bab 2 cara kerja dan perawatan injector

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


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


2. Over flow pipe berfungsi untuk mengembalikan bahan bakar sisa

pengabutan.

Gambar 5 Over flow pipe


10

3. Adjusting washer berfungsi untuk sim penyetel tekanan pengabutan.

Gambar 6 Adjusting washer


4. Pressure spring berfungsi untuk mengembalikan tekanan pengabutan.

Gambar 7 Pressure spring


11

5. Pressuret pin berfungsi untuk proses penerus tekanan.

Gambar 7 Pressure pin


6. Distance piece berfungsi untuk saluran bahan bakar dan tempat

tumpuan pressure spring.

Gambar 8 Distance piece


12

7. Nozzle needle berfungsi untuk jarum pengatur pengabutan bahan bakar.

Gambar 9 Nozzle needle


8. Nozzle body berfungsi untuk saluran bahan bakar dan lubang

pengabutan.

Gambar 10 Nozzle body


13

9. Retaining nut berfungsi untuk body komponen bagian bawah

Gambar 11 Retaining nut


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


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


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


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)


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 )


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.


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

pada kenalpot akan tebal dan berwarna putih.

bab 2 cara kerja dan perawatan injector

Documents