Engine
I .4. Siklus Engine Diesel Empat Langkah 7
I .5. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pembakaran 9 I .6. I stilah Pada Tenaga Keluaran Engine 11
I I I . Engine System 28
III.1. Air I nduction System (Sistem Pemasukan Udara
dan Pembuangan Gas Bekas) 28
I I I .4.1. Komponen Sistem Pelumasan 55
III.5. Starting System 62
I V.2. Sistem Test Lubrication 71
I V.3. Types of Air System Tests 78
OBJECTIVE
OBJECTIVE
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
Engine
OBJECTI VE:
Setelah menyelesaikan t raining diatas siswa diharapkan mampu: 1. Menj elaskan cara kerja engine diesel.
2. Menjelaskan dan mengindentifikasi komponen, termauk istilah khususnya dan pemakaiannya.
3. Menjelaskan terminology dari engine saat engine running.
4. Menelusuri aliran kerja dari tiap-tiap langkah kerja pada engine
5. Menentukan penggunaan fuel, oli pelumas dan cairan pendingin yang tepat
sesuai dengan spesifikasi dari Caterpillar.
6. Mengambil oli sample S.O.S. dan menjelaskan fungsi dari S.O.S
7. Mengindentifikasi family dan model dari tiap engine dalam product Caterpillar.
8. Melepas dan memasang cylinder head sesuai dengan prosedur dari service manual Caterpillar.
9. Melakukan assembly dan disassembly piston, con rod dan ring group.
10. Menentukan baik tidaknya komponen-komponen crankshaft, camshaft dan
turbo charger
ENGINE TERMINOLOGY
ENGINE TERMINOLOGY
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
Engine
I I . Dasar- dasar Engine Diesel
I .1. Definisi
Definisi: Engine adalah suatu alat yang memiliki kemampuan
untuk merubah energi panas yang dimiliki oleh ba han bakar
menjadi energi gerak.
Berdasarkan fungsinya maka terminologi engine pada Caterpillar biasa
digunakan sebagai sumber tenaga atau penggerak utama (prime power) pada machine, genset, kapal (marine vessel) ataupun berbagai macam peralatan industri.
Gambar 1.1
I .2. Klasifikasi Engine
Saat ini untuk mengerjakan berbagai macam jenis pekerjaan yang berbeda sudah banyak sekali jenis engine yang dirancang oleh manusia. Secara umum penggolongan berbagai jenis engine yang saat ini biasa dipakai dapat dilihat pada bagan berikut ini:
Gambar1.2
Bagan Klasifikasi Engine
Engine
Turbine
(Turbin Pesawat Terbang)
Piston
Steam Turbine
(Pembangkit Listrik Tenaga Uap)
Dari bagan tersebut maka penggolongan yang pertama dilakukan
adalah membagi engine berdasarkan tempat terjadinya proses pembakaran dan tempat perubahan energi panas menjadi energi gerak. Apabila kedua
peristiwa tadi terjadi dalam ruang yang sama maka engine tersebut dikategorikan sebagai engine dengan jenis internal combustion. Sedangkan
apabila ruang tersebut terpisah maka engine tersebut dikategorikan sebagai
engine eksternal combustion.
Eksternal combustion engine selanjutnya dapat dibagi menjadi dua
golongan, yaitu: turbine dan piston. Pada engine jenis internal combustion penggolongan engine selanjutnya terdiri dari: engine piston, turbine dan
wenkel atau rotar. Berdasarkan perlu tidaknya percikan bunga api untuk
proses pembakaran maka engine piston dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
engine diesel dan engine spark ignited. Merujuk pada banyaknya langkah
yang diperlukan untuk mendapat satu langkah power maka diesel engine dibagi menjadi engine diesel dua langkah (two stroke) dan empat langkah (four stroke). Selanjutnya engine diesel empat langkah digolongkan lagi
berdasarkan cara pemasukan bahan bakar ke dalam ruang bakar menjadi dua tipe yaitu: engine dengan system pre -combustion chamber dan direct injection. Pada spark ignited engine penggolongan pertama didasarkan pada
jenis bahan bakar yang digunakan, yaitu: engine berbahan bakar gas dan bensin.
Caterpillar hanya memproduksi jenis engine diesel empat langkah dan
gas engine saja. Tetapi pada pembahasan kali ini topik yang akan dibatasi
hanya pada diesel engine saja.
I .3. I stilah-istilah Pada Engine
Sebelum membahas mengenai siklus engine diesel empat langkah
maka sebaiknya disepakati terlebih dahulu beberapa terminology/ istilah yang akan banyak digunakan.
• Bottom dead center/ titik mati bawah: Posisi paling bawah dari gerakan piston.
Gambar 1. 2
Gambar TDC dan BDC
• Bore: Diameter combustion chamber (ruang bakar).
Gambar 1. 3
Gambar Bore
• Stroke: menunjukkan jarak yan g ditempuh oleh piston untuk
Gambar 1. 4
Gambar Stroke
• Displacement: Bore Area X Stroke.
Gambar 1. 5
Gambar Displacement
Gambar 1. 6
Gambar Compression Ratio
• Friction/ gesekan: Friction adalah tahanan yang timbul dari gesekan antara dua permukaan yang saling bergerak relatif satu sama lain. Contoh: Friction yang terjadi antara piston dan dinding liner pada saat piston bergerak ke atas dan ke bawah. Friction menimbulkan
panas yang merupakan salah satu penyebab utama keausan dan kerusakan pada komponen.
• I nertia/ kelembaman: I nertia adalah kecenderungan dari suatu
benda yang bila diam akan tetap diam atau benda yang bergerak akan tetap bergerak. Engine harus menggunakan tenaga untuk
melawan inertia tersebut.
• Force/ gaya: Force adalah dorongan atau tarikan yang
menggerakkan, menghentikan atau merubah gerakan suatu benda.
Daya yang ditimbulkan oleh pembakaran pada saat langkah kerja. Semakin besar gaya yang ditimbulkan semakin besar pula tenaga
yang dihasilkan.
• Pressure/ tekanan: Tekanan adalah ukuran gaya yang terjadi setiap satuan luas. Sewaktu siklus empat langkah berjalan maka tekanan
Selain istilah-istilah di atas harus diketahui juga nama-nama komponen dasar engine yang membentuk combustion chamber ( ruang bakar), yaitu:
Gambar 1. 7
Komponen Engine Pembentuk Ruang Bakar
No 1: Cylinder Liner No 2: Piston
No 3: I ntake valve No 4: Exhaust valve
No 5: Cylinder Head
I .4. Siklus Engine Diesel Empat Langkah
Adapun proses kerja siklus motor bakar empat langkah dapat diuraikan
sebagai berikut:
§ Langkah Hisap (suction/ intake stroke) .
Pada langkah ini piston bergerak dari titik mati atas menuju titik
mati bawah. Katup hisap terbuka sehingga akibat kevakuman yang
terjadi dari ekspansi volume pada ruang bakar maka udara dari luar
dikarenakan adanya dorongan dari sisi tekan compressor wheel
pada turbocharger.
• Langkah Kompresi (compression stroke) .
Setelah piston mencapai titik mati bawah maka arah piston akan berbalik menuju kembali ke titik mati atas, hanya saja pada langkah
ini tidak ada katup yang membuka. Sebagai akibat dari mengecilnya
volume ruang bakar maka udara yang ada di dalam ruang bakar menjadi terkompresi. Dengan kompresi rasio yang berkisar antara
19 : 1 sampai 23 : 1 maka pengkompresian udara pada ruang bakar akan menghasilkan panas kompresi (heat compression) yang tinggi (kurang lebih berkisar 1000 oF).
Beberapa derajat sebelum piston mencapai titik mati atas bahan bakar solar di- injeksikan melalui nozle ke dalam ruang bakar,
penginjeksiannya harus menggunakan tekanan yang t inggi sehingga solar yang di semprotkan ke dalam ruang bakar berubah menjadi butiran -butiran cairan solar yang sangat halus seperti
kabut. Pada saat solar disemprotkan maka campuran antara solar dan udara di dalam ruang bakar mulai terbakar akibat terkena
panas yang dihasilkan oleh heat compression.
§ Langkah Tenaga (power stroke)
Proses pembakaran campuran solar dan udara terus berlangsung
sampai piston mencapai titik mati atas dan selanjutnya kembali berubah arah kembali menuju titik mati bawah. Beberapa derajat (+ 10o) setelah melewati titik mati atas maka pembakaran yang
terjadi telah sempurna sehingga dihasilkan ledakan yang tekanan ekspansinya memaksa piston untuk terus bergerak menuju titik
mati bawah.
§ Langkah Pembuangan (exhaust stroke)
Setelah energi ledakan panas pada langkah power telah berubah
membuka. Gas sisa hasil pembakaran di dorong keluar oleh piston
melalui katup buang. Selanjutnya melalui mufler gas tersebut akan dilepas ke atmosfir. Kecuali untuk motor bakar diesel yang
diperlengkapi dengan turbocharger maka sebelum masuk ke dalam mufler gas tersebut masih dimanfaatkan untuk memutarkan
sudu-sudu turbin pada turbin wheel.
Demikian siklus ini terjadi secara terus menerus pada motor bakar
diesel. I lustrasi dari proses kerja diesel empat langkah dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Urutan gambar dari kiri ke kanan memperlihatkan kondisi: akhir langkah hisap, akhir langkah kompresi, awal langkah pow er dan
awal langkah buang.
Gambar 1. 8
Siklus Diesel Empat Langkah
I .5. Faktor -faktor Yang Mempengaruhi Pembakaran
Ada tiga faktor yang diperlukan dalam proses pembakaran, yaitu:
Panas
+
Udara
+
Bahan Bakar
⇒
Pembakaran
Udara dan bahan bakar yang dipanaskan akan menghasilkan
memutarkan engine. Udara yang mengandung bahan Oksigen diperlukan
untuk membakar bahan bakar. Sementara bahan bakar menghasilkan gaya. Ketika bahan bakar dikabutkan di ruang bakar maka bahan bakar akan sangat
mudah untuk dinyalakan dan akan terbakar dengan effisien. Pembakaran dapat terjadi ketika campuran bahan bakar dan udara dikompresikan sampai
dihasilkan panas yang cukup (+ 1000oF) sehingga dapat menyala tanpa
bantuan percikan bunga api.
Selanjutnya dari ketiga faktor yang sudah disebutkan di atas maka
terdapat tiga faktor lagi yang mengontrol hasil pembakaran:
1. Volume udara yang dikompresikan. Makin banyak udara yang dikompresikan maka makin tinggi temperatur yang dihasilkan.
Apabila jumlah udara yang dikompresikan mencukupi maka akan dihasilkan panas yang temperaturnya di atas temperatur
penyalaan bahan bakar.
2. Jenis bahan bakar yang dipergunakan jenis bahan bakar mempengaruhi karena bahan bakar yang jenisnya berbeda akan
terbakar pada temperatur yang berbeda pula. Selain itu effesiensi pembakarannyapun juga berlainan.
3. Jum lah bahan bakar yang diinjeksikan ke ruang bakar. Jumlah
bahan bakar yang diinjeksikan juga dapat mengontrol hasil pembakaran. Makin banyak bahan bakar diinjeksikan akan
makin besar gaya yang dihasilkan.
Makin Banyak Bahan Bakar
⇒
Makin Besar Gaya
Engine power ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu: torque dan Rpm
Rumus untuk horsepower:
5252
Rpm
Torque
I .6. I stilah Pada Tenaga Keluaran Engine
Gambar 1. 9
Pemanfaatan Tenaga Engine Untuk Mendorong Tanah
• Torque: Torque (mom en puntir atau torsi) adalah gaya puntir.
Crankshaft membuat torque menjadi gaya di flywhell, torque
converter atau bagian mekanis lainnya untuk berputar.
• Torque menentukan kemampuan mengalami pembebebanan:
Torque juga merupakan ukuran kapasitas pembebanan dari engine.
Rumusan dari torque adalah:
)
• Torque rise: Torque rise adalah penambahan torque yang terjadi
pada saat engine lugged yaitu dimana rpm engine turun dari rpm
operasi. Dalam hal ini kenaikan t orque akan terjadi sampai pada penurunan RPM tertentu tercapai, setelah itu t orque akan turun dengan cepat. Pada saat torque mencapai harga tertinggi itulah
Gambar 1. 10
Kurva Karakteristik Torsi dan HP vs RPM
Keterangan:
• Horsepower: Horsepower adalah satuan tenaga yang dihasilkan
oleh engine per satuan waktu atau kemampuan melakukan kerja.
• Brake horsepower: Adalah tenaga siap pakai di flywheel yang dapat digunakan untuk melakukan kerja. Brake horse power itu lebih kecil
dari horse power yang terjadi sebenarnya, karena sebagian tenaganya dipakai untuk memutar komponen engine itu sendiri
• Heat/ panas: Panas adalah bentuk energi yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar. Energi panas diubah menjadi tenaga
mekanis oleh piston dan komponen engine lainnya untuk menghasilkan tenaga yang dapat digunakan untuk bekerja.
• Temperature/ suhu: Temperature adalah ukuran rela tive dari panas atau dinginnya suatu benda. Biasanya diukur dalam satuan
Fahrenheit atau Celsius.
bahan bakar atau jumlah panas yang dipindahkan dari suatu benda
ke benda lainnya. Satu BTU adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan panas satu pound air sebesar satu derajat
Fahrenheit.
I .7. Perbandingan Diesel dan Gasoline Engines
Gambar 1. 11
Perbandingan Engine Diesel dan Bensin
• Diesel engine tidak membutuhkan penyalaan dengan percikan
bunga api: Perbedaan yang nyata antara diesel dan motor bensin
ialah bahwa diesel engine tidak membutuhkan penyalaan untuk pembakaran. Pada diesel, pembakaran dilakukan oleh udara yang dimampatkan sehingga udara yang sudah cukup panas dalam
ruang bakar bisa digunakan untuk membakar bahan bakar.
• Bentuk ruang bakar motor bensin: Pada motor bensin ruang bakar ada di cylinder head. Ruangan di antara piston dan cylinder head lebih besar dari pada diesel, sehingga rasio kompresinya lebih kecil.
• Diesel engine mampu melakukan kerja yang lebih berat: Perbedaan
utama yang lain yaitu dapat bekerja pada pada putaran rendah.
Secara umum biasanya diesel beroperasi antara 800 sampai 2000
rpm dan mempunyai lebih banyak torsi dan tenaga untuk bekerja.
• Siklus empat langkah: Kedua jenis engine, mengubah tenaga panas menjadi gerakan dengan menggunakan siklus empat langkah.
• Diesel engine lebih hemat bahan bakar: Pada waktu beroperasi,
diesel engine umumnya lebih hemat dalam pemakaian bahan bakar
dibanding motor bensin. Dimana dengan sedikit bahan bakar, diesel
engine dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar dibandingkan
motor bensin. Hal tersebut terjadi karena solar memiliki kandungan
panas yang lebih tinggi dibandingkan panas yang dikandung oleh bensin.
Gambar 1. 12
Panas yang dikandung dalam bensin dan solar
pembuat diesel engine harus tahan terhadap tekanan dan
temperatur tinggi dari pembakaran.
• Compression ratio: Diesel engine umumnya mempunyai
compression ratio yang lebih tinggi untuk memanaskan udara
sampai titik bakarnya. Pada umumnya diesel engine mempunyai
compression ratio 13:1 sampai 20:1 sedang motor bensin
mempunyai compression ratio 8:1 sampai 11:1.
I .8. Spark I gnited Engines
Gambar 1. 13
Ruang Bakar pada Spark I gnited Engine
Spark ignited engine beroperasi dengan bahan bakar gas seperti
propane, methane dan et hanol.
I .9. Caterpillar Gas Engine
Pada beberapa engine pistonnya telah mengalami perubahan design dengan menambah cekungan yang cukup dalam untuk fasilitas pembakaran.
Atau bisa juga dengan permukaan piston yang rata. Sensor electronic dan
timing device ditambahkan untuk menambah kemampuan kerja engine dan
Sampai saat ini Gas engine Caterpillar tersedia dengan tipe 3300,
3400, 3500 dan 3600. Dengan aplikasi pemakaian untuk penerangan dan penyaluran gas di lapangan natural gas, pengairan, pemompaan dan power
ENGINE BASIC COMPONENT
ENGINE BASIC COMPONENT
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
Engine
I I . Komponen Dasar Engine
I I .1. Block Assembly
Pada bagian ini akan dijelaskan nama dan fungsi komponen-komponen
yang terdapat pada cylinderblock.
I I .1.1. Engine Block
Engine block adalah bagian utama yang mendukung semua komponen
engine.
Gb 2.14 Engine Block dan Cylinder Head
I I . 1.2. Cylinder
Cylinder ialah lubang-lubang di block engine. Cylinder mempunyai
beberapa fungsi dan tugas yaitu:
• Rumah untuk piston.
• Ruang untuk pembakaran.
Gb. 2.15 Cylinder
I I .1.3. Cylinder Liner
Gb. 2.3 Cylinder Liner
Cylinder liner membentuk selubung air yang membatasi air pendingin
dengan piston.
Terdapat dua jenis Cylinder Liner: Wet type cylinder liner (tipe basah) dan dry type (tipe kering). Liner basah mempunyai o-ring yang menyekat
selubung air dan mencegah bocornya pendingin.
Dry liner atau biasa juga disebut sleeve dipakai untuk memperbaiki
parent bore yang mengalami kerusakan. Liner semacam ini disebut “dry“
I I .1.4. Piston
Gb. 2.16 Piston
Piston terpasang sempurna di dalam tiap cylinder liner dimana bisa
bergerak ke atas dan ke bawah selama proses pembakaran. Bagian atas piston merupakan dasar dari ruang bakar.
Berdasarkan cara pembuatannya piston dapat dibagi menjadi:
1. Cast aluminium crown dengan forged aluminium skirt, dimana
kedua bagian tersebut disambung dengan pengelasan electron beam.
2. Composite, steel crown dan alumnium skirt yang dibaut menjadi
satu.
3. Articulated, forged steel crown dengan pin bore dan bushing,
dimana cast aluminium skirt terpisah. Dua bagian ini disatukan dengan wrist pin.
4. Tipe yang umum ialah piston tunggal cast alum inium dengan piston
ring belt (sabuk baja) sebagai tempat ring piston.
2. Direct injection piston tidak mempunyai heat plug.
Adapun jenis piston ring yang terpasang pada piston adalah sebagai
berikut:
1. Compression ring (ring kompresi)
Berfungsi untuk menyekat ruang bakar bagian bawah guna
mencegah kebocoran kompresi dan gas hasil pembakaran melalui piston.
2. Oil contro l ring (ring oli)
Biasanya hanya terdapat satu oil control ring di bawah dua
compression ring, oil control ring melumasi dinding cylinder liner
pada saat piston bergerak ke atas dan ke bawah. Lapisan oli mengurangi keausan cylinder liner dan piston.
I I .1.5 . Connecting Rod
Gb. 2.17 Connecting Rod
Connecting rod menghubungkan piston ke crankshaft. Bagian-bagian
dari connecting rod adalah sebagaqi berikut:
1. Rod eye.
2. Piston pin bushing. 3. Shank.
4. Cap.
I I .1.6. Crankshaft
Gb. 2.6 Crankshaft
1. Rod bearing journal. 2. Counter weight. 3. Main bearing journal. 4. Web.
Crankshaft merubah gerak turun naik piston menjadi gerakan berputar
Gb. 2.7 Oil Passage Di dalam Crangshaft
Untuk mengurangi gerak maju atau mundur pada crankshaft (gerakan maju-mundur crankshaft tersebut biasa disebut End Play) maka dipasanglah thrust main bearing. Ada dua macam thrust main bearing, yaitu:
1. I nsert bearing 2 (dua) buah
2. Flanged thrust bearing 1(satu) buah
I I .1.7. Flyw heel
Flywheel (roda gila) dibautkan pada bagian belakang crankshaft di dalam rumah flyw heel. Crankshaft memutar flyw heel pada langkah tenaga,
dan gaya momentum flywheel menjaga crankshaft tetap berputar mulus pada
langkah hisap, kompresi dan langkah buang.
Fungsi flywheel ada tiga, yaitu:
1. Menyimpan energi untuk momentum di antara langkah tenaga. 2. Membuat putaran crankshaft supaya halus
3. Memindahkan tenaga ke mesin, torque converter atau beban lain
Pada bagian luar terdapat komponen ring gear melingkari flyw heel. Ring
gear dipergunakan sebagai roda gigi yang spline dengan pinion starting motor untuk start engine.
Camshaft digerakkan oleh roda gigi crankshaft. Bila camshaft berputar
maka cam lobe berputar. Komponen valve (klep) yang terhubung ke camshaft akan ikut bergerak naik dan turun. Bila permukaan lobe berada di atas, valve
akan terbuka. Putaran camshaft adalah setengah putaran crankshaft sehingga
valve membuka dan menutup pada waktu yang tepat selama proses empat
langkah.
Bagian camshaft yang mendorong valve adalah camshat lobe. Masing -masing lobe mengoperasikan (1) I ntake dan (2) Exhaust valve untuk setiap
cylinder. Beberapa cam memiliki lobe untuk menyemprotkan bahan bakar.
Lobe ini akan menekan unit injector. Lobe tersebut akan mengatur kapan bahan bakar disemprotkan ke combustion chamber.
Gb. 2.18 Cam Lobe
Setiap lobe terdiri dari tiga bagian utama yaitu:
1. Base Circle
2. Ramps
3. Nose
Jarak dari base circle ke puncak nose disebut lift. Cam Lift menentukan
seberapa jauh valve dibuka. Selain itu bentuk kelandaian ramp juga menentukan kecepatan membuka dan menutup valve, sedangkan bentuk
Misal : 1. Kecepatan atau waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari valve
tertutup menjadi terbuka penuh.
2. Lamanya atau duration valve dalam keadaan terbuka.
3. Kecepatan atau waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari valve terbuka penuh menjadi tertutup.
I I .1.9. Push rod/ batang penekan
Push rod adalah pipa baja dengan dudukan di kedua ujungnya.
Camshaft menggerakkan push rod sehingga mengangkat rocker arm.
Gb. 2.19 Valve Lifter
Valve lifter atau cam follower
bertumpu pada setiap lobe camshaft.
•Bila Camshaft berputar, valve lifter akan menyusuri permukaan lobe.
•Valve lifter merubah gerak camshaft ke Push rod.
•Push Rod memindahkan gerakannya
ke rocker arm, untuk membuka dan
menutup valve.
Ada 2 tipe valve lifter, yaitu:
1. Slipper follower
2. Roller follower
Roller Followe r
Roller follower memiliki roda baja
keras yang berputar di atas camshaft lobe.
I I .1.11. Vibration Damper ( Peredam Getaran)
Pada bagian depan crankshaft terdapat vibration damper. Alat yang
Gb. 2.20 Vibration Damper
Ada dua jenis peredam getar, yakni:
1. Peredam karet (rubber damper), yaitu peredam yang menggunakan
karet padat untuk menyerap getaran.
2. Peredam cairan kental (viscous damper), yaitu peredam yang di
dalamnya menggunakan cairan kental (oli berat) untuk menyerap
getaran.
I I .2. Cylinder Head Group
Cylinder head dan componen-komponennya dirancang agar valve
dapat membuka dan menutup dengan timing yang tepat, dan agar bahan
bakar disuntikkan pada waktu yang tepat sehingga didapatkan kemampuan puncak dari engine.
Yang termasuk perangkat valve train antara lain:
1. Cylinder head
2. Valve cover (tutup klep)
3. Bridge
4. Valve spring assemblies
5. Valve guide
6. Valve seat insert
7. Valve
Gb. 2.8 Komponen Valve Train
I I .3 Gear Train Assembly
Gb. 2.9 Gear Train Assemblies
Gear Train Assemblies dihubungkan untuk memindahkan tenaga dari
crankshaft ke komponen-komponen la in dari engine. Gear Train Assemblies
bisa berlokasi di bagian depan dan belakang engine. Pada gambar di atas
gear Train Assemblies terdapat di bagian depan engine di antara plate
belakang dan rumah timing gear.
Gear Train Assemblies menyelaraskan kerja komponen-komponen
I I .3.1. Komponen Seperangkat Roda Gigi
Komponen gear train antara lain:
1. Roda gigi crankshaft (crankshaft gear) 2. Roda gigi idler (idler gear)
3. Roda gigi camchaft (camshaft gear)
4. Roda gigi f uel injection pump (fuel injection pump gear) 5. Roda gigi pompa oli (oil pump gear)
6. Roda gigi pompa air (water pump gear)
7. Roda gigi kompresor udara (air compressor gear)
Gb. 2.10 Komponen Gear Train
Timing mark digunakan untuk mencocokkan roda-roda gigi dan untuk
AIR INDUCTION SYSTEM
AIR INDUCTION SYSTEM
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
Engine
I I I . Engine System
I I I .1. Air I nduction System ( Sistem Pemasukan Udara dan
Pembuangan Gas Bekas)
Engine Diesel memerlukan jumlah udara yang banyak untuk membakar
bahan bakar. Sistem udara masuk harus menyediakan udara yang cukup
bersih untuk pembakaran. Sistem pembuangan gas bekas harus membuang panas dan gas pembakaran. Tiap hambatan terhadap aliran udara atau gas pembakaran yang melalui sistem akan mengurangi kinerja engine.
Gb. 3.1a Skema Jenis Sistem Udara Masuk
Terdapat beberapa jenis dari sistem udara masuk.
1. Naturally Aspirated (NA). 2. Turbocharged (T).
3. Turbocharged Aftercooled (TA).
I I I .1.1. Komponen Dasar Air I nduction System
Sistem pemasukan udara dan pembuangan gas buang yang umum termasuk precleaner (1), air filter (2), turbocharger (3), intake manifold (4),
aftercooler (5), exhaust manifold (6), exhaust stack (7), muffler dan
Gb. 3.1b Komponen Dasar Air I nduction System
Untuk melakukan pekerjaan dan perbaikan pada sistem udara pada
engine, maka penting untuk memahami aliran udara melalui sistem dan
fungsi tiap komponen. Juga penting untuk memahami bentuk komponen tersebut dan bagaimana cara bekerjanya.
•Precleaner/ saringan awal udara: Precleaner selalu digunakan pada sistem udara engine diesel. Precleaner menyaring kotoran-kotoran yang kasar yang terdapat di dalam udara. Udara bers ih merupakan masalah kritis bagi unjuk
kerja engine. Kotoran dapat mempercepat keausan dan merusak komponen engine. Jenis precleaner umum yang biasa digunakan ada dua jenis yaitu:
§Cyclone Tube
§Full View
Kotoran yang tersaring oleh precleaner selanjutnya akan dibuang ke atmosfer melalui komponen dust ejector.
•Turbocharger: Dari saringan udara lalu udara mengalir ke dalam
turbocharger.
Fungsi dari Turbocharger:
2. Menambah tenaga engine (horsepower) .
Turbocharger menyediakan lebih banyak udara ke dalam engine sehingga
memungkinkan lebih banyak bahan bakar yang dapat dibakar.
Sistem Operasi Turbocharger.
Gas buang memutar turbin. Karena compressor dan turbin berada pada satu
poros, maka compressor turut berputar. Bertambah cepat compressor berputar, maka bertambah banyak udara yang dimasukkan ke dalam sistem
udara yang memperbesar tekanan dan density. Peningkatan tekanan udara disebut boost.
Gb. 3.2 Turbocharger
•Waste gate: Waste gate adalah bagian dari beberapa turbocharger. Apabila
boost lebih besar dari yang dianjurkan, maka waste gate terbuka untuk
membuang gas buang dari sekeliling turbin ke atmosfer.
Dengan mengurangi aliran gas buang, maka akan memperlambat putaran
turbin dan kompresor untuk mengontrol tekanan boost. Turbocharger
memberikan banyak udara untuk memperbaiki pembakaran. Karena udara
dimampatkan, maka udara tersebut akan panas dan mengembang, menjadi berkurang massa jenisnya. I ni berarti akan terjadi t idak cukup udara untuk menghasilkan pembakaran yang baik, pada fuel setting yang lebih besar.
•Aftercooler: Turbocharger menaikkan suhu udara masuk sekitar 300 derajat F. Udara masuk yang panas, kurang padat. Aft ercooler mengambil panas
dari udara masuk.
•I ntake manifold: Dari aftercooler, udara mengalir masuk ke dalam intake manifold dan ke lubang valve intake pada tiap cylinder. I ntake manifold berada pada cylinder head.
•Exhaust Manifold: Udara masuk ke dalam ruang bakar dimana terjadi
pembakaran. Gas hasil pembakaran keluar melalui lubang keluar dan masuk
ke dalam exhaust manifold. Exhaust manifold terpasang pada cylinder head dan tepat pada lubang keluar untuk gas buang.
Gb.3.3 Exhaust Manifold
•Muffler: Dari turbocharger, gas bekas pembakaran disalurkan melalui
muffler dan exhaust stack.Muffler meredam suara ribut dari gas buang
sehingga membuat suara engine menjadi lebih halus.
•Exhaust Stack: Setelah gas buang melalui muffler, maka gas buang tadi
melewati exhaust stack (pipa keluar). Stack (pipa) ini mengeluarkan gas buang agar menjauh dari operator. Gas buang masuk ke atmosfer melalui
COOLING SYSTEM
COOLING SYSTEM
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
memahami mengenai engine marine dan industrial yang mungkin memakai
(1) wat er cooled exhaust manifold dan (2) watercooled turbocharger.
Gb. 3.4 Exhaust Stack
I I I .2. Sist em Pendingin
Sistem pendingin engine bertanggung jawab untuk menjaga suhu engine agar selalu berada pada suhu operasi. Hal itu diperlukan karena
engine akan beroperasi optimum pada suhu operasinya. Sistem pendingin
mensirkulasikan cairan pendingin ke seluruh engine untuk membuang panas
yang timbul akibat pembakaran dan gesekan. I a menggunakan dasar pemindahan panas.
Panas selalu pindah dari sumber panas yang satu (1) ke sumber panas
yang lebih dingin (2). Sumber panas dan sasaran panas dapat berupa logam, cairan atau udara. Apabila perbedaan suhu tersebut semakin jauh maka
I I I .2.1. Bagian- Bagian Sistem Pendingin
Gb. 3.5 Skema Sistem Pendingin Engine
Komponen-komponen dasar sistem pendingin adalah (1) water pump, (2) oil cooler, (3) lubang-lubang pada engine block dan cylinder head, ( 4)
temperature regulator dan rumahnya, (5) radiator, (6) radiator cap, dan (7)
hose serta pipa-pipa penghubung. Tambahan kipas, umumnya digerakkan
oleh tali kipas terletak dekat radiator berguna untuk menambah aliran udara
sehingga pemindahan panas lebih baik.
•Water pump: Water pump terdiri dari sebuah impeller dengan kipas -kipas berbentuk kurva di dalam rumah water pump tersebut. Bila impeller berputar, baling-baling kurva mengalirka n air keluar rumah water pum p.
•Oil cooler (pendingin oli): Dari saluran keluar water pump, cairan pendingin mengalir ke oil cooler. Oil cooler terdiri dari satu set tabung dalam rumahnya. Pada contoh ini cairan pendingin mengalir melalui tabung-tabung
membuang panas oli yang ada di sekeliling tabung. Oil cooler membuang panas dari oli pelumas sehingga sifat-sifat dan konsentrasi oli tetap
terpelihara.
Gb.3.7 Oil Cooler
•After Cooler: Dari oil cooler, cairan pendingin mengalir ke engineblock atau ke after cooler untuk engine yang dilengkapi turbocharger. Beberapa engine yang menggunakan turbocharger juga menggunakan jacket wat er pump aftercooler sehingga cairan pendingin mengalir ke sana.
After cooler membuang panas dari udara yang masuk. Pada j acket water
after cooler sistem pendingin membuang panas dari udara. Konstruksi
aftercooler seperti radiator dengan tabung-tabung dan sirip -sirip. Udara
Gb. 3.8 After Cooler
•Water Jacket: Dari aft ercooler, air pendingin mengalir ke engine block dan di sekitar cylinder liner. Membuang panas yang tidak berguna dari piston, ring dan liner. Rongga-rongga tempat air tersebut disebut water jacket.
Gb.3.9 Water Jacket
•Cylinder head: Air pendingin bergerak dari lubang-ubang pada engine block menuju cylinder head, mengambil panas dari valve seat dan valve guide.
•Regulator housing/rumah regulator: Apabila air pendingin meninggalkan
cylinder head, air pendingin masuk ke thermostat atau regulator housing.
Pengatur suhu (temperature regulator) dipasang di dalam rumah regulator.
melalui radiator, kadang-kadang ke pipa bypass untuk kembali ke pompa air
(water pump). Bila engine dingin, regulator menutup. Air pendingin mengalir kembali ke wat er pump, tidak melalui radiator, tetapi melalui pipa
bypass. I ni akan membantu mempercepat memanaskan engine. Bila engine mulai panas, suhu air pendingin mulai naik sampai mencapai suhu
pembukaan radiator. Bila regulator membuka lebih lebar dan lebih banyak
lagi air yang menuju radiator.
Gb.3.10 Pengatur Suhu
•Radiator: Bila regulator membuka, air pendingin mengalir melalui pipa-pipa atau slang-slang ke bagian atas radiator yang telah mengambil panas engine. Di dalam radiator situasinya dibalik. Air pendingin melepaskan panas
ke atmosfir. Di dalam radiator air pendingin mengalir dari atas ke bawah. Tabung dan sirip-sirip bekerja sama membuang panas. Radiator umumnya
dipasang dimana udara paling banyak dan pembuangan panas paling baik.
Tutup radiator air di dalam radiator bertekanan. Tutup radiator akan menentukan berapa besar tekanan sistem pendingin selama engine bekerja.
Sistem pendingin yang bertekanan membantu mencegah air radiator mendidih pada tempat operasi yang lebih tinggi.
Bila anda berada pada permukaan yang lebih tinggi, titik didih akan turun.
Gb. 3.11 Radiator
•Fan (Kipas)
Gb. 3.12 Fan
Pemindahan panas melalui radiator adalah dengan bantuan kipas-kipas menambah aliran udara melewati tabung dan sirip radiator. Ada 2 tipe kipas,
hisap (suction) dan tiup (blower), kipas hisap (1) menarik udara melalui radiator dan kipas tiup (2) menekan udara melalui radiator. Beberapa engine
menggunakan tali kipas untuk mengerakkan kipas, pompa air atau komponen lainnya. Bila tali kipas terlalu kendor, kecepatan putar kipas turun, I ni akan mengurangi aliran udara melewati radiator dan akan menurunkan
I I I .2.2. Variasi Pada Sistem Pendingin
Sistem pendingin selalu dimodifikasi agar cocok dengan pemakaian engine. Di sini anda akan mempelajari perbedaan-perbedaan sistem pendingin.
•Gas buang yang didinginkan oleh air/water cooled exhaust
Saluran gas buang yang didinginkan oleh air kadang -kadang ditambahkan
pada sistem pendingin untuk mendinginkan gas buang yang keluar.
Pada engine kapal gas buang yang didinginkan tidak memanaskan ruang
mesin.
Pada saluran gas buang yang didinginkan, air pendingin mengalir di sekitar lubang-lubang saluran gas buang.
•Elemen kondisioner air pendingin/coolant conditioner element
Pilihan lain pada sistem pendingin adalah menggunakan elemen kondisioner
air pendingin bila perlu.
Elemen kondisioner air pendingin mengalir bersama air pendingin. Anti karat
terdapat di dalamnya. Karat tersebut larut di dalam sistem pendingin selama engine bekerja.
•Truck jalan raya/on highway truck
Pada on highway truck perubahan engine speed selalu terjadi. Karena
pompa air digerakkan oleh roda gigi, berarti aliran air pendingin juga berubah. Sistem pendingin dimodifikasi untuk menyesuaikan keadaan ini. Disamping pompa air, oil cooler, lubang-lubang air pendingin, regulator
suhu, radiator dan tutupnya, kipas, pipa-pipa dan slang pada truck ada tambahan pipa yang dipasang pararel (shunt line) yang menghubungkan bagian atas radiator dengan pompa air. Pipa yang dipasang pararel ini
Gb.3.13 Sistem Pendinginan pada Truk Jalan Raya
•Shunt line/ pipa pararel
Bila kecepatan truck berubah, kecepatan pompa air juga berubah, namun demikian aliran air pendingin tidak terlalu cepat berubah sehingga terdapat perbedaan tekanan dipompa air. Shunt line menyediakan air yang cukup ke
saluran masuk pompa air untuk menjaga tekanan dan mencegah air mendidih. Air pendingin pada saluran masuk pompa dapat mendidih karena
turunnya tekanan. Pada saluran keluar pompa tekanan tersimpan. Tekanan ini akan menimbulkan gelembung udara. Pecahnya gelembung udara akan menyebabkan erosi pada pompa air.
•Sistem pendingin engine kapal
Ada beberapa keunikan pada komponen -komponen sistem pendingin pada
engine kapal sebab panas engine dialirkan ke air ketimbang ke udara.
Engine kapal menggunakan heat exchanger atau keel cooler. Dasar aliran
air pendinginnya sama dengan engine lainnya. Heat exchanger atau keel cooler berfungsi menggantikan radiator.
•Sistem keel cooler
Komponen-komponen keelcooler ini sama dengan yang konvensional. Ada
dipasang pengatur suhu (temperature regulator). Air pendingin mengalir
melalui keel cooler.
Keel cooler adalah tabung-tabung yang dililitkan atau dilas ke lambung
kapal. Air mengalir dari expansion t ank (1) ke pompa air (wat er pump) ( 2) terus mengalir ke engine dan keelcooler (3) dimana air laut mendinginkan
air pendingin.
Gb.3.14 Keel Cooler
•Heat exchanger
Sistem pendingin ini terdiri dari pompa air (wat er pum p), lubang-lubang
aliran air, saluran gas buang yang didinginkan oleh air (wat er cooled
exhaust manifold) , expansion t ank tempat dimana dipasang pengatur suhu
(temperature regulator). Air laut yang mendinginkan air pendingin juga mempunyai pompa, pipa-pipa dan slang-slang tersendiri. Pada dasarnya
heat exchanger berbentuk kotak di dalamnya diisi tabung-tabung air
pendingin mengalir di dalam tabung yang dikelilingi air laut. Air laut
FUEL SYSTEM
FUEL SYSTEM
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
Gb. 3.15 Heat exchanger
•Zinc Rod (batang seng)
Zinc rod dipasang pada engine kapal untuk mengurangi karat. Seng lebih rentan pada karat dari pada logam lain di sistem pendingin. Bila seng dilalui
air laut, seng tersebut lebih cepat berkarat. Proses berkarat karena air laut ini disebut korosi galvanic. Batang seng disebut “Anoda yang berkorban”
sebab dia dirancang untuk berkarat dari pada benda lain. Batang seng harus selalu diperiksa dan diganti bila perlu.
Gb. 3.16 Zinc Rod
I I I .3. Sistem Bahan Bakar
umum, bertambah banyak bahan bakar yang diterima engine, maka
bertambah torque yang tersedia pada flyw heel.
Sistem bahan bakar mem berikan bahan bakar yang bersih pada saat
yang tepat dan pada jumlah yang sesuai untuk memenuhi kebutuhan horsepower yang diperlukan.
Komponen sistem bahan bakar menyesuaikan jumlah bahan bakar yang diberikan untuk memenuhi kebutuhan horsepower dengan
merubah/ mengatur jumlah bahan bakar dan waktu yang tepat untuk diinjeksikan.
Gb. 3.17 Sistem Bahan Bakar
Pompa dan penyalur bahan bakar terdiri dari:
1. Fuelt ank (tanki bahan bakar) 2. Fuel filter (saringan bahan bakar)
3. Transfer pump (pompa bahan bakar)
4. I njectionpump (pompa injeksi) 5. Governor
6. Timing advance mechanism
7. Fuelratio control
8. High pressure fuel lines
§ Tangki bahan bakar
Tanki bahan bakar adalah tempat menyimpan bahan bakar. Tangki bahan bakar tersedia dalam bermacam -macam ukuran.
Anda dapat menjumpai tangki bahan bakar yang terletak pada beberapa posisi tergantung pada pemakaiannya.
•Aliran bahan bakar
Bahan bakar mulai mengalir ketika start untuk menghidupkan engine.
Ketika kunci diputar, maka solenoid digerakkan yang memungkinkan bahan bakar mengalir dari transfer pump ke injection pump
•Primary fuel filter
Fuel Transfer Pump menghisap bahan bakar dari tangki, melalui primary
fuel filter.
Primary fuel filter juga menjaring kotoran kasar yang terdapat di dalam
bahan bakar.
Gb. 3.18 Primary Fuel Filter
•Water separator/ pemisah air
Beberapa sistem bahan bakar juga mempunyai wat er separator.
Water separator memungkinkan tiap pengembunan atau air yang terkurang
dikeluarkan. Air di dalam bahan bakar dapat menyebabkan terjadi
Gb. 3.19 Waterseparator
•Fuel Transfer Pump
Dari primary fuel filter, bahan bakar mengalir masuk ke t ransfer pump.
Transfer pump menyedot bahan bakar melalui bagian hisap yang
bertekanan rendah dari sistem bahan bakar.
Kegunaan yang utama dari f u el transfer pump adalah untuk menjaga pasokan yang cukup bahan bakar yang bersih di dalam injection pump.
•Final fuel filt er/ filter terakhir
Bahan bakar yang berada di dalam transfer pump dipompakan masuk ke
dalam filter kedua atau terakhir. Saringan bahan bakar menjaring partikel (kotoran) yang sangat halus yang terdapat di dalam bahan bakar yang
dapat merusak nozzle atau menyumbat injector.
Filter terakhir terletak atau terpasang di antara transfer pump dan rumah
injection pump. tidak seperti filter oli, maka filter bahan bakar tidak
mempunyai bypass valve. Apabila filter menjadi buntu, maka aliran bahan bakar berhenti dan engine akan mati. Hal ini untuk melindungi engine dari
bahan bakar yang kotor.
•Priming pump
Secara umum filter bahan bakar terakhir terpasang bersamaan dengan
untuk memperlancar pengisian f u el apabila anda telah selesai melepas
rumah pompa karena sesuatu perbaikan.
Pompa ini juga digunakan untuk memperlancar pengisian bahan bakar pada
sistem setelah dilakukan penggantian fuel filter.
Gb. 3.20 Pr iming Pump
•Fuel I njection Pump Housing
Bahan bakar keluar dari f uel filter terakhir lalu mengalir masuk ke dalam saluran di dalam rumah injection pump. Pompa yang berada di dalam
rumahnya menakar dan memberi tekanan terhadap bahan bakar. Rumah pompa biasanya terletak dekat bagian depan engine, karena pompa digerakkan oleh roda gigi dari camshaft. Timing advance unit, mechanical
governor, dan f u el ratio control dipasang pada rumah pompa.
Pada sistem yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar, maka
pipa baja saluran bahan bakar yang bertekanan tinggi menghubungkan injection pump ke nozzle. Bagian yang bertekanan tinggi dari sistem bahan
bakar terdiri dari pipa saluran bakar yang bertekanan tinggi dan nozzle.
Gb. 3.22 High Pressure Fuel Lines
•Nozzle
Bahan bakar mengalir melalui pipa bahan bakar yang bertekanan tinggi terus ke nozzle. Nozzle terpasang di dalam kepala silinder (cylinder head) .
Nozzle mempunyai valve yang akan terbuka apabila tekanan bahan bakar
menjadi cukup tinggi.
Apabila valve terbuka, maka bahan bakar akan mengabut dan disemprotkan
ke dalam ruang pembakaran.
Pada akhir penyemprotan, terjadi penurunan tekanan yang sangat cepat
Gb. 3.23 Nozzle
•Fuel Return Lines
Lebih banyak bahan bakar yang tersedia di dalam rumah injection pump dari pada yang dipakai engine.
Gb. 3.24 Fuel Return Lines
Pipa saluran kembali:
1. Mengembalikan bahan bakar yang berlebih kembali ke tangki bahan
bakar.
2. Membuang udara dari bahan bakar.
3. Mendinginkan bahan bakar dengan membuat bahan bakar tetap
bergerak.
•Fuel Shutoff (pemutus bahan bakar)
Setiap sistem bahan bakar menggunakan metode electronic atau m anual untuk memutus pasokan bahan bakar.
I I I .3.1. Rancangan Ruang Pembakaran
Gb. 3.26 Dua Tipe Ruang Bakar
Rancangan ruang pembakaran mempengaruhi efisiensi dan kinerja dari
engine. Rancangan piston dan metode yang digunakan untuk menginjeksikan
bahan bakar ke dalam silinder menentukan seberapa cepat dan sempurnanya
bahan bakar terbakar.
Pada sistem yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar
terdapat dua jenis rancangan ruang pembakaran:
1. Precombustion Chamber atau PC dan
2. Direct I njection atau DI.
Pada sistem EUI , hanya ada satu jenis dasar dari ruang pembakaran yaitu DI .
•
Direct injection: Pada rancangan ruang pembakaran yang directinjection, bahan bakar diinjeksikan secara langsung ke dalam cylinder
melalui nozzle.
• Precombustion: Pada sistem PC, maka nozzle meng -injeksikan
bahan bakar ke dalam precombustion chamber di mana bahan bakar akan terbakar.
Pembakaran ini memaksa bahan bakar yang tersisa masuk ke dalam ruang
Pada beberapa engine, dipakai glow plug untuk memanaskan udara ketika
menghidupkan engine. Untuk mencegah timbul lubang karena terbakar pada puncak piston, maka piston PC mempunyai heat plug baja yang
terpasang dekat bagian tengah puncak piston.
I I I .3.2. Sistem ElectronicUnit I njection
Gb. 3.27 EUI System
Sistem Electronic Unit I njection (EUI ) memakai beberapa komponen yang sama seperti pada yang memakai sistem dengan pompa dan pipa penyalur bahan bakar.
Sistem EUI memakai (1) f uel t ank, (2) primary f u el filter, (3) f u el transfer pump, (4) final fuel filter, (5) return line.
Fuel I njection Pum p merupakan bagian dimana sistem EUI berbeda dengan
yang memakai pump dan lines system (sistem yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar).
•Fuel Manifold: Bahan bakar keluar filter akhir lalu masuk ke dalam f uel manifold (saluran bahan bakar). Manifold bahan bakar biasanya bagian dari
block engine. Manifold ini berisi bahan bakar.
Bahan bakar yang berada di dalam manifold masuk ke dalam injector, yang
menakar, menekan, dan menginjeksikan bahan bakar.
Electronic unit injector dapat dikenal dari solenoid yang terpasang pada dekat bagian atasnya.
Gb. 3.28 ElectronicUnit Injector
•Electronic control module: Pada sistem EUI , mechanical governor, timing advance, dan f u el ratio control diganti dengan electronic.
Sistem EUI menggunakan Electronic Control Module (ECM) menyim pan
beberapa informasi electronic dan program.
I I I .3.3 Governor & Rack
Durasi injeksi bahan bakar (f u el injection duration) ini dikontrol oleh
governor dan rack, terus ke segment pada plunger untuk mengatur posisi scroll melalui perputaran plunger di dalam barrel.
Jika engine membutuhkan bahan bakar (fuel) lebih banyak, hanya dapat
dilakukan dengan menaikkan durasi injeksi bahan bakar (fuel injection duration).
Gb. 3.30 Governor & Rack
•Fuel Control Rack: Rack adalah suatu batang dengan sejumlah jajaran gigi
(straight gear), yang selalu berhubungan (meshes) dengan gigi-gigi
segment (gear segment) di setiap plunger. Hubungan ini akan membuat
setiap pergerakkan rack menyebabkan plunger berputar.
•Scroll Position: Perputaran plunger di lubang barre l dengan posisi scroll tetap mempertahankan port dalam keadaan tertutup (menambah bahan bakar), disebut fuel on position (1). Pergerakan rack yang menyebabkan
posisi scroll membuat port terbuka sehingga bahan bakar (fuel) dapat mengalir dari inlet port ke outlet port dan terus ke tangki (return line),
disebut fuel off position.
Gb. 3.32 Scroll Position
•Bagaimana cara kerja mechanical governor
Mechanical governor menggunakan sistem flyweight dan spring untuk
menggerakkan control rack. Spring selalu berusaha untuk menggerakkan
rack ke arah fuel on, sedangkan flyweight ke arah fuel off.
Jika gaya-gaya yang bekerja pada flyweight dan spring seimbang (flyweight force = spring force), kondisi ini disebut balance position dan
engine beroperasi pada putaran konstan (stable rpm). Jumlah bahan bakar
yang dibutuhkan (f u eldelivery), secara langsung berkaitan dengan engine rpm dan horsepower yang dihasilkan (output HP). Penambahan f u el delivery
berarti meningkatkan engine output (rpm atau HP). Governor mengatur jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk mengontrol putaran engine
(rpm), antara kebutuhan putaran rendah (low idle rpm setting) dan putaran
Setiap perubahan beban (engine load) dan putaran (engine rpm),
bahan bakar (f uel) yang harus diinjeksiksn juga terjadi dalam derajat waktu yang berbeda untuk tiap-tiap perubahan. Hal ini bertujuan untuk
mempertahankan atau memperoleh saat yang tepat, bagi bahan bakar untuk terbakar.
Jika putaran engine naik, maka bahan bakar yang akan diinjeksikan
atau disemprotkan ke dalam silinder harus lebih cepat. Peristiwa ini dinamakan dengan istilah “timing advance”. Demikian pula sebaliknya,
dengan peristiwa yang berlawanan disebut “timing retard” .
Timing advance unit dengan penempatan posisi satu poros bersama
FI P camshaft, akan memajukan (advance) atau memundurkan (retard)
waktu penyemprotan bahan bakar (f uel injection timing), yang bergantung pada cepat atau lambatnya putaran engine.
Waktu penyemprotan bahan bakar (f uel injection timing) dapat dimajukan atau dimundurkan.
Advance timing: Bahan bakar diinjeksikan/ disemprotkan lebih cepat
Retard timing: Bahanbakar diinjeksikan/ disemprotkan lebih lambat.
•Fuel Ratio Control (FRC)
Fuel sistem tidak bisa beroperasi sebagaimana mestinya jika tidak ditunjang oleh sistem pemasukan udara (air induction & exhaust system) yang baik. Dimana sistem pemasukan udara adalah hal yang vital, karena
bahan bakar tidak akan terbakar sempurna tanpa udara yang cukup.
Fuel ratio control (FRC) adalah suatu alat untuk mengatur
perbandingan yang tepat, antara bahan bakar yang akan akan diinjeksikan terhadap jumlah udara yang masuk ke dalam silinder. FRC bekerja setelah
mendapat tanda dari tekanan udara masuk (boost pressure) di intake
manifold, kemudian diteruskan ke governor untuk mencegah injeksi bahan
bakar yang berlebihan.
Karena itu penerapan f u el ratio control yang dipasang pada governor
I I I .3.4. Sistem Electronic Unit I njection ( EUI )
Gb. 21.33 ECM
Pada sistem electronic unit injection (EUI ), mechanical governor,
timing advance dan f u el ratio control, diganti dengan electronic control
module (ECM) dan sejumlah solenoid atau sensor.
•Timing wheel & sensor: Sebagai pengganti timing advance mechanism, timing w heel dan sensor memonitor engine rpm secara electronik.
•EUI electronics: Semua fungsi yang dikerjakan oleh unit mechanical
(mechanical unit) dikendalikan secara elektronik, sehingga lebih akurat dan tepat.
ECM merasakan putaran engine (rpm) dan beban (load), serta mengatur
waktu penyemprotan (timing) dan duration secara otomatis.
•Advantaces of unit injection Keunggulan unit injeksi:
1. Tekanan injeksi lebih tinggi
2. Bentuk pengabutan yang seimbang 3. Atomisasi bahan bakar lebih baik
4. Pembakaran lebih sempurna
5. Efisiensi bahan bakar lebih tinggi 6. Gas buang lebih bersih
LUBRICATION SYSTEM
LUBRICATION SYSTEM
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
I I I .4. Sistem Pelumasan
Tujuan utama dari sistem pelumasan adalah untuk mensirkulasikan oli ke
seluruh bagian engine.
Oli membersihkan, mendinginkan dan melindungi gerakan bagian engine dari
keausan.
I I I .4.1. Komponen Sistem Pelumasan
Sistem pelumasan terdiri dari: (1) oil pan, (2) suction bell (3) oil pump, (4) pressure relief valve, (5) oil filter with bypass valve, (6) engine oil cooler with bypass valve, (7) main oil gallery, (8) piston cooling jet, (9) crankcase
breather connecting lines dan pipes dan oli sendiri.
Gb. 3.34 Komponen Sistem Pelumasan
•Oil pan: Oil pan atau sump berfungsi sebagai tempat atau penampung oli. Oil pan juga membuang panas dari oli ke atmosfer. Oil pan terpasang pada
Gb.3.35 Oil Pan
•Suction bell dan inlet screen: Dari oil pan, oli masuk melewati saringan masuk dan terus ke suction bell. Saringan masuk mencegah masuknya
kotoran kasar ke dalam sistem oli pelumasan. Suction bell mengirim oli ke oil pump (pompa oli).
Gb.3.36 Suction Bell
•Oil Pump dan Relief Valve
Oil pum p membuat terjadinya aliran oli yang mengalir (bersirkulasi) ke
seluruh bagian engine. Oil pum p terletak dekat oil pan. Oil pum p digerakkan oleh crankshaft melalui gigi pada oil pump. Pressure relief valve biasanya
Dari oil pum p, oli mengalir melalui oil cooler. Oil cooler berfungsi
menyerap panas dari oli. Oli mengisi rumah oil cooler. Di dalam rumah oil cooler terdapat beberapa pipa yang dialiri oleh air pendingin engine. Panas
berpindah dari oli ke air pendingin engine. Oil cooler juga mempunyai bypass valve.
Gb. 3.37 Oil Pump dan Relief Valve
•Oil filter dan bypass valve
Oli mengalir dari oil cooler ke oil filter. Sistem pelumasan ada yang
menggunakan satu atau lebih oil filter, tergantung bagaimana
rancangannya. Filter menyaring kotoran dan partikel logam dari oli. Filter memakai bypass valve sebagaimana keperluannya.
Gb. 3.38 Oil Filter dan Bypass Valve
Pada sistem saringan dengan aliran penuh, maka 100% oli melewati
saringan.
Pada sistem ini harus mempunyai bypass valve.
•Sistem dengan filter bypass
Sistem dengan filter bypass memakai 2-buah filter. 90% dari oli mengalir
melalui filter biasa dan 10 % lagi mengalir melalui filter bypass.
Biasanya filter bypass mempunyai penyaring yang rapat untuk menyaring
kotoran yang sangat halus.
Sistem filter bypass juga mempunyai bypass valve.
1. Filter utama
2. Bypass filter 3. Oil pum p
4. Engine atau komponen
•Oil gallery: Pada beberapa engine yang memakai turbocharger, maka oli mengalir melalui filter ke turbocharger melalui saluran masuk.
Saluran keluar mengembalikan oli ke oil pan.
Pada engine yang lain, oli yang bersih setelah disaring lalu masuk ke saluran
oli utama.
Saluran oli utama terdapat di dalam block.
Saluran oli ini merupakan saluran oli yang utama yang melalui block.
•Oil flow: Dari saluran oli, oli mengalir ke semua bagian yang bergerak dari engine, termasuk main bearing (metal duduk) dan crankshaft.
1. Outlet (jalan keluar)
2. Inlet (jalan masuk)
•Bearing: Oli mengalir dari saluran oli ke crankshaft, yang kemudian
melumasi main bearing (metal duduk), dan connecting rod bearing (metal jalan).
2. Oil manifold
•Saluran oli pada crankshaft: Crankshaft Caterpillar mempunyai saluran oli yang menyalurkan oli ke connecting rod bearing dan main bearing.
•Pelumasan dinding cylinder: Oli mencapai dinding cylinder ketika oli keluar dari connecting rod bearing dan menyemprot bagian bawah piston.
•Bagaimana terjadinya tekanan oli
Oli mengalir melalui salurannya untuk melumasi semua bagian yang
bergerak termasuk peralatan penggerak valve, rumah pompa injeksi, timing
advanceunit dan komponen lainnya.
Oli kembali ke oil pan melalui saluran.
Pipa-pipa, saluran oli dan bearing merupakan penghambat terhadap aliran oli yang akan menimbulkan tekanan.
Sebagian besar tekanan oli dari sistem ditimbulkan oleh main bearing.
Pembacaan tekanan oli pada alat ukur tekanan adalah hasil dari hambatan normal ini.
•Piston cooling jet
Jet pendingin piston, menyemprotkan oli kebagian bawah dari tiap piston
dan akan membantu pelumasan dinding silinder.
•Crankcase Breather: Crankcase breather mengeluarkan gas hasil pembakaran bahan bakar yang bocor melalui ring piston. Hal ini akan menjaga agar di dalam crankcase selalu bertekanan tetap. Breather ini
biasanya selalu terletak pada bagian atas engine. Breather ini menyeimbangkan tekanan di dalam crankcase engine dengan tekanan di
luar engine sehingga memungkinkan oli dengan mudah kembali ke oil pan.
Gb. 3.40 Crankcase Breather
•Oil filter: Pada sisitim pelumasan, saringan oli memerlukan perawatan yang sangat penting. Saringan ini akan menjadi kotor apabila tidak dirawat secara
benar dan dapat menyebabkan masalah pada sistem pelumasan.
•Bypass Valve dan Relief Valve
Sistem pelumasan memakai beberapa bypass valve dan relief valve
untuk mengamankan engine. Oil pump (1), memakai pressure relief valve (2), sementara oil cooler (3), dan oil filter (4), memakai bypass valve (5).
Nama dari valve menjelaskan bagaimana cara kerja valve tersebut.
oPressure relief valve mengurangi tekanan sistem dan bypass valve yang
memungkinkan oli mengalir (di bypass) ke sekeliling komponen tanpa melalui nama dari valve tersebut (misalnya oil cooler bypass valve berarti
tanpa melalui oil cooler) .
•Pressure relief valve: Pressure relief valve biasanya terpasang dekat oil pump.
Relief valve ini umumnya merupakan valve yang digerakkan (ditahan)
spring.
Relief valve akan membuka apabila tekanan sistem melebihi gaya tekan
spring pada valve.
Selama tekanan oli masih tinggi, maka valve akan tetap dalam keadaan
terbuka.
Apabila relief valve membuka, maka sebagian oli kembali ke oil pan.
Apabila tekanan oli turun sampai di bawah gaya tekan spring untuk membuka, maka valve akan menutup.
•Oil cooler bypass valve: adalah valve pengara h, yang akan membuka
apabila perbedaan tekanan antara oli yang akan masuk ke oil cooler lebih besar dari gaya tekan spring untuk membuka valve.
Apabila valve terbuka, maka oli dialirkan di luar dari oil cooler.
Hal ini untuk meyakinkan bahwa sebagian oli akan mencapai bagian engine
yang penting apabila terjadi masalah pada oil cooler.
STARTING SYSTEM
STARTING SYSTEM
SPECIALIZATION TECHNICIAN
SPECIALIZATION TECHNICIAN
DEVELOPMENT PROGRAM
DEVELOPMENT PROGRAM
•Oil filter bypass valve: Oil filter bypass valve adalah valve pengarah aliran oli yang akan membuka apabila perbedaan tekanan antara oli yang akan masuk ke filter lebih besar dari gaya tekan spring pada valve untuk
membuka. Apabila oli masih dalam keadaan kental karena masih dingin seperti ketika engine baru dihidupkan atau pada waktu filter dalam keadaan
buntu, maka filter bypass valve membuka. Oli dialihkan dari oil filter agar
sebagian oli selalu dapat mencapai bearing dan komponen engine lainnya.
Hal ini untuk mengamankan engine dari kerusakan karena kekurangan oli.
I I I .5. Starting System
I I I .5.1. Electrical Starting System
Starting sistem bekerja dengan memutar engine hingga tercapainya
tekanan dan temperature kompresi tertentu di dalam ruang bakar yang diperlukan untuk membakar bahan bakar. Pada semua starting sistem motor
engkol memutar ring gear pada flyw heel, kemudian flyw heel memutar
crankshaft dan melalui connecting rod menggerakkan piston untuk
mengkompresi udara di dalam silinder.
Untuk menghidupkan engine, kecepatan engkol adalah lebih penting dari lamanya mengengkol. Karena putaran kecepatan engkol ini, mempengaruhi jumlah panas yang dihasilkan di dalam silinder pada waktu
langkah kompresi.
Motor engkol (cranking motor/starting motor) digerakkan atau dioperasikan
oleh sistem electric atau sistem udara.
I I I .5.1.2. Komponen- komponen Utama
Komponen-komponen utama electrical starting system adalah: 1. Battery (accu)
4. Wire & kabel (kabel besar & kecil)
Gb. 3.42 Electrical Starting System
•Cranking/Starting Motor: Suatu alat untuk memutar dan menghidupkan
engine, dengan mengubah tenaga dari aliran udara bertekanan menjadi
energi mekanik.
•Pinion: Roda gigi penghubung yang dipasang (spline) di ujung poros (shaft) dari starting motor, untuk selanjutnya berhubungan dengan ring gear pada
flywheel dan berputar sewaktu menghidupkan engine.
•Sistem operasi electrical starting system
Ketika switch kunci start di posisi on, battery memberikan arus listrik ke komponen-komponen starting sistem, kemudian starting motor mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik untuk memutar engine.
Untuk beberapa mesin yang memakai master switch dan disconnects switch
I I I .5.2. AirSt art ingSystem
Gb. 3.42 Skematik Air Starting System
I I I .4.1.3.1. Komponen- Komponen Utama
Komponen-konponen utama Air Starting System: 1. Air Tank reservoir (tangki udara)
2. Push button valve
3. Relay valve
4. Starting motor (cranking motor)
5. Pinion
§Sistem Operasi Air Starting System: Air starting sistem menggunakan udara
bertekanan untuk memutar starting motor, dengan putaran motor (cranking speed) lebih cepat dari electric starting system.
Air starting sistem lazim diterapkan pada off highway truck. Kekurangannya
adalah sistem ini hanya mempunyai satu atau dua kali kesempatan untuk menghidupkan engine, jika dalam kesempatan yang ada engine tidak hidup maka udaranya akan habis dan starting motor tidak dapat berfungsi.
oTangki penampung udara: Air tank/reservoir berfungsi sebagai tempat
