BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Pompa Injeksi
2.4.1 Pompa Injeksi Tipe In-Line
Tipe in-line digunakan pada diesel engine kelas menegah dan besar, dimana plungernya disusun segaris dengan jumlah sesuai dengan banyaknya silinder.
19 1) Prinsip Kerja
Putaran motor dipindahkan ke poros camshaft pompa injeksi dengan kopling atau roda gigi penggerak. Feed pump diputar oleh camshaft kemudian menghisap bahan bakar dari tangki bahan bakar dan menakan bahan bakar ke saringan untuk disaring dari air ataupun dari material lainnya yang kemungkinan bisa merusak sistem dari pompa injeksi. Bahan bakar yang telah disaring kemudian diteruskan ke ruang bahan bakar dalam rumah pompa injeksi.
Gambar 2.24 Aliran bahan bakar Pompa Injeksi tipe In-Line
Plunger diangkat oleh putaran camshaft, gerak lurus bolak-balik dari plunger ini menekan bahan bakar dan mengalirkannya ke injection nozzle melalui delivery valve untuk dikabutkan ke dalam ruang bakar motor. Karena jumlah bahan bakar yang diberikan oleh feed pump dua kali jumlah maksimum yang diinjeksikan pompa, katup pengembali (over flow valve) dipasang untuk mengembalikan kelebihan bakar ke tangki apabila tekanan bahan bakar melebihi harga yang telah ditentukan. Kelebihan bahan bakar dari injection nozzle (yang juga melumasi bagian dalam nozzle holder) mengalir melalui katup pengembali (over flow valve) pemegang nosel dan dikembalikan ke tangki bahan bakar.
20 2) Komponen Pompa Injeksi tipe In-Line
Adapun komponen-komponen utama pada pompa injeksi tipe in-line adalah sebagai berikut :
a. Pump element
Elemen pompa (pump element) terdiri dari plunger dan silinder (barrel), merupakan komponen yang paling penting dari pompa injeksi tipe In-Line. Plunger dan silinder ini dikerjakan dengan penyelesaian atau finishing presisi tinggi dan ditempatkan dalam toleransi kecil sekali (sekitar 0,001 mm) untuk memungkinkan elemen pompa bertahan dalam tekanan tinggi sekali tanpa adanya kebocoran baik pada putaran tinggi maupun putaran rendah. Dengan alasan ini plunger dan silinder tidak boleh diganti sendiri-sendiri atau secara terpisah tapi harus diganti satu set.
Gambar 2.25 Pump element
Bahan bakar dialirkan oleh pompa pengalir bahan bakar ke elemen pompa, tahapan gerak bolak-balik plunger adalah sebagai berikut : (1) Pada saat plunger berada pada titik terbawah, bahan bakar
mengalir melalui lubang masuk (feed hole) pada silinder ke ruang penyalur (delivery chamber) di atas plunger.
(2) Pada saat poros nok pada pompa injeksi berputar dan menyentuh tappet roller maka plunger bergerak ke atas. Apabila permukaan atas plunger mencapai tepi atas lubang feed hole maka bahan bakar mulai tertekan dan membuka delivery
21 valve dan bahan bakar mengalir keluar pompa melalui pipa tekanan tinggi ke injektor.
(3) Plunger tetap bergerak ke atas dan penginjeksian bahan bakar terus berlangsung, tetapi pada saat bibir atas control groove bertemu dengan tepi bawah feed hole, maka penyaluran bahan bakar terhenti.
(4) Gerakan plunger ke atas selanjutnya menyebabkan bahan bakar yang tertinggal dalam ruang penyaluran masuk melalui lubang pada permukaan atas plunger mengalir turun dan keluar melalui control groove dan lubang feed hole menuju ruang isap, sehingga tidak ada lagi bahan bakar yang disalurkan.
Gambar 2.26 Tampak dalam Pump element
Jika pengangkatan cam 8 mm, sehingga gerakan plunger naik turun juga sebesar 8 mm. Pada saat plunger pada posisi terbawah, plunger menutup lubang masuk sekitar 1,1 mm dari besar diameter lubang masuk sebesar 3 mm. Dengan demikian plunger baru akan menekan atau memulai penginjeksian setelah bergerak ke atas sekitar 1,9 mm. Langkah ini disebut “pre-stroke” dan pengaturannya dapat dilakukan dengan menyetel baut (adjusting bolt) pada tappet. Pada titik mati atas, jarak ruangan di atas plunger dan barrel seharusnya lebih dari 0,3 mm. Control groove dibuat miring terhadap plunger dengan sudut sekitar 34 derajat untuk merubah waktu akhir penginjeksian dan sekaligus merubah jumlah bahan bakar yang diinjeksikan dengan memutar plunger. Waktu
22 permulaan injeksi selalu tetap tidak dapat dirubah dengan menggerakkan plunger.
Gambar 2.27 Dimensi pump element
b. Delivery valve
Katup penyalur ini berfungsi ganda, yaitu selain mencegah bahan bakar dalam pipa tekanan tinggi mengalir kembali ke plunger juga berfungsi mengisap bahan bakar dari ruang injector setelah penyemprotan.
Gambar 2.28 Delivery Valve
Pada waktu mulai penginjeksian bahan bakar, maka katup deliveri (delivery valve) akan terangkat dari kedudukannya (valve seat) oleh tekanan bahan bakar yang dibangkitkan oleh elemen pompa (pump element) karena tekanan bahan bakar mampu melawan tekanan pegas. Pada waktu elemen pompa sudah pada langkah maksimum menginjeksikan bahan bakar, maka tekanan bahan bakar akan turun dengan segera akibatnya katup deliveri yaitu
23 bagian katup reliefnya (relief valve) akan menutup aliran bahan bakar, sementara katup deliveri akan terus bergerak turun sampai bagian permukaan katup (face valve) akan duduk kembali dengan sempurna pada dudukannya (katup deliveri menutup penuh).
Gambar 2.29 Konstruksi Delivery valve
c. Control rack
Jumlah penyaluran bahan bakar diatur sesuai dengan kondisi kerja atau kebutuhan dari motor oleh Governor. Governor bekerja mengontrol gerak control rack yang gigi-giginya dihubungkan dengan gigi kontrol pinion dan diikatkan ke control sleeve yang bebas berputar pada pump cylinder. Pergerakkan plunger di dalam silinder (barrel) dikontrol oleh bagian bawah control sleeve.
24 Volume penginjeksian bahan bakar dapat dirubah-ubah dengan memutar batang plunger melalui control rack-gigi pinion control sleeve-plunger
Gambar 2.31 Hubungan posisi control rack terhadap jumlah penginjeksian
d. Automatic timer
Pada motor bensin saat pengapian harus dimajukan sesuai dengan putaran motor melalui advance sentrifugal yang ditempatkan pada unit distributor pengapian. Pada motor diesel juga dilengkapi suatu bagian yang dapat memajukan saat penginjeksian bahan bakar sesuai dengan putaran motor yang disebut dengan automatic timer.
Gambar 2.32 Automatic timer
Untuk mendapatkan daya motor yang baik saat putaran mesin dinaikkan, timing injeksi harus dimaju atau dimundurkan sesuai dengan putaran motor. Hal ini sama seperti memajukan waktu pengapian pada motor bensin, untuk tujuan inilah timer digunakan.
25 Cara kerja dari automatic timer yaitu saat putaran mesin naik, maka gaya sentrifugal (F) juga bertambah, hal ini menyebabkan bobot sentrifugal timer (E) bergerak ke arah keluar. Permukaan bobot timer (D) meluncur sesuai dengan kebutuhan dan mendrong (memajukan) flens journals (A).
Gambar 2.33 Konstruksi Automatic timer
Hal ini akan menyebabkan jarak (L) antara journals (A) dan pengunci (B) dalam hub timer memendek. Karena itu, flens penggerak hub timer (poros penggerak) dan poros camshaft pompa dapat merubah posisi sudut putarnya, sehingga poros camshaft berputar lebih cepat. Gaya sentrifugal bobot timer diseimbangkan dengan tegangan pegas, akibatnya sudut advance atau pengajuan penginjeksian dapat disesuaikan dengan putaran motor.
e. Governor
Governor dirancang untuk mengatur secara otomatis putaran dan daya motor dengan mengontrol volume penginjeksian berdasarkan fluktuasi beban motor yang tak terkontrol dari pedal gas. Governor bekerja dengan menggerakkan control rack pompa injeksi dan control rack akan mengatur langkah efektif plunger sesuai dengan beban yang terjadi. Beban motor bertambah, maka governor akan menggerakkan control rack kearah penambahan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan. Sebaliknya, bila beban berkurang maka governor akan menggerakkan control rack kearah pengurangan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan.