Data Komponen Suspensi Depan Dump Truck Komatsu HD 785-7

Berikut ini adalah penjelasan mengenai komponen-komponen yang terdapat pada suspensi depan dump truck Komatsu seri HD 785-7 beserta dengan gambar tekniknya:

  1. Feed valve
  2. Cylinder
  3. Rod
  4. Valve (for bleeding air and mounting pressure sensor)
  5. Air bleeding valve
  6. Tube
  7. Air cylinder
  8. Valve assembly.

A: Port
B: Port

standar value front suspension hd 785-7

Structure and operation

cara kerja suspensi depan hd 785-7 1

Suspension cylinder bekerja sebagai peredam kejut (shock absorber) dan spring. Bagian dalam cylinder dibagi menjadi gas chamber A yang diisi dengan gas nitrogen dan oil chamber B yang diisi dengan oli. Oil chamber B dan oil chamber C dihubungkan dengan tube (6) dan valve body (8).

a. Nitrogen gas
Saat unit sedang travel, roda akan mengikuti ketidakrataan permukaan jalan dan beban yang terjadi dalam pergerakan naik turun akan diterima oleh suspension cylinder. Saat hal ini terjadi, volume nitrogen didalam gas chamber A akan berubah secara elastis sesuai beban yang diterima, untuk menyerap beban tersebut. Gas nitrogen terjebak di antara rod dan oli, sehingga akan selalu menjadi tumpuan yang menerima pressure sebagai penghubung terhadap beban dari luar, sehingga bekerja sebagai air spring.

cara kerja suspensi depan hd 785-7 2

b. Principle of generation of damping force
Didalam valve body (8) terdapat orifice plate (8a) and leaf springs (8b) and (8c), untuk menghambat flow oli diantara oil chamber B dan oil chamber C, sehingga menimbulkan gaya redam (damping force).

i. Action when retracting
Saat gas nitrogen ditekan oleh external force yang timbul dari permukaan, oli di dalam oil chamber B mengalir melalui valve (8) dan tube (6) menuju oil chamber C. Oli yang mengalir melalui valve dari arah Z menuju orifice plate (8a) akan diperkecil alirannya dengan 4 buah orifice untuk menimbulkan damping force.

ii. Action when extending
Saat external force yang timbul dari permukaan jalan berkurang, pressure gas nitrogen akan menggerakkan keluar rod (extend), dan oli dalam oil chamber C lewat melalui tube (6) and valve (8) dan mengalir menuju oil chamber B. Oli di dalam valve mengalir dari arah X dan lewat melalui 2 buah orifice dari orifice plate (8a) untuk menimbulkan damping force.

cara kerja suspensi depan hd 785-7 3

c. Variable shaft mechanism
Di dalam valve body, terdapat bypass circuit D pada sisi sebelum dan setelah orifice plate (8a), sehingga flow oli dibagi menjadi oli yang mengalir melalui orifice plate (8a) dan oli yang mengalir melalui bypass circuit D.

Oli yang mengalir melalui bypass circuit D lewat melalui shaft dengan 2 buah orifice disekelilingnya, dan mengalir menuju oil chamber C atau oil chamber B sesuai dengan saat retracting atau extending. Shaft dihubungkan dengan air cylinder yang bekerja berdasarkan signal dari retarder controller, dan ukuran orifices secara otomatis berubah untuk menyesuaikan dengan kondisi unit. Damping force dapat diatur pada tiga level (MEDIUM, HARD, SOFT) sesuai dengan ukuran orifice yang dilewati oleh oli.

cara kerja suspensi depan hd 785-7 4

Sistem Suspensi Alat Berat Dump Truck Komatsu HD 785-7

Gambar di atas merupakan gambar diagram sistem suspensi dump truck Komatsu HD 785-7. Adapun komponen-komponen yang melekat pada suspensi tersebut ditunjukkan oleh angka sebagai berikut:

  1. Front suspension cylinder
  2. Radius rod (Upper rod)
  3. Rear suspension cylinder
  4. Radius rod (Lower rod)
  5. Arm (A-frame).

Outline

  • Pengertian suspensi alat berat: Suspension system sebagai penyangga berat unit, dan penyerap kejutan yang timbul dari permukaan jalan yang tidak rata, serta untuk memberikan kenyamanan operasi bagi operator. Suspensi pada alat berat juga untuk mempertahankan kestabilan unit dengan memastikan bahwa keempat roda selalu menyentuh tanah. Sehingga memungkinkan unit dapat memperlihatkan semua kemampuannya, Misal saat akselerasi, mengerem, dan berbelok meskipun bergerak dengan kecepatan tinggi
  • Hydro pneumatic cylinders digunakan sebagai suspension cylinder untuk mengurangi kejutan
  • Cara kerja suspensi alat berat adalah: Pada hydro pneumatic cylinders, suspension cylinder diisi (sealed) dengan oli dan gas nitrogen. Yang bekerja sebagai peredam kejut (shock absorber) (spring & damper) dengan menyusutkan (contracting) dan memuaikan (expanding) gas nitrogen dan oli untuk meredam beban dari permukaan jalan. Sebagai opsional pada fungsi tersebut, front suspension dilengkapi dengan automatic suspension system
  • Pada sistem suspensi alat berat, kekuatan suspension secara otomatis dirubah dengan pemilihan dumping force untuk menyesuaikan dengan kondisi jalan dan beban. Sehingga meningkatkan kestabilan dan kenyamanan operasi.

Fungsi Suspensi pada Alat Berat

Jenis suspensi pada alat berat dump truck ada 2 macam, yaitu suspensi depan dan suspensi belakang. Keduanya memiliki fungsi dan cara kerja yang berbeda tetapi mirip.

fungsi suspensi 1

  1. Front suspension

Front suspension cylinder berfungsi sebagai peredam kejut (shock absorber) dan spring, yang dihubungkan dengan spherical bearings terhadap lower arm (A frame) dan mainframe. Roda bergerak naik dan turun sesuai dengan gerakan memanjang (retraction) dan memendek (extension) suspension cylinder untuk mempertahankan kesejajaran roda dan meningkatkan kestabilan unit.

fungsi suspensi 2

  1. Rear suspension

Differential housing menyangga frame dan dihubungkan dengan 2 buah radius rod pada bagian bawahnya dan 2 buah inverted-V-shaped rod pada bagian bawahnya serta 2 buah suspension cylinders. Sebagai penghubung kedua sisi ujung rod digunakan spherical bearings untuk menyalurkan beban dan tenaga penggerak melalui top dan bottom rod. Inverted-V–shaped rod pada bagian atas juga berfungsi untuk mempertahankan titik tengah (center) unit (axle): Pemasangan inverted-V-shaped link juga meningkatkan rolling steering characteristics.

Gambar Diagram Suspensi Belakang Dump Truck Komatsu HD785-7

Pada gambar di atas ditunjukkan gambar diagram suspensi belakang dump truck Komatsu HD785-7. Adapun nama dari komponen-komponen yang melekat di dalamnya ditunjukkan sesuai nomor sebagai berikut:

  1. Feed valve
  2. Cylinder
  3. Rod
  4. Valve (for bleeding air and mounting pressure sensor)
  5. Ball.

standar value rear suspension hd 785-7 1

standar value rear suspension hd 785-7 2

  1. Valve (for bleeding and mounting pressure sensor)
  2. Cavity
  3. Check ball
  4. Orifice
  5. Orifice
  6. Oil chamber
  7. Nitrogen gas chamber
  8. Cylinder rod
  9. Cylinder
  10. Feed valve.

a: When extending
b: When retracting

Structure and operation
Suspension cylinder berfungsi sebagai peredam-kejut (shock absorber). Saat oli yang jumlahnya tetap mengalir dari oil chamber (6) melalui orifice (4) and (5) menuju cavity (2), maka oli akan dihambat alirannya oleh orifice untuk menimbulkan shock-absorbing effect.

a) Retracting action
Saat unit sedang travel dan menabrak gundukan atau menginjak sesuatu diatas permukaan jalan, roda akan tertekan ke atas dan cylinder rod akan tertekan masuk ke dalam cylinder. Saat hal ini terjadi, gas nitrogen di dalam chamber (7) akan tertekan, oli dalam chamber (6) kemudian dialirkan melalui kedua orifice (4) dan (5) menuju cavity (2), dan cavity (2) akan terisi lebih cepat dari pada saat extending.

b) Extending action
Saat unit telah melewati gundukan atau sesuatu di atas permukaan jalan, cylinder rod akan tertarik ke atas (keluar) karena berat roda dan axle serta pressure gas nitrogen di dalam chamber (7). Akibatnya, jumlah oli dalam cavity (2) akan berkurang, dan pressure akan terjadi pada oli yang tersisa dalam cavity (2). Pressure oli akan menutup orifice (4) dengan check ball (3), dan oli dialirkan menuju chamber (6) hanya melalui orifice (5), sehingga flow oli yang lewat melalui orifice diatur sehingga lebih sedikit dari pada saat retraction. Dengan demikian, jumlah oli yang kembali menuju chamber (6) akan dihambat untuk menimbulkan shock absorbing effect.

Diagnosis Trouble pada Alat Berat menggunakan Cat ET

Sumber masalah komunikasi dapat dikelompokkan dalam lima hal, seperti berikut ini:

  • Communication Adapter: Hardware atau software
  • Cables: Open atau short circuit
  • PC: Masalah pada komputer, hardware atau software
  • Cat ET Preferences: Preferences tidak diset dengan benar
  • Application System: Power supply, data link wiring, connector, fuse, ECM problem, flash file.

PC driver terpasang secara otomatis saat instalasi Cat ET software.

Flash file (firmware) juga dimuat kedalam PC oleh Cat ET software, akan tetapi biasanya pada saat instalasi akan ditanyakan apakah akan disertakan atau tidak pada saat instalasi.

CATATAN: Jangan dibingungkan dengan penyimpanan flash file software (firmware) dan proses flashing.

Perhatikan tanda-tanda kerusakan pada konektor dan body-nya. Ganti dengan alat lain bila memungkinkan, untuk memastikan problem.

Periksa alat dari kerusakan fisik, lihat pin dan konektornya.

Periksa apakah terdapat arus listrik menuju Comm Adapter II, dengan cara memperhatikan lampu suplai tenaga (power, panah).

Problem yang paling umum adalah keyswitch. Keyswitch harus di-ON-kan dan panel warning light (lampu peringatan pada panel) menunjukkan adanya arus menuju sistem.

troubleshooting et 2

Data link cable terkini tahan terhadap kemungkinan kelemahan dibandingkan dengan jenis sebelumnya. Jenis ini telah diperkuat pada sekitar connector (panah) cable entry.

Kerusakan pada cable dapat menyebabkan dua masalah dasar: tidak ada arus menuju Communication Adapter, yang mengarah ke tidak adanya komunikasi, atau data link problem yang juga menyebabkan tidak terjadi komunikasi.

Metoda sederhana untuk men-troubleshoot kabel adalah dengan cara menukar kabel dengan kabel yang lain yang sama.

Bila digunakan kabel yang bukan data link cable standar dengan CAN data link, dan lebih panjang dari spesifikasi normal, CAN communication problem dapat terjadi.

CATATAN: Communication Adapter I data link cable yang lebih panjang dapat digunakan dengan Communication Adapter II. Akan tetapi, CAN tidak akan berfungsi karena CAN connection tidak terdapat pada kabel jenis ini.

troubleshooting et 3

Karena berbagai sebab, comm port dapat menjadi tidak aktif. Sebagai contoh, Palm Pilot computer atau Smart Board software saat dipasang pada Laptop computer dapat menyebab- kan comm port menjadi tidak aktif untuk Cat ET communication. Infrared port dapat pula menyebabkan konflik dengan comm port. Atau karena memang comm port belum diaktifkan sebelumnya.

USB/Serial Adapter driver dipasok bersama dengan adapter. Software ini harus dipasang sebelum mengunakan adapter. Juga periksa pemilihan comm port untuk adapter pada Cat ET preferences. USB adapter akan menggunakan port yang berbeda dengan yang diguna- kan serial cable sebelumnya.

Kadang-kadang saat menggunakan Dataview akan terjadi konflik antara Cat ET dengan PC Comm Port. Bila digunakan driver Dataview yang terbaru, hal ini tidak akan terjadi.

troubleshooting et 4

Saat mentroubleshoot masalah komunikasi antara PC dan Cat ET, layar/tampilan informasi di atas dapat berguna. Informasi pada layar memberikan sumber informasi mengenai PC dan sistem aplikasi

Tekan Ctrl + I untuk mengakses informasi di atas.

Kemungkinan lain dari timbulnya masalah komunikasi adalah pemilihan Communication

Adapter atau comm port yang tidak tepat.

CATATAN: Bila USB adapter dipasang pada serial cable, perubahan pada preferences harus dilakukan untuk pilihan comm port yang baru. Baud rate juga perlu diubah bila Communication Adapter I digunakan dengan USB adapter.

Preferences juga dapat dipilih melalui menu Communication Adapter Toolkit, tanpa menjalan kan program Cat ET saat troubleshooting.

Bila keyswitch pada posisi OFF, ECM tidak akan di-energize dan komunikasi tidak akan terjadi. Service Tool Connector tidak mendapatkan suplai arus untuk Communication Adapter (ini ber variasi tergantung application wiring arrangement).

Pastikan pula battery master switch pada posisi ON.

Kesimpulan:

  • ECM dan Service Tool Connector (untuk Communication Adapter) harus mendapatkan suplai arus agar dapat berkomunikasi
  • ECM harus mempunyai flash file yang benar agar dapat berkomunikasi. Gunakan WinFlash untuk memastikan file ini ada dan tidak rusak
  • Bila tegangan dari battery melebihi 40 Volt, ECM akan dimatikan untuk mencegah kerusakan lebih lanjut. Kondisi ini dapat disebabkan kerusakan pada alternator voltage regulator
  • Tegangan sirkuit yang tinggi (>40 volt) akan menyebabkan engine mati (shutdown) dan terjadi kegagalan komunikasi dengan Cat ET.

Diagram Accumulator Charging Valve pada Dump Truck HD 785-7

Accumulator charging valve memiliki berbagai komponen di dalamnya. Masing-masing komponen mempunyai fungsi tersendiri ketika mesin sedang beroperasi. Berikut ini keterangan pada diagram accumulator charging valve di atas yang menjelaskan nama dan letak masing-masing komponen di dalamnya:

ACC: To accumulator

P: From hydraulic pump

PP: From accumulator (accumulator pressure)

T: To brake system tank

H1: Relief valve

R1: Relief valve

R3: Main relief valve.

Specification
Cut in pressure: 11,8 MPa {120 kg/cm2}
Cut out pressure: 20,6 MPa {210 kg/cm2}.

Fungsi

  • Accumulator charging valve bekerja untuk mempertahankan pressure oli dari pump pada specified pressure dan menyimpannya dalam accumulator
  • Saat mencapai specified pressure, oli dari pump dihubungkan dengan circuit drain untuk mengurangi load pump

accumulator charge valve 2

  1. Main relief valve (R3)
  2. Valve body
  3. Relief valve (R1)
  4. Relief valve (H1)
  5. Filter
  6. Filter.

Accumulator charging valve
Operation
When no oil is being supplied to accumulator (cut-out condition)

accumulator charge valve 3

  • Pressure pada port B lebih tinggi dari set pressure relief valve (R1), maka piston (8) akan dipaksa ditekan ke atas oleh pressure oli pada port B. Poppet (6) menjadi terbuka, port C dan port T menjadi berhubungan.
  • Karena spring chamber pada sisi kanan spool (15) dihubungkan dengan port C relief valve (R1), maka pressurenya akan turun menjadi brake oil tank pressure. Oli dari pump masuk port (P), mendorong spool (15) ke kanan dengan besar pressure yang hampir sama dengan installing load of spring (14).
  • Oli juga lewat melalui orifice (17), (18) dan (16), dan mengalir kembali ke brake oil tank.

When oil supplied to accumulator

1) Cut-in condition

accumulator charge valve 4

  • Saat pressure pada port B lebih rendah dari set pressure relief valve (Rl), maka piston (8) tertekan balik ke bawah oleh spring (5)
  • Valve seat (7) dan poppet (6) menjadi menutup rapat, port C dan port T tidak berhubungan. Spring chamber pada sisi kanan spool (15) juga tidak berhubungan dengan port T, Sehingga pressure akan naik, demikian juga pressure pada port P
  • Saat pressure pada port P naik diatas pressure pada port B (accumulator pressure), proses pengisian oli ke dalam accumulator segera dimulai. Kondisi ini ditentukan oleh besarnya diameter orifice (17) dan perbedaan pressure (hampir sama dengan load spring (14)) yang terjadi pada kedua sisi orifice. Sehingga sejumlah oli yang sama akan disupplaikan tanpa dipengaruhi oleh engine speed.

2) When cut-out pressure is reached

accumulator charge valve 5

  • Saat pressure pada port B (accumulator pressure) mencapai set pressure relief valve (R1), poppet (6) bergerak keatas meninggalkan valve seat (7), sehingga flow oli dihubungkan dengan port drain T dan circuit dibebaskan
  • Saat circuit dibebaskan, terjadi perbedaan pressure antara di atas a dan di bawah piston (8), sehingga piston (8) bergerak keatas, poppet (6) dipertahankan terbuka, port C dan port T tetap berhubungan
  • Spring chamber pada sisi kanan spool (15) juga dihubungkan dengan port C pada relief valve (R1), sehingga pressurenya menjadi turun sama dengan brake oil tank pressure
  • Pressure pada port P turun dengan cara yang sama, sampai pressurenya menjadi sebanding dengan installing load of spring (14), sehingga supply menuju port B akan berhenti.

Main relief valve (R3)

accumulator charge valve 6

Jika pressure pada port P (pump pressure) naik di atas set pressure relief valve (R3), oli dari pump mampu menekan spring (3). Ball (11) terdorong terbuka ke atas dan oli dari pump dibebaskan menuju brake oil tank circuit, dengan demikian akan membatasi maximum pressure dalam brake circuit dan melindungi circuit dari keabnormalan high pressure.

Mengatasi Suara Keras Ngelitik dari Bagian Valve Mesin Diesel

Menelisik kemungkinan-kemungkinan penyebab suara keras/ngelitik/clicking pada katup mesin diesel tidaklah mudah, karena ada berbagai penyebab. Berikut ini rangkuman penyebab terjadinya suara keras ngelitik pada valve beserta dengan solusinya:

  1. Kerusakan pada valve spring atau lock

Solusi: Ganti dengan part baru, lock yang rusak dapat menyebabkan valve masuk ke dalam cylinder dan merusak banyak komponen.

  1. Pelumasan yang tidak cukup

Solusi: Periksa pelumasan di sekitar valve. Aliran oli pelumas harus kuat pada saat engine high idle tetapi alirannya akan lemah pada saat low idle. Saluran oli harus bersih dari kotoran, khususnya saluran yang mengarah ke cylinder head.

  1. Valve lash terlalu longgar

Solusi: Setel valve, agar kencang dan normal.

  1. Kerusakan pada valve

Solusi: Ganti valve yang rusak dan setel ulang valve.

Faktor Penyebab Mesin Diesel Keluar Asap Putih dan Solusinya

Inilah kemungkinan-kemungkinan faktor penyebab keluarnya asap putih pada knalpot mesin diesel beserta dengan solusinya:

  1. Oli engine terlalu banyak

Solusi: Jangan mengisi oli engine terlalu banyak. Bila oli engine di crankcase bertambah, periksa fuel pada crankcase. Lakukan perbaikan atau pergantian komponen bila diperlukan.

  1. Misfiring atau engine jalanya pincang

Solusi: Refer ke problem misfiring.

  1. Fuel injection timing salah

Solusi: Lakukan pengejasan timing.

  1. Terdapat coolant pada ruang bakar

Solusi: Adanya coolant pada ruang bakar dapat menyebabkan asap putih. Pecahnya cylinder head atau liner. Juga bila gasket cylinder head rusak akan menyebabkan hal yang sama, yaitu firing atau engine jalannya kasar.

Cara Kerja Differential Steering System beserta Fungsinya

Differential steering system digunakan pada challenger tractor dan opsi pada beberapa model track type tractor. Differential steering berfungsi untuk menyamakan distribusi tenaga menuju drive wheel.

Differential steering membagi tenaga secara merata ke kedua axle saat machine bergerak maju (lurus). Saat berbelok, steering motor akan bekerja sehingga kecepatan salah satu track akan meningkat dan track yang lainnya akan melambat secara proporsional (sebanding).

Pada gambar di atas memperlihatkan hubungan antar komponen pada differential steering system.

Differential steering system terdiri dari tiga buah planetary gear set, yaitu:

  1. Steering planetary set
  2. Drive planetary set, dan
  3. Equalizing planetary set.

Pada sistem ini terdapat dua suplai tenaga yaitu:

  1. Transmission
  2. Steering motor.

Steering motor merupakan bagian dari closed loop hydraulic system dan tidak akan berputar dan tidak berputar kecuali bila steering control digerakkan.

Sun gear pada ketiga planetary set terhubung dengan center shaft dan ketiganya berputar dengan kecepatan yang sama. Ring gear pada equalizing planetary set selalu diam karena diikatkan pada brake housing sebelah kanan.

Axle shaft sebelah kiri displinekan ke carrier pada steering planetary set sedangkan axle shaft kanan displine ke carrier equalizing planetary set.

Bergerak Lurus

differential steering bergerak lurus

Tenaga dari transmission masuk melalui pinion dan bevel gear set. Bevel gear shaft di-spline ke drive carrier, yang akan membagi tenaga ke drive ring gear dan drive sun gear. Tenaga lalu dialirkan melalui planetary gear.

Tenaga yang melewati drive ring gear memiliki kecepatan yang rendah dengan torsi yang besar. Drive ring gear secara langsung dihubungkan dengan steering carrier, yang terhubung dengan outer axle sebelah kiri.

Tenaga dari sun gear memiliki kecepatan yang tinggi dengan torsi yang rendah dan diteruskan melalui center shaft menuju equalizing sun gear. Equalizing planet gear bergerak menelusuri ring gear yang diam, dan akan menggerakkan carrier. Gerakkan carrier akan lebih lambat dari sun gear, tetapi memiliki torsi yang lebih besar. Equalizing carrier terhubung dengan outer axle kanan.

Karena perbandingan gear telah dirancang sedemikian rupa sehingga axle kiri dan kanan berputar pada kecepatan yang sama dan menghasilkan torsi yang sama pula, pada saat tidak ada input tenaga selain dari transmission.

Cara Kerja Differential saat Kendaraan Berbelok Kiri

differential steering belok kiri

Differential steering system menggunakan tenaga dari hydraulic motor untuk menaikkan kecepatan gerak salah satu track dan secara proporsional menurunkan kecepatan track lainnya. Perbedaan kecepatan putar track akan menyebabkan machine berbelok. Kecepatan dan arah putar dari steering motor ditentukan oleh steering control. Bila steering motor berputar cepat maka radius belok machine menjadi lebih kecil.

Saat berbelok, transmission akan menyuplai sebagian besar tenaga menuju sistem. Steering motor akan bekerja dan memutar kan steering ring gear. Steering motor dihubungkan dengan ring gear melalui pinion dan bevel gear set.

Putaran steering motor akan menyebabkan ring gear berputar berlawanan arah dengan carrier. Hal ini akan memperlambat putaran axle kiri. Planet gear akan bergerak menelusuri ring gear dengan kecepatan yang lebih tinggi. Planet gear akan meneruskan putaran yang lebih tinggi menuju sun gear, sehingga sun gear bergerak lebih cepat. Akibatnya, sisi kanan machine akan bergerak lebih cepat. Begitulah cara kerja gardan saat jalan belok kiri/kanan.

Counter Rotation

differential steering counter rotation

Counterrotation adalah suatu pergerakkan machine dimana kedua track bergerak berlawanan arah, sehingga machine akan berputar/berbelok di tempat. Hal ini akan meningkatkan kemampuan maneuver pada area yang terbatas, bukan situasi yang produktif.

Counterrotation terjadi apabila steering control digerakkan sementara transmission dalam kondisi netral, sehingga input gerakkan hanya dari steering motor saja. Tenaga dari ring gear di teruskan ke carrier dan sun gear.

Spesifikasi Bahan Bakar yang Ideal untuk Mesin Diesel

Beberapa keuntungan yang terdapat pada diesel engine, diantaranya adalah kualitas bahan bakar yang digunakan dan konsumsi bahan bakarnya lebih rendah dibandingkan dengan gasoline engine. Dengan kata lain diesel engine lebih ekonomis.

Meskipun demikian bukan berarti kita dapat menggunakan bahan bakar dengan kualitas yang jelek. Bahan bakar yang digunakan pada diesel engine kecepatan tinggi untuk automobile dan lain-lain harus beberapa persyaratan sehingga daya guna engine selalu dapat dipertahankan dan akan memperpanjang umur komponen pompa injeksi bahan bakarnya.

Bahan bakar yang digunakan pada diesel engine harus memenuhi beberapa persyaratan sebagai berikut:

  • Bahan bakar tersebut harus bersih dari partikel-partikel kotoran
  • Bahan bakar tersebut harus cocok kekentalannya
  • Bahan bakar tersebut harus mudah untuk dinyalakan
  • Bahan bakar tersebut harus memilki titik didih yang sesuai.

Sifat Bahan Bakar pada Diesel Engine

Berikut ini adalah sifat-sifat yang harus dimilki oleh bahan bakar yang digunakan pada diesel engine.

  • Kekentalan (viscosity)

Kekentalan bahan bakar merupakan salah satu faktor penting yang harus dipertimbangkan. Jika bahan bakar yang kita gunakan pada diesel engine terlalu kental, maka bahan bakar tersebut tidak akan dapat mengalir dengan cukup lancar di dalam saluran bahan bakar. Dengan alasan tersebut, kerja dari pompa injeksi akan tidak maksimal, efisiensinya akan rendah. Selain itu, ketika bahan bakar tersebut diinjeksikan, partikel-partikel yang terbentuk akan berukuran besar sehingga akan menyebabkan terjadinya pembakaran yang tidak sempurna. Lain halnya jika bahan bakar yang digunakan tersebut kekentalannya terlalu rendah, hal ini akan menyebabkan pompa injeksi bahan bakar dan injection nozzle tidak dapat terlumasi dengan cukup baik. Tentunya hal ini akan menyebabkan terjadinya abrasi pada kedua komponen dan pada akhirnya memperpendek umurnya. Kekentalan bahan bakar yang sesuai berkisar antara 1,8-4,0 centi-stokes.

  • Kemampuan penyalaan (ignitability)

Kemampuan penyalaan yang tinggi sangat penting bagi diesel engine. Kemampuan penyalaan bahan bakar diindikasikan dengan menggunakan waktu, yaitu waktu dimulainya penginjeksian bahan bakar sampai dengan waktu terjadinya penyalaan, atau dengan menggunakan sudut crank. Sebuah angka dan nilai kimia, seperti cetane number dan diesel index, telah ditetapkan untuk mengindikasikan kemampuan penyalaan pada bahan bakar pada diesel engine. Mengenai cetane number, akan dibahas setelah pembahasan ini.

  • Air dan material asing yang terkandung di dalam bahan bakar

Pompa injeksi bahan bakar yang digunakan pada diesel engine memilki komponen-komponen yang sangat presisi. Material asing yang terkandung dalam bahan bakar dan ikut bersirkulasi didalam sistem bahan bakar akan mengakibatkan kerusakan yang sangat serius pada pompa injeksi tersebut. Untuk itu dibutuhkan perhatian khusus mengenai masalah ini. Pada tanki bahan bakar sangat berpeluang untuk tercampurnya bahan bakar dengan material asing, seperti debu atau karat. Air di dalam sistem bahan bakar sangat tidak diinginkan karena dapat menimbulkan efek negatif secar tidak langsung. Kandungan air di dalam bahan bakar sekitar 0,1-0,05%, meskipun hal ini tergantung pada tipe bahan bakar dan temperaturnya. Air yang terkandung di dalam bahan bakar dapat menyebabkan meningkatnya kekentalan bahan bakar dan menurunkan kemampuan penyalaannya. Air di dalam sistem bahan bakar dapat juga menimbulkan karat pada bagian-bagian komponen yang terdapat pada sistem bahan bakar.

  • Titik didih (boiling point)

Bahan bakar dengan titik didih rendah (mudah menguap) diperlukan untuk diesel engine, hal ini berpengaruh pada kemampuan penyalaannya. Bahan bakar yang mudah menguap akan mudah untuk terbakar, begitu juga sebaliknya. Namun, jika titik didih bahan bakar terlalu rendah, hal ini dapat menyebabkan timbulnya masalah pada pompa injeksi dan nozzle, sebab kekentalannya akan menurun. Titik didih yang umum digunakan adalah berkisar antara 180-370oC.

  • Kandungan belerang (sulfur content)

Bahan bakar untuk diesel engine (light oil) memilki kandungan belerang yang relatif lebih banyak dibandingkan gasoline. Ketika belerang ikut terbakar bersama-sama dengan bahan bakar, hal ini menyebabkan timbulnya gas asam belerang (sulfurous acid) yang bersifat sangat korosif. Kandungan maksimal belerang di dalam bahan bakar adalah 0,5% (menurut spesifikasi JIS).

  • Ash content

Ash (abu, jelaga = Indonesia) yang terkandung di dalam bahan bakar sangat tidak diinginkan sebab dapat merusak komponen pada sistem bahan bakar. Jika bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar mengandung banayak abu, abu tersebut akan tertinggal di dalam silinder dan menyebabkan terjadinya abrasi pada komponen tersebut.

  • Cetane number

Cetane number” mengindikasikan kemampuan penyalaan dari bahan bakar, dimana hal ini merupakan salah satu faktor penting yang berhubungan dengan diesel knock (diesel knock sudah dijelaskan pada modul diesel engine 1). Diesel knock dapat dikurangi dengan cara menggunakan bahan bakar yang memilki cetane number tinggi. Dengan kata lain, cetane number mengindikasikan seberapa besar kemampuannya bahan bakar untuk menanggulangi terjadinya diesel knock. Semakin besar cetane number pada bahan bakar berarti semakin tinggi pula kemampuannya mengatasi terjadinya diesel knock dan semakin mudah bahan bakar tersebut menyala.

Cetane number pada bahan bakar didapatkan dengan cara membandingkan antara bahan bakar yang akan diuji dengan bahan bakar referensi. Bahan bakar referensi dibuat dengan mencampurkan dua bahan, yaitu normal cetane (C16H34) yang memilki karakteristik sangat mudah terbakar (cetane number = 100) dan alpha methyl naphthalene (C10H7CH3) yang memilki karakteristik kemampuan penyalaannya rendah (cetane number = 0). Jika pada saat dilakukan uji coba ternyata antara bahan bakar yang diuji dan bahan bakar referensi yang memilki campuran 45% normal cetane dan 55% alpha methyl naphthalene, mempunyai karakteristik yang sama, maka dapat dikatakan bahwa bahan bakar uji coba tersebut memilki cetane number sebesar 45.

Pada umumnya cetane number yang digunakan tergantung dari kecepatan putar engine. Berikut ini adalah nilai dari cetane number yang disesuaikan dengan kecepatan putar engine:

  • Putaran tinggi (1500 rpm ke atas) menggunakan cetane number: 45 atau diatasnya
  • Putaran sedang (1000 rpm ke atas) menggunakan cetane number: 40 atau diatasnya
  • Putaran rendah (500 rpm ke atas) menggunakan cetane number : 30 atau diatasnya.

Bahan bakar dengan cetane number yang terlalu kecil akan berpengaruh terhadap daya guna engine, yaitu:

  • Akan menyebabkan engine susah untuk dihidupkan
  • Pembakarannya tidak dapat berlangsung dengan lancar dan engine akan bekerja dengan kasar
  • Diesel knock akan mudah terjadi, timbul suara yang tidak normal pada engine
  • Selama terjadi knocking, akan terjadi penurunan tenaga. Selain itu komponen-komponen engine akan mudah rusak akaibat overheating
  • Akan cepat merusak exhaust valve dan injection nozzle
  • Akan meningkatkan abrasi pada silinder dan ring piston
  • Akan menyebabkan terjadinya pembakaran tidak sempurna. Oli akan cepat kotor (kandungan karbonya meningkat).

Image Credit: howstuffworks.com.

Fungsi dan Klasifikasi Governor pada Mesin Alat Berat

Fungsi Governor
Meskipun akselerator dipertahankan pada posisi yang sama, engine tidak dapat menjaga putarannya dalam kondisi idling (tanpa beban) tanpa dikontrol oleh governor. Governor berfungsi untuk:

  • Menjaga kecepatan putaran engine pada saat kondisi idling (low speed control function)
  • Menjaga kecepatan maksimum engine (high speed control function)
  • Menjaga kecepatan engine yang disesuaikan dengan beban (intermediate speed control function).

Klasifikasi Governor
Governor dapat diklasifikasikan sebagai berikut, sesuai dengan penggunaannya (karakteristik pengontrolannya) dan sesuai dengan prinsip pengoperasiannya (mekanismenya).

Klasifikasi Governor berdasarkan Penggunaannya

  • Limit speed governor (disebut juga dengan minimum-maximum speed governor)

Tipe governor seperti ini mengontrol kecepatan minimum/rendah dan kecepatan maksimum engine. Kecepatan menegah/sedang dikontrol oleh operator dengan cara mengoperasikan akselerator. Governor ini luas digunakan pada automotive engine.

  • All speed governor

Sesuai dengan namanya, maka governor tipe ini mengontrol semua kecepatan engine, dari kecepatan minimum sampai dengan kecepatan maksimum. Tipe ini digunakan untuk mesin konstruksi dan generator engine.

  • Dual purpose governor

Governor tipe ini memiliki dua buah fungsi sekaligus, yaitu berfungsi seperti limit speed governor dan all speed governor. Dua buah tipe tersebut dapat dipilih sesuai dengan penggunaannya. Governor tipe ini luas digunakan untuk mesin pemadam kebakaran dan truk sampah, karena mesin ini harus digunakan untuk traveling dan beroperasi sesuai dengan fungsinya.

Klasifikasi berdasarkan Prinsip Pengoperasian

  • Mechanical governor

prinsip kerja mekanikal governor

Mechanical governor dibagi menjadi dua tipe yaitu, limit speed control dan all speed control. Tipe ini menggunakan gaya sentrifugal dari dua buah pemberat untuk mengerakkan control rack yang mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke ruang bakar.

Di samping ini ditunjukkan gambar prinsip kerja dari sebuah mechanical governor. Jika dua buah pemberat diikatkan ke sebuah poros dan poros tersebut diputar, maka pemberat tersebut akan berusaha untuk bergerak ke luar (sesuai dengan anak panah). Gaya ini disebut dengan gaya sentrifugal.

Gaya sentrifugal akan meningkat seiring dengan meningkatnya putaran poros dan begitu pula sebaliknya. Ketika pemberat bergerak keluar hal ini mengakibatkan titik B terdorong ke arah kanan melawan gaya pegas. Pergerakan titik B akan berhenti jika sudah terjadi kesetimbangan antara gaya sentrifugal dan gaya pegas. Titik B dihubungkan dengan control rack pada pompa injeksi bahan bakar. Jadi ketika titi B bergerak akan menggerakkan control rack, control rack akan mengatur banyaknya jumlah bahan bakar yang diinjeksikan.

  • Pneumatic governor

pneumatic governor

Pneumaric governor merupakan tipe all speed governor, dimana governor ini mengontrol kecepatan putar engine dari kecepatan rendah hingga kecepatan tinggi. Cara kerja dari pneumatic governor ini menerapkan teori Bernoulli: “ketika udara mengalir dan melewati sebuah pipa dengan kecepatan dan tekanan yang tetap, kecepatannya akan meningkat dan tekanannya akan menurun bilamana udara tersebut melewati sebuah pipa yang berdiameter kecil. Di samping ini ditunjukkan gambar dari prinsip kerja pneumatic governor. Pada pneumatic governor memiliki sebuah venturi unit yang dipasang pada inlet manifold dan governor unit yang dipasang pada bagian belakang pompa injeksi bahan bakar. Antara venturi unit dan governor unit keduanya dihubungkan oleh sebuah pipa berlubang. Pada saat negative pressure di chamber meningkat (karena aliran udara pada venturi unit meningkat), maka control rack akan bergerak ke kiri yang menyebabkan berkurangnya jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke ruang bakar. Sebaliknya, jika negative pressure di chamber menurun (karena aliran udara pada venturi unit menurun), maka control rack akan bergerak ke kanan dan menyebabkan suplai bahan bakar yang diinjeksikan menurun. Dengan kata lain, governor beroperasi guna menjaga control rack selalu dalam posisi tetap (untuk menjaga kecepatan putar engine selalu konstan) dengan cara mengatur keseimbangan antara negative pressure dan ketegangan pegas.

  • Combined governor

Governor tipe ini merupakan gabungan anatara mechanical governor dan pneumatic governor. Pada kecepatan putaran engine rendah dan sedang dikontrol oleh pneumatic governor, dan pada saat kecepatan putar engine maksimum dikontrol oleh mekanikal governor.

  • Hydraulic governor

Pada governor tipe ini, pengontrolan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan diatur oleh tekanan hidrolik.

  • Electronic governor

Electronic governor dilengkapi dengan sebuah microcomputer yang berfungsi untuk mengatur seberapa besar pergerakan dari control rack. Di dalam governor unit terdapat sebuah DC liniear motor yang berfungsi untuk mengatur besarnya pergerakkan dari control rack.

Berikut ini kode model untuk governor. Kode model ini sesuai dengan name plate yang tertera pada rumah governor.

model governor

Struktur dan Cara Kerja Mechanical Governor (Tipe RSUV)
Sebelumnya sudah pernah disinggung sedikit mengenai prinsip kerja dari berbagai macam tipe governor, termasuk prinsip kerja mechanical governor secara umum. Sebelum kita mempelajari tentang struktur dan cara kerja dari mechanical governor tipe RSUV ada baiknya kita pelajari dulu mengenai mekanisme dasar dan karakteristik pengontrolan pada governor, hal ini untk mempermudah pemahaman kita nantinya.

  • Mekanisme dasar dan karakteristik pengontrolan pada mechanical governor

Gambar yang akan ditunjukkan berikut ini akan memberikan penjelasan mengenai mekanisme dasar dari sebuah mechanical governor. Selain itu juga, akan ditunjukkan mengenai perbedaan karakteristik pengontrolan antara dua buah tipe mechanical governor, yaitu antara all speed governor dan limit speed governor.

mekanisme governor

Pada gambar di atas, gaya penekanan dari governor spring sangat kuat, sehingga mampu mendorong shifter ke kiri. Besarnya gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh flyweight mengikuti besarnya kecepatan putar engine, semakin besar kecepatan putar engine, maka secara proportional gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh flyweight juga akan meningkat. Ketika gaya sentrifugal pada flyweight lebih besar daripada gaya penekanan governor spring, maka shifter akan terdorong ke arah kanan yang mengakibatkan control rack bergerak ke arah peningkatan penginjeksian bahan bakar. Shifter akan berhenti bergerak manakala sudah dicapai keseimbangan antara gaya sentrifugal flyweight dengan gaya penekanan pada governor spring.

Pada kurva (A) ditunjukkan hubungan antara posisi control rack dengan kecepatan atau diistilahkan dengan kurva karakteristik pengontrolan, dimana pada kurva tersebut ditunjukkan bahwa pada saat putaran engine masih rendah, bahan bakar yang diijeksikan oleh pompa injeksi akan besar dan pada suatu titik kecepatan tertentu, bahan bakar yang diinjeksikan akan mualai menurun. Jika kecepatan putaran engine pada titik tersebut masih mengalami peningkatan, maka jumlah bahan bakar yang diijeksikanpun juga akan mengalami penurunan sampai tidak ada bahan bakar yang diinjeksikan sama sekali (engine berhenti). Pada kurva (A) hanya ditampilkan satu garis kurva saja, tetapi bagaimanapun juga pada prakteknya tidak demikian. Semua kombinasi garis akan dimungkinkan terjadi pada saat engine tersebut dioperasikan, seperti yang akan dijelaskan berikut ini.

  • Merubah besarnya gaya penekanan pada governor spring

Besarnya gaya penekanan yang dihasilkan dari governor spring dapat dirubah dengan cara merubah posisi dari control lever (B) dan menempatkannya pada posisi tertentu. Jika kita menggerakkan control lever ke arah kiri (searah dengan arah jarum jam), maka besarnya gaya penekanan pada governor spring akan meningkat, demikian juga sebaliknya jika kita gerakkan control lever ke arah kanan, besarnya gaya penekanan pada governor spring akan menurun. Pada saat control lever digerakkan ke arah kanan, maka gaya yang dibutuhkan oleh flyweight untuk menekan shifter ke arah kanan akan besar. Semakin ke kanan, flyweight akan berusaha dengan gaya yang sangat besar pula untuk mendorong shifter. Karakteristik pengontrolan seperti ini dapat ditunjukkan pada kurva (B). Pada saat kita melakukan variasi perpindahan posisi control lever, maka akan didapatkan juga berbagai variasi pengontrolan untuk masing-masing kecepatan. Karakteristik pengontrolan seperti ini dinamakan dengan all speed governor characteristic.

  • Menggerakkan bagian bawah dari floating lever ke arah kiri dan kanan

Floating lever yang dihubungkan dengan shifter pada governor dapat digerakkan ke arah kiri maupun ke arah kanan dengan cara mengoperasikan load control lever (C) dengan menggunakan accelerator pedal. Pergerakkan dari floating lever akan merubah posisi dari control rack, dan jumlah penginjeksian bahan bakar akan berubah juga. Pada saat load control lever digerakkan ke arah kanan (searah jarum jam), maka floating lever akan bergerak ke arah kiri dan control rack akan bergerak untuk mengurangi jumlah bahan bakar yang diinjeksikan. Demikian juga sebaliknya, jika control load lever digerakkan ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), maka floating lever akan bergerak ke arah kiri dan menarik control rack ke posisi pengurangan bahan bakar. Karakteristik pengontrolan seperti ini ditunjukkan pada kurva (C). Karakteristik pengontrolan yang ditunjukkan pada kurva (C) dinamakan dengan limit speed governor characteristic.

Struktur Governor (Tipe RSUV)
Sebetulnya, mechanical governor terdiri dari berbagai macam tipe yang tidak mungkin dijelaskan satu persatu dalam modul ini, maka dalam hal ini akan diberikan salah satu contoh mengenai cara kerja dari mechanical governor, yaitu mechanical governor dengan tipe RSUV (mengenai arti kode pada governor akan dijelaskan setelah pembahasan ini). Governor tipe RSUV dijadikan contoh karena dipandang dapat mewakili cara kerja dari governor tipe yang lain. Selain itu governor ini juga paling sering dijumpai pada alat-alat berat. Tipe governor ini termasuk ke dalam tipe all speed governor yang umum digunakan pada mesin-mesin konstrusi seperti  bulldozer, wheel loader, hydraulic excavator, generator set, dan lain-lain. Di bawah ini ditunjukkan gambar potongan sebuah mecahnical governor tipe RSUV.

governor rsuv

governor rsuv 2

Pada gambar yang ditunjukkan sebelumnya, putaran dari camsahft pada pompa injeksi diteruskan ke gear shaft pada governor melalui mekanisme roda gigi untuk meningkatkan kecepatan putarnya (step-up). Di dalam governor terdapat dua buah flyweight yang diikatkan ke gear shaft. Selain itu juga terdapat sebuah roller yang dihubungkan ke kedua buah flyweight tersebut dengan menggunakan perantara dua buah poros. Roller tersebut akan bersentuhan dengan guide bush pada bagian ujungnya. Guide bush akan berputar bersama-sama dengan flyweight dan juga dapat bergerak dalam arah aksial.

prinsip kerja governor rsuv

Guide lever, pada bagian atasnya diikatkan ke rumah governor (governor case) dengan menggunakan sebuah pin, dan pada bagian bawahnya diikatkan ke shifter. Shifter disatukan dengan bush, dimana diantara keduanya dipasang sebuah bantalan, sehingga guide bush dapat berputar dengan bebas pada shifter.

Floating lever (ditunjukkan pada gambar di samping), bagian tengahnya diikat dengan menggunakan sebuah pin pada guide lever, pada bagian bawah diikatkan ke rumah governor dan bagian atasnya diikatkan dengan control rack dengan perantara sebuah link. Bagian atas dari floating lever diikatkan ke start spring, dimana start spring akan selalu mendorong bagian atas dari floating lever ke arah penginjeksian bahan bakar maksimum.

Seperti halnya guide lever, pada bagian atas dari tension lever diikatkan dengan menggunakan sebuah pin ke rumah governor. Bagian atas dari main spring (governor spring) diikatkan ke swivel lever dan bagian bawahnya diikatkan ke bagian tengan dari tension lever. Swivel lever menyatu dengan control lever dan dapat bergerak dalam arah menyudut. Idling sub spring diikatkan ke bagian belakang dari governor dan berfungsi untuk menstabilkan putaran idling. Full load stopper berfungsi untuk membatasi pergerakkan dari control rack ke arah penginjeksian bahan bakar maksimum.

Engine Starting

governor posisi engine start

Pada governor tipe ini, pada saat akan menghidupkan engine, control lever harus diposisikan ke posisi START. Posisi control lever yang seperti ini akan menyebabkan swivel lever terdorong ke kiri, sehingga governor spring akan meregang penuh. Meregangnya governor spring mengakibatkan tension lever bergerak/tertarik ke arah kiri sampai bagian bawahnya menyentuh full load stopper.

Kemudian shifter akan bergerak ke arah kiri, dan control rack akan terdorong oleh floating lever ke arah peningkatan jumlah bahan bakar yang diijeksikan, sehingga engine akan mudah untuk dihidupkan. Pada posisi seperti ini akan terdapat celah (clearance) antara tension lever dan shifter. Celah ini berfungsi untuk mengantisipasi kelebihan jumlah injeksi bahan bakar. Pada saat terjadi kelebihan penginjeksian bahan bakar, karena adanya celah tersebut, maka control rack dapat bergerak ke arah minimum injeksi atau ke posisi idling.

Engine Idling

governor posisi engine idling

Jika control lever dikembalikan ke posisi IDLING stelah engine hidup, maka ketegangan governor spring akan berkurang, dan menyebabkan fly weight mengembang pada saat putaran rendah. Kemudian shifter akan bergerak ke kanan mendorong tension lever sampai menyentuh idling sub spring. Bergeraknya tension lever mengakibatkan floating lever juga bergerak ke arah kanan dan membawa control rack ke arah posisi idling. Pada saat rpm meningkat, fly weight akan mengembang dan tension lever terdorong ke kanan, pada saat ini idling sub spring akan bekerja untuk menjaga rpm idling samapai terjadi keseimbangan antara ketegangan idling sub spring dengan gaya yang ditimbulkan oleh fly weight.

Full Load Running

governor posisi engine full load

Jika control lever diposisikan ke arah FULL-LOAD, governor spirng akan meregang dan menarik tension lever ke arah kiri sampai menyentuh full load stopper. Pada posisi ini, fly weight akan menutup dan control rack akan menuju ke arah maksimum injeksi. Pada saat putaran   engine   meningkat   dan   fly weight mengembang, maka shifter akan mendorong tension lever ke arah kanan dan mengarahkan control rack ke pengurangan injeksi, dengan demikian kelebihan putaran engine dapat dicegah.

No Load-Maximum Speed Running

governor posisi engine no load maximum speed

Pada saat control lever dalam posisi full load, dan tiba-tiba terjadi penurunan beban yang sangat drastis, maka pertama kali yang terjadi adalah fly weight akan segera mengembang (karena terjadi peningkatan rpm) dan shifter akan mendorong tension lever ke arah kanan ke arah pengurangan injeksi. Pada saat bebannya turun hingga nol, maka gaya sentrifugal dari fly weight tidak hanya dilawan oleh kekuatan governor spring saja, melainkan juga oleh idling sub spring. Rpm engine (no load maximum speed) akan dibatasi oleh keseimbangan antara gaya sentrifugal dari flyweight dengan kekuatan spring.

Stopping

governor posisi engine stop

Pada saat control lever diposisikan ke STOP, governor spring akan bebas, begitu pula dengan tension lever. Swivel lever memilki sebuah tonjolan (protusion), sehingga apabila control lever diarahkan ke posisi STOP dan swivel lever bergerak ke arah kanan, tonjolan pada swivel lever akan mendorong guide lever ke arah kanan, akibatnya control rack akan bergerak ke posisi STOP melalui perantaraan floating lever.