Gambar 1. Diagram blok suatu EMS
Mesin yang menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai ini melalui elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) - yang merupakan "komputer" dalam mesin. ECM/ECU menerima kecepatan signal mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.
Common rail adalah sistem penginjeksian bertekanan tinggi yang dikontrol secara elektronik untuk mengatur dan membuat tekanan penginjeksian didalam ruang bakar lebih tinggi dari penginjeksian secara konvensional. Pada pompa injeksi konvensional sangat sulit menaikkan tekanan injeksi pada rpm mesin rendah, karena tekanan injeksi sesuai dengan putaran mesin, oleh sebab itu injection pump konvensional menggunakan fuel injection nozzle dengan lubang nozzle yang kecil. Pada system common rail dapat mengontrol tekanan penginjeksian secara flexible dengan mengabaikan putaran mesin, dan secara nyata menghasilkan gas buang yang bersih.
Gambar 2. Tekhnologi Diesel Common Rail
Common Rail, type ini menggunakan pipa Rel (Rail) pembagi bahan bakar. Satu pompa yang bertekanan tinggi terus menerus mensuplie bahan bakar bertekanan tinggi ke pipa pembagi (Rail). Dari pipa pembagi bahan bakar dibagi ke Nozzle masing masing cylinder. Jenis Nozzle Elektrik sekaligus berfungsi mengatur waktu dan jumlah injeksi bahan bakar dengan tekanan 1300-1800 bar. Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan di atur berdasarkan lamanya nozzle membuka. ECU mengatur kerja Nozzle berdasarkan data analog yang diterima sensor-sensor pada mesin.
Adapun tujuan dari pengembangan Fuel injection adalah mendapatkan tekanan tinggi sehingga proses atomisasi bahan bakar sempurna oleh nozzle, sehingga bahan bakar dapat terbakar habis meskipun temperature kerja mesin masih rendah. Dengan berkembangnya teknologi Injeksi perbandingan kompresi Mesin diesel dapat diturunkan sehingga material cost yang selama ini tinggi dapat diturunkan. Yang paling utama adalah mengurangi emisi mesin diesel dan meningkatkan performa mesin diesel.
Gambar 3. Skema bahan bakar Common Rail
Cara kerja common rail adalah seperti konsep hidup bersama. Dalam hal ini, semua injektor yang bertugas memasok solar langsung ke dalam mesin, menggunakan satu wadah atau rel yang sama dari Pompa Injector. Caranya sama dengan yang digunakan pada sistem injeksi bensin. Sedangkan mesin diesel konvensional, setiap injektor memiliki pasokan solar sendiri-sendiri langsung dari pompa injeksi,
Gambar 4. Skema rangkaian Common Rail
Injektor mesin diesel modern sama dengan injektor mesin bensin yang menggunakan sistem injeksi. Dalam hal ini, injektor diaktifkan oleh arus listrik yang diatur oleh komputer. Jumlah solar yang akan disemprotkan diatur berdasarkan lamanya nosel membuka. Komputer mengatur kerja injektor ini berdasarkan informasi yang diterima dari sensor-sensor lain, misalnya putaran mesin, tekanan regulator, tekanan bahan bakar, suhu solar, posisi pedal gas, putaran mesin, silinder, tekanan turbo, aliran udara, air pendingin, kecepatan kendaraan dan seterusnya. Rangkaian komponen tersebut jelas tidak diperlukan atau tidak ada pada mesin diesel konvensional. Komputer juga menentukan waktu injeksi (injection timing) berdasarkan sinyal yang diterimanya dari sensor di kruk as atau roda gila.
Dengan demikian, mesin diesel common rail, mampu memenuhi harapan banyak orang. Untuk mengurangi getaran misalnya, cukup dilakukan dengan menyemprotkan bahan bakar secara bertahap untuk mencegah timbulnya ledakan besar bila dilakukan sekaligus. Cara ini mirip seperti orang melakukan pembelian secara kredit. Kalau pembayaran dilakukan sekaligus, ‘kantung langsung meledak.
Keunggulan Common rail Fuel injection adalah tekanan yang dihasilkan tinggi dan konstan pada setiap putaran mesin, sehingga didapatkan atomisasi bahan bakar yang lebih baik yang menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna dibandingkan type sebelumnya. Type common rail juga dapat diaplikasikan ke berbagai kapasitas mesin diesel, dari kecil sampai besar. Para enginer terus mengembangkan Type common rail untuk menghasilkan tekanan yang lebih tinggi, hebatnya lagi type injeksi common rail sudah mulai diaplikasikan untuk mesin bensin direct injection.
Tekanan bahan bakar dalam rel sangat tinggi. Sekarang, yaitu common rail generasi ke-3, tekananya sudah mencapai 1800 bar. Kalau dikonversi ke PSI yang masih digunakan sekarang menjadi 26.100 PSI. Bandingkan dengan tekanan ban 30 PSI. Atau tabung elpiji 25 bar dan CNG 200 bar. Dengan tekanan setinggi tersebut, pengabutan yang dihasilkan tentu saja semakin bagus. Pembakaran yang dihasil menjadi lebih dan kerja mesin makin efisien.
Selain itu, mesin diesel yang tidak dapat beroperasi pada saat silinder dingin. Maka dengan teknologi ini, mesin diesel dilengkapi dengan pemanas elektronik kecil yang disebut busi menyala di dalam silinder untuk memanaskan silinder sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam "intake manifold" untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin.
Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat mempersulit pemompa bahan bakar untuk menyalurkan bahan bakar tersebut ke dalam silinder dalam waktu yang efektif, membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit, meskipun peningkatan dalam bahan bakar diesel telah membuat kesulitan ini menjadi sangat jarang. Cara umum yang dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.
Adapun ciri khas dari sistem injeksi common rail adalah sebagai berikut:
1. Injeksi bertekanan tinggi
Pompa injeksi tipe distributor dengan tipe radial plunger dapat menghasilkan tekanan 100 Mpa (kira-kira 1.000 kgf/cm2) yang dibutuhkan oleh mesi diesel berukuran kecil dengan injeksi langsung, berbahan bakar yan irit , bertekanan tinggi dan bertenaga besar.
2. High pressure atomization bahan bakar yang diinjeksikan dari nozzle
Dengan injeksi bahan bakar bertekanan tinggi, bahan bakar yang diinjeksikan dari nozzle dengan daya semprot yang besar dan dengan penyebaran serta pendisrtibusian yang lebih luas (tercampur dengan udara lebih baik) sehingga pembakaran lebih meningkat. Hal ini menghasilkan gas buang yang lebih bersih.
3. Sistem injeksi bahan bakar yang optimal
Pengontrolan jumlah dan waktu injeksi bahan bakar dapat sesuai dengan kemampuan mesin yang dilakukan oleh control unit, memungkinkan pemakaian bahan bakar yang irit dan menghasilkan tenaga yang besar.
4. Memperpanjang waktu penggunaan
Komponen-komponen yang digunakanan pada pompa sangat tahan terhadap tekanan tinggi, sehingga memperpanjang waktu penggunaan komponenkomponen tersebut.
5. Memperbaiki penyesuaian mesin
Karena injeksi pompa bahan bakar pada mesin dikontrol untuk setiap cylinder, penyesuaian pada mesin dapat lebih mudah.\
6. Memperingan biaya pemeliharaan
Karena penggunaan sistem control unit ganda yaitu control unit mesin dan control unit pompa, sistem pengontrolan menjadi lebih baik.
7. Injeksi bertekanan tinggi
Jumlah injeksi bahan bakar yang optimal sesuai dengan posisi akselerator yang dikontrol oleh control unit, memungkinkan bertambahnya torque / momen pada posisi pedal akselerator rendah, sehingga meningkatkan tenaga mesin.
8. Mengurangi asap pada akselerasi
Pada saat injeksi bahan bakar bertambah untuk menambah tenaga mesin pada akselerasi, biasanya asap yang ditmbulkan oleh bahan bakar yang berlebih. Pompa injeksi VP44, mengontrol jumlah injeksi bahan bakar dengan tepat meskipun pada tersebut diatas untuk mencegah timbulnya asap tanpa mempengaruhi akselerasi.
9. Peralatan tambahan tidak diperlukan
Peralatan tambahan seperti boost compensator dan aneroid compensator tidak diperlukan karena sebagai penggantinya dibuat conrol unit berdasarkan signal dari setiap sensor. Hal ini mengakibatkan sedikit “kekusutan”, (clutter) pada sekeliling pompa injeksi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar