1

SISTEM BAHAN BAKAR ( FUEL SYSTEM )

Adalah sistim yang terdapat pada engine diesel yang berfungsi untuk mensuplay bahan

bakar dari tangki ke masing-masing silinder melalui injector, sesuai jumlah dan waktu

yang tepat dalam bentuk partikel yang sangat halus/kabut, sehingga menghasilkan

pembakaran yang sempurna untuk mendapatkan power/tenaga yang maksimum. Melihat

model/type engine yang bermacam-macam, maka sistim penyaluran bahan bakar dibedakan

atas:

In-Line Pump

Distri-butor Pump

Pressure Time ( PT ) System

Unit

Injector.

2

Injeksi bahan bakar

Terdapat dua metode penginjeksian bahan bakar yaitu secara mekanis dan elektronis. Unit

alat berat saat ini menggunakan metode mekanis. Namun, peraturan udara bersih ( clean-air

regulations ) menghendaki standar yang lebih berat dalam hal sistem injeksi bahan bakar

yang mendorong ke arah penggunaan sistem injeksi bahan bakar elektronis.

Pola aliran bahan bakar Diesel

Bahan bakar dihisap dari fuel tank(1) melalui tank stariner dan Suction Line ( 2 ) oleh

fuel feed pump(3).

Bahan bakar tersbut kemudian dipompakan menuju fuel filter (4) dan (5) dan terus ke fuel

injection pump.

Bahan bakar kemudian dinaikkan tekanannya oleh fuel injection pump dan dikirim ke

delivery pipe(6) menuju injector (7).

Kelebihan bahan bakar kemudian kembali ke Fuel tank lewat return line (8).

Komponen-Komponen Pada Fuel Sistem

Fuel tank ( tangki bahan bakar ) dan sending unit

Fuel tank berguna untuk menyimpan sejumlah bahan bakar.

Kapasitas tangki umumnya untuk 1 hari operasi (± 10 jam kerja

), tetapi ada juga yang memiliki kapasitas yang lebih besar, seperti

pada Stationer Engine.

Fuel tank biasanya dilengkapi dengan sending unit, pick up tube

dan vent. Sending unit biasanya berupa pelampung, yang

berhubungan dengan rheostat (variable resistor), yang

mengirimkan besaran listrik (tegangan) menuju fuel gauge (meter

penunjuk bahan bakar) di dashboard.

Pada tangki bahan bakar terdapat bagian-bagian:

3

1. Filler Cap ( Tutup Tangki )

Adalah tutup tangki yang dilengkapi dengan lobang pernapasan yang berfungsi

untuk mencegah kevakuman dan tekanan yang berlebihan di dalam tangki, lobang

pengisian biasanya dilengkapi dengan Strainer yang berfungsi untuk menyaring

kotoran-kotoran yang terbawa bahan bakar selama pengisian.

2. Drain Valve

Adalah lubang untuk menguras tangki atau membuang endapan kotoran-kotoran/air

dari dalam tangki.

3. Stand Pipe

Adalah pipa hisap Transfer Pump yang ujungnya diletakkan ± 5 cm di atas dasar

tangki, agar endapan kotoran/air tidak masuk ke dalam sistim.

4. Baffle

Adalah pelat penyekat yang berfungsi untuk menjaga permukaan bahan bakar pada

Stand Pipe selalu standby pada saat unit/mesin beroperasi pada medan

bergelombang/Off Road.

4

Primary Fuel Filter/Water Separator

Adalah komponen yang berfungsi menyaring partikel kotoran yang kasar/air agar tidak ikut

terbawa bahan bakar ke dalam sistim, dengan tujuan melindungi Transfer Pump dari

partikel kasar/melindungi komponen dari kemungkinan karat.

Elemen filter ini terbuat dari strainer /kawat halus yang dapat dibersihkan, sedangkan untuk

Water Separatornya digunakan hanya untuk sekali pakai.

Fuel Transfer Pump/Feed Pump

Adalah pompa yang berfungsi untuk mentransfer bahan bakar dari Tangki ke Fuel Injection

Pump/Unit Injector. Fuel feed pump akan memompakan sejumlah bahan bakar ke injection

pump pada tekanan tertentu. Fuel injection pump mendapat pasokan bahan bakar dari fuel

feed pump yang memperoleh bahan bakar dari fuel tank.

Fuel feed pump juga Umumnya pompa Positif Displacement Pump dengan type Fixed

(dimana flownya tidak dapat diatur) bentuknya berupa: Gear Pump, Vane Pump, Plunger

Pump dan lain-lain.

dilengkapi dengan hand priming pump yang digunakan untuk memompa bahan bakar

dengan tangan saat fuel tank kehabisan bahan bakar dan telah diisi kembali.

5

Fuel Priming Pump

Adalah pompa tangan yang dipergunakan untuk membantu memompakan bahan bakar dari

Tangki ke filter dan Fuel Injection Pump secara manual, untuk mengisi kekosongan bahan

bakar pada komponen-komponen tersebut pada waktu selesai diganti/dipasang atau mem-

buang angin yang masuk ke dalam sistim agar engine mudah dihidupkan.

6

Dengan menggunakan hand priming pump, kita dapat membuang udara yang masuk dalam

sistem bahan bakar bersamaan dengan mengisi bahan bakar kembali ke jalur-jalurnya, dengan

membuka air venting screw pada bracket dari fuel flter.

7

Secondary Fuel Filter

Adalah filter bahan bakar yang berfungsi menyaring partikel-partikel kotoran yang lebih halus

sebelum bahan bakar masuk ke dalam Fuel Injection Pump. karena kotoran dapat merusak

fuel pump dan injector dan dapat menyebabkan maslaah/gangguan pada operasi engine,

bahkan kerusakan besar pada engine.

Filter-filter yang digunakan disebut spin-on filter yang berisi kertas yang berlipat-lipat.

Ada 2 jenis filter :

1. Spin On

Adalah jenis filter yang Elemen dan Housingnya menjadi satu komponen,

sehingga penggantiannya dilakukan dengan housingnya ( satu assy. ).

2. Catridge

Adalah jenis filter yang elemen-elemennya dapat dipisahkan dari housingnya,

sehingga penggantiannya cukup elemennya saja.

8

Bahan bakar harus benar-benar bersih sebelum memasuki fuel pump, karena kotoran dapat

merusak fuel pump dan injector dan dapat menyebabkan masalah/gangguan pada operasi

engine, bahkan kerusakan besar pada engine.

Filter-filter yang digunakan disebut spin-on filter yang berisi kertas yang berlipat-lipat.

Pressure Relief Valve

Adalah valve yang berfungsi membatasi tekanan bahan bakar di dalam sistim dan akan

mengembalikan kelebihan flow bahan bakar yang disuplay oleh Transfer Pump untuk

dikembalikan ke Tangki.

Bleeding Valve

Adalah untuk membuang udara yang terperangkap di dalam sistim agar engine mudah

dihidupkan.

Fuel Return Line/Overflow Line

Adalah saluran pengembalian kelebihan bahan bakar ke tangki.

9

Fuel Pressure Gauge

Adalah alat untuk mengukur tekanan flow bahan bakar, yang dipasang setelah bahan bahan

bakar melewati filter, sehingga secara tidak langsung juga dapat digunakan untuk

mendeteksi filter block.

Fuel injection pump

Adalah komponen yang berfungsi untuk mendistribusikan fuel dengan tekanan tinggi ke

dalam masing-masing silinder melalui Injector sesuai dengan jumlah yang dibutuhkan dan

waktu yang tepat ( Injection Timing ) serta urutan pembakaran ( Firing Order ).

Bahan bakar yang telah bersih kemudian dikirim ke fuel injection pump. Kebanyakan unit

alat berat menggunakan pompa model in-line ( rotary pump hanya digunakan pada engine

ukuran kecil ).

Control rod mengendalikan jumlah bahan bakar yang akan dikirim ke injector untuk

diinjeksikan ke dalam ruang bakar.

Saat operator menginjak accelerator pedal (pedal gas), control rod akan bekerja mengubah-

ubah jumlah bahan bakar yang dikirim.

Pengendalian pemompaan ini dipengaruhi oleh preset timing (dari posisi timing gear),

pressure udara di dalam intake manifold (smoke limiter), RPM engine (injection timing

advancer), suhu start (cold start device) dan beban engine (mechanical governor).

Injection pump digerakkan oleh engine melalui timing gear assembly dan diperantarai oleh

injection timing advancer. Tipe yang digunakan di engine Volvo adalah in-line dimana jumlah

plunger sama dengan jumlah silinder engine.

10

11

Bagian-bagian dari Fuel

Injection Pump:

12

Bagian dalam dari fuel injection pump terdiri dari : (1) injection pump camshaft (2) tappet dan

roller, (3) plunger dan barrel, (4) return spring, (5) control rod, (6) pressure valve, dan

pressure valve spring (7).

Plunger bergerak naik turun di dalam barrel oleh dorongan dari

camshaft melalui perantaraan tappet dan roller untuk mengurangi

gesekan dan memperhalus gerakan.

Untuk mengembalikan plunger ke posisi TMB, digunakan return

spring. Plunger duduk pada plunger holder yang salah satu

bagiannya dikaitkan dengan control rod. Gerakan control rod secara

translasional menyebabkan plunger holder berputar secara aksial,

sambil bergerak naik-turun, yang dapat mengubah posisi control

groove relatif terhadap delivery hole.

Barrel bertindak sebagai silinder dimana terdapat lubang pemasukan

solar (delivery hole) yang mendapat pasokan dari delivery chamber –

fuel feed pump. Barrel dapat disetel perkaitannya dengan injection

pump housing untuk mengatur jumlah bahan bakar secara preset.

Pressure valve berfungsi untuk memungkinkan solar mengalir

menuju injektor dengan suatu tekanan dan mencegah solar dari pipa tekanan tinggi terhisap

kembali oleh plunger. Valve tersebut segera menutup aliran begitu tekanan solar drop.

Plunger

Adalah sebagai pompa yang menginjeksikan fuel, dengan gerakan turun untuk hisap

dan gerakan naik untuk penginjeksian, serta gerakan berputar untuk menentukan jumlah

yang akan dikonsumsikan ke dalam silinder.

13

Plunger bergerak naik-turun di dalam barrel. Barrel dilengkapi dengan lubang pemasukan

(delivery hole) yang akan memasok solar saat plunger berada pada posisi terendahnya (TMB).

Saat ini lbang pemasukan terbuka dan solar dengan tekanan rendah mengisi ruangan di atas

plunger (1).

Saat plunger bergerak naik, sebagian solar akan kembali keluar dari barrel hingga lubang

pemasukan tertutup sepenunya oleh plunger. Solar yang terjebak akan naik pressure-nya dan

mulai membuka pressure valve melawan spring (2). Solar akan terus disalurkan ke injector

selama plunger bergerak naik (3).

14

Ketika control groove bertemu dengan lubang pemasukan, solar dapat kembali keluar dari

barrel dan pressure-nya langsung drop karena kebocoran kompresi. Saat ini pemompaan solar

berakhir walaupun plunger tetap bergerak ke atas.

Dengan memutar posisi plunger, maka pertemuan control groove dengan delivery hole dapat

berubah, yang berarti mengubah volume solar yang dipompakan tiap langkahnya.

Rack/Sleeve

Adalah komponen yang posisinya menentukan jumlah konsumsi fuel yang akan diinjeksikan

ke dalam silinder, sesuai dengan gerakan:

a. Rack : Bergerak ke kiri atau kanan untuk menentukan posisi plunger saat diperlu-

kan perubahan konsumsi fuel yang akan diinjeksikan.

b. Sleeve : Bergerak naik dan turun untuk menentukan posisi plunger saat diperlukan

perubahan konsumsi fuel yang akan diinjeksikan.

15

Barrel

Adalah housing dari plunger yang dilengkapi dengan lubang pemasukan dan pembuangan

fuel.

Check Valve/Delivery Valve

Adalah katup yang berfungsi memberikan tekanan tinggi bahan bakar ke injector melalui

pipa tekanan tinggi ( Injection Line ), dan mencegah aliran balik bahan bakar dari pipa

tekanan tinggi ke barrel.

Cam

Shaft

Adalah

komponen

yang

16

mendorong masing-masing Plunger melalui Tapet melawan spring mendorong Plunger

bergerak naik untuk melakukan pemompaan fuel sesuai dengan waktu yang tepat ( Injection

Timing ) serta urutan pembakaran (Firing Order ) yang ditunjukkan oleh konstruksi dari

Cam Shaft itu sendiri. Cam Shaft diputar oleh Drive Gear Engine.

Dilihat dari segi pengaturan konsumsi bahan bakarnnya, Injection Pump terbagi atas:

1. Scroll Type

Adalah bentuk pengaturan jumlah

konsumsi bahan bakar yang akan

diinjeksikan ke dalam silinder

ditentukan oleh posisi Rack. Gerakan

yang diberikan tergantung dari jenis

Helix Plunger yang digunakan.

17

2. Sleeve Matering

Adalah bentuk pengaturan

jumlah konsumsi bahan bakar

yang akan diinjeksikan ke dalam

silinder ditentukan oleh posisi

Sleeve.

18

Pada beberapa Merk/Model sistim Injection Pump ditempatkan di Kepala Silinder, yaitu di

atas masing-masing silinder, yang bekerja secara individu melalui kerja kontrol Rack

( Scroll Type ) untuk menggerakkan plungernya dalam menentukan jumlah konsumsi

bahan bakar. Jenis ini disebut Unit Injector.

Governor

Adalah komponen yang berfungsi:

1. Mengatur putaran engine agar konstan.

2. Merubah putaran engine sesuai dengan power yang dinginkan.

3. Mengatur respon engine.

Governor akan mempertahankan RPM engine saat terjadi perubahan load ( beban ) pada

engine. Dengan mengindera RPM engine, governor akan memberi sedikit lebih banyak bahan

bakar bila beban meningkat dan RPM turun, dan mengurangi jumlah bahan bakar sedikti bila

beban berkurangi agar RPM relatif tetap stabil.

Untuk melakukan fungsinya tersebut, governor mengatur langsung jumlah konsumsi fuel

yang akan diinjeksikan ke dalam silinder melalui pengaturan posisi Rack/Sleeve.

19

Prinsip Dasar Kerja Governor

Posisi Rack/Sleeve yang menentukan jumlah konsumsi bahan bakar yang akan diinjeksikan

Ke dalam silinder diatur oleh keseimbangan gaya antara Governor Spring dan Flyweight,

dengan ketentuan:

1. Apabila Gaya Spring lebih besar dari Gaya Flyweight ( GS > GF ), maka Rack/Sleeve

akan bergerak pada posisi menambah fuel, sehingga putaran engine menjadi naik.

2. Apabila Gaya Spring sama dengan Gaya Flyweight ( GS = GF ), maka Rack/Sleeve akan

diam tetap pada posisinya, sehingga putaran engine menjadi tetap.

3. Apabila Gaya Spring lebih kecil dari Gaya Flyweight ( GS < GF ), maka Rack/Sleeve

akan bergerak pada posisi mengurangi fuel, sehingga putaran engine menjadi menurun.

Perbedaan antara Gaya Spring dan Gaya Flyweight akan terjadi apabila:

a. Terjadi pengaturan Gaya Spring/Putaran engine oleh Operator (putaran naik/turun).

b. Penambahan/pengurangan beban, sehingga menurunkan/menaikkan putaran engine

yang mengakibatkan terjadinya perubahan Gaya pada Flyweight.

Saat engine hidup tanpa beban

Saat engine hidup tanpa beban dan kecepatannya dinaikkan hingga 2000 RPM dengan

perantaraan handle gas (throttle lever) yang digerakkan ke kiri, control rod terdorong ke kiri

untuk memberikan solar yang lebih banyak. Saat ini camshaft berputar dengan kecepatan

setengahnya yaitu 1000 RPM. Putaran camshaft ini menyebabkan flyweight mengembang ke

arah luar melawan spring karena gaya centrifugal. saat ini sprung governor sleeve akan

tertarik ke arah kiri dan mengayunkan governor arm ke arah kanan dengan handle gas

20

(throttle lever) sebagai titik tumpunya (fulcrum). Gerakan governor arm ini menyebabkan

control rod tertarik ke kanan ke arah pengurangan suplai hingga terjadi kesetimbangan (saat

akselerasi, kuantitas solar yang diinjeksikan sedikit lebih banyak dibanding saat RPM yang

diinginkan telah tercapai).

Saat engine diberi beban

Engine tersebut kemudian diberi beban (dengan menghubungkan dengan sistem peindah

tenaga/drivetrain). Beban menyebabkan terjadinya penurunan RPM engine (menjadi 1800

RPM), yang berdampak pada penurunan RPM camshaft (900 RPM). Saat penurunan RPM

terjadi, gaya centrifugal yang terbangkit pada flyweight berkurang dan flyweight menguncup

oleh tegangan spring. Saat ini sprung governor sleeve terdorong ke arah kanan dan

menyebabkan control rod terdorong ke kiri melalui governor arm.hal ini menyebabkan

terjadinya penambahan kuantitas solar yang dipompakan plunger. Dengan kuantitas solar

yang lebih banyak, RPM engine akan kembali terdongkrak kembali ke 2000 RPM.

Pada kondisi ini, handle gas ( throttle lever) idah mengalami perubahan posisi.

21

Saat beban dilepaskan dari engine

Saat beban dilepaskan dari engine, dengan pasokan solar yang lebih banyak, RPM engine

meningkat (hingga 2200 RPM) dan berdampak pula pada RPM camshaft. Centrifugal weight

mengembang berlebihan melawan spring dan menyebabkan sprung governor sleeve tertarik

kembali ke kiri dan menggerakkan control rod bergerak ke kanan untuk mengurangi pasokan

solar. Hal ini terjadi untuk menurunkan kembali RPM engine kembali ke 2000 RPM hingga

kesetimbangan terjadi.

Ada beberapa jenis Governor yang dibagi menurut mekanisme kerjanya:

1. Mechanical Governor

Adalah Governor yang bekerja secara full mekanis untuk mengatur Rack/Sleeve.

22

2. Hydraulic Governor

Adalah Governor yang bekerja secara full hidrolis, melalui out put linkage untuk

me-ngatur Rack/Sleeve.

3. Hydra Mechanical Governor

23

Adalah Governor yang bekerja secara mekanis dan hidrolis untuk mengatur Rack/

Sleeve.

3. Pneumatic Governor

Adalah Governor yang bekerja secara pneumatic untuk mengatur Rack/Sleeve, yang

bekerja berdasarkan mekanisme terbukanya Throttle.

24

25

4. Electronic Governor

Adalah Governor yang bekerja secara elektronik untuk mengatur Rack/Sleeve, dileng-

kapi dengan Actuator yang bekerja secara Electro Hydra Mechanical.

Bagian-bagian dari Governor:

a. Drive Gear/Magnetic Pick Up

Adalah komponen yang dapat mendeteksi/mengetahui kecepatan putaran engine.

b. Flyweight

Adalah komponen yang berfungsi merubah gaya putar engine ( Gaya Sentrifugal )

menjadi gaya Translasi.

c. Governor Spring

Adalah spring yang berfungsi membalance/mengimbangi gaya translasi Flyweight,

se-

hingga didapatkan posisi-posisi tertentu yang stabil sesuai dengan putaran engine.

d. Lever

Adalah bagian yang dihubungkan secara mekanis dengan pedal throttle untuk

mengatur speed ( menambah/mengurangi ) putaran/power engine.

e. Output Linkage

Adalah bagian yang dihubungkan dengan mekanisme perubah jumlah konsumsi fuel

pada Injection Pump ( Rack/Sleeve ).

Mekan

isme

Kerja

Gover

nor

Kecep

atan

Variab

el

26

LEVER ASSEMBLY GOVERNOR KECEPATAN VARIABEL

1. Saat Engine Dihidupkan

27

2. Saat Engine Idling

28

3. Kontrol Kecepatan Maksimum Beban Penuh ( Full Load )

4. Kontrol Kecepatan Maksimum Tanpa Beban

29