injeksi separated

Pompa injeksi bahan bakar tipe separate diklasifikasikan ke dalam dua tipe, yaitu: tipe single dan tipe unit injector. Pada tipe single, camshaft-nya digunakan untuk memompa bahan bakar. Sedangkan pada tipe unit injector, antara injection pump dan injection nozzle-nya dijadikan satu.

injection pump

gambar potongan fuel injection pump

In-line injection pump merupakan salah satu tipe pompa injeksi bahan bakar yang paling luas digunakan pada diesel engine putaran tinggi. Sebagian besar model-model pompa injeksi bahan bakar dibuat di Jepang, dimana rancangan dasarnya berasal dari Robert Bosch Co. (Jerman). Pompa bahan bakar tersebut dibuat oleh ZEXEL dan Nippondenso Co. Di samping ditunjukkan gambar potongan sebuah pompa injeksi bahan bakar. Cara kerja dari pompa injeksi bahan bakar dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut. Bahan bakar yang telah dikirim oleh feed pump diinjeksikan ke dalam ruang bakar oleh pompa injeksi dan nozzle dengan cara ditekan oleh plunger yang bergerak ke atas. Pergerakan naik turunnya plunger tersebut diatur oleh camshaft (cam FIP). Camshaft yang terdapat pada pompa injeksi bahan bakar dihubungkan ke timing gear, sehingga penyemprotan bahan bakarnya dapat diatur waktunya. Control rack yang dihubungkan dengan governor berfungsi untuk memutar plunger guna mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan.

Berikut ini kode model untuk pompa injeksi tipe in-line (Bosch type)
kode bosch pump

Struktur dan Cara Kerja Pompa Injeksi Tipe In-Line
Semua model dari pompa injeksi bahan bakar pada dasarnya memilki struktur dan cara kerja yang sama. Berikut ini akan ditunjukkan beberapa contoh struktur dan cara kerja dari beberapa model pompa injeksi bahan bakar model A, model B, dan model P).

Forced fuel feeding unit of pump (Model A)
Forced fuel feeding unit of pump (Model A)
Pump element model A
Pump element model A
Forced fuel feeding unit of pump dan pump element (model P)
Forced fuel feeding unit of pump dan pump element (model P)

Proses Pengiriman Bahan Bakar
pump element parts model A

Rangkaian komponen yang terdiri atas plunger dan plunger barrel dinamakan dengan elemen pompa (pump element). Di atas telah ditunjukkan berbagai macam tipe pump element dari pompa injeksi bahan bakar. Plunger akan bergerak naik dan turun untuk mensupali bahan bakar. Plunger bergerak naik dan turun setiap satu kali gerakan camshaft. Tingginya pergerakkan dari plunger selalu tetap (berdasrkan camlift). Struktur plunger dan plunger barrel harus sangat presisi, sehingga mampu mengirimkan bahan bakar ke nozzle dengan tekanan yang cukup tinggi. Pergerakkan dari plunger ditunjukkan pada gambar di atas, baik pada pump element model A maupun model P memeilki prinsip kerja yang sama. Bahan bakar masuk dan keluar melalui lubang inlet/outlet port. Konstruksi plunger barrel tetap (fix) ke rumah pompa injeksi (pump housing). Plunger mengatur pengiriman jumlah bahan bakar (injection rate) dengan berputar. Perputaran dari plunger diatur oleh control rack (model A dan B) atau control rod (model P).

proses pengiriman bahan bakar

Pengaturan Jumlah Bahan Bakar yang Diinjeksikan
Bagian atas plunger (lead) terdapat suatu alur yang dinamakan dengan helical groove atau control groove yang berfungsi untuk mengatur banyaknya jumlah bahan bakar yang akan disuplai ke ruang bakar engine. Macam-macam dari bentuk alur yang terdapat pada kepala plunger ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

pengaturan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan

Pada gambar di atas ditunjukkan bahwa masing-masing tipe plunger memilki bentuk kepala plunger yang berbeda-beda. Kepala plunger atau lead dibagi menjadi dua tipe, yaitu right lead plunger dan left lead plunger. Pada right lead plunger, ketika plunger tersebut digerakkan ke kanan (searah jarum jam) (jika dilihat dari bawah plunger), jumlah bahan bakar yang disuplai akan meningkat. Pada left lead plunger, ketika plunger tersebut digerakkan ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam) jika dilihat dari bawah, maka suplai bahan bakar akan meningkat. Huruf R (right lead) dan huruf L (left lead) diukir pada bagian plunger sehingga kedua tipe plunger tersebut dapat diidentifikasi. Kepala plunger pada model B yang ditunjukkan pada gambar di atas mempunyai bentuk alur yang dinamakan dengan spiral control groove. Sedangkan pada model A dan P dinamakan straight groove.

pengaturan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan 2

Bahan bakar mulai diinjeksikan ketika plunger bergerak naik dan menutup dengan sempurna lubang inlet port pada plunger barrel (lihat gambar pada poin c). Penginjeksian bahan bakar berakhir ketika kepala plunger berhubungan dengan lubang outlet port (lihat gambar pada poin d). Pada pompa injeksi model A hanya memilki satu buah lubang saja yang digunakan sebagai tempat keluar dan masuknya bahan bakar (inlet port dan outlet port). Jarak pergerakan plunger selama melakukan proses pengiriman bahan bakar ini disebut sebagai langkah efektif (efective stroke). Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan (setiap pergerakan plunger) akan meningkat atau menurun jika terjadi perubahan pada besarnya langkah efektif plunger tersebut. Langkah efektif ditentukan oleh posisi relatif antara plunger dan barrel, dimana plunger barrel akan dalam posisi tetap sementara plunger akan bergerak naik-turun dan berputar.

Fungsi dan Cara Kerja Delivery Valve
Fungsi utama dari delivery valve adalah untuk mencegah aliran balik dan mengatur tekanan sisa bahan bakar. Ketika plunger pada pompa injeksi telah mencapai posisi titik mati atas, maka proses penginjeksian bahan bakar telah berakhir. Jika plunger dan pipa nozzle (pipa dengan tekanan tinggi) dihubungkan secara langsung, maka bahan bakar yang terdapat di dalam pipa nozzle akan terhisap ke arah pompa injeksi pada saat plunger bergerak turun. Jika hal ini terjadi maka akan berakibat terjadinya keterlambatan penginjeksian bahan bakar (akan terdapat jeda waktu yang cukup lama antara saat dimulainya pengiriman bahan bakar oleh plunger dengan saat dimulainya penginjeksian bahan bakar oleh nozzle) pada saat siklus berikutnya. Untuk mencegah hal ini, maka dipasanglah delivery valve diantara plunger dengan pipa nozzle. Delivery valve akan memutuskan hubungan antara plunger dengan pipa nozzle pada saat proses penginjeksian bahan bakar berakhir, untuk menghentikan seluruhnya aliran balik dari pipa. Delivery valve juga berfungsi untuk mencegah adanya tekanan sisa pada pipa saat penginjeksian berakhir. Tekanan sisa yang terdapat pada pipa nozzle jika dibiarkan akan berakibat bahan bakar yang diijeksikan oleh nozzle tidak akan berhenti dalam waktu yang tepat (terjadi keterlambatan waktu berakhirnya penginjeksian oleh nozzle). Kejadian ini akan menimbulkan tetesan (dribbling) bahan bakar dan terjadinya penginjeksian kedua (secodary injection). Untuk mencegah hal ini, delivery valve akan mengatur tekanan sisa pada pipa nozzle pada level yang tepat dengan cara menarik/menghisap bahan bakar tersebut. Proses penginjeksian bahan bakar akan berakhir pada saat retraction piston menutup lubang pada valve seat. Berakhirnya penginjeksian bahan bakar merupakan awal dari proses penarikan bahan bakar (retraction). Pada proses retraction inilah terjadinya penurunan tekanan pada pipa nozzle, sehingga proses penetesan bahan bakar (dribling) dan penginjeksian kedua (secondary injection) dapat dicegah. Proses bekerjanya delivery valve dapat dilihat pada gambar berikut ini:

cara kerja delivery valve

Fungsi dan Cara Kerja Dumping Valve
fungsi dumping valve

Ketika kecepatan pompa injeksi dalam mensuplai bahan bakar meningkat, gaya inersia yang timbul pada delivery valve akan menjadi besar. Hal ini menyebabkan terjadinya gerakan yang tidak stabil dan getaran (gelombang) pada delivery valve tersebut. getaran yang timbul pada delivery valve menyebabkan delivery valve akan membuka cukup lama, sehingga aliran balik bahan bakar akan semakin tinggi yang pada akhirnya akan mengurangi suplai bahan bakar yang diijeksikan. Untuk mencegah hal itu, sebuah valve stopper atau sebuah damping valve dipasang atau spring dengan kekuatan yang cukup tinggi dipasang pada pompa injeksi.

Camshaft pada Pompa Injeksi Bahan Bakar
Camshaft pada pompa injeksi bahan bakar digerakkan oleh roda gigi penggerak pada engine. Pada diesel engine 4 langkah, besarnya kecepatan putar camshaft pada pompa bahan bakar ½ putaran crankshaft pada engine. Pada diesel engine 2 langkah, besarnya kecepatan putar camsahft pada pompa bahan bakar sama dengan putaran crankshaft pada engine. Sebuah camshaft memilki beberapa cam sesuai dengan jumlah silinder pada engine. Sejumlah cam pada camshaft disusun berdasarkan urutan pembakaran pada silinder. Plunger pada pompa injeksi bahan bakar akan bergerak naik-turun oleh adanya perputarn dari camshaft ini.

Berikut ini ditunjukkan berbagai macam bentuk cam yang digunakan pada sebuah camshaft. Penggunaan bentuk cam disesuaikan dengan spesifikasi sebuah engine.

camshaft fuel injection pump

*** Artikel ini dipublikasikan untuk tujuan pendidikan dan membantu para mekanik dalam bekerja. Jika tidak berkenan silahkan hubungi kami. Terima kasih. ***

Prosedur Penyetelan Celah Katup Mesin (Valve Clearance)

Prosedur Penyetelan Celah Katup untuk Engine 6 Silinder (In-Line Engine)

Berikut ini dijelaskan mengenai prosedur penyetelan celah valve untuk engine dengan 6 silinder:

  • Buka penutup cylinder head
  • Putar crankshaft pada arah normal (searah jarum jam jika dilihat dari depan engine) dan posisikan silinder No. 1 ke posisi kompresi (piston pada posisi Titik Mati Atas). Sementara itu amati pergerakkan valve pada silinder No. 6. Luruskan pointer (3) dengan tanda TOP 1.6 pada vibration damper (2)
  • Pada saat piston silinder No. 1 mendekati posisi Titik Mati Atas (pada saat langkah kompresi), valve pada silinder No. 6 akan bersiap untuk bergerak (membuka)

adjusting valve clearence 2

  • Setel celah valve untuk valve-valve yang diberi tanda ● pada susunan valve di samping
  • Putar crankshaft pada arah normal sebanyak satu putaran, dan luruskan kembali tanda TOP 1.6 pada vibration damper (2). Kemudian setel celah valve untuk valve-valve yang diberi tanda O

adjusting valve clearence 3

  • Untuk menyetel celah valve, kendorkan lock nut (8) dan adjusment screw (7), masukkan feeler gauge (H) (dengan ukuran ketebalan sesuai dengan spesifikasi) diantara crosshead (6) dan rocker arm (5). Kemudian setel celah valve dengan cara memutar adjusment screw sampai mencapai celah yang diinginkan (feeler gauge dapat digerakkan dengan ringan)

adjusting valve clearence 4

  • Setelah diperoleh celah valve yang sesuai dengan standar, kencangkan kembali lock nut untuk mengunci adjusment screw. Pengencangan lock nut sesuai dengan torsi yang tercantum di dalam shop manual
  • Penyetelan celah valve di atas diaplikasikan pada engine 6 silinder dengan urutan pembakaran (combustion squence/firing order) 1-5-3-6-2-4
  • Besarnya celah valve disesuaikan dengan spesifikasi masing-masing engine.

Prosedur Penyetelan Celah Katup untuk Engine 12 Silinder (V-Engine)

adjusting valve clearence 5

  • Buka penutup rocker arm housing
  • Putar crankshaft dengan arah putaran normal (searah jarum jam jika dilihat dari depan engine), sambil diamati pergerakkan dari silinder R6
  • Posisikan silinder intake valve pada R1 ke posisi top kompresi (piston berada pada posisi Titik Mati Atas) dengan cara meluruskan tanda R1.6 TOP pada vibaration damper (1) dengan pointer (2)

adjusting valve clearence 6

adjusting valve clearence 7

  • Lakukan penyetelan celah valve (intake valve & exhaust valve) pada silinder R1 dengan cara mengendorkan lock nut (6) dan adjusment screw (5), masukkan feeler gauge (A) (dengan ukuran ketebalan sesuai dengan spesifikasi) diantara crosshead (4) dan rocker arm (3). Kemudian setel celah valve dengan cara memutar adjusment screw sampai mencapai celah yang diinginkan (feeler gauge dapat digerakkan dengan ringan)

adjusting valve clearence 8

  • Setelah diperoleh celah valve yang sesuai dengan standar, kencangkan kembali lock nut untuk mengunci adjusment screw. Pengencangan lock nut sesuai dengan torsi yang tercantum di dalam shop manual
  • Lakukan prosedur yang sama untuk silinder-silinder yang lain sesuai dengan firing order-nya, yaitu: R1-L1-R5-L5-R3-L3-R6-L6-R2-L2-R4-L4.

*** Artikel ini dipublikasikan untuk tujuan pendidikan dan membantu para mekanik dalam bekerja. Jika tidak berkenan silahkan hubungi kami. Terima kasih. ***

Sistem Suspensi pada Alat Berat Off-Highway Truck Caterpillar

Sistem suspensi pada Off-highway Truck Caterpillar terdiri dari empat cylinder suspensi yang berisi oli dan nitrogen.

Suspensi merupakan bagian yang penting dari TPMS (Truck Payload Monitoring System) dan pengisian (charging) cylinder suspensi harus benar agar sistem bekerja dengan baik.

cylinder suspensi kiri depan

Perbedaan utama antara dua jenis cylinder tersebut adalah pengunaan sebuah tabung (tube) untuk menahan gland pada posisinya dalam cylinder housing. Cylinder suspensi depan OHT 793B tidak memerlukan tabung tersebut. Cara kerja cylinder suspensi depan sama untuk semua truck.

Semua cylinder suspensi depan memiliki tiga wear ring – terdapat satu wear ring dalam setiap piston, gland dan cylinder housing.

Semua cylinder suspensi depan juga memiliki ball check valve dan dua buah orifice.

Noda hitam atau biru pada krom cylinder suspensi dapat diakibatkan oleh gesekan di antara rod dan wear ring. Noda tersebut dapat dihilangkan dan tidak mempengaruhi masa pakai cylinder suspensi. Semakin lama, wear ring akan tersaturasi dengan oli dan grease, dan friksi sehingga noda akan berkurang.

Rear Suspension Cylinder
silinder suspensi bealakang

Semua cylinder belakang memiliki sebuah wear ring, ball check valve dan orifice.

Cylinder suspensi belakang pada dasarnya sama untuk semua truck, kecuali beberapa diantaranya lebih besar dan beberapa dipasang terbalik (bagian yang di krom dibawah). Cara kerja cylinder suspensi belakang sama untuk semua truck.

Catatan:
Cylinder suspensi versi awal memiliki piston yang dipasang pada rod. Semua truck sekarang memiliki sebuah piston dan rod.

Suspension Cylinder
Kondisi Operasi
suspensi retract

Housing cylinder suspensi depan dipasang pada frame mesin. Rod dihubungkan dengan roda dan dapat bergerak keatas dan kebawah saat roda bergerak naik dan turun.

Kejutan yang dirasakan oleh roda depan dikendalikan oleh banyaknya aliran oli yang mengalir melalui orifice dan ball check valve. Pada saat dirasakan kejutan, roda akan bergerak ke atas, yang menyebabkan rod bergerak naik di dalam housing-nya.

suspensi extend

Saat kejutan menghilang, gerakan cylinder suspensi akan membalik. Berat dari roda dan axle, ditambah tekanan nitrogen, menggerakkan roda keluar dari housing.

Operasi Ball Check Valve dan Orifice
cara kerja suspensi

Di atas ditunjukkan penampang bagian dalam cylinder suspensi yang mendemonstrasikan operasi ball check valve dan orifice pada saat cylinder suspensi sedang mengkompresi atau memanjang.

Berikut ini proses operasi ball check valve dan orifice yang perlu dipahami oleh seorang mekanik alat berat:

  • Kejutan yang dirasakan oleh cylinder suspensi dikendalikan oleh banyaknya aliran oli yang mengalir melalui orifice dan ball check valve. Pada saat dirasakan kejutan, roda akan bergerak ke atas, yang menyebabkan rod bergerak naik dalam housing
  • Gerakan rod ke atas akan mengkompresi nitrogen. Kompresi nitrogen menggerakkan oli dari ruangan di dalam rod melalui orifice dan ball check valve ke rongga di antara rod dan housing
  • Pergerakan oli melalui ball check valve dan orifice memperlambat gerakan rod
  • Menutupnya ball check valve memberikan variabel spring rate dan menutupnya orifice mencegah kejutan cylinder
  • Saat kejutan menghilang, gerakan cylinder suspensi akan membalik. Berat roda dan axle ditambah tekanan nitrogen menggerakkan rod keluar dari housing
  • Saat rod bergerak ke bawah, volume oli dalam rongga antara rod dan housing berkurang dan oli berada di bawah tekanan. Tekanan oli menutup ball check valve. Oli harus mengalir melalui orifice ke ruangan dalam rod
  • Menutupnya ball check valve selama perentangan cylinder memberikan variable spring rate untuk suspensi. Cylinder diperbolehkan mengkompresi pada kecepatan yang lebih tinggi daripada kecepatan untuk memanjang. Pemanjangan cylinder yang perlahan mencegah roda agar tidak terdorong secara cepat ke tanah yang dapat mengakibatkan perjalanan yang keras/kasar
  • Saat rod bergerak turun, orifice bawah ditutup dan aliran oli berkurang. Orifice yang lainnya akan menutup secara perlahan saat rod bergerak turun lebih jauh, yang akan mengurangi aliran oli lebih lanjut. Cylinder suspensi belakang hanya memiliki sebuah orifice
  • Menutupnya orifice akan mencegah rod menyentuh kepala cylinder (untuk cylinder suspensi depan) atau bagian bawah housing (untuk silinder suspensi belakang) dengan kejutan.