Engine SASARAN
i
I. Dasar-dasar Engine Diesel
1
I.1. Definisi
1
I.2. Klasifikasi Engine
2
I.3. Istilah-istilah Pada Engine
3
I.4. Siklus Engine Diesel Empat Langkah
7
I.5. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pembakaran
9
I.6. Istilah Pada Tenaga Keluaran Engine
11
I.7. Perbandingan Diesel dan Gasoline Engines
13
I.8. Spark Ignited Engines
15
I.9. Caterpillar Gas Engine
15
II. Komponen Dasar Engine
17
II.1.
Block Assembly
17
II.1.1. Engine Block
17
II.1.2. Cylinder
17
II.1.3. Cylinder Liner
18
II.1.4. Piston
19
II.1.5. Connecting Rod
20
II.1.6. Crankshaft
21
II.1.7. Flywheel
22
II.1.8. Camshaft
22
II.1.9. Push rod/batang penekan
23
II.1.10. Valve Lifters
24
II.1.11. Vibration Damper (Peredam Getaran)
24
II.2. Cylinder Head Group
25
II.3 Gear Train Assembly
26
II.3.1 Komponen Seperangkat Roda Gigi
1
27
III.
Engine System
28
III.1. Air Induction System (Sistem Pemasukan Udara dan Pembuangan Gas Bekas)
28
III.1.1. Komponen Dasar Air Induction System
28
III.2. Sistem Pendingin
32
III.2.1. Bagian-Bagian Sistem Pendingin
33
III.2.2. Variasi Pada Sistem Pendingin
38
III.3. Sistem Bahan Bakar
41
III.3.1. Rancangan Ruang Pembakaran
48
III.3.2. Sistem Electronic Unit Injection
49
III.3.3. Governor & Rack
50
III.3.4. Sistem Electronic Unit Injection (EUI)
53
III.4. Sistem Pelumasan
55
III.4.1. Komponen Sistem Pelumasan III.5. Starting System
55 62
III.5.1. Electrical Starting System
62
III.5.1.2. Komponen-komponen Utama
62
III.5.2. Air Starting System
63
III.5.2.1.
63
Komponen-Komponen Utama
IV. Test Procedure
65
IV.1. Cooling system test
65
IV.2. Sistem Test Lubrication
71
IV.3. Types of Air System Tests
78
IV.4.
81
Fuel System Tests
2
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
OBJECTIVE
ENGINE INDUCTION
Engine OBJECTIVE: Setelah menyelesaikan training diatas siswa diharapkan mampu: 1. Menjelaskan cara kerja engine diesel. 2. Menjelaskan dan mengindentifikasi komponen, termauk istilah khususnya dan pemakaiannya. 3. Menjelaskan terminology dari engine saat engine running. 4. Menelusuri aliran kerja dari tiap-tiap langkah kerja pada engine 5. Menentukan penggunaan fuel, oli pelumas dan cairan pendingin yang tepat sesuai dengan spesifikasi dari Caterpillar. 6. Mengambil oli sample S.O.S. dan menjelaskan fungsi dari S.O.S 7. Mengindentifikasi family dan model dari tiap engine dalam product Caterpillar. 8. Melepas dan memasang cylinder head sesuai dengan prosedur dari service manual Caterpillar. 9. Melakukan assembly dan disassembly piston, con rod dan ring group. 10. Menentukan baik tidaknya komponen-komponen crankshaft, camshaft dan turbo charger 11. Melakukan penyetelan valve.
3
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
ENGINE TERMINOLOGY
ENGINE INDUCTION
Engine II. Dasar-dasar Engine Diesel I.1. Definisi Definisi: Engine adalah suatu alat yang memiliki kemampuan untuk merubah energi panas yang dimiliki oleh bahan bakar menjadi energi gerak. Berdasarkan fungsinya maka terminologi engine pada Caterpillar biasa digunakan sebagai sumber tenaga atau penggerak utama (prime power) pada machine, genset, kapal (marine vessel) ataupun berbagai macam peralatan industri.
Gambar 1.1 Engine
4
I.2. Klasifikasi Engine
Saat ini untuk mengerjakan berbagai macam jenis pekerjaan yang berbeda sudah banyak sekali jenis engine yang dirancang oleh manusia. Secara umum penggolongan berbagai jenis engine yang saat ini biasa dipakai dapat dilihat pada bagan berikut ini: Engine
Eksternal Combustion
Turbine
Steam Turbine (Pembangkit Listrik Tenaga Uap)
Piston
Internal Combustion
Turbine (Turbin Pesawat Terbang)
Steam Machine (Kereta Api Uap)
Piston
Diesel
Two Stroke Pre Combustion Gambar1.2 Bagan Klasifikasi Engine
5
Four Stroke
Wankel/Rotary (Mobil) Spark Ignited
Gas Engine Direct Injection
Petrol Engine
Dari bagan tersebut maka penggolongan yang pertama dilakukan adalah membagi engine berdasarkan tempat terjadinya proses pembakaran dan tempat perubahan energi panas menjadi energi gerak. Apabila kedua peristiwa tadi terjadi dalam ruang yang sama maka engine tersebut dikategorikan sebagai engine dengan jenis internal combustion. Sedangkan apabila ruang tersebut terpisah maka engine tersebut dikategorikan sebagai engine eksternal combustion. Eksternal combustion engine selanjutnya dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu: turbine dan piston. Pada engine jenis internal combustion penggolongan engine selanjutnya terdiri dari: engine piston, turbine dan wenkel atau rotar. Berdasarkan perlu tidaknya percikan bunga api untuk proses pembakaran maka engine piston dibagi menjadi dua jenis, yaitu: engine diesel dan engine spark ignited. Merujuk pada banyaknya langkah yang diperlukan untuk mendapat satu langkah power maka diesel engine dibagi menjadi engine diesel dua langkah (two stroke) dan empat langkah (four stroke). Selanjutnya engine diesel empat langkah digolongkan lagi berdasarkan cara pemasukan bahan bakar ke dalam ruang bakar menjadi dua tipe yaitu: engine dengan system pre-combustion chamber dan direct injection. Pada spark ignited engine penggolongan pertama didasarkan pada jenis bahan bakar yang digunakan, yaitu: engine berbahan bakar gas dan bensin. Caterpillar hanya memproduksi jenis engine diesel empat langkah dan gas engine saja. Tetapi pada pembahasan kali ini topik yang akan dibatasi hanya pada diesel engine saja. I.3. Istilah-istilah Pada Engine Sebelum membahas mengenai siklus engine diesel empat langkah maka sebaiknya disepakati terlebih dahulu beberapa terminology/istilah yang akan banyak digunakan. •
Top dead center/titik mati atas: Posisi paling atas dari gerakan piston.
6
•
Bottom dead center/titik mati bawah: Posisi paling bawah dari gerakan piston.
Gambar 1. 2 Gambar TDC dan BDC
•
Bore: Diameter combustion chamber (ruang bakar).
Gambar 1. 3 Gambar Bore
•
Stroke: menunjukkan jarak yang ditempuh oleh piston untuk bergerak dari BDC menuju TDC atau sebaliknya.
7
Gambar 1. 4 Gambar Stroke
•
Displacement: Bore Area X Stroke.
Gambar 1. 5 Gambar Displacement
•
Compression ratio: Total volume (BDC)/compression volume (TDC).
8
Gambar 1. 6 Gambar Compression Ratio
•
Friction/gesekan: Friction adalah tahanan yang timbul dari gesekan antara dua permukaan yang saling bergerak relatif satu sama lain. Contoh: Friction yang terjadi antara piston dan dinding liner pada saat piston bergerak ke atas dan ke bawah. Friction menimbulkan panas yang merupakan salah satu penyebab utama keausan dan kerusakan pada komponen.
•
Inertia/kelembaman: Inertia adalah kecenderungan dari suatu benda yang bila diam akan tetap diam atau benda yang bergerak akan tetap bergerak. Engine harus menggunakan tenaga untuk melawan inertia tersebut.
•
Force/gaya:
Force
adalah
dorongan
atau
tarikan
yang
menggerakkan, menghentikan atau merubah gerakan suatu benda. Daya yang ditimbulkan oleh pembakaran pada saat langkah kerja. Semakin besar gaya yang ditimbulkan semakin besar pula tenaga yang dihasilkan. •
Pressure/tekanan: Tekanan adalah ukuran gaya yang terjadi setiap satuan luas. Sewaktu siklus empat langkah berjalan maka tekanan terjadi di atas piston pada saat langkah kompresi dan langkah tenaga. 9
Selain istilah-istilah di atas harus diketahui juga nama-nama komponen dasar engine yang membentuk combustion chamber (ruang bakar), yaitu:
Gambar 1. 7 Komponen Engine Pembentuk Ruang Bakar
No 1: Cylinder Liner No 2: Piston No 3: Intake valve No 4: Exhaust valve No 5: Cylinder Head I.4. Siklus Engine Diesel Empat Langkah Adapun proses kerja siklus motor bakar empat langkah dapat diuraikan sebagai berikut: §
Langkah Hisap ( suction/intake stroke). Pada langkah ini piston bergerak dari titik mati atas menuju titik mati bawah. Katup hisap terbuka sehingga akibat kevakuman yang terjadi dari ekspansi volume pada ruang bakar maka udara dari luar dapat masuk ke dalam ruang bakar melalui katup hisap yang terbuka. Pada motor bakar yang dilengkapi dengan turbocharger maka udara yang masuk ke ruang bakar akan lebih banyak lagi
10
dikarenakan adanya dorongan dari sisi tekan compressor wheel pada turbocharger. •
Langkah Kompresi (compression stroke ). Setelah piston mencapai titik mati bawah maka arah piston akan berbalik menuju kembali ke titik mati atas, hanya saja pada langkah ini tidak ada katup yang membuka. Sebagai akibat dari mengecilnya volume ruang bakar maka udara yang ada di dalam ruang bakar menjadi terkompresi. Dengan kompresi rasio yang berkisar antara 19 : 1 sampai 23 : 1 maka pengkompresian udara pada ruang bakar akan menghasilkan panas kompresi (heat compression) yang tinggi (kurang lebih berkisar 1000 oF). Beberapa derajat sebelum piston mencapai titik mati atas bahan bakar solar di- injeksikan melalui nozle ke dalam ruang bakar, penginjeksiannya
harus
menggunakan
tekanan
yang
tinggi
sehingga solar yang di semprotkan ke dalam ruang bakar berubah menjadi butiran-butiran cairan solar yang sangat halus seperti kabut. Pada saat solar disemprotkan maka campuran antara solar dan udara di dalam ruang bakar mulai terbakar akibat terkena panas yang dihasilkan oleh heat compression. §
Langkah Tenaga ( power stroke) Proses pembakaran campuran solar dan udara terus berlangsung sampai piston mencapai titik mati atas dan selanjutnya kembali berubah arah kembali menuju titik mati bawah. Beberapa derajat (+ 10o ) setelah melewati titik mati atas maka pembakaran yang terjadi telah sempurna sehingga dihasilkan ledakan yang tekanan ekspansinya memaksa piston untuk terus bergerak menuju titik mati bawah.
§
Langkah Pembuangan (exhaust stroke) Setelah energi ledakan panas pada langkah power telah berubah bentuk menjadi energi mekanis maka sisa proses pembakaran yang ada harus dibuang. Proses ini terjadi ketika piston bergerak dari titik mati bawah menuju titik mati atas dengan kondisi katup buang
11
membuka. Gas sisa hasil pembakaran di dorong keluar oleh piston melalui katup buang. Selanjutnya melalui mufler gas tersebut akan dilepas ke atmosfir. Kecuali untuk motor bakar diesel yang diperlengkapi dengan turbocharger maka sebelum masuk ke dalam mufler gas tersebut masih dimanfaatkan untuk memutarkan sudusudu turbin pada turbin wheel. Demikian siklus ini terjadi secara terus menerus pada motor bakar diesel. Ilustrasi dari proses kerja diesel empat langkah dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Urutan gambar dari kiri ke kanan memperlihatkan kondisi: akhir langkah hisap, akhir langkah kompresi, awal langkah power dan awal langkah buang.
Gambar 1. 8 Siklus Diesel Empat Langkah
I.5. Faktor -faktor Yang Mempengaruhi Pembakaran Ada tiga faktor yang diperlukan dalam proses pembakaran, yaitu:
Panas + Udara + Bahan Bakar ⇒ Pembakaran Udara pembakaran,
dan
bahan
sehingga
bakar
yang
menghasilkan
dipanaskan gaya
yang
akan
menghasilkan
diperlukan
untuk
12
memutarkan engine. Udara yang mengandung bahan Oksigen diperlukan untuk membakar bahan bakar. Sementara bahan bakar menghasilkan gaya. Ketika bahan bakar dikabutkan di ruang bakar maka bahan bakar akan sangat mudah untuk dinyalakan dan akan terbakar dengan effisien. Pembakaran dapat terjadi ketika campuran bahan bakar dan udara dikompresikan sampai dihasilkan panas yang cukup (+ 1000o F) sehingga dapat menyala tanpa bantuan percikan bunga api. Selanjutnya dari ketiga faktor yang sudah disebutkan di atas maka terdapat tiga faktor lagi yang mengontrol hasil pembakaran: 1.
Volume udara yang dikompresikan. Makin banyak udara yang dikompresikan maka makin tinggi temperatur yang dihasilkan. Apabila jumlah udara yang dikompresikan mencukupi maka akan dihasilkan panas yang temperaturnya di atas temperatur penyalaan bahan bakar.
2.
Jenis bahan bakar yang dipergunakan jenis bahan bakar mempengaruhi karena bahan bakar yang jenisnya berbeda akan terbakar pada temperatur yang berbeda pula. Selain itu effesiensi pembakarannyapun juga berlainan.
3.
Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke ruang bakar. Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan juga dapat mengontrol hasil pembakaran. Makin banyak bahan bakar diinjeksikan akan makin besar gaya yang dihasilkan.
Makin Banyak Bahan Bakar ⇒ Makin Besar Gaya Engine power ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu: torque dan Rpm Rumus untuk horsepower:
Torque× Rpm Hp ≡ 5252 13
I.6. Istilah Pada Tenaga Keluaran Engine
Gambar 1. 9 Pemanfaatan Tenaga Engine Untuk Mendorong Tanah
•
Torque : Torque (momen puntir atau torsi) adalah gaya puntir. Crankshaft membuat torque menjadi gaya di flywhell, torque converter atau bagian mekanis lainnya untuk berputar.
•
Torque
menentukan
kemampuan
mengalami
pembebebanan:
Torque juga merupakan ukuran kapasitas pembebanan dari engine. Rumusan dari torque adalah:
Torque≡ 5252 × •
hp (Lb. ft ) rpm
Torque rise: Torque rise adalah penambahan torque yang terjadi pada saat engine lugged yaitu dimana rpm engine turun dari rpm operasi. Dalam hal ini kenaikan torque akan terjadi sampai pada penurunan RPM tertentu tercapai, setelah itu torque akan turun dengan cepat. Pada saat torque mencapai harga tertinggi itulah disebut Peak Torque.
14
Gambar 1.10 Kurva Karakteristik Torsi dan HP vs RPM
Keterangan: TR = Torque Rise
HC = Horsepower Curve
Hp = Horse Power
PT = Peak Torque
TC = Torque Curve
RT = Rated Torque
•
Horsepower: Horsepower adalah satuan tenaga yang dihasilkan oleh engine per satuan waktu atau kemampuan melakukan kerja.
•
Brake horsepower: Adalah tenaga siap pakai di flywheel yang dapat digunakan untuk melakukan kerja. Brake horse power itu lebih kecil dari horse power yang terjadi sebenarnya, karena sebagian tenaganya dipakai untuk memutar komponen engine itu sendiri
•
Heat/panas: Panas adalah bentuk energi yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar. Energi panas diubah menjadi tenaga mekanis
oleh
piston dan
komponen
engine
lainnya
untuk
menghasilkan tenaga yang dapat digunakan untuk bekerja. •
Temperature/suhu: Temperature adalah ukuran rela tive dari panas atau dinginnya suatu benda. Biasanya diukur dalam satuan Fahrenheit atau Celsius.
•
British
Thermal
Unit/BTU:
British
thermal
unit
atau
BTU
dipergunakan untuk mengukur nilai panas secara spesifik dari suatu
15
bahan bakar atau jumlah panas yang dipindahkan dari suatu benda ke benda lainnya. Satu BTU adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan panas satu pound air sebesar satu derajat Fahrenheit.
I.7.
Perbandingan Diesel dan Gasoline Engines
Gambar 1.11 Perbandingan Engine Diesel dan Bensin
•
Diesel engine tidak membutuhkan penyalaan dengan percikan bunga api: Perbedaan yang nyata antara diesel dan motor bensin ialah bahwa diesel engine tidak membutuhkan penyalaan untuk pembakaran. Pada diesel, pembakaran dilakukan oleh udara yang dimampatkan sehingga udara yang sudah cukup panas dalam ruang bakar bisa digunakan untuk membakar bahan bakar.
•
Bentuk ruang bakar diesel engine: Diesel engine dan motor bensin Memiliki ruang bakar yang berbeda bentuknya. Pada diesel engine ruang di antara cylinder head dan piston pada saat titik mati atas sangat kecil sehingga menghasilkan perbandingan tekanan yang tinggi.
16
•
Bentuk ruang bakar motor bensin: Pada motor bensin ruang bakar ada di cylinder head. Ruangan di antara piston dan cylinder head lebih besar dari pada diesel, sehingga rasio kompresinya lebih kecil.
•
Diesel engine mampu melakukan kerja yang lebih berat: Perbedaan utama yang lain yaitu dapat bekerja pada pada putaran rendah. Secara umum biasanya diesel beroperasi antara 800 sampai 2000 rpm dan mempunyai lebih banyak torsi dan tenaga untuk bekerja.
•
Siklus empat langkah: Kedua jenis engine, mengubah tenaga panas menjadi gerakan dengan menggunakan siklus empat langkah.
•
Diesel engine lebih hemat bahan bakar: Pada waktu beroperasi, diesel engine umumnya lebih hemat dalam pemakaian bahan bakar dibanding motor bensin. Dimana dengan sedikit bahan bakar, diesel engine dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar dibandingkan motor bensin. Hal tersebut terjadi karena solar memiliki kandungan panas yang lebih tinggi dibandingkan panas yang dikandung oleh bensin.
Gambar 1.12 Panas yang dikandung dalam bensin dan solar
•
Diesel engine lebih berat: Diesel engine pada umumnya lebih berat dari pada motor bensin, karena konstruksi dan material bahan
17
pembuat diesel engine
harus tahan terhadap tekanan dan
temperatur tinggi dari pembakaran. •
Compression
ratio:
Diesel
engine
umumnya
mempunyai
compression ratio yang lebih tinggi untuk memanaskan udara sampai titik bakarnya. Pada umumnya diesel engine mempunyai compression
ratio
13:1
sampai
20:1
sedang
motor
bensin
mempunyai compression ratio 8:1 sampai 11:1.
I.8. Spark Ignited Engines
Gambar 1.13 Ruang Bakar pada Spark Ignited Engine
Spark ignited engine beroperasi dengan bahan bakar gas seperti propane, methane dan ethanol. I.9. Caterpillar Gas Engine Pada beberapa engine pistonnya telah mengalami perubahan design dengan menambah cekungan yang cukup dalam untuk fasilitas pembakaran. Atau bisa juga dengan permukaan piston yang rata. Sensor electronic dan timing device ditambahkan untuk menambah kemampuan kerja engine dan agar menghasilkan low emission (rendah emisi).
18
Sampai saat ini Gas engine Caterpillar tersedia dengan tipe 3300, 3400, 3500 dan 3600.
Dengan aplikasi pemakaian untuk penerangan dan
penyaluran gas di lapangan natural gas, pengairan, pemompaan dan power cogeneration plant.
19
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
ENGINE BASIC COMPONENT
ENGINE INDUCTION
Engine II. Komponen Dasar Engine II.1. Block Assembly Pada bagian ini akan dijelaskan nama dan fungsi komponen-komponen yang terdapat pada cylinder block.
II.1.1. Engine Block Engine block adalah bagian utama yang mendukung semua komponen engine.
Gb 2.14 Engine Block dan Cylinder Head
II.1.2. Cylinder Cylinder ialah lubang-lubang di block engine. Cylinder mempunyai beberapa fungsi dan tugas yaitu: •
Rumah untuk piston.
•
Ruang untuk pembakaran.
•
Meneruskan panas keluar dari piston.
20
Gb. 2.15 Cylinder
II.1.3. Cylinder Liner
Gb. 2.3 Cylinder Liner
Cylinder liner membentuk selubung air yang membatasi air pendingin dengan piston. Terdapat dua jenis Cylinder Liner: Wet type cylinder liner (tipe basah) dan dry type (tipe kering). Liner basah mempunyai o-ring yang menyekat selubung air dan mencegah bocornya pendingin. Dry liner atau biasa juga disebut sleeve dipakai untuk memperbaiki parent bore yang mengalami kerusakan. Liner semacam ini disebut
“dry“
karena sangat merapat pada dinding lubang cylinder di block engine tanpa ada air yang berkontak langsung dengannya.
21
II.1.4. Piston
Gb. 2.16 Piston
Piston terpasang sempurna di dalam tiap cylinder liner dimana bisa bergerak ke atas dan ke bawah selama proses pembakaran. Bagian atas piston merupakan dasar dari ruang bakar. Berdasarkan cara pembuatannya piston dapat dibagi menjadi: 1. Cast aluminium crown dengan forged aluminium skirt, dimana kedua bagian tersebut disambung dengan pengelasan electron beam . 2. Composite, steel crown dan alumnium skirt yang dibaut menjadi satu. 3. Articulated, forged steel crown dengan pin bore dan bushing, dimana cast aluminium skirt terpisah. Dua bagian ini disatukan dengan wrist pin. 4. Tipe yang umum ialah piston tunggal cast alum inium dengan piston ring belt (sabuk baja) sebagai tempat ring piston. Berdasarkan sistem bahan bakar dan bentuk ruang bakar maka dikenal dua macam piston, yaitu: 1. Pre combustion piston mempunyai heat plug pada crown.
22
2. Direct injection piston tidak mempunyai heat plug. Adapun jenis piston ring yang terpasang pada piston adalah sebagai berikut: 1. Compression ring (ring kompresi) Berfungsi untuk menyekat ruang bakar bagian bawah guna mencegah kebocoran kompresi dan gas hasil pembakaran melalui piston. 2. Oil contro l ring (ring oli) Biasanya hanya terdapat satu oil control ring di bawah dua compression ring, oil control ring melumasi dinding cylinder liner pada saat piston bergerak ke atas dan ke bawah. Lapisan oli mengurangi keausan cylinder liner dan piston. II.1.5. Connecting Rod
Gb. 2.17 Connecting Rod
Connecting rod menghubungkan piston ke crankshaft. Bagian-bagian dari connecting rod adalah sebagaqi berikut: 1. Rod eye.
4. Cap.
2. Piston pin bushing.
5. Rod bolt and nuts.
3. Shank.
6. Connecting rod bearing.
23
II.1.6. Crankshaft
Gb. 2.6 Crankshaft
1. Rod bearing journal.
2. Counter weight.
3. Main bearing journal.
4. Web.
Crankshaft merubah gerak turun naik piston menjadi gerakan berputar yang dipakai untuk melakukan kerja. Di dalam crankshaft terdapat saluran lobang tempat jalannya oli yang disebut oil gallery. Lubang saluran oli dibuntu pada satu ujungnya dengan plug atau set screw.
24
Gb. 2.7 Oil Passage Di dalam Crangshaft
Untuk mengurangi gerak maju atau mundur pada crankshaft (gerakan maju-mundur crankshaft tersebut biasa disebut End Play) maka dipasanglah thrust main bearing. Ada dua macam thrust main bearing, yaitu: 1. Insert bearing 2 (dua) buah 2. Flanged thrust bearing 1(satu) buah II.1.7. Flywheel Flywheel (roda gila ) dibautkan pada bagian belakang crankshaft di dalam rumah flywheel. Crankshaft memutar flywheel pada langkah tenaga, dan gaya momentum flywheel menjaga crankshaft tetap berputar mulus pada langkah hisap, kompresi dan langkah buang. Fungsi flywheel ada tiga, yaitu: 1. Menyimpan energi untuk momentum di antara langkah tenaga. 2. Membuat putaran crankshaft supaya halus 3. Memindahkan tenaga ke mesin, torque converter atau beban lain Pada bagian luar terdapat komponen ring gear melingkari flywheel. Ring gear dipergunakan sebagai roda gigi yang spline dengan pinion starting motor untuk start engine.
II.1.8. Camshaft
25
Camshaft digerakkan oleh roda gigi crankshaft. Bila camshaft berputar maka cam lobe berputar. Komponen valve (klep) yang terhubung ke camshaft akan ikut bergerak naik dan turun. Bila permukaan lobe berada di atas, valve akan terbuka. Putaran camshaft adalah setengah putaran crankshaft sehingga valve membuka dan menutup pada waktu yang tepat selama proses empat langkah. Bagian camshaft yang mendorong valve adalah camshat lobe. Masingmasing lobe mengoperasikan (1) Intake dan (2) Exhaust valve untuk setiap cylinder. Beberapa cam memiliki lobe untuk menyemprotkan bahan bakar. Lobe ini akan menekan unit injector. Lobe tersebut akan mengatur kapan bahan bakar disemprotkan ke combustion chamber.
Gb. 2.18 Cam Lobe
Setiap lobe terdiri dari tiga bagian utama yaitu: 1. Base Circle 2. Ramps 3. Nose Jarak dari base circle ke puncak nose disebut lift. Cam Lift menentukan seberapa jauh valve dibuka. Selain itu bentuk kelandaian ramp juga menentukan kecepatan membuka dan menutup valve, sedangkan bentuk nose akan menentukan berapa lama valve tersebut membuka penuh.
26
Misal : 1. Kecepatan atau waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari valve tertutup menjadi terbuka penuh. 2. Lamanya atau duration valve dalam keadaan terbuka. 3. Kecepatan atau waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari valve terbuka penuh menjadi tertutup.
II.1.9. Push rod/batang penekan Push rod adalah pipa baja dengan dudukan di kedua ujungnya. Camshaft menggerakkan push rod sehingga mengangkat rocker arm.
II.1.10. Valve Lifters
27
Valve
lifter
atau
cam
follower
bertumpu pada setiap lobe camshaft. • Bila Camshaft berputar, valve lift er akan menyusuri permukaan lobe. • Valve lifter merubah gerak camshaft ke Push rod. • Push Rod memindahkan gerakannya ke rocker arm, untuk membuka dan menutup valve.
Ada 2 tipe valve lifter, yaitu: 1. Slipper follower 2. Roller follower Gb. 2.19 Valve Lifter
Roller Followe r Roller follower memiliki roda baja keras yang berputar di atas camshaft lobe.
II.1.11. Vibration Damper (Peredam Getaran) Pada bagian depan crankshaft terdapat vibration damper. Alat yang menyerupai flywheel kecil ini berfungsi untuk meredam getaran yang terjadi akibat putaran crankshaft (torsional vibration).
28
Gb. 2.20 Vibration Damper
Ada dua jenis peredam getar, yakni: 1. Peredam karet ( rubber damper), yaitu peredam yang menggunakan karet padat untuk menyerap getaran. 2. Peredam cairan kental (viscous damper), yaitu peredam yang di dalamnya menggunakan cairan kental (oli berat) untuk menyerap getaran.
II.2. Cylinder Head Group Cylinder head dan componen-komponennya dirancang agar valve dapat membuka dan menutup dengan timing yang tepat, dan agar bahan bakar disuntikkan pada waktu yang tepat sehingga didapatkan kemampuan puncak dari engine. Yang termasuk perangkat valve train antara lain: 1. Cylinder head 2. Valve cover (tutup klep) 3. Bridge 4. Valve spring assemblies 5. Valve guide 6. Valve seat insert 7. Valve 8. Rocker arm
29
Gb. 2.8 Komponen Valve Train
II.3 Gear Train Assembly
Gb. 2.9 Gear Train Assemblies
Gear Train Assemblies dihubungkan untuk memindahkan tenaga dari crankshaft ke komponen-komponen la in dari engine. Gear Train Assemblies bisa berlokasi di bagian depan dan belakang engine. Pada gambar di atas gear Train Assemblies terdapat di bagian depan engine di antara plate belakang dan rumah timing gear. Gear Train Assemblies menyelaraskan kerja komponen-komponen engine lainnya pada setiap langkah kerja engine.
30
II.3.1. Komponen Seperangkat Roda Gigi Komponen gear train antara lain: 1. Roda gigi crankshaft (crankshaft gear) 2. Roda gigi idler (idler gear) 3. Roda gigi camchaft (camshaft gear) 4. Roda gigi fuel injection pump (fuel injection pump gear) 5. Roda gigi pompa oli (oil pump gear) 6. Roda gigi pompa air (water pump gear) 7. Roda gigi kompresor udara (air compressor gear)
Gb. 2.10 Komponen Gear Train
Timing mark digunakan untuk mencocokkan roda-roda gigi dan untuk penyetelan atau pemeriksaan agar mendapatkan timing dengan tepat.
31
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
AIR INDUCTION SYSTEM
ENGINE INDUCTION
Engine III.
Engine System
III.1. Air
Induction
System
(Sistem
Pemasukan
Udara
dan
Pembuangan Gas Bekas) Engine Diesel memerlukan jumlah udara yang banyak untuk membakar bahan bakar. Sistem udara masuk harus menyediakan udara yang cukup bersih untuk pembakaran. Sistem pembuangan gas bekas harus membuang panas dan gas pembakaran. Tiap hambatan terhadap aliran udara atau gas pembakaran yang melalui sistem akan mengurangi kinerja engine.
Gb. 3.1a Skema Jenis Sistem Udara Masuk
Terdapat beberapa jenis dari sistem udara masuk. 1. Naturally Aspirated (NA). 2. Turbocharged (T). 3. Turbocharged Aftercooled (TA). III.1.1. Komponen Dasar Air Induction System Sistem pemasukan udara dan pembuangan gas buang yang umum termasuk precleaner (1), air filter (2), turbocharger (3), intake manifold (4), aftercooler (5), exhaust manifold (6), exhaust stack (7), muffler dan connecting pipes (8). 32
Gb. 3.1b Komponen Dasar Air Induction System
Untuk melakukan pekerjaan dan perbaikan pada sistem udara pada engine, maka penting untuk memahami aliran udara melalui sistem dan fungsi tiap komponen. Juga penting untuk memahami bentuk komponen tersebut dan bagaimana cara bekerjanya. • Precleane r/saringan awal udara: Precleaner selalu digunakan pada sistem udara engine diesel. Precleaner menyaring kotoran-kotoran yang kasar yang terdapat di dalam udara. Udara bers ih merupakan masalah kritis bagi unjuk kerja engine. Kotoran dapat mempercepat keausan dan merusak komponen engine. Jenis precleaner umum yang biasa digunakan ada dua jenis yaitu: § Cyclone Tube § Full View Kotoran yang tersaring oleh precleaner selanjutnya akan dibuang ke atmosfer melalui komponen dust ejector. • Turbocharger: Dari
saringan
udara
lalu
udara
mengalir
ke
dalam
turbocharger. Fungsi dari Turbocharger: 1. Membantu menjaga tenaga engine pada dataran tinggi.
33
2. Menambah tenaga engine (horsepower). Turbocharger menyediakan lebih banyak udara ke dalam engine sehingga memungkinkan lebih banyak bahan bakar yang dapat dibakar. Sistem Operasi Turbocharger. Gas buang memutar turbin. Karena compressor dan turbin berada pada satu poros, maka compressor turut berputar. Bertambah cepat compressor berputar, maka bertambah banyak udara yang dimasukkan ke dalam sistem udara yang memperbesar tekanan dan density. Peningkatan tekanan udara disebut boost.
Gb. 3.2 Turbocharger
• Waste gate: Waste gate adalah bagian dari beberapa turbocharger. Apabila boost lebih besar dari yang dianjurkan, maka waste gate terbuka untuk membuang gas buang dari sekeliling turbin ke atmosfer. Dengan mengurangi aliran gas buang, maka akan memperlambat putaran turbin dan kompresor untuk mengontrol tekanan boost. Turbocharger memberikan banyak udara untuk memperbaiki pembakaran. Karena udara dimampatkan, maka udara tersebut akan panas dan mengembang, menjadi berkurang massa jenisnya. Ini berarti akan terjadi tidak cukup udara untuk menghasilkan pembakaran yang baik, pada fuel setting yang lebih besar. Sebagian besar engine yang memakai turbocharger memakai aftercooler untuk mengurangi suhu udara masuk.
34
• Aftercooler: Turbocharger menaikkan suhu udara masuk sekitar 300 derajat F. Udara masuk yang panas, kurang padat. Aftercooler mengambil panas dari udara masuk. • Intake manifold: Dari aftercooler, udara mengalir masuk ke dalam intake manifold dan ke lubang valve intake pada tiap cylinder. Intake manifold berada pada cylinder head. • Exhaust Manifold: Udara masuk ke dalam ruang bakar dimana terjadi pembakaran. Gas hasil pembakaran keluar melalui lubang keluar dan masuk ke dalam exhaust manifold. Exhaust manifold terpasang pada cylinder head dan tepat pada lubang keluar untuk gas buang.
Gb.3.3 Exhaust Manifold
• Muffler: Dari turbocharger, gas bekas pembakaran disalurkan melalui muffler dan exhaust stack.Muffler meredam suara ribut dari gas buang sehingga membuat suara engine menjadi lebih halus. • Exhaust Stack: Setelah gas buang melalui muffler, maka gas buang tadi melewati exhaust stack (pipa keluar). Stack (pipa) ini mengeluarkan gas buang agar menjauh dari operator. Gas buang masuk ke atmosfer melalui stack tadi. Sebagai tambahan pada komponen dasar anda juga perlu
35
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
COOLING SYSTEM
ENGINE INDUCTION
memahami mengenai engine marine dan industrial yang mungkin memakai (1) water cooled exhaust manifold dan (2) water cooled turbocharger.
Gb. 3.4 Exhaust Stack
III.2. Sistem Pendingin Sistem pendingin engine bertanggung jawab untuk menjaga suhu engine agar selalu berada pada suhu operasi. Hal itu diperlukan karena engine akan beroperasi optimum pada suhu operasinya. Sistem pendingin mensirkulasikan cairan pendingin ke seluruh engine untuk membuang panas yang timbul akibat pembakaran dan gesekan. Ia menggunakan dasar pemindahan panas. Panas selalu pindah dari sumber panas yang satu (1) ke sumber panas yang lebih dingin (2). Sumber panas dan sasaran panas dapat berupa logam, cairan atau udara. Apabila perbedaan suhu tersebut semakin jauh maka makin banyak panas akan berpindah.
36
III.2.1. Bagian-Bagian Sistem Pendingin
Gb. 3.5 Skema Sistem Pendingin Engine
Komponen-komponen dasar sistem pendingin adalah (1) water pump, (2) oil cooler, (3) lubang-lubang pada engine block dan cylinder head, (4) temperature regulator dan rumahnya, (5) radiator, (6) radiator cap, dan (7) hose serta pipa-pipa penghubung. Tambahan kipas, umumnya digerakkan oleh tali kipas terletak dekat radiator berguna untuk menambah aliran udara sehingga pemindahan panas lebih baik. • Water pump: Water pump terdiri dari sebuah impeller dengan kipas -kipas berbentuk kurva di dalam rumah water pump tersebut. Bila impeller berputar, baling-baling kurva mengalirka n air keluar rumah water pump.
Gb. 3.6 Water Pump
37
• Oil cooler (pendingin oli): Dari saluran keluar water pump, cairan pendingin mengalir ke oil cooler. Oil cooler terdiri dari satu set tabung dalam rumahnya. Pada contoh ini cairan pendingin mengalir melalui tabung-tabung membuang panas oli yang ada di sekeliling tabung. Oil cooler membuang panas dari oli pelumas sehingga sifat-sifat dan konsentrasi oli tetap terpelihara.
Gb. 3.7 Oil Cooler
• After Cooler: Dari oil cooler, cairan pendingin mengalir ke engine block atau ke after cooler untuk engine yang dilengkapi turbocharger. Beberapa engine yang menggunakan turbocharger juga menggunakan jacket water pump aftercooler sehingga cairan pendingin mengalir ke sana. After cooler membuang panas dari udara yang masuk. Pada jacket water after cooler sistem pendingin membuang panas dari udara. Konstruksi aftercooler seperti radiator dengan tabung-tabung dan sirip-sirip. Udara panas yang ditekan oleh turbo melewati sirip-sirip dan memindahkan panas ke air pendingin di dalam tabung.
38
Gb. 3.8 After Cooler
• Water Jacket: Dari aftercooler, air pendingin mengalir ke engine block dan di sekitar cylinder liner. Membuang panas yang tidak berguna dari piston, ring dan liner. Rongga-rongga tempat air tersebut disebut water jacket.
Gb. 3.9 Water Jacket
• Cylinder head: Air pendingin bergerak dari lubang-ubang pada engine block menuju cylinder head, mengambil panas dari valve seat dan valve guide. • Regulator housing/rumah regulator: Apabila air pendingin meninggalkan cylinder head, air pendingin masuk ke thermostat atau regulator housing. Pengatur suhu (temperature regulator) dipasang di dalam rumah regulator. • Pengatur suhu/temperatur regulator: Temperature regulator bekerja seperti polisi jalan raya pada sistem pendingin. Regulator bekerja untuk menjaga suhu kerja engine. Kadang-kadang regulator mengalirkan air pendingin
39
melalui radiator, kadang-kadang ke pipa bypass untuk kembali ke pompa air (water pump). Bila engine dingin, regulator menutup. Air pendingin mengalir kembali ke water pump, tidak melalui radiator, tetapi melalui pipa bypass. Ini akan membantu mempercepat memanaskan engine. Bila engine mulai panas, suhu air pendingin mulai naik sampai mencapai suhu pembukaan radiator. Bila regulator membuka lebih lebar dan lebih banyak lagi air yang menuju radiator.
Gb.3.10 Pengatur Suhu
• Radiator: Bila regulator membuka, air pendingin mengalir melalui pipa-pipa atau slang-slang ke bagian atas radiator yang telah mengambil panas engine. Di dalam radiator situasinya dibalik. Air pendingin melepaskan panas ke atmosfir. Di dalam radiator air pendingin mengalir dari atas ke bawah. Tabung dan sirip-sirip bekerja sama membuang panas. Radiator umumnya dipasang dimana udara paling banyak dan pembuangan panas paling baik. Tutup radiator air di dalam radiator bertekanan. Tutup radiator akan menentukan berapa besar tekanan sistem pendingin selama engine bekerja. Sistem pendingin yang bertekanan membantu mencegah air radiator mendidih pada tempat operasi yang lebih tinggi. Bila anda berada pada permukaan yang lebih tinggi, titik didih akan turun. Bila sistem pendingin tidak bertekanan, maka air pendingin cepat mendidih sehingga mempercepat kerusakan engine.
40
Gb. 3.11 Radiator
• Fan (Kipas)
Gb. 3.12 Fan
Pemindahan panas melalui radiator adalah dengan bantuan kipas-kipas menambah aliran udara melewati tabung dan sirip radiator. Ada 2 tipe kipas, hisap (suction) dan tiup (blower), kipas hisap (1) menarik udara melalui radiator dan kipas tiup (2) menekan udara melalui radiator. Beberapa engine menggunakan tali kipas untuk mengerakkan kipas, pompa air atau komponen lainnya. Bila tali kipas terlalu kendor, kecepatan putar kipas turun, Ini akan mengurangi
aliran
udara
melewati
radiator
dan
akan
menurunkan
kemampuan sistem pendingin.
41
III.2.2. Variasi Pada Sistem Pendingin Sistem pendingin selalu dimodifikasi agar cocok dengan pemakaian engine. Di sini anda akan mempelajari perbedaan-perbedaan sistem pendingin.
• Gas buang yang didinginkan oleh air/water cooled exhaust Saluran gas buang yang didinginkan oleh air kadang -kadang ditambahkan pada sistem pendingin untuk mendinginkan gas buang yang keluar. Pada engine kapal gas buang yang didinginkan tidak memanaskan ruang mesin. Pada saluran gas buang yang didinginkan, air pendingin mengalir di sekitar lubang-lubang saluran gas buang. • Elemen kondisioner air pendingin/coolant conditioner element Pilihan lain pada sistem pendingin adalah menggunakan elemen kondisioner air pendingin bila perlu. Elemen kondisioner air pendingin mengalir bersama air pendingin. Anti karat terdapat di dalamnya. Karat tersebut larut di dalam sistem pendingin selama engine bekerja.
• Truck jalan raya/on highway truck Pada on highway truck perubahan engine speed selalu terjadi. Karena pompa air digerakkan oleh roda gigi, berarti aliran air pendingin juga berubah. Sistem pendingin dimodifikasi untuk menyesuaikan keadaan ini. Disamping pompa air, oil cooler, lubang-lubang air pendingin, regulator suhu, radiator dan tutupnya, kipas, pipa-pipa dan slang pada truck ada tambahan pipa yang dipasang pararel (shuntline) yang menghubungkan bagian atas radiator dengan pompa air. Pipa yang dipasang pararel ini mencegah kerusakan pompa air.
42
Gb.3.13 Sistem Pendinginan pada Truk Jalan Raya
• Shunt line/pipa pararel Bila kecepatan truck berubah, kecepatan pompa air juga berubah, namun demikian aliran air pendingin tidak terlalu cepat berubah sehingga terdapat perbedaan tekanan dipompa air. Shunt line menyediakan air yang cukup ke saluran masuk pompa air untuk menjaga tekanan dan mencegah air mendidih. Air pendingin pada saluran masuk pompa dapat mendidih karena turunnya tekanan. Pada saluran keluar pompa tekanan tersimpan. Tekanan ini akan menimbulkan gelembung udara. Pecahnya gelembung udara akan menyebabkan erosi pada pompa air. • Sistem pendingin engine kapal Ada beberapa keunikan pada komponen-komponen sistem pendingin pada engine kapal sebab panas engine dialirkan ke air ketimbang ke udara. Engine kapal menggunakan heat exchanger atau keel cooler. Dasar aliran air pendinginnya sama dengan engine lainnya. Heat exchanger atau keel cooler berfungsi menggantikan radiator.
• Sistem keel cooler Komponen-komponen keel cooler ini sama dengan yang konvensional. Ada pompa air (water pump), lubang aliran air, expansion tank tempat dimana
43
dipasang pengatur suhu (temperature regulator). Air pendingin mengalir melalui keel cooler. Keel cooler adalah tabung-tabung yang dililitkan atau dilas ke lambung kapal. Air mengalir dari expansion tank (1) ke pompa air (water pump) (2) terus mengalir ke engine dan keel cooler (3) dimana air laut mendinginkan air pendingin.
Gb.3.14 Keel Cooler
• Heat exchanger Sistem pendingin ini terdiri dari pompa air (water pump), lubang-lubang aliran air, saluran gas buang yang didinginkan oleh air (water cooled exhaust manifold), expansion tank tempat dimana dipasang pengatur suhu (temperature regulator). Air laut yang mendinginkan air pendingin juga mempunyai pompa, pipa-pipa dan slang-slang tersendiri. Pada dasarnya heat exchanger berbentuk kotak di dalamnya diisi tabung-tabung air pendingin mengalir di dalam tabung yang dikelilingi air laut. Air laut menyerap panas yang terdapat pada air pendingin.
44
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
FUEL SYSTEM
ENGINE INDUCTION
Gb. 3.15 Heat exchanger
• Zinc Rod (batang seng) Zinc rod dipasang pada engine kapal untuk mengurangi karat. Seng lebih rentan pada karat dari pada logam lain di sistem pendingin. Bila seng dilalui air laut, seng tersebut lebih cepat berkarat. Proses berkarat karena air laut ini disebut korosi galvanic. Batang seng disebut “Anoda yang berkorban” sebab dia dirancang untuk berkarat dari pada benda lain. Batang seng harus selalu diperiksa dan diganti bila perlu.
Gb. 3.16 Zinc Rod
III.3. Sistem Bahan Bakar Jumlah bahan bakar yang dibakar di dalam engine berhubungan langsung terhadap jumlah horsepower dan torque yang diperlukan. Secara 45
umum, bertambah banyak bahan bakar yang diterima engine, maka bertambah torque yang tersedia pada flywheel. Sistem bahan bakar memberikan bahan bakar yang bersih pada saat yang tepat dan pada jumlah yang sesuai untuk memenuhi kebutuhan horsepower yang diperlukan. Komponen sistem bahan bakar menyesuaikan jumlah bahan bakar yang
diberikan
untuk
memenuhi
kebutuhan
horsepower
dengan
merubah/mengatur jumlah bahan bakar dan waktu yang tepat untuk diinjeksikan.
Gb. 3.17 Sistem Bahan Bakar
Pompa dan penyalur bahan bakar terdiri dari: 1. Fuel tank (tanki bahan bakar) 2. Fuel filter (saringan bahan bakar) 3. Transfer pump (pompa bahan bakar) 4. Injection pump (pompa injeksi) 5. Governor 6. Timing advance mechanism 7. Fuel ratio control 8. High pressure fuel lines 9. Low pressure fual lines
46
§
Tangki bahan bakar Tanki bahan bakar adalah tempat menyimpan bahan bakar. Tangki bahan bakar tersedia dalam bermacam-macam ukuran. Anda dapat menjumpai tangki bahan bakar yang terletak pada beberapa posisi tergantung pada pemakaiannya.
• Aliran bahan bakar Bahan bakar mulai mengalir ketika start untuk menghidupkan engine. Ketika kunci diputar, maka solenoid digerakkan yang memungkinkan bahan bakar mengalir dari transfer pump ke injection pump • Primary fuel filter Fuel Transfer Pump menghisap bahan bakar dari tangki, melalui primary fuel filter. Primary fuel filter juga menjaring kotoran kasar yang terdapat di dalam bahan bakar.
Gb. 3.18 Primary Fuel Filter
• Water separator/pemisah air Beberapa sistem bahan bakar juga mempunyai water separator. Water separator memungkinkan tiap pengembunan atau air yang terkurang dikeluarkan. Air di dalam bahan bakar dapat menyebabkan terjadi kerusakan berat terhadap engine.
47
Gb. 3.19 Water separator
• Fuel Transfer Pump Dari primary fuel filter, bahan bakar mengalir masuk ke transfer pump. Transfer pump menyedot bahan bakar melalui bagian hisap yang bertekanan rendah dari sistem bahan bakar. Kegunaan yang utama dari fuel transfer pump adalah untuk menjaga pasokan yang cukup bahan bakar yang bersih di dalam injection pump.
• Final fuel filter/filter terakhir Bahan bakar yang berada di dalam transfer pump dipompakan masuk ke dalam filter kedua atau terakhir. Saringan bahan bakar menjaring partikel (kotoran) yang sangat halus yang terdapat di dalam bahan bakar yang dapat merusak nozzle atau menyumbat injector. Filter terakhir terletak atau terpasang di antara transfer pump dan rumah injection pump. tidak seperti filter oli, maka filter bahan bakar tidak mempunyai bypass valve. Apabila filter menjadi buntu, maka aliran bahan bakar berhenti dan engine akan mati. Hal ini untuk melindungi engine dari bahan bakar yang kotor. • Priming pump Secara umum filter bahan bakar terakhir terpasang bersamaan dengan priming pump pada basenya. Anda dapat menggunakan priming pump
48
untuk memperlancar pengisian fuel apabila anda telah selesai melepas rumah pompa karena sesuatu perbaikan. Pompa ini juga digunakan untuk memperlancar pengisian bahan bakar pada sistem setelah dilakukan penggantian fuel filter.
Gb. 3.20 Priming Pump
• Fuel Injection Pump Housing Bahan bakar keluar dari fuel filter terakhir lalu mengalir masuk ke dalam saluran di dalam rumah injection pump. Pompa yang berada di dalam rumahnya menakar dan memberi tekanan terhadap bahan bakar. Rumah pompa biasanya terletak dekat bagian depan engine, karena pompa digerakkan oleh roda gigi dari camshaft. Timing advance unit, mechanical governor, dan fuel ratio control dipasang pada rumah pompa.
Gb. 3.21 Fuel Injection Pump Housing
• High Pressure Fuel Lines
49
Pada sistem yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar, maka pipa baja saluran bahan bakar yang bertekanan tinggi menghubungkan injection pump ke nozzle. Bagian yang bertekanan tinggi dari sistem bahan bakar terdiri dari pipa saluran bakar yang bertekanan tinggi dan nozzle.
Gb. 3.22 High Pressure Fuel Lines • Nozzle Bahan bakar mengalir melalui pipa bahan bakar yang bertekanan tinggi terus ke nozzle. Nozzle terpasang di dalam kepala silinder (cylinder head). Nozzle mempunyai valve yang akan terbuka apabila tekanan bahan bakar menjadi cukup tinggi. Apabila valve terbuka, maka bahan bakar akan mengabut dan disemprotkan ke dalam ruang pembakaran. Pada akhir penyemprotan, terjadi penurunan tekanan yang sangat cepat yang membuat valve menutup.
50
Gb. 3.23 Nozzle
• Fuel Return Lines Lebih banyak bahan bakar yang tersedia di dalam rumah injection pump dari pada yang dipakai engine.
Gb. 3.24 Fuel Return Lines
Pipa saluran kembali: 1. Mengembalikan bahan bakar yang berlebih kembali ke tangki bahan bakar. 2. Membuang udara dari bahan bakar. 3. Mendinginkan bahan bakar dengan membuat bahan bakar tetap bergerak. Sistem bahan bakar tidak akan bekerja dengan baik tanpa pipa saluran kembali.
51
• Fuel Shutoff (pemutus bahan bakar) Setiap sistem bahan bakar menggunakan metode electronic atau manual untuk memutus pasokan bahan bakar.
Gb. 3.25 Fuel Shutoff
52
III.3.1. Rancangan Ruang Pembakaran
Gb. 3.26 Dua Tipe Ruang Bakar
Rancangan ruang pembakaran mempengaruhi efisiensi dan kinerja dari engine. Rancangan piston dan metode yang digunakan untuk menginjeksikan bahan bakar ke dalam 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 satu jenis dasar dari ruang pembakaran yaitu DI.
•
Direct injection: Pada rancangan ruang pembakaran yang direct injection, bahan bakar diinjeksikan secara langsung ke dalam cylinder melalui nozzle.
•
Precombustion: Pada sistem PC, maka nozzle meng-injeksikan bahan bakar ke dalam precombustion chamber di mana bahan bakar akan terbakar. Pembakaran ini memaksa bahan bakar yang tersisa masuk ke dalam ruang utama, dimana pembakaran yang sempurna terjadi.
53
Pada beberapa engine, dipakai glow plug untuk memanaskan udara ketika menghidupkan engine. Untuk mencegah timbul lubang karena terbakar pada puncak piston, maka piston PC mempunyai heat plug baja yang terpasang dekat bagian tengah puncak piston. III.3.2. Sistem Electronic Unit Injection
Gb. 3.27 EUI System
Sistem Electronic Unit Injection (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 filter, (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 ke dalam fuel manifold (saluran bahan bakar). Manifold bahan bakar biasanya bagian dari block engine. Manifold ini berisi bahan bakar. • Electronic unit injector: 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.
54
Bahan bakar yang berada di dalam manifold masuk ke dalam injector, yang menakar, menekan, dan menginjeksikan bahan bakar. Electronic unit injector dapat dikenal dari solenoid yang terpasang pada dekat bagian atasnya.
Gb. 3.28 Electronic Unit Injector
• Electronic control module: Pada sistem EUI, mechanical governor, timing advance, dan fuel ratio control diganti dengan electronic. Sistem EUI menggunakan Electronic Control Module (ECM) menyim pan beberapa informasi electronic dan program.
Gb. 3.29 Electronic Control Module
55
III.3.3 Governor & Rack Durasi injeksi bahan bakar (fuel injection duration) ini dikontrol oleh governor dan rack, terus ke segment pada plunger untuk mengatur posisi scroll melalui perputaran plunger di dalam barrel. Jika engine membutuhkan bahan bakar (fuel) lebih banyak, hanya dapat dilakukan dengan menaikkan durasi injeksi bahan bakar (fuel injection duration).
Gb. 3.30 Governor & Rack
• Fuel Control Rack: Rack adalah suatu batang dengan sejumlah jajaran gigi (straight gear), yang selalu berhubungan (meshes) dengan gigi-gigi segment (gear segment) di setiap plunger. Hubungan ini akan membuat setiap pergerakkan rack menyebabkan plunger berputar.
Gb. 3.31 Fuel Control Rack
56
• Scroll Position: Perputaran plunger di lubang barre l 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 ke tangki (return line), disebut fuel off position.
Gb. 3.32 Scroll Position
• Bagaimana cara kerja mechanical governor Mechanical governor menggunakan sistem flyweight dan spring untuk menggerakkan control rack. Spring selalu berusaha untuk menggerakkan rack ke arah fuel on, sedangkan flyweight ke arah fuel off. Jika gaya-gaya yang bekerja pada flyweight dan spring seimbang (flyweight force = spring force), kondisi ini disebut balance position dan engine beroperasi pada putaran konstan (stable rpm). Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan (fuel delivery), secara langsung berkaitan dengan engine rpm dan horsepower yang dihasilkan (output HP). Penambahan fuel delivery berarti meningkatkan engine output (rpm atau HP). Governor mengatur jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk mengontrol putaran engine (rpm), antara kebutuhan putaran rendah (low idle rpm setting) dan putaran tinggi (high idle rpm setting). Penempatan atau posisi governor biasanya dipasang di belakang fuel injection pump (FIP). • Timing advance 57
Setiap perubahan beban (engine load) dan putaran (engine rpm), bahan bakar (fuel) yang harus diinjeksiksn 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 engine naik, maka bahan bakar yang akan diinjeksikan atau disemprotkan ke dalam 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), yang bergantung pada cepat atau lambatnya putaran engine. Waktu penyemprotan bahan bakar (fuel injection timing) dapat dimajukan atau dimundurkan. Advance timing: Bahan bakar diinjeksikan/disemprotkan lebih cepat Retard timing: Bahanbakar diinjeksikan/disemprotkan lebih lambat. • Fuel Ratio Control (FRC) Fuel sistem tidak bisa beroperasi sebagaimana mestinya jika tidak ditunjang oleh sistem pemasukan udara (air induction & 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 akan diinjeksikan terhadap jumlah udara yang masuk ke dalam 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 penera pan 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 effisien.
58
III.3.4. Sistem Electronic Unit Injection (EUI)
Gb. 21.33 ECM
Pada sistem electronic unit injection (EUI), mechanical governor, timing advance dan fuel ratio control, diganti dengan electronic control module (ECM) dan sejumlah solenoid atau sensor. • Timing wheel & sensor : Sebagai pengganti timing advance mechanism, timing wheel dan sensor memonitor engine rpm secara electronik. • EUI electronics : Semua fungsi yang dikerjakan oleh unit mechanical (mechanical unit) dikendalikan secara elektronik, sehingga lebih akurat dan tepat. ECM merasakan putaran engine (rpm) dan beban (load), serta mengatur waktu penyemprotan (timing) dan duration secara otomatis. • Advantaces of unit injection Keunggulan unit injeksi: 1. Tekanan injeksi lebih tinggi 2. Bentuk pengabutan yang seimbang 3. Atomisasi bahan bakar lebih baik 4. Pembakaran lebih sempurna 5. Efisiensi bahan bakar lebih tinggi 6. Gas buang lebih bersih 7. Lebih handal / meyakinkan
59
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
LUBRICATION SYSTEM
ENGINE INDUCTION
III.4. Sistem Pelumasan
Tujuan utama dari sistem pelumasan adalah untuk mensirkulasikan oli ke seluruh bagian engine. Oli membersihkan, mendinginkan dan melindungi gerakan bagian engine dari keausan.
III.4.1. Komponen Sistem Pelumasan Sistem pelumasan terdiri dari: (1) oil pan, (2) suction bell (3) oil pump, (4) pressure relief valve, (5) oil filter with bypass valve, (6) engine oil cooler with bypass valve, (7) main oil gallery, (8) piston cooling jet, (9) crankcase breather connecting lines dan pipes dan oli sendiri.
Gb. 3.34 Komponen Sistem Pelumasan
• Oil pan: Oil pan atau sump berfungsi sebagai tempat atau penampung oli. Oil pan juga membuang panas dari oli ke atmosfer. Oil pan terpasang pada bagian bawah dari blok engine.
60
Gb.3.35 Oil Pan
• Suction bell dan inlet screen: Dari oil pan, oli masuk melewati saringan masuk dan terus ke suction bell. Saringan masuk mencegah masuknya kotoran kasar ke dalam sistem oli pelumasan. Suction bell mengirim oli ke oil pump (pompa oli).
Gb.3.36 Suction Bell
• Oil Pump dan Relief Valve Oil pump membuat terjadinya aliran oli yang mengalir (bersirkulasi) ke seluruh bagian engine. Oil pump terletak dekat oil pan. Oil pump digerakkan oleh crankshaft melalui gigi pada oil pump.
Pressure relief valve biasanya
terletak dekat dengan oil pump. Relief valve berfungsi melindungi sistem pelumasan dari tekanan yang tinggi.
61
Dari oil pump, oli mengalir melalui oil cooler. Oil cooler berfungsi menyerap panas dari oli. Oli mengisi rumah oil cooler. Di dalam rumah oil cooler terdapat beberapa pipa yang dialiri oleh air pendingin engine. Panas berpindah dari oli ke air pendingin engine. Oil cooler juga mempunyai bypass valve.
Gb. 3.37 Oil Pump dan Relief Valve
• Oil filter dan bypass valve Oli mengalir dari oil cooler ke oil filter. Sistem pelumasan ada yang menggunakan
satu
atau
lebih
oil
filter,
tergantung
bagaimana
rancangannya. Filter menyaring kotoran dan partikel logam dari oli. Filter memakai bypass valve sebagaimana keperluannya.
Gb. 3.38 Oil Filter dan Bypass Valve
• Sistem filter dengan aliran penuh
62
Pada sistem saringan dengan aliran penuh, maka 100% oli melewati saringan. Pada sistem ini harus mempunyai bypass valve. • Sistem dengan filter bypass Sistem dengan filter bypass memakai 2-buah filter. 90% dari oli mengalir melalui filter biasa dan 10 % lagi mengalir melalui filter bypass. Biasanya filter bypass mempunyai penyaring yang rapat untuk menyaring kotoran yang sangat halus. Sistem filter bypass juga mempunyai bypass valve. 1. Filter utama 2. Bypass filter 3. Oil pump 4. Engine atau komponen • Oil gallery: Pada beberapa engine yang memakai turbocharger, maka oli mengalir melalui filter ke turbocharger melalui saluran masuk. Saluran keluar mengembalikan oli ke oil pan. Pada engine yang lain, oli yang bersih setelah disaring lalu masuk ke saluran oli utama. Saluran oli utama terdapat di dalam block. Saluran oli ini merupakan saluran oli yang utama yang melalui block. • Oil flow: Dari saluran oli, oli mengalir ke semua bagian yang bergerak dari engine, termasuk main bearing (metal duduk) dan crankshaft. 1. Outlet (jalan keluar) 2. Inlet
(jalan masuk)
• Bearing: Oli mengalir dari saluran oli ke crankshaft, yang kemudian melumasi main bearing (metal duduk), dan connecting rod bearing (metal jalan). 1. Crankshaft main bearing
63
2. Oil manifold • Saluran oli pada crankshaft: Crankshaft Caterpillar mempunyai saluran oli yang menyalurkan oli ke connecting rod bearing dan main bearing. • Pelumasan dinding cylinder: Oli mencapai dinding cylinder ketika oli keluar dari connecting rod bearing dan menyemprot bagian bawah piston. • Bagaimana terjadinya tekanan oli Oli mengalir melalui salurannya untuk melumasi semua bagian yang bergerak termasuk peralatan penggerak valve, rumah pompa injeksi, timing advance unit dan komponen lainnya. Oli kembali ke oil pan melalui saluran. Pipa-pipa, saluran oli dan bearing merupakan penghambat terhadap aliran oli yang akan menimbulkan tekanan. Sebagian besar tekanan oli dari sistem ditimbulkan oleh main bearing. Pembacaan tekanan oli pada alat ukur tekanan adalah hasil dari hambatan normal ini. • Piston cooling jet Jet pendingin piston, menyemprotkan oli kebagian bawah dari tiap piston dan akan membantu pelumasan dinding silinder.
Gb. 3.39 Piston Cooling Jet
64
• Crankcase
Breather:
Crankcase
breather
mengeluarkan
gas
hasil
pembakaran bahan bakar yang bocor melalui ring piston. Hal ini akan menjaga agar di dalam crankcase selalu bertekanan tetap. Breather ini biasanya
selalu
terletak
pada
bagian
atas
engine.
Breather
ini
menyeimbangkan tekanan di dalam crankcase engine dengan tekanan di luar engine sehingga memungkinkan oli dengan mudah kembali ke oil pan.
Gb. 3.40 Crankcase Breather
• Oil filter: Pada sisitim pelumasan, saringan oli memerlukan perawatan yang sangat penting. Saringan ini akan menjadi kotor apabila tidak dirawat secara benar dan dapat menyebabkan masalah pada sistem pelumasan.
• Bypass Valve dan Relief Valve
Gb. 3.221 Bypass Valve
65
Sistem pelumasan memakai beberapa bypass valve dan relief valve untuk mengamankan engine. Oil pump (1), memakai pressure relief valve (2), sementara oil cooler (3), dan oil filter (4), memakai bypass valve (5). Nama dari valve menjelaskan bagaimana cara kerja valve tersebut. o Pressure relief valve mengurangi tekanan sistem dan bypass valve yang memungkinkan oli mengalir
(di bypass) ke sekeliling komponen tanpa
melalui nama dari valve tersebut (misalnya oil cooler bypass valve berarti tanpa melalui oil cooler). • Pressure relief valve: Pressure relief valve biasanya terpasang dekat oil pump. Relief valve ini umumnya merupakan valve yang digerakkan (ditahan) spring. Relief valve akan membuka apabila tekanan sistem melebihi gaya tekan spring pada valve. Selama tekanan oli masih tinggi, maka valve akan tetap dalam keadaan terbuka. Apabila relief valve membuka, maka sebagian oli kembali ke oil pan. Apabila tekanan oli turun sampai di bawah gaya tekan spring untuk membuka, maka valve akan menutup. • Oil cooler bypass valve : adalah valve pengara h, yang akan membuka apabila perbedaan tekanan antara oli yang akan masuk ke oil cooler lebih besar dari gaya tekan spring untuk membuka valve. Apabila valve terbuka, maka oli dialirkan di luar dari oil cooler. Hal ini untuk meyakinkan bahwa sebagian oli akan mencapai bagian engine yang penting apabila terjadi masalah pada oil cooler. Apabila oli dalam keadaan dingin, maka oli tidak akan mengalir dengan baik karena masih cukup kental. Hal ini akan menyebabkan valve membuka. Oil cooler bypass valve biasanya terpasang di dalam oil cooler.
66
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
STARTING SYSTEM
ENGINE INDUCTION
• Oil filter bypass valve: Oil filter bypass valve adalah valve pengarah aliran oli yang akan membuka apabila perbedaan tekanan antara oli yang akan masuk ke filter lebih besar dari gaya tekan spring pada valve untuk membuka. Apabila oli masih dalam keadaan kental karena masih dingin seperti ketika engine baru dihidupkan atau pada waktu filter dalam keadaan buntu, maka filter bypass valve membuka. Oli dialihkan dari oil filter agar sebagian oli selalu dapat mencapai bearing dan komponen engine lainnya. Hal ini untuk mengamankan engine dari kerusakan karena kekurangan oli.
III.5. Starting System III.5.1. Electrical Starting System Starting sistem bekerja dengan memutar engine hingga tercapainya tekanan dan temperature kompresi tertentu di dalam ruang bakar yang diperlukan untuk membakar bahan bakar. Pada semua starting sistem motor engkol memutar ring gear pada flywheel, kemudian flywheel memutar crankshaft
dan
melalui
connecting
rod
menggerakkan
piston
untuk
mengkompresi udara di dalam silinder. Untuk menghidupkan engine, kecepatan engkol adalah lebih penting dari
lamanya
mengengkol.
Karena
putaran
kecepatan
engkol
ini,
mempengaruhi jumlah panas yang dihasilkan di dalam silinder pada waktu langkah kompresi. Motor engkol (cranking motor/starting motor) digerakkan atau dioperasikan oleh sistem electric atau sistem udara.
III.5.1.2. Komponen-komponen Utama Komponen-komponen utama electrical starting system adalah: 1. Battery (accu) 2. Starting motor dengan solenoid switch 3. Starter switch
67
4. Wire & kabel (kabel besar & kecil)
Gb. 3.42 Electrical Starting System
• Cranking/Starting Motor: Suatu alat untuk memutar dan menghidupkan engine, dengan mengubah tenaga dari aliran udara bertekanan menjadi energi mekanik. • Pinion: Roda gigi penghubung yang dipasang (spline) di ujung poros (shaft) dari starting motor, untuk selanjutnya berhubungan dengan ring gear pada flywheel dan berputar sewaktu menghidupkan engine. • Sistem operasi electrical starting system Ketika switch kunci start di posisi on, battery memberikan arus listrik ke komponen-komponen starting sistem, kemudian starting motor mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik untuk memutar engine. Untuk beberapa mesin yang memakai master switch dan disconnects switch ke battery , digunakan neutral switch sebagai safety untuk memutus arus listrik ke starting motor, ketika transmisi dalam keadaan bekerja.
68
III.5.2. Air Starting System
Gb. 3.42 Skematik Air Starting System
III.4.1.3.1. Komponen-Komponen Utama Komponen-konponen utama Air Starting System: 1. Air Tank reservoir (tangki udara) 2. Push button valve 3. Relay valve 4. Starting motor (cranking motor) 5. Pinion § Sistem Operasi Air Starting System: Air starting sistem menggunakan udara bertekanan untuk memutar starting motor, dengan putaran motor (cranking speed) lebih cepat dari electric starting system. Air starting sistem lazim diterapkan pada off highway truck. Kekurangannya adalah sistem ini hanya mempunyai satu atau dua kali kesempatan untuk menghidupkan engine, jika dalam kesempatan yang ada engine tidak hidup maka udaranya akan habis dan starting motor tidak dapat berfungsi. o Tangki penampung udara: Air tank/reservoir berfungsi sebagai tempat penampung atau penyimpan udara bertekanan. Sedangkan relay valve untuk membuka dan menutup mengat ur aliran udara ke starting motor.
69
• Push Button Valve: On/off push button valve suatu tombol untuk mengatur aliran udara yang ke relay valve diaphragm .
70
SPECIALIZATION TECHNICIAN DEVELOPMENT PROGRAM
TEST PROCEDURE
ENGINE INDUCTION
Engine
IV. Test Procedure IV.1. Cooling system test Karena cooling sistem merupakan salah satu hal yang vital dalam kelancaran pengoperasian engine, maka perlu dilakukan beberapa prosedure pengujian untuk meyakinkan apakah cooling sistem bekerja dengan baik. • Check coolant level Periksalah level air pendingin secara berkala sebelum engine dihidupkan. Sistem pendingin bisa bertekanan. Ketika membuka tutup radiator, kendurkan secara perlahan untuk menghindari kecelakaan terutama waktu sistem pendingin dalam keadaan panas. Selalu menggunakan petunjuk pengoperasian dan perawatan untuk level pengisian, dengan ditandai plat patokan pada bagian dasar saluran tempat pengisian air radiator. • Testing antireeze concentration Caterpillar coolant & battery tester menunjukkan cara membaca nilai temperatur titik beku lengkap dengan hasil yang langsung diketahui dalam °F atau °C. • Coolant test procedures Pemakaian alat penguji konsentrasi air pendingin: Buka penutup dan bersihkan sisi permukaan kaca dimana cairan akan ditempatkan. Teteskan cairan yang akan di-test, lalu tutup kembali, arahkan ke cahaya atau sinar serta pastikan posisinya tepat di atas tester. Temperatur titik beku akan terbaca pada garis lintang yang membatasi porsi antara terang dan gelap di dalam sisi kaca. Bacalah temperatur pada daerah skala untuk ethylene glycol.
71
• Measuring coolant tester result Untuk menentukan pemakaian konsentrasi “anti beku” lebih lanjut dari coolant tester, dapat diperoleh dari “grafik kurva titik beku” yang terdapat pada •
Caterpillar SEDB0518 -07 “Know your cooling system” atau Caterpillar SEDB0978-01 “Coolant and your engine” Lihat gambar: 1. Perhatikan “grafik kurva titik beku pada salah satu buku tersebut. 2. Masukkan data hasil pengujian ke dalam grafik temperatur titik beku. 3. Temukan dan tarik garis “temperatur” (freezing point °F atau °C) sampai memotong garis kurva titik beku yang ada di tengah gambar, kemudian hubungkan dari titik perpotongan tersebut ke garis “konsentrasi anti beku” 4. Bacalah nilai (%) konsentrasi antifreeze.
Gb. 4.23 Kurva Titik Beku
• Pengukuran dengan coolant test kit Cara lain untuk mengetes konsentrasi antifreeze dalam air pendingin adalah dengan menggunakan coolant test kit (8T5296 conditioner test kit). Bola yang mengapung di dalam pipet, menunjukkan konsentrasi dari antifreeze. Cara pengetesan
72
Isi pipet yang berisi dua bola dengan air pendingin yang akan di tes. Perhatikan beberapa jumlah bola yang mengapung di dalam pipet, lalu bacalah hasil tes pada tabel intruksi yang didapat dalam tes kit (8T5296).
Contoh: §
Jika kedua bola mengapung, maka konsentrai antif reeze dalam air pendingin terlalu tinggi.
§
Jika kedua tenggelam, maka konsentrasi anti freeze dalam air pendingin terlalu rendah.
§
Konsentrasi yang baik yaitu salah satu bola tenggelam dan lainnya mengapung.
•
Coolant Conditioner Concentration Konsentrasi antifeeze harus diketahui terlebih dahulu, sebelum melakukan pengetesan konsentrasi kadar conditioner air pendingin engine (coolant conditioner concentration). Karena kadar antifreeze dalam air pendingin akan menentukan pembacaan hasil pengetesan secara tepat. Testing coolant conditioner concentration Untuk melakukan pengetesan konsentrasi atau kadar conditioner dari air pendingin, diperlukan seperangkat alat yaitu 8T5296 conditioner test kit. Dengan prosedur: 1)
Dengan memakai pipet pengukur yang terdapat di dalam test-kit, ambil 1 (satu) mililiter air pendingin yang akan di-test dan masukkan ke dalam botol berskala yang tersedia (botol harus dalam keadaan bersih).
2)
Tambahkan air tersebut dengan air bersih (aqua), hingga tinggi air pada botol menunjukkan angka 10 mililiter.
3)
Masukkan 2 (dua) atau 3 (tiga) tetes solusi-B (cairan merah), kemudian dikocok hingga merata.
73
4)
Setelah itu, tuangkan solusi-A (cairan kuning) setetes demi setetes ke dalam botol dan dikocok. Hitung berapa jumlah tetes yang dimasukkan, sampai cairan di dalam botol berubah warna menjadi hijau, biru atau abu-abu.
Hitungan jumlah tetes dari solusi-A tersebut, dimasukkan dan dibaca pada tabel yang tersedia di dalam test-kit seperti di bawah ini:
NO
Antifreeze
Antifreeze
Kadar
0 ÷ 30 %
30 ÷ 60 %
Conditioner
Hal-hal yang harus diperhatikan
1
0 ÷ 6 tetes
0 ÷ 10 tetes
0
Perlu diisi conditioner
2
7 ÷ 16 tetes
11 ÷ 20 tetes
Kurang
Tambah conditioner
3
17 ÷ 28 tetes
21 ÷ 32 tetes
3÷6%
Baik
4
29 ÷ 51 tetes
33 ÷ 55 tetes
Berlebihan
> 51 tetes
> 55 tetes
kadar
antifreeze Berbahaya
5
Periksa
sangat berlebihan
Kurangi pendingin,
air tambah
dengan air biasa dan periksa kembali
Masukkan % konsentrasi dari antifreeze ke dalam tabel, untuk menentukan kolom mana yang digunakan (0 ÷ 30 % atau 30 ÷ 60 %). Kemudian dari jumlah tetes yang diperoleh, bacalah pada kolom yang sesuai. •
Adjusting coolant mix /penyesuaian campuran air pendingin
74
Setelah
mengukur
konsentrasi
antifreeze
dan
coolant
conditioner,
pastikanlah apakah campuran air pendingin (coolant mix) perlu diperiksa dan disesuaikan (kadar conditioner ditambah atau dikurangi) : 1) Jika level air pendingin kurang tetapi konsentrasinya cukup atau sesuai spesifikasi, tambahkanlah kekurangan tersebut dengan air yang kadar conditionernya cukup pula. 2) Apabila konsentrasinya terlalu tinggi, buanglah sebagian dari air pendingin tersebut dan tambahkan dengan air baru (air bersih atau aqua) sampai batas (level) yang ditentukan. Selanjutnya lakukan pengetesan ulang, hingga diperoleh hasil yang memadai. Jangan menambahkan conditioner, jika campurannya sudah pas. •
Visually Examine Coolant Setiap melakukan service perawatan (maintenance) pada sistem pendingin (cooling system), periksalah kondisinya secara visual sekiranya ditemukan kandungan oli (1), solar (2) atau kotoran (3) pada air pendingin. Karena ini menunjukkan ada kerusakan pada engine (sistem pendingin), yang perlu segera dilakukan tindakan untuk diperbaiki.
•
Visually examine engine Periksalah engine, jika ditemukan tanda-tanda kebocoran pada sistem pendingin. Karena kebocoran akan memberi peluang masuknya udara, kotoran atau cairan lain ke dalam sistem. Di antaranya dapat menimbulkan kavitasi dan menyebabkan menurunnya kapasitas pendinginan engine.
•
Radiator cap test/pengetesan tutup radiator Lakukanlah pengetesan fungsi tutup radiator (radiator cap), disetiap perawatan rutin dari sistem pendingin. Hal ini untuk memastikan apakah klep (valve) pada tutup radiator pada waktu engine beroperasi, akan membuka pada tekanan yang ditentukan (Cat engine spec: 12 ± 3 psig). Prosedur pengetesan tutup radiator: 1) Lepas tutup radiator.
75
2) Pasang tutup tersebut pada pompa tekan (pressurized pump) dengan posisi yang telah tertentu. 3) Lakukan proses pemompaan sambil memperhatikan pressure gauge. Pada tekanan tertentu tidak akan naik lagi, meskipun terus dipompa. 4) Bandingkan hasil yang diperoleh dengan spesifikasi yang ditentukan. 5) Jika tidak sesuai dengan spesifikasi, berarti klep sudah rusak dan gantilah dengan tutup yang baru. Demikian sebaliknya, tutup dapat dipakai kembali. •
Radiator cap seal test Lepaskanlah seal dari tutup radiator lalu periksa dan perhatikan apakah
terdapat kotoran, kerusakan pada permukaan atau putus. Jika masih baik dapat digunakan kembali, atau sebaliknya ganti dengan yang baru. •
Temperature regulator test Thermostat (water
temperature
regulator)
harus
diperiksa,
disetiap
melakukan perawatan menyeluruh (major maintenance) pada sistem pendingin (cooling system). Karena kerusakan pada thermostat dapat menyebabkan overheating atau overcooling, yang bisa berakibat fatal bagi kerusakan engine. Untuk itu periksalah kerusakan fisik dari thermostat, kemudian lakukan pengetesan dengan cara merebusnya di dalam air. Selanjutnya monitor temperaturnya, berapa derajat thermostat tersebut mulai membuka. •
Regulator test procedure 1. Lepas the rmostat dari engine. 2. Catat derajat temperatur yang tertera pada thermostat, atau lihat pada service manual. 3. Masukkan thermostat ke dalam wadah berisi air, jangan diletakkan begitu
saja
pada
dasar
wadah
dan
harus
digantung
sampai
keseluruhannya terendam air. 76
4. Panaskan air dan catat temperaturnya pada waktu thermostat membuka. 5. Ambil thermostat tersebut dan ukur jarak terbukanya. Kemudian bandingkan dengan spesifikasi yang ada, untuk memastikan apakah masih dapat digunakan atau tidak.
IV.2. Sistem Test Lubrication
Gb. 4.24 Lubrication Test
Ada
beberapa
cara
untuk
melakukan
pengetesan
sistem
pelumasan
(lubrication system) pada engine, yaitu: 1. Tekanan oli (Oil Pressure). 2. S.O.S (Schedule Oil Sampling). 3. Kapasitas oli (Oil Level).
77
•
Oil pressure Setiap kali menghidupkan engine, periksa tekanan oli pada oil pressure gauge. Hal ini akan terbaca atau menunjukkan secara tepat, apabila engine sudah
beroperasi
dalam
keadaan
normal. Untuk
lebih
memastikan
akuratnya pembacaan, hidupkan engine dan baca tekanan pada gauge, lalu bandingkan dengan spesifikasi pada service manual. •
Schedule oil sampling (S.O.S) S.O.S (schedule oil sampling) adalah suatu metode pemeriksaan atau analisa oli secara berkala, dengan sampel oli yang diambil setiap periode penggantian oli. Sampel oli ini dikirim ke laboratorium untuk di analisa, untuk memperoleh informasi tentang kondisi oli dan keausan engine. Untuk lebih jelasnya mengenai S.O.S dan prosedurnya, dapat dilihat pada OMM (operation and maintenance manual) tentang prosedur umum perawatan (general maintenance procedure).
•
Oil level Level oli (oil level) adalah suatu tanda yang digunakan untuk mengetahui jumlah atau kapasitas oli, dengan cara membaca garis batas yang terdapat pada dipstick (yaitu: Full merupakan tanda untuk menyatakan jumlah oli cukup, sedangkan Add berarti kurang oli dan perlu ditambah). Periksalah level oli secara berkala untuk memonitor pemakaian oli engine. Disamping
sebagai
pelumas, engine juga
mengkonsumsi
oli
untuk
menetralisir kandungan sulfur pada solar saat terjadi proses pembakaran. Karena itu, jumlah oli pasti selalu akan berkurang dan secara periodik perlu ditambah. Hal ini adalah normal, untuk itulah kerap kali sebelum menghidupkan engine, level oli harus selalu diperiksa. Terutama lebih ditekankan lagi kepada setiap operator. • Dipstick procedure/pemakaian dipstick
Berfungsi untuk memeriksa level oli dengan cara; tarik dipstick keluar dari tempatnya (port) dan keringkan bagian ujung yang ada tanda Full dan Add, kemudian masukkan kembali ke dalam port sampai maksimum. Setelah itu, 78
dipstick ditarik keluar kembali dan perhatikan bagian ujung yang basah oleh oli. Bacalah posisinya berada pada Full dan Add, perlu ditambah atau tidak. o Reading dipstick Beberapa dipstick mempunyai perbedaan tanda pada masing-masing sisi. Pastikan mana tanda yang sesuai pada waktu membaca. 1. Jika diukur pada waktu engine mati, bacalah tanda yang ada tanda atau tulisan Engine Stop. 2. Jika diukur pada waktu engine hidup, bacalah tanda yang ada tanda atau tulisan Engine Running. o Full & add marks
Tiap-tiap sisi dari ujung dipstick, masing-masing mempunyai 2 (dua) garis tanda. Yaitu garis “Full” dan “Low atau Add.” Kuantitas oli pada engine crankcase dinyatakan dengan gallon, namun ada pula yang dalam liter. o Unmarked dipstick Untuk beberapa aplikasi engine, ada dipstick yang tidak memiliki tanda “Low, Add atau Full”. Hal ini dikarenakan, posisi dari konstruksi engine mounting terpasang dengan aplikasi tidak sejajar (miring atau menyudut). Sehingga penggunaan garis tanda pada dipstick untuk mengecek oli menjadi tidak akurat. Jika dijumpai hal seperti tersebut di atas, maka operator harus memberi tanda sendiri pada dipstick sesuai petunjuk service manual dari aplikasi engine yang dimaksud. o Check dipstick part number
Perhatikan dipstick secara seksama, untuk memastikan part number yang tepat dan sesuai dengan applikasi engine-nya. Perhatian: Jangan menggunakan part number yang berbeda, meskipun dari tipe engine yang sama tetapi beda aplikasi. Karena bisa salah
79
dalam pembacaan level oli (kurang atau berlebihan) dan dapat berakibat fatal bagi engine. o Effect of overfilling Pengisian oli yang berlebihan (overfilling) dimana volumenya mencapai tinggi crankshaft, membuat crankshaft seal pada penutup engine depan dan belakang (front & rear cover) akan tergenang oli. Pada waktu engine beroperasi, oli akan merambat keluar menembus seal. Sehingga konsumsi oli menjadi tinggi, karena banyak oli yang terbuang.
Selanjutnya pada bagian ini anda akan mempelajari mengenai viskositas, index viskositas dan TBN. • Memilih Oli Yang Benar Engine memerlukan oli dari jenis yang benar, viskositas yang benar dan jumlah yang benar agar dapat berkerja dengan benar. Oli harus melumasi, membersihkan, dan mendinginkan komponen engine dalam beberapa keadaan kerja. Oli harus mengalir dan melumasi dalam cuaca yang dingin dan mampu menahan panas tanpa membuat oli tersebut menjadi encer atau rusak. • Tingkat SAE Society of Automotive Engineers (SAE) telah mengembangkan sistem klasifikasi untuk menentukan kemampuan oli menghadapi keadaan yang extreem tanpa terjadi kerusakan. Oli ditentukan menurut jenis dan viskositasnya. • Jenis oli
80
Jenis oli menyatakan sifat kinerjanya seperti detergennya, dispersancy (additive yang bersifat untuk mencegah terjadinya gumpalan pada oli apabila oli mulai kotor karena karbonisasi ataupun ataupun karena hal lainnya), dan daya tahan terhadap terjadinya kerusakan. Jenis oli dikenali dengan huruf alfabet seperti CE atau CF -4. • Mengenali jenis oli Berbeda model engine memerlukan jenis oli yang berbeda. Yakinkan anda menggunakan jenis oli yang direkomendasikan untuk engine tersebut. Perhatikan literatur yang berlaku untuk mengetahui rekomendasi yang benar. • Viscositas Viscositas menyatakan sifat dasar daya hambatan oli untuk mengalir. Aliran oli berhubungan langsung dengan seberapa baiknya oli menyelimuti dan melindungi parts. Viscositas berubah menurut temperatur. Bertambah tinggi temperatur akan berkurang viscositas dan akan membuat oli lebih encer. • Viscosity Index Viscocity Index (Index Viscositas) atau VI, adalah suatu ukuran kemampuan dasar oli untuk menahan terjadinya perobahan viscositas apabila terjadi perubahan temperatur. 1. Oli yang mempunyai VI yang tinggi akan mengalami perubahan viscositas kecil apabila terjadi perubahan temperatur. 2. Oli yang mempunyai VI yang rendah akan mengalami perubahan viscositas besar apabila terjadi perubahan temperatur. Adalah sangat penting apabila oli tidak menjadi encer apabila pada temperatur yang tinggi.
81
Oli yang encer tidak memberikan pengamanan
yang cukup
terhadap
keausan. • Multiviscosity oil Oli yang mempunyai viscositas ganda telah mengalami perubahan kimiawi untuk memperpanjang masa operasinya. Viscositas oli yang rendah dicampur dengan additive akan membuat oli menjadi kental ketika temperatur naik. Apabila oli yang berviscositas ganda menjadi rusak (jelek), maka viscositas oli akan kembali ke viscositas yang rendah dari oli dasar. • Tingkat viscositas The Society of Automotive Engineers meng-klasifikasikan oli menurut huruf SAE dan diikuti oleh Nomor. Nomor menjelaskan tingkat viscositas. Oli yang berviscositas tunggal hanya mempunyai sebuah nomor. Oli yang berviscositas ganda mempunyai dua nomor. Angka yang kecil berarti oli tersebut lebih encer, dan angka yang lebih besar berarti oli tersebut lebih kental. Untuk oli yang berviscositas ganda: §
Nomor yang pertama untuk cuaca dingin.
§ Nomor yang kedua untuk cuaca panas. Oli untuk musim dingin dan panas Nomor tingkat viscositas dengan huruf “W” ditentukan untuk oli musim dingin, yang ditest mempunyai viscositas yang benar pada 0 derajat Fahrenheit. Nomor tingkat viscositas tanpa “W” ditentukan untuk oli musim panas, yang ditest mempunyai viscositas yang benar pada 210 derajat Fahrenheit.
82
§
Additives Oli
Gb. 4.25 Pengetesan Oli
Oli dasar biasanya dihasilkan dari penyulingan oli mentah. Oli dasar tidak dapat menyediakan cukup pengamanan dan pelumasan untuk engine yang berkinerja tinggi saat ini. Additive oli tertentu telah dibuat untuk meningkatkan kemampuan dan ketahanan oli tersebut. • Beberapa additive oli yang umum 1. Detergen yang membuat agar engine selalu bersih. 2. Bahan anti aus yang mengurangi gesekan. 3. Dispersan menjaga agar partikel pencemar oli tidak menimbulkan gumpalan. 4. Unsur alkalin membantu menetralkan asam di dalam oli. 5. Inhibitor oksidasi mencegah oli teroksidasi apabila terkena udara. Oksidasi menyebabkan terbentuknya asam organik dan pembentukan zat karbonat. 6. Depressant Pour-Point menjaga agar oli tetap bersuhu rendah. Oli dasar Petroleum mengandung lilin, yang akan mengkristal pada suhu rendah. Depressant Pour-Point
mencegah terbetuknya kristal lilin
tersebut.
83
7. Peningkat Viscositas menjaga agar oli tidak menjadi terlalu encer pada suhu yang tinggi. • TBN Additive oli yang sangat umum yang anda jumpai adalah Total Base Number atau TBN. TBN dihasilkan dengan menambahkan unsur alkalin ke dalam oli dasar. Lebih banyak alkalin terdapat di dalam oli, maka lebih tinggi TBN dan lebih besar kemampuannya untuk menetralisir asam. • Sulfur Jumlah additive alkalin yang terdapat di dalam oli ditunjukkan oleh TBN. Bahan bakar diesel mungkin mengandung belerang. Apabila bahan bakar ini terbakar, maka belerang membantu timbulnya asam. Asam yang sangat korosif (penyebab karat) akan mencemarkan oli.
• Menetralkan belerang Additive alkalin yang terdapat di dalam oli akan menetralkan asam ini. Hal ini akan mencegah asam sulfat menimbulkan karat pada part dari logam. Nomor TBN oli menunjukkan seberapa baiknya oli tersebut menetralkan asam. Karena bahan bakar yang berbeda mengandung kadar belerang yang berbeda, maka adalah sangat penting untuk menggunakan TBN yang cukup tinggi. Patuhi anjuran yang ditentukan pabrik engine. Lama-lama additive oli akan mengalami degradasi (penurunan kwalitas), dan kemampuan oli untuk melumasi juga berkurang. Apabila anda tidak cukup sering mengganti oli, maka oli akan teroksidasi dan additive akan berkurang yang akan memungkinkan terbentuknya lumpur.
84
IV.3.Types of Air System Tests
Gb. 4.26 Sistem Aspirasi Udara
Perubahan jumlah aliran udara masuk (air intake) atau gas buang (exhaust) pada engine, akan berpengaruh pada kemampuan engine (performance). Untuk mengetahui apakah air system tersebut berfungsi dengan baik, yaitu dengan cara : 1. Memeriksa air filter indicator. 2. Mengukur tekanan udara yang masuk ke dalam silinder (boost pressure). 3. Memeriksa asap gas buang (smoke density test). 4. Memeriksa gangguan/hambatan aliran udara masuk (inlet restriction) . Air filter indicator
•
Adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengetahui kondisi saringan udara (air filter) buntu atau tidak. Pemasangan atau penempatan alat ini disesuaikan dengan kondisi dari aplikasi engine. yaitu ada yang di cabin, engine compartement atau air filter housing. •
Indicator reading
85
Air restriction indicator mempunyai tiga tanda pembacaan yaitu hija u, kuning dan merah. Alat ini dapat di reset setiap saat untuk mengembalikan ke posisi normal jika terjadi pergeseran kondisi dari hijau ke kuning atau merah, akibat tingkat kebuntuan pada filter. Periksalah elemen saringan udara (air filter element), apabila terjadi pergeseran posisi diaphragm (zone replacing) pada indikator. • Visually inspect air filter Pemeriksaan secara visual untuk memastikan apakah filter buntu atau tidak, adalah dengan melihat dan memperhatikan keadaan dari diaphragm (warna) pada air indicator. Yaitu : §
Hijau
: Filter dalam keadaan normal.
§
Kuning :
Filter
mulai
mengalami
sumbatan,
Periksa
dan
bersihkanlah. §
Merah : Filter buntu, periksa dan bersihkan atau ganti dengan yang baru.
•
Boost pressure test Untuk mengetahui apakah cukup udara yang masuk ke dalam silinder, yaitu dengan mengukur tekanan pada intake manifold (boost pressure). Alat ukur yang digunakan adalah Caterpillar engine pressure gauge group. Boost pressure : Perbedaan tekanan antara tekanan atmosfir (atmospheric press ure) dan tekanan di dalam intake manifold, dengan satuan lb/cm² gauge (psig).
Prosedur pengukuran boost pressure : § Pemasangan instrument harus dilakukan pada waktu engine mati. § Lepas plug pada intake manifold, pasang adapter yang sesuai dan selang (line) yang tersedia. Pastikan lokasinya dengan mengecek pada service manual. § Lalu sambung ujung lainnya dari selang dimaksud, ke connector yang terdapat pada engine pressure gauge. Pilihlah gauge yang sesuai !
86
§ Hidupkan dan operasikan engine sampai mencapai temperatur operasi. § Kemudian engine di bebani sampai pada kondisi 100% beban (full load), bacalah boost pressure pada gauge dan bandingkan dengan spesifikasi pada service manual. § Jika terjadi boost pressure yang tidak sesuai atau di bawah spesifikasi,
beberapa kemungkinan dapat disebabkan oleh filter buntu, kebocoran saluran masuk (intake manifold) antara klep masuk (intake valve) dengan compressor dari turbocharger, dan lain sebagainya. § Check the service manual
Pastikan dan periksalah dengan mengecek pada service manual atau special instruction, bagaimana atau mana gauge yang digunakan untuk mengukur boost pressure pada engine pressure gauge group. Karena standar pengukuran boost pressure dinyatakan dalam skala inH2O, maka gauge yang digunakanpun harus dengan s kala in-H2O. •
Smoke density test Pengetesan kandungan atau kepadatan asap (smoke density test), adalah suatu cara untuk mengukur kesempurnaan proses pembakaran bahan bakar di dalam engine. Alat yang digunakan untuk pengukuran dinamakan “pengukur kepadatan asap” (smoke density tool). Alat ini dengan menggunakan sensor yang dipasang pada saluran keluar gas buang (exhaust stack) , bekerja dengan mengukur jumlah sinar yang terhalang oleh asap ketika melalui sensor. Hasil pengukurannya dinyatakan dalam persen (%). Contoh :
Dari suatu hasil pengetesan smoke density, pada alat ukur (smoke density tool) terbaca 04, ini berarti 4% dari cahaya yang tertahan atau terhalang oleh asap. • Smoke density test procedure
Cara pengukuran kepadatan asap ini dinamakan “snap idle test”, dengan prosedur sebagai berikut:
87
1. Pasang sensor pada exhaust stack dan hidupkan engine tanpa beban (low idle). 2. Tekan throttle gas (accelerator) beberapa kali, untuk membersihkan exhaust stack. 3. Sambungkan sensor pada ujung (top) dari stack dan dihubungkan dengan alat pengukur. 4. Hidupkan alat pengukur. 5. Naikkan putaran engine sampai high idle rpm dan bacalah nilai nominal yang muncul. Lakukan beberapa kali dan catat data yang diperoleh. 6. Ambil data rata-rata dari hasil pembacaan.
IV.4. Fuel System Tests Disini akan dibicarakan tentang: •
Fuel system test procedure
•
Timing Advance start and stop.
•
Pin timing.
•
Nozzle testing
Dengan sasaran yang akan dicapai adalah: 1. Bagaimana mengukur dynamic timing. 2. Bagaimana tujuan atau mengartikan hasil yang diperoleh dari pengujian dynamic timing. 3. Prosedur penyetelan start and stop advance dari automatic timing advance unit (ATAU). 4. Prosedur penggunaan timing pin. 5. Bagaimana
mengidentifikasi
hasil
test
dan
kaitannya
dengan
injector/nozzle yang rusak.
88
Gb. 4. 27 Nozzle Testing
Karena fuel system (sistem bahan bakar) merupakan hal yang vital bagi engine performance, maka perlu dilakukan berbagai perlakuan untuk memastikan seluruh komponen terkait bekerja secara baik dan normal. Beberapa metode diagnostic test dapat dilakukan setiap saat, terutama waktu terjadi masalah atau setelah engine selesai melakukan servis besar (general overhaul) . Beberapa test perlu dilakukan untuk mengetahui kemampuan engine, terlebih setelah overhaul merupakan suatu hal yang harus dilakukan. Termasuk di dalamnya adalah pengetesan dan penyetelan dynamic timing, pemakaian pin timing serta pengetesan nosel (nozzle testing).
•
Dynamic timing test Yang dimaksud dengan dynamic timing yaitu perubahan derajat waktu (timing) bahan bakar saat diinjeksikan ke dalam silinder dengan putaran engine (rpm) yang bervariasi. Pengujian atau pengukuran dynamic timing adalah untuk memperoleh informasi derajat penyemprotan bahan bakar (timing) untuk semua silinder, pada suatu engine beroperasi. Sebagai c ontoh perhatikan gambar halaman berikut.
89
Indikasi (1), merupakan daerah waktu sebagai referensi (reference timing) dimana pada grafik menunjukkan peningkatan engine rpm diiringi dengan naiknya derajat waktu (timing). Akan tetapi, peristiwa ini hanya akibat port effect pada saluran di fuel injection pump (FIP) dan di belum dipengaruhi oleh automatic timing advance unit (ATAU). Indikasi (2), pada titik patah pertama terlihat pada engine rpm tertentu ATAU mulai bekerja dan timing mulai berubah (start advance) serta terus bertambah seiring naiknya engine rpm. Peningkatan timing disini terjadi lebih besar, karena merupakan gabungan dari pengaruh port effect dan ATAU. Indikasi (3), Peningkatan timing ini akan terus berlanjut selama ATAU masih beroperasi. Namun suatu ketika pada engine rpm tertentu, ATAU berhenti bekerja dan perubahan timing kembali hanya dipengaruhi oleh port effect. Saat ATAU mulai berhenti seperti terlihat pada titik patah terakhir, disebut dengan stop advance. Catatan:
Sebelum melakukan pengukuran dynamic timing, periksalahlah spesifikasi
dari
engine
yang
dimaksud
pada
“engine
performance specification data” (ØT, 1T atau 2T No.). Kemudian buatlah grafik dari data spesifikasi dan disesuaikan dengan gambar dari data hasil pengukuran.
•
Timing indicator Gunakanlah timing indicator dengan engine model yang sesuai. Misal: 8T5300 atau 6V3100 engine timing indicator hanya untuk engine seri 3300 dan 3400. Timing indicator mendapat masukan dari dua signal yaitu transducer yang dipasangkan pada injection line no.1 untuk mendeteksi timing dan magnetic pick-up yang dipasangkan di flywheel housing, adalah untuk mengamati engine rpm.
90
Dari dua signal yang diterima indicator, satu dari proses injeksi sebelum piston mencapai Top Dead Center (TDC) dan lainnya dari putaran flywheel, akan terbaca berapa besar derajat waktu penyemprotan (timing) saat engine beroperasi pada putaran tertentu. •
Dynamic timing test procedure 1. Pasangkan transducer ke fuel line silinder no.1. 2. Pasangkan magnetic pick-up pada flywheel housing. 3. Hubungkan transducer dan magnetic pick-up ke indicator. 4. Sambungkan indicator ke battery untuk mendapatkan power. 5. Hidupkan engine dan periksa fuel pressure (tekanan sistem bahan bakar). 6. Naikkan putaran engine sampai 1000 rpm dan mulailah mengukur atau membaca dynamic timing. 7. Kemudian baca dan catat masing-masing dynamic timing, untuk setiap peningkatan putaran 100 rpm sampai dengan high idle.
•
Test results Hasil pengukuran dynamic timing yang diperoleh, batasannya harus sesuai dengan reference timing, awal (timing advance start) dan akhir (timing advance stop) yang tertuang engine performance specification data. Dari data pengukuran, buat grafik hubungan antara timing vs rpm. 1. Grafik timing advance harus membentuk garis secara beraturan ( linear) sesuai dengan perubahan engine rpm, dengan kemungkinan terjadinya penyimpangan-penyimpangan sangat kecil dari titik yang diperoleh setiap peningkatan 100 rpm. 2. Jika dari titik-titik yang diperoleh tidak membentuk suatu garis yang beraturan atau terlalu banyak penyimpangan, ini akan memberi indikasi adanya komponen yang rusak.
91
•
Timing Advance Start and Stop Advance
Gb. 4.28 Timing Window
Setelah diperoleh bentuk grafik dynamic timing dari hasil pengukuran, barulah kondisi automatic timing advance unit (ATAU) dapat dievaluasi. Baik atau tidak beroperasinya ATAU, tidak dapat diketahui tanpa melalui pengetesan dynamic timing. Titik-titik yang diperoleh dari hasil pengukuran, harus sesuai spesifikasi dengan membentuk grafik atau garis seperti reference timing (1), timing advance start (2) dan timing advance stop (3). •
Plotting timing advance Dengan membuat grafik dari hasil pengukuran dan membandingkannya dengan grafik data spesifikasi, akan memudahkan di dalam melakukan analisa pada ATAU. Dari gambar tersebut dapat di lihat, apakah awal/akhir timing advance (start/stop) terlalu cepat (1) atau terlambat (2). Apabila dynamic timing advance yang diperoleh tidak sesuai spesifikasi, maka harus dilakukan tindakan apakah mengganti komponen tertentu atau dilakukan penyetelan. Untuk seri engine 3400 (non electronic), ATAU terbagi dua yakni sistem mekanik (mechanically system) dan hidrolik (hydraulically system). Dari keduanya ini:
92
§ ATAU mechanically system: Tidak dapat dilakukan penyetelan, kecuali mengganti komponen tertentu (seperti spring) dengan yang baru. Adjusting timing advance: Hanya automatic
§
timing advance unit (ATAU) yang beroperasi secara hidrolik yang dapat disetel (seri engine 3400), Yaitu dengan cara: 1. Kendurkan mur pengunci (locknut) yang terdapat pada ATAU. 2. Putar sekrup besar (large screw/start screw); kekanan (clockwise = CW) untuk menambah atau kekiri (counterclockwise = CCW) untuk mengurangi advance start rpm. 3. Putar sekrup kecil (small screw/stop screw) ; kekanan (clockwise = CW) untuk menaikkan atau kekiri (counterclockwise = CCW) untuk menurunkan advance stop rpm. •
Start and stop screw §
Sekrup besar atau large screw juga disebut start screw.
§
Sekrup kecil atau small screw juga disebut stop screw.
§
Setiap melakukan penyetelan timing advance start (sekrup besar/start screw), maka timing advace stop (sekrup kecil/stop screw) juga harus disetel. Karena ketika memutar start screw (sekrup besar), stop screw (sekrup kecil) terbawa berputar hingga berubah dari posisi semula. Hal ini disebabkan posisi duduk dari stop screw berada pada ujung start screw.
• Pin Timing
93
Gb. 4.29 Pin Timing
Seandainya pada waktu pengetesan reference timing (1) tidak sesuai dengan spesifikasi, periksalah komponen terkait lainnya yang ada hubungan dengan engine timing. Misalnya, pemasangan timing gear atau fuel injection pump (FIP) . Untuk timing gear, prosedurnya dapat dilihat pada service manual. Sementara
itu,
selain
berpedoman
pada
petunjuk service
manual,
pemasangan FIP ke engine dilakukan dengan menggunakan alat yang bernama pin timing. • Pin timing procedure
Pemakaian pin timing dibagi dalam dua klasifikasi, yaitu: 1. Timing bolt :
Untuk menentukan/menempatkan posisi piston no.1 pada top dead center (TDC) atau titik mati atas (TMA), baik waktu langkah kompresi (compression stroke) maupun langkah buang (exhaust stroke).
2. Timing pin:
Untuk memposisikan fuel injection pump (FIP) melakukan injeksi bahan bakar pada silinder no.1.
Prosedur:
1. Tentukan piston no.1 pada posisi TMA (TDC) langkah kompresi, dengan cara sebagai berikut: • Masukkan dan tekanlah timing-bolt ke dalam lubang yang
94
tersedia dan terdapat pada flywheel housing. • Dengan menggunakan turning tool (alat pemutar) dan rachet wrench, putarlah engine ke kiri (CCW) hingga timing-bolt masuk ke dalam lubang berulir yang terdapat pada flywheel. • Untuk memastikan apakah ini posisi piston no.1 TDC, kedua rocker arm dari intake valve dan exhaust valve harus dalam keadaan bebas. 2. Masukkan timing-pin pada timing hole
(lubang) yang terdapat
pada FIP housing. Sambil menekan timing pin putarlah FIP camshaft kearah kiri (CCW), hingga ujung dari timing-pin masuk ke dalam slot (celah) yang terdapat pada FIP camshaft. Proses ini disebut FIP timing. 3. Jika kedua pin timing sudah selaras pada posisinya (baik timingbolt pada flywheel dan timing pin pada FIP), maka engine dan FIP sudah Timing (sesuai pada posisinya) dan siap dihidupkan.
• Timing check
Lakukanlah pengecekan atau pemeriksaan engine & FIP timing secara benar. Yaitu pada waktu memasukan baik timing-bolt pada flywheel, maupun timing-pin pada camshaft harus lancar dan tidak dipaksa. Periksalah secara berkala, untuk memastikan kondisi engine & FIP timing adalah baik. Karena pengaruhnya akan terlihat pada kemampuan engine saat beroperasi.
• Nozzle Testing
95
Gb. 4.30 Nozzle Testing
Nosel harus diperiksa dan di tes sebelum dipasang. Demikian pula halnya pada waktu melakukan servis besar (engine overhaul) . Pengetesan nosel harus dilakukan dengan alat yang direkomendasi untuk tes nozzel (lihat gambar di atas). Pada waktu pemeriksaan nozzel yang diperiksa adalah: 1. Valve opening pressure atauVOP (tekanan pembukaan klep nosel). 2. Valve seating, tip leaking atau back leakage (kebocoran nosel). 3. Spray pattern (bentuk semprotan).
Tujuan melakukan tes nosel: 1. Valve opening pressure (VOP) ; adalah untuk mengetahui apakah tekanan pembukaan klep masih sesuai spesifikasi, jika tidak nosel harus diganti. 2. Test kebocoran; diberi tekanan (fuel) tertentu dan dibiarkan beberapa saat dengan waktu yang tertentu pula. Berapa tetes fuel yang keluar dan berapa turunnya tekanan (pressure drop)? lihat spesifikasi dan jika tidak sesuai, nosel harus diganti. 3. Spray
pattern;
untuk
mengetahui
bentuk
penyemprotan
dan
pengabutan. Apakah baik atau tidak beraturan.
96
Dari percobaan atau pengujian di atas, untuk membantu dalam mengambil keputusan apakah suatu nozzel harus diganti atau tidak. Misal; gantilah nozzel jika buntu, bocor sedikit atau mengucur dan selanjutnya.
97
Engine Component Test Sheet
98
