FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

JOB TEKNOLOGI MOTOR DIESEL

Semester IV

UJI PENGARUH TEKANAN INJEKSI TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR MESIN DIESEL 4 SILINDER

2 x 50 menit

No. JST/OTO/OTO 419/09

Revisi : 00

Tgl. :19 April 2013

21 Halaman

I. Kompetensi:

Setelah mengikuti mata kuliah praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Menyetel tekanan injeksi dengan benar

2. Menganalisis pengaruh tekanan injeksi terhadap konsumsi bahan bakar.

II. Alat dan Bahan

1. Motor diesel 4 silinder

2. Tool box 1 set

3. Injection tester

4. Burret

5. Tachometer

6. Stop watch

7. Nampan dan solar

8. Majun

III. Keselamatan Kerja:

1. Hati-hati anda bekerja, komponen motor diesel sangat presisi.

2. Hati-hati burret mudah pecah.

3. Kondisi pengabut sesudah dipergunakan untuk praktikum harus dapat kembali seperti sebelumnya.

4. Demikian juga tempat praktikum harus tetap dalam kondisi bersih.

IV. Dasar Teori

1. Pengontrolan volume bahan bahan bakar

Pada mesin diesel terdapat berbedaan yang mendasar jika dibandingkan dengan mesin bensin, volume penyemprotan bahan bakar pada mesin diesel diatur sedemikian rupa dan tidak tergantung dari pembukaan katup gas, hanya saja governor akan bekerja sesuai dengan gerakan katup gas. Pada waktu pedal gas ditekan secara konstan maka putaran mesin akan turun bila beban mesin bertambah, misalnya pada saat tanjakan, untuk mengatasi hal ini maka governor akan menambah volume penyemprotan bahan bakar agar mesin tidak mati dan putaran mesin dapat dipertahankan.

Untuk mengontrol jumlah (volume) bahan bakar yang diinjeksikan pada pompa injeksi dilengkapi dengan unit governor Governor dirancang untuk mengatur secara otomatis putaran dan daya mesin dengan mengontrol volume penyemprotan berdasarkan beban mesin dan penekanan pedal gas. Governor bekerja dengan menggerakkan rak pengontrol pompa injeksi dan rak pengontrol akan mengatur langkah efektif plunyer. Berdasarkan macam dan type jenisnya, maka governor dapat dibagi menjadi tiga yaitu governor mekanis, governor pneumatic dan gabungan pneumatic dan mekanis.

Source : VEDC, 1990

Gambar 21 Governor mekanik dan pneumatik

Macam dan Tipe Governor Berdasarkan Fungsinya dapat digolongkan menjadi governor Putaran Minimum dan Maksimum. Pada governor ini dirancang untuk mengontrol volume penyemprotan bahan bakar (daya mesin) secara proporsional berdasarkan injakan pedal gas. Governor Segala Putaran jenis governor ini dirancang agar dapat mengatur volume penyemprrotan bahan bakar secara lebih luas, pengaturannya dapat dilakukan saat pertama pedal gas diinjak sampai pada putaran maksimum, pada umumnya governor ini yang digunakan pada aplikasi mesin diesel untuk kendaraan.

3. Pengontrolan saat injeksi bahan bakar

Pada mesin bensin saat pengapian harus dimajukan sesuai dengan putaran mesin melaui advans sentrifugal yang ditempatkan pada unit distributor pengapian, pada mesin diesel juga dilengkapi suatu bagian yang dapat mengajukan saat penyemprotan sesuai dengan putaran mesin yang disebut dengan automatic timer. Mesin-mesin diesel putaran tinggi untuk penggunaan otomotif/kendaraan, daya mesin dapat diperbaiki/dinaikkan dengan memajukan waktu injeksi sesuai dengan kenaikan putaran. Ini sama seperti memajukan waktu pengapian dalam mesin-mesin bensin, untuk tujuan ini timer digunakan.

Ada dua tipe timer yang dipakai, yang pertama adalah timer tangan (hand timer) dan timer otomatis (automatic timer). Timer otomatis lebih umum digunakan sekarang ini, diskripsi/gambaran diberikan di bawah ini.

Source : VEDC, 1990

Gambar 22 Mekanik automatic timer

Timer otomatis menggunakan gaya sentrifugal yang secara otomatis memajukan waktu penyemprotan sesuai dengan putaran mesin. Seperti ditunjukkan dalam gambar, timer otomatis dibuat/disusun oleh dua buah pemberat sentrifugal (centrifugal weight), 2 pegas (spring), pelindung (cover) dan flens penghubung (driving flange). Flens dihubungkan ke poros penggerak pompa injeksi dengan tonjolan keluar dari permukaannya. Hub/poros dipasang ke poros nok/camshaft pompa injeksi.

2. Injektor (nozzle)

Pada umumnya nozel terbagi dalam tipe lubang (hole) dan pin Nozel tipe lobang (hole) terdiri dari tipe; Lobang tunggal (single hole), Lubang banyak (multiple hole). Nozel tipe pin terdiri dari tipe; Throttle dan Pintle Tipe nozel yang digunakan akan menentukan proses pembakaran dan bentuk dari ruang bakar.

Secara umum nozel dengan tipe lubang banyak (multiple hole) digunanakan untuk mesin diesel pembakaran langsung, sedangkan tipe pin dipakai untuk jenis mesin diesel pembakaran tak langsung. Kebanyakan dari nozel tipe pin adalah tipe throttle. Disebabkan karena bentuk khusus dari tipe pintle maka hanya sedikit bahan bakar yang masuk kamar muka saat awal penyemprotan, akan tetapi banyaknya bahan bakar akan meningkat pada saat akan berakhir penyemprotan. Pengabutan bahan bakar lebih bagus pada tipe throttle ini untuk menjaga detonasi pada mesin diesel, serta pemakaian bahan bakar juga lebih hemat.

Source : Swisscontact, 2000

Gambar 25 Beberapa jenis nozzle

Injector berfungsi untuk menghantarkan bahan bakar diesel dari injection pump ke dalam silinder pada setiap akhir langkah kompresi dimana torak (piston) mendekati posisi TMA. Injector yang dirancang sedemikian rupa merubah tekanan bahan bakar dari injection pump yang bertekanan tinggi untuk membentuk kabut yang bertekanan antara 60 sampai 200 kg/cm², tekanan ini mengakibatkan peningkatan suhu pembakaran didalam silinder meningkat menjadi 600°C.

Tekanan udara dalam bentuk kabut melaui Injector ini hanya berlangsung satu kali pada setiap siklusnya yakni pada setiap akhir langkah kompresi saja sehingga setelah sekali penyemprotan dalam kapasitas tertentu dimana kondisi pengabutan yang sempurna maka injector yang dilengkapi dengan jarum yang berfungsi untuk menutup atau membuka saluran injectror ini sehingga kelebihan bahan bakar yang tidak mengabut akan dialirkan kembali kebagian lain atau ke tangki bahan bakar sebagai kelebihan aliran (overflow). Untuk menyempurnakan fungsi injector ini

maka injektor akan kita temukan dalam beberapa jenis, tentu saja dengan karakteristik yang berbeda antara lain terdiri atas Injector berlubang, injector ini terdapat dalam Injektor berlubang satu (Single hole) dan injeKtor berlubang banyak (multi hole). Injector model pin atau trotle, injeKtor ini terdapat dalam model trotle dan model pintle.

Macam-macam injektor seperti disebutkan diatas dengan sifat pengabutan dan

karakteristik yang berbeda maka pemilihan untuk fungsi pemakaiannya juga berbeda yang bergantung pada proses pembakarannya dan proses pembakaran ini ditentukan oleh bentuk ruang bakarnya, untuk sifat-sifat injector ini antara lain adalah seperti berikut;

1. Injector berlubang satu (Single hole) proses pengabutannya sangat baik akan tetapi mememrlkukan tekanan injektion pump yang tinggi. Demikian halnya dengan Injektor berlubang banyak (multi hole) pengabutannya sangat baik. Injector ini sangat tepat digunakan pada direct injection (injeksi langsung).

2. Injektor dengan model pin, injektor model pin ini model trotle maupun model pintle lebih tepat digunakan pada motor diesel dengan ruang bakar yang memiliki combustion chamber, kamar muka maupun kamar pusar (turbulen) dan Type Lanova.

Kontruksi dan Bagian-Bagian Utama Injektor

Komponen Injektor dan Kedudukannya

Injektor dengan Tipe Throttle, Pintle dan Hole

Komponen Injektor dan Kedudukannya

a. Proses Pengabutan Bahan Bakar pada Injector Proses pengabutan bahan bakar diesel melalui injektor ini diperlukan agar terjadi proses pembakaran yang sempurna didalam silinder, kendati pada motor diesel ini pembakaran diberikan melalui panas yang dihasilkan oleh pemampatan udara luar namun nyala api tidak akan terjadi tanpa adanya penambahan oksigen. Oleh karena itu, dalam proses pengabutan ini pada dasarnya adalah mencampur bahan bakar dengan oksigen, untuk itu proses pengabutan untuk memperoleh gas bahan bakar yang sempurna pada injector.

Tekanan injeksi menunjukksn besarnya jumlah yang diperlukan mengabutkan bahan bakar. Sehingga terdapat hubungan antara besarnya tekanan pengabutan dengan kondisi kabutan bahan bakar yang dihasilkan. Semakin tinggi tekanan pengabutan maka akan semakin halus kondisi kabutan bahan bakar/ semakin kecil kecil butiran kabutan dan juga semakin pendek jarak jangkauannya dari injektor.

Hal ini dikatakan bahwa semakin baik atomisasi namun semakin pendek penetrasinya. Selanjutnya kondisi kabutan harus disesuaikan dengan besarnya tekanan kompresi mesin diesel. Artinya setiap motor diesel memerlukan tekanan injeksi yang berbeda-beda untuk mencapai kondisi terbaiknya yang dikenal dengan spesifikasi tekanan injeksi

Kalau tekanan injeksi dinaikkan, maka bahan bakar akan mudah untuk menguap namun penetrasinya masih lemah, akibatnya bahan bakar akan mengumpul disekitar ujung injektor, sehingga banyak bahan bakar yang kekurangan oksigen dan terbentuk CO yang banyak. Sebaliknya bila tekanan diturunkan, penetrasi atau penyebarannya bahan bakar baik namun lambat menguap. Akibatnya juga terbentuk HC yang banyak. HC dan CO merupakan bagian bahan bakar yang tidak menghasilkan kalo, berarti mengurangi jumlah bahan bakar yang akan menjadi kalor/ pemborosan.

Sumber :

Toyota, 1980, Toyota Diesel Engine, Service Training Information, Toyota Motor

Sales CO. LTD, Japan

DaimlerChrysler, 2000, Common Rail Diesel Injection (CDI), Systim Injeksi Bahan

Bakar Diesel, Edisi 1, Central Training Departement PT. DaimlerChrysler Distribution

Indonesia, Jakarta Indonesia

PEMELIHARAAN/SERVIS SISTEM BAHAN BAKAR DIESEL, TEAM LPPM ITB, DIREKTORAT PENDIDIKAN MENENGAH KEJURUAN TAHUN 2004

V. Langkah Kerja:

1. Menyiapkan alat dan bahan

2. Lepas pipa bahan bakar pada filter dan sambungkan ke burret

3. Isi burret dengan solar, jaga isinya jangan sampai habis

4. Hidupkan mesin diesel.

5. Biarkan mesin hidup beberapa saat (10 menit)

6. Atur putaran mesin pada 900 rpm

7. Ukur konsumsi bahan bakar dalam 1 menit, lakukan tiga kali hasil pengukuran

8. Matikan mesin

9. Lepaskan injektor dari mesin diesel dan ukur tekanan injeksinya , kemudian hasilnya masukkan dalam tabel observasi

10. Ulangi observasi dua kali lagi dengan langkah yang sama dengan tekanan injeksi yang berbeda (diatas dan dibawah tekanan injeksi spesifikasi)

11. Setelah selesai observasi, kembalikan tekanan injeksi pada ukuran spesifikasi dan hidupkan untuk pengecekan

12. Bersihkan mesin diesel, peralatan-peralatan, dan tempat yang anda gunakan.

13. Tugas anda menganalisis data observasi yang anda dapatkan

VI. Hasil Pemeriksaan

Daihatsu Taft Diesel 4 Silinder

OBSERVASI KE

TEKANAN INJEKSI (Atm)

WAKTU (MENIT)

JUMLAH BAHAN BAKAR (cc)

1

130

1

38

36

36

2

80

1

33

32

31

3

150

1

28

29

30

Keterangan : Spesifikasi tekanan injeksi = = ( 101,624 – 111,303 Atm)

1. Pada percobaan ini di tekanan 150 Atm konsumsi bahan bakar dapat dikatakan paling hemat dengan rata-rata 29 cc.

2. Kemudian pada tekanan injeksi 130 Atm konsumsi bahan bakar dapat dikatakan paling boros.

3. Pada tekanan injeksi 80 Atm konsumsi bahan bakar dapat dikatakan sedang.

VII. Kesimpulan

a. Jadi pada percobaan ini, pada tekanan injeksi tinggi (150 Atm) penggunaan bahan bakarnya hemat. Karena semakin tinggi tekanan injeksi pengabutan semakin baik tetapi penetrasinya semakin rendah. Sehingga jumlah bahan bakar yang dikeluarkan injektor semakin sedikit (konsumsinya hemat/ irit).

b. Pada tekanan injeksi 80 Atm konsumsi bahan bakarnya terbilang sedang, karena dalam kondisi ini kualitas pengabutannya buruk tetapi penetrasinya baik.

c. Sedangkan pada tekanan injeksi 130 Atm konsumsi bahan bakarnya paling boros, karena pada kondisi ini terjadi keseimbangan antara penetrasi dan bentuk kabutan yang terjadi dan mempengaruhi jumlah bahan bakar dan tenaga yang dihasilkan paling boros.

d. Perhatikan/periksa pengabutan dari nozzle, sampai bentuk pengabutan menyebar sempurna. Sambil melihat tekanan pengabutannya. Bila belum mengabut sempurna tambahkan mur/shim pada penyetelnya (tambahkan shim/mur bila belum mengabut, kurangi tebal shim/mur bila mengabut secara berlebihan/terlalu kabut).

e. Jadi pada saat tekanan injeksi ( ± 130 Atm) konsumsi bahan bakarnya lebih banyak sehingga output power yang dihasilkan ini lah yang paling besar dan tidak efisien. Sedangkan pada tekanan injeksi (80&150 Atm konsumsi bahan bakarnya irit dan bisa dipastikan power outputnya akan lebih kecil/ berkurang bila dibandingkan yang standarnya tetapi bisa jadi tenaga tersebut lebih efisien dibanding yang 130 Atm.

f. Bisa juga pada pengujian ini terjadi kesalahan bisa akibat faktor alat, manusia, dan dari mesinnya, sehingga menyebabkan data yang ditulisl tidak valid. Kondisi mesin bisa juga sudah tidak sesuai spesifikasi, sehingga standar tekanan injeksi bisa meningkat. Saat pengambilan data bisa juga terjadi kesalahan pembacaan pengukuran.

VIII. Lampiran

A. CONTOH BENTUK PENGABUTAN INJEKTOR

B. PENUNJUKAN JARUM SAAT MENGECEK PENGABUTAN INJEKTOR

C. PENGECEKAN JARUM NOZZLE DAN BODY

D. INJEKTOR

Disusun Oleh :Lundiawan11504241029Dilarang memperbanyak sebagian/ seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari program pasca sarjana UNYDiperiksa oleh :DR. Sukoco, M.Pd.

21