Commonrail

BAB I
PENDAHULUAN

1. Latar Belakang
Selama ini mesin diesel memiliki image atau dikenal digunakan pada
kendaraan niaga dengan mesin suara keras dan asap knalpotnya yang pekat,
berbau, dan kotor. Hal itu merupakan mesin diesel hasil produksi masa lalu.
Dengan terus dikembangkannya teknologi mesin diesel, sejak tahun 1997 di
Eropa sudah banyak kendaraan sedan kecil bermesin diesel modern. Suaranya
halus seperti mesin bensin, nyaman dipakai, kecepatannya tinggi, pemakaian
bahan bakar ekonomis dan ramah lingkungan, bahkan pemakaian konventor
katalis jenis oksidasi yang mengubah karbon monoksida (CO) dan hydrocarbons
(HC) dari gas buang, adalah alat-alat perlengkapan standar pada mesin
diesel modern. Saat ini kendaraan bermesin diesel sudah mulai banyak
dijalankan di Indonesia.
Penjabaran secara rinci mengenahi sistem bahcommon rail akan dibahas
dalam pembahasan.

2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang yeng telah dipaparkan dapat ditarik rumusan masalah
sebagai berikut,
a. Pengertian dan fungsi common rail?
b. Komponen-komponen sistem common rail?
c. Cara Kerja common rail?
d. Kelebihan dan kekurangan common rail?
e. Perawatan pada sistem common rail?

3. Tujuan Penulisan
Penulisan makalah ini dijabarkan sebagai berikut,
a. Mengetahui pengertian dan sistem common rail.
b. Mengetahui komponen-komponen sistem common rail
c. Mengetahui cara kerja common rail
d. Mengetahui kelebihan dan kekurangan common rail
e. Mengetahui perawatan pada sistem common rail

BAB II
PEMBAHASAN

1. ELEMEN POMPA
2. COMMON RAIL
1. Pengertian Dan Fungsi
Pengertian Common Rail
Common Rail system adalah mesin diesel yang sistem bahan bakarnya
dikontrol secara elektrikal. Pada saat mesin bekerja selalu terdapat
tekanan bahan bakar yang cukup tinggi. Kontrol tekanan tinggi tersebut
pada setiap injector diatur secara independen. Sistem tekanan dan waktu
penginjeksian dirangcang untuk mesin high speed direct injection.
Parameter injeksi seperti waktu penginjeksian, jumlah injeksi dan
tekanan dikontrol oleh Electronic Control Unit (ECU). Pada mesin diesel
biasa, pompa digerakkan oleh engine dan fungsinya adalah untuk
memastikan jumlah bahan bakar yang sesuai dan distribusi bahan bakar ke
setiap injector dan mengatur bukaannya. Pada sistem Common Rail, pompa
hanya bertugas untuk manumpuk bahan bakar pada tekanan yang sangat
tinggi di dalam jalur pengumpan biasa (common feeding line) dari cabang
injectors.Pembukaan injectors dikontrol oleh Electronic
Control Unit (ECU) dan sensor-sensor. Disamping meningkatkan performa
dan mengurangi noise serta menurunkan tingkat emisi gas buang, sistem
Common Rail ini juga memungkinkan mesin diesel untuk mencapai keinginan
pemakai kendaraan di dunia.
Kontrol secara elektronik pengiriman bahan bakar dan injeksi di
depan memungkinkan bahan bakar dapat dipompa secara optimal terlepas
dari kecepatan putaran mesin. Oleh karena itulah tekanan tinggi dapat
dipertahankan secara konstan meskipun mesin berputar dengan kecepatan
rendah. Masalah utama yang harus dihadapi untuk meningkatkan performa
dan konsumsi bahan bakar adalah : tingkat keakuratan jumlah bahan bakar
yang disemprotkan ke ruang bahan bakar

Fungsi common rail adalah :
Menyediakan bahan bakar terhadap engine
Membangkitkan tekanan tinggi bahan bakar yang diperlukan serta
mendistribusikannya ke masing-masing silinder
Menginjeksikan bahan bakar dengan jumlah dan waktu injeksi yang tepat
/ presisi

2. Komponen-Komponen Sistem Common Rail
Komponen-komponen utama dari sistem common rail adalah :
o Pre-supply pump
o High-pressure pump
o High-pressure accumulator (rail)
o Pressure-control valve
o Rail-pressure sensor
o Injectors
o ECU with sensors
o Pressure-limitter valve
o Flow limiter

a) Pre Supply Pump (Pompa pengalir)
Fungsi : Menyalurkan bahan bakar dari tangki ke pompa tekanan
tinggi
Letaknya berada didalam tangki bahan bakar

Pre Suply Pump ada dua jenis, yaitu :
1. Tipe mekanik
o Menggunakan putaran engine umtuk memutar drive gear
o Pengiriman jumlah bahan bakar proporsional sesuai putaran engine
o Terdapat shut off elektromagnetis untuk menutup saluran

2. Tipe elektrik

Terdiri dari :
o Roller cell pump
Roller cell digerakkan oleh elecrik motor
o Electric motor
o Non-return valve

b. High Pressure Pump

Cara kerja :
o Ketika plunyer bergerak ke bawah, katup inlet terbuka sehingga
bahan bakar masuk ke ruangan pompa.

o Pada posisi titik mati bawah dan plunyer mulai bergerak naik,
katup tertutup karena katup ini jenis katup satu arah, dan bahan
bakar terkompresi akibat plunyer yang bergerak naik, sehingga
bahan bakar terdorong keluar.
o Terdapat electromagnetic switch off yang berfungsi untuk
menghentikan aliran bahan bakar saat engine stop.
c. High-Pressure Accumulator (Pipa Rel)

Fungsi :
o Menyimpan bahan bakar
o Mencegah terjadinya fluktuasi tekanan bahan bakar
Kontruksi :
o Rail dibuat dari pipa baja tempa
o Diameter dalam kira-kira 10 mm
o Panjang rail antara 280-600 mm
o Volume bias dibuat sekecil mungkin dan sebesar yang diperlukan
o
d. Pressure Control Valve
Fungsi :
o Menjaga tekanan didalam pipa rail agar selalu pada keadaan
konstan

Pada Pressure Control Valve dalam kerjanya dilengkapi dengan
sebuah sensor tekanan rail (Rail-Pressure Sensor) yang fungsinya
adalah :
o Memeriksa/mengukur tekanan di dalam pipa rel
o Memberikan data input yang selanjutnya dikirimkan ke ECU
(Control system)

Data dari ECU nanti yang akan menentukan kerja dari Pressure
Control Valve sebagai pengatur/penjaga tekanan didalam pipa rel.

Pembagian Tekanan pada Common Rail tiap-tiap generasi :
1) Generasi Pertama (I) (1997)
Tekanan injeksi : 1,350 bar
Aplikasi : Kendaraan penumpang
Digunakan kali pertama : Alfa Romeo dan Mercedez Benz
2) Generasi Kedua (II) (1999)
Aplikasi : Truck
Digunakan kali pertama : Renault (RVI).
Digunakan kali pertama : Volvo and BMW
Aplikasi : Truck
Digunakan kali pertama : MAN
5) Generasi Ketiga (III) (2003)
Digunakan kali pertama : Audi
e. Injector
Fungsi :
o Untuk menginjeksikan bahan bakar dengan jumlah yang tepat
kedalam ruang bakar pada waktu (timing injection) yang tepat.

Pada injector terdapat beberapa komponen utama, yaitu :
o 2/2 electromagnetic servo valve
o Nozzle
o Valve control chamber
o Return line
Gaya-gaya yang diperlukan untuk perbaikan fungsi dari injector adalah
:
o Gaya pegas nozzle
o Gaya pegas katup
o Gaya elektromagnet
o Gaya yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan pada valve
control chamber
o Gaya yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan pada jarum
nozzle
Contoh penampang injektor dan bagian-bagiannya :

f. ECU (Electronic Control Unit) dan Sensor
Common rail adalah system injeksi yang dikontrol oleh EDC
(Electronic Driver Control)
ECU mengontrol dan memonitor system injeksi secara menyeluruh
Sensor berfungsi untuk membaca data yang terukur didalam proses
yang nantinya akan dikirim ke ECU dengan akurasi yang tepat dan
secepat mungkin

Rail-Pressure Sensor

Cara kerja Rail-Pressure Sensor adalah :
o Ketika bahan bakar memasuki pipa rail dan melewati Rail-Pressure
Sensor, tekanan tersebut akan menekan diafragma sensor sebesar
tekanan yang ada.
o Elemen sensor (semikonduktor device) akan merubah pembacaan dari
diafragma sensor tadi menjadi sinyal elektrik yang selanjutnya
dikirimkan ke ECU untuk diproses.
o Perubahan tekanan untuk pergerakan diafragma sebesar 1 mm kira-
kira adalah 1500 bar.
o Pada skala pengukuran utama, akurasi pengukurannya kira-kira
adalah 2% dari skala penuh.

Sensor-sensor lain yang diperlukan adalah :

o Crankshaft-speed sensor
o Camshaft sensor
o Accelerator-pedal traveler sensor
o Boost – pressure sensor
o Coolant-temperature sensor
o Air temperature sensor
o Air – mass meter

g. Pressure-Limitter Valve (komponen tambahan)

Fungsi dan cara kerja :
o Untuk membatasi tekanan yang ada dalam pipa rel agar tidak
berlebihan .
o Cara kerjanya adalah sama dengan cara kerja dari overpressure
valve, yaitu Pressure limiter valve dipasang pada ujung pipa rel
dan dihubungkan dengan saluran pengembali bahan bakar.
o Apabila terdapat tekanan yang berlebih pada pipa rel, Pressure
limiter valve akan membatasi tekanan dengan cara membuka saluran
pengembali bahan bakar.
o Tekanan yang dijinkan dari Pressure limiter valve adalah
maksimum sekitar 1500 (untuk kendaraan baru dapat mencapai 1800
bar).

h. Flow Limiter (komponen tambahan)
Fungsi :
o Untuk mencegah terjadinya injeksi yang berlanjut ketika terjadi
ganguan salah satu injector membuka terus.
o Cara kerjanya adalah Flow limiter akan menutup saluran ke
injector segera setelah bahan bakar keluar dari pipa rel apabila
terjadi ganguan tersebut.

3. Cara Kerja Common Rail
Pada dasarnya, pembagian kerja common rail dibagi tiga, yaitu :
a. Low-Pressure Circuit
b. High-Pressure Circuit
c. ECU dan Sensor-Sensor

a. Low-Pressure Circuit
Low-pressure circuit bertujuan untuk mengalirkan bahan bakar
menuju High-pressure circuit. Aliran bahan bakar pada low-pressure
circuit adalah :

Bahan bakar dialirkan dari tangki bahan bakar oleh pre-supply pump
menuju ke pompa tekanan tinggi melewati saringan bahan bakar.

b. High-Pressure Circuit
High-pressure circuit berfungsi untuk membangkitkan tekanan tinggi
yang konstan didalam pipa rel (Rail), dan juga untuk menginjeksikan
bahan bakar ke ruang bakar melewati injector. Aliran bahan bakarnya
pada high-pressure circuit adalah :

1. Bahan bakar dari sirkuit tekanan rendah masuk ke pompa tekanan
tinggi. Didalam pompa tekanan tinggi ini, tekanan bahan bakar
dibangkitkan/dinaikkan menjadi tekanan tinggi.
2. Bahan bakar bertekanan tinggi tadi akan melewati pressure
control valve yang berfungsi untuk mengontrol/mengatur tekanan
bahan bakar sesuai dengan kondisi yang ada (berdasarkan ECU).
3. Selanjutnya, bahan bakar bertekanan tinggi masuk ke pipa rel
(High accumulator rail). Tekanan dalam pipa rel bisa mencapai
maksimal 1350 atau 1500 bar (untuk kendaraan baru bisa
mencapai 1800 bar).
4. Pada pipa rel dilengkapi dengan rail-pressure sensor untuk
mendeteksi tekanan yang ada didalam pipa rel tersebut dan
kemudian dikirimkan ke ECU dalam bentuk sinyal elektrik
(impuls).
5. Diujung pipa rel juga terdapat Pressure-limitter valve (katup
pembatas tekanan). Apabila tekanan didalam pipa rel
berlebihan, tekanan bahan bakar tadi mampu membuka katup yang
berhubungan dengan saluran pengembali, sehingga bahan bakar
akan mengalir ke saluran pengembali bahan bakar.
6. Tekanan yang didijinkan oleh Pressure-limitter valve didalam
pipa rel adalah maksimal 1350, 1500 atau 1800 bar tergantung
jenis kendaraan.
7. Bahan bakar bertekanan tinggi selanjutnya mengalir ke injektor
untuk diinjeksikan kedalam ruang bakar. Penginjeksian bahan
bakar pada injektor tergantung ECU sesuai urutan saat
penyemprotan.
8. Pada injektor juga terdapat saluran pengembali bahan bakar
untuk mengembalikan sisa bahan bakar yang tidak diinjeksikan.

c. ECU dan Sensor-Sensor
Common rail adalah system injeksi yang dikontrol oleh EDC
(Electronic Driver Control)
ECU mengontrol dan memonitor sistem injeksi secara menyeluruh
Sensor berfungsi untuk membaca data yang terukur didalam proses
yang nantinya akan dikirim ke ECU dengan akurasi yang tepat dan
secepat mungkin.
Sensor-sensor yang digunakan pada sistem common rail diantaranya :
o Crankshaft-speed sensor
o Camshaft sensor
o Accelerator-pedal traveler sensor
o Boost – pressure sensor
o Coolant-temperature sensor
o Air temperature sensor
o Air – mass meter

a. Crankshaft-speed sensor
Berfungsi untuk mendeteksi seberapa kecepatan yang dihasilkan dari
poros engkol.
b. Camshaft sensor
Berfungsi untuk mendeteksi posisi dari camshaft.
c. Accelerator-pedal traveler sensor
Berfungsi untuk mendeteksi seberapa sudut yang dihasilkan dari
penekanan pedal gas (pedal akselerasi).
d. Boost – pressure sensor
Berfungsi untuk mendeteksi tekanan udara dalm intake manifold.
e. Coolant-temperature sensor
Berfungsi untuk mendeteksi seberapa suhu/temperature dari air
pendingin untuk menegetahui suhu engine.
f. Air temperature sensor
Berfungsi untuk mendeteksi suhu/temperature dari udara masuk.
g. Air – mass meter
Berfungsi untuk mendeteksi massa udara yang masuk.
Berdasarkan data-data dari sensor-sensor tersebut, ECU kemudian
menghitung dan mengolah data-data seperti banyaknya bahan bakar yang telah
diinjeksikan, awal waktu injeksi, waktu/durasi injeksi, dan sebagainya,
sehingga akan menghasilkan komposisi sistem injeksi yang sangat akurat.

4. Kelebihan Dan Kekurangan Sistem Common Rail
Kelebihan dari sistem common Rail ini adalah sebagai berikut:
a) Sistem common rail menawarkan peningkatan atomisasi bahan bakar,
sehingga meningkatkan pengapian dan pembakaran dalam mesin.
b) Sistem common rail juga memberikan peningkatan kinerja, menurunkan
konsumsi bahan bakar, dan membuat getaran mesin lebih halus.
c) Waktu pembakaran yang lebih sempurna, sehingga menghasilkan tenaga
mesin yang jauh lebih baik.
Untuk kelemahan dari sistem common rail disini adalah Common rail
membutuhkan bahan bakar jenis minyak diesel performa tinggi seperti
PertaminaDEX atau setaranya. Penggunaan minyak diesel biasa atau
performa rendah dapat membuat injektor mampet-jebol dan pada
penghujungnya mesin mati total, harus turun mesin. Jika tidak terdapat
pertaminaDEX atau setaranya, tindakan preventif yang bisa dilakukan
adalah rajin mengganti filter solar dan mengecek kondisi injektor.
Disisi lain juga, bahan bakar hidrokarbon apapun merknya, apakah
Pertaminadex, Biosolar, Petronas Diesel, Total Diesel,Sheel Diesel, atau
solar yang lainnya, secara kimiawi memiliki kelemahan. Yaitu semakin
lama tersimpan, energi potensialnya turun karena pengaruh berkembang-
biaknya jamur mikroba dan proses oksidasi alam, sehingga hasil
pembakaran tidak sempurna. Parameter menurunnya Energi potensil minyak
diesel dapat dilihat dari: tingginya emisi, asap mengebul hitam, tarikan
jadi berat, dan otomatis konsumsi minyak diesel jadi boros.

5. Perawatan Pada Sistem Common Rail
Beberapa hal yang sebaiknya dilakukan :
a) Menggunakan jenis bahan bakar yang tingkat sulfur solarnya rendah.
Lantaran Sulfur tinggi, bisa menyebabkan endapan pada solar dan akan
menghambat kinerja injektor bertekanan tinggi.
b) Menggunakan filter solar yang orisinal. Filter orisinal sudah
memperhitungkan besaran mikron yang ada pada saringan untuk menyaring
solar yang akan masuk ke dalam rail dan injektor. Ganti filter solar
secara berkala agar kualitas solar selalu terjaga kebersihannya.
c) Memperhatikan indikator Sedimentor. Air merupakan musuh utama pada
saluran bahan bakar solar. Karena bisa menyebabkan karat pada
injektor dan membuat saluran mampat. Jangan menunda menguras
sedimentor ketika indikator sudah menyala.
d) Menjaga kualitas pelumas. Mesin common-rail bekerja pada putaran
cukup tinggi dibandingkan dengan mesin diesel konvensional. Gunakan
pelumas yang sesuai tingkat kekentalannya dan penggantian berkala
sangat perlu dilakukan.
Secara keseluruhan memang tampak perawatan mesin common-rail ini
seperti melakukan perawatan pada mesin bensin. Apalagi, mesin diesel
modern ini kinerjanya sudah diatur oleh sistem manajemen mesin (ECU)
yang bekerja berdasarkan sensor-sensor yang ada di motor diesel.
Hampir bisa dikatakan mesin ini bebas perawatan, sepanjang hal-hal di
atas diikuti dengan baik. Tetapi, meski begitu masih ada pantangan yang
perlu diperhatikan pemilik mobil dengan mesin common-rail diesel itu.
Berikut adalah hal-hal yang sebaiknya dihindari:
a) Memanaskan mesin terlalu lama. Hal ini hanya akan membuat bahan bakar
terbuang percuma. Kinerja mesin sudah dikontrol oleh ECU yang
mengatur suplai bahan bakar dan udara berdasarkan suhu mesin yang ada
dan posisi throttle saat itu. Jadi, cukup hidupkan mesin tak lebih
dari semenit tunggangan pun sudah bisa dikendarai.
b) Membiarkan filter solar kotor terlalu lama. Ini yang perlu
diperhatikan ketika pengguna kerap menggunakan bahan bakar solar yang
kadar sulfurnya tinggi.
c) Demi keselamatan injektor yang harganya tak murah, sebaiknya
mengganti filter solar lebih cepat dari jadwalnya. Misalnya, ketika
disarankan 100 ribu kilometer, untuk penggunaan dengan solar sulfur
tinggi (setara biosolar) sebaiknya diganti tiap 40 ribu kilometer.
d) Mengisi bahan bakar ketika sisa seperempat tangki. Hal ini tak perlu
dilakukan, hingga bahan bakar dalam tangki ludes pun tak perlu
khawatir mesin akan ada 'angin palsu' seperti pada diesel
konvensional.
e) Membiarkan soket kotor. Anggapan mesin diesel lebih tahan air, karena
tidak ada sistem pengapian, untuk jenis common-rail sebaiknya agak
dikesampingkan. Karena mirip dengan mesin bensin yang menggunakan
ECU, banyak sensor yang dipakai untuk mengatur kinerja mesin.
Sebaiknya perhatikan soket terpasang dengan baik, ketika ingin
melakukan off-road.

PENUTUP
1. Kesimpulan
Sistem injeksi common rail adalah sistem injeksi bahan bakar diesel
modern yang penyaluran bahan bakarnya menggunakan pipa rel (rail) dan
pengaturan timing injeksi bahan bakar serta jumlah bahan bakar yang
diinjeksikan menggunakan sistem elektrik terpadu. Pompa Injeksi dengan
menggunakan sistem common rail ini berfungsi untuk mengefisiensikan kerja
dari sebuah pompa injeksi. Common rail akan mengumpulkan tekanan yang
berasal dari pompa sebelum masuk pada nozzle. Bagian utama dari sistem
common rail adalah pre-supply pump, high-pressure pump, high-pressure
accumulator (rail), pressure-control valve, rail-pressure sensor,
injectors, ECU with sensors, pressure-limitter valve, dan flow limiter.
Perbedaan dibanding dengan pompa injeksi lainnya ialah dalam Common rail
ini dihubungkan dengan sistem Electronic Control Unit (ECU). Penggunaan
common rail ini biasanya terdapat pada mobil dengan CC yang kecil.

2. Saran
Teknologi apapun selalu banyak mengalami perubahan, bahkan satu menit
pun kita tidak tahu perkembangan apa yang sedang terjadi diluar sana. Maka
dari itu sudah sepatutnya kita harus selalu beradaptasi dengan perkembangan
teknologi yang cukup pesat ini khususnya dalam dunia otomotif.

-----------------------
Suction

Discharge

Non-return valve

Elecric motor

Saluran pengembali bahan bakar

Fuel filter

Pre-supply pump

Fuel tank

High – pressure pump

Rail (pipa rel)

Pressure-control
valve

Rail –pressure sensor

Saluran tekanan tinggi

Injectors

Commonrail

Recommend Documents