pompa injeksi

Injection Pump (Pompa Injeksi)

Pada kesempatan kali ini saya akan membahas tentang pompa injeksi pada system bahan bakar diesel. Yang di antaranya terdapat pengertian, fungsi, komponen, prinsip dan cara kerja pompa injeksi.

Pengertian Injection Pump (Pompa Injeksi) Pompa Injeksi adalah perangkat yang memompa bahan bakar ke dalam silinder sebuah mesin diesel. Secara tradisional, pompa digerakkan tidak langsung dari poros engkol dengan roda gigi, rantai atau sabuk bergigi (sering timing belt ) yang juga menggerakkan camshaft . Berputar pada setengah kecepatan poros engkol dalam konvensional mesin empat-stroke . Sistem ini diatur sedemikian rupa sehingga bahan bakar yang disuntikkan hanya sangat sedikit. Hal serupa juga terjadi untuk sabuk pompa pada mesin bensin akan didorong langsung dari camshaft. Dalam beberapa sistem tekanan hingga 200Mpa.Karena kebutuhan untuk Pompa Injeksi sangat tekanan tinggi dan efek terhadap lingkungan yang sangat berbahaya, maka banyak Produsen mengembangkan system terbaru dengan tekan injeksi yang dapat ditekan hingga 15.000 psi (100 MPa). Oleh karena itu dibutuhkan kewaspadaan yang cukup tinggi untuk berhati-hati dalam menggunakan produck dengan tekanan yang cukup tinggi. Keluarnya bahan bakar saat terjadi tekanan akan dengan mudah dapat menembus kulit dan pakaian, kemudian msuk ke jaringan tubuh dengan konsekuensi medis cukup serius.

Fungsi Fuel Injection Pump.

Inti dari fungsi Fuel Injection Pump (pompa injeksi bahan bakar) adalah mensuplay bahan bakar ke nozzle dengan tekanan tinggi (max 300 kg/cm²), menentukan timing penyemprotan dan jumlah bahan bakar yang disemprotkan.

Berikut fungsi dari pompa injeksi 

A.Menyimpan bahan bakar.

B.Menyaring bahan bakar.

C.Memompa atau menginjeksi bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin.

D.Mengabutkan bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin.

E.Memajukan saat penginjeksian bahan bakar.

F.Mengatur kecepatan mesin sesuai dengan bebannya melalui pengaturan penyaluran bahan bakar.

G.Mengembalikan kelebihan bahan bakar ke dalam tangki bahan bakar.

SECARA UMUM KOMPONEN-KOMPONEN INJEKSI BAHAN BAKAR MESIN

DIESEL ADALAH:

a) Tangki bahan bakar (fuel tank)

b) Saringan bahan bakar (fuel filter)

c) Pompa pemindah bahan bakar (fuel transfer pump)

d) Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump)

e) Pipa-pipa injeksi bahan bakar (fuel injection lines)

f) Injektor (fuel injector)

g) Pipa-pipa pengembali bahan bakar (fuel return lines.

Di samping komponen-komponen utama di atas, komponen sistem injeksi tambahan yang lain adalah:

h) Pengatur kecepatan (governor)

i) Pengatur untuk memajukan saat injeksi otomatis (advancer/automatic timer.

Komponen-komponen tersebut di atas terangkai menjadi satu kesatuan dan saling berhubungan dan saling membantu dalam rangka penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin dengan saat yang tepat dengan jumlah yang tepat pula.

a) Tangki bahan bakar (fuel tank)

Tangki bahan bakar berfungsi menyimpan atau menampung bahan bakar. Tangki bahan bakar harus tertutup untuk mencegah masuknya kotoran, namun demikian harus mempunyai lubang pernafasan (ventilation) dan untuk lubang pengisian bahan bakar sebagai pengganti bahan bakar yang telah dipakai. Dengan demikian paling tidak harus ada tiga buah lubang, yaitu untuk mengisi, mengalirkan keluar dan lubang untuk mengeringkan (draining). Kadangkala terdapat lubang untuk saluran kebocoran bahan bakar (fuel overflow/fuel leak-off).

 SYARAT SISTEM INJEKSI BAHAN “BAKAR MESIN DIESEL

A.Memberikan sejumlah tertentu bahan bakar. Sistem injeksi bahan bakar harus setiap saat tertentu memberikan sejumlah  tertentu bahan bakar ke tiap-tiap silinder mesin diesel.

B.Menepatkan saat penginjeksian bahan bakar Bahan bakar harus diinjeksikan ke dalam silinder tepat pada saat kemungkinan mesin diesel mampu menghasilkan tenaga yang maksimum. Bahan bakar yang diinjeksikan terlalu cepat atau terlalu lambat selama langkah usaha menyebabkan terjadinya kerugian tenaga.

C.Mengendalikan kecepatan pengiriman bahan bakar. Kerja mesin diesel yang halus pada tiap-tiap silinder tergantung pada lama waktu yang diperlukan untuk menginjeksikan bahan bakar. Kecepatan mesin yang lebih tinggi harus dicapai dengan pemasukan bahan bakar yang lebih cepat pula.

D.Mengabutkan bahan bakar. Bahan bakar harus sepenuhnya tercampur dengan udara untuk pembakaran sempurna. Dalam hal ini bahan bakar harus dikabutkan menjadi partikel-pertikeal yang halus. Dengan demikian penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin diesel harus pada saat yang tepat dan jumlah yang tepat pula sesuai dengan jumlah yang diperlukan.”

Ada Dua Tipe Pompa Injeksi Pada Sistem Bahan Bakar Diesel Yaitu Pompa Injeksi In-line Dan Pompa Injeksi Distributor.

  1. injeksi in-Pompa lin

  Keterangan:

1.Fuel tank (tangki bahan bakar)

2.Fuel line (pipa bahan bakar)

3.Priming pump (pompa priming)

4.Feed pump

5.Water Sedimenter dan Fuel filter

6.Injection pump (pompa injeksi)

7.Injection pipe (pipa injeksi)

8.Injection nozzle (injektor)

9.Over flow pipe (pipa pengembali)

ALIRAN BAHAN BAKAR POMPA INJEKSI IN-LINE

Cara Kerja Pompa Injeksi in-line

1.      Injection pump mendorong bahan bakar menuju Injection Nozzle dengan tekanan dan dilengkapi dengan sebuah mekanisme untuk menambah dan mengurangi jumlah bahan bakar yang menuju nozzle. Plunger di dorong ke atas oleh camshaft dan dikembalikan oleh Plunger Spring. Plunger bergerak ke atas dank e bawah di dalam Plunger barrel dan pada jarak stroke yang telah ditetapkan guna mensuplai bahan bakar dengan tekanan. Dengan naik dan turunya Plunger berarti akan membuka dan menutup section dan discharge port sehingga mengatur banyaknya injeksi bahan bakar. Dan pengaturan pergerakan naik turun plunger diatur oleh governor.

2.      Governor yang terpasang pada pompa injeksi digunakan untuk mengatur kecepatan mesn. Kecepatan mesin ini sebanding dengan mengalirnya bahan bakar ke dalam silinder ruang bakar

3.      Pada governor mekanik, pengaturan injeksi bahan bakarnya sesuai dengan kerja governor yang bekerja berdasarkan gaya sentrifugal. Plunger dari pompa injeksi berputar oleh gerakan dari batang gerigi pengatur bahan bakar ( Control Rod ), dengan demikian mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder.

4.      Control Rod dihubungkan ke governor melalui floating lever. Bila putaran mesin naik, batang gerigi pengatur bahan bakar bergerak mengurangi jumlah bahan bakar yang di injeksikan. Bila putaran mesin turun, batang gerigi pengatur bahan bakar ( Control Rod ) bergerak menambah bahan bakar yang di injeksikan. Dengan demikian governor adalah suatu mekanisme untuk lever ratio dari floating lever.

5.      Jika mesin berputar idling, gaya sentrifugal dari bobot Flyweight adalah kecil. Jika gaya sentrifugal ini tidak cukup besar untuk mengatasi tahanan dari batang gerigi pengatur bahan bakar ( control Rod ) mesin dapat.

 

 POMPA INJEKSI INLINE (sebaris)

Pompa injeksi bahan bakar berfungsi untuk menekan bahan bakar dengan tekanan yang cukup melalui kerja elemen pompa. Seperti telah diuraikan di atas bahwa pompa injeksi bahan bakar berupa pompa injeksi sebaris

Gambar : Pompa Injeksi  Sebaris Tipe  Bosch (PE)  & Elemen Pompa Injeksi In Line

 1) Pompa Injeksi Sebaris

                Pompa injeksi sebaris banyak digunakan untuk mesin diesel yang bertenaga besar, karena pompa injeksi ini mempunyai kelebihan bahwa tiap elemen pompa melayani satu silinder mesin.

                elemen pompa  injeksi in line yang terdiri dari plunyer (plunger) dan silinder (barrel) yang keduanya sangat presisi, sehingga celah antara plunyer dan silindernya sekitar 1/1000 mm. Ketelitian ini cukup baik untuk menahan tekanan tinggi saat injeksi, walaupun pada putaran rendah. Sebuah alur diagonal yang disebut alur pengontrol (control groove), adalah bagian dari plunyer yang dipotong pada bagian atas. Alur ini berhubungan dengan bagian atas plunyer oleh sebuah lubang. Bahan bakar yang dikirimkan oleh pompa pemindah masuk ke pompa injeksi dengan tekanan rendah. Plunyer bergerak turun naik dengan putaran poros nok pompa injeksi.

 

Proses Kerja Elemen Pompa Injeksi In Line

Gambar : Proses kerja elemen pompa injeksi in line

       

 keterangan

    1.Plunyer

    2.Silinder (barrel)

    3. Alur pengontrol   

    4. Lubang masuk  elemen   

    5. Katup penyalur  

    6. Sleeve pengontrol plunyer

    7. Pinion pengontrol plunyer

    8. Plunger driving face 

    9. Batang pengatur (control rack) 

Cara Kerja ElemenPompa Injeksi Sebaris

Gambar :elemen pompa injeksi sebaris

Cara Kerja Elemen Pompa Injeksi Sebaris

(a) Pada saat plunyer berada pada titik terbawah, bahan bakar mengalir melalui lubang masuk (feed hole) pada silinder ke ruang penyalur (delivery chamber) di atas plunyer.

(b) Pada saat poros nok pada pompa injeksi berputar dan menyentuh tappet roller maka plunyer bergerak ke atas. Apabila permukaan atas plunyer bertemu dengan bibir atas lubang masuk maka bahan bakar mulai tertekan dan mengalir keluar pompa melalui pipa tekanan tinggi ke   injector.

(c) Plunyer tetap bergerak ke atas, tetapi pada saat bibir atas control groove bertemu dengan bibir bawah lubang masuk, maka penyaluran bahan bakar terhenti.

(d) Gerakan pluyer ke atas selanjutnya menyebabkan bahan bakar yang tertinggal dalam ruang penyaluran masuk melalui lubang pada permukaan atas plunyer dan mengalir ke lubang masuk menuju ruang isap, sehingga tidak ada lagi bahan bakar yang disalurkan.
Ukuran elemen pompa dapat dilihat pada GAMBAR

         Tinggi pengangkatan nok adalah 8 mm, sehingga gerakan plunyer naik turun juga sebesar 8 mm. Pada saat plunyer pada posisi terbawah, plunyer menutup lubang masuk kirakira 1,1 mm dari besar diameter lubang masuk sebesar 3 mm. Dengan demikian plunyer baru akan menekan setelah bergerak ke atas kira-kira 1,9 mm. Langkah ini disebut “prestroke” dan pengaturannya dapat dilakukan dengan menyetel baut pada tappet roller. Prestroke ini berkaitan dengan saat injeksi (injection timing) bahan bakar keluar pompa.

Pengontrolan Jumlah Bahan Bakar yang diinjeksikan

Gambar : Pengontrolan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan

Jumlah pengiriman bahan bakar dari pompa diatur oleh governor sesuai dengan kebutuhan mesin. Governor mengatur gerakan control rack yang berkaitan dengan control pinion yang diikatkan pada control sleeve. Control sleeve ini berputar bebas terhadap silinder. Bagian bawah plunyer (flens) berkaitan dengan bagian bawah control sleeve. Jumlah bahan bakar yang dikirim tergantung pada posisi plunyer dan perubahan besarnya langkah efektif (Gambar). Langkah efektif adalah langkah plunyer dimulai dari tertutupnya lubang masuk oleh plunyer sampai control groove bertemu dengan lubang masuk. Langkah efektif akan berubah sesuai dengan posisi plunyer dan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan besarnya langkah efektif.

 

 
Katup Penyalur

Gambar . Katup Penyalur

 

             Penekanan bahan bakar dari elemen pompa ke injector diatur oleh katup penyalur (delivery valve). Katup penyalur ini berfungsi ganda, yaitu selain mencegah bahan bakar dalam pipa tekanan tinggi mengalir kembali ke plunyer juga berfungsi mengisap bahan bakar dari ruang injector setelah penyemprotan (Gambar ).

Dengan demikian katup penyalur pada pompa injeksi ini menjamin injektor akan menutup dengan cepat pada saat akhir injeksi, karena untuk mencegah bahan bakar menetes yang dapat menyebabkan pembakaran awal (pre-ignition) selama siklus pembakaran berikutnya.

                                                                                                                       

KOMPONEN

Katup Penyalur (Pengalir)

1.Rumah

2.Katup

3.Pegas katup

4.Penahan pegas katup

                            

 Cara Kerja Katup Penyalur

Pada saat awal penginjeksian, maka katup penyalur pada posisi terangkat dari dudukan, dengan adanya tekanan bahan bakar yang dipompa keluar dari pompa plunyer. Hal ini memungkinkan bahan bakar dengan tekanan dialirkan ke nosel injeksi. Bila tekanan penyaluran menurun dan pegas katup penyalur menekan katup penyalur ke bawah, maka relief valve akan menutup hubungan antara ruang penyalur dengan pipa injeksi dan selanjutnya katup akan masuk ke dalam sampai dudukan bersentuhan dengan body mencegah menurunnya katup.

 

 2. Pompa Injeksi Distributor

Keterangan

1.Fuel tank (tangki bahan bakar)

2.Fuel line (pipa bahan bakar)

3.Water sedimenter dan fuel filter

4.Priming pump (pompa priming)

5.Injection pump (pompa injeksi)

6.Injection pipe (pipa injeksi)

7.Injection nozzle (injektor)

8.Over flow pipe (pipa pengembali) 

 ALIRAN BAHAN BAKAR POMPA INJEKSI TIPE DISTRIBUTOR

 Pompa Injeksi Tipe Distributor Di Bedakan Menjadi 2 Tipe

1.      TIPE DPA

2.   TIPE VE

    

CARA KERJA POMPA INJEKSI TIPEDISTRIBUTOR

Pada sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi distributor, pompa injeksinya hanya memiliki satu buah elemen pompa. Dengan demikian satu elemen pompa akan melayani empat buah silinder mesin diesel melalui saluran distribusi pada pompa.

 Pompa injeksi distributor tipe DPA saat ini sudah jarang digunakan, sedangkan pompa injeksi distributor tipe VE masih banyak Digunakan Pompa injeksi sebaris pada umumnya digunakan untuk mesin diesel bertenaga besar dengan ruang bakar langsung dan penyemrotan langsung (direct injection), sedangkan pompa injeksi distributor banyak digunakan untuk mesin diesel bertenaga menengah dan kecil dengan ruang bakar tambahan.

DAFTAR PUSTAKA

https://id.wikipedia.org/wiki/Pompa_injeksi

http://www.kitapunya.net/2014/12/komponen-pompa-injeksi-tipe-in-line.html

http://arrytom1.blogspot.co.id/

https://saryantojogja.wordpress.com/2014/11/13/pompa-injektor-mesin-diesel/

Keterangan
universitas : muhammadiyah purworejo
prodi          : fkip otomotif
tugas mata kuliah : media pembelajaran pompa injeksi

dosen pengampu : DWijatmoko M.P