A. SEJARAH SISTEM COMON RAIL DIESEL
Direct Injection Electronic Commonrail (Common Rail) adalah sistem injeksi bahan bakar langsung pada berbagai mesin diesel modern yang setara dengan sistem injeksi bahan bakar langsung pada mesin bensin.
Common Rail Injection System Pressure Control
Teknologi ini sebetulnya telah dikenal sejak satu abad silam, yang digunakan pada mesin lokomotif dan kapal selam. Hanya saja common rail di masa itu masih menggunakan sistem mekanis dalam membuka katup injektor.
Common Rail modern, yang berbasis elektronik kemudian dikembangkan pertama kali pada tahun 1960 oleh ilmuwan asal Swiss Robert Huber, yang kemudian dikembangkan lebih jauh lagi oleh Dr. Marco Ganser. Pada tahun 1990-an, Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat dan Elasis berkolaborasi membuat prototipe Common rail. Robert Bosch Gmbh, kemudian membeli paten prototipe tersebut dari Fiat Group untuk dirpoduksi massal.
Mobil penumpang pertama yang mengadopsi Common Rail adalah Alfa Romeo 156 pada 1997.
Gambar Alfa Romeo 156 pada 1997
Namun, penggunaan Common rail modern secara massal sebetulnya dilakukan di Jepang pada tahun 1995. Hanya saja kendaraan yang memakai teknologi tersebut adalah truk bukan mobil penumpang. Pengembangan di Jepang dilakukan oleh Dr. Shohei Itoh dan Masahiko Miyaki. Dua insinyur yang bekerja untuk Denso Corporation itu mengembangkan Common Rail untuk kendaraan berat. Pada Tahun 1995, Common Rail buatan Denso diaplikasikan pada truk Hino.
Sebelum Common rail hadir, sistem yang digunakan adalah sistem dimana pompa bahan bakar dengan tekanan rendah memberikan tekanan diesel ke masing-masing injector Unit (Pump/Duse atau pompa nozel).
Menurut Macamnya, diesel common rail terhitung direct injection, di mana bahan bakar segera disemprotkan ke piston. Pembakaran dipicu oleh angin yang dimampat atau dikompresikan di dalam silinder. Disebabkan pemampatan itu, desakan angin serta suhunya jadi benar-benar tinggi, serta meraih titik bakar solar, saat solar disemprotkan ke angin yang dimampatkan itu, solar segera terbakar. Lewat cara ini, mesin diesel tak membutuhkan busi untuk pemantik api.
Perbedaan utama common rail dengan jenis diesel yang lama yaitu system injeksinya, system common rail ini dipadukan dengan system injeksi yang dikontrol dengan cara elektronik, sedang jenis diesel yang lama injektor buka lantaran desakan bahan bakar, namun pada common rail yang buka injektor yaitu arus listrik dari ECU (computer). Jumlah bahan bakar serta putaran mesin diatur dengan cara terpisah oleh control module (ECU).
Teknologi Common Rail Injection (Injeksi Rel Berbarengan) adalah satu diantara teknologi injeksi pada bahan bakar yang ada pada area bakar dengan system desakan yang dihasilkan dengan cara terpisah oleh mesin injektor. Teknologi common rail injection membutuhkan alat penampung yang memilikei tEkanan tinggi pada nozzel. System desakan injeksi itu bisa ditata dengan cara terpisah dari putaran mesin serta jumlah bahan bakar yang sudah terinjeksi menurut hitung spesifik. Tingkat desakan injeksi di dalam penampung itu meraih 1600 bar yang mengalir menuju injector.
Gambar Sistem Supply Bahan Bakar Dari Tangki Hingga Ke ruang Mesin
Teknologi common rail injector berperan untuk mengurangi emisi gas buang pada mesin serta untuk melakukan penghematan bahan bakar hingga lebih efektif. Karenanya ada teknologi common rail injeksi diinginkan system pembakaran pada mesin jadi lebih maksimal. Dengan system kerja yang optimal pada teknologi common rail injection dapat membuat mesin menjadi panas serta bisa menyebabkan kebakaran dan ledakan jika berlangsung kebocoran.
Common Rail Injector pada mesin generasi baru menyemprotkan bahan bakar solar langsung ke ruang pembakaran (bukan intake manifold) dengan tekanan yang sangat tinggi, sehingga menghasilkan uap pengabutan bahan bakar yang sangat halus. Akibatnya proses pembakaran menjadi jauh lebih sempurna
Gambar Sistem Supply Bahan Bakar Dari Tangki Hingga Ke ruang Mesin
A. PENGERTIAN DAN FUNGSI SISTEM COMMON RAIL
Injeksi rel bersama atau dalam bahasa Inggris disebut dengan common-rail injection adalah salah satu metode injeksi bahan bakar ke dalam ruang bakar dengan sistem penghasil tekanan yang ditempatkan terpisah dari injektor itu sendiri.
Gambar Skema alairan bahan bakar sistem Comon Rail
Dalam injeksi rel bersama diperlukan suatu penampung tekanan tinggi yang terdiri dari pipa rel (Rail) dan jalur bahan bakar tekanan tinggi menuju nosel yang di injeksikan menggunakan sistem electrik terpadu. Tekanan injeksi dapat diatur terpisah dari putaran mesin dan kuantitas bahan bakar yang terinjeksikan dapat diatur menurut batasan tertentu. Tekanan di dalam penampung dapat mencapai 1.600 bar dan dialirkan melalui pipa tegar menuju injektor.
Sistem injeksi rel bersama umum digunakan untuk efisiensi bahan bakar yang lebih baik dan pengurangan emisi mesin diesel. Hasil akhir dari penggunaan sistem ini adalah pembakaran yang optimal dalam semua rentang beban. Sistem bahan bakar Common Rail biasa disebut dengan CRFIS. (Common Rail Fuel Injection System) atau CRICS (Comon Rail Injection Control System).
Fungsi common rail adalah:
- Menyediakan bahan bakar terhadap engine
- Membangkitkan tekanan tinggi bahan bakar yang diperlukan serta mendistribusikannya ke masing-masing silinder
- Menginjeksikan bahan bakar dengan jumlah dan waktu injeksi yang tepat / presisi
B. KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM COMMON RAIL
Komponen-komponen utama dari sistem common rail adalah :
- Pre-supply pump
- High-pressure pump
- High-pressure accumulator (rail)
- Pressure-control valve
- Rail-pressure sensor
- Injectors
- ECU with sensors
- Pressure-limitter valve
- Flow limiter
1. Pre Supply Pump (Pompa pengalir)
Adalah pompa yang yang berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar dari tangki ke pompa tekanan tinggi. Letaknya berada didalam tangki bahan bakar atau jadi satu dengan high.
Gambar Pre Supply Pump (Pompa pengalir)
Pre Suply Pump ada dua jenis, yaitu:
a. Tipe mekanik
- Menggunakan putaran engine untuk memutar drive gear
- Pengiriman jumlah bahan bakar proporsional sesuai putaran engine
- Terdapat shut off elektromagnetis untuk menutup saluran
Gambar Pre Suply Pump Mekanik
b. Tipe elektrik Terdiri dari:
- Roller cell pump
- Roller cell digerakkan oleh elecrik motor
- Electric motor
- Non-return valve
Gambar Pre Suply Pump eletrik
2. High Pressure Pump
Pompa tekanan tinggi adalah pompa bahan bakar yang menyediakan bahan bakar bertekanan tinggi yang akan diinjesikan kedalam silinder.pompa bahan bakar ini tidak mengatur tekanan injeksi, namun menyediakan tekanan yang lebih tinggi dari tekanan injeksi. Pompa tekanan tinggi juga tidak mengatur timing injeksi, pengaturan timing injeksi dan timing advance injeksi diatur pada injektor dengan sensor CKP (Crank Position) dan CMP (Cam Position). CKP sensor untuk timing injeksi advance, sementara untuk CMP sensor untuk mengatur timing timing injeksi. Biasanya terdiri tiga elemen plunger pompa dan dilengkapi katup isap dan tekan.
Adalah pompa yang yang berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar dari tangki ke pompa tekanan injektor dengan tekanan yang tinggi.
Gambar High Pressure Pump
Cara kerja :
- Ketika plunyer bergerak ke bawah, katup inlet terbuka sehingga bahan bakar masuk ke ruangan pompa.
- Pada posisi titik mati bawah dan plunyer mulai bergerak naik, katup tertutup karena katup ini jenis katup satu arah, dan bahan bakar terkompresi akibat plunyer yang bergerak naik, sehingga bahan bakar terdorong keluar.
- Terdapat electromagnetic switch off yang berfungsi untuk menghentikan aliran bahan bakar saat engine stop
3. High-Pressure Accumulator (Pipa Rel)
Merupakan penampung bahan bakar bertekanan tinggi yang dijhasilkan oleh pompa tekanan tingggi, yang terdapat pada saluran tekanan tinggi, yang dihubungkan pada sisi intake manifold dengan pipa-pipa injector. Rail digunakan sebagai penyimpanan tekanan tinggi. Selain berfungsi untuk menyimpan bahan bakar rel juga berfungsi untuk mencegah fluktuasi bahan bakar.
Gambar High-Pressure Accumulator (Pipa Rel)
Kontruksi :
- Rail dibuat dari pipa baja tempa
- Diameter dalam kira-kira 10 mm
- Panjang rail antara 280-600 mm
- Volume bias dibuat sekecil mungkin dan sebesar yang diperlukan
Gambar Kontruksi High-Pressure Accumulator (Pipa Rel)
4. Pressure Control Valve
Katup pengontrol tekanan bahan bakar yang terletak dibagian belakang rail merupakan komponen yang berperan mengontrol tekanan bahan bakar pada rail dan mempertahankan tekanan pada rail agar selalu pada keadaan konstan
Gambar Pressure Control Valve
Pada Pressure Control Valve dalam kerjanya dilengkapi dengan sebuah sensor tekanan rail (Rail-Pressure Sensor) yang fungsinya adalah :
a) Memeriksa/mengukur tekanan di dalam pipa rel
b) Memberikan data input yang selanjutnya dikirimkan ke ECU (Control system)
Data dari ECU nanti yang akan menentukan kerja dari Pressure Control Valve sebagai pengatur/penjaga tekanan didalam pipa rel.
Gambar Cara kerja Pressure Control Valve
5. Injector
Berfungsi sebagai pengabut bahan bakar, sehingga bahan bakar mudah bercampur dengan udara dan sehingga memudahkan terjadinya proses pembakaran. Besarnya jumlah injeksi bahan bakar tergantung dari lamanya pengendalian selenoid, lamanya membuka dan menutup jarum nozzle, aliran bahan bakar pada nozzle, membukanya jarum nozlle dan tekanan rail.
Gambar Injector dan komponennya
Pada generasi ketiga common rail diesel sekarang telah menggunakan fitur injector piezoelektrik untuk meningkatkan presisi, dengan tekanan bahan bakar diesel hingga 3.000 bar atau setara 44.000 psi. Bandingkan saja dengan pompa bensin pada berbagai kendaraan balap yang hanya menggunakan tekanan pompa bensin antara 25-75-psi. Pompa bahan bakar yang digunakan juga khusus, karena tidak mudah untuk memampatkan bahan bakar cair ini menjadi puluhan ribu psi. Pada umumnya digunakan mechanical pump (bukan electric fuel pump) untuk mampu menghasilkan tekanan sebesar ini.
Gambar Piezo Injector (Bosch)
6. Flow Limiter (komponen tambahan)
- Fungsinya adalah untuk mencegah terjadinya injeksi yang berlanjut ketika terjadi ganguan salah satu injector membuka terus.
- Cara kerjanya adalah Flow limiter akan menutup saluran ke injector segera setelah bahan bakar keluar dari pipa rel apabila terjadi ganguan tersebut.
7. ECU (Electronic Control Unit) dan Sensor
Common rail adalah system injeksi yang dikontrol oleh ECU (Electronic Control Unit). ECU berfungsi mengontrol dan memonitor system injeksi secara menyeluruh. Sensor berfungsi untuk membaca data yang terukur didalam proses yang nantinya akan dikirim ke ECU dengan akurasi yang tepat dan secepat mungkin
Gambar ECU (Electronic Control Unit)
8. Sensor – sensor
Dalam sistem common rail yang notabennya adalan sistem contol elektronik yang diatur oleh ECU, pastilah terdapan sensor-sensor unruk mendukung ECU tersebut.
Gambar ECU (Electronic Control Unit) dan Sensor
Adapun sensor-sensor sistem common rail adalah sebagai berikut:
a. Rail-Pressure Sensor
Berfungsi untuk membaca dan mengetahui ekanan di dalam rel.
b. Crankshaft-speed sensor
Berfungsi untuk mendeteksi seberapa kecepatan yang dihasilkan dari poros engkol.
c. Camshaft sensor
Berfungsi untuk mendeteksi posisi dari camshaft.
d. Accelerator-pedal traveler sensor
Berfungsi untuk mendeteksi seberapa sudut yang dihasilkan dari penekanan pedal gas (pedal akselerasi).
e. Boost – pressure sensor
Berfungsi untuk mendeteksi tekanan udara dalm intake manifold.
f. Coolant-temperature sensor
Berfungsi untuk mendeteksi seberapa suhu/temperature dari air pendingin untuk menegetahui suhu engine.
g. Air temperature sensor
Berfungsi untuk mendeteksi suhu/temperature dari udara masuk.
h. Air – mass meter
Berfungsi untuk mendeteksi massa udara yang masuk
Scan QR Code Materi di atas
Posting Komentar
Cara bicara menunjukkan kepribadian, berkomentarlah dengan baik dan sopan…