6 BAB 2 CARA KERJA DAN PERAWATAN INJECTOR 2.1 Pengertian Injector Injector adalah salah satu komponen utama dalam sistem bahan bakar diesel. Injector berfungsi untuk menghantarkan bahan bakar diesel dari injection pump ke dalam silinder pada setiap akhir langkah kompresi dimana torak (piston) mendekati posisi TMA. Injector dirancang untuk menerima tekanan bahan bakar dari injection pump yang bertekanan tinggi untuk membentuk kabut yang bertekanan, tekanan ini mengakibatkan peningkatan suhu pembakaran didalam silinder. Tekanan injector di M/V. BK CHAMP untuk mesin utama antara 240 sampai 250 kg/cm². Tekanan udara dalam bentuk kabut melaui Injector ini hanya berlangsung satu kali pada setiap siklusnya yakni pada setiap akhir langkah kompresi saja sehingga setelah sekali penyemprotan dalam kapasitas tertentu dimana kondisi pengabutan yang sempurna maka injector yang dilengkapi dengan jarum yang berfungsi untuk menutup atau membuka saluran injectror ini, sehingga kelebihan bahan bakar yang tidak mengabut akan dialirkan kembali kebagian lain atau ke tangki bahan bakar sebagai kelebihan aliran (overflow). Gambar 1 Injector (Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
6
BAB 2
CARA KERJA DAN PERAWATAN INJECTOR
2.1 Pengertian Injector
Injector adalah salah satu komponen utama dalam sistem bahan bakar
diesel. Injector berfungsi untuk menghantarkan bahan bakar diesel dari
injection pump ke dalam silinder pada setiap akhir langkah kompresi dimana
torak (piston) mendekati posisi TMA. Injector dirancang untuk menerima
tekanan bahan bakar dari injection pump yang bertekanan tinggi untuk
membentuk kabut yang bertekanan, tekanan ini mengakibatkan peningkatan
suhu pembakaran didalam silinder. Tekanan injector di M/V. BK CHAMP
untuk mesin utama antara 240 sampai 250 kg/cm². Tekanan udara dalam
bentuk kabut melaui Injector ini hanya berlangsung satu kali pada setiap
siklusnya yakni pada setiap akhir langkah kompresi saja sehingga setelah
sekali penyemprotan dalam kapasitas tertentu dimana kondisi pengabutan
yang sempurna maka injector yang dilengkapi dengan jarum yang berfungsi
untuk menutup atau membuka saluran injectror ini, sehingga kelebihan bahan
bakar yang tidak mengabut akan dialirkan kembali kebagian lain atau ke
tangki bahan bakar sebagai kelebihan aliran (overflow).
Gambar 1 Injector
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
7
Untuk menyempurnakan fungsi injector, maka injektor akan kita
temukan dalam beberapa jenis, tentu saja dengan karakteristik yang berbeda
antara lain terdiri atas berlubang satu (Single hole) dan injector berlubang
banyak (multi hole). Injector model pin atau trotle, injektor ini terdapat dalam
model trotle dan model pintle. Macam-macam injektor seperti disebutkan
diatas dengan sifat pengabutan dan karakteristik yang berbeda maka
pemilihan untuk fungsi pemakaiannya juga berbeda yang bergantung pada
proses pembakarannya dan proses pembakaran ini ditentukan oleh bentuk
ruang bakarnya, untuk sifat-sifat injector ini antara lain adalah seperti berikut
Injector berlubang satu (Single hole) proses pengabutannya sangat baik akan
tetapi memerlukan tekanan injektion pump yang tinggi.
Demikian halnya dengan Injektor berlubang banyak (multi hole)
pengabutannya sangat baik. Injector ini sangat tepat digunakan pada direct
injection (injeksi langsung). Injektor dengan model pin, injektor model pin ini
model trotle maupun model pintle lebih tepat digunakan pada motor diesel
dengan ruang bakar yang memiliki combustion chamber, kamar muka
maupun kamar pusar (turbulen) dan Type Lanova.
Injektor pada motor diesel berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar
ke dalam selinder pada akhir langkah kompresi saat piston berada pada 18° -
22° sebelum TMA, pada langkah ini nozzle ( bagian injector )
menyemprotkan bahan bakar dalam bentuk kabut sempurnya secara
continuous dan teratur sesuai mekanisme katup. Injektor di dalam
mekhanismenya di bantu oleh komponen – komponen penunjang agar
memaksimalkan kinerja dari injector di dalam mengabutkan bahan bakar.
8
Gambar 2 System sirkulasi bahan bakar sampai ke injector
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
2.2 Komponen - Komponen Injector
Gambar 3 Komonen – komponen pada injector
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
9
1. Komponen utama:
1. Nozzle holder berfungsi untuk saluran bahan bakar dan body komonen
bagian atas.
Gambar 4 Gambar nozzle holder
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
2. Over flow pipe berfungsi untuk mengembalikan bahan bakar sisa
pengabutan.
Gambar 5 Over flow pipe
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
10
3. Adjusting washer berfungsi untuk sim penyetel tekanan pengabutan.
Gambar 6 Adjusting washer
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
4. Pressure spring berfungsi untuk mengembalikan tekanan pengabutan.
Gambar 7 Pressure spring
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
11
5. Pressuret pin berfungsi untuk proses penerus tekanan.
Gambar 7 Pressure pin
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
6. Distance piece berfungsi untuk saluran bahan bakar dan tempat
tumpuan pressure spring.
Gambar 8 Distance piece
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
12
7. Nozzle needle berfungsi untuk jarum pengatur pengabutan bahan bakar.
Gambar 9 Nozzle needle
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
8. Nozzle body berfungsi untuk saluran bahan bakar dan lubang
pengabutan.
Gambar 10 Nozzle body
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
13
9. Retaining nut berfungsi untuk body komponen bagian bawah
Gambar 11 Retaining nut
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
2. Komponen – komponen yang menunjang kinerja injector :
1. Nozzle
Nozzle adalah klep yang digunakan menyemprotkan bahan bakar ke
dalam cylinder dalam bentuk kabut, sehingga bahan bakar dapat
tercampur dengan udara secara merata ( homogen ) dan mudah
terbakar.
2. Pelindung panas untuk injector
Pelindung panas pada nozzle berfungsi untuk melindungi nozzle dari
temperatur yang tinggi, temperatur yang tinggi akan mempengaruhi
kinerja dari nozzle karena dengan temperatur yang tinggi akan
menyebabkan berubahnya bentuk dan fisik nozzle itu sendiri. Melihat
dari kondisi di atas maka para insinyur mulai mengembangkan
pendingin nozzle yang berfungsi untuk mengurangi resiko yang
ditimbulkan akibat temperatur yang tinggi.Di bawah ini akan dijelaska
jenis jenis pendingin pada nozzle yang banyak digunakan pada motor
diesel.
14
(1) Pelindung panas nozzle jenis pintel dan trotle
Jenis pelindung nozzle pintel dan trothle dengan cara meletakkan /
menyisipkan plat di antara mur penahan dan kepala nozzle. Tujuan
diletakkannya plat ini adalah sebagai sirip pendingin yang gunanya
untuk membuang panas ke udara, dengan begitu permukaan nozzle
yang menerima panas lebih sedikit.
(2) Pelindung panas nozzle jenis lubang
Pelindung panas ini digunakan pada nozzle jenis lubang banyak
langsung dipasang pada badan nozzle. Dengan pemasangan
pelindung panas ini temperatur nozzle dapat berkurang hingga
40ºC pelindung panas ini dibuat dari bahan bebas karat yaitu
tembaga dan kuningan.
Gambar 12 pelindung panas nozzle
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
keterangan gambar :
1. Nozzle
2. Mur penahan nozzle
3. Pelindung panas
4. Kepala silinder
15
3. Katup penyalur pada nozzle
Katup penyalur pada nozzle merupakan suatu bagian dari injector
yang berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar yang akan dikabutkan .
Fungsi dari katup penyalur :
a. Memisahkan hubungan solar antara pipa tekanan tinggi dengan ruang
tekan pada pompa injeksi pada waktu alur pengontrol membuka lubang
pemberi.
b. Menurunkan tekanan solar setelah torak pembebas menutup saluran
solar sehingga dapat mencegah tetesan solar pada nozel (pada akhir
penyemprotan).
c. Mempertahankan supaya didalam pipa tekanan tinggi selalu terisi solar.
Gambar 13 Katup penyalur
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
4. Spuyer pembalik aliran
Spuyer pembalik aliran merupakan fungsi dari bagian nozzle yang
berfungsi untuk pembalik aliran ketika aliran / jumlah bahan bakar yang
akan dikabutkan melebihi standard.
Fungsi dari spuyer pembalik aliran :
a. Menghindari terjadinya kelapukan/keausan pada sistem tekanan yang
tinggi yang disebabkan oleh kecepatan aliran solar.
16
b. Kelapukan/keausan dapat terjadi pada elemen pompa dan nozel pada
saat langkah efektif berakhir yang disebabkan oleh getaran solar yang
masih mempunyai tekanan tinggi.
c. Tidak semua motor diesel mempunyai spuyer peredam aliran seperti ini
(hanya dipakai pada motor diesel ukuran besar).
2.3 Cara Kerja Injector
Proses cara kerja injector sebagai berikut :
1. Sebelum Penginjeksian
Bahan bakar yang bertekanan tinggi mengalir dari pompa injeksi melalui
oil passage menuju oil pool pada bagian bawah nozzle body.
2. Penginjeksian Bahan Bakar
Bila tekanan pada oil pool naik, ini akan menekan permukaan nozzle
needle. Bila tekanan ini melebihi tegangan pegas, maka nozzle needle
terdorong keatas dan menyebabkan nozzle menyemprotkan bahan bakar.
3. Akhir Penginjeksian
Bila pompa injeksi berhenti mengalirkan bahan bakar, tekanan bahan
bakar turun dan pressure spring mengembalikan nozzle needle keposisi
semula (menutup saluran bahan bakar). Sebagian bahan bakar yang tersisa
antara nozzle needle dan nozle body melumasi semua komponen dan
kembali ke over flow pipe.
2.4 Jenis – jenis Injector
Jenis – jenis injector dengan sifat pengabutan dan karateristik yang
berbeda, maka untuk fungsi pemakaiaanya juga berbeda dimana bergantung
pada proses pembakarannya. Proses pembakaran ini, ditentukan oleh bentuk
ruang bakarnya. Dari segi karateristik dan modelnya, injector terdiri atas :
1. Injector berlubang
a. Injector berlubang satu (single hole)
b. Injector berlubang banyak (multi hole)
17
Injector berlubang satu (single hole) proses pengabutanya sangat
baik tetapi memerlukan tekanan injection pump yang tinggi. Demikian
halnya dengan injector berlubang banyak (multi hole) pengabutannya
sangat baik. Injector ini sangat tepat digunakan pada injector langsung
(direct injection).
2. Injector model pin atau throttle
a. Injector model throttle
b. Injector model pintle
Injector model throttle dan model pintle lebih tepat digunakan pada
motor diesel dengan ruang bakar yang memiliki combustion chamber,
kamar muka maupun kamar pusar (turbulen).
Gambar 14 Jenis – jenis injector
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
Sedangkan dari segi pemakaian dan posisi injector terdiri dari
injector tidak lansung (precombution chamber) dan injector langsung
(direct injection). Kedua jenis injektor ini sering digunakan, karena
keduanya memiliki kekurangan serta kelebihan masing masing. Adapun
perbedaan antara injektor langsung dan tidak langsung adalah :
18
a. Injeksi jenis tidak langsung ( precombution chamber )
Pada sistem ini bahan bakar tidak langsung disemprotkan
langsung ke dalam cylinder (ruang bakar utama), melainkan terlebih
dahulu melalui suatu kamar muka atau precombution camber (PC),
sehingga proses pembakaran terjadi secara menjalar ke ruang bakar
utama.
Gambar 15 Injeksi tidak langsung (precombution camber)
(Priambodo, Bambang, Ir, 1995, Perbaikan Injector, Erlangga : Jakarta)
b. Injeksi langsung (direct injeksion)
Injeksi langsung pada motor diesel cara kerjanya adalah nozzle
menyemprotkan bahan bakar dalam bentuk kabut ke dalam selinder
(ruang bakar) sehingga proses pembakaran terjadi secara serempak.
19
Gambar 16 Injeksi langsung ( direct injeksion )
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
Di M/V. BK CHAMP dengan mesin induk menggunakan jenis
injector berlubang banyak dan model pintle.Sedangkan dari segi posisi
injector menggunakan jenis injector langsung (direct injection) karena
merupakan mesin diesel. Karena dengan dengan menggunakan system
ini tenaga yang di hasilkan lebih kuat dan efisien untuk mesin kapal.
Kelebihan-kelebihan injeksi langsung (direct injeksion) dengan
injeksi tidak langsung (precombution) :
(1) Untuk precombution pembakaran lebih sempurna,sedangkan direct
injektion pemakaian bahan bakar lebih hemat.
(2) Precombution umur komponen utama lebih panjang, sedangkan
pada direct injektion engine response (percepatan) lebih baik.
(3) Pada precombution nozzle tidak cepat kotor atau buntu, untuk
direct injektion engine lebih mudah dihidupkan.
(4) Precombution lebih ramah lingkungan, karena tingkat polusi udara
lebih rendah, pada direct injektion kapasitas alat pendingin lebih
kecil.
20
(5) Pada precombution kemungkinan pemakaian bahan bakar yang
lebih berat (energi lebih besar) sedangkan pada direct injetion horse
power lebih besar.
2.5 Proses Pengabutan Bahan Bakar pada Injector
Proses pengabutan bahan bakar diesel melalui injektor ini diperlukan
agar terjadi proses pembakaran yang sempurna di dalam silinder, kendati
pada motor diesel ini pembakaran diberikan melalui panas yang dihasilkan
oleh pemampatan udara luar namun nyala api tidak akan terjadi tanpa adanya
penambahan oksigen. Oleh karena itu, dalam proses pengabutan ini pada
dasarnya adalah mencampur bahan bakar dengan oksigen, untuk itu proses
pengabutan untuk memperoleh gas bahan bakar yang sempurna pada injector
dapat dilakukan dengan tiga sistem pengabutan yaitu :
1. Pengabutan Udara
Proses pengabutan udara terjadi pada saat bahan bakar yang
bertekanan 340 sampai 350 kg/cm² mengakibatkan tekanan pada rumah
pengabut sebesar 240 kg/cm² yang selalu berhubungan langsung dengan
tabung udara dengan tekanan bahan bakar dari pompa mencapai 350
kg/cm² pada Volume tertentu akan tertampung pada cincin pembagi dari
pengabut tersebut. Tekanan bahan bakar dari pompa tadi juga akan
mengangkat jarum pengabut dengan demikian, udara yang bertekanan tadi
akan mengalir bersama bahan bakar melalui lubang-lubang halus pada
cincin pembagi sehingga membentuk gas bahan bakar dan masuk kedalam
silinder. Gas bahan bakar yang terbentuk karena proses persenyawaan
antara udara dengan bahan bakar maka akan sangat mudah terbakar bila
berhubungan dengan udara panas dan bertekanan tinggi. Dengan plunger
pompa injeksi yang digerakan oleh poros yang berhubungan dan distel
sedemikian rupa maka pengabutan hanya terjadi pada akhir kompresi.
2. Pegabutan Tekan
Pada proses pengabut tekan ini saluran bahan bakar dan ruangan
dalam rumah pengabut harus selalu terisi penuh oleh bahan bakar, dengan
21
jarum pengabut yang tertekan oleh pegas sehingga saluran akan tertutup.
Namun ketika bahan bakar dari injection pump yang bertekanan 350
kg/Cm² mengalir kebagian jarum pengabut, pengabut akan tertekan keatas
sehingga saluran akan terbuka. Dengan demikian, bahan bakar akan
terdesak melalui celah di antara jarum pengabut dalam bentuk gas. Untuk
memperoleh proses pembakaran yang sempurna didalam silinder maka
proses pemampatan udara di dalam silinder diusahakan menghasilkan
turbulensi udara.
3. Pengabutan Gas
Pengabut ini dikonstruksi sedemikian rupa dengan komponen-
komponen yang terdiri atas rumah pengabut, katup dan bak pengabut yang
ditempatkan di bagian bawah dari pengabut dan berada di dalam ruang
bakar. Dalam proses pengabutan ini bahan bakar telah berada dalam
keadaan bertekanan tinggi dan katup injeksi sudah terbuka sejak langkah
pengisapan oleh torak dan pada kondisi ini sebagian bahan bakar telah
menetes ke bak pengabut yang di bagian sisinya terdapat lubang-lubang
kecil. Keadaan ini akan mengakibatkan motor menjadi sangat panas
sehingga bahan bakar tadi akan berubah menjadi kabut. Pada akhir
langkah kompresi udara yang bertekanan akan menerobos masuk ke bak
pengabut tersebut melalui lubang-lubang kecil dari bak pengabut tersebut
dan mengakibatkan letusan. Namun hal ini tidak cukup membakar bahan
bakar secara keseluruhan karena tidak cukup oksigen sehingga sisa bahan
bakar yang tidak terbakar akan keluar masuk didalam ruang bakar dan
terbakar pada ruangan ini, oleh kerena itu pada sistem pengabutan ini akan
terjadi dua kali proses pembakaran yaitu proses pembakaran mula dan
prose pembakaran yang sebenarnya, kendati sistem ini jarang digunakan
namun proses pengabutan ini dapat menghasilkan kabut bahan bakar yang
memenuhi syarat dalam kebutuhan proses pembakaran.
22
2.6 Bentuk-bentuk Pengabutan pada Injector
Di dalam menyemprotkan bahan bakar, nozzle memiliki bentuk-
bentuk penyemprotan bahan bakar , bentuk penyemprotan ini sangat
berpengaruh terhadap kualitas campuran bahan bakar di dalam selinder. Di
bawah ini akan dijelaskan mengenai bentuk penyemprotan nozzle serta
pengaruhnya terhadap pembakaran.
(a) (b) (c)
Gambar 17 Bentuk – bentuk penyemprotan pada injector.
(Aris Munandar 1996 Motor Diesel Putaran Tinggi, Erlangga: Jakarta)
Keterangan :
1. Pada gambar (a) terlihat pengabutan yang sempurna dimana
pengabutannya menyebar dan tidak berpusat pada satu titik. Pengabutan
yang baik membentuk sudut pengabutan dengan sudut 14º. Pengabutan
yang sempurna akan menghasilkan pembakaran yang sempurna dan
pembakaran yang sempurna akan meningkatkan efisiensi mesin.
2. Pada gambar (b) terlihat pengabutan yang tidak merata pada nozzle dan ini
menandakan bahwa terjadi penyumbatan pada nozzle nedle. Keadaan ini
apabila dibiarkan akan menimbulkan kerugian serta efek samping terhadap
mesin. Nozzle yang tersumbat akan mengakibatkan penyemprotan bahan
bakar tidak maksimal yanga disalurkan ke dalam selinder, ini akan
mengakibatkan mesin akan pincang dan tenaga akan berkurang bila nozzle
yang tersumbat hanya satu buah.
3. Sedangkan pada gambar (c) terlihat bahan bakar hanya menetes karena
kebuntuan atau kerusakan pada nozzle dan keadaan ini mengakibatkan
pembakaran tidaklah sempurna karena bahan bakar yang dikabutkan tidak
23
terkabut secara sempurna dan pemakaian bahan bakar alan boros dan asap