Sistem Mesin : Rancangan Ruang Pembakaran
Rancangan ruang pembakaran mempengaruhi efesiensi dan kinerja dari mesin. Rancangan piston dan metode yang digunakan untuk menginjeksikan bahan bakar kedalam silinder menentukan seberapa cepat dan sempurnanya bahan bakar terbakar.
Pada sistem yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar terdapat dua jenis rancangan ruang pembakaran:
1. Precombustion chamber atau PC dan
2. Direct injection atau DI
Pada sistem EUI hanya ada dua jenis dasar dari ruang pembakaran yaitu DI
* Direct Injection
Pada rancangan ruang pembakaran yang direct injection, bahan bakar di injection secara langsung kedalam cylinder.
* Precombution
Pada sistem PC, maka nozzle menginjeksi bahan bakar kedalam precombution chamber dimana bahan bakar akan terbakar. Pembakaran ini memaksa bahan bakar yang tersisa masuk kedalam ruang utama, dimana pembakaran yang sempurna terjadi.
Pada beberapa mesin, dipakai glow plug untuk memanaskan udara ketika menghidupkan mesin . Untuk mencegah timbul lubang karena terbakar pada puncak piston, maka piston PC mempunyai heat plug baja yang terpasang dekat bagian tengah puncak piston.
Pada beberapa mesin, dipakai glow plug untuk memanaskan udara ketika menghidupkan mesin . Untuk mencegah timbul lubang karena terbakar pada puncak piston, maka piston PC mempunyai heat plug baja yang terpasang dekat bagian tengah puncak piston.
Sistem Elektronik Unit Injection (EUI)
Pada elektronik unit injektion (EUI) memakai beberapa komponen yang sama seperti pada yang memakai sistem dengan pompa dan pipa penyalur bahan bakar. Sistem EUI memakai (1) fuel tank (2)primary fuel tank (3) fuel transfer pump (4) final fuel filter (5) return line.
Fuel injection pump merupakan bagian dimana sistem EUI berbeda dengan yang memakai pump dan lines system (sistem yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar).
* Fuel manifold
Bahan bakar keluar filter akhir lalu masuk kedalam fuel manifold (saluran bahan bakar). Manifold bahan bakar biasanya bagian dari blok mesin. Manifold ini berisi bahan bakar.
* Electronic Unit Injetion
Fuel injection pump (pompa injeksi bahan bakar), pipa bertekanan tinggi dan nozzle diganti dengan komponen tunggal yang disebut unit injector. Electronic unit injector terpasang pada cylinder head.
Bahan bakar yang berada didalam manifold masuk kedalam injector, yang menakar, menekan dan menginjeksi bahan bakar. Elektronic unit injector dapat dikenal dari selenoid yang terpasang pada dekat bagian atasnya.
Bahan bakar yang berada didalam manifold masuk kedalam injector, yang menakar, menekan dan menginjeksi bahan bakar. Elektronic unit injector dapat dikenal dari selenoid yang terpasang pada dekat bagian atasnya.
* Electronic Control Module
Pada sistem EUI, mechanical governor, timing advance dan fuel ratio control diganti dengan elektronik. Sistem EUI menggunakan elektronik control module (ECM) menyimpan beberapa informasi elektronik dan program.
Governor dan Rack
Durasi injeksi bahan bakar (Fuel injection duration) ini dikontrol oleh governor dan rack, terus kesegment pada pluger untuk mengatur posisi scroll melalui perputaran plunger didalam barrel.
Jika mesin membutuhkan bahan bakar (fuel) lebih banyak, hanya dapat dilakukan dengan menaikkan durasi injeksi bahan bakar (fuel injection duration).
* Fuel control rack
Rack adalah suatu batang dengan sejumlah jajaran gigi (straight gear), yang selalu berhubungan (meshes) dengan gigi-gigi esgment (gear segment) disetiap pluger. Hubungan ini akan membuat setiap pergerakan rack menyebabkan plunger berputar.
* Scroll position
Perputaran plunger dilubang barrel dengan posisi scroll tetap mempertahankan port dalam keadaan tertutup (menambah bahan bakar), disebut fuel on position (1), pergerakan rack yang menyebabkan posisi scroll membuat port terbuka sehingga bahan bakar (fuel) dapat mengalir dari inlet port ke outlet port dan terus ketangki (return line), disebut fuel off position.
* Bagaimana cara kerja mechanical governor
Mechanical governor menggunakan sistem flyweight dan spring untuk menggerakkan control rack. Spring selalu berusaha untuk menggerakkan rack kearah fuel on, sedangkan flyweight kearah fuel off.
Jika gaya-gaya yang bekerja pada flyweight dan spring seimbang (flyweight force=spring force), kondisi ini disebut balance position dan mesin beroperasi pada putaran konstan (stable rpm). Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan (fuel delivery), secara langsung berkaitan dengan mesin rpm dan horse power yang dihasilkan (output HP).
Jika gaya-gaya yang bekerja pada flyweight dan spring seimbang (flyweight force=spring force), kondisi ini disebut balance position dan mesin beroperasi pada putaran konstan (stable rpm). Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan (fuel delivery), secara langsung berkaitan dengan mesin rpm dan horse power yang dihasilkan (output HP).
Penambahan fuel delivery berarti meningkatkan engine output (rpm atau HP). Governor mengatur jumlah bahan bakar yang dibuthkan untuk mengontrol putaran mesin (rpm), antara kebutuhan putaran rendah ( low idle rpm setting) dan putaran tinggi (high idle rpm setting). Penempatan atau posisi governor biasanya dipasang dibelakan fuel injection pump (FIP).
* Timing Advance
Setiap perubahan beban (engine load) dan putaran (engine rpm), bahan bakar (fuel) yang harus diinjeksikan juga terjadi dalam derajat waktu yang berbeda untuk tiap-tiap perubahan. Hal ini bertujuan untuk mempertahankan atau memperoleh saat yang tepat, bagi bahan bakar untuk terbakar.
Jika putaran mesin naik, maka bahan bakar yang akan diinjeksikan atau disemprotkan kedalam silinder harus lebih cepat. Peristiwa ini dinamakan dengan istilah timing advance. Demikian pula sebaliknya, dengan peristiwa yang berlawanan disebut timing retard.
Timing advance unit dengan penempatan posisi satu poros bersama FIP camshaft, akan memajukan (advance) atau memundurkan (retard) waktu penyemprotan bahan bakar (fuel injection timing) dapat dimajukan atau dimundurkan.
Jika putaran mesin naik, maka bahan bakar yang akan diinjeksikan atau disemprotkan kedalam silinder harus lebih cepat. Peristiwa ini dinamakan dengan istilah timing advance. Demikian pula sebaliknya, dengan peristiwa yang berlawanan disebut timing retard.
Timing advance unit dengan penempatan posisi satu poros bersama FIP camshaft, akan memajukan (advance) atau memundurkan (retard) waktu penyemprotan bahan bakar (fuel injection timing) dapat dimajukan atau dimundurkan.
Advance timing: bahan bakar diinjeksikan/disemprotkan lebih cepat
Retard timing: bahan bakar diinjeksikan/disemprotkan lebih lambat.
* Fuel ration control (FRC)
Fuel sistem tidak bisa beroperasi sebagaimana mestinya jika ditunjang oleh sistem pemasukan udara (air induction dan exhaust system) yang baik. Dimana sistem pemasukan udara adalah hal yang vital, karena bahan bakar tidak akan terbakar sempurna tanpa udara yang cukup.
Fuel ratio control (FRC) adalah suatu alat untuk mengatur perbandingan yang tepat, antara bahan bakar yang akan diinjeksikan terhadap jumlah udara yang masuk kedalam silinder. FRC bekerja setelah mendapat tanda dari tekanan udara masuk (boost pressure) di intake manifold, kemudian diteruskan ke governor untuk mencegah injeksi bahan bakar yang berlebihan.
Fuel ratio control (FRC) adalah suatu alat untuk mengatur perbandingan yang tepat, antara bahan bakar yang akan diinjeksikan terhadap jumlah udara yang masuk kedalam silinder. FRC bekerja setelah mendapat tanda dari tekanan udara masuk (boost pressure) di intake manifold, kemudian diteruskan ke governor untuk mencegah injeksi bahan bakar yang berlebihan.
Karena itu penerapan fuel ratio control yang dipasang pada governor bermanfaat untuk membuat gas buang lebih bersih, mencegah timbulnya asap hitam yang berlebihan dan pemakaian bahan bakar lebih efesien.