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