BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Pompa Injeksi
2.4.2 Pompa Injeksi Tipe Distributor
Gambar 2.34 Governor Kombinasi
Pada pompa injeksi tipe in-line, governor kombinasi (mekanik & pneumatis) lebih sering digunakan karena cukup baik pada putaran motor rendah maupun tinggi. Governor pneumatis mempunyai keterbatasan saat ada perubahan tekanan atmosfir yang mengakibatkan terjadi perubahan kevakuman dalam intek manifold. Untuk mengatasi hal itu, maka governor pneumatic dikombinasikan dengan governor mekanik yang berfungsi baik untuk pengaturan pada kecepatan maksimum.
2.4.2 Pompa Injeksi Tipe Distributor
Tipe ditributor kadang digunakan pada diesel engine ukuran kecil, dimana pada tipe ini, bahan bakar disuplai oleh satu buah plunger yang melayani semua silinder.
27 Keterangan
1. Poros penggerak 2. Feed pump
3. Katup pengatur tekanan 4. Roda gigi penggerak governor 5. Cincin tol 6. Cincin nok 7. Automatic timer 8. Busing pengatur 9. Plunger 10. Delivery valve 11. Governor 12. Solenoid
13. Penyetel gas maksimal 14. Spunyer
15. Tuas pengatur
Pompa injeksi tipe distributor juga terdapat dua jenis yaitu pompa injeksi distributor tipe DPA (produksi Amerika) dan tipe VE (produksi Nipondenso Japan). Pada kedua tipe pompa injeksi distributor tersebut pada dasarnya mempunyai prinsip kerja yang sama, yaitu satu pompa melayani sejumlah injektor. Di dalamnya sama-sama memiliki saluran distribusi yang berputar untuk mendistribusikan bahan bakar bertekanan tinggi ke injektor. Perbedaan hanya pada konstruksi, namun pada tipe VE dilengkapi dengan fuel cut solenoid. Alat ini berfungsi untuk menghentikan aliran bahan bakar ke plunger pompa sehingga aliran bahan bakar ke injektor terhenti dan mematikan mesin. Dengan fuel cut solenoid ini mesin dapat dimatikan melalui kunci kontak, sementara tipe DPA masih menggunakan sistem mekanik.
1) Prinsip Kerja
Pompa adalah alat yang digunakan untuk menekan dan mengalirkan bahan bakar ke ruang bakar melalui delivery line dan injection nozzle. Pompa jenis ini di desain untuk kendaraan ringan (maks 2000cc dan maksimal 6 silinder), karena satu Plunger di desain untuk melayani keseluruhan injection nozle pada kendaraan.
Bahan bakar diesel dibersihkan oleh water sedimenter dan fuel filter dari air atau material lainnya dan diletakkan ke rumah pompa injeksi oleh feed pump yang mempunyai 4 buah sudu atau blade. Bahan bakar melumasi komponen pompa pada saat mengalir ke pump plunger.
28 Sebagian bahan bakar kembali ke tangki melalui overflow screw apabila tekanan dalam rumah pompa berlebih sambil mendinginkan bagian-bagian pompa yang dilewatinya.
Gambar 2.36 Aliran bahan bakar Pompa Injeksi tipe Distributor (VE)
Pump plunger bergerak lurus bolak balik sambil berputar karena bergeraknya drive shaft, camplate, tappet rollers, plunger spring dan bagian-bagian lain. Gerakan bolak balik plunger menaikan tekanan bahan bakar dan menekan bahan bakar melalui delivery valve ke injection nozzle. Governor mengatur banyaknya bahan bakar yang disemprotkan dari injection nozzle dengan menggerakan spill ring sehingga mengubah saat akhir langkah efektif plunger.
Fuel injection timing diatur oleh pressure timer. Timer itu sendiri diatur oleh tekanan pengiriman dari feed pump. Posisi taped roller di ubah-ubah oleh timer untuk mengatur injection timing.
2) Komponen Pompa Injeksi tipe Distributor
Adapun komponen-komponen utama pada pompa injeksi tipe distributor adalah sebagai berikut :
29 a. Drive shaft (Poros penggerak)
Berfungsi sebagai penghubung putaran dari mesin ke pompa injeksi itu sendiri. Pompa pengalir (feed pump), pelat nok (cam plate) dan plunger digerakkan oleh poros penggerak (drive shaft).
Gambar 2.37 Drive shaft
b. Feed pump (Pompa Penyalur)
Pada pompa injeksi distributor pompa penyalur yang digunakan yaitu tipe sudu rotari yang mempunyai 4 sudu atau blade dan digerakkan oleh poros penggerak menjadi satu dengan poros pompa injeksi.
Gambar 2.38 Feed Pump
Konstruksinya diameter rotor lebih kecil dari diameter rotor housing. Posisi rotor tidak dipasang persis pada sumbu rotor
30 housing. Seperti terlihat pada gambar 2.26, celah pada sisi kanan rotor terhadap rotor housing lebih besar dari pada sisi kiri. Saluran masuk pompa penyalur terletak pada bagian bawah, sedangkan saluran tekan menuju rumah pompa terletak pada sisi atas. Jadi mekanisme kerjanya yaitu feed pump digerakkan oleh poros penggerak (drive shaft) dan selama rotor berputar searah tanda panah maka sudu (blade) pompa menekan keluar akibat gaya sentrifugal. Rotor yang tidak sepusat (eksentrik) ini menyebabkan bahan bakar akan terisap dari fuel filter dan ditekan ke ruang pompa. Pada saat jumlah bahan bakar di rumah pompa injeksi cukup dan feed pump akan terus tetap bekerja akibat putaran poros penggerak, ini akan menyebabkan tekanan naik pada rumah pompa injeksi. Tekanan ini akan melawan tegangan pegas regulating valve sehingga plunger regulating valve akan terangkat dan membuka saluran balik kembali ke feed pump.
c. Katup pengatur tekanan (Regulating Valve)
Katup pengatur tekanan berfungsi untuk mengatur tekanan bahan bakar kedalam ruang pompa yang dihasilkan oleh feed pump (pompa penyalur) sesuai dengan putaran mesin.
Gambar 2.39 Konstruksi Katup Pengatur Tekanan
Mekanisme kerjanya yaitu memanfaatkan harga tegangan pegas regulating valve. Dimana ketika tekanan bahan bakar yang
31 dihasilkan feed pump tinggi maka tekanan bahan bakar akan mendorong piston untuk membuka saluran yang menuju feed pump kembali, sehingga pada putaran mesin apapun tekanan bahan bakar relatif konstan.
d. Plunger dan Plat Nok (Cam Plate)
Pompa penyalur (feed pump), pelat nok (cam plate) dan plunger digerakkan oleh poros penggerak (driver shaft). Plunger berfungsi mendistribusikan bahan bakar ke setiap silinder. Untuk plat nok berfungsi untuk menekan plunger agar bergerak maju sehingga mengahasilkan tekanan tinggi pada bahan bakar dan sekaligus bahan bakar yang ditekan disalurkan untuk didistribusikan ke tiap silinder.
Gambar 2.40 Konstruksi Cam Plate dan Plunger
Dua plunger spring menekan plunger untuk selalu kembali pada posisi semula melawan gerakan cam plate. Cam plate (Plat nok) biasanya mempunyai 4 buah muka nok pada mesin diesel 4 silinder (ini sesuai dengan jumlah silinder mesin), yang bila berputar muka nok berada di atas roller dan plunger bergerak maju, sehingga bila
32 plat nok dan plunger berputar satu kali maka plunger bergerak 4 kali maju mundur. Bahan bakar disalurkan ke tiap silinder setiap ¼ putaran plunger dan satu kali plunger bergerak bolak-balik. Plunger mempunyai 4 alur pengisian (suction groove) dan satu lubang distribusi (distribution port). Dengan demikian pada silinder pompa terdapat 4 saluran distribusi (distribution passage).
Gambar 2.41 Penampang Samping Elemen Pompa tipe Distributor
Cara kerja :
(1) Saat plunger pompa bergerak ke kiri, salah satu dari 4 alur isap dalam silinder pompa akan lurus dengan port atau saluran isap dan bahan bakar akan masuk ke ruang tekan plunger.
Gambar 2.42 Proses Isap
(2) Selama cam plate dan plunger berputar, saluran isap ditutup dan saluran distribusi plunger akan bertemu dengan satu dari
33 empat saluran distribusi dalam silinder. Sambil berputar plunger bergerak ke kanan akibatnya bahan bakar yang berada di distribution port akan tertekan dan disalurkan ke distribution passage pada silinder untuk disemprotkan kedalam ruang bakar melalui injektor.
Gambar 2.43 Proses injeksi
(3) Pada waktu plunger bergerak jauh kekanan saluran pembuang (spill port) terbuka oleh ring pembuang (spill ring) dan akibatnya tekanan bahan bakar didalam plunger hilang. Akibat masih bergeraknya plunger, maka bahan bakar didalam plunger akan dikembalikan ke ruang pompa sehingga tekanan penginjeksian turun dengan tiba-tiba dan penginjeksian bahan bakar berhenti.
34 e. Fuel Cut Selenoid
Mematikan motor dapat dilakukan dengan menyetop aliran bahan bakar ke plunger pompoa melalui fuel cut off solenoid.
Gambar 2.45 Fuel Cut Selenoid
Pada saat kunci kontak pada posisi on, arus mengalir kekumparan solenoid, medan magnet yang ditimbulkan menarik inti besi kedalam kumparan sehingga katup terbuka, dengan demikian bahan bakar yang sudah diberikan tekanan oleh feed pump mengalir masuk ke plunger pompa melalui pintu hisap (suction port).
Pada saat kunci off, medan magnet hilang, pegas mendorong inti besi keluar sehingga katup terutup, akibatnya aliran bahan bakar ke plunger pompa terhenti dan motor akan mati.
35 f. Automatic Timer
Pewaktu otomatis berfungsi untuk mengatur waktu penyemprotan atau penginjeksian bahan bakar sesuai dengan putaran motor atau menurut tekanan bahan bakar.
Gambar 2.47 Automatic Timer
Posisi dasar Auto Timer Posisi Auto Timer saat putaran tinggi Gambar 2.48 Konstruksi automatic timer
Keterangan : 1. Roller ring 2. Slide spin 3. Timer piston
4. Timer spring
5. Feed pump suction side 6. Feed pump discharge side
Bila putaran motor bertambah maka tekanan bahan bakar dalam rumah pompa yang dihasilkan oleh feed pump juga akan naik, tekanan bahan bakar tersebut akan mendorong timer piston kearah
36 kiri bersama slide spin. Akibatnya cam plate akan bertemu dengan roller ring lebih cepat, sehingga saat penyemprotan bahan bakar menjadi lebih maju.
g. Governor
Berfungsi untuk mengatur jumlah bahan bakar yang disemprotkan sesuai dengan beban dan putaran motor.
Gambar 2.49 Bagian-Bagian Governor
- Roda gigi governor berputar 1.6 kali lebih cepat dibandingkan dengan putaran poros pompa (drife shaft).
- Terdapat 4 bobot sentrifugal (fly weight) didalam penahan bobot, komponen ini mendeteksi putaran dengan gaya sentrifugal dan lengan penghantar governor (governor sleeve) akan meneruskan gaya tersebut.
- Regangan pegas pengontrol (control spring) akan mengontrol variasi dari beban.
- Tuas pengontrol (control lever) akan menggerakkan ring pelepas tekanan bahan bakar (spill ring) sesuai dengan beban dan putaran motor.
- Unit tuas pengontrol governor (governor lever assembly) terdiri dari tuas pengarah (guide lever), tuas pengontrol (control lever), dan tuas peregang (tension lever).
37 Cara kerja :
(1) Saat pedal gas ditekan maka adjusting lever akan bergerak ke posisi membuka penuh. Tension lever tertarik oleh control spring sampai kontak dengan stopper. Saat motor mati, bobot governor (fly weight) tidak bergerak, control lever menekan satrt spring melalui governor sleeve dengan tekanan ringan. Dengan demikian bobot governor dalam keadaan menutup penuh. Pada situasi ini control lever berada pada fulcrum A bergerak balik berlawanan arah jarum jam dan menggerakkan spill ring kearah posisi start (penginjeksian maksimum).
Gambar 2.50 Governor saat mulai start
(2) Setelah motor mulai hidup dan pedal gas bebas, adjusting lever pada posisi idle. Pada posisi ini, tegangan control spring pada adjusting lever tidak terlalu kuat. Oleh karena itu pada RPM rendah, fly weight mengembang ke luar. Idle spring dan damper spring menjadi mengkerut oleh dorongan sleeve, sehingga control sleeve bergerak kekanan. Jadi control lever berputar searah jarum jam pada titik “A”, memposisikan spill ring pada posisi idle (penyemprotan minimum). Dalam hal ini
38 gaya sentrifugal bobot dan tegangan pada damper dan idle spring akan menjadi seimbang untuk mempertahankan putaran agar stabil.
Gambar 2.51 Governor saat putaran idle
(3) Selama pedal gas ditekan maka adjusting lever bergerak ke posisi full, dan tegangan pada control spring menjadi lebih besar. Damper spring akan mengkerut penuh dan tidak bekerja. Tension lever akan akan berhubung dengan stopper atas dan tetap tidak bergerak. Selanjutnya, control lever juga didorong oleh sleeve, control lever menjadi berhubungan dengan tension lever, dengan demikian spill ring mempertahankan pada posisi full load (penyemprotan maksimum). Bila fuel set screw (untuk penyetelan volume injeksi full load) diputar searah jarum jam, guide lever akan berputar berlawanan jarum jam pada titik tumpu D sehingga control lever yang diikat pada titik tumpu A akan bergerak berlawanan jarum jam disekitar titik tumpu D menggerakkan spill rimg ke arah (kanan) memperkaya bahan bakar.
39 Gambar 2.52 Governor saat beban penuh
(4) Saat putaran motor bertambah, dorongan fly weight menjadi lebih bersar dibanding dengan tegangan control spring. Tension lever dan control lever akan terdorong oleh sleeve secara bersama-sama dan berputar searah jarum jam pada titik tumpu A, dengan demikian spill ring bergerak ke arah memperkurus bahan bakar untuk mencegah over running.
40 h. Katup penyalur (delivery valve)
Berfungsi menyalurkan bahan bakar ke nozzle, pada saat awal penginjeksian maka delivery valve terangkat dari dudukan karena dari tekanan bahan bakar yang dipompa keluar dari pompa plunger mampu melawan pegas katub sehingga karup penyalur membuka dan bahan bakar masuk ke nozzle.
Gambar 2.54 Konstruksi deliveri valve