CRI Fuel System

CRI FUEL SYSTEM

PENDAHULUAN  

BAB I

PENDAHULUAN

CRI fuel system merupakan salah satu teknologi fuel system yang dipakai pada engine Komatsu 6D125E-3 series dan engine 6D140E-3 series. Kedua type engine tersebut (6D125E-3 series dan 6D140E-3 series) sudah memenuhi standard emisi gas buang sehingga engine tersebut ramah lingkungan. Dibandingkan dengan fuel system lain, CRI Fuel system mempunyai keunggulan sebagai berikut : a. Penggunaan atau aplikasi yang luas CRI Fuel system dipakai pada light vehicle, alat – alat berat, lokomotiv, kapal laut dsb. b. Tekanan injeksi yang tinggi (High pressure injection) mencapai 1400 bar. c. Awal injeksi yang dapat dirubah – rubah. d. Memungkinkan injeksi bahan bakar ke ruang bakar dapat dibagi dalam beberapa tahap yaitu : Pilot injection, Main Injection dan Post Injection. e. Memenuhi peraturan standard emisi gas buang. Penggunaan CRI Fuel system : a. Engine 6D125E-3 Series :PC400,WA470,HD255 dsb. b. Engine 6D140E-3 Series :PC600,800, WA500,GD825, PC1800,D155A,HD325 dsb. TC Sangatta

1

CRI FUEL SYSTEM

PENDAHULUAN  

Perbandingan antara engine 6D140-2 dengan 6D140E-3 adalah : 1. Electronic control high pressure fuel injection system.

Engine 6D140-2 series menggunakan mechanical governor dengan Jerk type in-line injection pump. Sedangkan engine 6D140E-3 menggunakan Common Rail Injection Fuel system dengan electronic control high pressure fuel injection. Dengan teknologi CRI Fuel system, fuel dapat diinjeksikan dengan pressure sampai dengan 118 MPa (1200 kg/cm2) dari low speed sampai dengan high speed. Electronic control system pada CRI memungkinkan pengontrolan injeksi fuel yang optimal menyesuaikan kecepatan dan beban engine, pengaturan emisi gas buang (exhaust gas), pengaturan fuel consumption dan low noise. Selain untuk mengontrol injeksi fuel system ke ruang bakar, electronic control system  juga berfungsi untuk melindungi engine dari kerusakan. Misalnya water temperature yang tinggi, lubricating pressure yang rendah, fuel pressure yang rendah dsb. 2. Piston

Piston yang dipakai pada engine 6D140E-3 adalah high quality steel casting dengan shaker cooling galley, sedangkan re – entrant combustion chamber masih tetap sama dengan engine 6D140-2 dengan pemuaian material yang minimum. Hasilnya engine tersebut tidak hanya memiliki exhaust gas yang lebih bersih / lebih sehat, warna

TC Sangatta

2

CRI FUEL SYSTEM

PENDAHULUAN  

exhaust gas yang bersih dan fuel consumption yang rendah, tetapi juga high durability dan high reliability. 3. Compression Ratio Compression ratio dinaikkan untuk meningkatkan efisiensi pembakaran, low fuel consumption dan mengurangi emisi dari white smoke (asap putih) pada saat engine di start dalam kondisi dingin. Sebagai tambahannya penggunaan electronic control high pressure fuel injection s ystem dan karakteristik semprotan (spray) injector pada temperature rendah didesain atau dirancang untuk meningkatkan starting performance dan mengurangi emisi white smoke. 4. Turbocharger

1. Blower housing 2. V-band 2. V-band 3. Diffuser plate 4. Center housing 5. Shroud 6. Turbine housing 7. Turbine impeller 8. Seal ring 9. Bearing 10. Thrust bearing TC Sangatta

 A. Intake inlet B. Intake outlet C. Exhaust inlet D. Exhaust outlet E. Oil inlet F. Oil outlet

Specifications Type: Komatsu KTR110L (air-cooled) Overall length: 308mm Overall width: 305mm Overall height: 287mm Weight: 24kg

3

CRI FUEL SYSTEM

PENDAHULUAN  

11. Seal ring 12. Blower impeller

Engine 6D140E-3 menggunakan turbocharger dengan tipe KTR110, yang mempunyai keunggulan high durability dan high performance. Keunggulan dari turbo tipe ini adalah terletak pada saluran supply air resirculation untuk mengontrol kenaikan tekanan udara pada ujung blower dan desain yang high efficiency pada turbin. 5. Piston Cooling Nozzle

Pada generasi engine 6D140E series sebelumnya, hanya terdapat 1 piston cooling nozzle pada masing – masing silinder. Tetapi pada engine 6D140E-3 series menggunakan 2 piston cooling nozzle, hasilnya ketahanan dan umur piston menjadi bertambah, temperature pada bagian bawah piston berkurang, sehingga mencegah TC Sangatta

4

CRI FUEL SYSTEM

PENDAHULUAN  

kenaikan temperature oli yang berlebihan dan juga mencegah proses deteriorisasi pada oli. 6. Silinder Block Silinder block pada engine 6D140E-3 , overall length (panjang keseluruhan), overall width (lebar keseluruhan) dan overall height (tinggi keseluruhan) adalah sama dengan engine 6D140E-3 sebelumnya. Sebagai tambahannya the top surface thickness (ketebalan permukaan atas) cylinder block ditambah untuk menekan terjadinya deformasi setelah pemakaian engine dalam waktu yang lama, sehingga mempermudah proses machining pada saat melakukan rebuild pada engine. Selain itu kekuatan (rigidity) main ribs ditambah sehingga akaan menambah kekuatan , menekan atau mengurangi deformasi dan getaran pada silinder block pada saat dibebani. 7. Under Frame

Pada engine 6D140E-3 terdapat 3 under frame berbentuk balok besi yang dipasang pada permukaan bawah silinder block untuk mengurangi getaran dan noise pada silinder block.

TC Sangatta

5

CRI FUEL SYSTEM

PENDAHULUAN  

8. Fuel Pump

High pressure fuel pump pada engine S6D140E-3 series berfungsi untuk mengalirkan  / memompakan fuel dengan tekanan tinggi ke dalam sistim CRI. Jika dibandingkan dengan FIP, high pressure pump mempunyai ukuran yang lebih kecil dari FIP, ± 1/3 dari ukuran FIP. Fuel pump tersebut mempunyai flange sebagai pengganti dari saddle mount dan terhubung dengan timing gear case. 9. Kapasitas lubrication pump engine S6D140E-3 diperbesar 15% dari lubrication pump engine generasi sebelumnya. Dengan adanya penambahan kapasitas diharapkan dapat menambah relialibilty dan durability dari engine. 10. Air cleaner pada engine S6D140E-3 series juga mengalami modifikasi yaitu dari end face seal type menjadi radial seal type. Modifikasi ini bertujuan untuk mencegah debu masuk kedalam akibat deformasi dari seal tsb. 11. Oil Filter

TC Sangatta

6

CRI FUEL SYSTEM

PENDAHULUAN  

Oil Filter yang dipakai pada engine S6D140E-3 series adalah combination filter yang high performance dan high efficiency. 12. Fuel Filter

Fuel filter pada engine S6D140E-3 series adalah high permonce and high efficiency fuel filter. Untuk lebih lengkapnya lihat pada bahasan fuel filter.

TC Sangatta

7

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

BAB III

FUEL SUPPLY PUMP

Fuel supply pump terletak disisi kiri engine dan digerakan oleh timing gear dengan arah putaran searah dengan putaran engine. Fuel supply pump terdiri dari priming pump, feed pump dan high pressure pump. Fuel supply pump berfungsi untuk menghasilkan fuel bertekanan ke dalam common rail dengan cara mengatur fuel disharge dari fuel pump. Secara umum fuel supply pump terdiri dari low pressure pump dan high pressure pump. Low pressure pump mempunyai tipe internal rotor pump atau trochoid pump yang berfungsi sebagai feed pump. Low pressure pump berfungsi untuk mentransfer fuel dari fuel tank ke kedua high pressure pump. Selain feed pump, fuel supply pump juga mempunyai priming pump yang berfungsi untuk mentransfer fuel dari fuel tank ke high pump dengan cara manual. Biasanya priming pump digunakan pada saat bleeding udara pada fuel system. High pressure pump berfungsi untuk mentransfer fuel ke common rail. Berbeda dengan low pressure pump, high pressure pump mampu mentransfer fuel ke common rail dengan tekanan yang tinggi. High pressure fuel pump digerakan oleh camshaft pada fuel supply pump.

TC Sangatta

34

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

STRUKTUR DAN FUNGSI FUEL SUPPLY PUMP

Pump control valve (discharge amount control valve) terpasang pada masing – masing silinder fuel pump untuk mengatur sistem pemompaan fuel dan mengatur fuel disharge amount (jumlah fuel outlet fuel pump).

TC Sangatta

35

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

Fuel supply pump mempunyai cam dengan 3 buah protusion (cam lobe) sehingga jumlah silinder pada high pressure pump dapat dikurangi menjadi 1/3 dari jumlah silinder engine. Lebih detailnya adalah sebagai berikut :

• • •

2 X putaran crankshaft 1 high pump 2 X putaran cranksaft common rail

= = =

1 X putaran fuel pump drive shaft. 3 cam lobe. 3 X proses pemompaan fuel

ke

Dari pernyataan diatas dapat di ambil kesimpulan bahwa : Dalam 2 X putaran crankshaft akan menghasilkan 6 X langkah pemompaan fuel dari kedua high pump (no.1 dan no.2) ke common rail untuk melayani 6 injector. Jumlah langkah pemompaan fuel ke common rail adalah sama dengan jumlah langkah penginjeksian fuel ke ruang bakar sehingga memungkinkan tercapainya kestabilan pressure pada common rail.

Pemompaan fuel dari high pressure fuel pump ke common rail dibagi menjadi : a. No.1 high pressure pump berfungsi untuk membantu penurunan pressure di common rail pada saat terjadi proses injeksi di silinder no. 1, no.3 dan no.5. b. No.2 high pressure pump berfungsi untuk membantu penurunan pressure di common rail pada saat terjadi proses injeksi di silinder no. 2, no.4 dan no.6.

TC Sangatta

36

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

FEED PUMP (LOW PRESSURE FUEL PUMP)

Feed pump assembly terletak pada fuel supply pump assembly. Feed pump berfungsi untuk mentransfer fuel dari fuel tank ke high pressure pump chamber. Rotor pada feed pump digerakkan oleh camshaft. Pada saat inner rotor berputar, fuel dari fuel tank dihisap oleh feed pump pada sisi suction dan dipompakan ke high pressure chamber melalui sisi discharge tergantung dari perubahan ukuran atau celah antara inner dan outer rotor. Tipe feed pump yang terpasang pada fuel supply pump adalah internal rotor pump. Internal rotor pump merupakan variasi dari internal gear pump dengan beberapa perbedaan. Internal rotor pump mempunyai lobe sebagai pengganti teeth pada internal gear pump. Pada internal rotor pump, inner rotor dan outer ring mempunyai selisih satu lobe.

TC Sangatta

37

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

Outer ring mempunyai lobe yang lebih banyak dibandingkan dengan inner rotor. Bentuk lobe dibentuk sedemikian rupa sehingga ujung dari kedua lobe akan selalu contact dengan permukaan permukaan bagian dalam pada outer ring. ring. Kondisi tersebut akan akan menahan fuel kearah yang berlawanan pada saat inner rotor dan outer ring bersinggungan, sehingga fuel tidak bocor bocor atau tidak kembali lagi ke sisi inlet.

HIGH PRESSURE FUEL PUMP Fuel supply pump terdiri dari 2 high pump yaitu NO.1 High Pressure Pump (yang paling dekat dengan fuel supply pump drive gear) dan NO.2 High Pressure Pump. High pressure pump adalah fuel pump dengan tipe piston pump yang berfungsi untuk mengalirkan fuel dari low pressure circuit menuju ke common rail.

TC Sangatta

38

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

High pressure pump terdiri dari pump housing, plunger, plunger spring, lower spring seat, upper spring seat, tappet dan delivery valve. Dengan adanya cam lobe pada camshaft, gerakan berputar dari camshaft (recirculating) akan dirubah menjadi gerakan naik turun pada plunger (reciprocating) oleh tappet. Gerakan naik turun dari plunger tersebut akan memompakan fuel dari low pressure circuit menuju ke common rail. Delivery valve terletak pada sisi outlet high pressure pump. Prinsip kerja komponen tersebut sama dengan dengan prinsip prinsip kerja kerja check valve. Komponen ini ini berfungsi berfungsi untuk mencegah aliran balik fuel dari common rail ke plunger.

PCV (Pressure Control Valve)

PCV terletak disisi atas pada fuel supply pump. PCV berfungsi untuk mengatur besarnya tekanan fuel pada common rail dengan cara mengatur jumlah fuel dari fuel supply pump yang akan dialirkan ke common rail. PCV terdiri coil, valve, inti besi, dan spring. PCV valve mempunyai tipe normally open, artinya pada saat coil Belem dialiri arus listrik (OFF) kondisi valve terbuka karena gaya dari spring. Controller memberikan arus ON-OFF (digital) untuk mengaktifkan atau menonaktifkan EPC solenoid. Pada saat coil pada PCV dialiri arus listrik dari controller, inti besi akan menjadi magnet. Gaya magnet dari inti besi akan menarik valve melawan gaya dari spring sehingga pada saat kondisi tersebut saluran pengisian (supply) fuel yang menuju plunger menjadi tertutup oleh valve.

TC Sangatta

39

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

Banyaknya fuel yang dialirkan dari suplly pump ke common rail tergantung dari lamanya arus listrik yang dialirkan ke PCV. Semakin lama PCV tersebut aktif (ON) maka semakin banyak jumlah fuel yang dialirkan ke common rail atau sebaliknya.

A. Selama plunger bergerak turun, PCV valve terbuka, fuel bertekanan rendah (low pressure masuk melalui PCV dan dihisap masuk ke plunger chamber.

TC Sangatta

40

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

B. Meskipun plunger sudah memasuki langkah naik (up stroke), controller masih tetap belum mengalirkan arus listrik ke PCV valve, akibatnya posisi PCV valve masih dalam keadaan terbuka, pressure fuel tidak mengalami kenaikan karena fuel di chamber kembali atau berhubungan dengan saluran supplai. Pada saat kondisi tersebut delivery valve masih dalam kondisi menutup.

TC Sangatta

41

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

C. Ketika controller mengalirkan arus listrik ke PCV valve dengan (waktu) timing yang disesuaikan dengan kebutuhan jumlah fuel yang diinginkan, saluran return (return passage) ditutup sehingga pressure pada plunger chamber menjadi naik. Apabila kenaikan pressure pada plunger chamber sudah sesuai dengan setting pressure delivery valve, delivery valve akan terbuka dan fuel mengalir ke common rail. Dengan kata lain, langkah naik dari plunger dan kapan waktu PCV valve tersebut tertutup akan menentukan jumlah fuel yang dialirkan ke common rail. Dengan merubah waktu (timing) tertutupnya PCV valve (plunger prestroke) oleh controller, maka jumlah fuel yang dialirkan ke common rail juga berubah, sehingga fuel pressure pada common rail akan selalu s elalu dapat diatur atau dicontrol.

d. Ketika camlobe telah melewati maximum lift, plunger memasuki langkah turun (down stroke), pressure pada plunger chamber turun (drop). Pada saat kondisi tersebut delivery valve menjadi tertutup sehingga tidak ada fuel yang dialirkan ke common rail. Controller juga memutus arus listrik ke PCV sehingga PCV valve menjadi terbuka dan fuel bertekanan rendah (low pressure fuel) dihisap masuk ke plunger chamber atau dengan kata lain kembali ke k ondisi yang sama dengan saat langkah A.

TC Sangatta

42

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

Banyaknya jumlah fuel disharge berbanding lurus dengan luas penampang plunger dan langkah (stroke) dari plunger. Jumlah fuel disharge dirumuskan sebagai berikut : Q = ∏ d2 (H-h) 4 Dimana :

H= h =

Panjang langkah maksimal plunger. Panjang langkah langkah antara antara PCV valve tertutup tertutup sampai dengan maksimal stroke plunger. d = Diameter plunger.

OVERFLOW VALVE

Overflow valve berfungsi untuk membatasi tekanan fuel supply pada low pressure circuit. Valve tersebut menghubungkan antara saluran fuel supply high pump dengan saluran return (drain). TC Sangatta

43

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

FUEL SUPPLY PUMP CONNECTION

TC Sangatta

44

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

FUEL PUMP NO FORCE FEED Fuel pump no force feed adalah error code yang terjadi pada engine yang terdeteksi oleh controller. Error tersebut terjadi apabila suplly dari fuel supply pump rendah sehingga fuel pressure pada common rail menjadi rendah. Code errornya adalah [E-7b] [Fuel supply pump non-force feed 1] dan [E-7C] [Fuel supply pump non-force feed 2 ]. Apabila Prosedur pengecekannya adalah sebagai berikut :

TC Sangatta

45

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

Dari prosedur diatas dapat disimpulkan bahwa : Penyebab terjadinya error tersebut diakibatkan oleh : 1. Fuel yang dipakai tidak sesuai dengan yang direkomendasikan. 2. Kebocoran pada fuel piping. 3. Tekanan fuel pada low pressure circuit terlalu rendah. Tekanan fuel pada low pressure circuit rendah dapat diakibatkan oleh : - Fuel level pada fuel tank terlalu rendah. - Kevacuman pada fuel tank. - Kebocoran atau kebuntuan fuel supply hose antara fuel tank dan inlet fuel supply pump. - Kebuntuan pada fuel filter. - Kebocoran fuel pada silinder head (Engine oil pada oil pan bercampur dengan fuel). - Kerusakan pada feed pump. Standard fuel pressure pada low pressure circuit : 0.15 – 0.3 MPa (1.5 – 3 kg/cm2). 4. Kerusakan pada pressure limiter sehingga fuel pada common rail mengalir ke drain melalui pressure limiter dan mengakibatkan fuel pressure pada common rail menjadi rendah. Standard jumlah fuel drain pada pressure limiter adalah : Maksimal 10 cc/min 5. Kerusakan pada PCV. Untuk memastikan kerusakan pada system PCV dapat dilakukan dengan prosedur berikut : a. Lepas connector salah satu PCV high pressure pump. b. Start engine dan check apakah engine mati dengan kondisi engine bekerja menggunakan satu PCV. Apabila engine tersebut mati maka lakukan prosedur sebagai berikut : A. Trouble shooting step  E70 Excess current in fuel supply pump PCV 1 atau E71 Excess current in fuel supply pump PCV 2

TC Sangatta

46

CRI FUEL SYSTEM

•

•

FUEL SUPPLY PUMP 

Resistance PCV solenoid terlalu rendah dari standard. Standard resistance PCV solenoid adalah 2.3 – 5.3 Ω Terjadi short circuit pada PCV wiring harness atau pada PCV solenoid.

B. Trouble shooting step E74 Disconnection in fuel supply pump PCV1 sys tem atau E75 Disconnection in fuel supply pump PCV2 system.

•

•

Coil pada PCV solenoid putus atau resistance nya melebihi standard. Standard resistance PCV solenoid adalah 2.3 – 5.3 Ω Wiring harness PCV dari controller ke PCV PCV solenoid terputus. terputus.

 Jika langkah trouble shooting diatas sudah dilakukan dan tidak ada error ( E70   E70    , E71    , E74    dan E75    ) pada controller maka telah terjadi kerusakan pada fuel supply  pump.  pump.  Jika langkah trouble shooting diatas dan timbul error ( E70   E70    , E71    , E74    dan E75    ) pada controller maka telah terjadi kerusakan pada electrical system PCV . Apabila engine tersebut tidak mati (bisa distart) maka lakukan langkah sebagai berikut : A. Pengukuran injector spill. Prosedur pengukuran fuel spill adalah sebagai berikut : a. Lepas hose yang menghubungkan return fuel yang terletak pada bagian belakang engine. b. Hubungkan hose tersebut ke dalam penampungan (gelas ukur). c. Start engine, stall engine sesuai dengan kecepatan pada table dibawah ini, kemudian ukur jumlah fuel yang keluar pada saluran spill/return tersebut selama 1 menit. LIMIT JUMLAH FUEL SPILL/RETURN (TOTAL 6 SILINDER)

STALL SPEED (rpm) 1600 1700 1800 1900 2000 TC Sangatta

SPILL LIMIT (cc/min) 960 1020 1080 1140 1200 47

CRI FUEL SYSTEM

FUEL SUPPLY PUMP 

 Jika pengukuran diatas telah dilakukan dan hasil pengukuran tersebut sesuai dengan Standard, maka kerusakan terjadi pada common rail  pressure sensor   (kesalahan pembacaan pada common rail pressure sensor, meskipun nilai tegangan pada common rail pressure sensor sesuai standard dan tidak terjadi short circuit maupun disconnection pada wiring harness common rail pressure sensor).  Jika pengukuran diatas tidak sesuai dengan standard maka kerusakan terjadi pada injector .

TC Sangatta

48

CRI FUEL SYSTEM

COMMON RAIL

BAB I

COMMON RAIL

Common rail terletak pada sisi kiri engine. Common rail berfungsi untuk mendistribusikan fuel bertekanan bertekanan tinggi tinggi yang dihasilkan oleh high pressure pump ke injector pada masing – masing silinder. Common rail assembly dilengkapi dengan common rail fuel pressure sensor, flow damper dan pressure limiter. Outlet dari common rail berupa flow damper yang dihubungkan dengan piping ke masing – masing injector. Outlet dari pressure limiter berhubungan dengan fuel tank.

TC Sangatta

34

CRI FUEL SYSTEM

COMMON RAIL

FLOW DAMPER VALVE

Flow damper valve berfungsi untuk meredam turun naiknya fuel pressure pada fuel piping. Selain itu flow damper valve berfungsi untuk mengalirkan fuel dengan pressure yang stabil/konstan ke injector. Jika ada fuel yang mengalir ke injector berlebihan, komponen ini akan berfungsi untuk memutus aliran fuel dan mencegah aliran fuel yang tidak normal.

Jika aliran fuel ke injector tidak normal, tekanan dari fuel akan mendorong piston, kemudian piston mendorong ball sampai ball tersebut contact dengan seatnya. Akibatnya aliran fuel dari common rail yang menuju ke injector menjadi terputus.

TC Sangatta

35

CRI FUEL SYSTEM

COMMON RAIL

PRESSURE LIMITER

Pressure limiter terletak pada common rail assembly. Pressure limiter berfungsi untuk membatasi tekanan fuel pada common rail. Control valve ini terdiri dari housing, ball, spring, body dan guide. Setting pressure dari pressure limiter adalah 140 MPa (1430 kg/cm2).

Pada saat tekanan fuel pada common rail masih normal (dibawah 140 MPa), Saluran inlet pada pressure limiter masih dalam keadaan tertutup oleh ball. Pada kondisi tersebut, ball tertekan oleh guide yang didorong oleh spring. Pada saat tekanan fuel fuel pada common rail melebihi 140 Mpa, tekanan fuel fuel akan mendorong ball kemudian mendorong guide melawan spring. Akibatnya sebagian fuel common rail akan dialirkan ke saluran return. Ketika pressure pada common rail turun menjadi 30 Mpa (310 kg/cm 2), guide akan mendorong ball untuk menutup saluran inlet pressure limiter valve. Sehingga pressure didalam common rail selalu terjaga.

TC Sangatta

36

CRI FUEL SYSTEM

COMMON RAIL

COMMON RAIL PRESSURE SENSOR Common rail pressure sensor terpasang pada common rail. Pressure sensor ini berfungsi untuk mengukur besarnya tekanan tekanan fuel pada common rail dan kemudian memberi memberi informasi ke controller. Lihat bahasan electrical system.

Common Rail Fuel High Pressure Abnormality Common rail fuel pressure abnormality adalah suatu error yang terbaca oleh controller apabila terjadi ketidaknormalan fuel pressure pada common rail. Error ini terdeteksi oleh common rail pressure sensor dan memberikan informasi ke controller. E7A  (Common   (Common rail fuel high pressure abnormality 1) dan E79 (Common rail fuel high pressure abnormality 2). Apabila error tersebut terjadi, maka prosedur penanganannya adalah sebagai berikut :

TC Sangatta

37

CRI FUEL SYSTEM

COMMON RAIL

Dari langkah tersebut diatas, dapat disimpulkan error atau trouble tersebut terjadi karena : 1. Error lain yang timbul bersamaan dengan error tersebut pada CRI fuel system. Maksudnya adalah error tersebut timbul akibat dari error yang lain. 2. Ketidak sesuaian spesifikasi fuel yang dipakai dengan yang direkomendasikan oleh Komatsu. 3. Kebocoran fuel pada overflow valve piping. Periksa kebocoran fuel pada overflow piping dengan mengoperasikan priming pump. 4. Ketidaknormalan pada overflow valve system. Periksa kondisi spring, seat dan ball overflow valve. 5. Ketidaknormalan pada pressure limiter valve piping. Periksa kebocoran fuel pada piping dengan kondisi engine running. 6. Common rail pressure sensor atau common rail pressure sensor wiring harness abnormal.

 –

7. Pressure limiter abnormal. Jika langkah trouble shooting E77 diatas telah dilakukan dan tidak ada error yang timbul, maka kerusakan terjadi pada pressure limiter.

TC Sangatta

38

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

BAB IV

CRI INJECTOR

STRUKTUR DAN FUNGSI CRI INJECTOR

TC Sangatta

34

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

Injector terdiri dari conventional nozzle, 2 way magnetic valve, hydraulic piston, dan orifice yang berfungsi untuk mengatur fuel injection ratio. Injector berfungsi untuk menginjeksikan bahan bakar bertekanan tinggi dari common rail ke dalam ruang bakar sesuai dengan timing, jumlah bahan bakar, injection ratio dan spray (semprotan) injector. CRI injector menggunakan TWV (Two Way electromagnetic Valve) yang dicontrol secara elektrik oleh ECU. Valve ini berfungsi untuk mengatur tekanan dalam control chamber yang bertujuan untuk mengatur awal dan akhirnya suatu proses injeksi. Orifice pada injector berfungsi untuk mengatur sudut pembukaan nozzle untuk mengontrol fuel injection ratio. Hydraulic piston berfungsi untuk meneruskan tenaga ke needle valve pada nozzle tergantung takanan pada control chamber. Nozzle berfungsi untuk menyemprotkan (spray) fuel ke dalam ruang bakar.

Gambar CRI Injector

TC Sangatta

35

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

OPERATION Two Way Valve (TWV) pada injector terdiri dari inner valve (fixed) (4) dan outer valve (variable) (3). Komponen tersebut terpasang dalam satu shaft. Dan membentu inner dan outer seat, dan pada saat TWV ON atau OFF salah satu dari kedua seat menjadi terbuka. A. No Injection of Fuel

Gambar NO NO Injection Of Fuel

Pada saat tidak ada arus yang mengalir ke solenoid, outer valve (3) terdorong ke bawah oleh valve spring dan fuel pressure, dan outer seat (50) tertutup. Tekanan fuel yang tinggi dari common rail akan bekerja pada control chamber (7), sehingga nozzle (8) tertutup dan tidak ada proses injeksi fuel ke ruang bakar.

TC Sangatta

36

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

B. Awal Fuel di Injeksikan

Gambar Start of Fuel Injection Pada saat arus listrik dari ECU mengalir ke Two Way Valve (TWV), outer valve (3) tertarik ke atas oleh gaya elektromagnetik sehingga outer seat (5) menjadi terbuka. Hasilnya fuel mengalir dari control chamber melewati orifice (2) dan (6), dan nozzle needle terangkat / terbuka dan fuel di injeksikan k e ruang bakar. Akibat dari kerja orifice (2) dan (6), fuel injection ratio akan naik secara bertahap. Jika arus listrik terus dialirkan ke solenoid , maka akan didapat injection ratio yang maksimum.

TC Sangatta

37

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

C. Akhir Injeksi

Gambar. Completion of Fuel Injection

Ketika arus listrik dari ECU menuju ke solenoid di hentikan, Two Way Valve menjadi berhenti, outer valve (3) turun ke bawah oleh gaya valve spring dan fuel pressure. Akibatnya outer seat (5) tertutup. Pada saat kejadian itu, fuel dengan tekanan tinggi dari common rail bekerja pada control chamber, sehingga nozzle tertutup dengan tiba – tiba. Proses injeksi fuel ke ruang bakar menjadi berhenti / stop.

TC Sangatta

38

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

Remove Injector 1. Lepas cylinder head cover.

2. Lepas rocker arm assy.

3. Lepas fuel high-pressure tube (3), kemudian lepas injector wiring harness security clamp (4), injector wiring harness (5) dan fuel injector (6).

TC Sangatta

39

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

Install Injector Sebelum melakukan pemasangan injector ke silinder head, pastikan bagian dalam injector sleeve bebas dari kotoran. 1. Pasang gasket dan O – Ring ke injector, kemudian lapisi dengan oli SAE 30.

2. Pasang holder (2) pada injector (1), kemudian pasang injector beserta holdernya dengan posisi injector connection mengarah ke lubang high pressure pipe.

3. Lapisi permukaan spherical (cembung) dengan engine oil, pasang ball washer dan holder (2) ke bolt (3) kemudian kencangkan sementara. Pasang high pressure sleeve (4) pada lubang high pressure pipe dan kencangkan sementara, kemudian di sejajarkan dengan injector (5). Kemudian pasang holder dan kencangkan bolt (3) dengan torque 58.8 – 73.5 Nm (6.0 – 7.5 kgm). Setelah mengencangkan holder, lepas high pressure pipe sleeve dan pasang injector yang lain dengan prosedur diatas.

TC Sangatta

40

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

Pemeriksaan Injector Piping

Pada saat memasang high pressure pipe, periksa secara visual longitudinal split ” b ” b”, pit ” c” atau tingkat keausan ” d” (ujung dari dari taper seal adalah 2 mm dari ujung). Dapat diraba dengan ujung kuku pada bagian yang kerucut (taper). Apabila ditemukan kerusakan pada high pressure pipe, maka ganti high pressure pipe.

Injector Electrical System Injector pada CRI fuel system terdiri dari solenoid dan valve assembly. Solenoid tersebut diaktifkan oleh arus listrik dari controller dengan tegangan tinggi (110 – 130V). Normalnya tegangan tinggi dari controller ke injector terjadi pada saat engine running. Pada saat engine stop, dan starting key ON atau OFF output tegangan tinggi dari controller berhenti (OFF).

BERBAHAYA !!!  !!!  Jika tegangan tinggi disentuh secara langsung, perhatikan prosedur berikut ini saat melakukan inspeksi pada injector atau injector wiring harness. 1. Injector wiring harness tegangan tinggi dari controller adalah sebagai berikut : a. Controller connector : CN6 dan CN7 b. Intermediate connector : EC1 c. Injector connector : IJ1, IJ2, IJ3, IJ4, IJ5 dan IJ6 d. Terminal pada injector head (didalam head cover)

TC Sangatta

41

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

2. Posisikan starting key OFF sebelum diposisikan ke posisi start ketika melakukan disconnect atau connect wiring harness connector yang dilalui tegangan tinggi. 3. Pada saat memasang T adapter (harness checker) pada connector – connector yang dialiri arus listrik tegangan tinggi selalu posisikan starting switch ke posisi OFF sebelum start. Injector Electrical Standard

Pengukuran yang dilakukan pada injector CRI Fuel system adalah pengukuran resisstance (tahanan) solenoid. Berikut ini adalah standard pengukuran tahanan pada injector :

Pengoperasian Reduced Cylinder Mode Mengoperasikan Reduced Cylinder Mode berarti mengatur atau menset satu atau lebih injector pada silinder menjadi kondisi NO INJECTION (tidak injeksi) secara elektrik pada saat engine dalam kondisi running. Apabila mode tersebut dioperasikan maka controller akan memutus arus listrik ke injector sehingga tidak terjadi injeksi bahan bakar dan tidak terjadi pembakaran pada silinder tersebut.

TC Sangatta

42

CRI FUEL SYSTEM

CRI INJECTOR 

Berikut ini adalah fungsi dari operasi Reduced Cylinder Mode : 1. Operasi Reduced Cylinder Mode digunakan ketika salah satu silinder pada engine terjadi pembakaran yang tidak normal atau tidak terjadi pembakaran sama sekali. Operasi ini untuk mengetahui silinder yang tidak bekerja normal. 2. Dengan operasi Reduced Cylinder Mode, apabila t idak terjadi perubahan engine speed dan output engine baik pada saat kondisi normal maupun pada saat silinder yang injector di set ke NO INJECTION, maka dapat dipastikan bahwa silinder tersebut bermasalah atau abnormal. Berikut ini adalah beberapa kemungkinan penyebab terjadinya ketidaknormalan tersebut : - Kebocoran pada gasket silinder head. - Injeksi bahan bakar yang tidak sempurna oleh injector. - Kerusakan pada piston, ring piston atau silinder liner. - Kerusakan pada mekanisme valve. - Kerusakan pada electric system.

PENGUKURAN FUEL SPILL Pengukuran fuel spill dilakukan apabila diduga terjadi ketidaknormalan pada sistem transfer fuel supply pump ke common rail (fuel pressure pada common rail terlalu rendah). Apabila kondisi tersebut diatas terjadi, akan muncul error E-7b  (Fuel supply pump non-force feed 1) dan atau E7c  (Fuel supply pump non-force feed 2). Untuk itu diperlukan pengukuran fuel spill pada injector. Prosedur pengukuran fuel spill adalah sebagai berikut : a. b. c.

Lepas hose yang menghubungkan return fuel yang terletak pada bagian belakang engine. Hubungkan hose tersebut ke dalam penampungan (gelas ukur). Start engine, stall engine sesuai dengan kecepatan pada table dibawah ini, kemudian ukur jumlah fuel yang keluar pada saluran spill/return tersebut selama 1 menit.

LIMIT JUMLAH FUEL SPILL/RETURN (TOTAL 6 SILINDER)

STALL SPEED (rpm) 1600 1700 1800 1900 2000

TC Sangatta

SPILL LIMIT (cc/min) 960 1020 1080 1140 1200

43

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

BAB I

ELECTRICAL SYSTEM

Electrical system pada CRI fuel system berfungsi untuk mengatur pembakaran engine dengan cara mengatur mengatur fuel system. Pengaturan Pengaturan tersebut diolah oleh engine controller controller (ECM) berdasarkan input dari tiap – tiap sensor yang terpasang pada engine. Selain itu electrical system engine berfungsi untuk mencegah kerusakan engine dengan cara memonitor seluruh sistem vital engine seperti cooling system, temperature system. Pada pembahasan ini, electrical system engine dibagi menjadi :

A. Power source. B. Input, yang terbagi atas : • Temperature sensor, • Pressure sensor. • Position sensor • Speed sensor. C. Process D. Output, yang terbagi atas. • Actuator. E. Datalink atau network system.

TC Sangatta

34

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

POWER SOURCE

ECM bekerja dengan tegangan 24 V. Power source (sumber tegangan) terdiri dari 2, yaitu ON Signal dari terminal ACC starting switch dan Power Source (24 V). Cara kerjanya, pada saat starting switch di posisikan ON, maka arus listrik dari (+) battery terhubung terhubung dengan terminal ACC starting switch. Dari terminal ACC, aliran listrik dibagi menjadi dua jalur, kepada saat starting switch di ON, maka relay menjadi ON, sehingga arus listrik dari fuse mengalir ke controller.

SPEED SENSOR

Speed sensor pada CRI fuel system terdiri dari 3 macam, yaitu ; a. G revolution sensor dan b. NE revolution sensor. Pada dasarnya ketiga macam sensor diatas mempunyai cara kerja yang sama. Perbedaannya terletak pada object yang disensor. Engine speed sensor berfungsi untuk mengukur putaran engine dengan cara menyensor pergerakan teeth pada flywheel. G sensor berfungsi untuk mengukur atau mengetahui posisi langkah tiap – tiap silinder. G sensor akan menyensor pergerakan disc dan notch pada fuel suplly pump cam shaft. Ne sensor berfungsi untuk mengukur atau mengetahui sudut pergerakan crankshaft dengan cara menyensor hole yang terletak pada sisi bagian dalam flywheel.

TC Sangatta

35

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

NE REVOLUTION SENSOR

NE revolution sensor (crank angle sensor) terletak pada flywheel housing. Sensor ini berfungsi untuk membaca sudut pergerakan crankshaft dengan menyensor lubang yang terdapat pada bagian dalam flywheel.

TC Sangatta

36

ELECTRICAL SYSTEM 

CRI FUEL SYSTEM

Pada flywheel, setiap 7,5 0 terdapat lubang. 3600 = 48 lubang 7.50 Tetapi ada 3 tempat pada flywheel yang tidak mempunyai lubang. 48 lubang – 3 lubang = 45 lubang Jadi total lubang yang terdapat pada flywheel adalah 45 lubang. 45 lubang. Sehingga setiap 2 kali putaran, maka sinyal outputnya menjadi 90 pulsa. Pada dasarnya cara kerja dari NE revolution sensor sama dengan engine speed sensor. Output dari NE revolution sensor berupa sinyal AC seperti yang terlihat pada gambar berikut :

Berikut ini adalah wiring diagram NE revolution sensor

SNE (male) Between (1) and (2) Between (1)(2) and ground

Resistance value 85 – 210 Ώ Min. 1 M Ώ

Apabila terjadi terjadi ketidaknormalan pada NE NE revolution sensor akan mengakibatkan : a. Output engine akan berkurang (engine low power) apabila yang terjadi hanya E – 1b (abnormality in NE revolution sensor system). b. Engine akan mati dan tidak bisa start apabila yang terjadi E – 1b dan diikuti dengan error E – 1C (abnormality in G revolution sensor system).

TC Sangatta

37

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

G Revolution Sensor (Cylinder Judgement Sensor)

G revolution sensor terletak pada high pressure pump. Sensor ini berfungsi untuk membaca pergerakan pergerakan dari disc pada fuel pump shaft. Disc tersebut mempunyai teeth dan notch (alur) seperti pada gambar dibawah. Notch tersebut akan bertemu dengan G revolution sensor setiap 1200  putaran crankshaft. Sebagai tambahannya terdapat satu teeth pada satu titik. Sehingga pada disc tersebut terdapat 7 teeth dan 7 notch. Jadi setiap 2 kali putaran crankshaft (720 0), G revolution sensor akan menghasilkan 7 pulsa.

Sama dengan NE sensor dan Engine speed sensor, G sensor juga mengeluarkan output berupa tegangan AC. Berikut ini adalah grafik output dari G revolution sensor :

TC Sangatta

38

CRI FUEL SYSTEM

SG (male) Between (1) and (2) Between (1)(2) and ground

ELECTRICAL SYSTEM 

Resistance value 1.4 k – 3.5 k Ώ Min. 1 M Ώ

Dari kedua sensor G revolution sensor dan NE revolution sensor akan menentukan silinder no.1 yang selanjutnya akan memberikan informasi ke controller silinder nomor berapa yang akan di injeksikan. Kombinasi dari G revolution sensor dan NE revolution sensor dapat disebut sebagai pengganti cam shaft lobe injector. Dari kedua grafik G dan NE sensor akan di dapat grafik sebagai berikut :

TC Sangatta

39

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

Water Temperature Sensor

Water temperature sensor terletak pada thermostat housing. Water temperature sensor berfungsi untuk membaca temperature cooling system dan memberikan informasi tersebut ke controller. Temperature sensor merupakan thermistor yang nilai tahanannya berubah setiap perubahan suhu. Semakin tinggi temperature cooling system, maka semakin rendah nilai tahanan pada thermistor. Controller akan membaca perubahan tegangan yang terbagi pada resistor di dalam controller dan thermistor.

Temperature sensor pada CRI fuel system terdiri dari dua sensor yaitu : a. High temperature sensor. b. Low temperature sensor.

TC Sangatta

40

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

Kedua tipe temperature sensor memiliki nilai tahanan yang berbeda dan connector yang berbeda.

High Temperature Sensor System

TWH (male) Between (1) and (2) Between (1)(2) and ground

Resistance value 90 k – 3.5 Ώ . Min. 1 M Ώ .

Apabila terjadi ketidaknormalan pada water high temperature sensor system akan terjadi error E-34. Apabila error tersebut terjadi, kondisi engine tetap normal, controller mengirim signal output ke unit (monitor panel) dengan nilai yang tetap pada 90 0C.

Low Temperature Sensor System

TWL (male) Between (A) and (B) Between (A) and ground

TC Sangatta

Resistance value 9 k – 0.3 k Ώ . Min. 1 M Ώ .

41

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

Apabila terjadi ketidaknormalan pada water low temperature sensor system akan terjadi error E–6A . Apabila error tersebut terjadi, akan mengakibatkan gas buang berwarna putih pada saat temperature cooling system masih rendah (dibawah temperature kerja), selain itu juga dapat mengakibatkan engine sulit start pada saat temperature cooling system masih rendah. Error E-23 muncul apabila terjadi overheating pada cooling system engine.

FUEL TEMPERATURE SENSOR

Fuel temperature sensor terletak pada sebelah kiri engine. Fuel temperature sensor berfungsi untuk mengetahui temperature fuel system pada engine.

Karakteristik fuel temperature sensor sama dengan karakteristik water temperature temperature yaitu semakin tinggi temperature fuel maka hambatan (resistance) pada thermistor semakin rendah. Controller akan membaca perubahan tegangan yang terbagi pada resistor di dalam controller dan thermistor.

TC Sangatta

42

CRI FUEL SYSTEM

TFL (Male) Between (A) and (B) Between (A) and ground

ELECTRICAL SYSTEM 

Resistance value 9 k – 0.3 k Ώ . Min. 1 M Ώ .

Apabila terjadi ketidaknormalan pada fuel temperature sensor maka akan muncul error E-3d.

THROTTLE SENSOR SYSTEM

Throttle control system berfungsi untuk mengetahui untuk power engine berdasarkan keinginan operator. Throttle sensor yang dipakai pada engine 6D140E-3 atau 6D125E-3 terdiri dari dua tipe yaitu : a. Accelerator pedal (with Idle Validation Switch). b. Fuel control dial. Kedua tipe throttle sensor tersebut sama – sama menggunakan potensiometer sebagai sensornya. Seperti yang telah kita ketahui bahwa potensiometer memiliki 3 terminal yaitu : power (4,6 – 5,4 V), signal dan ground. Ketiga terminal tersebut terhubung dengan controller.

TC Sangatta

43

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

Pada saat accelerator pedal ditekan atau fuel control dial diputar, maka posisi potensiometer menjadi berubah. Perubahan posisi potensiometer mengakibatkan perubahan resistance atau hambatan yang juga sebanding dengan perubahan tegangan. Perubahan tegangan ini dibaca oleh controller untuk menentukan pengaturan fuel. Apabila terjadi ketidaknormalan pada potensiometer (error E-31) maka controller : a. Membaca 100% throttle signal (engine speed akan di set ke kondisi high idle) apabila error yang muncul hanya error E-31 . b. Membaca 0% throttle signal (engine speed akan di set ke kondisi low idle ) apabila error yang muncul error E-31 dan diikuti dengan E-24 (Drop in engine oil pressure) dan E-36 (Abnormality in engine oil pressure switch).

Accelerator Pedal

TC Sangatta

44

ELECTRICAL SYSTEM 

CRI FUEL SYSTEM

Table 1 TS (male) Between (1) and (3) Between (2) and (1) Between (2)(3) and ground

Resistance value 4.0 k – 6.0 k Ώ 0.5 – 2.7 k Ώ Min. 1 M Ώ

Table 2 TS (male) Between (4) and (11) Between (6) and (11) Between (4)(6) and ground

Resistance value 4.0 k – 6.0 k Ώ 0.5 – 2.7 k Ώ Min. 1 M Ώ

Fuel Control Dial

Table 1 TS (male) Between (1) and (3) Between (2) and (1) Between (2)(3) and ground

Resistance value 4.0 k – 6.0 k Ώ 0.5 – 2.7 k Ώ Min. 1 M Ώ

Table 2 TS (male) Between (4) and (11) Between (6) and (11) Between (4)(6) and ground

Resistance value 4.0 k – 6.0 k Ώ 0.5 – 2.7 k Ώ Min. 1 M Ώ

Idle Validation Switch. Idle validation switch adalah switch yang terdapat pada accelerator pedal yang berfungsi untuk menentukan apakah accelerator sedang ditekan atau tidak. Input signal ke controller berupa signal digital.

TC Sangatta

45

CRI FUEL SYSTEM

ELECTRICAL SYSTEM 

Pada saat accelerator pedal tidak ditekan maka signal voltage ke controller adalah signal 2. Tegangan signal ke controller adalah 15 – 30 V (signal 2). Pada saat accelerator pedal ditekan maka signal voltage ke controller adalah signal 3. Tegangan signal ke controller adalah 0 – 1 V (signal 3).

TC Sangatta

46