Pompa Injeksi Distributor Tipe VE : Fungsi, Komponen, & Cara Kerja pada Diesel

Keberadaan sistem bahan bakar atau fuel system pada motor diesel memiliki peranan penting dalam  menyediakan atau mensuplai bahan bakar yang dibutuhkan agar sesuai dengan kebutuhan mesin baik dari  putaran  motor  dan  beban  motor. Maka dari itu kemampuan dari sistem bahan bakar sangat menentukan dari kinerja dari motor diesel. 

Pada sistim bahan bakar motor diesel terdapat beberapa macam jenis dari penyaluran  bahan  bakar  yang berdasarkan  jenis pompa injeksinya, diantaranya adalah sistem penyaluran bahan bakar dengan pompa injeksi in-line dan pompa injeksi distributor. Dalam pemilihan sistem penyaluran bahan bakar ini didasarkan pada konstruksi ruang bakar dan besarnya tekanan bahan bakar yang dibutuhkan oleh mesin. Sehingga banyak ditemukan penggunaan pompa injeksi jenis in-line pada kendaraan  komersial  seperti bus dan truk yang  memiliki kapasitas silinder lebih besar. Sementara pompa injeksi jenis distributor digunakan pada kendaraan penumpang yang memiliki kapasitas kecil dan membutuhkan kenyamanan lebih tinggi. Akan tetapi, dalam perkembangan penggunaan teknologi elektronik yang pesat telah mampu meningkatkan performance pompa distributor.

Pada pembahasan artikel ini akan fokus pada pompa injeksi distributor. Pompa injeksi jenis  distributor dirancang khusus dengan menggunakan plunger tunggal dalam mengatur seberapa banyak bahan bakar yang diinjeksikan dengan tepat dan membagi ke setiap silinder mesin agar sesuai dengan urutan waktu penginjeksiannya melalui delivery valve. Konstruksi dari pompa injeksi jenis distributor ini dibuat  lebih ringan dan ringkas bila  dibandingkan dengan pompa injeksi konvensional jenis inline dalam kapasitas yang sama.

FUNGSI POMPA INJEKSI DISTRIBUTOR

Setelah mengetahui pengertian sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel di atas, untuk fungsi dari pompa injeksi distributor pada sistem injeksi bahan bakar mesin diesel, yaitu: 

a) Menyimpan bahan bakar. 

b) Menyaring bahan bakar. 

c) Memompa dan 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 agar sesuai dengan beban melalui pengaturan penyaluran bahan bakar. 

g) Mengembalikan bahan bakar yang lebih ke dalam tangki bahan bakar.

KEUNTUNGAN POMPA INJEKSI DISTRIBUTOR VE

Pada pompa injeksi distributor jenis VE ini mempunyai kelebihan atau keuntungan apabila dibandingkan dengan jenis konvensional in-line, yaitu antara lain: 

1. Mampu dipergunakan untuk mesin putaran tinggi pada kendaraan, misalnya suatu mesin yang dilengkapi dengan pompa konvensional in-line putarannya hanya 4000 rpm apabila mesin tersebut dilengkapi dengan pompa VE mampu berputar diatas 5000 rpm. 
2. Putaran idle yang stabil, dikarenakan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sama akan menjamin halus dan stabilnya mesin pada waktu putaran idle. 
3. Dalam menyetel banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan mudah dengan menggunakan baut penyetel (adjusting screw) dibagian samping badan pompa.
4. Dilengkapi dengan solenoid penghenti bahan bakar (fuel cut-off solenoid).  
5. Dalam jumlah penginjeksian bahan bakar seragam. 
6. Alat pengatur saat penginjeksian yang bekerja secara hydraulic (hydraulic timing device) dan pompa pengisi (feed pump) jenis vane yang dikonstruksi menjadi satu bagian dengan pompa.
7. Konstruksi yang dirancang sedemikian rupa sehingga apabila terjadi mesin berputar atau diputar terbalik, maka pompa tidak akan dapat bekerja memberikan bahan bakar ke silinder mesin. 
8. Pada mekanisme pelumasan dengan minyak bahan bakar yang di hisapnya sendiri setelah melalui sebuah filter.

KONTRUKSI DAN CARA KERJA POMPA INJEKSI DISTRIBUTOR VE

Bahan bakar yang dihisap oleh pompa pengisi dari tangki dengan volume yang sama pada setiap putarannya. Jumlah tekanan bahan bakar diatur oleh mekanisme tingkat pengatur tekanan (pressure regulating valve) yang konstruksinya berada di atas dari pompa pengisi bahan bakar yang telah diatur tekanannya, kemudian selanjutnya dialirkan melalui lubang pengeluaran (delivery port) di tutup pompa pengisi (feed pump cover) ke ruang pompa injeksi (injection pump chamber). 

Plunger pompa dalam kerjanya digerakkan oleh cam plate yang terhubung dengan poros penggerak (drive shaft), dan ditekan oleh pegas plunger. Pada plunger ditekan juga oleh cam plate sehingga dapat bergerak maju mundur. 

Cam plate memilik kontruksi permukaan yang menonjol yang disebut face cam yang jumlah tonjolan sama banyaknya dengan jumlah silinder pada mesin. Pompa dipasang dan dihubungkan dengan cincin roller yang tidak dapat bergerak oleh tekanan dua pegas plunger, sehingga cam plate selain berputar juga agar dapat bergerak maju mundur sejauh cam liftnya yang sudah ditentukan. Apabila pada bagian yang menonjol cam plate (face cam) yang berputar kemudian bertemu dengan roller yang diam maka pada cam plate akan bergerak mundur kembali. Banyaknya roller sama dengan banyaknya face cam. Dengan gerakan plunger seperti inilah yang memungkinkan bahan bakar yang dipompa selain bertekanan tinggi akan tetapi juga dapat membagi dan mengatur jumlah pemberian bahan bakar ke semua nozzle untuk diinjeksikan sesuai dengan urutannya. 

Bahan bakar mulai ditekan ke luar melalui nozzle saat plunger mulai bergerak maju sampai lubang pada spill (spill port) yang terdapat pada plunger tidak lagi ditutupi oleh cincin spill (spill ring). Karena plunger kerjanya selain berputar juga bergerak maju mundur sehingga selain memompa juga mengatur pemberian bahan bakar meskipun plungernya hanya satu. 

Fungsi dari governor centrifugal yang ada pada bagian atas dalam rumah pompa (pump housing) adalah untuk mengatur seberapa banyak bahan bakar yang akan diinjeksikan dengan cara merubah kedudukan cincin spill (spill ring). Selain itu hydraulic timer yang berada pada bagian bawah rumah pompa juga bekerja tergantung perubahan dari tekanan bahan bakar yang berada dalam rumah pompa (pump housing) dalam menggerakan cincin roller (roller ring) untuk kemudian memajukan saat penginjeksian agar sesuai dengan perubahan putaran. 

Komponen solenoid penghenti bahan bakar (fuel cut-off solenoid) yang berada pada bagian distributor head dengan aliran listriknya yang berhubungan dengan rangkaian penyalaan (ignition circuit) kunci kontak. Apabila kunci kontak diputar kedudukan “off” saat mematikan mesin maka aliran listrik ke solenoid akan berhenti sehingga pemberian bahan bakar ke nozzle juga akan berhenti dan kemudian mesin berhenti berputar. 

Komponen-komponen yang menunjang dalam sistem bahan bakar pompa injeksi tipe VE distributor: 

Injection pump proper 

Injection pump bahan bakar masuk ke dalam injection nozzle dengan tekanan dan dilengkapi dengan sebuah mekanisme menambah atau mengurangi dari jumlah bahan bakar yang dikeluarkan dari nozzle. Injection pump memiliki sebuah plunger dan sebuah delivery valve pada tiap-tiap silinder. 

Adapun komponen-komponen utama dari injection pump proper adalah sebagai berikut: 

a. Plunger 

Apabila inlet slit pada plunger dan inlet port dari plunger barrel yang di pasang di kepala distributor sejajar, maka bahan bakar akan dihisap kedalam ruang tekan. Setelah inlet port barrel plunger posisi ditutup oleh plunger, maka plunger akan naik. Sesudah outlet slit plunger dan outlet port sejajar, maka tekanan pada ruang tekan telah melampaui tekanan sisa yang ada berada dalam saluran bahan bakar pipa injeksi, kemudian delivery valve sudah membuka membuat bahan bakar mengalir ke pipa injeksi lalu melalui nozzle di injeksikan ke silinder mesin. Setelah cut off pada port plunger telah sejajar dengan ujung permukaan control sleeve, maka pengiriman bahan bakar oleh plunger berakhir. Pada plunger barrel hanya memiliki sebuah outlet port di setiap silinder mesin. Meskipun plunger memiliki inlet yang sama banyaknya dengan jumlah silinder mesin, akan tetapi hanya memiliki satu outlet slit saja. 

b. Delivery valve

Bahan bakar yang terkompresikan tekanan tinggi oleh plunger akan mendorong delivery valve ke atas dan bahan bakar menyembur ke luar. Setelah bahan bakar terkompresikan dengan sempurna, maka delivery valve akan kembali ke posisi semula oleh dorongan dari valve spring untuk menutup lubang bahan bakar (fuel passage), sehingga mencegah kembalinya bahan bakar. 

Delivery valve bergerak turun hingga permukaan valve posisi saat ditahan dengan kuat. Selama langkah ini bahan bakar ditarik kembali dari injection pipe dan akan menurunkan residual pressure antara delivery valve nozzle. Proses penarikan tersebut akan memperbaiki penginjeksian sekaligus mencegah terjadinya bahan bakar menetes selama penginjeksian. 

Di bagian delivery valve spring juga dipasangkan delivery valve stop untuk membatasi terangkatnya delivery valve dan mencegah terjadinya valve surging di putaran tinggi, serta menurunkan dead valve antar delivery valve dan nozzle, sehingga akan didapat fuel injection yang stabil. 

Over flow di pasang pada bagian atas pump untuk menstabilkan temperatur saat injection pump dan untuk memastikan bahwa jumlah bahan bakar yang di injeksikan pada setiap silinder konstan. 

Kerja valve bertipe seal ball saat tekanan bahan bakar pada posisi melebihi nilai yang standar, maka akan membuat valve tertutup sehingga bahan bakar akan kembali ke fuel tank. 

c. Automatic timer 

Dikarenakan selang waktu saat pembakaran pada mesin diesel akan bertambah, maka perlu adanya penyesuaian terhadap selang waktu tersebut dengan mengembangkan saat injeksi. Untuk mengatasi hal tersebut maka sebuah timer dipasang pada bagian bawah pompa injeksi. 

Timer spring di pasangkan dalam ruangan timer yang bertekanan rendah. Tekanan pada ruang pompa melalui lobang piston akan bekerja di sisi ruang yang bertekanan tinggi dari timer piston. Lubang timer piston tersebut akan bekerja dalam mencegah gerak yang tidak wajar pada tekanan bahan bakar yang berubah-ubah. 

Gerakan dari timer piston akan mengakibatkan bergeraknya pin roller holder assembly ke arah yang berlawanan dengan arah putaran pompa. Apabila tekanan pada ruangan pompa telah melampaui gaya pegas timer dikarenakan bertambahnya putaran pompa. Maka pada timer piston akan menekan timer spring kemudian menggerakkan roller holder assembly ke arah berlawanan dengan arah putaran pompa. 

Dikarenakan gerakan tersebut,  cam disc akan lebih cepat bertemu dengan roller dari roller holder sehingga waktu penginjeksian dikembangkan. Apabila kecepatan pompa berkurang maka gaya pegas pada timer spring akan melebihi tekanan pada ruang pompa. Roller holder assembly akan bergerak untuk memundurkan waktu injeksi. Komponen tambahan juga digunakan seperti solenoid timer cold start device dan load timer yang berguna mengubah-ubah waktu injeksi dalam rentan kecepatan mesin dan beban menurut spesifikasinya. 

d. Feed pump 

Komponen feed pump terdiri dari sebuah rotor, vane, dan liner. Putaran pada shaft diteruskan oleh key ke rotor untuk memutar rotor. Permukaan liner bagian dalam tidak lurus terhadap sumbu putaran rotor. Vane berjumlah empat buah terpasang pada rotor tersebut. Kerja saat berputar, gaya centrifugal akan mendorong vane ke arah keluar hingga menyentuh liner dan akan membentuk empat buah ruangan bakar. Volume dari ke empat ruang tersebut akan bertambah kecil maka bahan bakar akan dikompresikan. 

e. Injection nozzle 

Komponen injection nozzle terdiri atas nozzle body dan needle. Injection nozzle berfungsi dalam menyemprotkan dan mengabutkan bahan bakar. Konstruksi nozzle body dan needle dikerjakan secara presisi dengan toleransi 1/1000 mm (1/40 in). Karena itulah, kedua komponen itu dalam proses penggantiannya harus dilakukan secara bersama-sama. Untuk cara kerja setiap langkahnya adalah sebagai berikut: 

1) Sebelum penginjeksian 

Bahan bakar yang bertekanan tinggi akan mengalir dari pompa injeksi melalui saluran minyak (oil passage) pada nozzle holder menuju ke oil pool di bagian bawah nozzle body seperti terlihat pada anak panah. 

2) Penginjeksian bahan bakar 

Apabila tekanan bahan bakar pada oil pool naik, akan menekan permukaan ujung needle. Tekanan ini melebihi kekuatan pegas, sehingga nozzle needle akan terdorong ke atas dan menyebabkan nozzle menyemprotkan bahan bakar seperti terlihat pada anak panah. 

3) Akhir penginjeksian 

Apabila pompa injeksi berhenti mengalirkan bahan bakar, maka tekanan bahan bakar akan turun dan pressure spring mengembalikan nozzle needle ke posisi semula (menutup saluran bahan bakar). Sebagian bahan bakar yang tersisa antara nozzle needle dan nozzle body akan melumasi semua komponen dan kembali ke over flow pipe.

Demikian pembahasan kali ini mengenai pompa injeks ditributor tipe VE dari fungsi, komponen, dan cara kerjanya pada mesin diesel. Semoga dapat bermanfaat. 

Salam Teknika!

Share this post