SGD Electronic Engine - Revise.pdf

Training Center Cileungsi Jl. Raya Narogong KM. 19 Cileungsi – Bogor 16820 Phone

: +62218233361

Fax

: +62218233360

Trakindo Utama Training Center Service Technician Module TT027

Electro Electro nic Engine

Diterbitkan oleh Training Center Dept. PT Trakindo Utama Jl. Narogong Raya Km. 19 Cileungsi, Bogor – Indonesia 16820 Versi 1.0, 2008 Hak Cipta © 2008 PT Trakindo Utama, Indonesia Hak cipta dilindungi oleh undang-undang. Reproduksi dari setiap bagian buku ini tanpa izin dari pemilik hak cipta adalah melanggar hukum. Permohonan izin atau informasi lebih lanjut harus dialamatkan ke Manajer, Training Center Dept. Trakindo Utama, Indonesia. Indonesia. Materi pokok ini dikeluarkan oleh PT Trakindo Utama dengan pengertian bahwa: •

•

Trakindo Utama, para para karyawan, karyawan, penerbit, penerbit, atau orang lain lain yang terlibat dalam dalam persiapan persiapan penerbitan ini menyatakan tidak bertanggung jawab atas semua bentuk perjanjian, pelanggaran hukum, atau bentuk pertanggung jawaban lainnya kepada siapa pun (pembeli terbitan terbit an ini atau bukan) yang berhubungan dengan penerbitan ini dan setiap konsekuensi yang timbul dari penggunaannya, termasuk penghapusan seluruh atau setiap bagian dari isi terbitan ini oleh siapa pun. Trakindo Utama menyatakan tidak bertanggung jawab kepada siapa pun dalam hal apa pun, dan konsekuensi dari apa pun yang dilakukan atau dihapus oleh orang yang dipercaya, baik seluruhnya maupun sebagian, terhadap seluruh atau bagian dari isi materi pokok ini.

Ucapan Terima Terima Kasi h Kami mengucapkan terima kasih kepada Keluarga Besar Trakindo atas sumbangannya dalam mengkaji ulang kurikulum untuk program ini khususnya: Para engineer engineer dan dan instructor Training Center Dept. Trakindo utama • Caterpillar Institute •

AINING CENTER CILEUNGSI TR AI

ELECTRONIC ENGINE

PENGENALAN MODUL Judul Modul Electronic Engine

Uraian Modul Modul ini meliputi pengetahuan dan ketrampilan tentang Caterpillar Electronic Engine. Setelah menyelesaikan modul ini maka diharapkan siswa mempunyai kompetensi di dalam pekerjaan dan perbaikan pada Caterpillar Electronic Engine.

Pra-Syarat Module berikut ini merupakan pra-syarat yang harus diikuti sebelum pelaksanaan dari modul ini , a.l : Health & Safety Environment. • Technical Core Skills Training. • Fundamental Engine SystemTraining. • Fundamentals Electric System Training. • PC & CAT Software Training. • Electric & Electronic Training. • Intermediate Engine System Training. •

Pembelajaran & Pengembangan Penyampaian modul fasilitasi ini disertai dengan pemberian Activitiy Workbook Electronic Engine System. Penyelesaian kurikulum ini secara memuaskan akan memberikan pengetahuan untuk penilaian kompetensi pada bab-bab selanjutnya oleh Penguji yang Berakreditasi di Tempat Kerja anda.

Referensi yang di perlukan • • • • •

Service Manual 950G Series II Vol. 1 & 2 (RENR4302) Service Manual 3412E Service Manual C-9 Service Manual 3126B Service Manual C15

Metode Penilaian - Kelas dan Practical Untuk memberikan hasil kerja yang memuaskan dari modul ini, anda harus menunjukkan bahwa anda sudah mampu dalam semua materi pelajaran. Sebagai konsekwensinya, setiap hasil pekerjaan dan penilaian akan menjadi ukuran dari penilaian modul tersebut.Dalam modul ini, anda diharuskan untuk berpartisipasi di dalam kelas dan tempat kerja.

TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

I

ELECTRONIC ENGINE

II


ELECTRONIC ENGINE

PENILAIAN PENGETAHUAN DAN K ETERAMPILAN Bab 1:

Menjelaskan prinsip kerja dan proses pembakaran pada sebuah diesel engine. Kriteria Penilaian 1.1 Menjelaskan siklus operasi 1.1.1. Siklus engine 1.1.1.1 Siklus empat langkah (four-stroke cycle) 1.1.1.2 Siklus dua langkah ((two-stroke cycle) 1.1.2. Scavenging 1.1.2.1 Uniflow 1.1.3. Blower 1.1.4. Turbocharger 1.2 Menjelaskan perbedaan antara engine berbahan bakar bensin dan diesel 1.2.1 Bahan bakar ke ruang pembakaran (combustion chamber) 1.2.2 Rasio kompresi 1.2.3 Tekanan kompresi 1.2.4 Suhu kompresi 1.2.5 Pengisian bahan bakar 1.2.6 Crankshaft RPM 1.2.7 Torsi 1.2.8 Efisiensi panas 1.2.9 Gas buangan 1.2.10 Pengendalian kecepatan 1.3 Mengidentifikasi ruang pembakaran 1.3.1 Rancangan ruang pembakaran 1.3.2 Direct Injeksi atau ruang terbuka 1.3.3 Swirl chamber 1.3.4 Pre- Combustion chamber 1.4 Menjelaskan konsep dari penginjeksian bahan bakar diesel 1.4.1. Kapan di-injeksikan 1.4.2. Jumlah bahan bakar 1.4.3. Waktu untuk bahan bakar terbakar 1.5 Menerangkan kondisi operasi mesin disel 1.5.1 Kecepatan low idle 1.5.2 Kecepatan high idle 1.5.3 Kecepatan yang dinilai 1.5.4 Kelebihan kecepatan 1.5.5 Lug 1.6 Menerangkan proses pembakaran 1.6.1 Persyaratan untuk pembakaran sempurna 1.6.2 Fase (tahapan) pembakaran 1.6.2.1 Periode delay 1.6.2.2 Pembakaran yang tidak terkendali 1.6.2.3 Pembakaran yang terkendali 1.6.2.4 Setelah pembakaran 1.6.3 Metode untuk mengurangi delay 1.6.4 Istilah-istilah pembakaran 1.6.4.1 Diesel knock 1.6.4.2 Turbulensi 1.6.4.3 Efek squish 1.6.4.4 Masked valve 1.6.4.5 Tangential Port 1.6.4.6 Temperature self ignited


III

ELECTRONIC ENGINE

Bab 2:

Mengidentifikasi komponen dan cara kerja system electronic pada engine Caterpillar. Kriteria Penilaian 2.1 Mengidentifikasi komponen elektronik yang digunakan untuk electronic control modul. 2.1.1 Input 2.1.2 Control 2.1.3 Output 2.2 Mengidentifikasi fungsi utama dari electronic control module 2.2.1 Operasi 2.2.2 Input 2.2.3 Sinyal balik 2.3 Mengidentifikasi jenis-jenis sensor elektronik dan menjelaskan operasinya 2.3.1 Pressure sensor 2.3.1.1 Atmospheric pressure sensor 2.3.1.2 Oil pressure sensor 2.3.1.3 Boost pressure sensor 2.3.1.4 Fuel pressure sensor 2.3.1.5 Injection Actuation Pressure sensor 2.3.2 Temperature sensor 2.3.2.1 Coolant temperature sensor 2.3.2.2 Air intake temperature sensor 2.3.2.3 Fuel temperature sensor 2.3.2.4 Oil temperature sensor 2.3.2.5 Exhaust temperature sensor 2.3.3 Position sensor 2.3.3.1 Throttle position sensor 2.3.3.2 Coolant level 2.3.4 Speed Sensor 2.3.4.1 Aktif speed/timing sensor 2.3.4.2 Pasif speed/timing sensor 2.3.4.3 Vehicle speed/timing sensor 2.3.5 Water in Fuel sensor 2.4

Bab 3:

Mengidentifikasi berbagai jenis electronic control module dan fungsinya 2.4.1 FAT ECM danPEEC II 2.4.2 PEEC III 2.4.3 Advance Diesel Engine Management 2.4.3.1 ADEM II Personality Module Monitoring ECM Customer Specified Programmable Parameter 2.4.3.2 ADEM III Personality Module Fitur 2.4.3.3 ADEM Management Information. 2.4.4 Datalink 2.4.4.1 ATA Data Link 2.4.4.2 Cat Data Link 2.4.4.3 CAN Data Link

Mengidentifikasi komponen dan cara kerja system bahan bakar pada EUI dan HEUI Fuel System pada engine Caterpillar. Kriteria Penilaian 3.1 Pengenalan pada Sistem Bahan Bakar Electronic Unit Injector (EUI) Caterpillar 3.1.1 Fitur 3.1.2 Manfaat 3.2 Mengidentifikasi komponen dan cara kerja komponen dari Sistem Bahan Bakar Electronic Unit Injector (EUI) Caterpillar

IV


ELECTRONIC ENGINE

3.2.1 3.2.2 3.2.3

3.3

3.4

Bab 4:

Komponen utama injector EUI Tahapan proses penginjeksian Sistem kontrol penginjeksian fuel (electronic governor) 3.2.3.1 Speed timing sensor 3.2.3.2 Timing wheel Timing mark Pengaturan gigi dan sensor Sinyal PWM Timing wheel teeth dan spacing Setelah mengenali pola Pengenalan pada Sistem Bahan Bakar Caterpillar Hydraulic Electonic Unit Injection (HEUI) 3.3.1 Fitur 3.3.2 Manfaat Mengidentifikasi komponen dan cara kerja komponen pada Sistem Bahan Bakar Caterpillar Hydraulic Electonic Unit Injection (HEUI) 3.4.1 HEUI injection pressure 3.4.2 Fuel injection system 3.4.3 IAPCV dan HEUI Pump 3.4.4 Prinsip kerja HEUI system 3.4.5 Unit Injector 3.4.5.1 Komponen 3.4.5.2 Urutan injeksi 3.4.5.3 Nozzle 3.4.5.4 De-energizing 3.4.5.5 Akhir injeksi 3.4.5.6 Pengisian barrel 3.4.5.7 Check valve injector 3.4.6 System hydraulic pump 3.4.6.1 Fuel transfer pump 3.4.6.2 Check valve untuk aliran balik 3.4.6.3 Saluran suplai oli 3.4.6.4 Rangkaian by-pass pendingin 3.4.6.5 Compensation valve 3.4.6.6 Pump control valve 3.4.7 Sistem kontrol penginjeksian fuel (electronic governor) 3.4.7.1 Speed timing sensor 3.4.7.2 Timing wheel Timing mark Pengaturan gigi dan sensor Sinyal PWM Timing wheel teeth dan spacing Setelah mengenali pola

Melakukan pengetesan untuk diagnosa performance pada electronic engine EUI dan HEUI fuel system, serta kalbrasi yang diperlukan pada electronic engine Caterpillar. Kriteria Penilaian 4.1 Identifikasi kemampuan untuk melakukan diagnosa masalah pada engine 4.1.1 Mengerti sistem operasi 4.1.2 Penggunaan service manual 4.1.3 Basic mechanical test 4.1.4 Electronic diagnostic test 4.1.5 Interprestasi hasil diagnosa dan mencari akar masalah 4.2 Melakukan engine diagnosis, pengujian dan kalibarasi pada electronic engine 4.2.1 Penentuan performance engine 4.2.2 Penentuan kondisi cylinder 4.2.3 Injection actuation pressure test


V

ELECTRONIC ENGINE

4.2.4 4.2.5

Bab 5:

4.2.3.1 Injector solenoid test 4.2.3.2 Manual cylinder cut-out 4.2.3.3 Automatic cylinder cut-out Pump dead head test Electronic system calibration 4.2.5.1 Speed/timing sensor calibration 4.2.5.2 Injector calibration 4.2.5.3 Pressure sensor calibration

Menjelaskan prosedur untuk melepaskan dan memasang kembali sebuah injektor bahan bakar di suatu Sistem Bahan Bakar Caterpillar Electronic Unit Injection (EUI) dan Hydraulic Electronic Unit Injector (HEUI). Kriteria Penilaian 5.1 Menjelaskan prosedur untuk melepaskan dan memasang kembali suatu injektor bahan bakar di dalam suatu Sistem Bahan Bakar Caterpillar Electronic Unit Injection (EUI) 5.1.1 Rocker arm dan shaft 5.1.2 Pelepasan unit injector 5.1.3 Pelepasan unit injector sleeve 5.1.4 Pemasangan unit injector sleeve 5.1.5 Pemasangan unit injector 5.1.6 Pemasangan rocker arm dan shaft 5.2 Menjelaskan prosedur untuk melepaskan dan memasang kembali suatu injektor bahan bakar di dalam suatu Sistem Bahan Bakar Caterpillar Hydraulic Electronic Unit Injection (HEUI) 5.2.1 Pelepasan unit injector 5.2.1.1 Mengeluarkan fuel dari manifold 5.2.1.2 Melepas injector 5.2.2 Pemasangan unit injector 5.2.2.1 Membersihkan carbon deposit O 5.2.2.2 Membersihkan permukaan sudut 120 pada injector sleeve 5.2.2.3 Membersihkan bore pada injector sleeve 5.2.2.4 Pemasangan unit injector 5.2.2.5 Pemasangan wire harness

VI


ELECTRONIC ENGINE

D AFTAR ISI TOPIK 1:

K ONSEP D ASA R

Operasi Siklus 4 - Langkah ................................................................................................................. 1 Operasi Siklus 2 - Langkah ................................................................................................................. 2 Perbedaan Petrol dan Diesel............................................................................................................... 3 Tipe-tipe Combustion Chamber........................................................................................................... 9 Konsep Penginjeksian ......................................................................................................................... 13 Kondisi Pengoperasian Engine ........................................................................................................... 13 Fase-fase Pembakaran ....................................................................................................................... 17

TOPIK 2:

ELECTRONIC COMPONENT

Komponen-komponen Electronic ........................................................................................................ Electronic Sensor................................................................................................................................. Pressure Sensor .......................................................................................................................... Temperature Sensor .................................................................................................................... Position Sensor ............................................................................................................................ Speed Sensor .............................................................................................................................. Water in Fuel Sensor ................................................................................................................... Electronic Control Module.................................................................................................................... FAT ECM dan PEEC II................................................................................................................. ADEM II........................................................................................................................................ ADEM III....................................................................................................................................... ADEM A4 ..................................................................................................................................... ADEM Management Information.................................................................................................. Engine Monitoring dan Self Diagnostic........................................................................................ Customer Specified Programable Parameter .............................................................................. Engine Shutdown System............................................................................................................ Ground Level Shutdown Switch ............................................................................................ User Defined Shutdown Switch............................................................................................. Data Link..............................................................................................................................................

TOPIK 3:

19 20 21 26 29 32 38 39 41 42 44 46 47 48 49 50 50 50 51

PRINSIP K ERJA EUI DAN HEUI FUEL SYSTEM

Pendahuluan........................................................................................................................................ Electronic Unit Injector......................................................................................................................... Komponen Utama Injector EUI .................................................................................................... Tahapan Penginjeksian................................................................................................................ Sistem Kontrol Penginjeksian Fuel .............................................................................................. Hydraulic Electronic Unit Injector......................................................................................................... HEUI Injection Pressure............................................................................................................... Fuel Injection System................................................................................................................... IAPCV dan HEUI Pump ............................................................................................................... Prinsip Kerja HEUI System .......................................................................................................... Unit Injector .................................................................................................................................. Hydraulic Supply Pump Group..................................................................................................... Sistem Kontrol Penginjeksian Fuel ..............................................................................................


VII

53 53 56 59 61 68 69 69 72 73 74 81 94

ELECTRONIC ENGINE

TOPIK 4:

ELECTRONIC ENGINE DIAGNOSTIC AND C ALIB RA TION

Pendahuluan........................................................................................................................................ 103 Engine Diagnostic, Test dan Calibration ............................................................................................. 107 Penentuan Kemampuan Engine .................................................................................................. 107 Penentuan Kondisi Cylinder atau Injector.................................................................................... 108 Injector Solenoid Test............................................................................................................ 108 Manual Cylinder Cut-Out....................................................................................................... 109 Automatic Cylinder Cut-Out................................................................................................... 110 Injection Actuation Pressure Test ................................................................................................ 119 Pump Dead Head Test................................................................................................................. 123 Electronic System Calibration...................................................................................................... 124 Speed/Timing Sensor Calibration.......................................................................................... 124 Injector Calibration................................................................................................................. 129 Pressure Sensor Calibration.................................................................................................. 131

TOPIK 5: I NJECTOR AND

ECM REPLACEMENT PROCEDURE

Fuel Injector Replacement................................................................................................................... 133 Prosedur Melepas dan Memasang Injector pada EUI Engine..................................................... 133 Rocker Arm & Shaft – Remove ............................................................................................. 133 Electronic Unit Injector – Remove ......................................................................................... 134 Electronic Unit Injector Sleeve – Remove ............................................................................. 136 Electronic Unit Injector Sleeve – Install ................................................................................. 138 Electronic Unit Injector – Install ............................................................................................. 140 Rocker Arm & Shaft – Install ................................................................................................. 142 Prosedur Melepas dan Memasang Injector pada HEUI Engine .................................................. 143 Unit Injector Remove............................................................................................................. 143 Mengeluarkan Fuel dari Manifold.................................................................................... 144 Melepas Injector.............................................................................................................. 145 Unit Injector Install ................................................................................................................. 148 Membersihkan Carbon Deposit ...................................................................................... 148 O Membersihkan Permukaan Sudut 120 di Sleeve Injector............................................. 149 Membersihkan Bore pada Sleeve Injector...................................................................... 150 Pemasangan Unit Injector............................................................................................... 151 Pemasangan Wire Harness ............................................................................................ 155 ECM Replacement............................................................................................................................... 157 Prosedur Penggantian ECM ................................................................................................................ 158

TOPIK 6:

NEW PRODUCT INTRODUCTION

ACERT Technology............................................................................................................................. 161 Common Rail Fuel System Introduction.............................................................................................. 170

GLOSSARY .......................................................................................................................................... 193 A TTACHMENT A. HEUI Cold Mode Timing Advance ................................................................................................. 197 B. Low Pressure Fuel System ............................................................................................................ 198 C. Fuel Filter Restriction yang berlebihan menyebabkan abrasice wear........................................... 199

VIII


ELECTRONIC ENGINE

TOPIK 1 Konsep Dasar Operasi Siklu s 4 - Langkah

Gambar 1 -

Siklus Empat Langkah

Prinsip operasi siklus empat langkah pada engine Compression Ignition (CI) pada gambar diatas sama seperti siklus motor bensin, yang membedakan diantara keduanya adalah bahwa pada engine ini hanya udara saja yang dikompresikan di dalam cylinder dan bukan merupakan campuran fuel dan udara. Proses yang berlangsung pada engine Combustion Ignition dengan siklus 4-langkah adalah: 1.

Selama langkah induction, piston bergerak ke bawah dan melakukan pengisian udara segar.

2.

Langkah compression akan menaikkan temperatur udara sehingga cukup tinggi untuk menyulut fuel yang diinjeksikan, saat mendekati titik mati atas.

3.

Langkah power dimulai dengan bertambahnya tekanan yang terbentuk, dengan pemuaian yang sangat cepat saat fuel terbakar. Tekanan tinggi ini sebagai gaya dorong piston yang menyebabkan bergerak turun didalam cylinder.

4.

Langkah exhaust akan mengeluarkan gas yang terbakar dari cylinder saat piston bergerak ke titik mati atas.

Dalam engine 4-langkah, langkah power per cylinder terjadi setiap dua kali putaran crankshaft.


1

ELECTRONIC ENGINE

Operasi Siklu s 2 - Langkah

Gambar 2 -

Siklus Dua Langkah

Pada engine Combustion Ignition 2-langkah, satu siklus operasi hanya membutuhkan SATU kali putaran crankshaft. Urutan proses operasinya sama (induction, compression, power, dan exhaust) seperti pada system 4-langkah tetapi interval waktunya disusun ulang. 1.

Tejadi langkah pembilasan pada cylinder, dan pada saat yang sama udara segar masuk ke cylinder. (induction).

2.

Piston bergerak ke atas memampatkan udara masuk dalam cylinder dan menaikkan temperatur untuk mencapai titik pengapian (compression).

3.

Fuel diinjeksikan BTDC dan proses peledakan dimulai. Langkah power terjadi bersamaan dengan piston terdorong ke bawah cylinder (power).

4.

Saat piston mencapai BDC, exhaust valve terbuka dan gas buang dikeluarkan (exhaust).

Induction port tidak tertutup saat piston di BDC dan terjadilah proses pembilasan.

Metode Pembi lasan Proses cepatnya pengeluarkan gas sisa pembakaran merupakan problem pada semua engine dan khususnya engine 2-langkah. Pada engine 4-langkah, secara bersamaan saat piston bergerak ke atas dalam cylinder, udara bersih dari saluran masuk akan mendorong sisa gas buang saat periode overlap valve. Agar sisa gas buang pada engine diesel 2-langkah jernih, bisa digunakan pembilasan dengan metode uniflow. Pembilasan Uniflow Merupakan metode pembilasan dengan rancangan sisi saluran inlet dan exhaust yang berseberangan sehingga proses pendorongan gas buang lebih terarah. Blower Blower adalah sebuah pompa udara yang digerakkan secara mekanikal yang dipasangkan pada engine diesel 2-langkah. Blower menaikkan tekanan udara masuk sekitar 20 – 50 kPa dan hal ini membantu dengan sangat efisien untuk mengeluarkan gas buang. Turbocharger Turbocharger merupakan pompa udara yang digerakkan oleh exhaust gas, dan yang selanjutnya juga berfungsi untuk menaikkan power pada engine, baik engine 2 atau 4-langkah.

2


ELECTRONIC ENGINE

Perbedaan Petrol dan Diesel Engine petrol dan diesel, keduanya merupakan engine Internal Combustion (IC) dapat beroperasi dengan siklus 2 atau 4-langkah. Jika mengacu pada desain dasar, engine tersebut sama. Perbedaan mendasar diantara keduanya adalah metode pemasukan fuel ke dalam ruang bakar dan cara pembakarannya. Meskipun desain dasar sama, namun memilki fitur dan karakteristik kinerja yang berbeda.

Fitur yang dibandi ngkan Fuel yang digu nakan

Engine Diesel

Engine Petrol

" A" Grade Diesel (Distillate)

Bensin atau Gaas

Bagaimana

Injector

Karburasi atau Injector

Dimana

Combustion Chamber

Manifold atau Inlet Port

Kapan

Akhir langkah Compression

Selama Langkah Induction

Rasio Compressio n

Dari 14:1 sampai 24:1

Dari 7:1 sampai 10:1

Tekanan Compressio n

3150 kpa sampai 3850 kpa

770 kpa sampai 1400 kpa

Temperatur Compressio n

425 C sampai 550 C

Sampai dengan 250 C

Pembakaran

Spontan akibat panas udara yang dikompresikan

Percikan listri k

Putaran Cranks haft max (RPM)

2000 samp ai 4000 RPM

4000 sampai 6000 RPM

Torque

Kecil variasinya akibat kisaran kecepatan

Besar variasinya akibat kisaran kecepatan

Efis iens i Panas

35% sampai 40%

25% samp ai 30%

Tingkat CO gas exhaust rata-rata

0.1% sampai 0.2%

sampai dengan 4%

Kont rol kecepatan

Hanya Fuel

Volume campuran fuel

Pemasukan Fuel ke Cylind er

°

°

°

Tabel 1 – Tabel Perbandingan Table diatas mengilustrasikan beberapa perbedaan antara engine petrol dan diesel kecepatan tinggi dengan fitur-fitur yang dapat dibandingkan. Pemasukan Fuel ke dalam Ruang Bakar Pada engine diesel, hanya udara yang masuk dan dikompresikan dalam cylinder saat langkah kompresi. Waktu penyemprotan bahan bakar ditentukan dan diukur secara akurat untuk menghasilkan langkah power yang tepat untuk tiap cylinder. Fuel masuk menuju injector dan disemprotkan ke runagn bakar dan akan bercampur dengan udara bertekanan yang panas sehingga terjadi pembakaran. Dalam engine petrol, fuel dan udara dicampurkan pada saluran karburator. Campuran udara/fuel dari karburator mengalir lewat inlet manifold menuju ruang bakar dan dibakar dengan spark plug setelah dikompresikan. Rasio Kompresi Rasio kompresi merupakan perbandingan volume udara dalam cylinder saat piston di BDC dengan volume udara yang ada dalam cylinder ketika piston di TDC. Volume udara yang ada dalam cylinder saat di BDC sama dengan jumlah udara displacement piston ditambah volume clearance saat piston berada di TDC. Oleh karena itu :

Rasio Kompresi =


Volume Displacement + Volume Clearance Volume Clearance 3

ELECTRONIC ENGINE

Untuk membakar fuel yang diinjeksikan, rasio kompresi untuk engine diesel harus lebih tinggi dari engine petrol. Tekanan Kompresi Variasi tekanan kompresi saat beroperasi, pada engine diesel diabaikan. Hal ini berbeda dengan engine petrol, yang mana tekanan kompresi dikontrol oleh seberapa besar bukaan throttle valve. Temperatur Kompr esi Temperatur kompresi ditentukan oleh temperatur udara yang masuk untuk dikompresikan ke dalam cylinder pada saat langkah kompresi. Catatan: Temperatur Kompresi meruoakan temperatur yang dicapai oleh udara selama pengompresian di dalam cylinder dan bukan temperatur gas dalam cylinder saat terjadi pembakaran.

Pada engine diesel, udara didalam cylinder dikompresikan dan temperatur naik ke tingkat derajat yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan udara pada engine petrol, oleh karena itu pula temperatur pada engine diesel lebih tinggi dari engine petrol. Temperatur udara kompresi aktual didalam cylinder pada engine diesel sangat bergantung pada tekanan kompresi atau kembali tergantung pada rasio kompresi dan kemampuan engine secara mekanikal. Suplai Fuel Suplai bahan bakar yang diinjeksikan kedalam cylinder pada engine diesel terbakar oleh panas udara yang dikompresikan. Hal ini tidak dapat diterapkan pada engine petrol, dengan menggunakan pembakaran akibat kompresi, karena tekanan kompresi tidak cukup tinggi untuk menghasilkan temperature yang dibutuhkan untuk membakar fuel. Electric spark digunakan untuk membakar hasil pengkabutan campuran petrol dan udara yang dikompresikan dalam cylinder engine. •

Ignition timing pada engine petrol dikontrol oleh spark timing.

•

Ignition timing pada engine diesel dikontrol saat penginjeksian.

RPM Crankshaft Karena tekanan cylinder pada engine diesel lebih tinggi, maka komponen-komponen engine memiliki konstruksi yang lebih berat daripada engine petrol. Selain itu, gaya inersia yang berdampak secara langsung terhadap kecepatan pergerakan, kecepatan crankshaft pada engine diesel harus dibatasi agar gaya inersia pada komponen-komponen bergerak dalam batasan yang aman. Torque Perbedaan pada karakteristik torque engine petrol dan diesel terkait dengan pembakaran fuel yang dimasukkan dan desain engine. Pada engine petrol, tekanan cylinder maksimum setelah pembakaran ada pada saat itu saja, sedangkan pada engine diesel, tekanan cylinder maksimum ada beberapa saat setelah piston mulai langkah power. Nilai torque pada engine petrol bervariasi besarannya, karena kisaran kecepatan yang lebih tinggi dari diesel. Engine diesel memiliki kisaran kecepatan yang diatur lebih rendahi dengan menjaga torque yang lebih konsisten. Efisiensi Thermal Efisiensi thermal engine mengindikasikan seberapa efektif mengubah energi kimia fuel yang disuplai menjadi power yang bermanfaat. Telah terbukti bahwasannya semakin banyak fuel/udara dikompresikan, semakin banyak jumlah energi panas yang dilepaskan ketika terjadi proses pembakaran. Karena rasio kompresi tinggi digunakan dalam engine diesel tinggi, terjadinya pembakaran dalam kondisi tekanan cylinder yang tinggi dan sebagian besar fuel yang diinjeksikan terbakar dengan efisien. Hal ini menyediakan sejumlah energi panas digunakan untuk bekerja pada piston.

4


ELECTRONIC ENGINE

Selama tekanan kompresi pada cylinder engine petrol rendah, maka jumlah fuel terbakar, ke-effektifannya tidak akan setinggi engine diesel. Maka dari itu, jumlah energi panas yang dikeluarkan oleh fuel yang disuplai ke engine petrol akan lebih rendah dari fuel yang disuplai ke engine diesel. Karena efisiensi thermal engine diesel lebih tinggi dari engine petrol maka engine diesel memberikan tingkat ekonomis fuel lebih baik. Exhaust Gas Pada diesel engine, untuk mendapatkan pembakaran yang mendekati sempurna (misal: membakar seluruh fuel) maka umumnya jumlah udara yang disuplai selalu berlebih, namun selanjutnya akan menghasilkan carbon dioxide yang dihasilkan dari proses pembakaran tersebut. Carbon monoxide yang berada dalam exhaust gas pada engine diesel sangatlah rendah (kira-kira 0,1%). Bahan pengotor lain misal hydrocarbon dan asap yang terlihat juga merupakan emisi exhaust gas. Dalam hal ini, engine petrol bagaimanapun juga tidak sempurna pembakarannya dan carbon monoxide yang tercipta pada exhaust gas lebih linggi (kira-kira 2-4%) dari diesel engine. Kontrol Kecepatan Dengan memberikan variasi jumlah fuel yang diinjeksikan ke dalam cylinder, sesuai ketersediaan udara yang dikompresikan digunakan untuk mengontrol kecepatan dan power engine diesel, sebaliknya dalam engine petrol jumlah volume FUEL dan UDARA keduanya mengontrol kecepatan.

Tipe-tipe Combus tio n Chamber Tipe-tipe rancangan ruang bakar yang digunakan engine diesel: Direct Injection • •

Chamber terpisah dengan Indirect Injection -

Swirl chamber

-

Pre-combustion chamber

Desain Combustion Chamber Desain combustion chamber berpengaruh terhadap efisiensi fuel dan kinerja engine. Desain piston dan metode yang digunakan untuk menginjeksikan fuel ke dalam cylinder menentukan seberapa cepat dan sempurnanya fuel terbakar. Dalam system pump & lines terdapat dua tipe desain combustion chamber : •

Pre-combustion chamber atau PC

•

Direct Injection atau DI

Desain Pre-combustion chamber telah digunakan pada engine diesel model lama dan tidak digunakan lagi oleh kebanyakan manufaktur. Semua engine yang diproduksi Caterpillar menggunakan konsep pemasukan fuel Direct Injection.


5

ELECTRONIC ENGINE

Direct Injectio n

Gambar 3 -

Ditect Injection

Semua udara dikompresikan pada cylinder utama. Bagian atas piston biasanya runcing membentuk ruang bakar (swirling). Bentuk rongga dalam crown piston dapat berupa bola, silinder, atau mangkuk. Turbulensi yang terjadi disebabkan oleh sudut port intake, desain valve intake, dan bentuk crown piston. Karakteristik : •

Efisiensi thermal tinggi

•

Irit fuel

•

Engine mudah di-start dalam kondisi dingin

Kerugian : •

Ukuran orifice injector yang kecil sehingga mudah tersumbat

•

Tekanan penginjeksian tinggi memungkinkan masuknya udara terkompresi sangat besar

•

Gejala kasar saat kecepatan rendah akibat pengurangan periode delay pembakaran bertambah sehingga membatasi turbulensi.

Gambar 4 -

Nozzle pada Direct Injection

Desain combustion chamber pada direct injection, fuel diinjeksikan langsung ke dalam cylinder melewati nozzle.

6


ELECTRONIC ENGINE

Swirl Chamber

Gambar 5 -

Swirl Chamber

Swirl chamber juga dikenal sebagai : •

Turbulence chamber

•

Compression swirl chamber

•

Air stream chambers

•

Airflow anti-chamber

Swirl chamber umumnya tercetak didalam cylinder head berbentuk bola dan terhubung dengan ruang bakar utama dengan saluran yang dimiringkan. Selama pengompresian udara, ditekan dari cylinder lewat saluran ke dalam swirl chamber. Hal ini menyebabkan aliran turbulensi udara berkecepatan tinggi sehingga memberikan campuran yang lebih baik antara udara dan semprotan fuel yang diinjeksikan dan terjadi pengurangan periode delay pembakaran. Karakteristik : Pembakaran tepat dan lebih sempurna • Mengurangi “Diesel knock” • Pengurangan periode delay membentuk output torque yang fleksibel • Pada beberapa desain yang efisien, power bertambah dan konsumsi fuel berkurang • Sebagai bentuk pre-heating yang membantu engine start dalam kondisi dingin • Sebagian panas kompresi dan pembakaran hilang ke dinding chamber yang terpisah tersebut • Cenderung membakar gas yang tersisa dalam swirl chamber (pembilasan kurang bagus) • Kerugian : Kehilangan cukup banyak panas • Dibutuhkan bantuan sumber panas untuk start saat cuaca dingin • Pembilasan tidak efisien pada exhaust gas • Dibutuhkan rasio kompresi yang lebih tinggi •


7

ELECTRONIC ENGINE

Pre-combu stion Chamber

Gambar 6 -

Pre-Combustion Chamber

Chamber pada cylinder head dihubungkan ke cylinder dengan celah kecil. Tidak ada turbulensi udara yang muncul selama kompresi . Fuel diinjeksikan ke dalam chamber saat proses pembakaran dimulai. Saat tekanan naik, terbakarnya campuran ditekan melalui celah kecil dan bercampur dengan udara dalam ruang bakar utama untuk proses pembakaran yang sempurna dan terus-menerus terjadi yang relatif mempunyai tekanan cylinder lebih kecil.

Gambar 7 -

Pre-Combustion Chamber dan Nozzle

Dalam system PC, pre-combustion nozzle dipasangkan dengan ulir langsung ke cylinder head. Nozzle menyemprotkan fuel ke dalam pre-combustion chamber untuk proses pembakaran. Hal ini mendorong sisa fuel ke dalam ruang bakar utama dimana pembakaran sesungguhnya terjadi. Pada beberapa engine, glow plug digunakan untuk menghangatkan udara ketika awal start engine. Karakteristik : Mengurangi “Diesel knock” • Beroperasi lebih halus • Glow plug dibutuhkan saat starting dalam kondisi dingin • Dibutuhkan tekanan compression tinggi • Efisiensi thermal rendah • Menggunakan injector tipe pintle •

8


ELECTRONIC ENGINE

Kerugian : Kehilangan banyak panas ke dalam chamber • Dibutuhkan komponen tambahan untuk bantuan start saat cuaca dingin • Pembilasan exhaust gas tidak efisien • Dibutuhkan rasio kompresi yang lebih tinggi •

Konsep Penginjeksian Sebagian besar produsen manufaktur engine mengembangkan fuel system yang baru secara terus menerus dan meningkatkan system yang sedang digunakan, untuk meningkatkan kinerja engine, efisiensi, dan mengurangi emisi gas buang pada engine. Konsep penginjeksian akan diuraikan terlebih dahulu sebelum mengulas ulang tiga system secara detil. Pada engine diesel, fuel diinjeksikan saat langkah kompresi sebelum piston mencapai TDC. Prinsip dasar penginjeksian fuel adalah bahwa jumlah fuel yang tepat harus diinjeksikan pada waktu yang tepat guna memenuhi tuntutan horsepower engine.

Gambar 8 -

Burn Window

Fuel membutuhkan waktu untuk terbakar. Jumlah fuel yang tepat harus diinjeksikan pada titik yang tepat pada langkah compression agar dapat terbakar sempurna. Hal ini dikenal dengan Burn Window (1) seperti yang terlihat pada gambar diatas. Burn Window diukur dalam derajat pada putaran crankshaft, yang merupakan angka derajat putaran crankshaft ketika fuel diinjeksikan. Burn Window digambarkan dengan titik awal penginjeksian atau timing dan lamanya waktu penginjeksian terjadi atau durasi. Timing (2) dan duration (3) keduanya diukur dalam derajat putaran crankshaft.

Kond isi Pengop erasian Diesel Engine Umumnya, engine beroperasi dengan beban. Governor akan menentukan apakah RPM engine sesuai dengan beban yang ada dan mengontrol system dengan memberikan fuel lebih atau kurang untuk menyediakan RPM sesuai yang dibutuhkan. Mekanisme timing advance yang didesain secara efisien akan merasakan kenaikan atau penurunan RPM dan mengubah siklus penginjeksian fuel untuk memulai Burn Window pada derajat yang tepat sesuai putaran crankshaft. Berbagai kondisi diesel engine akan dibahas dan diterangkan dengan menggunakan kurva horsepower.


9

ELECTRONIC ENGINE

Kecepatan Low Idle

Gambar 9 -

Kecepatan Low Idlw

Low idle adalah RPM engine terendah tanpa beban. Fuel injection pump diatur sedemikian rupa sehingga sedikit mungkin jumlah fuel yang diinjeksikan ke ruang bakar. Kecepatan High Idle

Gambar 10 - Kecepatan High Idle

High idle adalah RPM engine maksimum tanpa beban.

10


ELECTRONIC ENGINE

Kecepatan Rated

Gambar 11 - Kecepatan rated

Semua engine diesel diberikan rating yang disebut full load pada kecepatan rated yang merupakan RPM engine yang menunjukkan engine beroperasi dengan beban penuh, dan flyweight dan spring governor pada posisi stabil untuk menghasilkan RPM yang konstan. Overspeed

Gambar 12 - Overspeed

Kadang-kadang engine dapat beroperasi melebihi RPM high idle. Governor pada FIP telah mencoba menghentikan suplai fuel, tetapi kecepatan engine dapat melebihi kecepatan high idle karena atau ketika dikendalikan oleh momentum beratnya kendaraan dari rangkaian drivetrain. Inilah yang disebut overspeed dan keadaan ini dapat menyebabkan kerusakan parah pada engine. Overspeed secara normal dapat dikontrol oleh operator kendaraan.


11

ELECTRONIC ENGINE

Lug

Gambar 13 - Kondisi Lug

Engine diesel didesain dapat dibebani melewati kondisi beban penuh. Governor atau Electronic Control Module (ECM) memberikan fuel maksimum, karena beban yang cukup besar sehingga menyebabkan RPM engine turun yang disebut kondisi operasi lug. Dalam keadaan demikian governor tidak mampu menyesuaikan kebutuhan horsepower karena tidak tersedia lagi bahan bakar.

Combustion Pada engine diesel, udara yang dikompresikan dapat menghasilkan temperatur kira-kira 540°C (1000°F). Fuel yang diinjeksikan ke dalam cylinder, memiliki tekanan tinggi dan berbentuk butiran-butiran partikel yang sangat kecil (atomisasi). Saat memasuki ruang bakar, partikel kecil ini terhambur dengan udara yang telah panas dan permukaannya mulai menguap. Pengabutan tercapai pada temperatur yang cukup untuk memulai pembakaran. Dengan dilanjutkannya proses pengabutan dan pembakaran, maka diperlukan kebutuhan oxygen baru untuk mendukung kelanjutan proses pembakaran. Begitu pembakaran telah dimulai, tekanan dan temperatur naik begitu cepat menyebabkan fuel yang sedang masuk ruang bakar terbakar dengan cepatnya.

Kebutuhan Pembakaran Sempurna Guna pembakaran sempurna terjadi : • • •

•

Suplai udara yang cukup harus tersedia agar fuel bercampur secara efektif Fuel harus diinjeksikan ke dalam ruang bakar dalam kondisi atomisasi Diperlukan turbulensi yang cukup agar semua partikel fuel bertemu dengan oxygen yang cukup untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna Temperatur kompresi harus cukup tinggi untuk dapat membakar fuel saat atau sedekat mungkin dengan mulainya penginjeksian.

12


ELECTRONIC ENGINE

Fase – Fase Pembakaran (Tingk at – Tingkat Pembakaran)

Gambar 14 - Fase Pembakaran

Gambar diatas menunjukkan tahapan-tahapan proses pembakaran terjadi. •

Delay Period (Periode Delay) Merupakan waktu yang dibutuhkan setelah mulai penginjeksian agar partikel-partikel fuel yang pertama kali bertemu panas yang cukup untuk pengabutan dan menaikkan temperatur cukup panas untuk menghasilkan pembakaran sendiri.

•

Uncontrolled Combustion (Pembakaran Tidak Terkontrol) Pembakaran yang sangat cepat terhadap seluruh partikel-partikel fuel yang diinjeksikan selama periode delay untuk menghasilkan panas yang cukup untuk pembakaran. Pembakaran ini menyebabkan tekanan yang tiba-tiba naik (Diesel knock).

•

Controlled Combustion (Pembakaran Terkontrol) Berhubungan dengan terbentuknya temperatur yang tinggi selama uncontrolled combustion. Fuel pada kondisi ini terbakar begitu masuk ke ruang bakar dan dikontrol oleh jumlah fuel yang diinjeksikan melebihi waktu yang ada.

•

After Burning (Setelah Pembakaran) Setelah injector menghentikan penginjeksian fuel, sebagian partikel baru saja menguap dan sebagian uap belum cukup mendapatkan oxygen untuk membakarnya. Kondisi after burning adalah terbakarnya fuel setelah penginjeksian berakhir.

Metode Pengurangan Delay Periode delay sebenarnya tidak diharapkan karena hal tersebut mempengaruhi pengontrolan kondisi operasi engine. Untuk meminimalkan delay, produsen manufaktur menggunakan beberapa metode berikut untuk mengurangi periode delay : 1.

Compression, timing, atomisasi, dan kisaran panas engine disetting dengan tepat

2.

Rating cetane pada fuel didesain tepat

3.

Penggunaan turbocharging

4.

Pengaturan delay pada tipe nozzle

Diesel Knock Merupakan suara layaknya suara logam yang terjadi di engine, khususnya pada kisaran kecepatan rendah dan idle. Suara ini disebabkan oleh kenaikan tekanan begitu cepat yang ditimbulkan dari fase uncontrolled combustion.


13

ELECTRONIC ENGINE

Turbulence Turbulence adalah pergerakan udara yang terkompresi dalam ruang bakar, untuk menyakinkan seluruh campuran fuel yang diatomisasi dan udara dapat terbakar dengan sempurna. Turbulence dapat dihasilkan dengan : Induction •

Konstruksi inlet valve dan kemiringan induction port didesain sedemikian rupa sehingga menghasilkan gerakan berpusar pada saluran masuk udara bersih.

Compression •

Dengan menggunakan bentuk crown piston yang spesial

•

Dengan menggunakan ruang pusaran terpisah (swirl chamber) pada cylinder head

Combustion •

Ketika pembakaran dimulai dalam pre-combustion dan mengalir ke dalam ruang bakar utama.

Efek Squish Squish merupakan bentuk pusaran udara dan juga pergerakan udara sangat cepat dari dinding cylinder menuju bagian tengah cylinder saat hampir akhir langkah kompresi pada desain ruang terbuka. Masked Valve (Valve Berpenut up) Intake valve dengan penutup mempunyai pembelok arah dibagian face pada valve head yang menyebabkan udara masuk diarahkan, sehingga udara berpusar disekeliling cylinder. Valve diposisikan dengan bentuk pengunci untuk mencegah berputar. Tangential Ports

Gambar 15 - Tangential

Tangential ports digunakan oleh engine 2-langkah untuk membantu proses turbulence dan pembilasan exhaust gas secara efektif. Temperatur Self Ignition Temperatur self ignition adalah temperatur dimana fuel akan terbakar tanpa tambahan percikan atau nyala bunga api dari luar.

14


ELECTRONIC ENGINE

TOPIK 2 Electronic Components Komponen-komponen Electronic

INPUT

CONTROL

OUTPUT

Gambar 16 - Komunikasi Electronic

Semua komponen elektronik dapat dikategorikan ke dalam tiga fungsi dasar : Input • Sensor, switch, ground, power Control • Personality module, parameter, Electronic Control Module (ECM), Data link Output • Injector, actuator, lampu peringatan, gauge. Input – contoh komponen yang termasuk didalamnya adalah sensor, seperti coolant temperature sensor dan input berupa switch seperti cruise control. Perlengkapan yang mengontrol kinerja engine terdapat pada personality module yang berupa software yang berisikan seting nilai horsepower dan torque sebuah engine. Setting parameter pada personality module akan mempengaruhi operasi atau kinerja engine secara keseluruhan. ECM merupakan komponen berupa rangkaian elektronik yang ada pada sebuah housing dan merupakan komponen yang tidak dapat diperbaiki. Untuk berkomunikasi dua arah antara engine dan system control elektronik yang lain digunakan data link. Komponen-komponen yang saling berkomunikasi tersebut umumnya dikategorikan sebagai “Control” . Dan pada akhirnya, komponen output yang digunakan untuk melakukan perrintah, seperti injector yang memberikan suplai fuel dengan sangat akurat. Actuator, seperti Injection Actuation Pressure Control Valve (IAPCV) yang mengubah signal elektrik dari ECM ke kontrol mekanikal pada spool valve yang bertujuan untuk mengontrol tekanan outlet pompa. Lampu indikator yang memberikan peringatan terhadap problem yang akan terjadi, sedangkan gauge seperti tachometer atau speedometer yang dioperasikan oleh ECM. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

15

ELECTRONIC ENGINE

Namun, pembahasan kali ini bukan pada bagaimana cara kerja rangkaian elektronik yang ada didalam ECM, tetapi bagaimana ECM berinteraksi dengan engine dan komponen control yang lain. Kita tidak diijinkan untuk membongkar ECM, maka dari itu tidaklah relevan mempelajari sirkuit bagian dalamnya. Selanjutnya perhatian kita fokus pada langkah-langkah troubleshooting ECM, wiring harness atau sensor dalam berbagai situasi.

Electronic Sensor

Gambar 17 - Sensor

Sensor digunakan untuk mengukur parameter fisik seperti tekanan, temperature, posisi dan kecepatan. Electronic sensor akan mengkonversi parameter fisik tersebut ke dalam bentuk signal elektronik. Besarnya signal elektronik yang dihasilkan proporsional terhadap parameter yang diukur. Secara garis besar terdapat dua jenis sensor, yaitu : Active Sensor • Sensor aktif mempunyai sirkuit atau “otak” di dalam sensor. Sensor tersebut membutuhkan power dari ECM untuk berfungsi sebagaimana mestinya. Untuk melakukan pemeriksaan terhadap sensor aktif, sensor tersebut harus dihubungkan dengan power. Sensor aktif didesain dengan tiga atau empat kabel dan membutuhkan breakout Tee untuk membantu proses troubleshooting dengan mudah. •

Pasif Sensor Sensor pasif TIDAK membutuhkan power dari ECM. “Otak” sensor terletak didalam ECM. Pasif sensor terdiri dari dua kabel yang dapat diukur resistannya dan lebih efisiensi biaya.

Pada electronic system Caterpillar, sensor digunakan untuk memonitor sistem yang nilainya secara kontinyu berubah selama mesin beroperasi. Signal elektronik me-representasikan parameter yang diukur. Signal tersebut akan dimodulasi dalam tiga metode, yaitu : Frequency modulation yang me-representasikan parameter menjadi frequency level, • Pulse width modulation (PWM) me-representasikan parameter menjadi duty cycle (0%-100%), • Analog modulation me-representasikan parameter menjadi voltage level. • Ditinjau dari segi fungsi, secara umum electronic sensor terdiri dari lima kelompok utama yaitu : 1. Pressure Sensor 2. Temperature Sensor 3. Position Sensor 4. Speed Sensor 5. Water in-fuel Sensor (tambahan)

16


ELECTRONIC ENGINE

Pressure Sensor

Gambar 18 - Pressure Sensor

Sensor tekanan secara terus menerus memonitor tekanan system dan mengirimkan informasi ke ECM. Sensor tersebut mempunyai bodi logam yang kuat agar tidak mudah bermasalah dan tahan lama. Semua tipe sensor ini (dengan 3 kabel) adalah sensor aktif dan analog serta memiliki orifice yang lebar untuk merasakan tekanan. Sensor tekanan mempunyai kabel suplai tegangan, ground, dan signal. yaitu : 1. Tegangan suplai (supply voltage). Kabel tegangan suplai berasal dari ECM yang menyediakan tegangan listrik supaya sensor dapat beroperasi. Besarnya tegangan DC yang mengalir dari ECM ke sensor dikontrol secara teliti sebesar 5 ±0.2 Volt. 2. Ground Kabel ground berasal dari ECM yang menyediakan acuan (reference) 0 volt 3. Tegangan sinyal (signal voltage) Tegangan signal merupakan kabel yang berasal dari sensor ke ECM yang mengirim tegangan DC yang bervariasi tergantung perubahan tekanan dari system yang dimonitor, Normalnya tegangan signal yang diberikan oleh sensor ke ECM berkisar antara 0.2 –4.8 Volt. Tegangan signal juga dipergunakan oleh ECM untuk menentukan kondisi sensor apakah short atau open . • Jika tegangan signal sama dengan suplai 5 volt atau lebih maka ECM menganggap terjadi SHORT to Battery atau OPEN • Jika tegangan signal sama dengan 0 volt maka ECM menganggap terjadi SHORT to Ground. Jika terjadi kondisi OPEN dan SHORT maka ECM akan mengeluarkan Fault code untuk memudahkan proses troubleshooting.


17

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 19 - Jenis Pressure Sensor

Oil pressure dan turbocharger outlet pressure sensor mengukur absolute pressure. Oleh karena itu, sensor-sensor ini memerlukan atmospheric sensor untuk menghitung gauge pressure. Output dari sensor-sensor tersebut tergantung output dari Atmospheric Pressure sensor selama proses kalibrasi. Calibration dapat dilakukan dengan cara memutar key start switch ke posisi ON selama 5 detik tanpa starting engine, ini akan secara otomatis meng-kalibrasi sensor. Cara yang lainnya yaitu dengan menggunakan ET service tool untuk mengkalibrasi sensor. At mospheric Pressu re Sens or

Gambar 20 - Atmospheric Pressure Sensor

Atmospheric pressure sensor tekanan merupakan absolute pressure sensor yang mengukur tekanan udara sekitar ataupun crankcase. Boost pressure dan oil pressure diinformasikan menuju service tool melewati data link. Nilai untuk kedua tekanan tersebut didapatkan dari pengurangan nilai yang terbaca oleh atmosperic pressure sensor. Atmospheric pressure sensor mendapat suplai sebesar 5 VDC dari ECM. Atmospheric pressure sensor memiliki tiga fungsi utama, yaitu: 1. Automatic Altitude Compensation 2. Automatic Filter Compensation (maksimum derate 20%) jika dilengkapi 3. Merupakan bagian untuk melakukan penghitungan pressure untuk pembacaan pressure gauge. 4. Patokan sensor untuk kalibrasi pressure sensor. Pengukuran atmospheric pressure dengan sensor ini menyediakan patokan ketinggian yang bertujuan untuk meng-kompensasi ketinggian secara otomatis. 18


ELECTRONIC ENGINE

Keuntungan dari electronic system adalah bahwa engine akan selalu beroperasi pada setting yang benar untuk semua lokasi ketinggian. System secara terus menerus akan melakukan adjustment ke nilai optimum dengan mempertimbangkan ketinggian, sehingga engine tidak akan mengalami low power atau problem terhadap smoke saat mendaki atau turun dengan ketinggian yang berbeda-beda. Oil Pressure Sensor

Gambar 21 - Oil Pressure Sensor

Oil pressure sensor merupakan absolute pressure sensor yang digunakan untuk mengukur tekanan oli dalam oil gallery. Tekanan oli diinformasikan dan ditampilkan oleh electronic service tool melalui data link. ECM akan memanfaatkan input sensor ini untuk mengaktifkan parameter Engine Monitoring sesuai yang deprogram: Warning, Derate, atau Shutdown. Sensor ini mendapat suplai power 5 VDC dari ECM. Dua pressure sensor yang digunakan untuk pengukuran oil (gauge) pressure agar dapat dibaca pada instrument panel atau Service tool, adalah: 1. Oil Pressure Sensor. 2. Atmospheric Pressure Sensor.

Perhi tung an Tekanan Penguk uran Tekanan Oli

Diukur dengan [tekanan oli (A) – atmospheric (A)]

Hasil = tekanan oli (GP)

Pengukuran ini digunakan sebagai patokan untuk melihat tekanan oli pada ET service tool, Caterpillar Monitoring System dan untuk memperingatkan operator bahwa sedang terjadi kondisi abnormal. Kisaran operasi sensor ini antara 0 – 690 kPa (0 – 100 psi) (A). Catatan : (A) : Absolute Pressure (GP) : Gauge Pressure

Berikut adalah contoh nilai pengukuran air pressure pada gauge dan nilai tekanan sesungguhnya, yaitu: 1. Standard air pressure pada sea level 0 kpa/psi (GP). 2. Standard air pressure pada sea level 100 kPa (14.7 psi) (A).


19

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 22 - Pola Engine Oil Pressure

Oil pressure dapat dibaca sebagai absolute atau sebagai gauge pressure dengan menggunakan ET. Engine oil pressure bervariasi tergantung dari engine speed. Selama oil pressure naik melebihi garis atas setelah engine di start dan running pada low idle, ECM akan membaca oil pressure yang cukup. Tidak ada fault yang terdisplay, dan tidak ada logged event yang di-generated. Jika engine oil pressure turun di bawah garis yang bawah, maka kejadian berikut ini akan muncul: 1. Event akan di generate dan di logged di permanent ECM memory. 2. Warning category 3 (alert indicator, action lamp, dan alarm) akan muncul di Cat Monitoring System 3. Engine akan di derate untuk memperingatkan operator. 4. Nilai oil pressure akan bisa dibaca pada Caterpillar Monitoring System dan ET Dua garis adalah batasan yang cukup untuk mencegah alarm dan event berkali-kali atau lampu berkedip. Batasan tekanan ini ditunjukkan sebagai “hysteresis”. Turbo Outlet Pressure Sensor / Boost Pressure

Gambar 23 - Boost Pressure Sensor

Boost pressure sensor merupakan absolute pressure sensor yang mengukur tekanan inlet manifold. Perbedaan hasil antara pengukuran tekanan inlet manifold dan tekanan yang diukur dengan atmospheric pressure sensor disebut boost pressure. Nilai tekanan ini diinformasikan ke service tool melalui data link. Boost pressure sensor mendapat suplai power 5 VDC dari ECM. Fungsi utama sensor ini adalah untuk mengaktifkan Air/Fuel Rasio Control (AFRC) yang mempengaruhi kualitas asap, emisi, dan menjaga respon engine selama berakselerasi. System pada engine menggunakan boost pressure, atmospheric pressure, dan kecepatan engine untuk mengontrol rasio udara/fuel. Engine fuel delivery dibatasi sesuai nilai tekanan outlet turbocharger gauge (boost) dan kecepatan engine.

20


ELECTRONIC ENGINE

Perhitungan Tekanan Pengukuran

Diukur dengan

Hasil

1. Atmospheric pressure

Atmospheric sensor

= ambient pressure (A)

2. Air filter differential

Atmospheric – turbo inlet

= filter ∆ pressure

3. Boost

Turbo outlet - atmospheric

= boost pressure (G)

4. Manifold pressure (A)

Turbo outlet sensor

= boost pressure (A)

5. Oil pressure

Oil pressure - atmospheric

= oil pressure (G)

Pengukuran ini digunakan untuk menentukan : 1.

Automatic Altitude Compensation

2.

Automatic Air Filter Compensation dan Restriction Indication (jika dilengkapi)

3.

Pengukuran ET Boost

4.

Caterpillar Monitoring System Oil Pressure Indication (Pelumasan)

5.

Altitude.

∆

pressure

= perbedaan tekanan

Fuel Pressure Sensor Pressure sensor lainnya yang juga terpasang pada Caterpillar electronic engine adalah Fuel Pressure Sensor. Sensor ini digunakan untuk memberikan warning kepada operator bahwa ada problem di fuel supply system. Low pressure bisa merupakan hasil yang disebabkan oleh filter yang tersumbat, kerusakan transfer pump, kotoran atau terdapat udara di system karena adanya kebocoran di sisi suction pompa. Fuel pressure yang rendah bisa merupakan salah satu penyebab terjadinya low power dan bisa menyebabkan kerusakan pada injector karena erosi/kavitasi. Pembacaan di Fuel Pressure Sensor bisa digunakan untuk melakukan troubleshooting problem low power. Injection Act uation Pressure Sensor

Gambar 24 - IAP Sensor

Pada engine HEUI, sensor Injection Actuation Pressure (IAP) dipasang pada manifold oli bertekanan tinggi (untuk injection). Manifold oli yang bertekanan tinggi berisi actuation oil untuk menggerakkan plunger di injector. Sensor IAP digunakan untuk memonitor injection actuation pressure. Sensor IAP akan mengirimkan signal voltage secara terus menerus menuju ECM dan selanjutnya nilai tegangan tersebut akan dikonversikan ke nilai tekanan. ECM mengontrol injection actuation pressure sepanjang waktu dan membandingkan aktual tekanan yang terbaca dengan nilai desire actuation pressure.


21

ELECTRONIC ENGINE

ECM tidak akan mengaktifkan injector untuk menghidupkan engine jika nilai tekanan yang terbaca dibawah nilai minimal tekanan untuk starting. Nilai minimal untuk starting berbeda-beda pada setiap engine HEUI. Tekanan ini adalah tekanan hydraulic minimal yang diperlukan untuk men-generate fuel pressure yang cukup melebihi nilai nozzle valve opening pressure (VOP).

Temperature Sensor

Gambar 25 - Temperature Sensor

Sensor temperature berfungsi mengukur perubahan temperature pada system dan mengubah informasi tersebut menjadi signal listrik sehingga dapat diolah oleh ECM. Sensor temperature yang dipergunakan pada electronic engine Caterpillar terdiri dari dua tipe yaitu : 1. Active Sensor Active sensor terdiri dari tiga kabel yaitu, supply voltage, ground dan signal voltage. Ketiga kabel ini memiliki karakteristik yang sama dengan pressure sensor seperti telah dijelaskan diatas. 2.

Passive Sensor Active sensor hanya memilili dua kabel. Prinsip kerjanya adalah perubahan tahanan setiap terjadi perubahan temperature. ECM akan menentukan kondisi sensor OPEN atau SHORT dengan memonitor nilai tahanan: a. Jika SHORT maka nilai tahanan yang diukur akan mendekati nol. b. Jika OPEN maka nilai tahanan yang diukur sangat tinggi (tidak terhingga).

Penunjukkan pada layar status adalah langkah dasar yang dapat digunakan untuk melakukan pengecekan kabel dan sensor. Jika sensor tidak terhubung dengan benar, layar status dapat membantu memberikan indikasi adanya problem. Saat kondisi engine “dingin”, temperatur sensor akan membaca temperatur udara sekitar.

22


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 26 - Jenis Temperature Sensor

Temperatur sensor menyediakan informasi/input nilai temperature ke ECM. ECM memanfaatkan bermacam-macam informasi temperatur untuk mengatur fuel rate dan melindungi engine. Coolant temperature Sensor

Gambar 27 - Coolant Temperature Sensor

Aktif coolant temperatur sensor pada ADEM II mendapat tegangan suplai 5 VDC, dibuat dengan bodi kuningan yang kokoh agar tidak mudah bermasalah. Penggunaannya pada 3176B, 3406E, C-10, dan C12. Coolant Temperature Sensor memberikan signal temperature menuju ECM yang berguna bagi ECM untuk mengaktifkan fungsi berikut ini: 1. Caterpillar Monitoring System coolant temperature display. 2. ET coolant temperature display. 3. High coolant temperature event logged. 4. Engine warning/derate (tergantung pemilihan parameter). 5. Demand control fan (bila ada). 6. Air intake heater dan ether aid operation. 7. Back up untuk hydraulic oil temperature sensor untuk HEUI system. 8. Engine Cold Mode.


23

ELECTRONIC ENGINE

Intake Air Temperature Sensor

Gambar 28 - Intake Air Temperature Sensor

Air inlet temperature sensor pada ADEM II mendapat tegangan suplai 5 VDC. ECM memonitor temperatur udara masuk secara kontinyu dan bersama-sama dengan data yang lain digunakan untuk mengatur injection timing dan fungsi kinerja yang lainnya. Bodi carbon fiber mencegah temperatur engine yang ebih tinggi mempengaruhi pembacaan temperatur udara masuk. Intake air temperature sensor mempunyai dua fungsi utama, yaitu : 1. Memberikan informasi temperature udara masuk untuk men-generate tanda peringatan untuk mencegah temperature intake yang terlalu tinggi karena dapat merusak engine. Temperature udara masuk yang tinggi akan membuat temperature exhaust menjadi sangat tinggi yang dapat menyebabkan kerusakkan pada komponen exhaust system seperti turbocharger dan valve. 2. Sensor ini berkaitan dengan Coolant Temperature Sensor, juga digunakan untuk menentukan kebutuhan air intake heater dan/atau ether operation untuk starting engine. Fitur seperti ini akan membantu starting pada kondisi yang dingin dan mengurangi asap putih setelah start-up. Fuel Temperature Sensor

Gambar 29 - Fuel Temperature Sensor

Fuel temperature sensor memonitor temperature bahan bakar yang digunakan sebagai input bagi ECM untuk melakukan : Penyetelan fuel rate untuk mengkompensasi perubahan fuel temperature • Penyetelan fuel rate supaya tenaga yang dihasilkan dapat terjaga • Mengingatkan operator jika fuel temperature terlalu tinggi dengan mengeluarkan Diagnostic Event • Code. Hal ini dilakukan karena jika temperature bahan bakar sudah sangat tinggi, maka penyetelan fuel rate tidak dapat lagi dilakukan dan akan berpengaruh pada tenaga engine. Electronic Service Tool dapat digunakan sementara untuk menon-aktifkan penyetelan Fuel Temperature ketika diperlukan pada saat pemeriksaan engine pada dynamometer yang memiliki fuel temperature compensation.

24


ELECTRONIC ENGINE

Oil Temperature Sensor Pada beberapa engine HEUI seperti C9 terdapat dua hydraulic (engine) Oil Temperature Sensor yang digunakan oleh ECM untuk mengkompensasi nilai fuel injector timing dan fuel delivery karena pengaruh oil temperature. Proses kompensasi ini menghasilkan operasi engine yang konsisten dengan kondisi operasi yang berubah-ubah. Tanpa oil temperature yang termonitor, perubahan viscositas yang dikarenakan perubahan temperature oli akan menyebabkan bermacam performance engine yang tidak bisa diterima/tidak sesuai spesifikasi (termasuk emisi gas buang). Variable timing ini sering disebut dengan “SOLSOI”, singkatan dari Start Of Logic Start Of Injection. Pengukuran ini ditunda antara signal yang meninggalkan ECM dan proses fuel delivery injector ke dalam cylinder. Ditambah pula, ada dua Oil Grade Plug yang terpasang di wiring harness yang digunakan untuk memilih oil grade yang dipakai di engine tersebut. Viskositas oli dapat mempengaruhi injector timing pada engine C-9. Dalam ECM perlu di program tentang viscositas oli yang digunakan. Cara memprogramnya yaitu dengan menggunakan Oil Grade Plug pada sisi belakang kiri engine. Dua jenis viskositas oli, 10W30 dan 15W40 dapat dipilih dengan menggunakan plug. Pada kebanyakan engine hanya mempunyai dua plug, 0W20 oil grade hanya dapat dipilih dengan meng-install extra plug. Plug tersebut tersedia dalam sebuah kit. 0W20 oil grade hanya akan digunakan pada kondisi dingin yang extreme. Pemilihan oil grade yang sesungguhnya bisa dibaca dengan menggunakan ET status screen. Exhaust Temperature Senso r Exhaust temperature sensor dapat terpasang pada sebagian engine seperti 3500 series yang berfungsi untuk memonitor temperature exhaust. Exhaust temperature yang sangat tinggi akan berdampak besar pada komponen cylinder head dan turbo, oleh karena itu pada saat dirasakan temperature exhaust terlalu tinggi (excessive) maka ECM akan memberikan peringatan ke operator dengan menampilkan Diagnostic Event Code.

Position Sensor

Gambar 30 - Position Sensor

Position sensor merupakan sensor yang mengubah posisi komponen mekanis menjadi sinyal electric sebagai input bagi ECM. Position sensor yang terpasang pada electronic engine bisa berbeda-beda TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

25

ELECTRONIC ENGINE

tergantung pada model engine dan system penginjeksiannya. Secara umum sensor-sensor tersebut adalah : 1. Throttle Position Sensor 2. Rack Position Sensor 3. Coolant Level Sensor 4. Timing Sensor. Throttle Position Sensor

Gambar 31 - Throttle Position Sensor

Throttle Position Sensor memberikan informasi engine speed yang diinginkan oleh operator. Sensor ini terhubung dengan machine wiring harness yang kemudian tersambung dengan ECM melalui connector J1/P1. Saat start up engine, engine rpm di set pada LOW IDLE selama dua detik untuk memberikan waktu bagi oil pressure naik sebelum engine di akselerasikan.

Gambar 32 - Throttle Position Sensor

Throttle Position Sensor mendapat tegangan suplai 8 Volts dari ECM. Untuk memeriksa kondisi throttle control system dapat dilakukan dengan menghubungkan engine dengan ET dan memonitor throttle position-nya pada layar status screen. Pada ET status screen harus terlihat 0 – 100 % throttle position (ini merupakan prosentase posisi dan jangan bingung dengan nilai pembacaan prosentasi duty cycle). Jika terjadi kerusakkan pada circuit ini, maka engine hanya akan bisa running pada LOW IDLE saja. System seperti ini menghilangkan semua mechanical linkage antara operator dengan engine speed control dan governor (ECM). 26


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 33 - PWM Signal

Pulse Width Modulated (PWM) signal output dikirim dari Throttle Position Sensor ke ECM. Jika terjadi problem pada signalnya, maka control akan default ke desired engine speed pada LOW IDLE. Jika ECM men-deteksi signal yang out of normal, maka ECM akan mengabaikan Throttle Position Sensor signal dan akan default ke LOW IDLE. Output sensor-nya merupakan frekwensi PWM yang tetap ke ECM. Secara umum sensor akan menghasilkan duty cycle sebesar 10% sampai 22% pada posisi low idle dan 75% sampai 90% pada posisi high idle. Prosentasi duty cycle diterjemahkan oleh ECM menjadi throttle position dari 0% sampai 100%, yang mana bisa dibaca pada ET status screen. Pada application yang lain seperti Track Type Tractor (dengan Decelerator Position Sensor) berbeda di nilai PWM untuk low idle dan high idle. Pada Throttle Position Sensor terbaru, sensor dianggap diluar batas kerja jika (out of calibration ) jika duty cycle dibawah 5% dan diatas 95%, kode 91-13 akan muncul (throttle sensor calibration). Jika hal ini terjadi maka engine akan tetap pada low idle atau kecepatannya turun ke low idle jika duty cycle mencapai 95% dan ECM akan mengeluarkan fault code. ECM akan mengganggap sensor rusak jika frekwensi yang dihasilkan lebih rendah dari 150 hertz dan lebih tinggi dari 1000 hertz. Coolant Level Sensor

Gambar 34 - Coolant Level Sensor


27

ELECTRONIC ENGINE

Coolant level sensor secara terus menerus akan memonitor ketinggian level coolant dan mengirimkan informasi ke ECM. Coolant level sensor memiliki bodi logam keras agar tahan lama dan terdapat dudukan straight thread o-ring yang digunakan untuk menghindari kebocoran.

Gambar 35 - Coolant Level Sensor

Pada rangkaian coolant level sensor terdapat 4 kabel: •

Kabel pertama – suplai 5 VDC.

•

Kabel kedua – kabel signal normal coolant level. Saat normal mengirimkan signal 5 VDC ke ECM.

•

Kabel ketiga – ground.

•

Kabel keempat – kabel signal low coolant level. Kabel ini mengirimkan signal 0 VDC (zero) ke ECM ketika ketinggian coolant turun dibawah ujung sensor.

Speed Sensor Untuk melakukan pembacaan speed atau kecepatan, ECM membutuhkan signal berupa frequency, maka sensor yang memberikan signal ini dikategorikan ke dalam frequency sensor. Electronic control menggunakan tipe frekuensi sensor yang bervariasi. Sensor tipe ini digolongkan menjadi 2 bagian, yaitu: 1.

Magnetic Sensor, merupakan pasif sensor dan jenisnya adalah: - Magnetic Pick-up (MPU). - Passive Speed Timing Sensor, yang terbagi 2 yaitu: a. Low speed (<600 rpm), contohnya crank speed timing sensor. b. High speed (>600 rpm), contohnya cam speed timing sensor.

2.

Hall Effect Sensor, merupakan aktif sensor dan jenisnya adalah: - Untuk mengukur speed dan timing, contohnya Engine Speed Sensor (ESS). - Hanya mengukur speed, contohnya Transmission Output Speed Sensor (TOS).

28


ELECTRONIC ENGINE

Speed / Timing Sensor

Gambar 36 - Speed Timing Sensor

Terlihat dalam gambar diatas adalah speed/timing sensor 12,5 VDC dari bahan kuningan yang digunakan pada 3176 “Fat” ECM sedangkan speed/timing sensor 13,5 VDC (bawah) dari bahan alumunium alloy digunakan pada ADEM II engine ECM. Engine speed/timing sensor digunakan untuk menentukan engine speed dan fuel injection timing. Sensor mendeteksi informasi ini dari gear yang dipasang pada camshaft. Kalibrasi timing dilakukan dengan menghubungkan magnetic sensor. Sensor dihubungkan melalui rangkaian vehicle speed dan merasakan gerakan crankshaft. Caterpillar menggunakan engine speed/timing sensor, baik aktif maupun pasif. • Aktif : 3176 & 3500 (semua “Fat” ECM) 12,5 VDC, kuningan C-10, C-12, 3406E, 3500B, 3400 HEUI 13.2 V steel alloy. •

Pasif : 1998 3126B HEUI 1999 C-10, C-12, 3406E ADEM I I 3126 Semua ADEM III.

Pola gigi yang unik pada camshaft drive gear memungkinkan ECM untuk menentukan posisi camshaft dan kecepatan engine. Gear cam mempunyai 24-gigi. 21-gigi dengan gear besar/lebar dan 3-gigi lainnya dengan gear kecil. Ketika ECM sudah mengetahui posisi cylinder nomor satu maka urutan firing order untuk engine dapat ditentukan. Ak ti f Engi ne Speed /Timin g Sens or

Gambar 37 - Engine Speed / Timing Sensor

Engine speed/timing sensor mempunyai bodi alumunium segi enam yang kokoh. Konstruksi tersebut terdapat dudukan straight thread o-ring untuk mencegah kebocoran. Sebagai tambahannya, dilengkapi dengan Deutch connector untuk pengoperasian yang mudah dan bebas masalah. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

29

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 38 - Engine Speed / Timing Sensor & Timing Gear

Gambar diatas memperlihatkan gear camshaft/timing. Gear camshaft merupakan timing wheel yang digunakan sebagai referensi timing dengan bentuk gigi-gigi yang special untuk mendapatkan signal speed/timing. Sensor ini mengirimkan signal pulsa ke ECM, setiap melalui gigi-gigi tersebut. ECM menghitung pulsa untuk menentukan kecepatan engine dan merekam bentuk pulsa dan membandingkannya dengan yang standar untuk menentukan posisi crankshaft. Plunger “slip-head (kepala yang dapat digeser)” pada salah satu ujung sensor digunakan saat pemasangan. Slip-head harus ditarik keluar untuk mendapatkan keakuratan signal speed/timing yang benar. Catatan: Jika sensor dilepas dan slip-head harus ditarik kembali. Pastikan slip-head yang telah ditarik, saat dipasang tidak masuk ke dalam slot antar gigi tapi dibagian atas roda gigi. Akan terjadi kerusakan slip-head atau engine jika prosedur tersebut tidak diikuti.

Gambar 39 - Engine Speed / Timing Sensor & Timing Gear

Gambar diatas memperlihatkan skema kabel pada sensor baik single maupun double. Engine Speed/Timing Sensor merupakan salah satu komponen elektronik yang mempengaruhi engine bisa starting. Pada engine 3412E terdapat dua Speed/Timing sensor yang terpasang. 30


ELECTRONIC ENGINE

Speed/Timing Sensor memiliki empat fungsi dalam system : 1. Pengukuran engine speed 2. Pengukuran engine timing 3. Identifikasi lokasi TDC dan nomor cylinder 4. Mencegah reverse rotation

Gambar 40 - Konfigurasi Speed/Timing Sensor

Konfigurasi C-10 dan 3176 terlihat sama, kecuali housing yang lebih bulat. Jika hanya satu sensor (truck), berarti hanya satu sisi (sebelah kiri seperti yang terlihat) dan merupakan primary sensor. Jika terdapat dua sensor, sebelah kiri sebagi primary sensor dan sensor lain bekerja sebagai backup. Masing-masing mempunyai kode fault yang berbeda. Pasif Engine Speed/Timi ng Sensor

Gambar 41 - Pasif Speed/Timing Sensor

Terdapat dua pasif speed/timing sensor : #1 sensor crank • #2 sensor cam • Jika salah satu rusak maka sensor yang lain akan mengambil alih tugasnya. • Terdapat dua pasif speed/timing sensor yang digunakan pada ADEM 2000. Selama engine beroperasi dengan normal, signal speed/timing dibaca dari sensor crank. Jika signal Crankshaft Position Sensor TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

31

ELECTRONIC ENGINE

intermittent atau hilang, ECM akan menggunakan Camshaft Position Sensor untuk menentukan kecepatan engine. Check Engine Lamp tidak akan dinyalakan untuk kode ini kecuali kode telah aktif dalam 10 jam dan di-LOG oleh ECM. Jika signal Camshaft Position Sensor intermittent atau hilang, engine akan misfire atau engine dapat hidup dengan kasar selama starting. Check Engine Lamp belum menyala pada kode ini kecuali aktif selama 10 jam dan di-LOG. Terkadang respon pergantian referensi tidak terlihat dan tidak ada pemberitahuan kecuali signal Crankshaft Position Sensor hilang. Engine akan shutdown jika kedua signal camshaft dan crankshaft hilang.

Gambar 42 - Konstruksi Pasif Speed/Timing Sensor

Dua sensor diatas memiliki jumlah lilitan yang berbeda. Sensor dengan lilitan yang lebih banyak (hambatan lebih besar) lebih sensitive terhadap kecepatan rendah yang biasa digunakan saat cranking. Sedangkan sensor yang satunya memiliki hambatan lebih rendah akan lebih akurat pada kecepatan tinggi (hidup). Sensor yang memiliki lilitan banyak lilitan merupakan backup sensor (diutamakan saat starting awal). Untuk mencegah sensor tertukar, maka sensor tersebut dibuat dalam satu set yang dilengkapi dengan bracket. Type passive sensor ini, berbeda dengan Aktif Speed/Timing sensor, sensor ini mempunyai air gap. Sensor ini tidak secara langsung bersentuhan dengan timing wheel dan berputar dengan clearance tertentu dan tidak diperlukan adjustment.

Gambar 43 - Pasif Speed/Timing Sensor & Pola Gear

32


ELECTRONIC ENGINE

Pola gigi-gigi yang unik pada gear cam memungkinkan sensor mengambil signal speed/timing. Gear tersebut terdapat 24 gigi dengan jarak 15 dan terdapat satu tambahan gigi pada gear untuk referensi cylinder nomor 1. Kedua sensor dipasang terpisah sejauh 22,5 derajat. Jika kedua speed sensor mengalami kerusakan, maka engine akan mati. Sensornya sendiri bisa di check dengan cara melakukan cranking terhadap engine sambil meng-observasi engine rpm pada ET status screen. Kalau terjadi kerusakkan pada sensor, maka akan ditunjukkan active fault di layar status. Sementara kerusakkan akibat intermittent akan ditunjukkan di logged fault screen. Vehicle Speed Sensor

Gambar 44 - Vehicle Speed Sensor

OEM menggunakan beberapa merk yang berbeda untuk VSS. Vehicle Speed Sensor adalah sebuah electromagnetic pickup sensor yang mengukur kecepatan vehicle. Sensor ini mengukur kecepatan vehicle dari putaran gigi-gigi gear yang terdapat pada drive train (transmission) vehicle. Magnetic pickup pada sensor membangkitkan pulsa saat gigi gear melintas slip-head sensor. Impedansi (hambatan) sensor bervariasi menurut desain manufaktur. Pada Caterpillar Electronic Troubleshooting Guides biasanya menunjukkan VSS memiliki hambatan sebesar 100 – 1500 Ohm. Namun, ada beberapa hambatan sensor mencapai 5000 Ohm. Untuk spesifikasi yang lebih detil, dapat menghubungi Original Equipment Manufacturer (OEM) terkait. Sensor tidak dapat diganti tanpa mengetahui terlebih dahulu nilai hambatan yang sesuai. Terdapat beberapa alasan kekeliruan signal kecepatan vehicle, yaitu : Sensor terpasang tidak benar, terlalu dekat pada shaft/gear output transmisi. Umumnya 0,040”. • Resonansi rangka yang menyebabkan shaft output transmisi bergetar. • Gangguan elektrikal – sirkuit vehicle atau gangguan luar berpengaruh terhadap kabel signal sensor. • Hal penting yang perlu dilakukan adalah punter kabel seperti ditunjukkan dalam skematik elektrik. Jika roda gigi hilang/halus/rusak, maka akan menunjukkan nilai kecepatan vehicle yang salah. • Baca tampilan status dan amati rangkaian sensor tersebut untuk melihat apa yang terjadi. Jika sensor tidak dipasang dan pembacaan masih salah, kemungkinan disebabkan masalah kabel. Lepaskan aliran signal pada ECM untuk menyakinkan kecepatan vehicle terbaca 0 dengan kabel signal dilepas.


33

ELECTRONIC ENGINE

Water in Fuel Sensor

Gambar 45 - Water in fuel sensor

Sensor ini merupakan feature terbaru yang dipassang pada water separator yang dipergunakan untuk mendeteksi adanya air pada fuel. Prinsip kerja dari sensor ini adalah memanfaatkan sifat bahan bakar yang mempunyai tahanan lebih besar dari pada air. ECM akan mengirim sinyal AC ke sensor dan memonitor tegangan yang kembali untuk menentukan apakah terdapat air pada bahan bakar. Jika terdapat air pada bahan bakarm, maka nilai tegangan kembali yang dirasakan ECM akan besar nilainya. Pada beberapa engine, apabila terdeteksi air pada bahan bakar maka akan mengeluarkan warning dan ada juga yang menyebabkan ECM memerintahkan pengurangan tenaga (derate).

34


ELECTRONIC ENGINE

Electron ic Control Module

Gambar 46 - Kontrol ECM

ECM merupakan komponen yang mengontrol dan memonitor electronic engine dengan mengolah data yang berasal dari komponen input melalui program yang ada didalam ECM yang disebut personality modul. Berdasarkan hasil pengolahan data tersebut, ECM akan mengaktifkan komponen output sebagai fungsi pengontrolan dan monitoring. Disamping itu ECM juga dapat berinteraksi dengan komponen control yang lain dan Caterpillar Electronic Technician untuk melakukan diagnosa dan pemrograman melalui jaringan yang disebut Data Link. Agar ECM dapat bekerja, ECM memerlukan : 1. Power suplai dari battery ECM dapat bekerja dengan power suplai antara 9-36 volt. 2. Program (software) tertentu yang disebut dengan personality module. Personality module merupakan software yang menentukan horsepower dan torsi yang dapat dihasilkan engine. 3. Parameter Parameter merupakan setting dari personality module yang dapat mempengaruhi seluruh kemampuan dan operasi engine. Parameter pada ECM terdiri daru dua jenis yaitu : a. System Configuration Parameter yaitu parameter yang mempengaruhi operasi engine yang diset di pabrik atau dapat dirubah menggunakan Electronic Technician service tool, namun membutuhkan factory password. b. Customer Specified Parameter yaitu parameter yang memungkinkan pemilik melakukan penyetelan yang lebih teliti dengan disesuaikan dengan pengoperasian engine. Customer Specified Parameter dapat diproteksi menggunakan customer password. Secara spesifik ECM melakukan fungsi-fungsi berikut : 1. Sebagai governor; yang mengatur kecepatan engine dengan mengontrol jumlah bahan bakar yang dapat diinjeksikan oleh injector. Pengaturan kecepatan ini berpatokan pada : a. Sinyal input yang diberikan oleh throttle position sensor yang dianggap sebagai acuan kecepatan yang diinginkan oleh operator (desire engine speed). b. Kecepatan actual engine yang diperoleh dari speed timing sensor. 2. Pengontrol saat bahan bakar diinjeksikan (injection timing); yang berpatokan pada posisi top center cylinder number 1 dari signal yang diperoleh dari crankshaft position sensor (engine speed/timing sensor). Dari data tersebut ECM akan menentukan saat penginjeksian bahan bakar harus relative TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

35

ELECTRONIC ENGINE

3. 4. 5.

terhadap posisi top center cylinder no. 1. Disamping itu Injection timing juga ditentukan oleh tiga factor lainnya yaitu : a. Engine speed (rpm) b. Engine load c. Data engine lainnya Mengatur lamanya bahan bakar diinjeksikan (Injection duration). Mengatur pressure penginjeksian (pada engine HEUI). Melakukan monitoring; yang meliputi engine oil pressure, coolant temperature, inlet manifold air temperature, sementara apabila dilengkapi ECM juga dapat melakukan monitoring terhadap fuel pressure, exhaust temperature, inlet air restriction, hydraulic oil temperature (HEUI), kandungan air didalam bahan bakar dan oil differential pressure, fuel differential pressure dan coolant level.

ECM memiliki kemampuan untuk mendiagnosa permasalahan yang berhubungan dengan komponen electronic dan kondisi pengoperasian yang berada diluar batas operasi normal. Pada saat dan setelah masalah terdeteksi, maka ECM akan mengeluarkan diagnostic code yang terdiri dari : a. Active diagnostic code / Active event code Active diagnostic code merupakan permasalahan elektronik yang sedang terjadi saat itu dan diperlukan perbaikan, sedangkan Active event code menunjukkan problem aktual pada system engine yang sedang terjadi dan bukan merupakan masalah elektrikal pada sensor. b. Logged diagnostic code Logged diagnostic code merupakan masalah yang tersimpan pada memory ECM, yang merupakan problem masa lampau yang pernah terjadi. Data ini dibutuhkan untuk melakukan perbaikan pada masalah yang intermitten dan menganalisa kerusakan yang pernah terjadi sebelumnya. c. Logged event code Merupakan diagnostic code yang menjelaskan kerusakan yang terjadi masa lampau yang berhubungan dengan kondisi pengoperasian bukan permasalahan pada komponen elektronik. Kode ini hanya dapat dihapus menggunakan factory password.

Gambar 47 - Generasi ECM

ECM diproduksi pertama kali pada electronic engine Caterpillar jenis PEEC. Pada tahun 1987 diperkenalkan FAT ECM pada engine 3176. Berbarengan dengan Fat ECM, Caterpillar merancang ECM jenis baru dengan nama Advance Diesel Engine Management I (ADEM I ) dengan 70 pin connector dibuat untuk engine 3508 pada pertengahan tahun 80 untuk aplikasi machine D11 dan 777 Truck . ADEM I memiliki saluran fuel sebagai pendingin ECM dan personality module berupa chip yang dapat diganti-ganti dan tidak dapat di Flash menggunakan service tool. . Semenjak tahun 1993 diperkediperkenalkan diperkenalkan ADEM II yang memiliki dua connector yang masing-masing terdiri dari 40 pin. Awalnya personality module pada ADEM II dapat diganti-ganti atau di Flash . Semenjak tahun 1993 hingga 1998 ADEM II terpasang pada engine truck C-10, C-12, 3176B, 3406E, 3126. Pada non truck untuk engine 3406 dan 3500B dari tahun 1994 hingga 2001. Semenjak tahun 1995, Caterpillar tidak lagi memproduksi electronic engine dengan personality module yang dapat diganti-ganti, tetapi hanya dapat di Flash menggunakan service tool. Semenjak tahun 1998 sampai sekarang diperkenalkan ADEM III atau ADEM 2000 yang hanya dapat di flash, telah dipergunakan pada engine truck 3126B/E, C-10, C-12, C-15, C-16,3406E dan 3606. ADEM III ada yang memiliki saluran fuel dan ada yang tidak. Biasanya untuk aplikasi truck tidak dilengkapi tetapi dilengkapi untuk aplikasi machine, industrial, dan marine. 36


ELECTRONIC ENGINE

FAT ECM dan PEEC II

Gambar 48 - FAT ECM dan PEEC II

Selama sepuluh tahun terakhir, telah dikembangkan design menuju peningkatan cara kerja pada diesel engine. Customer yang memerlukan performance engine yang lebih baik, sesuai dengan standard baru, yaitu emisi gas buang yang rendah, maka perlu dikembangkan engine control yang memadai pula. Caterpillar mengambil tantangan dan telah memenuhi tuntutan ini, bahkan melebihi dari tuntutan standard yang ada dengan terus megembangkan elektronik engine. Sejak tahun 1987, ribuan electronic engine Caterpillar telah digunakan pada berbagai aplikasi. Contoh pada tahun 1987 sampai 1990 menggunakan PEEC II pada 3406 dengan prefix 8TC & 2EK Pada tahun yang sama, CAT bekerjasama dengan Ford dengan PEEC II.V 5YG. Konfigurasi pada truk ini adalah 8-bit, pigtails, total 30 pin. Pada tahun 1987 sampai 1992 “Fat ECM” digunakan hanya pada engine 3176. Fat ECM ini memiliki 40 pins. ECM ini digunakan pada prefix 2YG dan 7LG.

Gambar 49 - PEEC II

Gambar diatas menunjukkan berbagai konektor yang ada pada 3406B PEEC. (Konektor PEEC III memiliki perbedaan). Penandaan “J” untuk Jack, dan “P” untuk Plug. Konektor J1/P1 digunakan untuk diagnostic tool, sedangkan J2/P2 untuk vehicle connector. Komponen yang berada di sebelah kiri adalah P/M cover. Konektor J3/P3 merupakan konektor untuk sensor dan konektor J4/P4 adalah solenoid connector. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

37

ELECTRONIC ENGINE

Pada tahun 1987 sampai 1990 PEEC II digunakan pada 3406 PEEC prefix 2EK, 8TC. Pada waktu yang bersamaan CAT bekerjasama dengan Ford pada PEEC II.V 5YG. Hanya digunakan pada truk dan memiliki 8-bit processor.

PEEC III

Gambar 50 - PEEC III

Pada tahun 1991 diperkenalkan PEEC III . Teknologi ini masih mengadopsi sistem pump and lines yang digunakan pada model awal PEEC. Serial number engine dirubah prefix menjadi 4CK pada 3406C, dan menggunakan 40 pin connector single. PECC III digunakan pada aplikasi truk sejak tahun 1991 sampai 1993, dan pada engine 3408/3412 marine dari 1991 sampai 2000. Juga digunakan pada 3512 dari tahun1991 sampai 1999. P/M berupa chip berwarna dan berkode yang dapat dilepas dan diganti dengan mudah. PEEC III menggunakan 8 bit microprocessor.

ADEM II

Gambar 51 - ADEM II

ADEM II diperkenalkan tahun 1993 yang merupakan ECM yang pertama kali memiliki dua konektor. Pada awal dikeluarkan, ECM ini mempunyai PM yang dapat diganti atau di-FLASH. ADEM II memiliki konektor 2 x 40 pin dan mempunyai microprocessor 16 bit. ADEM II telah dipasangkan pada truck tahun 1993 sampai 1998, yaitu : C-10, C-12, 3176B, 3406E, 3126 serta non-truck 3406 dan 3500B tahun 1994 sampai 2001. Tahun 1995, Caterpillar tidak memproduksi engine dengan PM yang dapat dilepas lagi, namun PM pada ECM hanya dapat di-FLASH.

38


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 52 - ADEM II

Pada ECM ADEM II terdapat konektor 40-pin heavy duty. Hal ini merupakan Electronic Control Module pertama kali yang memisahkan konektor engine dan vehicle. Komponen didalamnya terbungkus rapat oleh housing alumunium dengan empat isolator kejut untuk mengurangi getaran. Terdapat fuel yang mengalir langsung melewati gallrery pada housing ECM untuk operasi yang efisien. Saluran fuel berdampingan dengan transistor penggerak injector. Fuel membantu mencegah pusaran panas pada ECM.

Gambar 53 - ADEM II

Sirkuit internal terdiri PC board kualitas tinggi dengan microprocessor 16-bit. ECM memiliki 10 lapisan board dengan 1000 sampai 2000 komponen. Selain itu, ECM ini menggabungkan system elektronik selfdiagnostic yang dapat memberikan peringatan potensial sebuah problem atau event pada system engine. Fungsi uatama ECM adalah untuk pengaturan engine tetapi memiliki sedikit fungsi tambahan yang lain. Fungsi tambahan tersebut seperti engine protection monitoring, PTO control, dan melayani bermacammacam parameter lain yang dapat diprogramkan. Kemudian, ECM dan PM software sekarang berkembang cepat dan menjadi lebih komplek.


39

ELECTRONIC ENGINE

ADEM III

Gambar 54 - ADEM III

ADEM III atau ADEM 2000 mempunyai konektor 2 x 70-pin dan microprocessor 32-bit. Pertama kali diperkenalkan pada 3126B tahun 1998. Tahun 1999, ditambahkan pada C-10, C-12, 3406E. Tahun 2000, 3406E berubah menjadi C-15 dan C-16. Bulan Maret 2001, 3126B berubah menjadi 3126E. ADEM III hanya dapat di-FLASH. Bisa terdapat saluran fuel maupun tidak ada saluran fuel yang terhubung ke huosing ECM (aplikasi truck tidak ada, tetapi pada machine, industrial, dan marine masih ada). Kita tidak bisa serta merta mengambil ECM dari 3126E dan dipasangkan pada C-10. HEUI ECM berbeda part number dan berbeda Input/Output dikarenakan adanya IAPCV dan sensor tekanan HEUI. Jika terjadi kesalahan FLASH ke dalam ECM, maka dapat membuat ECM rusak dan hancur selamanya. Jika hal itu terjadi, maka perlu membeli ECM baru dan Caterpillar tidak dapat mengganti kerugian yang timbul. Serial Number ECM tercetak sangat jelas pada sisi depan berupa 10 angka digit yang diakhiri dengan dua huruf. Selain itu, serial number dapat dibaca dari ET sebagaimana Caterpillar mempunyai part number tersebut.

Gambar 55 - ADEM III

• •

Fuel delivery = durasi waktu pemberian voltage ke solenoid. Injection pressure dikontrol hanya dengan HEUI. Injection timing = kapan pertama kali solenoid diberi arus, relatif terhadap posisi crankshaft (derajat putaran sebelum TDC).

40


ELECTRONIC ENGINE

ECM mengontrol jumlah fuel yang diinjeksikan dengan memberikan variasi signal ke electronic unit injector. Electronic unit injector menginjeksikan fuel HANYA jika electronic unit injector diberi arus. ECM mengirimkan tegangan 70 – 105 VDC ke solenoid untuk meng-energize solenoid. Dengan mengontrol waktu (timing) mulai dan berakhirnya pemberian voltage, ECM dapat mengontrol injection timing. Dengan pengontrolan durasi pemberian voltage, ECM dapat mengontrol volume fuel yang diinjeksikan. ECM akan menentukan batasan jumlah fuel yang dapat diinjeksikan. Fuel Ratio Control (FRC) Fuel POS merupakan batasan yang didasarkan pada boost pressure untuk mengontrol udara/fuel sehingga emisi gas buang terjaga. Ketika ECM merasakan kenaikan boost pressure, ECM menambah FRC Fuel POS. Rated Fuel POS merupakan batasan yang didasarkan pada rating horsepower engine. Rated Fuel POS sama seperti Rack Stop dan Torque Spring pada engine mekanikal. ECM juga menyediakan bentuk kurva horsepower dan torque untuk rating horsepower yang spesifik. Batasan tersebut diprogram oleh pabrik ke dalam Personality Module. Injection timing tergantung pada tiga factor : engine speed (RPM), engine load, dan data engine lain. ECM menentukan posisi TDC cylinder nomor 1 dari signal yang dihasilkan oleh crankshaft position sensor. ECM akan menentukan kapan penginjeksian fuel dilakukan yang relatif terhadap TDC. ECM kemudian menyediakan signal ke electronic unit injector pada saat yang tepat. Sesuai dengan tuntutan peningkatan dan keistimewaan sistem elektronik baru pada ECM, maka sirkuit harus lebih besar dan dibuatkan 32-bit dengan processor 24 MHz dengan konektor 2 x 70-pin berlapis emas. Komunikasi antara engine electronic dan vehicle electronic merupakan hal wajib. Data link merupakan koneksi elektrikal untuk komunikasi dengan peralatan berdasarkan onboard microprocessor lain. Peralatan ini sesuai dengan standar SAE dan termasuk pencatat perjalanan (history), elektronik pada dashboard dan system maintenance. Data link juga merupakan media komunikasi yang digunakan untuk pemrograman dan troubleshooting dengan Caterpillar service tool. Berikut ini adalah keistimewaan dengan ADEM 2000 (spesifik untuk truck). Password protection • Cruise control/soft cruise • Fast idle control • Vehicle speed limiting • •

Engine monitoring

•

Theft deterrent

•

Exhaust brake control

•

ECM fan control

•

Idle shutdown timer

•

Progressive shift

•

Cruise control/soft cruise; fitur soft cruise speed control menyediakan sedikit pengontrolan kecepatan yang halus pada kecepatan disekitar cruise set speed. Ketika soft cruise On, ECM akan memodulasi fuel delivery dengan lebih efisien, cruise control lebih halus. Hal ini akan mengurangi siklus ON/OFF fuel dengan tiba-tiba. Sebagai tambahan, fitur ini memungkinkan truck menambah kecepatan sedikit diatas cruise set speed ketika menuruni bukit (tanpa beban) untuk “menghangatkan” turbocharger. Hal ini akan menyediakan boost yang cepat dan meningkatkan respon engine pada tanjakan bukit berikutnya.

•

Vehicle speed limiting (VSL); mengatur kecepatan maksimum kendaraan truck. VSL memutus fuel ke injector saat vehicle melebihi kecepatan yang telah diprogramkan.

•

Engine monitoring; menyediakan kesatuan engine monitoring yang dapat mendeteksi tekanan oli yang tidak normal, temperatur udara pada inlet manifold yang tinggi, temperatur coolant yang tinggi, dan coolant level yang rendah (optional).

•

Exhaust brake control; pada aplikasi pekerjaan menengah (tidak begitu berat), exhaust brake control yang merupakan perlengkapan (flap valve) yang dipasangkan pada saluran exhaust sehingga menghasilkan exhaust back pressure tinggi yang dimanfaatkan untuk mengurangi laju kendaraan. Pada aplikasi alat berat dipergunakan PAC atau Jacobs Brake.

•

Idle shutdown timer ; merupakan parameter yang diprogram untuk mengurangi waktu idle yang berlebihan.

•

Password protection; Password umumnya berupa sekumpulan (karakter) angka atau huruf. Password didesain untuk menghalangi adanya perubahan informasi dalam ECM. Electronic system membutuhkan factory password yang benar untuk menghapus logged event tertentu. Factory password juga dibutuhkan saat akan mengubah rating engine. Ada dua password, masing-masing memiliki 8 karakter yang dapat berupa huruf maupun angka.


41

ELECTRONIC ENGINE

•

Fast idle control; dengan instalasi switch momentary contact Fast Idle, operator dapat menekan switch sehingga engine secara langsung menuju nilai RPM yang telah diprogram pada parameter Fast Idle RPM #1. Jika ditekan lagi, engine RPM akan menuju nilai RPM yang telah diprogram pada parameter Fast Idle RPM #2.

•

Theft deterrent; fitur ini merupakan metode yang efektif untuk mengontrol operasi yang tidak diinginkan pada vehicle. Ketika parameter Theft Deterrent Password digunkan, TDS akan mencegah engine di-start kecuali password telah dimasukkan melalui Caterpillar Information Display ( Cat ID).

•

ECM fan contro l; ECM dapat mengontrol fan pendingin melalui relay yang dipasang oleh OEM. ECM mengontrol relay berdasarkan temperatur coolant, temperatur udara pada inlet manifold, dan boost pressure. Relay dapat juga dikontrol oleh ECM ketika switch berikut terpasang oleh OEM : air conditioning high pressure switch, PTO ON/OFF, manual fan override switch dan retarder solenoid.

•

Progressive shift; adalah perpindahan gigi menuju gear yang lebih rendah dengan cepat. Perpindahan dibuat melebihi peak torque tetapi di bawah rated RPM. Tidak diperlukan pengoperasian engine pada kisaran RPM yang lebih tinggi sebelum shifting ke gear berikutnya, karena akan buangbuang fuel. Selain itu, mode ini saat kegagalan pengoperasian mengambil keuntungan torque rise engine.

Fitur ADEM 2000 ada penambahan parameter PTO yang disebut maximum vehicle speed. Parameter ini mengatur engine untuk menjaga kecepatan vehicle yang telah diprogram saat PTO aktif.

ADEM A 4

Fuel Flow ‘i n’

J1 ‘Customer’ Connector 4mm Allen

Ground Strap J2 ‘Engine’ Connector An ti-Vib rati on Mounts

Fuel Flow ‘out ’ Gambar 56 - ADEM A4

Engine C4.4/C6.6 menggunakan ADEM A4-E2 Engine ECM, yang berfungsi mengontrol : Fuel pressure • Speed governing • Air/fuel ratio • Start/stop sequence • Engine protection devices/diagnostics •

46


ELECTRONIC ENGINE

Fitur pada ECM tersebut adalah: 2 x 64-pin sockets untuk the machine harness connector dan engine harness connector. Disini diperlukan tool baru untuk membuka pin. Casing ECM di lindungi dengan seal secara menyeluruh untuk menahan kotoran dan kelembaban. Sealed case didinginkan dengan fuel dari primary fuel filter untuk membantu pelepasan panas dari komponen elektronik didalamnya. Fuel masuk ke saluran bagian atas dan keluar dibagian bawah. Pada saat pemasangan ECM, yakinkan ground strap terjaga kebersihannya pada saat penyambungan dan kencangkankan sesuai spesifikasi torque. Terdapat Anti-vibration yang menempel kuat dan masuk pada lubang pada masing-masing sudut ECM.

ADEM Management Inf or mat io n

Gambar 57 - ADEM

Teknologi ADEM mengijinkan informasi tersimpan didalam ECM. Informasi ini bisa didapatkan kembali oleh customer. Tersedia informasi maintenance dan memungkinkan bagi customer untuk menyesuaikan interval service sesuai aplikasi berdasarkan fuel atau jam. Dan sebagai tambahan data maintenance, ECM akan mengkalkulasi, merekam, dan menyimpan data yang berharga bagi pengguna. Customer dapat melakukan troubleshooting terhadap kerusakan dan mendiagnosa problem seperti fuel consumption (saat waktu idle yang berlebihan). Engine merekam informasi sebelum, selama, dan setelah kerusakan, untuk membantu diagnosa kerusakan. Customer memiliki rekaman yang akurat tentang load factor actual untuk setiap pekerjaan dan umur engine. Instantaneous (real time) – RPM engine, load persen, fuel rate, temperatur, tekanan, voltage battery • pada pekerjaan yang sedang berlangsung. – jam, fuel yang digunakan, waktu idle, fuel yang digunakan saat idle, load factor rata-rata. Lifetime total (total umur) –engine hours, total fuel yang digunakan, total fuel yang digunakan saat • idle, total waktu idle, load factor rata-rata, total maksimum fuel yang digunakan. Histograms (grafik) – persentasi loss vs time, engine speed vs time •


47

ELECTRONIC ENGINE

Engine Monito ring dan Self Diagnosti c

Gambar 58 - Fungsi Monitoring

Electronic control system akan mencakup Engine Monitoring. System akan memonitor tekanan oli engine, temperatur coolant, temperatur udara pada inlet manifold, dan coolant level. Pada On-Highway Truck, OEM bertanggung jawab menyediakan dan memasang sensor coolant level. Coolant level sensor merupakan satu-satunya sensor yang dapat dipilih secara tersendiri pada Engine Monitoring. Coolant level dapat diaktifkan melalui ECM Customer Programable Parameter. Setting default dari pabrik adalah “enabled”. ECM Customer Programable Parameter memiliki empat mode yang berhubungan dengan Engine Monitoring. Off Mode – ECM akan mengabaikan oil pressure sensor dan coolant level sensor. Coolant Temperature masih digunakan untuk Cold Mode. Temperatur udara pada inlet manifold digunakan pada operasi udara dingin tanpa menghiraukan mode monitoring engine. Warning Mode (Factory Default) –warning mode menggunakan sensor: Oil pressure, Coolant temperature, Inlet manifold temperature dan Coolant level. Ketika diagnostic code aktif, Check Engine Lamp akan berkedip dan Warning Lamp akan muncul. Mode Derate – Derate Mode dan Shutdown Mode mengijinkan ECM mengubah kinerja engine dan membantu engine terhindar dari kerusakan. Engine harus dikembalikan ke normal ketika kondisi yang menyebabkan masalah sudah diperbaiki. Ketika engine di-derate, Check Engine Lamp dan Warning Lamp akan berkedip. Mode Shutdown – akan menyebabkan peringatan dan di-derate aktif. Dan sebagai tambahan, jika batas waktu/lamanya kondisi engine pada tekanan oli yang sangat rendah, temperatur coolant yang sangat tinggi, atau coolant level yang sangat rendah telah tercapai, maka engine akan shutdown.

48


ELECTRONIC ENGINE

Customer Specified Programmable Parameter

Gambar 59 - Programmable Parameter

Customer Specified Programmable Parameter memungkinkan customer untuk melakukan “fine-tune” engine sesuai dengan aplikasi tertentu yang diinginkan. Customer specified parameter dilindungi dengan customer password. ECM dapat diprogram untuk semua parameter atau beberapa kombinasi parameter. Catatan : Penjelasan lebih detil tentang customer specified parameter, mengacu penggunaan Troubleshooting Guide atau Operation and Maintenance Manual.

ECM tidak dapat secara langsung dipindahkan dari tipe engine yang berbeda seperti dari 3126B pada C-10 karena HEUI ECM memiliki part nomer dan input output (I/O) yang berbeda dengan EUI engine. Jika menggunakan FLASH file dari engine tipe lain dapat mengakibatkan ECM korup dan rusak selamanya. Untuk itu perlu ke hati-hatian dalam memilih FLASH file yang akan diinstall. Pengubahan tenaga engine dapat dilakukan pada engine dengan model dan aplikasi yang sama dengan mengubah flash file ECM, namun untuk melakukan hal ini perlu dikakukan pemeriksaan komponen yang cocok untuk tingkat horsepower yang baru dan terkadang memerlukan penggantian beberapa komponen seperti turbo dan oil cooler. Disamping itu ECM memiliki code security yang disebut interlock code, yang akan muncul jika dilakukan pengubahan tingkat horsepower engine dan memerlukan factory password untuk mengubah nilai ini.


49

ELECTRONIC ENGINE

Engine Shutdown System Ground Level Shutdown Switc h

Gambar 60 - Ground level shutdown switch

Switch ini memberikan sinyal ke ECM untuk memutus aliran listrik ke injector, sehingga memungkinkan engine bisa di crank tanpa starting untuk keperluan maintenance. Ground Level Shutdown switch terhubung ke ECM melalui machine and engine wiring harness. Sirkuit ini bekerja dengan mengroundkan satu dari dua wire. Dengan membalik status dari wires ini, engine juga akan bisa running atau shutdown. Jika switch-nya di operasikan, perlu kembali untuk mereset systemnya. Putar key start switch pada posisi off paling tidak 5 detik sebelum mencoba men-start kembali.Sebaliknya, engine akan bisa crank tetapi tidak bisa start. Tidak semua machine mempunyai fitur seperti ini.

User Defined Shutdown Circuit

Gambar 61 - User defined shutdown switch

User Defined Shutdown bisa digunakan oleh customer untuk memasang peralatan yang lainnya seperti fire suspression system ke ECM untuk mematikan engine. Pada saat shutdown input di ground-kan selama 1 detik, maka engine akan mati. Input-nya sendiri harus mempunyai pull down voltage sebesar 0.5 volts sebelum ECM mengenali shutdown signal. Operation dari User Defined Shutdown akan di logged sebagai sebuah event dan dapat dilihat pada ET status screen. Fitur ini diprogram untuk berfungsi hanya saat kondisi berikut ini (untuk alasan safety): 1. Parking Brake ENGAGED 2. Transmission NEUTRAL 3. Machine Ground Speed ZERO

50


ELECTRONIC ENGINE

Data Lin k

Gambar 62 - Data link circuit

Data Link merupakan jalur komunikasi antara ECM engine, ECM transmission, Cat Monitoring System, ET Service Tool, PC based software dan system on-board atau off-board yang lainnya. Dewasa ini terdapat tiga jenis data links yang dipergunakan pada CAT electronic engine yaitu: 1. ATA J1708 American Trucking Association 2. CDL Cat Data Link 3. CAN J1939 Controller Area Network

ATA J1708 (dat a) Amer ic an Trucki ng As soci ati on data li nk Data link ini merupakan standard yang digunakan pada on-highway trucks American di amerika dan untuk melakukan flash programming pada engine tipe lama seperti 3176. Cat truck engine juga menggunakan data link tipe ini untuk berkomunikasi dengan service tool. CDL (Cat Data Link) Ini adalah jenis data link yang dipergunakan pada Caterpillar products (Kebanyakan Cat Equipment) untuk berkomunikasi dengan ET, monitoring system, control system lainnya dan termasuk untuk melakukan flash programming.


51

ELECTRONIC ENGINE

CAN J1939 Control ler Area Network

Gambar 63 - CAN Data link circuit

Dewasa ini Cat mulai beralih dari Cat Data Link ke CAN J1939 sebagai standard industri. Pada CAT engine terbaru, service tool berkomunikasi dengan CDL tetapi melakukan flash programming menggunakan CAN J1939 data link. Data link ini merupakan standard industri yang dapat berkomunikasi dengan kecepatan tinggi yang dipergunakan oleh banyak pabrik pembuat engine. Beranjaknya Cat ke data link jenis ini dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan dan kecepatan proses flash programming. Kecepatan flash programming meningkat lima kali jika menggunakan CAN data link. Termination resistors normalnya dipasang pada sirkuit CAN data link. Jika terminating resistors tidak dipasang, maka proses flash file baru ke ECM melalui CAN data link tidak dapat dilakukan. Oleh karena itu, jika CAN data link dipasang pada engine atau machine, termination resistors perlu dipasang untuk mencegah terjadinya interference. Kabel dari semua jenis data link diatas harus di puntir (twist) untuk menghindarkan Radio Frequency Interferrence (RFI).

52


ELECTRONIC ENGINE

TOPIK 3 Prinsip Kerja EUI dan HEUI Fuel System Pendahuluan Caterpillar Electronic Engine merupakan langkah maju pengembangan mechanical fuel system dan terbukti ketangguhan dan kemampuannya. Caterpillar electronic engine menggunakan injector diatas masing-masing silinder untuk menginjeksikan bahan bakar dan electronic control module (ECM) untuk mengontrol seberapa banyak bahan bakar yang akan diinjeksikan (fuel delivery) dan kapan bahan bakar harus diinjeksikan (injection timing). Caterpillar Electronic Engine terdiri dari dua tipe yaitu: • •

Mechanically Actuated Unit Injector ( EUI) Hydraulically Actuated Electronic Unit Injector (HEUI)

Electronic Unit Injector

Gambar 64 - User defined shutdown switch

Mechanically Actuated Electronic Unit Injector menggunakan mekanisme rocker arm untuk menekan tappet yang dibutuhkan untuk menaikkan tekanan fuel didalam unit injector. Rocker arm digerakkan secara mekanis oleh camshaft dan untuk beberapa jenis engine menggunakan perantara lifter dan push rod. ECM mengontrol jumlah fuel yang diinjeksikan tergantung pada signal yang dikirim ke electronic unit injector. Electronic unit injector akan menginjeksikan fuel hanya jika electronic unit injector solenoid di beri arus . ECM yang mengirim tegangan sebesar 70 - 105 VDC ke solenoid injector tergantung pada masing-masing tipe engine.


53

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 65 - Engine EUI model

Model engine caterpillar yang menggunakan system Mechanical Actuated Unit Injector adalah : 3176 • C-15 • 3196 • C-16 • C-10 • 3500B • C-12 • 3456 • 3406E • C-18 dst • Model Engine Caterpillar terbaru menggunakan huruf C pada bagian depan modelnya seperti C10,C12,C15 dll. C10 merupakan pengganti 3176, C12 pengganti 3196, C15 &C16 pengganti 3406E dan C175 pengganti 3508B.

54


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 66 - Diagram EUI

Gambar diatas merupakan diagram komponen dan prinsip kerja EUI. EUI fuel system menggunakan supply bahan bakar bertekanan rendah dan kemudian menaikkan tekanan injeksi 10,000 hingga 30,000 psi. Bahan bakar dihisap oleh fuel transfer pump dari tangki melalui primary fuel filter, kemudian dialirkan ke fuel gallery di cylinder head melalui secondary fuel filter yang sanggup menyaring partikel hingga ukuran 2 micron.

Gambar 67 - Fuel Pressure Regulator

Tekanan fuel di fuel gallery diatur oleh fuel pressure regulator yang merupakan Spring-Loaded Check Valve, sebesar 25-60 psi. Fuel yang sudah standby di fuel gallery akan mengalir kedalam injector. Saat roker arm menekan injector dan solenoid di energize oleh ECM, bahan bakar diinjeksikan kedalam cylinder. Fuel delivery dan timing ditentukan oleh input signal dari masing-masing sensor, kemudian data tersebut diolah oleh ECM dan selanjutnya ECM meng-energize solenoid pada saat dan jumlah yang tepat. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

55

ELECTRONIC ENGINE

Komp onen Utama Injector EUI

Gambar 68 - Diagram EUI

Lima komponen utama injector system EUI adalah :

Tappet Tappet merupakan komponen injector yang terhubung dan tertekan langsung oleh rocker arm. Pada tappet terdapat injector spring yang akan mengembalikan tappet keposisi semula saat rocker arm tidak dalam posisi menekan.

Plunger Plunger terhubung ke tappet dan akan bergerak naik turun untuk memompakan bahan bakar.

Barrel Barrel merupakan rumahan plunger yang memiliki sebuah saluran masuk bahan bakar.

56


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 69 - Catridge Assembly

Cartridge Valve Cartridge valve merupakan komponen yang mengatur saat dan jumlah bahan bakar diinjeksikan. Komponen cartridge valve adalah : Solenoid Solenoid merupakan komponen yang terdiri dari kumparan kabel listrik yang akan dialiri arus dari ECM untuk menghasilkan gaya magnet. Ar mature Armature merupakan mekanisme perantara yang akan tertarik kearah atas saat timbul kemagnetan pada solenoid. Seperti terlihat pada gambar diatas secara mekanis armature terhubung ke poppet valve. Poppet Spring Poppet spring terhubung ke poppet valve, yang akan mengembalikan poppet valve keposisi semula saat solenoid tidak lagi diberi arus. Poppet Valve Poppet valve merupakan komponen yang membuka dan menutup saluran masuk bahan bakar menuju barrel.


57

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 70 - Nozzle Assembly

Nozzle Assembly Komponen nozzle assembly adalah : • • •

Nozzle Spring Nozzle Check Nozzle Tip

Nozzle merupakan bagian yang akan mengatur tekanan dan pola penginjeksian bahan bakar. Nozzle assembly terdiri dari nozzle check yang selalu tertekan oleh nozzle spring, jarum ini akan mulai mengangkat dan membuka saluran penginjeksian pada nozzle tip jika tekanan sudah mencapai 5000 Psi.

58


ELECTRONIC ENGINE

Tahapan Tahapan Penginj eksian

Gambar 71 - Tahapan penginjeksian

Empat tahapan tahapan penginjeksian penginjeksian pada EUI system yaitu : Pre-injection • Injection • Fill • Spill •

Gambar 72 - Injeksi proses

Pada saat rocker arm tidak menekan injector, tappet spring menjaga injector plunger memanjang. Fuel yang bertekanan bertekanan sekitar 60 psi dapat dapat mengalir mengalir ke injector injector melalui fill/spill fill/spill port, melewati melewati solenoid valve, valve, menuju plunger cavity. Saat rocker arm menekan tappet ke bawah mendorong plunger, maka fuel akan terdorong. Fuel yang terdorong pada plunger cavity akan mengalir kembali menuju saluran fuel suplai jika poppet valve tidak menutup.


59

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 73 -

Poppet valve tertutup dan injeksi

Namun jika injector solenoid di energize dan poppet valve menutup saluran yang terhubung dengan fuel suplai maka tekanan fuel dalam plunger cavity akan meningkat sehingga akan mampu mendorong nozzle spring dari efektif area yang ada pada nozzle check. Jika nozzle check terbuka maka fuel akan keluar menuju cylinder melewati nozzle tip. Tekanan yang dibutuhkan untuk mengalahkan nozzle spring sekitar 35000kPa atau 5000 psi. Proses penginjeksian akan terus berlangsung selama poppet valve tetap dalam keadaan tertutup. Saat poppet valve terbuka penginjeksian akan berakhir walaupun rocker arm masih mendorong tappet turun menekan fuel, karena fuel akan kembali menuju spill/return port. Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa system EUI tergantung pada gerakan mekanis, pada saat cam berputar dan menekan rocker arm, Rocker arm menekan tappet dan plunger kebawah. Ketika injector poppet valve terbuka, tekanan tidak akan timbul didalam barrel sehingga bahan bakar kembali lagi ke fill/spill port. Meskipun EUI system merupakan fuel system yang sangat bagus, masih terdapat keterbatasan yaitu injection pressure sangat tergantung pada kecepatan komponen mekanikal atau dapat juga dikatakan injection pressure sangat tergantung pada kecepatan engine.

60


ELECTRONIC ENGINE

Sistem Kontr ol Pengin Pengin jeksian Fuel Fuel

Gambar 74 -

EUI Control Logic

Gambar diagram diatas menunjukkan timing control logic didalam ECM. Signal input engine speed dan jumlah fuel (tergantung beban) beban) diterima oleh timing control. Signal coolant coolant temperature akan menentukan menentukan kondisi Cold Mode perlu diaktifkan atau tidak. Kombinasi signal-signal input ini menentukan kapan dimulainya penginjeksian fuel. Timing control menyediakan timing yang terbaik pada semua kondisi. Keuntungan Keuntungan timing control “smart” adalah : Mengurangi jumlah partikel dan menurunkan emisi gas buang • Meningkatkan kualitas fuel consumption dengan tetap menjaga performance engine • Memperpanjang umur engine • Meningkatkan kemampuan cold starting. •

Gambar 75 -

E

3406 Electronic Governor

Empat signal input yang digunakan untuk mengontrol jumlah fuel : 1. Engine speed 2. Posisi throttle 3. Boost pressure 4. Coolant temperature


61

ELECTRONIC ENGINE

Signal-signal ini diterima oleh bagian electronic governor pada ECM. Governor lalu mengirimkan signal fuel yang diinginkan ke fuel injection dan injection actuation control. Fuel quantity control logic juga menerima signal dari fuel ratio dan torque control. Dua variable menentukan jumlah fuel dan timing adalah: Start of Injection menentukan menentukan engine timing. • Injection Duration menentukan menentukan jumlah fuel yang diinjeksikan. •

Gambar 76 -

Sensor Speed/Timing pada 3406E (pasif)

Terdapat dua sensor Speed/Timing yang terpasang pada 3406E : high speed (atas) dan cranking speed (bawah). Sensor Speed/Timing memiliki empat fungsi dalam system : 1. Pengukuran engine speed 2. Pengukuran engine timing 3. Identifikasi lokasi TDC dan nomor cylinder 4. Mencegah reverse rotation Speed/Timing Sensor yang berada dibagian belakang front housing, ketikan dipasang masih terdapat celah antara sensor dan timing wheel. Celah ini tidak dapat diatur. Catatan : Sensor-sensor ini jenisnya tidak sama seperti yang digunakan pada EUI system yang lain. Sensor tersebut merupakan tipe pasif sehingga tidak memerlukan suplai power. Selanjutnya, sensor high speed dan cranking tidak dapat ditukar dan masing-masing sensor memiliki part number yang berbeda.

62


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 77 - Timing wheel dan speed/timing sensor

High speed/timing sensor (atas) mengukur kecepatan engine saat beroperasi secara normal, sebagai input untuk proses governing dan melihat posisi crankshaft untuk keperluan timing dan identifikasi cylinder. Cranking speed/timing sensor (bawah) mengukur kecepatan engine saat starting dan memungkinkan bagi engine untuk tetap beroperasi jika high speed sensor mengalami kerusakan. Kerusakan high speed sensor akan menyebabkan ECM secara otomatis mengalihkan atau mengambil input dari cranking speed/timing sensor. Selain itu, check engine lamp akan ON (menyala).

Gambar 78 -

Timing wheel

Timing Wheel merupakan bagian dari drive gear pada camshaft. Timing mark (panah) digunakan untuk meletakkan wheel dan camshaft pada posisi yang tepat terhadap crankshaft, dimana ditandai pada posisi TDC. Timing Wheel ini digunakan pada semua engine 3406E dengan pasif speed/timing sensor. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

63

ELECTRONIC ENGINE

Seperti yang disebutkan sebelumnya, Timing Wheel mempunyai total 25 gigi. Dimana satu gigi diposisikan pada pertengahan batas pertemuan antar gigi. Konfigurasi ini digunakan oleh ECM untuk menentukan lokasi TDC pada cylinder No. 1 (dan cylinder yang berikutnya).

Gambar 79 - Pasif speed/timing sensor

Speed/timing sensor diposisikan secara horizontal pada engine, tetapi tegaklurus terhadap permukaan timing wheel. Dengan kata lain, permukaan samping timing wheel akan sama dalam pemasangan 3408E/3412E. Namun, bentuk timing wheel akan berbeda seperti diperlihatkan pada gambar sebelumnya. Gigi dan sensor membangkitkan signal yang akan dirubah oleh ECM menjadi signal output Pulse Width Modulation (PWM) untuk keperluan timing dan signal output frekuensi yang termodulasi untuk mengukur kecepatan.

Gambar 80 - Saat Cranking

Speed/Timing sensor menggunakan timing wheel dengan susunan gigi-gigi yang diatur sedemikian rupa untuk menentukan : 64


ELECTRONIC ENGINE

• •

Top Dead Center No. 1 (ketika sudah ditemukan/diidentifikasi, cylinder yang lain juga dapat diidentifikasi). Kecepatan engine.

Urutan signal yang ditunjukkan pada kolom kedua akan dianalisa oleh ECM. Pada kondisi titik ini, tidak ada fuel yang diinjeksikan sampai kondisi tertentu yang sesuai telah ditemukan.

Gambar 81 - Setelah pengenalan pola

Selama start-up, Cranking Speed sensor mulai memonitor signal pulsa yang timbul karena perpotongan gigi-gigi dan mengidentifikasi urutan yang ditunjukkan. Setelah satu putaran penuh, ECM dapat mengenali lokasi TDC dari pola yang ditunjukkan seperti gambar diatas. Selama cranking awal, tidak ada fuel yang diinjeksikan sampai kondisi berikut terpenuhi : Timing wheel telah berputar satu putaran penuh • TDC untuk semua cylinder telah diidentifikasi oleh ECM • Setelah sensor memberikan signal yang diperlukan, ECM siap untuk mulai penginjeksian.


65

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 82 - Operasi normal

Selama normal operasi, ECM dapat menentukan timing (assumed) dari urutan titik referensi untuk tiap cylinder. Titik referensi (TDC) actual disimpan pada ECM setelah dilakukan proses kalibrasi. Injection timing dikalibrasi dengan menghubungkan TDC probe ke service access connector pada engine harness dan mengaktifkan urutan kalibrasi menggunakan Caterpillar ET service tool. ECM akan menaikkan kecepatan engine sampai 1100 RPM (untuk mengoptimalkan keakuratan pengukuran), dan membandingkan lokasi TDC cylinder No. 1 yang actual terhadap asumsi lokasi TDC cylinder No. 1, dan menyimpan nilai penyimpangan dalam EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Catatan : Batas penyimpangan kalibrasi ± 4° crankshaft. Jika batas ini terlampaui, setting penyimpangan timing diatur ke NOL (no calibration) dan pesan diagnostic calibration akan dimunculkan.

66


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 83 - Bentuk gelombang arus penginjeksian

Ilustrasi diatas menunjukkan kenaikan arus saat posisi awal untuk menarik injection coil dan menutup poppet valve. Kemudian, dengan cepat arus bergelombang (pulsing) pada 105 volts On dan Off, aliran arus pada posisi ini dijaga sampai akhir injeksi. Akhir penginjeksian terjadi saat suplai arus berhenti, dimana fuel pressure turun dengan cepat di dalam injector.

Gambar 84 - Fuel system limit

Seperti halnya engine yang dikontrol secara mekanikal yang memiliki batasan mekanikal untuk menentukan maksimum fuel delivery selama full load, full torque, dan akselerasi. System EUI juga mempunyai batasan elektronik untuk melindungi engine. Batasan-batasan ini adalah : Horsepower maksimum • Torque limit (menentukan karakteristik torque rise) • Fuel Ratio Control (membatasi fuel sesuai ketersediaan boost) • Cold Mode limit (membatasi fuel, mengontrol asap putih saat dingin) • Cranking limit (membatasi fuel selama cranking). • Saat start-up terdapat delay akselerasi dengan cara menahan engine tetap LOW IDLE selama dua detik atau sampai tekanan oli mencapai 140 kPa (20 psi).


67

ELECTRONIC ENGINE

Hydraulic Electron ic Unit Injector

Gambar 85 - HEUI

HEUI fuel system, yang merupakan singkatan dari Hydraulically actuated Electronically Controlled Unit Injector pada prinsipnya memanfaatkan oil engine yang dipompakan oleh pompa hidrolik tekanan tinggi untuk menggerakkan plunger pada injector, yang ada pada masing-masing silinder. Hal yang membedakan HEUI dan EUI hanya dari pengontrolan system outputnya, sementara system input dan kontrolnya memiliki prinsip kerja yang hampir sama. Pada HEUI system, disamping kemampuan electroniknya ditambah, ECM juga mengontrol fuel delivery, timing, dan injection pressure. Injection pressure pada system ini dapat mencapai 23,500 psi. System ini menggunakan saluran bahan bakar satu jalur, sehingga high pressure fuel lines seperti yang umum dijumpai pada engine mekanikal tidak dipergunakan lagi.

Gambar 86 - Model engine HEUI

System HEUI dipergunakan pada beberapa model engine Caterpillar yaitu 3408, 3412, 3126, C7, C9, C30 dan C32. Engine 3408 & 3412 memiliki rancangan injector dan pompa yang sama, sementara pada engine 3126B dan C9, masing-masing terdapat perbedaan pada rancangan pompa dan injectornya. 68


ELECTRONIC ENGINE

HEUI Injecti on Pressure

Gambar 87 - HEUI Injection Pressure

Keuntungan terbesar dari system HEUI adalah injection pressure-nya tidak tergantung pada engine speed. Injection pressure dikontrol antara batas tekanan minimum dan maximum oleh HEUI system. Hal ini menghasilkan pengabutan bahan bakar yang sempurna meskipun engine beroperasi pada rpm rendah sehingga emisi gas buang lebih bagus.

Fuel Injecti on System

Gambar 88 - Fuel Injection System


69

ELECTRONIC ENGINE

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bahwa aktuasi untuk penginjeksian bahan bakar pada system ini menggunakan system hydraulic, berbeda jika dibandingkan dengan system konvensional yang umumnya menggunakan aktuasi dengan camshaft. Hydraulic actuation memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan mekanikal aktuasi, termasuk kemampuan untuk menciptakan injection pressure yang tidak tergantung pada engine speed seperti yang ditunjukkan pada grafik sebelumnya. Terdapat tiga circuit fluida pada sistem ini, diantaranya adalah : Low pressure oil • High pressure oil (hydraulic) • Low pressure fuel supply • Low Pressure Oil

Gambar 89 - 3408E/3412E HEUI Fuel System, Low oil pressure oil supply

Pada engine yang dilengkapi dengan HEUI system, pompa lubrikasi memiliki dua fungsi, yaitu: Menyediakan lubrikasi untuk engine • Menyediakan low oil pressure untuk mengisi oli menuju HEUI hydraulic pump. • Pompa lubrikasi engine telah di improve untuk mengkompensasi kebutuhan aliran yang lebih besar. Hydraulic pump memiliki Cold Start Oil Reservoir. Reservoir mencegah hydraulic pump dari kavitasi saat awal engine cranking sampai pompa lubrikasi menyuplai dengan tekanan yang cukup. Oil pressure sensor terpasang pada Cold Start Oil Reservoir, yang merupakan saluran inlet untuk hydraulic oil pump. Sensor memonitor tekanan oli untuk lubrikasi pada engine. Oil temperature sensor juga terpasang pada reservoir tersebut. Sensor ini akan digunakan sebagai referensi ‘hydraulic temperature sensor’ untuk melihat temperature oli, yang digunakan sebagai input ECM untuk kalkulasi engine timing.

70


ELECTRONIC ENGINE

High Pressure Oil

Gambar 90 - 3408E/3412E HEUI Fuel System, High pressure oil hydraulic

Selama kondisi operasi normal, tekanan oli dibangkitkan antara 5000 dan 21500 kPa (725 dan 3100 psi) oleh high pressure hydraulic pump untuk aktuasi injector. Nilai tekanan oli dikontrol oleh ECM, dengan memberikan signal menuju pump control valve untuk meng-upstroke hydraulic pump. Saat engine running, high oil pressure selalu tersedia untuk semua injector. Oli dari high pressure pump masuk menuju dua saluran suplai oli. Reverse flow check valves digunakan untuk mencegah pressure surges (hentakan) antar saluran oli pada bank yang lain. Oil supply passages terhubung dengan injector melalui jumper tube. Oil yang digunakan oleh injector akan di-release dibawah valve cover dan dikembalikan ke penampungan melalui pushrod compartment. Low Pressure Fuel

Gambar 91 - 3408E/3412E HEUI Fuel System, Low pressure fuel

Fuel dialirkan dari tangki bahan bakar melalui water separator dan hand priming pump oleh gear-type transfer pump. Fuel kemudian mengalir menuju Electronic Control Module (ECM) housing untuk mendinginkan ECM. Lalu mengalir menuju secondary fuel filter. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

71

ELECTRONIC ENGINE

Selanjutnya, fuel masuk ke low pressure supply gallery yang terletak pada saluran/supply manifold yang ada diatas cylinder head. Sisa fuel yang tidak diinjeksikan akan dikembalikan ke tangki. Aliran dari dua bank disatukan kembali menjadi satu line dan kembali melewati pressure regulating valve, yang disetting dengan tekanan antara 310 dan 415 kPa (45 dan 60 psi). Dari pressure regulating valve, sisa aliran dikembalikan ke tangki. Perbandingan antara fuel yang digunakan untuk pembakaran dan yang kembali menuju tangki sekitar 1:3 (contoh: empat kali volume yang disuplai untuk pembakaran, satu volume untuk pembakaran itu sendiri dan sisanya untuk pendinginan injector). Fuel temperature sensor yang dipasang pada system suplai bahan bakar digunakan untuk mengkompensasi power yang hilang, yang disebabkan oleh variasi temperature fuel.

IAP Control Valve dan HEUI Pump

Gambar 92 - HEUI Pump

IAP Control Valve dan pompa hydraulic pada engine 3408/3412, C9 dan 3126 memiliki prinsip dasar yang sama yaitu oil yang akan menekan plunger injector dipompakan oleh pompa HEUI dan pengaturan tekanan oil pada system HEUI dilakukan oleh IAP control valve. Perbedaan pada masing-masing pompa dan IAP control valve hanya dari segi rancangan. Pompa HEUI engine 3408/3412 merupakan jenis variable displacement piston pump yang diatur sudut swashplate oleh IAP control valve dan ECM sehingga diperoleh tekanan oil yang bervariasi untuk menghasilkan proses pembakaran yang sempurna didalam silinder. Pompa HEUI engine C9 merupakan jenis fix displacement piston pump yang dilengkapi dengan sebuah mekanisme sleeve yang diatur oleh IAP control valve dan ECM untuk memperoleh tekanan oil yang bervariasi untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna. Pompa HEUI engine 3126 merupakan jenis fix displacement pump. Pengaturan tekanan oil dilakukan dengan prinsip membuang aliran oil ke saluran drain melalui besarnya pembukaan saluran drain oleh mekanisme IAP control valve.

72


ELECTRONIC ENGINE

Masing-masing engine diatas memiliki IAP control valve dengan sebuah proporsional solenoid yang diberi arus oleh engine ECM. Pada saat besarnya arus menuju proporsional solenoid dikurangi maka tekanan oil pada HEUI system turun dan begitu sebaliknya.

Prinsi p Kerj a HEUI System

Gambar 93 - HEUI System

Perbedaan utama antara EUI dan HEUI adalah HEUI pump, IAP sensor, injection actuation pressure (IAP) Control Valve dan injector yang digerakkan secara hydraulic. IAP control valve yang terpasang pada pada HEUI pump berfungsi untuk mengatur tekanan oil yang menuju ke injector. IAP sensor berada pada saluran high oil pressure dan memonitor tekanan aktual oil yang dihasilkan IAP control valve, kemudian mengirim data tersebut menuju ECM. Data tekanan oil aktual tersebut akan diolah oleh ECM dan membandingkannya dengan desire injection actuation pressure (pressure yang diinginkan oleh ECM). Berdasarkan data tersebut pengaturan tekanan terjadi berdasarkan besarnya arus listrik yang dikirimkan oleh ECM menuju solenoid IAP control valve. Dapat disimpulkan bahwa ECM mengendalikan injection actuation pressure melalui signal yang diberikan menuju IAP control valve dan berdasarkan pada input signal dari sensor IAP.


73

ELECTRONIC ENGINE

HEUI Injector

Gambar 94 - HEUI Injector

Injector pada masing-masing model engine HEUI memiliki konstruksi yang berbeda, namun prinsip kerjanya tetaplah sama. Proses penginjeksian bahan bakar pada HEUI engine terdiri dari lima tahapan, yaitu : Pre injection • Pilot injection • Delay • Main Injection • End of injection • Pilot injection adalah penyemprotan awal sejumlah kecil bahan bakar yang diselingi oleh tenggang waktu tertentu (Delay) sebelum penginjeksian utama (Main injection) dilakukan. Pilot injection dimaksudkan untuk memberikan pembakaran awal supaya pada saat terjadi Main injection, bahan bakar terbakar dengan cepat dan sempurna.

74


ELECTRONIC ENGINE

3408/3412 Inject or

Gambar 95 - 3408/3412 HEUI Injector

Gambar diatas menunjukkan gambar potongan 3408/3412 HEUI injector dan injector sleeve. Komponen utama injector tersebut adalah: Valve body group dengan solenoid dan poppet valve • Barrel group dengan intensifier piston dan plunger • Nozzle group • Injector sleeve memiliki empat seal groove. Dua grooves yang diatas untuk menyekat fuel yang berasal dari fuel manifold (akan ditunjukkan lebih detail pada gambar selanjutnya). Dua seal yang dibawah untuk menyekat coolant. Metal washer seals pada bagian bawah merupakan bagian dari sleeve dan mencegah coolant masuk ke dalam combustion chamber.



75

ELECTRONIC ENGINE

Injector tersebut terdiri dari tiga komponen dasar yang akan dijelaskan selanjutnya, yaitu: Valve Body Group • Barrel Group • Nozzle Group. • Gambar tersebut menunjukkan exhaust port (saluran keluar) pada injector venting untuk kembalinya oli dengan port yang mengarah ke bawah. Arah tersebut merupakan modifikasi dari desain sebelumnya yang mengarah ke atas. Injector ini dapat ditukarkan. Injector dengan desain yang baru ini akan mengurangi kemungkinan oli terbuang dari breather.


HEUI injector telah di desain dengan sesederhana dan jumlah komponen yang seminimal mungkin, yang terdiri dari 35 part number. Gambar diatas menunjukkan bagian dalam injector, dengan komponen yang diurai sesuai urutan assembly, yaitu : Valve Body Group yang terdiri solenoid, armature dan poppet valve. Assembly ini meneruskan oli • menuju intensifier piston yang akan mendorong fuel plunger. Barrel Group terdiri dari high pressure fuel plunger. • Nozzle Group terdiri dari case, tip, check valve dan nozzle. • Catatan: Meskipun komponen pada injector dijelaskan pada modul ini, perlu dicatat bahwa tidak satupun komponen di dalam injector yang boleh diperbaiki. Injector tersebut di assembly secara presisi oleh machine dan jika dilakukan penggantian komponen dalam injector akan menyebabkan masalah pada performance engine yang tidak tercapai atau kerusakan injector.

76


ELECTRONIC ENGINE

Urutan Proses Penginjeksian

Gambar 98 - Injection sequence

Saat solenoid de-energized, poppet valve tertahan oleh poppet spring sehingga menutup saluran masuk oli. Poppet valve terhubung dengan armature melalui armature screw. Saat poppet tertutup, inlet seat mencegah tekanan oli yang tinggi menuju injector (intensifier). Saluran buang pada poppet seat terbuka, sehingga intensifier piston cavity terhubung dengan atmosphere. ECM akan menghitung jumlah dan timing untuk fuel yang akan diinjeksikan menuju combustion chamber berdasar input signal dari berbagai sensor elektronik. Dan pada saat yang tepat, ECM akan mengirim arus menuju injector solenoid.

Gambar 99 - Valve body group

Solenoid akan membangkitkan gaya magnet yang akan menarik armature dan menggerakkan poppet valve. Poppet valve bergerak melawan gaya spring, membuka inlet seat dan menutup exhaust seat. Oli hidrolik dari supply manifold akan masuk melalui jumper tube menuju bagian atas intensifier piston.


77

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 100 - Injector

Suplai oli yang mengalir dari poppet valve menyebabkan intensifier piston dan fuel plunger bergerak turun. Displacement plunger menekan fuel yang terjebak diantara plunger face dan the nozzle check seat. Catatan: Intensifier piston memiliki ± 7 kali luas area fuel plunger. Saat hydraulic circuit menyupali tekanan sebesar 21000 kPa (3000 psi), kira-kira akan dihasilkan tekanan sebesar 145000 kPa (21000 psi) dibawah fuel plunger.

Nozzle Group

Gambar 101 - Nozzle group

Saat tekanan yang terjebak melebihi valve opening pressure (VOP) pada nozzle, sekitar 31000 kPa (4500 psi), check valve akan terangkat, dan fuel mengalir melalui lubang pada nozzle menuju combustion 78


ELECTRONIC ENGINE

chamber. Pada akhir langkah injeksi, nozzle check valve akan tertutup pada tekanan kurang lebih 21000 kPa (3000 psi). Reverse flow check valve digunakan untuk mencegah gas pembakaran masuk ke area nozzle saat ledakan/power terjadi. Nozzle pada injector sama seperti EUI unit injector. Terdapat enam orifice, dan masing-masing memiliki diameter 0.252 mm (.010 in.), dan disusun dengan sudut 140 derajat.

Injection Current Waveform Karakter Operasi Injector

Gambar 102 - Injection Current untuk satu siklus

Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan dikontrol oleh variasi waktu untuk meng-energize solenoid. Waktu yang dibutuhkan tersebut disebut sebagai duration, yang dikalkulasi oleh ECM untuk memastikan fuel diinjeksikan dengan jumlah yang tepat. Input yang berpengaruh pada kalkulasi lamanya energize antara lain (tidak terbatas hanya ini) adalah injection actuation pressure, oil temperature dan map (pemetaan) dari karakter performance injector. Terdapat dua nilai arus yang dibangkitkan (dalam bentuk gelombang) : Pull-in current yang lebih tinggi untuk membuat medan magnet yang lebih kuat untuk menarik • armature dan mengangkat injector poppet valve melawan gaya spring. Hold-in current yang digunakan untuk menahan armature dan poppet tetap terbuka. Arus yang lebih • rendah akan mengurangi panas pada solenoid dan memperpanjang umur solenoid. Injector performance map akan menentukan lamanya fuel delivery, pump pressure, dan oil temperature, dan disimpan pada memori ECM.


79

ELECTRONIC ENGINE

Waveform dan Karakter Respon

Gambar 103 - Injection Current untuk satu siklus

Gambar diatas menunjukkan saat ECM meng-energize solenoid dan poppet valve bergerak. Kemudian, injector rate meningkat untuk memulai penginjeksian. Injeksi berakhir saat rate turun menjadi nol. Dimana, proses tersebut ditentukan oleh: Engine fuel timing yang merupakan awal fuel diinjeksikan • Fuel quantity yang ditentukan oleh: • Lamanya injeksi Injection actuation (hydraulic) pressure. ECM akan mengirim arus yang lebih tinggi menuju solenoid untuk menciptakan medan magnet yang besar. Medan magnet yang besar tersebut diperlukan untuk menarik armature bergerak maksimum. Poppet normalnya tertahan pada inlet seat (menutup) oleh poppet spring. Pull-in current yang lebih besar akan menarik armature dan mengangkat poppet lepas dari inlet seat dan bergerak menuju exhaust seat melawan gaya spring. ECM akan mengurangi nilai arus menuju hold-in current dan poppet tertahan pada exhaust seat. Penginjeksian dimulai setelah exhaust seat tertutup dan tekanan oli mendorong intensifier piston dan plunger bergerak turun. Pergerakan turun plunger akan menekan fuel dan membangkitkan tekanan sekitar 31000 kPa (4500 psi) dan check valve terangkat, dan mengijinkan fuel masuk ke dalam cylinder. Kondisi disaat fuel terlepas dari tip injector disebut ‘start of injection’. Rate fuel yang diinjeksikan dikontrol oleh injection hydraulic pressure. Hydraulic pressure yang lebih besar akan mendorong piston dan plunger lebih cepat, dan menyebabkan flow rate yang lebih tinggi melewati nozzle tip. Ketika ECM mengakhiri peginjeksian, ECM akan memutus hold-in current sehingga menyebabkan medan magnet pada solenoid hilang. Poppet spring kemudian menggerakkan poppet kembali pada inlet seat. Saat poppet bergerak kembali pada inlet seat, tekanan oli hidrolik hilang, piston dan plunger kembali ke atas ke posisi semula, dan fuel kembali mengisi barrel untuk penginjeksian selanjutnya. Saat tekanan pada area plunger dan nozzle turun, valve akan menutup pada tekanan sekitar 21000 kPa (3000 psi), tekanan ini tetap berada pada nozzle untuk langkah selanjutnya.

80


ELECTRONIC ENGINE

Hydraulic Supply Pump Group

Gambar 104 - 3408/3412 HEUI Pump

3408E/3412E Hydraulic Supply Pump Group merupakan variable displacement - axial piston pump sama seperti yang digunakan pada sistem hidrolik pada umumnya. Fitur pompa ini memiliki sembilan piston rotating group dan variable displacement control. Pompa digerakkan oleh engine timing gears dengan perbandingan 1.167 kali engine speed dan menghasilkan 59 L/min (15.5 gpm) pada rated engine speed. Low pressure oil dari pompa lubrikasi engine disuplai menuju bagian inlet pompa (Cold Start Oil Reservoir). Fungsi dari reservoir adalah untuk menjaga sistem tetap terisi selama cool down. Saat kondisi cold starting, sejumlah volume oli ini akan membantu starting dengan waktu yang lebih cepat. Oil pressure sensor untuk lubrikasi dan hydraulic temperature sensor terletak pada reservoir tersebut. Komponen Hydraulic Supply Pump Group yang dapat di service diantaranya adalah: Transfer Pump • Reverse Flow Check Valves • Pump Control Valve • Compensator Valve Block. •


81

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 105 - Pump adapter

Hydraulic Supply Pump group dipasang pada adapter seperti yang ditunjukkan diatas. Pump drive shaft engage dengan drive splines (1). Bolt yang memiliki ukuran yang lebih besar dipasang di lubang (2) pada adapter base untuk menyediakan alignment yang baik antara adaptor dan engine block. Atmospheric Pressure Sensor (3) juga terletak pada housing adapter. Jalur untuk Atmospheric Pressure sensor memiliki celah yang terhubung dengan udara luar yang terletak dibawah housing. Housing berisi foam plug untuk mencegah masuknya kotoran ke dalam sensor.

Gambar 106 - HEUI Pump

Hal yang penting untuk dilakukan setelah melakukan penggantian pompa adalah proses priming pada pompa untuk mencegah slipper pad overheating. Kegagalan pompa atau kerusakan akan terjadi karena kekurangan lubrikasi jika case pompa tidak diisi saat penggantian. Priming port diletakkan berdekatan dengan inlet tube (tidak ditunjukkan) dan paling belakang dari dua plug. Plug yang depan merupakan 82


ELECTRONIC ENGINE

saluran case drain dan terhubung dengan pump drive gears. Perhatian bahwa plug yang depan tidak dapat digunakan untuk priming. Orifice sebesar 0.50 mm (0.020 in) berada diantara fill port line dan case drain line. Orifice tersebut memungkinkan meneruskan aliran dari case menuju drain circuit untuk tujuan lubrikasi, pendinginan dan melepas udara dari reservoir. Prosedur untuk melakukan priming Hydraulic Supply Pump case adalah: 1. Lepas plug dari priming port. 2. Isi compartment dengan oli dan ganti plug. 3. Isi reservoir dengan oli (jika machine tidak dilengkapi dengan pre-lube).

Gambar 107 - Fuel transfer pump

Fuel transfer pump digerakkan oleh kopling yang menghubungkan ujung drive shaft high pressure supply pump dengan input shaft transfer pump. Gear pump ini memiliki integral relief valve yang di seting terbuka pada 620 sampai 760 kPa (90 sampai 110 psi). Valve ini normalnya tidak bekerja karena terdapat pressure regulating valve yang mengontrol tekanan fuel. Fuel mengalir dari tangki menuju combined primary fuel filter/water separator. Fuel kemudian diteruskan menuju ECM dan secondary fuel filter lalu fluid manifold dan terakhir injector.

Gambar 108 - Pressure regulating valve

Tekanan pada fuel system dikontrol oleh Pressure Regulating Valve. Valve tersebut mengatur tekanan antara 310 sampai 415 kPa (45 sampai 60 psi).


83

ELECTRONIC ENGINE

Cool Down Bypass Circuit

Gambar 109 - Cool down bypass circuit

Cold Start Oil Reservoir terletak diatas Hydraulic Supply Pump Group. Hydraulic (Oil) Temperature dan Lube Oil Pressure Sensors berada dibagian atas reservoir. Saat engine shut down dan oli pada supply manifold dingin dan menyusut, oli dari reservoir akan mengalir melalui cool down circuit menuju manifold. Desain ini mencegah terbentuknya gelembung udara pada hydraulic supply manifold selama pendinginan, sehingga memungkinkan starting dengan cepat dan halus. Lubang berdiameter 0.50 mm (0.020 in.) pada reservoir memungkinkan udara keluar melalui case drain setelah start-up. Reverse Flow Check Valves mencegah hydraulic surges antara saluran suplai oli dan digunakan untuk menjaga tekanan stabil.

Gambar 110 - Reverse flow check valve

Reverse Flow Check Valves terletak dibelakang pump group dan disebelah kanan transfer pump. High pressure line menuju manifold dihubungkan dengan check valves.

84


ELECTRONIC ENGINE

Reverse Flow Check Valve

Gambar 111 - Reverse flow check valve

Hydraulic supply pump group memiliki dua saluran keluar, masing-masing dihubungkan dengan steel tube menuju hydraulic supply manifold. Integral reverse flow check valve dipasang pada setiap saluran keluar. Gambar diatas menunjukkan bahwa jika terdapat pressure surges bergerak kembali dari injector menuju pompa, maka akan menyebabkan check valve menutup dan menahan adanya gangguan antar bank. Pada kondisi operasi normal, valve akan selalu bergerak dengan frekwensi yang cukup tinggi untuk menjaga/menahan pressure surges. Valve check terpasang longgar terhadap shaft-nya untuk memungkinkan oli dari reservoir mengalir saat proses pendinginan. Jika check valves tidak ada pada system tersebut, pressure surges antar bank akan menyebabkan erratic operation pada injector yang selanjutnya akan berpengaruh pada timing. Pressure surge menyebabkan poppet valves terbuka sebelum waktunya. Kondisi ini akan membuat fuel diinjeksikan lebih awal dari kondisi normal, yang kemudian disebut dengan advance timing.

Gambar 112 - Hydraulic supply pump group

Gambar diatas menunjukkan potongan dari Hydraulic Supply Pump Group, komponen yang ditunjukkan adalah: • Cold Start Oil Reservoir (1) • Pump Pistons (5) • Swashplate (2) • Check Valves (6) • Swashplate Pivot (3) • Displacement Control Piston (4) TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

85

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 113 - Hydraulic supply pump group

Gambar potongan diatas menunjukkan compensator valve assembly dan pump control valve, yaitu: Compensator Valve Assembly (1) • Pressure Limiter Spool (2) Load Sensing Spool (3) Check Valve (4) Valve Base (5) Oil Passages: • Oil supply dari pompa (6) Pressure Limiter menuju Case Drain (7) Aliran menuju Displacement Control Piston (8) Pump Control Valve menuju Case Drain (9) Transfer Pump Drive dan Mounting (10) • Pump Control Valve (11). •

86


ELECTRONIC ENGINE

Sistem Operasi

Gambar 114 - Sistem operasi pompa

Seperti yang telah disebutkan diawal, Hydraulic Supply Pump Group merupakan kombinasi dari fungsi high pressure oil pump, fuel transfer pump, dan pump control valve yang menjadi satu kesatuan unit. Hydraulic Supply Pump Group berfungsi untuk menyediakan kebutuhan aliran oli pada tekanan yang diinginkan untuk meoperasikan injector, menyediakan suplai untuk low pressure fuel yang dibutuhkan untuk mengisi kembali injector setelah melakukan penginjeksian dan untuk mendinginkan ECM. Saat pompa menyuplai oli, tekanan akan naik dari tekanan reservoir sebesar 415 kPa (60 psi) sampai mencapai tekanan yang dibutuhkan untuk penginjeksian. Tekanan tersebut dikontrol antara 5000 dan 22800 kPa (725 dan 3300 psi), tergantung pada engine rating, kondisi operasi dan karakter pemetaan pada masing-masing engine.


87

ELECTRONIC ENGINE

Hydraulic Control System - Start-Up

Gambar 115 - Start Up

Displacement pompa dikontrol untuk menjaga tekanan operasi yang diinginkan sesuai flow rate yang dibutuhkan oleh injector. Displacement diatur oleh electro-hydraulic control. Displacement pompa bervariasi dengan merubah sudut swashplate dari 0 derajat sampai sudut maksimum 15.5 derajat. Saat engine tidak running, swashplate berada pada sudut maksimum. Selama beroperasi, displacement control piston mengatur posisi swashplate sesuai dengan permintaan dari system. Selama cranking awal, swashplate pada posisi full displacement sampai supply pressure naik sampai 6200 kPa (900 psi). Spring pada ujung load sensing spool mengatur tekanan ini. Kemudian, spesifikasi yang diprogram ke ECM saat normal cranking akan mengabaikan tekanan ini. Sampai titik tersebut, control valve solenoid akan tetap di-energized maksimum untuk menaikkan tekanan. Compensator Assembly - Start-Up

Gambar 116 - Start Up

Selama Start-Up, tekanan dari pompa masuk ke compensator assembly. Pump Control Valve dienergized untuk menaikkan tekanan dengan cepat. Tekanan akan dirasakan pada kedua ujung Load Sensing Spool. Spool bergerak kekanan dan oli dari Displacement Control Piston keluar menuju case drain. Hal ini menyebabkan swashplate berada pada sudut maksimum. Drain orifice dibawah Pump Control Valve memberikan hambatan yang kecil untuk meningkatkan kestabilan valve. 88


ELECTRONIC ENGINE

Hydraulic Control System - Destroke

Gambar 117 - Destroke

Setelah engine start dan tekanan meningkat, ECM akan memberikan signal menuju control valve untuk menyesuaikan tekanan actual dengan tekanan yang diinginkan dengan cara de-energising sesaat dan kemudian mengatur arus yang mengalir menuju pump control valve solenoid. Penurunan arus pada pump control valve solenoid akan menurunkan tekanan awal melalui pump control valve. Cracking pressure (tekanan pembukaan load sensing spool) yang rendah pada pump control valve akan menciptakan ketidakseimbangan gaya pada load sensing spool, dan menyebabkan spool bergerak mendorong spring pada compensator. Pergerakan spool ini menghubungkan displacement control piston dengan aliran output dari pompa, sehingga membuat swashplate bergerak menuju pengurangan displacement pompa. Penurunan displacement akan menurunkan output pompa sesuai tekanan yang diinginkan oleh ECM. Compensator Assembly - Destroke

Gambar 118 - Destroke

Selama Destroke, ECM akan de-energises sesaat Pump Control Valve sehingga menyebabkan tekanan turun pada spring chamber di Load Sensing Spool. Tekanan yang tidak seimbang mendorong spool bergerak ke kiri, mengijinkan oli masuk ke Displacement Control Piston dan menggerakkan swashplate ke sudut minimum. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

89

ELECTRONIC ENGINE

Hydraulic Control System - Upstroke

Gambar 119 - Upstroke

Saat beban engine meningkat dan tekanan lebih tinggi dari yang diinginkan, ECM akan mengirim signal ke control valve untuk menaikkan tekanan dengan menambah arus yang mengalir ke pump control valve solenoid. Kenaikan arus pada pump control valve solenoid akan menambah nilai tekanan pada pump control valve. Tekanan yang lebih tinggi pada pump control valve akan menciptakan gaya yang tidak seimbang pada load sensing spool, dan menyebabkan spool bergerak menuju ujung supply signal line di compensator. Pergerakan spool ini akan mengeluarkan oli dari displacement control piston menuju case drain, sehingga mengijinkan spring menggerakkan swashplate untuk menambah displacement pompa. Penambahan displacement tersebut akan menaikkan output pompa menuju tekanan yang diinginkan oleh ECM. Compensator Assembly - Upstroke

Gambar 120 - Upstroke

Saat engine di bebani, ECM akan menaikkan arus menuju Pump Control Valve. Tekanan akan dirasakan pada kedua ujung Load Sensing Spool. Spool bergerak kekanan (karena gaya spring + oli) dan oli dari Displacement Control Piston terhubung dengan case drain, sehingga membuat swashplate pada sudut maksimum sesaat dan tekanan naik dengan cepat. 90


ELECTRONIC ENGINE

Hydraulic Control System - Pressure Limi ter Operation

Gambar 121 - Pressure limiter operation

Jika load sensing spool atau pump control valve stack atau tidak bisa bergerak akan menciptakan tekanan operasi yang lebih besar dan diatas yang diinginkan, maka pressure limiter spool akan bekerja. Pada skematik diatas, sebagai contoh / simulasi orifice yang tersumbat. (Contoh ini mewakili kondisi actual yang disebabkan oleh kotoran). Pressure Limiter Spool meneruskan aliran dari ouput pompa menuju displacement control piston dan mengurangi stroke pompa jika tekanan melebihi 25600 kPa (3700 psi). Selama kondisi tersebut, pompa akan menciptakan tekanan maksimal sebesar 24800 sampai 25600 kPa (3600 sampai 3700 psi), tanpa memperhatikan tekanan hydraulic yang diinginkan. Check Engine Lamp yang menyala, menunjukkan adanya kerusakan. Pump Control Valve Test dapat digunakan untuk melakukan verifikasi kinerja control valve. Test ini memungkinkan bagi seorang technician secara manual memainkan tekanan naik dan turun menggunakan ET service tool. Prosedur tersebut juga berguna saat mengevaluasi kondisi hydraulic system. Compensator Assembly - Pressure Limiter Operation

Gambar 122 - Pressure limiter operation

Jika tekanan suplai melebihi 25600 kPa (3700 psi), tekanan akan mendorong Pressure Limiter Spool dan bergerak ke kiri. Pergerakan ini akan menekan spring dan mengijinkan oli mendorong check valve dan menekan displacement control piston. Swashplate bergerak menuju sudut minimum untuk menurunkan aliran dan membatasi tekanan system. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

91

ELECTRONIC ENGINE

Pump Contr ol Valve – No Current

Gambar 123 - Pump control valve

Pump control valve dipasang pada compensator control assembly yang terdiri load sensing spool dan pressure limiter spool. Pada gambar diatas, pump control valve terbuka dan mengijinkan oli bertekanan keluar menuju case drain. Aliran yang menuju displacement control piston dan dari displacement control piston ditentukan oleh compensator control assembly dan pump control valve. Compensator control assembly merasakan output pompa melalui pilot pressure signal line. Pump control valve memvariasikan tekanan menuju displacement control piston dengan memvariasi tekanan pada salah satu ujung load sensing spool valve. Load sensing spool mengalirkan oli menuju dan dari displacement control piston. Spool tersebut memiliki lubang ditengahnya, yang mengijinkan pilot pressure mencapai kedua ujung spool. Gaya spring pada load sensing spool telah disetting dari pabrik. Saat engine cranking, pompa akan membangkitkan tekanan sebesar 5000 kPa (725 psi) saat pump control solenoid valve dilepas dan injector dimatikan.

92


ELECTRONIC ENGINE

Pump Control Valve – High Current Flow

Gambar 124 - Pump control valve

Nilai tekanan pada hydraulic operating supply dimonitor oleh hydraulic pressure sensor (IAP Sensor). Saat hydraulic pressure lebih rendah dari yang diinginkan (desire, ditentukan oleh ECM), maka arus yang menuju pump control valve solenoid akan dinaikkan. Peningkatan arus menuju solenoid akan menaikkan tekanan yang dibutuhkan untuk initiate aliran melalui pump control valve. Cracking pressure yang lebih tinggi untuk pump control valve menciptakan gaya yang tidak seimbang pada load sensing spool, dan menyebabkan load sensing spool bergerak menuju supply signal line pada ujung spool. Pergerakan spool tersebut menghubungkan displacement control piston dengan pump case drain, dan mengijinkan swashplate menambah displacement pompa. Penambahan displacement akan menaikkan hydraulic output menuju rate yang diinginkan oleh ECM untuk injector. Pump Control Valve Power Supply

Gambar 125 - Pump control valve Power Supply, 0 sampai 24 Volts PWM (0 sampai 800 mAmp)

ECM memberikan supply signal PWM dari 0 sampai 24 volt (PWM) dan 0 sampai 800 mA melalui connector menuju Pump Control Valve. Control valve dan power supply-nya dapat ditest pada engine dengan menggunakan ET dan menu Hydraulic Injection Actuation Pressure Test. Saat melakukan pengujian, tekanan dapat di adjust secara manual dengan ET service tool dari nilai minimum sampai maximum. Sehingga, dari hal tersebut dapat digunakan untuk melakukan verifikasi operasi control valve, power supply dari ECM dan hydraulic system. Ketika melakukan pengujian, tekanan (yang dinyatakan dalam prosentase) dapat dinaikkan dari 1% sampai 100%. Nilai maximum hanya dapat diperoleh saat terdapat kebocoran pada system dan pompa pada posisi maximum displacement. Selain itu, kemungkinan tekanan hanya mencapai maksimal 49 %. Nilai tekanan minimum yang terbaca merupakan nilai setting spring pada Compensator Valve.


93

ELECTRONIC ENGINE

Status screen pada ET service tool dapat digunakan untuk menampilkan prosentase arus yang digunakan/dikirim. Pengukuran ini dapat digunakan dalam hubungannya antara nilai tekanan hydraulic desire terhadap nilai actual untuk memeriksa system operasi. Pump Control Valve menggunakan digital power supply karena arus PWM lebih mudah diatur. Selain itu, juga dapat memodulasi arus pada 500 Hz yang akan menghasilkan effect getaran pada poppet valve untuk mencegah valve lengket. Poppet valve dijaga agar tetap bergerak seperti pada rack di hydramechanical governor. Catatan: Jika tegangan control valve dibaca dengan Oscilloscope, akan ditunjukkan tegangan puncak 24 volts, sedangkan jika menggunakan Voltmeter akan ditunjukkan tegangan sampai 8 volts.

Sistem Kontr ol Pengin jeksian Fuel

Gambar 126 - Control Logic

Gambar diagram diatas menunjukkan timing control logic didalam ECM. Signal input engine speed dan jumlah fuel (tergantung beban) diterima oleh timing control. Signal coolant temperature akan menentukan kondisi Cold Mode perlu diaktifkan atau tidak. Kombinasi signal-signal input ini menentukan kapan dimulainya penginjeksian fuel. Timing control menyediakan timing yang terbaik pada semua kondisi. Keuntungan timing control “smart” adalah : Mengurangi jumlah partikel dan menurunkan emisi gas buang • Meningkatkan kualitas fuel consumption dengan tetap menjaga performance engine • Memperpanjang umur engine • Meningkatkan kemampuan cold starting. •

94


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 127 - 3408E/3412E Electronic governor

Empat input signal yang digunakan untuk mengontrol jumlah fuel : 1. Engine speed 2. Injection actuation pressure 3. Posisi throttle 4. Boost pressure Signal-signal ini diterima oleh bagian electronic governor pada ECM. Governor lalu mengirimkan signal fuel yang diinginkan ke fuel injection dan injection actuation control. Fuel quantity control logic juga menerima signal dari fuel ratio dan torque conntrol. Tiga variable yang menentukan jumlah fuel dan timing adalah: Start of Injection menentukan engine timing • Injection Duration dan Injection Actuation pressure menentukan jumlah fuel yang diinjeksikan. •


95

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 128 - 3408E/3412E Speed timing sensor

Terdapat dua Speed/Timing Sensors yang terpasang pada engine: primary dan secondary. Speed/Timing Sensors memiliki fungsi sebagai : Pengukuran Engine speed • Pengukuran Engine timing • Lokasi Cylinder dan TDC • Speed/Timing Sensors, yang terpasang pada front housing dibelakang timing gear wheel, merupakan self-adjusting saat pemasangan dan memiliki zero clearance dengan timing wheel. Slip Head pada sensor harus ditarik terlebih dahulu sebelum pemasangan. Ketika sensor dimasukkan (screwing) slip head akan terdorong kembali masuk ke body saat bersentuhan/kontak dengan timing wheel. Terjadinya kontak ini hanya sementara saat engine starting. Setelah start-up, slip head bekerja dengan zero clearance secara otomatis. Primary Speed/Timing Sensor (sebelah kanan engine) mengukur engine speed untuk governing, dan mengenali posisi crankshaft untuk timing serta identifikasi cylinder. Secondary Speed/Timing Sensor (sebelah kiri engine) memungkinkan untuk meneruskan operasi engine jika primary sensor terjadi kerusakan. Kerusakan pada primary sensor akan menyebabkan ECM secara otomatis mengalihkan input dari primary ke secondary sensor. Selain itu, check engine lamp akan menyala. ECM menyuplai 12.5 ± 1 Volts ke Primary dan Secondary Speed/Timing Sensors. Konektor A dan B meneruskan common power supply menuju sensor. Konektor C meneruskan signals yang terpisah dari setiap sensor ke ECM untuk tujuan back-up.

96


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 129 - Timing wheel

Timing Wheel merupakan satu kesatuan unit dari drive gear untuk pompa. Timing marks digunakan untuk memposisikan wheel pada posisi yang tepat relative terhadap crankshaft. Timing Wheel tersebut sama untuk semua engine 3408E/3412E. Timing Wheel memiliki 24 teeth. 23 gigi memiliki teeth yang besar dengan spasi kecil diantaranya (ukuran relative 80/20). Dan satu gigi yang lain memiliki teeth dan spasi dengan ukuran yang sama (ukuran relative 50/50). Konfigurasi ini digunakan oleh ECM untuk menentukan TDC pada cylinder No. 1. Catatan: Saat pemasangan sensor pastikan bahwa slip head tidak berada pada bagian slot timing wheel yang lebar. Posisi yang tidak tepat akan menyebabkan slip head pada sensor rusak.

Gambar 130 - Timing wheel

Speed/Timing Sensors diposisikan tegak lurus terhadap teeth dari timing wheel. Teeth dan sensor membangkitkan Pulse Width Modulated (PWM) output signal untuk menentukan timing dan membangkitkan frequency modulated output signal untuk pengukuran engine speed. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

97

ELECTRONIC ENGINE

Secondary Speed/Timing Sensor memiliki fungsi sama seperti primary sensor. Secondary Speed/Timing Sensor digunakan saat signal dari primary sensor hilang atau menyimpang. Jika secondary sensor telah digunakan sebagai input oleh ECM, maka secondary sensor tersebut akan tetap digunakan sebagai input walaupun primary sensor telah normal kembali. Hal ini akan berlanjut sampai engine shutdown dan di crank, kemudian baru akan berpindah kembali ke primary sensor. Jika hal ini terjadi saat engine cranking, ECM tidak akan berpindah dari secondary ke primary sensor. Fitur ini mencegah constant switching antara sensor jika terjadi problem intermitten.

Gambar 131 - Saat cranking

Speed/Timing Sensor menggunakan timing wheel dengan susunan teeth seperti yang ditunjukkan pada gambar, untuk menentukan: Top Dead Center No. 1 (Saat ditemukan, maka nomor cylinder dapat diidentifikasi) • Engine speed • Urutan signal yang ditunjukkan pada kolom kedua (prosentase duty cycle) akan dianalisa oleh ECM. Pada titik ini, tidak ada fuel yang diinjeksikan sampai kondisi tertentu terpenuhi. Tidak seperti EUI engine, engine ini tidak mengandalkan konfigurasi gigi pada timing wheel untuk mencegah reverse rotation. Pompa lubrikasi dan pompa hidrolik tidak akan menaikkan tekanan saat terjadi putaran terbalik dan tidak akan mampu menggerakkan injector untuk memompakan fuel. Sehingga, engine tidak dapat berputar terbalik.

98


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 132 - Setelah Pengenalan Pola

Selama start-up, Cranking Speed sensor mulai memonitor pulsa yang timbul karena perpotongan gigi-gigi dan mengidentifikasi urutan yang ditunjukkan. Setelah satu putaran penuh, ECM dapat mengenali lokasi TDC dari pola yang ditunjukkan seperti gambar diatas. Selama awal cranking, tidak ada fuel yang diinjeksikan sampai kondisi berikut terpenuhi : Timing wheel telah berputar satu putaran penuh • TDC untuk semua cylinder telah diidentifikasi oleh ECM • Setelah sensor memberikan signal yang diperlukan, ECM siap untuk mulai penginjeksian (jika tekanan hidrolik yang cukup tersedia untuk injector). Catatan: Titik referensi yang diilustrasikan diatas merupakan posisi edge pada timing wheelyang digunakan untuk mengontrol titik penginjeksian dan TDC.


99

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 133 - Normal Operation

Selama operasi normal, ECM dapat menentukan timing (assumed) dari urutan titik referensi dari tiap cylinder. Titik referensi (TDC) sebenarnya disimpan pada ECM setelah dilakukan proses kalibrasi. Timing penginjeksian dikalibrasi dengan cara menghubungkan TDC probe ke service access connector pada engine harness dan mengaktifkan urutan kalibrasi menggunakan Caterpillar ET service tool. ECM akan menaikkan engine speed sampai 800 RPM (untuk mengoptimalkan keakuratan pengukuran), membandingkan lokasi TDC cylinder No. 1 yang sebenarnya terhadap asumsi lokasi TDC cylinder No. 1, dan menyimpan penyimpangan dalam EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Catatan : Batas penyimpangan kalibrasi ± 10° crankshaft. Jika batas ini terlampaui, setting penyimpangan timing diatur ke NOL (no calibration) dan pesan diagnostic calibration dimunculkan.

100


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 134 - Timing calibration connector

Timing Calibration Sensor (magnetic pick up) dipasang pada flywheel housing selama melakukan kalibrasi. Konektor untuk kalibrasi terletak diatas ECM. (Pada beberapa machine, contoh; D9R/D10R, sensor terpasang permanent). Gunakan Caterpillar ET service tool untuk melakukan kalibrasi timing. Proses kalibrasi timing akan berlangsung secara otomatis untuk kedua sensor setelah mengakses menu timing calibration pada CAT ET. Desire engine speed akan diseting pada 800 RPM. Hal ini dilakukan untuk mencegah ketidak-stabilan dan memastikan tidak ada backlash pada timing gear selama proses kalibrasi.


101

ELECTRONIC ENGINE

102


ELECTRONIC ENGINE

TOPIK 4 Electronic Engine Diagnostic and Calibration Pendahuluan

Gambar 135 - Electronic Engine

Engine modern seperti Caterpillar Electronic engine memiliki kemampuan diagnostic yang lebih baik dari engine mechanical. Namun demikian, tidak semua hal dapat di diagnostic sendiri oleh sistem kontrol elektronik pada engine tersebut, sehingga tetap diperlukan service technician untuk melakukan diagnostic. Oleh karena itu, seorang service technician harus memiliki kemampuan-kemampuan berikut untuk melakukan proses diagnosa dan troubleshooting dengan benar, diantaranya: Mengerti sistem operasi • Mampu menggunakan service manual • Mampu melakukan basic mechanical test • Mampu melakukan electronic diagnostic test • Mampu menginterprestasikan hasil diagnosa dan mencari akar permasalahan •


103

ELECTRONIC ENGINE

Mengerti Sistem Operasi Seorang service technician yang tidak mengerti system operasi akan bekerja berdasarkan asumsi, perkiraan, kebiasaan dan menebak-nebak penyebab kerusakan. Hal ini sering sekali menyebabkan penggantian komponen yang tidak diperlukan dan tidak mengalami kerusakan. Kebiasaan seperti ini akan berakibat pada semakin lama/panjangnya waktu kerusakan unit, membengkaknya biaya perbaikan dan yang paling fatal adalah hilangnya kepercayaan customer. Penggunaan Servic e Manual dengan Efekti f

Gambar 136 - Service Manual

Service manual merupakan sumber informasi penting yang harus selalu dijadikan acuan saat melakukan proses diagnosa dan troubleshooting. Service manual terdiri dari : 1. System operasi dan Maintenance 2. Troubleshooting 3. Prosedure testing dan adjusting

104


ELECTRONIC ENGINE

Melakukan B asic Mechanical Test

Gambar 137 - Basic Mechanical Test

Seorang technician harus mampu melakukan basic mechanical test dengan benar, seperti : 1. Mengukur tekanan system hidraulic 2. Menggunakan Ohmmeter untuk melakukan pemeriksaan system electrical dasar 3. Memeriksa boost pressure 4. Memeriksa exhaust & inlet restriction Melakukan Electronic Diagnostic Test

Gambar 138 - Electronic Diagnostic Test

Service tecnician harus mampu melakukan electronic diagnostic test, diantaranya: 1. Mengidentifikasi, mengerti dan memperbaiki active code, logged code dan logged event. 2. Membaca dan mengubah programmable parameter dan menggunakan status screen. 3. Melakukan pengetesan berupa: Solenoid Actuation Test, Injection Actuation Test, Cylinder Cutout Test, Special Test,dsb. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

105

ELECTRONIC ENGINE

Menginterpretasikan hasil diagnosa dan Mencari akar permasalahan

Gambar 139 - Evaluate performance

Dalam menginterpretasikan hasil diagnosa dan mencari akar permasalahan, technician harus dapat: 1. Mengevaluasi kondisi komponen seperti sensor, actuator, injector dan kabel-kabel terkait. 2. Mengerti bagaimana : Komponen dan system bekerjasama • Komponen bekerja dengan baik • Reaksi dari system jika terdapat kerusakan komponen •

106


ELECTRONIC ENGINE

Engine Diagno sis, Test dan Calibr ation Penentuan K emampuan Engine

Gambar 140 - Parameter untuk analisa kemampuan engine

Penentuan kemampuan electronic engine dapat diketahui dengan menampilkan nilai pada status electronic technician (ET). ECM akan mengatur jumlah bahan bakar yang dapat diinjeksikan, dengan tiga parameter yang selalu dipergunakan yaitu : 1.

FRC Fuel Limi t FRC Fuel POS merupakan pengontrolan jumlah bahan bakar berdasarkan pada boost pressure untuk mengontrol emisi gas buang. Pada saat ECM merasakan peningkatan boost pressure, ECM meningkatkan FRC Fuel Limit.

2.

Rated Fuel Limi t Rated Fuel Limit diasumsikan sama dengan rack stops dan torque spring pada mechanical governor. Rated Fuel Limit merupakan batas fuel yang diberikan pada saat engine mencapai tenaga maksimal (rated). Rated Fuel POS menyediakan horsepower dan kurva torque untuk horsepower pada rating tertentu. Batas tersebut diprogram oleh pabrik melalui Personality Module (Flash file).

3.

Fuel Positi on Fuel position merupakan nilai parameter yang menunjukkan nilai actual fuel yang sedang diinjeksikan atau diasumsikan sama dengan actual rack position pada mechanical engine.

Ketiga parameter diatas dapat ditampilkan melalui layar status pada Electronic Technician (ET) sebagai nilai yang digunakan untuk menentukan kondisi tenaga yang dihasilkan oleh engine pada saat engine diberi beban penuh.


107

ELECTRONIC ENGINE

Kemampuan engine dapat dikatakan dalam kondisi baik saat dibebani penuh atau dilakukan stall test (pada engine aplikasi machine) berdasarkan rumusan berikut:

Fuel Posi Posi tio n = Rated Rated Fuel Fuel Lim it Dan

Fuel Positi on

FRC FRC fuel lim it

Dan

Boost presseure presseure sesuai spesifikasi Jika pada saat engine dibebani penuh nilai diatas tidak diperoleh, periksa kondisi boost pressure dan apakah terdapat service code yang sedang aktif, karena beberapa sensor akan mempengaruhi tenaga engine apabila mengalami kerusakan atau beberapa system engine mengalami masalah seperti low engine oil pressure. Informasi yang lebih lengkap dapat mengacu pada manual troubleshooting engine.

Penentuan Kondisi Cylinder atau Injector Ada tiga cara yang bisa digunakan untuk menentukan menentukan cylinder atau injector yang mengalami mengalami masalah, yaitu : 1. Injector Solenoid Test Test

Gambar 141 - Injector solenoid test

Pemeriksaan ini dilakukan dengan terlebih dahulu mengakses menu Injector Solenoid Test melalui electronic technician pada saat engine mati. Setelah menekan tombol Start maka secara otomatis masing-masing masing-masing injector secara berurutan akan disupply 105 volts pulse oleh ECM. Fungsi pengetesan ini adalah secara individual memeriksa masing-masing solenoid secara berurutan dan menunjukan jika ada short atau open circuit. Jika terdeteksi open circuit, akan dimunculkan diagnostic code dan ECM terus mencoba memberikan arus menuju injector. Jika terdeteksi short circuit, akan dimunculkan diagnostic code dan ECM akan me-non-aktifkan sementara rangkaian menuju solenoid, lalu ECM akan mengaktifkan kembali rangkaian tersebut. Peristiwa berurut tersebut akan diulang-ulang sampai problem diperbaiki. 108


ELECTRONIC ENGINE

2. Manual Manual Cylind er Cut-Out

Gambar 142 - Cylinder Cut Out Test

Cylinder cutout test merupakan feature yang dapat dipergunakan pada electronic engine untuk mengetahui kondisi cylinder atau injector. Feature ini dapat diakses menggunakan program Caterpillar ET. Pengetesan ini dilakukan pada saat engine running dengan mematikan satu, dua atau lebih injector, sementara putaran engine secara otomatis dipertahankan oleh ECM sebesar nilai idle speed. Untuk mempertahankan kecepatan engine tentunya ECM perlu menambah jumlah bahan bakar yang diinjeksikan pada injector yang masih aktif. Penambahan jumlah bahan bakar atau menaikkan fuel position dilakukan dengan meningkatkan Duty Cycle Arus menuju injector solenoid. ECM kemudian mengukur nilai rata-rata hasil pengukuran tersebut dan ditampilkan pada injector yang sedang di test (dimatikan). Nilai durasi yang diperoleh diperuntukkan bagi injector yang sedang dimatikan. Hasil pengukuran pengukuran yang tertera pada pada layar ET dapat dapat berupa nilai injection duration atau atau fuel position. position.


109

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 143 - Cylinder Cut Out Test

Dalam melakukan pengetesan cylinder cutout, variable diatas harus diperhatikan karena sangat mempengaruhi hasil pengetesan. Untuk melakukan pengetesan, engine harus dipanaskan hingga mencapai temperature operasi.

Gambar 144 - Record Cylinder Cut Out Test

Hasil pengukuran yang diperoleh setelah melakukan pengetesan dapat dipergunakan untuk melakukan perhitungan penentuan kondisi cylinder yang dihitung berdasarkan rumus pada gambar diatas. Kondisi cylinder dianggap masih bagus jika hasil akhir perhitungan suatu cylinder tidak lebih dari -13%, (pada contoh diatas) dibandingkan hasil rata-rata dari semua injector. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, pengambilan pengambilan data manual cylinder cutout test sebaiknya dilakukan sebanyak tiga kali.

110


ELECTRONIC ENGINE

3. Auto matic Cylind er Cut-Out

Gambar 145 - Automatic Cut Out

Pada electronic engine seri terbaru, umumnya dilengkapi dengan fitur automatic cylinder cutout test. Pengetesan secara automatic memerlukan beberapa persyaratan persyarat an yang harus dipenuhi seperti kecepatan engine harus dipertahankan pada nilai tertentu, temperature coolant harus mencapai nilai tertentu dan tidak ada active code dan syarat-syarat yang lainnya (tergantung pada aplikasi engine). Apabila salah satu dari persyaratan ini tidak terpenuhi maka pengetesan pengetesan tidak dapat dilakukan/digagalkan. dilakukan/digagalkan. Test ini akan meng-evaluasi perbandingan dari semua injector dan secara numerical ECM akan melakukan perhitungan sendiri dan hasilnya pengetesan akan diperlihatkan diperlihat kan dalam bentuk OK, Not OK, Questionable atau Inconclusive tanpa perlu lagi melakukan perhitungan secara manual. Pengetesan dilakukan sebanyak sebanyak tiga kali secara otomatis oleh ECM sebelum ECM mengeluarkan mengeluarkan status ECM. Untuk informasi yang lebih spesifik, dapat mengacu pada service manual masing-masing engine. Catatan : Apabila didapatkan hasil yang kurang memuaskan pada salah satu cylinder, lakukan penukaran injector dengan injector yang berada disebelahnya terlebih dahulu dan lakukan kembali cylinder cutout test untuk memastikan sumber penyebab masalah, apakah memang injector yang bermasalah atau cylinder yang bermasalah.


111

ELECTRONIC ENGINE

Status Not OK

Gambar 146 - Not OK status

Status Not OK seperti gambar diatas menunjukkan bahwa cylinder tersebut mempunyai nilai diluar spesifikasi dari pabrik. Problem ini dapat disebabkan oleh keausan injector, ECM connector yang rusak, kerusakkan pada inlet dan exhaust valve atau kerusakan ring piston dan keausan liner. Sebelum melakukan penggantian injector, terlebih dahulu pindahkan injector pada cylinder yang bermasalah (status NOT OK) ke cylinder yang disebelahnya (status OK), berikut nilai E-trim / Trim codenya. Lakukan kembali pengetesan dan perhatikan apakah permasalahan pindah ke cylinder sebelahnya. Jika permasalahan pindah ke cylinder sebelahnya, maka ganti injector dan jika tidak lakukan pemeriksaan lanjut pada komponen selain di cylinder selain injector.

112


ELECTRONIC ENGINE

Status Questionable

Gambar 147 - Status Questionable

Pengetesan akan menunjukkan status Questionable jika ECM mengidentifikasi terdapat nilai diluar spesifikasi pabrik pada salah satu dari tiga nilai yang diambil secara otomatis. Lakukan pemeriksaan kondisi kabel atau connector injector dan ulangi kembali pengetesan.

Gambar 148 - Replace injector

Jika setelah dilakukan pengetesan ulang, masih diperoleh nilai yang Questionable, maka layar seperti gambar diatas akan muncul dan menanyakan apakah terdapat injector yang diganti dalam waktu 50 jam sebelumnya. Jika ada maka dapat di tandai pada kotak Replaced dan ulangi kembali pengetesan. Setiap injector baru biasanya memiliki nilai delivery yang lebih rendah dan ECM secara otomatis akan mengkompensasi nilai tersebut.


113

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 149 - Periksa injector trim code

Jika masih muncul nilai Questionable, sebelum melakukan penukaran injector dengan injector yang bersebelahan atau penggantian injector, periksa terlebih dahulu apakah nilai nilai E-trim code pada injector sudah sama dengan nilai yang di masukkan ke ECM. Tekan tombol create report untuk menyimpan data injector Cutout test dan buka valve cover cylinder head untuk mencatat code E-trim.

Gambar 150 - Cylinder cutout test results

Buka kembali data injector test seperti terlihat pada gambar diatas.

114


ELECTRONIC ENGINE


Setelah terbuka maka akan muncul layar untuk memasukkan nilai E-trim pada cylinder yang berstatus Questionable. Memasukkan code E-trim yang telah dicatat pada layar ini dimaksudkan untuk membandingkan code E-trim yang ada didalam ECM dengan code actual E-trim yang dimasukkan.


Jika code E-trim yang dimasukkan berbeda dengan code E-trim yang tercatat didalam ECM maka layar warning seperti pada gambar diatas akan muncul dan lakukan kembali pengetesan.


115

ELECTRONIC ENGINE


Jika data yang dimasukkan sama dengan data yang tercatat pada ECM maka status cylinder tersebut akan otomatis berubah menjadi Not OK. Lakukan penukaran injector dengan yang disebelahnya dan lakukan pemindahan nilai E-trim. Jika permasalahan pindah ke cylinder sebelahnya, lakukan penggantian injector dan jika tidak maka lakukan pemeriksaan kemungkinan penyebab selain injector.

116


ELECTRONIC ENGINE

Status Inconclusive

Gambar 154 - Status inconclusive

Jika ET memperoleh nilai pengetesan yang tidak konsisten dan tidak dapat menentukan nilai satu atau lebih injector yang questionable, maka ET akan mengeluarkan nilai Inconclusive. Inconclusive jarang sekali terjadi dan akan terjadi jika salah satu injector menginjeksi bahan bakar sangat banyak diantara lima injector lainnya. Nilai penginjeksian injector tersebut menaikkan rata-rata nilai penginjeksian sehingga kelima injector lainnya akan terlihat memiliki nilai rendah. Untuk menyelesaikan permasalahan inconclusive, lakukan prosedur berikut.


117

ELECTRONIC ENGINE


Simpan hasil pengetesan dan buka valve cover untuk mencatat code E-trim masing-masing injector.


Tampilkan kembali data cylinder cutout dan masukkan nilai E-trim untuk membandingkan dengan nilai yang terdapat pada ECM. Jika terdapat beberapa injector dengan nilai E-trim yang berbeda dengan yang tercatat pada ECM, lakukan kembali Cylinder Cut out Test dan status dari pengetesan ini akan menjadi OK atau Not OK dan ET akan menentukan cylinder yang harus diperiksa. 118


ELECTRONIC ENGINE

Injection Actuation Pressure Test

Gambar 157 - IAP test

Injection actuation pressure test bertujuan untuk : Menentukan apakah pompa dapat menghasilkan tekanan maksimal • Control valve pada pompa bekerja dengan benar • Pompa mengalami keausan atau terdapat kebocoran pada system. • Pengetesan ini memerintahkan pompa untuk menghasilkan empat system pressure dengan mengatur besarnya arus yang diberikan ke IAP solenoid. Pada engine C-9 Keempat pressure tersebut terdiri dari : 870 Psi 1300 Psi 2100 Psi 3200 Psi Jika pompa dapat mencapai ke-empat pressure tersebut maka dapat dikatakan system bekerja dengan benar.


119

ELECTRONIC ENGINE


Terdapat tiga kriteria yang akan dijumpai pada saat melakukan injection actuation pressure test, yaitu : • Injection actuation pressure yaitu nilai pressure actual • Injection actuation output yaitu besarnya Duty Cycle dari arus PWM yang diberikan ECM ke pressure regulator • Desire injection actuation yaitu nilai pressure target yang harus dicapai pressure actual. Nilai desire ini ditentukan oleh ECM yang besarnya tergantung pada model masing-masing engine


120


ELECTRONIC ENGINE


Pada saat engine mati maka nilai yang tertera pada layar seperti pada gambar diatas.


Start engine dan mulailah pengetesan pada kondisi engine sudah mencapai temperature operasi dan kecepatan engine pada low idle supaya terlihat dengan jelas apabila terjadi keausan pompa, jika tidak maka hasil yang diperoleh tidak akan akurat. Nilai injection actuation pressure harus memiliki nilai ± 100 Psi dari desire injection actuation dengan injection actuation current sebesar 10-22% . Setelah nilai pada step pertama selasai maka lanjutkan pengetesan pada step kedua, step ketiga dan step keempat. Jika pompa dapat mencapai ke-empat pressure tersebut maka dapat dikatakan system bekerja dengan benar. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

121

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 162 - IAP test diagnosa

Jika pompa tidak dapat menghasilkan salah satu atau keempat pressure, jangan langsung mengganti pompa namun pastikan terlebih dahulu apakah terdapat kebocoran pada system hydraulic. Kebocoran pada system bisa saja berasal dari kebocoran pada vent holes dan injectior high pressure seal. Untuk melakukan pengetesan ini, buka valve cover engine dan lakukan crank engine tanpa start (crank without injection). Lihat kebocoran yang terdapat pada system dan injector seperti pada gambar diatas. Mengaculah pada service manual untuk melakukan prosedur ini. Jika tidak terdapat kebocoran pada system lanjutkan dengan pengetesan pada pompa - Pump Dead Head Test -.

122


ELECTRONIC ENGINE

Pump Dead Head Test

Gambar 163 - Pump Dead Head Test (pada engine C-9)

Pump dead head test merupakan test yang mudah dilakukan dilakukan dengan tahapan sebagai berikut : 1. Lepas saluran high pressure oil line yang berada di pompa 2. Sumbat saluran output pompa tersebut. 3. Pasang tap pressure pada saluran output pompa 4. Pasang pressure gauge dengan range pengukuran + 5000 Psi 5. Start engine selama maksimal 3 detik 6. Perhatikan tekanan output pompa. 7. Pompa dapat dikatakan berada dalam kondisi baik jika saat engine di start, pressure dapat mencapai nilai settingan maksimal relief valve pompa.


123

ELECTRONIC ENGINE

Electroni c System Calibration Secara umum terdapat tiga kalibrasi yang bisa dilakukan electronic engine engine, yaitu: Speed/Timing Sensor Calibration • Injector Calibration • Pressure Sensor Calibration. •

Speed/Timing Sensor Calibration

Gambar 164 - Timing calibration

Speed Timing sensor menggunakan timing wheel untuk melihat patokan timing-nya. Timing kalibrasi akan memperbaiki ketepatan fuel injection dengan cara membenahi toleransi yang kecil sekalipun diantara crankshaft, timing gear, timing wheel, dan pemasangan Speed/Timing Sensor pada sebagian electronic engine. Selama kalibrasi, setting yang muncul (offset) akan di logged/direkam di dalam control module EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Range dari offset kalibrasi dibatasi sampai + 3 derajat crankshaft (engine C-9). Jika timing-nya diluar batasan ini, maka kalibrasi-nya akan digagalkan. Maka nilai kalibrasi yang lama akan dipakai dan akan di logged sebuah diagnostic code. Timing kalibrasi biasanya dilakukan setelah dilakukan pekerjaan berikut ini: a.

Penggant ian ECM /Servic e code 261-13 Pada saat dibutuhkan penggantian ECM, parameter yang berada didalam ECM yang lama dapat dipindahkan ke ECM yang baru menggunakan feature Copy Configuration/ECM replacement melalui ET. Hal ini hanya bisa dilakukan jika masih dapat dilakukan komunikasi dengan ECM yang diganti atau terdapat data ECM replacement yang sudah di download sebelum terjadi kerusakan. Salah satu parameter yang dipindahkan tersebut adalah data Speed/Timing Calibration. Jika tidak terdapat data ECM Replacement atau tidak bisa berkomunikasi dengan ECM yang rusak, maka prosedur Speed/Timing Calibration harus dilakukan. Jika tidak dilakukan maka service code 261-13 engine timing calibration required akan dimunculkan.

b. Penggantian Speed/Timing Sensor Pada beberapa electronic engine terdahulu yang masih menggunakan speed timing sensor dengan tiga kabel (Hall Effect active Sensor), setiap penggantian sensor harus dibarengi dengan timing kalibrasi. Pada Speed/Timing Sensor terbaru yang berupa sensor frekwensi (magnetic type) dengan dua kabel, prosedur kalibrasi tidak perlu dilakukan lagi. 124


ELECTRONIC ENGINE

c.

Pekerjaan pada driv e train dibagian depan engine Pekerjaan yang dilakukan pada drive train dibagian depan engine bisa saja mengubah backlash masing-masing gear, sehingga tentunya akan berpengaruh pada posisi camshaft & timing wheel terhadap crankshaft.

Gambar 165 - Timing calibration C-9

Sebagai salah satu contoh, gambar diatas adalah timing kalibrasi engine C-9. Timing Calibration Probe (magnetic pickup) harus terpasang (seperti terlihat di gambar) di cylinder block. Pertama-tama, plug yang terletak di bawah ECM, harus dilepas dari block. Ujung kabel satunya tersambung ke Timing Calibration Probe. Sementara ujung kabel yang lainnya tersambung ke P400 connector atau konektor P26. Ke-dua pin connector ini terletak di atas kiri dari ECM. Untuk melakukan kalibrasi diperlukan ET service tool. Catatan : Posisi plug dan prosedur kalibrasi berbeda-beda pada setiap engine, selama melakukan kalibrasi pada engine tertentu, selalulah mengacu pada service manual engine yang bersangkutan.


125

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 166 - Crankshaft machine slot engine C-9

Crankshaft pada engine C-9 mempunyai machined slot pada counterweight-nya seperti terlihat di atas. Timing Calibration Probe dimasukkan melalui block dan akan men-generate signal yang timbul dari crankshaft slot. Permukaan logam dipakai untuk melakukan setting clearance antara probe dan crankshaft. Catatan : Slot tersebut tidak di-posisikan pada TDC tetapi sekitar 1/4 putaran dari TDC.

Gambar 167 - Timing Calibration Probe terhadap Crankshaft machine slot engine C-9

Diatas adalah gambar Timing Calibration Probe (magnetic pickup) yang menunjukkan bagaimana air gap (clearance) yang ada antara probe dan permukaan crankshaft counterweight. Setelah (TDC) didapat, putar engine searah jarum jam (clock wis e) sekitar 85 derajat untuk mencegah probe masuk ke dalam slot. Timing probe akan rusak jika engine diputar dengan probe berada di dalam slot-nya atau jika 126


ELECTRONIC ENGINE

terpukul oleh counterweight. (Pertama, saat crankshaft telah diposisikan pada TDC, putar crankshaft clockwise untuk mencari sisi yang halus pada counterweight.) Masukan Timing Calibration Probe ke dalam block sampai menyentuh sisi yang halus pada crankshaft counterweight. Kemudian, mundurkan probe-nya 1 mm (.04 in.) untuk mendapatkan clearance saat running. Sebuah 2D-6392 O-ring dapat digunakan untuk membantu mengukur clearance-nya. Jika probe clearance tidak di-set dengan benar, maka akan didapat erratic performance atau kegagalan pada urutan timing calibration, atau bisa jadi probe-nya sendiri akan mengalami kerusakkan.

Gambar 168 - Timing Calibration Circuit

Gambar diatas menunjukkan sirkuit yang bekerja selama kalibrasi Speed/Timing Sensor engine C-9. Kedua output Speed/Timing Sensor akan dikalibrasi dengan membandingkan output dari sensor tersebut dengan output dari Timing Calibration Probe yang terpasang pada calibration connector.


127

ELECTRONIC ENGINE

Mengakses menu speed timing calibration pada ET

Gambar 169 - Akses timing calibration pada ET

Proses timing kalibrasi dilakukan dengan mengakses :

Service/Calibrations/Timing Calibration Dengan menggunakan ET, Timing Calibration dipilih dan desired engine speed dinaikkan secara otomatis ke 1100 Rpm pada engine C-9 (Speed ini bervariasi untuk masing-masing engine). Hal ini dilakukan untuk mencegah ketidak-stabilan dan memastikan tidak ada backlash yang terjadi diantara timing gear selama proses kalibrasi. Setelah proses kalibrasi selesai, lepas semua peralatan kalibrasi, pasang kembali cylinder block plug dan pasang kembali Timing Calibration connector cover. Setelah semua prosedur selesai dilakukan, engine harus kembali di test untuk memastikan bahwa engine telah beroperasi dengan benar. Active dan juga Logged Fault screen seharusnya dicheck untuk memastikan tidak ada problem yang tertinggal.

128


ELECTRONIC ENGINE

Injector Calibration

Gambar 170 - Injector Calibration

Faktor toleransi pada saat pembuatan injector yang membutuhkan kepresisian tinggi menyebabkan terjadinya perbedaan jumlah fuel yang disemprotkan antara satu injector dan lainnya pada durasi yang sama. Supaya didapatkan aliran bahan bakar yang lebih presisi dan seimbang antara satu cylinder dan yang lainnya, setiap injector diperiksa jumlah fuel yang dapat disemprotkannya dan dikalibrasi di pabrik. Jika untuk alasan tertentu injector diganti atau ditukar-tukar, maka kalibrasi harus dilakukan terhadap injector yang ditukar atau diganti untuk menghindari ketidak-seimbangan power antara cylinder tersebut. Electronic Unit Injector perlu di kalibrasi setelah pemasangan atau penggantian ECM.

Gambar 171 - Trim Code

Untuk melambangkan perbedaan jumlah bahan bakar yang disemprotkan (tetapi masih dalam spesifikasi), Caterpillar mengeluarkan suatu kombinasi deretan code angka atau kombinasi huruf yang tercetak di permukaan atas injector seperti pada gambar diatas.


129

ELECTRONIC ENGINE

Mengakses menu injector code calibration pada ET

Gambar 172 - Akses injector calibtration

Untuk meng-akses EUI dan HEUI Injector Calibration, gunakan pull down menu berikut ini secara berurutan:

Service/Calibratio ns/Injector Codes Calibration Tegaskan (highlight) injector yang dipilih dan click toolbar “ change”. Dialog box akan muncul, lalu masukkan code calibrasi yang baru dengan mengikuti petunjuk yang tertera di layar. Kesimpulannya, injector codes harus cocok dengan code yang diprogram ke dalam ECM untuk cylinder tersebut dengan menggunakan ET. Jika ada barcode yang tercetak di injector, itu dipakai selama proses manufaktur untuk membaca code secara mekanis. Catatan : E-Trim code tidak tersedia pada semua tipe electronic engine.

130


ELECTRONIC ENGINE

Pressure Sensor Calibration ECM akan mencoba melakukan kalibrasi secara otomatis pada semua pressure sensor saat ECM mendapat power dan engine pada posisi mati (OFF) minimal lima detik. Jika melakukan cranking pada engine sewaktu lima detik pertama akan menyebabkan ECM menggagalkan proses kalibrasi. Proses kalibrasi secara manual harus dilakukan jika melakukan penggantian pressure sensor. Selama proses kalibrasi pressure sensor secara otomatis, ECM akan memeriksa semua pressure sensor terhadap nilai range spesifikasi. Jika pressure sensor membaca diluar range tersebut, maka nilai nilai kalibrasi yang sebelumnya yang digunakan sebagai patokan. ECM kemudian akan mengkalibrasi semua pressure sensor terhadap atmospheric pressure sensor. Atmospheric pressure sensor digunakan sebagai patokan untuk mengkalibrasi pembacaan sensor-sensor pressure yang lainnya. Sensor yang lainnya dengan pembacaan yang tidak sesuai dengan pembacaan output dari atmospheric pressure sensor akan dikalibrasi (dalam batasan tertentu) untuk disesuaikan dengan atmospheric pressure sensor.

Gambar 173 - Akses pressure sensor calibration

Pressure sensor calibration dapat diakses dengan memilih menu berikut ini secara berurut: Service/Calibrations/Pressure Sensor Calibration Engine tidak boleh running selama kalibrasi pressure sensor. Pilihlan Start untuk memulai sensor calibration. Selama proses kalibrasi pressure sensor secara manual, ECM akan memeriksa signal dari atmospheric pressure sensor terhadap nilai tekanan pada range yang sesuai/dapat diterima. ECM kemudian mengkalibrasi analog pressure sensors yang lain terhadap atmospheric pressure sensor. ECM juga menggunakan nilai penyimpangan untuk mengkalibrasi analog sensor. Diagnostic Code dengan FMI - 13 "Calibration Required" akan dimunculkan jika nilai penyimpangan diluar range. Diagnostic code dibuat satu paket dengan program yang akan mengidentifikasi problem kalibrasi seperti masalah sensor yang output-nya diluar range kalibrasi. Sebagai contoh, alasan untuk mengkalibrasi mungkin bahwa engine oil pressure sensor membaca +27.6 Kpa (+4 psi) saat engine mati. Kondisi ini TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

131

ELECTRONIC ENGINE

berarti bahwa oil pressure sensor pembacaan absolute pressure adalah 130.9 kpa (19 psia) dimana pressure pada sea level adalah 119 kpa (14.7 psia). (psia = pounds per square inch absolute). Selama error tersebut berada pada range calibration, maka error tersebut akan dibetulkan. Jika tidak, maka akan diperlukan perbaikan atau penggantian sensor. Pressure sensor calibration tidak akan berhasil jika terdapat active diagnostic codes untuk pressure sensors dengan FMI - 03 "open/short to +batt" atau FMI – 04 "short to ground".

132


ELECTRONIC ENGINE

TOPIK 5 Injector and ECM Replacement Procedure Fuel Injector Replacement Prosedure Melepas dan Memasang Injector pada EUI engine •

Rocker Arm & Shaft - Remove Tool yang diperlukan Tool

Part Number

Keterangan

Jumlah

A

124-2946

Lifting Bracket

1

Dimulai dengan: a. Lepas valve mechanism cover. Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Valve Mechanism Cover – Remove and Install”. b.

Lepas compression brake (jika dilengkapi). Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Compression Brake – Remove”. Catatan: Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang lebih cepat dan memperpendek umur komponen.

Gambar 174 - Rocker arm assembly

1.

Lepas keempat bolt (2)

Warning: Valve rocker arm dan unit injector rocker arm dapat bergerak pada shaft setelah baut dilepaskan. Shaft tersebut harus dijaga agar tetap lurus pada saat dilepaskan dari cylinder head. Untuk menghindari kemungkinan terjadinya kecelakaan, jauhkan jari tangan dari valve rocker arm dan unit injector rocker arm saat mengangkat assembly komponen tersebut dari cylinder head. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

133

ELECTRONIC ENGINE

Catatan: Jika engine dilengkapi dengan compression brake, skip langkah 1.

Gambar 175 - Lifting bracket untuk mengangkat rocker arm assy

2.

Lepas shaft (3), valve rocker arms (1), dan unit injector rocker arms (4) bersamaan dengan menggunakan Tool (A)

Gambar 176 - Rocker arm assembly

3.

•

Ulangi langkah 1 dan 2 pada assembly yang tersisa.

Electron ic Unit Injector - Remove Tool yang diperlukan Tool

Part Number

Keterangan

Jumlah

A

5F-4764

Pry Bar

1

Dimulai dengan: a.

Lepas rocker arm dan rocker arm shaft. Mengacu pada Disassembly and Assembly. “Rocker Arm and Shaft – Remove”. Catatan: Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang lebih cepat dan memperpendek umur komponen. Berhati-hatilah, pastikan bahwa fluida ditampung selama melakukan pemeriksaan, perawatan, pengetesan, penyetelan dan perbaikan produk. Persiapkan penampung fluida pada container yang sesuai sebelum membuka compartment atau disasssembly komponen yang berisi fluida. Mengaculah pada Special Publication, NENG2500, “ Caterpillar Tools and Shop Products Guide” untuk mengetahui perlengkapan dan container yang sesuai untuk menampung fluida pada produk Caterpillar. Buanglah semua fluida sesuai dengan persyaratan dan peraturan setempat.

134


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 177 - Bridge assy

1.

Kendurkan nut dan lepaskan hasness assembly (1) dari electronic unit injector (3). Posisikan harness assembly sedemikian rupa agar tidak menghalangi.

2.

Tandai bridge assemblies (2) agar mudah untuk mengidentifikasi. Lepas dua bridge assemblies (2).

Gambar 178 - Clamp Injector

3.

Lepas bolt (4) dari spacer (5) dan clamp (6)

Gambar 179 - Pry bar untuk mengungkit

4.

Gunakan tool (A) untuk mengungkit bagian bawah dan lepas electronic unit injector (3).


135

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 180 - Unit Injector

5.

Lepas electronic unit injector (3), spacer (5) dan clamp (6) dari cylinder head.

6.

Catat injector trim code pada bagian atas injector. Trim code digunakan untuk mengkompensasi variasi perbedaan saat proses pembuatan. Masukkan kode ini ke ECM dengan menggunakan Cat ET saat melakukan injector calibrasi.

7.

Periksalah kondisi O-ring seal (7). Gantilah dengan yang baru jika O-ring seal telah aus atau rusak.

•

Electronic Unit Injector Sleeve - Remove Tool yang diperlukan Tool

A (1)

Part number

Keterangan

Jumlah

128-7889

Bridge Puller

1

221-9778

Puller Stud

1

9U-6877

Thrust Bearing

1

5P-8247

Hard Washer

1

4K-0367

Nut

1

(1). Bagian dari 9U-6891 Injector Tool Group

Dimulai dengan: a.

Lepas electronic unit injector. Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Electronic Unit Injector – Remove”. Catatan: Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang lebih cepat dan memperpendek umur komponen.

136


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 181 - Injector sleeve bore

1.

Buanglah coolant dari engine. Mengacu pada Operation and Maintenance Manual, “Cooling System Coolant – Change”. Coolant akan masuk masuk ke dalam cylinder jika cooling system tidak di di drain.

Gambar 182 - Injector sleeve puller

2. 3. 4.

Pasang Tool (A) pada unit injector sleeve (1). Kencangkan nut pada Tool (A) sampai unit injector sleeve (1) dapat ditarik dari cylinder head. Lepas Tool (A) dari unit injector sleeve


137

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 183 - Injector sleeve

5.

Lepas O-ring seal (2) dari unit injector sleeve (1). Periksalah kondisi unit injector sleeve. Jika unit injector sleeve telah aus atau rusak, gantilah dengan yang baru.

•

Electron ic Unit Injector Sleeve - Install Tool yang diperlukan Tool

Part number

Keterangan

Jumlah

9U-6862

Tapered Brush

1

9U-6863

Small Bore Brush

1

9U-7244

End Brush

1

9U-7237

Brush Extension

1

9U-5552

Large Bore Brush

1

C(1)

221-9778

Puller Stud

1

D(1)

9U-7258

Driver Cap

1

E

9C-9507

Retaining Compound

-

B

(1). Bagian dari 9U-6891 Injector Tool Group. Catatan: Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang lebih cepat dan memperpendek umur komponen.

1.

Gunakan Tool (B) untuk membersihkan bore untuk unit injector sleeve pada cylinder head. Catatan: Sebelum memulai pemasangan pastikan unit injector sleeve dan cylinder head bore untuk unit injector sleeve bersih dari oli, kotoran, dan sealant.

138


ELECTRONIC ENGINE


2.

Pasang O-ring seal yang baru (2) pada unit injector sleeve (1). Catatan: Jangan menggunakan Tool (E) pada permukaan cylinder head. Gunakan Tool (E) hanya pada unit injector sleeve.

3.

Gunakan Tool (E) di permukaan kontak unit injector sleeve (1) pada permukaan yang ditandai dengan “X”.

4.

Lumasi O-ring seal dengan oli engine yang bersih.

Gambar 185 - Puller stud

5. 6.

Pasang Tool (C) pada ulir di unit injector sleeve (1). Posisikan Tool (C) dan unit injector sleeve (1) pada cylinder head. Berhati- hatilah agar tidak merusak O-ring seal pada unit injector sleeve. Catatan: Pastikan unit injector sleeve dipasang dengan benar pada cylinder head. Tool dan unit injector sleeve akan berbunyi “RING” pada saat unit injector sleeve duduk dengan benar pada bore di cylinder head.


139

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 186 - Driver Cap

7. 8. 9.

Gunakan Tool (D) dan hammer untuk memasang unit injector sleeve. Gunakan kain yang bersih untuk menghilangkan sisa-sisa compound. Isilah cooling system dengan coolant. Mengacu pada Operation and Maintenance, “Refill Capacities” untuk mengetahui kapasitas cooling system.

Di akhiri dengan: Pemasangan electronic unit injector. Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Electronic Unit Injector – Install”.

•

Electron ic Unit injector – Install Tool yang diperlukan Tool

Part number

A

8T-2998

Keterangan Pelumas

Jumlah 1

Catatan: Berhati-hatilah, pastikan bahwa fluida ditampung selama melakukan pemeriksaan, perawatan, pengetesan, penyetelan dan perbaikan produk. Persiapkan penampung fluida pada container yang sesuai sebelum membuka compartment atau disasssembly komponen yang berisi fluida. Mengaculah pada Special Publication, NENG2500, “ Caterpillar Tools and Shop Products Guide” untuk mengetahui perlengkapan dan container yang sesuai untuk menampung fluida pada produk Caterpillar. Buanglah semua fluida sesuai dengan persyaratan dan peraturan setempat. Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang lebih cepat dan memperpendek umur komponen.

140


ELECTRONIC ENGINE


1.

Pasang O-ring seal (7). Lumasi bagian atas kedua O-ring seal dengan campuran 50/50 antara oli engine yang bersih dan Tool (A).

Gambar 188 - clamp

2.

Pasang electronic unit injector (3), spacer (5), dan clamp (6) pada cylinder head.

Gambar 189 - Bridge assy

3. 4. 5.

Pasang bolt (4) dan kencangkan dengan torque 55 + 10 Nm (41 + 7 lb ft). Pasang dua bridge assemblies (2) pada lokasinya masing-masing. Hubungkan harness assembly (1) pada electronic unit injector (3). Pasang dua nut tersebut. Kencangkan nut dengan torque 2.5 + 0,25 Nm (22 + 2 lb in).

Di akhiri dengan: Pemasangan rocker arms dan rocker arm shaft. Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Rocker Arm and Shaft – Install”.


141

ELECTRONIC ENGINE

•

Rocker Arm and Shaft – Install Tool yang diperlukan Tool

Part number

A

124-2946

Keterangan

Jumlah

Lifting Bracket

1

Catatan: Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang lebih cepat dan memperpendek umur komponen. Warning: Valve rocker arm dan unit injector rocker arm dapat bergerak pada shaft setelah bautnya terlepas. Shaft tersebut harus dijaga agar lurus pada saat dilepas dari cylinder head. Untuk menghindari terkadinya kecelakaan, jauhkan jari tangan dari valve rocker arm dan unit injector rocker arm saat mengangkat assembly dari cylinder head.

Gambar 190 - Rocker arm assy

1.

Pasang rocker shaft (3), valve rocker arm (1), dan unit injector rocker arm (4) bersamaan dengan menggunakan Tool (A). Catatan: Pasang rocker shaft (3) dengan sisi yang datar menghadap keatas. Jika Engine dilengkapi dengan compression brake, skip langkah ke-2.

Gambar 191 - Rocker arm assy

2. 3.

Pasang empat bolt (2) dan kencangakan dengan torque 109 + 15 Nm (80 + 11 lb ft) Ulangi Langkah 1 dan 2 untuk rocker arm assembli yang tersisa.

Di akhiri dengan: Pemasangan valve mechanism cover. Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Valve Mechanism Cover – Install”. 142


ELECTRONIC ENGINE

Prosedur Melepas dan Memasang Injector pada HEUI engi ne Unit Injecto r - Remove Tool

Part numb er

Keterangan

Jumlah

A

131-3921

Rakitan Puller

1

B

4C-4057

Tube

1

C

1U-5718

Pompa Vakum

1

D

1U-5814

Rakitan Bottle

1

Dimulai dengan: a.

Mengeluarkan fuel dari system bahan bakar.

b.

Melepas valve mechanism cover. Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Valve Mechanism Cover – Remove”. Catatan: Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan lebih cepat dan memperpendek umur komponen. Berhati-hatilah, pastikan bahwa fluida ditampung selama melakukan pemeriksaan, perawatan, pengetesan, penyetelan dan perbaikan produk. Persiapkan penampung fluida pada container yang sesuai sebelum membuka compartment atau disasssembly komponen yang berisi fluida. Mengaculah pada Special Publication, NENG2500, “ Caterpillar Tools and Shop Products Guide” untuk mengetahui perlengkapan dan container yang sesuai untuk menampung fluida pada produk Caterpillar. Buanglah semua fluida sesuai dengan persyaratan dan peraturan setempat.


143

ELECTRONIC ENGINE

•

Mengeluarkan Fuel dari Fuel Manifold

1.

Sebelum melepas injector, keluarkan fuel dari manifold sebanyak mungkin.

Gambar 192 - (A) Tampak At as. (B) Tampak Depan

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Lepas fuel line (1) yang menghubungkan T-connector di bagian depan engine dengan fuel manifold bagian depan. Letakkan ujung fuel line yang terlepas (1) ke sebuah container yang sesuai untuk menampung fuel. Gunakan air gun dengan ujung dari karet untuk mengeluarkan bahan bakar dengan udara bertekanan. Letakkan ujung karet dari air gun di lubang fuel line yang menuju manifold. Udara bertekanan sebesar + 138 Kpa sampai 207 kPa (20 psi sampai 30 psi) cukup untuk mengeluarkan fuel dari kedua manifold tanpa merusak injector. Setelah fuel telah dikeluarkan dari system, hubungkan fuel line yang dilepas kembali ke manifold. Fuel dan oli yang masuk ke cylinder harus dibuang setelah injector dilepas.

144


ELECTRONIC ENGINE

•

Melepas Unit Injector Catatan: Tip injector dibuat sangat keras untuk menghasilkan masa pakai yang panjang. Namun, kekerasan ini juga membuat tip tersebut rapuh. Adanya beban samping selama pemasangan atau memukulkan tip tersebut pada sebuah objek yang keras atau menjatuhkan injector dapat menyebabkan tip injector patah atau retak. Pemasangan injector dengan tip yang telah retak dapat mengakibatkan kerusakan pada engine. Setelah injector dilepas, sejumlah fuel dan oli jatuh ke dalam cylinder. Fuel harus dibuang terlebih dahulu dari cylinder sebelum injector dipasang kembali untuk menghindari terjadinya hydraulic lock dan kerusakan berat pada engine saat ketika engine di-crank. Untuk meminimalkan jumlah fuel yang jatuh ke dalam cylinder, shutoff valve pada saluran suplai fuel harus ditutup terlebih dahulu sebelum melepas injector. Injector tidak boleh dirusak saat dikirim kembali untuk suatu garansi. Injector yang dikembalikan harus disertakan pembungkus pelindung original. Kredit biaya garansi atau penukaran dengan produk baru dapat dikurangi atau dihilangkan jika injector dikembalikan tidak dalam pembungkus original. Sebuah injector yang terdapat kerusakan pada tip injector harus dikembalikan dengan pembungkus original. Kerusakan injector harus diidentifikasi dengan jelas untuk menunjukkan bahwa adanya “kerusakan pada tip-nya”.


2. Terminals of wire harness 3. Bolts 4. Adapter 5. Injector jumper tube

1. 2.

6. Socket head cap screw 7. Bolt 8. Clamp 9. Injector

Tutup shutoff valve pada saluran fuel suplai. Lepas valve cover assembly.


145

10.O-ring seal 11. Injector sleeve 12.O-ring seal.

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 194 - Unit Injector & Jumper tube

3. 4. 5.

Tandai terminal-terminal pada wire harness (2) sesuai nomor silinder. Hal ini akan membantu untuk memastikan re-assembly dengan benar. Lepas terminal wire harness (2) pada unit injector. Lepas bolt (3) dari injector jumper tube (5). Lepas socket head cap screw (6) dari adapter (4). Lepas injector jumper tube (5) dan adapter (4).

Gambar 195 - Unit Injector & Jumper tube

6.

Lepas O-ring seal (13) dan (14). Lepas clamp bolt (7) dan clamp (8). Catatan: Selalu gunakan prosedur pelepasan injector yang benar dan sesuai peralatan yang ditunjukkan pada Special Instruction. Setiap pengungkitan yang dilakukan di bawah valve body injector dapat mengakibatkan perubahan bentuk pada poppet valve bore dan kemungkinan kerusakan. Sehingga, JANGAN mengungkit injector.

7.

Lepas injector dengan menggunakan salah satu metode berikut ini:

Gambar 196 - Metode melepas injector

Ini merupakan sebuah contoh metode melepas injector secara manual. a.

Ketika Anda akan mengeluarkan injector dengan tangan, pegang injector dan putar. Karbon yang telah menumpuk pada seat akan terlepas. Kemudian injector dapat diangkat keluar. Jika seat tidak dapat dilepas dengan tangan, maka gunakan 131-3921 Injector Puller.

146


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 197 - Metode melepas injector 15. 093-0386 Plated Washer 16. 131-8196 Handle

17. 131-8198 Stud Assembly 18. 131-8197 Bridge Assembly 19. 0S-1616 Bolts

20. 4B-4276 Washers.


Gambar diatas menunjukkan posisi injector puller yang benar. b. c.

Lihatlah pada gambar diatas. Pasang 131-3921 Injector Puller pada injector. Pasang 0S-1616 Bolt pada lubang yang berulir di bagian atas injector. Putar 131-8196 Handle untuk mengeluarkan injector.


8. 9.

Lepas O-ring seal (10) dan O-ring seal (12) dari injector. Ulangi Langkah 3 sampai Langkah 8 untuk injector yang lain.


147

ELECTRONIC ENGINE

Unit Injector – Install Tool yang diperlukan Tool A B C D E F G H J K L

Part number 164-5924 4C-5027 4C-6161 164-5927 (1) 4C-6774 8T-7765 1U-5512 9U-6862 4C-4057 1U-5718 1U-5814

Keterangan Injector Bore Gauge Tap Wrench Tube Brush Wire Brush Vacuum Gun Kit Surface Reconditioning Pad Material Abrasi Sikat Runcing Tube Pompa vakum Rakitan Bottle

Jumlah 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

:. Optional - 164-5927 Wire Brush dengan handle yang dapat digunakan pada area yang sempit. Catatan: Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang cepat dan memperpendek umur komponen. Berhati-hatilah, pastikan bahwa fluida ditampung selama melakukan pemeriksaan, perawatan, pengetesan, penyetelan dan perbaikan produk. Persiapkan penampung fluida pada container yang sesuai sebelum membuka compartment atau disasssembly komponen yang berisi fluida. Mengaculah pada Special Publication, NENG2500, “ Caterpillar Tools and Shop Products Guide” untuk mengetahui perlengkapan dan container yang sesuai untuk menampung fluida pada produk Caterpillar. Buanglah semua fluida sesuai dengan persyaratan dan peraturan setempat.

•

Membersihkan Carbon Deposit


Gambar diatas merupakan contoh dari sebuah injector sleeve yang umum. (1) Permukaan dengan sudut 120 derajat pada injector sleeve. O-ring seal bagian bawah menyentuh injector sleeve pada area ini. (2) Injector tip masuk ke dalam injector sleeve pada lubang ini. Kebersihan merupakan hal yang sangat penting untuk mendapatkan penyekatan injector yang baik. Semua carbon deposit harus dibersihkan dari injector sleeve dan bore (2). Carbon deposit juga harus dibuang dari permukaan pada sudut 120 derajat (1) yang ada di dasar injector sleeve. Catatan: Jika Anda tidak membersihkan semua area yang tersebut, maka tidak bisa menghasilkan penyekatan yang baik pada injector O-ring seal bagian bawah. Hal ini dapat mengakibatkan rusaknya injector tip atau kerusakan pada injector karena gas pembakaran bocor ke saluran bahan bakar.

148


ELECTRONIC ENGINE

•

Membersihkan Permukaan pada sudut 120° di Injector Sleeve

Gambar 201 - Angled surface

Gambar diatas merupakan sebuah contoh injector yang umum. Seluruh permukaan bagian bawah injector harus bersih dan khususnya pada O-ring seal groove bagian bawah (3) dan permukaan disebelahnya. Penggunaan Material Scotch Brite yang halus untuk membersihkan, lebih diutamakan. Scotch Brite tersedia pada Tool and Shop Products Guide sebagai 1U-5512 Cut & Polish Roll dan 8T-7765 Surface Reconditioning Pad. Prosedur berikut ini merupakan metode yang lebih baik untuk membersihkan permukaan sudut 120° pada sleeve (1): 1. Letakkan potongan persegi Scotch Brite sebesar 38 mm (1,5 inci) pada ujung 9U-6862 Tapered Brush. 2.

Putar 9U-6862 Tapered Brush dengan 4C-5027 Tap Wrench pada permukaan bagian bawah (1) sleeve bore. Catatan: Untuk membersihkan carbon deposit tidaklah sulit, untuk itu tidak perlu menggunakan power tool.

3.

Jika seluruh permukaan bersudut pada sleeve telah dibersihkan, maka permukaan akan halus dan mengkilap. Seluruh bagian sleeve bore harus dibersihkan agar setiap partikel karbon yang telah terlepas hilang.


149

ELECTRONIC ENGINE

•

Membersihkan Bore pada Injector Sleeve

1.

Bersihkan bore (2) pada injector sleeve. Jika injector sleeve masih terpasang pada engine, gunakan 4C-6161 Tube Brush atau 164-5927 Wire Brush untuk membersihkan carbon deposit pada bore. Jika injector sleeve telah dilepas dari engine, selain brush dapat pula ditambahkan dengan penggunaan 9U-6102 Reamer untuk membuang carbon deposit pada bore. Catatan: 164-5927 Tube Brush dapat diganti dengan 4C-6161 Tube Brush. 164-5927 Tube Brush memiliki handle yang lebih pendek sehingga dapat menjangkau area yang sempit. 4C-6774 Vacuum Gun Kit juga tersedia untuk membersihkan material yang telah lepas dari sleeve bore.

2.

Setelah injector sleeve dibersihkan dengan 9U-6102 Reamer atau 4C-6161 Tube Brush, gunakan 164-5924 Injector Sleeve Bore Gauge untuk melihat jumlah karbon telah dibersihkan sudah cukup atau belum.

Gambar 202 - Gauge dengan cross pin

3.

4. 5.

6.

Gauge (A) harus dimasukkan ke dalam injector sleeve sampai cross pin menyentuh bagian atas sleeve (4). Hal ini memastikan bahwa gauge akan sepenuhnya memanjang di dalam lubang. Gauge tidak boleh menyentuh piston. Jika gauge dapat dudukk dengan mudah, maka carbon yang telah dibersihkan sudah cukup. Jika gauge tidak dapat melewati sleeve bore dan duduk dengan benar, maka diperlukan pembersihan lagi. Jika telah dilakukan pembersihan tambahan, namun gauge tetap tidak dapat melewati injector sleeve, sleeve harus diganti. Mengacu pada Disassembly and Assembly, “Unit Injector Sleeve – Remove” untuk prosedur melepas injector sleeve dengan benar. Fuel dan oli yang ada didalam cylinder hendaknya dikeluarkan sebanyak mungkin sebelum memasang injector. Gunakan 1U-5718 Vacuum Pump, 1U-5814 Bottle Assembly, dan 4C-4057 Tube untuk mengeluarkan cairan tersebut. Mungkin perlu dilakukan berulang kali untuk memastikan, karena bisa jadi fluida yang ada di cylinder lebih dari satu botol. Lakukan Crank pada engine dengan tidak mengaktifkan injector setelah fluida dalam cylinder dievakuasi.

150


ELECTRONIC ENGINE

•

Pemasangan Unit Injector

Gambar 203 - (5) O-ring seal. (6) O-ring seal. (7) Angled seat. (8) Injector tip

1.

Bersihkan carbon pada injector di area berikut: -

Angled seat (7) pada injector

-

Angled seat di injector sleeve

Catatan: Jika Anda membersihkan angles seat pada injector dengan wire brush, wire brush jangan sampai menyentuh tip (8) pada injector. Sebuah wire brush dapat merusak lubang fuel injection nozzle.

2. 3.

Pasang O-ring seal (5) dan O-ring seal (6) dengan yang baru. Lumasi sedikit O-ring seal dan injector bore dengan oli engine yang bersih. Pasang injector sesuai lokasi awal pada injector sleeve.

Gambar 204 - (9) Clamp. (10) Bolt. (11) O-ring seal.

4.

Letakkan clamp (9) pada posisi yang tepat. Letakkan jumper tube pada posisinya untuk memastikan lubang bolt sejajar. Atur arah orientasi injector sampai benar-benar sejajar. Torque bolt (10) dan lepas jumper tube. Torque untuk bolt…. 47 + 9 N·m (35 + 7 lb ft)


151

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 205 - (12) O-ring didalam jumper tube. (13) O-ring seal didalam cylinder head.

5.

Gantilah O-ring seal (11), O-ring seal (12) dan O-ring seal (13) di dalam jumper tube dan cylinder head dengan yang baru.

Gambar 206 - (14) jumper tube. (15) Horisontal bolt. (16) Adapter. (17) Sock et head screw. (18) Vertical bolt.

6.

Letakkan jumper tube (14) dan adapter (16) pada posisinya. Catatan: Jika adapter sebelumnya telah dipasang pada injector, lepaskan socket head screw. Kegagalan melepas socket head screw sebelum dilanjutkan ke Langkah 8 dapat mengakibatkan kerusakan injector.

7.

Pasang socket head screw (17), horisontal bolt (15) dan vertikal bolt (18), dan kencangkan dengan tangan. Catatan: Permukaan yang saling bertemu/bersentuhan harus dipastikan terpasang sejajar sebelum memulai melakukan final torque.

152


ELECTRONIC ENGINE

Gambar 207 - (17) Socket head screw

8.

Kencangkan socket head screw (17), dua horisontal bolt (15), serta dua vertikal bolt (18) dengan tangan.

Gambar 208 - (15) Dua horizontal bolt. (18) Dua vertical bolt. (17) Dua socket head screw

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Kencangkan socket head screw (17) dengan initial torque sebesar 1 + 2 N·m (9 + 2 lb in). Kencangkan horisontal bolt (15) dengan initial torque sebesar 5 + 3 N·m (44 + 27 lb in). Kencangkan vertikal bolt (18) dengan initial torque sebesar 5 + 3 N·m (44 + 27 lb in). Kencangkan socket head screw (17) dengan final torque sebesar 12 + 3 N·m (9 + 2 lb in). Kencangkan horisontal bolt (15) dengan final torque sebesar 47 + 9 N·m (35 + 7 lb in). Kencangkan vertikal bolt (18) dengan final torque sebesar 47 + 9 N·m (35 + 7 lb in). Ulangi Langkah 1 sampai Langkah 15 untuk injector yang lainnya. Periksa fuel system dari kebocoran dengan cranking engine tanpa mengaktifkan penginjeksian. Kemudian periksa tekanan hidraulik dan bandingkan tekanan ini dengan tekanan yang diinginkan (desire).


153

ELECTRONIC ENGINE

Cranking Without Injection Cranking engine tanpa mengaktifkan penginjeksian dapat dilakukan dengan salah satu metode berikut: Lepas injector harness pada cylinder yang telah terpasang injector kembali. • Biarkan engine pada idle dan periksa secara visual komponen injector dari adanya kebocoran high pressure oil. Aktifkan sistem “Crank Without Inject” jika option ini tersedia. Pada Track Type Tractor, plug untuk • “Crank Without Inject” dapat diassembly pada engine harness. Pada Off-Highway truck, “Ground Level Shutdown” dapat diaktifkan jika option ini tersedia. Jika Anda menggunakan CAT ET atau ECAP, maka penginjeksian dapat dinon-aktifkan dengan • interactive diagnostic. Engine dapat dibiarkan pada kondisi idle saat komponen pada injector diperiksa secara visual terhadap kebocoran high pressure oil.

Pemeriksaan Kebocoran, Udara didalam Sistem, dan Kebocoran Gas Pembakaran Fuel bisa bocor dari O-ring seal di bagian atas pada injector. High pressure oil juga dapat bocor dari sambungan jumper tube. High pressure oil di-release menuju cylinder head selama engine beroperasi. Dan hal ini bukan merupakan suatu kebocoran yang menunjukkan adanya kerusakan. Jika udara masuk ke system suplai fuel, mungkin lebih dari satu injector pada satu bank tidak dapat berfungsi. Jika injector tidak dikencangkan dengan benar, gas pembakaran dan udara dapat masuk ke injector melalui O-ring seal di bagian bawah. Jika O-ring seal mengalami kerusakan, gantilah O-ring seal, dan lakukan urutan torsi sekali lagi. Catatan: Keberadaan udara di dalam sistem dapat dideteksi dengan sentuhan yang lunak pada flexible return line. Periksa adanya getaran yang ekstrim dan lonjakan tekanan yang melalui setiap saluran. Sebagai alternatif, pasang sebuah sight glass di setiap return line. Jalankan engine dan periksa adanya gelembung udara pada sight glass.

Kebocoran gas pembakaran dapat terjadi dari dasar injector. Kebocoran gas pembakaran umumnya akan berdampak pada injector yang telah bocor pertama kali. Kemudian kebocoran akan berdampak pada injector yangl lain, yang masih satu bank. Catatan: Jika Anda tidak mematuhi prosedur, kerusakan atau kegagalan fungsi pada injector dapat terjadi, dan kemungkinan terjadi kerusakan major pada engine.

154


ELECTRONIC ENGINE

•

Pemasangan Pemasangan Wir e Harness Harness

Gambar 209 - (19) konektor putih. (20) Tanda “F”. (21) Sleeve. (22) Tanda “R”. (23) konektor hitam.

1.

Letakkan 161-3568 161-3568 Grommet diatas diatas setiap injector sebelum sebelum memasang memasang wiring harness. Catatan: Langkah berikut ini harus dibaca dan dipahami sebelum Anda memulai pekerjaan pada engine. Kegagalan untuk mengikuti instruksi dapat mengakibatkan kerusakan yang serius pada engine.

Gambar 210 - Identifikasi posisi engine

A. B. C. D. E.

Identifikasi konektor identifikasi identifikasi untuk silinder belakang Identifikasi konektor untuk silinder depan Flywheel housing Silinder Bagian belakang engine.

Catatan: Bagian depan engine adalah daerah yang berseberangan dengan ujung flywheel housing. Sisi kiri dan kanan engine dilihat dari flywheel housing. Bagian depan mesin belum pasti merupakan bagian depan engine. Bagian depan mesin tidak boleh digunakan sebagai acuan untuk menentukan arah engine.


155

ELECTRONIC ENGINE

Gambar 211 - Hasness assembly untuk injector

19. White connector 20. "F" mark 21. Sleeve

2.

3.

4. 5.

6.

22. "R" mark 23. Black connector 24. Nuts

25. Flywheel housing 26. Centerli/ne of the crankshaft.

Setiap harness harness assembly memiliki memiliki konektor putih yang diberi tanda tanda “F” (front - depan) depan) dan konektor hitam yang diberi tanda “R” (rear - belakang). Satu harness assembly digunakan untuk dua cylinder dibawahnya (dalam satu valve cover). Konektor putih harus dipasang pada injector yang menghadap kebagian depan dari engine. Konektor hitam harus dipasang pada injector yang menghadap bagian belakang dari engine. Kabel untuk konektor putih terbungkus oleh sleeve. Nomor cylinder nomor 1, 2, 5, 6, 9, dan 10 ditulis pada sleeve tersebut. Kabel untuk konektor hitam tidak terbungkus dengan sleeve. Konektor putih putih (19) diberi tanda tanda “F” (front - depan). depan). Pasangkan wire harness dengan dengan konektor konektor putih (19) ke injector pada cylinder bagian depan. Nomor cylinder bagian depan adalah nomor 1, nomor 5, dan nomor 9, untuk yang berada di sisi kiri engine. Sedangkan yang berada di sisi kanan adalah nomor 2, nomor 6, dan nomor 10. Torque nut (24) sebesar … 1.70 + 0.25 N·m (15 + 2 lb lb in) Konektor hitam (23) diberi tanda tanda “R” (rear - belakang). Pasangkan Pasangkan wire harness harness dengan konektor konektor hitam (23) ke injector pada cylinder bagian belakang. Nomor cylinder bagian belakang adalah nomor 3, nomor 7, dan nomor 11, untuk yang berada di sisi kiri engine. Sedangkan yang berada di sisi kanan adalah nomor 4, nomor 8, dan nomor 12. Torque nut (24) sebesar ... 1.70 + 0.25 N·m (15 + 2 lb in) Catatan: Cylinder 9, 10, 11, dan 12 tidak ada pada engine 3408E.

Diakhiri dengan: Pemasangan valve covers. Mengacu pada Disassembly and Assembly, "Valve Mechanism Cover Install". Calibration tidak diperlukan pada engine 3408E/3412E.

156


ELECTRONIC ENGINE

ECM REPLACEMENT Catatan: Berhati-hatilah, pastikan bahwa fluida ditampung selama melakukan pemeriksaan, perawatan, pengetesan, penyetelan dan perbaikan produk. Persiapkan penampung fluida pada container yang sesuai sebelum membuka compartment atau disasssembly komponen yang berisi fluida. Mengaculah pada Special Publication, NENG2500, “ Caterpillar Tools and Shop Products Guide” untuk mengetahui perlengkapan dan container yang sesuai untuk menampung fluida pada produk Caterpillar. Buanglah semua fluida sesuai dengan persyaratan dan peraturan setempat. Jaga agar semua komponen bebas dari kontaminan. Kontaminan dapat menyebabkan keausan yang lebih cepat dan memperpendek umur komponen.

Electronic Control Module (ECM) terdiri dari komponen yang tidak dapat bergerak. Penggantian Penggantian ECM bisa membutuhkan banyak biaya dan dapat juga menghabiskan banyak waktu. Ikuti prosedur troubleshooting pada service manual untuk meyakinkan bahwa penggantian ECM akan memperbaiki masalah yang timbul. Verifikasi bahwa ECM yang dicurigai merupakan penyebab masalah. Catatan: Pastikan ECM menerima power dan ECM telah dihubungkan ke rangkaian negatif baterai sebelum melakukan penggantian ECM. Mengacu pada Troubleshooting, “Electrical Power Supply Circuit – Test”.

Test ECM dapat digunakan untuk menentukan apakah ECM rusak. Pasang Test ECM pada ECM yang dicurigai rusak. Lakukan programming dengan personality module (flash file) yang tepat ke Test ECM. Lakukan pemrograman parameter untuk operasi normal. Parameter harus sesuai/sama dengan parameter yang ada pada ECM yang dicurigai rusak. Lihat langkah-langkah pengetesan dibawah untuk lebih detail. Jika saat Test ECM dapat menghilangkan masalah yang timbul, pasang kembali ECM yang dicurigai rusak. Verifikasi kembali, apakah masalah muncul lagi. Jika masalah muncul lagi, maka gantilah ECM-nya. Catatan: Pada saat ECM yang baru tidak tersedia, Anda perlu mengambil ECM dari engine yang sedang tidak digunakan. Pastikan ECM pengganti dan Personality Module Interlock Code cocok dengan ECM yang dicurigai rusak. Pastikan untuk mencatat parameter dari ECM pengganti pada “Parameters Worksheet”. Gunakan fitur “Copy Configuration/ECM Replacement” yang ada di dalam menu “Service” pada Caterpillar Electronic Technician (Cat ET). Jika personality module dan aplikasi engine tidak cocok, bisa mengakibatkan kerusakan pada engine.


157

ELECTRONIC ENGINE

Prosedur u ntuk Penggantian Penggantian ECM 1.

Hubungkan Hubungkan Cat ET ke service tool tool connector connector pada pada engine engine

2.

Print parameter parameter dari “Configuration” “Configuration” screen pada Cat ET. Jika printer tida tidak k tersedia, catatlah semua semua parameter-nya. Catat setiap logged diagnostic code dan logged event code yang ada. Catat injector code dari “Calibration” screen dalam menu “Service” pada Cat ET. Catatan: Injector trim code adalah nomor yang terdapat pada setiap unit injector. ECM menggunakan nomor ini untuk mengkompensasi variasi proses pembuatan di antara injector. Jika Anda mengganti unit injector, Anda harus memprogram ulang trim code untuk injector yang baru. Begitu pula, jika Anda mengganti ECM, Anda harus memprogram ulang seluruh trim code.

3.

Gunakan fitur “Copy Configuration/ECM Configuration/ECM Replacement” Replacement” yang ada ada dalam menu menu “Service” pada pada Cat ET. Pilih “Load from ECM” untuk menyalin konfigurasi dari ECM yang dicurigai rusak. Catatan: Jika proses “Copy Configuration” gagal dan parameter tidak diperoleh pada Langkah 2, parameter tersebut harus diperoleh dengan cara lain. Beberapa parameter dicetak pada engine information plate, namun sebagian besar parameter harus diperoleh dari pabrik.

4.

Lepas ECM a. Putar keyswitch ke posisi OFF/RESET b. Putus konektor ECM J1/P1 dan J2/P2 Catatan: Gunakan container yang sesuai untuk menampung bahan bakar yang tumpah. Segera bersihkan fuel yang tumpah. Jangan biarkan debu masuk ke fuel system. Bersihkan secara menyeluruh area di sekitar komponen fuel system yang akan dilepas. Pasang penutup yang sesuai pada komponen yang dilepas.

c. d. e. 5.

Lepas fuel line dari ECM (jika ada) Lepas baut mounting untuk ECM Lepas ECM ground strap dari engine

Pasang ECM pengganti a.

Gunakan komponen pelengkap yang lama (mounting hardware) untuk memasang ECM pengganti. Komponen pelengkap tersebut tidak boleh rusak. b. Pasang kembali fuel line (jika ada) c. Pastikan ECM mounting hardware dipasang dengan benar. Fuel line tidak boleh memberikan ketegangan pada ECM. Grommet karet digunakan untuk melindungi ECM dari getaran yang berlebihan. ECM harus dapat bergerak dalam grommet karet. Jika ECM tidak dapat digerakkan sedikit di dalam grommet, pastikan bahwa saluran bahan bakar tidak menarik ECM ke salah satu sisi grommet. d. Pasang ECM ground strap pada engine. e. Pasang kembali kembali konektor ECM J1/P1 dan J2/P2. Kencangkan Kencangkan allen allen head screw pada pada konektor dengan torsi yang sesuai: konektor 40 pin ... 2,25 N-m (20 lb in) konektor 70 pin ... 6,0 N-m (53 lb in) 6.

Lakukan flash programming programming personality personality module ke dalam ECM. Lihat Troubleshooting, Troubleshooting, “Flash Programming” Programming” untuk prosedur yang tepat. t epat.

7.

Gunakan Cat ET untuk mencocokkan aplikasi mesin dengan Personality Module Interlock Code jika ECM pengganti digunakan untuk aplikasi yang berbeda.

8.

Konfigurasi ECM a.

Jika proses “Copy Configuration” Configuration” dari Langkah Langkah 3 sukses, kembali kembali ke “Copy Confugiration/E Confugiration/ECM CM Replacement” screen pada Cat ET dan pilih “Program ECM”. Lanjutkan ke Langkah 10.

b.

Jika proses “Copy Configuration” tidak sukses, lakukan pemrograman pemrograman parameter parameter ECM. Parameter tersebut harus sesuai dengan parameter dari Langkah 2.

158


ELECTRONIC ENGINE

Catatan: Jika proses “Copy Configuration” gagal dan parameter tidak didapatkan pada Langkah 2, parameter harus diperoleh dengan cara lain. Beberapa parameter tercetak pada engine information plate, namun sebagian besar parameter harus diperoleh dari pabrik.

c.

Jika perlu, lakukan pemrograman pada Engine Monitoring System.

9. Lakukan kalibrasi untuk fuel injector. Mengacu pada Troubleshooting, “Injector Codes – Calibrate”. 10. Kalibrasi injection timing. Mengacu pada Troubleshooting, “Engine Speed/Timing Sensor – Calibrate”. 11. Periksa apakah terdapat diagnostic code dan event code.


159

ELECTRONIC ENGINE

160


ELECTRONIC ENGINE

TOPIK 6 New Product Introduction (Acert& Commo n Rail Fuel System) ACERT Tech nolo gy

Apakah yang dimaksud dengan ACERT Technology?. ACERT© Teknologi adalah suatu sistem terbaru baru dalam usaha mengurangi Emisi pembakaran/gas buang. Teknologi yang sebagian besar berperan didalam empat sistem mesin inti seperti: Bahan bakar, Udara, Elektronika dan - Aftertreatment. Ini merupakan suatu solusi sistem revolusioner yang unik dan yang memungkinkan mesin Caterpillar untuk memenuhi peraturan udara bersih masa kini dan menyempurnakan tahap untuk standard hari esok yang lebih ketat lagi. ACERT© Teknologi adalah suatu solusi pengurangan Emisi dan peningkatan performa inovatif untuk mesin diesel. Caterpillar menciptakan dan mengembangkan ACERT© sebagai bagian dari suatu usaha jangka panjang untuk menciptakan cleaner-running engine yang mengatur performa, efisiensi dan Service life.


161

ELECTRONIC ENGINE

Terobosan Kunci dari ACERT© Technology adalah teknologi Advanced combustion yang menyediakan suatu tingkat kontrol yang lebih tinggi dalam mengendalikan variabel pembakaran yang jumlahnya lebih besar dari yang pernah ada. Kendali ini mengkombinasikan kemajuan dalam manajemen udara, kendali elektronik dan, dalam beberapa aplikasi digunakan aftertreatment, dalam rangka meningkatkan keseluruhan performa mesin diesel sekaligus mengurangi Emisi berbahaya yang ditimbulkan. Bersama dengan meningkatnya keseluruhan performa mesin, ACERT© memungkinkan Caterpillar untuk memproduksi on-highway truck, engine off-road, marine engine dan aplikasi industri yang akan terus dituntut untuk memenuhi standar emisi di seluruh dunia.

Bagaimana sebuah eng ine bi sa dik atakan mengg unakan A CERT© TECHNOLOGY? Acuan dan identifikasi engine Caterpillar dengan “ACERT©” dan/atau “ACERT© Technology” disetujui hanya jika engine memenuhi tiga kriteria yaitu: 1.

Engine tersebut adalah engine keluaran baru. Teknologi ACERT© hanya bisa dipasangkan didalam engine baru, baik mode baru maupun versi baru dari platform sekarang dapat dikatakan mempunyai fasilitas ACERT© Teknologi.

2.

Engine harus menyertakan sedikitnya sebuah blok Teknologi ACERT© pada sistim pembakaran. Seperti di ketahui ACERT© Technology adalah “Building Block” yang terdiri dari : 1. Kendali system elektronik(Electronic Control System), 2. Distribusi bahan bakar (Fuel Delivery), 3. Manajemen udara dan 4. Aftertreatment. ACERT© adalah teknologi pembakaran yang disempurnakan. Maka dari itu, penggunaan satu blok teknologi sendiri seperti contohnya penambahan aftertreatment saja pada suatu engine tidak memenuhi persyaratan untuk di identifikasikan sebagai ACERT© Technology.

3.

Teknologi yang digunakan mampu meningkatkan performa dan/atau mengurangi penggunaan emisi. Persetujuan yang disepakati adalah bahwa apapun teknologi blok yang digunakan, haruslah menghasilkan suatu peningkatan performa mesin yang terukur, suatu pengurangan di dalam Emisi yang terukur, atau kedua-duanya.

162


ELECTRONIC ENGINE

Memenuhi Standard EPA/EURO

Agen Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat atau American Environmental Protection Agency (U.S EPA) akan menerapkan standard Emisi gas mesin diesel Strata 3 dimulai dari mesin yang dibuat setelah Januari 1, 2005. Standard serupa Emisi Exhaust untuk Stage IIIA akan diterapkan di negara-negara EEC pada tahun 2006 nanti. Stationary, railway dan underground mining engine dibebaskan. (ketentuan EPA untuk Stationary sebagai suatu mesin yang tidak berpindah pindah dari penempatan ditentukan selama satu tahun atau lebih). Peraturan tersebut meliputi engines on tracks, rubber tire vehicles, deck atau propulsion, skids, atau offshore portable platforms. Caterpillar menawarkan mesin diesel didalam tiga lini produk: 1. Produk yang memenuhi standard EPA yang baru(tier 3/stage IIIa), 2. Produk yang memenuhi standard tier 2 /stage II yang sekarang, dan 3. Produk yang standard non-certified.

Building Block ACERT© Technology bukanlah sistem atau komponen tunggal. Sebagai gantinya, ACERT© Technology terdiri atas“Building Block”teknologi yang bekerja synergistically bersama-sama. Tidak semua mesin dengan ACERT© Technology akan menggunakan seluruh blok teknologi tersebut. Tergantung pada aplikasi dan mesin yang spesifik, satu atau lebih blok mungkin hanya ditambahkan, dihilangkan atau dimodifikasi. Sebagai yang utama yang diperkenalkan untuk Caterpillar On-Highway mesin, ACERT© Technology terdiri dari empat dasar “Building Block” yaitu : 1. Kendali system elektronik(Electronic Control System), 2. Distribusi bahan bakar (Fuel Delivery), 3. Manajemen udara (Air Management) dan 4. Aftertreatment.

Dari semua yang disebutkan diatas, tiga yang pertama telah ditingkatkan kemampuannya untuk mengendalikan kontrol proses pembakaran ke tingkat yang lebih tinggi dari yang pernah ada.


163

ELECTRONIC ENGINE

Electronic Control

Kendali elektronik adalah otak teknologi itu. Semua mesin dengan ACERT© Penggunaan Teknologi mengedepankan pengontrol elektronik, yang telah diperkenalkan pada awal 1990 dan mempunyai suatu catatan keandalan dan performa yang terbukti.

Fuel Delivery Melalui suatu proses yang disebut Multiple Injection, sejumlah bahan bakar yang secara presisi terukur microbursts ( sebagai ganti single burst) dikirimkan ke ruang pembakaran. Proses ini memungkinkan kontrol yang tepat atas range variabel pembakaran yang ada, dan dapat diatur untuk menghasilkan performa lebih tinggi dengan lebih sedikit Emisi.

Ai r Management ECM juga mengendalikan pemasukan udara. Penggunaan suatu proses yang disebut Variable Valve Actuation yang dengan teliti mengendalikan Udara yang masuk(Air Intake) dan gas buang(Exhaust) dari ruang bakar. Fuel delivery dan ValveTiming secara terus-menerus disesuaikan oleh pengontrol elektronis untuk mendapatkan performa maksimum dari engine tersebut pada beban dan kecepatan yang bervariasi. Dan keduanya dapat juga dioptimalkan untuk mesin yang berbeda dan aplikasi berbeda.

Af ter tr eatm ent

Komponen Teknologi ACERT© yang terakhir adalah aftertreatment, Sekarang ini, mesin onhighway banyak menggunakan Katalisator Oxidisasi Diesel atau Diesel Oxidization Catalyst (DOC). Sebuah produk yang dimiliki Caterpillar yang secara kimiawi mengkonversi beberapa Emisi menjadi air dan carbon dioxide. Peneliti Caterpillar secara berkelanjutan menyelidiki solusi pengganti untuk aftertreatment.

164


ELECTRONIC ENGINE

Presentasi berikut akan menjelaskan jawaban dari pertanyaan pertanyaan diatas.

ACERT adalah singkatan dari Advanced Combustion Emissions Reduction Technology.


165

ELECTRONIC ENGINE

ACERT teknologi adalah satu rangkaian evolusiner, yang menyediakan terobosan baru peningkatan pada teknologi engine dan membangun sistem / komponen yang sebelumnya telah dikembangkan oleh Caterpillar dengan keandalan yang terbukti.

ACERT Technology: Memenuhi standard Emisi 2004 EPA saat ini sambil menyiapkan suatu technology untuk • mengantisipasi peraturan yang akan lebih ketat lagi dimasa mendatang Memiliki maintenance interval yang sama dengan engine HD truck Caterpillar terdahulu. • Menggunakan oli type CH-4 yang sama. • Menggunakan cooling system yang lebih kecil dibandingkan liquid cooled EGR. • Memiliki biaya maintenance yang lebih rendah dibandingkan liquid cooled EGR. •

• • • • •

Jumlah udara di control melalui turbo charger yang dipasang series dan inlet air temperature control. Intake valve actuation controls cylinder pressure. Software yang telah dikembangkan (Improved software) mengatur timing engine dan fuel quantity. Combustion chamber yang di desain ulang meningkatkan combustion efficiency. Catalytic Converter Muffler (CCM) digunakan sebagai exhaust aftertreatment.

166


ELECTRONIC ENGINE

Dua turbochargers dihubungkan secara series. Turbocharger Tekanan tinggi menggunakan wastegate untuk mengendalikan tekanan. Jacket water pre-cooler (JWPC) digunakan untuk menurunkan temperatur udara intake dari • turbochargers sebelum memasuki air-to-air after cooler (ATAAC). Hydraulic/electric device menahan intake valve untuk membuka 3 mm (0.118 in) selama compression • stroke. ECM yang menentukan kapan intake valve menutup. Pilot injection adalah sejumlah kecil fuel yang di injeksikan kedalam combustion chamber untuk • memulai combustion process sebelum injeksi utama terjadi. Software kontrol telah diimprove dalam rangka memaksimalkan keuntungan dari ACERT technology. • Catalytic converter digunakan pada exhaust aftertreatment untuk mengurangi unburned hydrocarbons • dari exhaust.

Daftar engine yang sekarang produksi secara bertahap akan dihapuskan dari aplikasi off-highway dan ACERT technology engine akan menggantikannya pada seluruh Caterpillar production line. ACERT technology engine bisa diidentifikasikan dari dihilangkannya tanda ” - “ (lack of a hyphen) pada model designation.


167

ELECTRONIC ENGINE

Oil change interval dan basic maintenance secara mendasar masih sama dengan model yang current. Oil change intervals harus berdasarkan analisa Scheduled Oil Sampling (SOS) untuk menentukan kebutuhan individual. Engines dapat menggunakan CI-4 oil. CI-4 oil telah dikembangkan untuk engine yang menggunakan Exhaust Gas Recirculation (EGR). Tanda "-4" menandakan 4 stroke diesel on-highway truck engines.

Unit injector, valve, dan compression brake setting harus dilakukan terlebih dahulu pada C15. Valve setting harus dilakukan terlebih dahulu pada C11/C13. Jika ada setting yang tidak benar, kerusakan pada engine valve, performa yang buruk, dan/atau emissi yang berlebihan bisa saja terjadi.

168


ELECTRONIC ENGINE

FITUR ACERT TECHNOLOGY

Illustrasi berikut ini sebagai review fitur dari ACERT Technology untuk engine ACERT C7 through C15 engines.

Beberapa fitur ACERT technology ditampilkan diatas. C11 dan C13 memiliki bore size dan desain basic block/hardware yang umum .


169

ELECTRONIC ENGINE

COMMON RAIL FUEL SYSTEM Introduction

Presentasi ini membahas tentang komponen-komponen, sistim operasi dan prosedur testing adjusting pada engine ACERT C4.2/6.4 serta C4.4/6.6. Engine ACERT C4.2/6.2 rancangannya sama dengan C4.4/6.6. Semuanya itu menggunakan Common Rail Fuel System. Engine ACERT C4.2 dan C.4.4 adalah tipe inline engine dengan four cylinder dan displament 4.2 and 4.4 liter. Engine ACERT C6.4 dan C.6.6 adalah tipe inline engine dengan four cylinder dan displament 4.2 and 4.4 liter. Common rail fuel system termasuk didalamnya adalah sebuah electronically controlled high pressure fuel injection pump, a fuel manifold, dan electronically controlled injectors. A4-E2 Engine ECM mengontrol pump solenoid, yang mana solenoid tersebut untuk mengontrol aliran bahan bakar injection pump yang melalui pipa high pressure ke injectors. Engine ECM juga mengontrol ON/OFF solenoid injector

Beberapa fitur dari engine C4.2/C6.4 and C4.4/C6.6 ACERT adalah: High pressure fuel pump dikontrol oleh Engine ECM dan menyediakan high pressure fuel ke injectors. • Electronically controlled injector dikontrol oleh ECM untuk menginjeksikan bahan bakar bertekanan • tinggi yang masuk ke dalam ruang bakar. Cylinder head mempunyai 4 valves per cylinder. Engine block mempunyai scalloped crank case dengan extra ribbing, yang menyediakan structure yang lebih rigid dengan noise attenuation(sound absorption) yang rendah Aluminum pistons mempunyai oil control yang telah di inmprove. A4-E2 Engine ECM mengontrol fuel pressure, speed governing, air/fuel ratio, Engine start/stop strategy, dan penyedia diagnostics. • A smart wastegate mengontrol boost pressure selama range operasi engine (hanya pada engine • C4.4/C6.6).

170


ELECTRONIC ENGINE

• •

Common rail fuel system memberikan control injeksi yang ketat/tepat dan mengoptimalkan performa engine pada semua beban dan range kecepatan. The common rail system mengurangi combustion noise, dan NOx serta PM emissions.

C4.4/C6.6 ACERT™ Engines

C4.4/C6.6 ACERT™ engines memenuhi standart regulasi emisi TIER III U.S. Environmental Protection Agency (EPA) untuk pasar America Utara dan Stage IIIa untuk Peraturan Emisi Eropa (European Emissions Regulations). ACERT engines menjadi target mesin-mesin baik yang baru maupun yang upgrade model yang akan memenuhi emisi regulasi yang terbaru. Machine-machine tersebut termasuk small and medium: Track-type tractors • Wheel loaders • Track loaders • Underground loaders • Wheeled excavators • Paving products • Motor graders • Backhoe loaders • Banyak dari machine-machine tersebut menjadi market rental yang besar. Basic machine specifications untuk engine C4.4 adalah : Configuration: Four cylinders inline, 16-valve crossflow cylinder head • Fuel System: Direct injection, common rail • Aspiration: Turbocharged/Turbo-ATAAC • ECM: A4E2 • Gross power: 62 - 106 bkW (83 - 142 bhp) @ 2200 rpm • Displacement: 4.4 liter (269 in3) • Bore: 105 mm (4.13 in.) • Stroke: 127 mm (5 in.) • Compression ratio: 16.2:1 • Basic machine specifications untuk engine C6.6 adalah : Configuration: Six cylinders inline, 24-valve crossflow cylinder head • Fuel System: Direct injection, common rail • Aspiration: Turbo-ATAAC • ECM: A4E2 • Gross power: 89 - 205 bkW (119 - 275 bhp) @ 1800 - 2500 rpm • TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

171

ELECTRONIC ENGINE

• • • •

Displacement: 6.6 liter (402.8 in3) Bore: 105 mm (4.13 in.) Stroke: 127 mm (5 in.) Compression ratio: 16.2:1

Ilustrasi ini adalah gambar pandangan atas pada cylinder head engine C6.6 dengan cover valve yang dilepas. C4.4 and C6.6 mempunyai 4 valve per cylinder dengan susunan valve yang intake-exhaust berpasangan dari bagian depan cylinder head kebalakang. Intake valves digerakan oleh rocker arm yang panjang (1) yang akan menekan intake valve bridge kebawah (2) dan menggerakan sepasang intake valve. Rocker arms yang pendek untuk exhaust valve (3) dipakai untuk menekan exhaust valve bridge (4) dan akan membukakan exhaust valves. Electronic fuel injector (5) ditempatkan ditengah antara intake and exhaust valve pada masing-masing cylinder. Engine ECM akan mengontrol durasi dan timing pada injector didalam hubungannya untuk sensor inputs guna mencapai efisiensi bahan bakar yang maksimal serta pencapain target emisi. Sebuah rubber boot yang besar(6) sebagai seal/penyekat pembukaan pada valve cover base dimana high pressure fuel injector supply line melalui base dan terhubung ke fuel injector. Fitur cylinder headnya adalah "crossflow" dimana udara akan masuk dari bagian sebelah kiri cylinder head dan gas buang akan keluar lewat sebelah kanan pada exhaust manifold (7).

172


ELECTRONIC ENGINE

Engine C4.4 and C6.6 dirancang dengan titik-titik utama service (most major service points) kebanyakan ditempatkan disebelah kiri engine. Ilustrasi engine C6.6 ini terpasang pada D6N Track-type Tractor memperlihatkan lokasi kunci untuk komponen-komponen engine seperti: Fuel injection pump (1) • Secondary fuel filter (2) • Primary fuel filter (3) • Safeguard (tertiary or third) fuel filter (4) • Oil filter (5) • Oil fill cap (6) • Oil dipstick (7) • Fuel manifold (8) •

C4.2/C6.4 ACERT™ Engines

C4.2/C6.4 ACERT™ engines memenuhi standart regulasi emisi TIER III U.S. Environmental Protection Agency (EPA) untuk pasar America Utara dan Stage IIIa untuk Peraturan Emisi Eropa (European Emissions Regulations). ACERT engines menjadi target mesin-mesin baik yang model baru maupun yang upgrade yang akan memenuhi emisi regulasi yang terbaru. Machine-machine tersebut termasuk small and medium excavator. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

173

ELECTRONIC ENGINE

Basic machine specifications untuk engine C4.2 adalah : Configuration: Four cylinders inline, 16-valve crossflow cylinder head • Fuel System: Direct injection, common rail • Aspiration: Turbo-ATAAC • ECM: A4E2 • Rated power: 91 - 98 kW (122 - 131 hp) @ 1700 - 2200 rpm • Displacement: 4.2 liter (256 in3) • Bore: 102 mm (4.02 in.) • Stroke: 130 mm (5.12 in.) • Compression ratio: 16.5:1 • Basic machine specifications untuk engine C6.4 adalah : Configuration: Six cylinders inline, 24-valve crossflow cylinder head • Fuel System: Direct injection, common rail • Aspiration: Turbo-ATAAC • ECM: A4E2 • Rated power: 110 - 117 kW (148 - 157 hp) @ 1800 rpm • Displacement: 6.4 liter (389 in3) • Bore: 102 mm (4.02 in.) • Stroke: 130 mm (5.12 in.) • Compression ratio: 17.7:1 • NOTE: Engine C4.2 dan C6.4 menggunakan sistim kelistrikan 24 Volt.

Ilustrasi ini adalah gambar pandangan atas pada cylinder head engine C6.4 dengan cover valve yang dilepas. C4.2 and C6.4 mempunyai 4 valve per cylinder dengan susunan valve yang intake-exhaust berpasangan dari bagian depan cylinder head kebalakang. Intake valves digerakan oleh rocker arm yang panjang (1) yang akan menekan intake valve bridge kebawah (2) dan menggerakan sepasang intake valve. Rocker arms yang pendek untuk exhaust valve (3) dipakai untuk menekan exhaust valve bridge (4) dan akan membukakan exhaust valves. Electronic fuel injector (5) ditempatkan ditengah antara intake and exhaust valve pada masing-masing cylinder. Engine ECM akan mengontrol durasi dan timing pada injector didalam hubungannya untuk sensor inputs guna mencapai efisiensi bahan bakar yang maksimal serta pencapain target emisi. Sebuah rubber boot yang besar(6) sebagai seal/penyekat pembukaan pada valve cover base dimana high pressure fuel injector supply line melalui base dan terhubung ke fuel injector. Fitur cylinder headnya adalah "crossflow" dimana udara akan masuk dari bagian sebelah kiri cylinder head dan gas buang akan keluar lewat sebelah kanan pada exhaust manifold (7). 174


ELECTRONIC ENGINE

Engine C4.2 and C6.2 dirancang dengan titik-titik utama service (most major service points) kebanyakan ditempatkan disebelah kanan engine. Ilustrasi engine C6.4 ini memperlihatkan lokasi kunci untuk komponen-komponen engine seperti: Fuel injection pump (1) • Secondary fuel filter (2) • Fuel priming pump (3) • Oil fill cap (4) • Oil dipstick (5) • Engine breather (6) • Engine ECM (7): Engine ECM tidak ditempatkan pada C4.2 engine, tapi ditempatkan secara terpisah • dari engine. NOTE: The tertiary (third) filter (tidak ada pada gambar) ditempatkan dibelakang dipstick oli engine. sedangkan oil filternya terpisah dari enginenya

Safety

Fuel pressures antara injection pump dan injectors dapat mencapai 160 Mpa (23,200 psi), sehingga prosedur keselamatan yang spesifik yang harus diikuti secara hati-hati. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

175

ELECTRONIC ENGINE

Pada high pressure, sekali engine mati, maka fuel rail pressure akan turun ke “nol” dalam waktu kurang dari 60 detik. Jika dicurigai ada kebocoran, jangan memeriksa fittings atau pipa-pipa saluran bahan bakar kecuali engine di “OFF” kan terlebih dahulu dan pressure juga butuh waktu untuk sampai ke netral (tanpa pressure). Common rail fuel system adalah sistim bahan bakar yang bisa membleeding sendiri (self-bleeding) jadi tidak diperlukan lagi membuang angina dari sistim. Pipa-pipa bahan bakar harus tidak menyentuh/bersinggungan dan fiting-fiting harus dijaga kekencangannya sesuai spesifikasinya. Sekali fiting dilepas, seluruh pipa bahan bakar harus diganti dengan yang baru untuk meyakinkan duduk dengan benar dan factor keselamatan serta meyakinkan performanya dari kebocoran.

COMMON RAIL FUEL SYSTEM Low Pressure Fuel Circuit

Common rail fuel system adalah sebuah rangkaian sistim bahan bakar bertekanan rendah dan tekanan tinggi. Rangkaian bahan bakar bertekanan rendah men-supply/memasok bahan bakar yang telah difilter/disaring ke injection pump secara konstan (constant r ate). Rangkaian bahan bakar bertekanan rendah juga dimanfaatkan untuk mendinginkan ECM. Rangkaian bahan bakar bertekanan rendah berisikan komponen-komponen utama yang digunakan untuk memberikan bahan bakar bertekanan rendah kira-kira 296 - 400 kPa (43 - 58 psi) untuk pasokan ke injection pump: Primary fuel filter (10 or 20 Micron) • Secondary fuel filter (2 Micron) • Tertiary (third) fuel filter (2 Micron) (dipasang pada kebanyakan aplikasi) • Fuel tank • Saluran supply dan saluran return menyampaikan bahan bakar ke komponen-komponen yang • berbeda. Fuel transfer pump menarik bahan bakar dari tanki dan menerusaknnya ke injection pump. Fuel • transfer pump mempunyai 2 orifice untuk mengontrol tekanan/pressure didalam rangkaian bahan bakar bertekanan rendah. Fuel priming pump (electric atau manual) digunakan untuk mengevakuasi/membuang udara yang • terjebak pada sistim bahan bakar (fuel system). Saat udara dilepas dari sistim maka akan digantikan/diisi dengan bahan bakar. Pada engine C4.4/C6.6, fuel transfer pump menarik bahan bakar dari tanki melalui priming pump dan primary fuel filter serta mengalirkan bahan bakar tersebut ke ECM engine, secondary dan tertiary (third) filter ke pompa bahan bakar bertekanan tinggi (the high pressure fuel injection pump).

176


ELECTRONIC ENGINE

Pada engine C4.2/C6.4 fuel transfer pump menarik bahan bakar dari tanki melalui primary fuel filter dan Engine ECM serta mengalirkan bahan bakar tersebut ke priming pump. Dari priming pump, bahan bakar dialirkan ke secondary dan tertiary (third) filter ke pompa bahan bakar bertekanan tinggi (the high pressure fuel injection pump). NOTE: ECM Engine C4.2 tidak didinginkan oleh bahan bakar.

High Pressure Fuel Circui t

Rangkaian bahan bakar bertekanan tinggi memasok bhana bakar bertekanan tinggi dari fuel injection pump melalui fuel manifold ke injectors. Fuel injection pump menyediakan tekanan sampai 160 MPa (23,200 psi) ke injectors pada engine C4.4/C6.6 dan 130 MPa (18,855 psi) ke injectors pada engine C4.24/C6.4. Sebuah solenoid dipasang pada high pressure fuel injection pump untuk mengontrol tekanan keluaran dari pompa dengan cara membiarkan sebagian bahan bakar bertekanan tinggi tersebut mengalir ke tanki. Sejumlah kecil bahan bakar dibiarkan mengalir dari masing – masing injector kembali ke fuel transfer pump untuk membantu mendingikan injector tersebut. NOTE: Tekanan normal pada engine C4.2/C6.4 adalah 75-110 MPa (10,900-16,000 psi).

Bahan bakar bertekanan tinggi dari high pressure pump masuk ke common rail manifold melalui inlet fitting. Common rail manifold mendistribusikan bahan bakar bertekanan tinggi secara rata ke empat atau enam pipa supply injector "internally hardened". Pipa-pipa bahan bakar tersebut terpasang melewati valve cover base dan terhubung ke masing-masing injector secara individu (sendiri-sendiri). Injectors akan menginjeksikan bahan bakar ke dalam combustion chamber berdasarkan pada signal ON/OFF dari Engine ECM. Sehubungan dengan proses pembuatan "internally hardened" yang unik pipa supply injector maka, pipa-pipa supply injector tersebut harus diganti bila mana telah terjadi retak atau pada saat dilepaskan. NOTE: Keretakan atau melepas pipa-pipa bahan bakar dapat mengganggu internal hardening pada pipa bahan bakar high pressure dan performa dari penyekatan pipa tersebut yang bisa menyebabkan kerusakan.


177

ELECTRONIC ENGINE

Kerusakan pada pipa high pressure bisa menyebabkan terbakarnya machine, cidera ataupun kematian. Gantilah dengan part Caterpillar yang baru yang original/asli bilamana melepas pipa supply injector pipa output dari high pressure pump. Sebuah sensor tekanan (fuel rail pressure sensor) digunakan untuk memonitor pressure (tekanan bahan bakar) pada sistim bahan bakar bertekanan tinggi common rail. Engine ECM akan memonitor signal dari fuel rail pressure sensor dan menjaga optimum fuel system pressure untuk setiap beban yang diterima atau karena kondisi temperature. Jika fuel rail pressure sensor merasakan tekanan rail pressure diatas 160 MPa (23,200 psi) maka sebuah diagnostic code akan di munculkan dan ECM akan menganggap gagal (default) ke "Limp Home Mode." "Limp Home Mode" akan membatasi engine speed max pada 1300 rpm dan juga membatasi boost pressure serta injector timing. High fuel pressure diagnostic code harus dihapus dulu (cleared) menggunakan Cat ET sebelum Engine ECM akan mengembalikan ke kondisi normal power. Stopping dan restarting engine dengan cara memutar key starswitch tidak akan mereset kondisi "Limp Home". Staus fuel rail pressure sensor bisa dilihat ,menggunakan Cat ET. NOTE: Pada engine C4.2 and C6.4 jika rail pressure berbeda sekitar 6000 kPa (870 psi) dari target pressure, maka akan di derate 100%. Tidaka ada "Limp Home Mode" pada engine C4.2 dan C6.4.

Sebuah fuel pressure relief valve digunakan untuk melindungi sistim bahan bakar high pressure dari tekanan bahan bakar yang tajam ( fuel pressure Spikes). Fuel pressure relief valve akan membuka pada tekanan yang tetap (constant pressure) 160 MPa (23,200 psi) dan akan menahan tekanan yang tajam (pressure spike) sampai 190 Mpa (27,560 psi). Bahan bakar yang melelui fuel pressure relief valve akan dikembalikan ke fuel tank. Jika fuel pressure relief valve telah terbuka, maka engineakan diderate dan hasilnya akandimunculkan sebuah diagnostic code. Penyebab dari high pressure harus di koreksi. Cat ET dan factory password harus digunakan untuk menghapus diagnostic code and akan mengembalikan engine ke normal power levels. Sebuah pipa bahan bakar (fuel line) dihubungkan dari transfer pump ke bagian belakang cylinder head untuk menjaga tekanan yang tetap (constant pressure) antara fuel transfer pump dan injectors. Hanya kebocoran injector saja yang terkanannya lebih tinggi dari yang dihasilkan oleh transfer pump yang akan dikembalikan ke fuel tank.

Fuel Injection Pump

Fuel injection pump menyatu dengan transfer pump (1) dan high pressure fuel injection pump (2) menjadi satu unit. Injection pump mempunyai 2 pump plungers (3) dan 2 cam journals (4). Pada injection pump engine 4 cylinder masing-masing cam journal mempunyai 2 cam lobes, yang menyebabkan masing pump plunger untuk bergerak 2 kali untuk masing-masing putaran pompa. Pada injection pump engine 6 cylinder (spt 178


ELECTRONIC ENGINE

gambar diatas) masing-masing cam journal mempunyai 3 cam lobes, yang menyebabkan masing-masing pump plunger bergerak 3 untuk masing-masing putaran pompa. Injection pump dan solenoid (5) adalah tidak bisa diperbaiki. Transfer pump dan secondary speed/timing sensor (tak terlihat) adalah komponen dari pompa yang hanya bisa diperbaiki. High pressure fuel injection pump mempunyai kemampuan mengembangkan tekanan (developing pressures) sampai 160 MPa (23,200 psi). Pelumasan high pressure pump dengan menggunakan oli engine yang dipasok oleh pressure line dari bagian sebelah kiri engine oil galley. Injection pump solenoid mengontrol tekanan keluaran dari injection pump (injection pump output pressure) ke common rail manifold. Engine ECM mengirim signal ke pressure control yang akan mengisi pada bagian spill atau "bleed off" excess pressure dari bagian atas high pressure pump. Tekanan bahan bakar yang berlebihan tidak diinginkan untuk diinjeksikan maka ia akandikembalikan ke fuel tank. Engine speed dan engine position ditentukan oleh secondary engine speed sensor (disini tidak terlihat dan ditempatkan pada injection pump). Engine ECM akan memonitor secondary engine speed sensor dan primary engine speed sensor (letaknya dibelakang engine) untuk menentukan crankshaft position dan engine rpm. Jika Engine ECM tidak menerima signal dari secondary speed/timing sensor dikarenakan kerusakan sensor atau wiring, makan engine tidak bisa hidup. Bagaimanapun juga jika sensor atau wiring rusak, selama engine dalam keadaan running (hidup), maka Engine ECM akan menshut down engine. Tetapi Engine ECM akan meneruskan pembakarannya pada injector berdasarkan dari signal primary speed position sensor, yang dirasakan oleh Engine ECM adalah starup engine terakhir. Status engine speed sensors dapat dimonitor dengan menggunakan Cat ET.

Fuel Injector

Gambar diatas adalaha high pressure fuel injector. Ketika melepas injector, Ikutilah part-part yang harus diganti : Injector pipe • O-ring (1) • Copper injector washer. Copper washer idipasang dibagian atas dari injector tip (2). • Injector hold down bolt • Injector pipe • Rubber boot yang menyekat valve cover opening • Valve cover gasket • Valve cover bolt gasket (C4.2/C6.4 engines) • Pada saat melepas pipe dan menggunkanan kembali (reusing) sebuah injector, Selalu gunakan cap injector segera sampai pipa yang baru siap untuk dipasang. Kemudian, kencangkan dengan tangan semua pipanya dan pengikatan pertama baru kemudian kencangkan sesuai dengan spesifikasi torquenya.


179

ELECTRONIC ENGINE

Jangan mengencangkan solenoid ke bagian atas dari injector terlalu keras. Gunakan spesifikasi torque yang sesuai yang ada di service information. NOTE: Pada saat melepas injector di engine C4.4/C6.6, gerakan intake rocker arms untuk mendapatkan baut penahan injector kebawah. Disini tidak diperlukan melepas rocker arm shaft secara keseluruhan..

Injector serial number (3) dan confirmation code (4) digunakan untuk trimming the injector (penyesuaian). Bar code (5) digunakan untuk memastikan selam proses produksi. Documentasikan/perhatikan injector serial number dan confirmation code sebelum pemasangan injector baru. Cat ET digunakan untuk memflash ECM dengan trim file injector yang sesuai. Injector trim file da;pat ditemukan di CD yang dating pada waktu replacement injector atau di Service Information System (SIS) Web. Engine C4.4/C6.6 mempunyai proses "Adaptive Trim" (self-calibration) yang akan muncul kira-kira setiap 125 hours. Adaptive Trim process ini untuk meyakinkan penginjeksian yang efisien (injection efficiency) dan yang sesuai dengan trims masing-masing injector. Perubahan yang dapat terdengar (slight audible) boleh dicatat, tetapi proses Trim tidak ada efek pada engine performance. Jika beberapa injectors keluar dari nilai toleransinya (out of tolerance), maka diagnostic kode akan diciptakan. Fuel System Verification Test di Cat ET dapat digunakan secara manual untuk melakukan Adaptive Trim process jika diperlukan.

Prinsip Kerja Injector

Gambar diatas adalah potongan dari injector common rail. Pada saat Engine ECM mengaktifkan solenoid (awal penginjeksian), valve stem akan naik mengarahkan bahan bakar dari fuel rail manifold ke nozzle. Pada saat solenoid tidak diaktif (de-energized) oleh Engine ECM, maka valve akan menutup dan menahan bahan alian dari manifold. Dengan kondisi nozzle tertutup, banyak bahan bakar yang berlebihan mengalir ke bagian atas valve (upper face of the valve) dan diarahkan masuk ke lubang leak off pada bodi injector. Dari leak off fuel kemudian dialirkan melalui gallery didalam head dan kembali ke fuel tank.

180


ELECTRONIC ENGINE

C4.4/C6.6 ENGINE COMPONENTS AND OPERATION Fuel System

Ilustrasi ini memeperlihatkan component-komponen dan aliran bahan bakar pada engine C6.6. Sedangkan pada engine C4.4 adalah sama cuma bedanya hanya 4 injector. Seperti pada penjelasan sebelumnya, pada rangkaian bahan bakar bertekanan rendah (low pressure fuel circuit) pasokan bahan bakar yang telah disaring ke injection dengan rate yang konstan 296-400 kPa (4358 psi) dan rangkaian bahan bakar bertekanan tinggi (high pressure fuel circuit) mensuplay/memasok bahan bakar bertekanan tinggi dari fuel injection pump melalui fuel manifold ke injectors. Fuel transfer pump menarik bahan bakar dari fuel tank melalui priming pump dan primary fuel filter serta mengirimkan bahan bakar ke Engine ECM, kemudian ke secondary dan tertiary (third) filter, ke high pressure fuel injection pump. Check valve membiarkan bahan bakar yang berlebihan kembali keg fuel tank tetapi tidak membiarkan bahan bakar yang dari tanki masuk ke sistim rangkaian bahan bakar bertekanan rendah (low pressure fuel circuit).

Fuel injection pump adalah digerakan oleh gear dan diletakan daibagian belakang front timing cover disebelah kiri engine. Transfer pump (1) diletakan dibagian belakang injection pump. Injection pump (2) dan solenoid (3) tidak bisa diperbaiki. Injection pump dapat di service sebagai satu satuan unit (group). Transfer pump dan secondary speed/timing sensor (4) adalah komponen yang dapat di service secara terpisah. Fuel injection pump harus di perhitungkan waktunya untuk engine dan harus dilepas bila telah sampai waktunya. Fuel pump juga harus dikunci (locked) sebelum dilepas. Untuk mengunci pompa, kendorkan locking pin (5) dan slide washer (6) sehingga bahu dari loking pin (shoulder of the locking pin) masuk TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

181

ELECTRONIC ENGINE

melalui lubang besar (larger hole) didalam washer. Kencangkan locking pin dengan torque yang sesuai untuk mengunci pompa. Dua alasan kenapa Fuel injection pump timing dibutuhkan : The pump stroke harus sesuai dengan tahapan penginjeksian bahan bakar • The speed/timing sensor harus dihitungkan/disesuaikan dengan engine • NOTE: Pada saat pompa dilepas, sebuah special tool dibutuhkan untuk meyakinkan shaft dari pompa posisinya benar (timed to the engine).

Ini adalah gambar bagian sebelah kiri dari engine C6.6 pada D6N Track-type Tractor. Primary fuel filter assembly berisikan fuel filter base (1), primary fuel filter element (2), dan fuel/water separator (3). Air di dalam high pressure fuel system bisa menyebabkan kerusakan dini pada injector yang berhubungan dengan korosi dan jeleknya sistim pelumasan. Air harus dibuang dari separator setiap hari dengan menggunakan drained valve yang ada dibagian bawah filter. A fuel supply shut off valve (5) boleh dipasang pada saluran supply primary filter. Valve ini akan menutup saluran bahan bakar ke fuel tank. Pada beberapa engine C4.4 dan C6.6 ada yang sudah terpasang dengan water in fuel sensor (6) yang akan melaporkan ke ECM jika ada air di dalam mangkuk separator. Engine ECM memonitors nomor 1 output circuit dari sensor. Pada saat circuit terbuka “open” maka ECM will akan mengaktifkan action lamp dan akan memunculkan pesan pada monitoring system display. Fuel/bahan bakar yang kembali ke check valve (7) dapat dilihat diantara fuel supply shutoff valve dan primary fuel filter.

182


ELECTRONIC ENGINE

Ini adalah gambar bagian sebelah kiri dari engine C6.6 pada D6N Track-type Tractor. Secondary fuel filter (1) adalah filter 2 micron yang letaknya setelah primary filter (2). Fuel/bahan bakar mengalir dari transfer pump melalui Engine ECM dan kemudian masuk ke secondary filter. Safeguard fuel filter (3) adalah filter ke 3 (tertiary (third) fuel filter) pada engine C4.4/C6.6. Seperti halnya dengan secondary fuel filter, Safeguard filter juga menyaring sampai 2 micron. Semua bahan bakar/fuel yang masuk ke bagian high pressure injection pump harus melalui secondary dan Safeguard filters. Pada gambar diatas juga diperlihatkan engine oil filter (4). NOTE: Maintenance schedule untuk Safeguard filter berbeda dengan maintenance schedule untuk primary dan secondary fuel filters. Lihatlah ke buku “operation and maintenance manual” yang tepat tentang service interval yang direkomendasikan untuk semua fuel system filter

Pada beberapa engine C4.4 dan C6.6 sudah dilengkapi dengan fuel temperature sensor (1) dan secondary fuel pressure switch (2) seperti terlihat pada gambar diatas pada unit D6N Track-type Tractor. Fuel temperature sensor ditempatkan pada primary filter base assembly (3). Fuel temperature sensor adalah bagian dari fuel filter monitoring system. Dengan memonitor temperature fuel yang masuk ke filtration system, fuel temperature sensor membantu menjaga kerusakan akibat filter restriction pada primary atau secondary filters yang berhubungan dengan kondisi dingin sehingga viskositas bahan bakar tinggi. Secondary fuel pressure switch memonitors secondary fuel filter (4) untuk filter restriction. Secondary fuel pressure switch sama dengan pressure switch yang digunakan pada primary fuel filter. Jika secondary fuel filter tersumbat, secondary fuel pressure switch akan terbuka dan Engine ECM akan mengaktifkan action lamp didalam cabin dan akan mencatat kejadian secondary fuel filter restriction event.


183

ELECTRONIC ENGINE

Pada saat mengganti fuel filter pada engine C4.4 or C6.6, maka fuel system harus di bleeding dulu sebelum staru atau menghidupkan engine. Jangan pernah mengisi fuel/bahan bakar pada filter yang baru yang akan dipasang ke engine, karena dapat menyebakan contaminant masuk ke dalam fuel system yang bisa menyebabkan kerusakan. Tergantung bagaimana engine dipasang, priming dipasang dengan menggunakan electric priming pump (1) atau dengan hand priming pump (2). Pada gambar yang diatas memperlihatkan sebuah electric priming pump pada engine C6.6 aplikasi D6N Track-type Tractor. Sedangkan pada gambar yang bawah adalah sebuah hand priming pump pada engine C6.6 engine aplikasi R1300G II Underground Loader. Jika unit terpasang dengan electric priming pump, fuel filter priming idikatifkan menggunakan toggle switch (3). Dengan disconnect switch ON dan key start switch OFF, tahan toggle switch pada kondisi open kira-kira 90 detik untuk mem-priming/bleeding filter secukupnya. Jika unit terpasang dengan manual priming pump, pompalah plunger (4) 100 kali untuk membleeding/mem-prime system. Setelah melakukan priming pada fuel system baik dengan electric maupun manual pump, berarti fuel telah difilter/disaring dengan cukup dan mengijinkan engine untuk distart/dihidupkan. Jangan pernah membuka fuel line selama proses priming procedure. NOTE: Semua engine C4.4 dilengkapi dengan electric priming pump. Beberapa engine terpasang

184

C6.6 ada yang belum


ELECTRONIC ENGINE

Common rail fuel manifold (1) ditempatkan di bagian belakang inlet air manifold dibagian kiri engine. Fuel/bahan bakar bertekanan tinggi dari fuel injection pump masuk ke common rail manifold pada inlet fitting (2). Common rail manifold mendistribusikan/membagi bahan yang bertekanan tinggi ke 4 atao 6 suplai pipa injector (3). Pipa-pipa tersebut melewati valve cover base dan menghubungkan ke injector sendiri-sendiri (individual). Sebuah fuel rail pressure sensor (4) digunakan untuk memonitor pressure/tekanan fuel pada sistim common rail. ECM akan memonitor signal dari fuel rail pressure sensor dan akan menjaga optimum pressure pada fuel system untuk setiap beban yang diterima atau pada temperature condition. Fuel rail pressure sensor dapat diservice secara terpisah dari fuel manifold. Fuel pressure relief valve (5) digunakan untuk melindungi sistim high pressure fuel dari pressure fuel yang naik tajam. Fuel pressure relief mulai bekerja membuka pada 160 MPa (23,200 psi) dan akan menahan pressure yg tinggi tersebut sampai 190 Mpa (27,560 psi). Fuel pressure relief valve tidak dapat diperbaiki secara terpisah dari fuel manifold. Jika fuel pressure relief valve gagal/rusak, maka fuel manifold dan part-part yang masih berhubungan HARUS dig anti. Glow plug buss bar (6) dapat dilihat dibagian kiri belakang cylinder head. Pada beberapa engine C4.4. dan C6.6 tidak membutuhkan glow ignition dan oleh sebab itu tidak ada hubungan electrical pada buss bar stud. NOTE: Sistim ether injection starting bisa didapatkan seperti halnya sebuah attachment pada beberapa aplikasi machine untuk operasi iklim yang dingin.

C6.6 engine untuk aplikasi R1300G II Underground Loader dipasang sebuah magnetic screen yang terletak sejajar antara tank dan primary fuel filter yang berfungsi untuk menahan/menangkap kotorankotoran (particles) sebelum masuk kedalam sistim. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

185

ELECTRONIC ENGINE

Beberapa engine C4.4 dan C6.6 engines sudah dilengkapi dengan lokasinya diantara fuel transfer pump dan Engine ECM.

fuel cooler (tak tampak), yang

Ai r In let Sys tem

Udara masuk kedalam precleaner dengan mengandalkan kevakuman yang terjadi dari wheel compressor turbocharger. Precleaner melepas partikel-partikel besar dari intake air dan ejects melalui exhaust stack. Udara tadi kemudian mengalir ke air cleaner elements pada housingnya dimana kotorankotoran/contaminant yang halus itu akan dibuang oleh filter elements. Udara yang telah dibersihkan tersebut selanjutnya masuk ke dalam bagian yang namanya compressor turbocharger. Turbocharger akan menekan/compresses udara dan sebagai tenaga untuk compressor outlet. Udara yang telah dikompres dan panas tersebut selanjutnya mengalir ke inlet core ATAAC. Pada saat udara tadi melalui ATAAC core, maka udara akan didinginkan dengan cara mengalirkan udara dari kipas/ engine fan dan sehingga densitinya menjadi lebih padat. Dikompres, didinginkan dan kemudian diarahkan ke inlet air manifold, melalui inlet air tube, dan selanjutnya masuk kedalam cylinder head. Selama langkah intake, udara didorong masuk ke dalam cylinder mengitari intake valve di cylinder head.. Exhaust manifold mengarahkan exhaust gasses ke bagian turbine side pada turbocharger. Exhaust gas yang panas dan panas kontak dengan blades turbine wheel didalam turbine housing yang menyebabkan turbine shaft berputar. Turbine shaft dihubungkan secara mekanikal dengan compressor wheel turbocharger. Exhaust gas yang panas yang mengalir akan memberikan energi terbesarnya untuk memutar turbine wheel. Sedangkan sebagian low energinya akan megalir keluar ke turbine housing melalui turbine nozzle, exhaust pipe dan masuk ke muffler, sampai akhirnya di exhaust stack. Turbocharger pada engine C4.4 dan C6.6 menggunakan solenoid untuk mengontrol wastegate, yang berperan sebagai bypass valve untuk gas buang (exhaust gasses) turbine wheel. Maximum boost pressure yang didevelop/yang dihasilkan didalam compressor dapat dikontrol dengan menggunakan wastegate untuk mengalihkan sebagian exhaust gas yang mengalir pada turbine housing. Wastegate disempurnakan dengan electrical solenoid yang dikontrol oleh ECM Engine yang didasarkan pada input dari speed timing sensor, coolant temperature sensor, dan inlet air pressure sensor, sehingga ECM Engine akan meng-optimize kan turbocharger boost pressure untuk merubah (suit) engine load dan kecepatan engine. Technology ini dinamakan "Smart Wastegate." Selama normal operasi, vent valve pada Smart Wastegate solenoid kondisinya terbuka sehingga mengijinkan output air pressure dari Smart Wastegate menuju ke vent dan atmosphere. Pada saat boost pressure meningkat, ECM Engine akan mulai menutup vent valve melalui sinyal PWM. Sehingga output pressure wastegate actuator mulai bergerak dan akan mulai mengatasi return spring actuator mengijinkan wastegate valve untuk membuka.

186


ELECTRONIC ENGINE

Dengan terbukanya wastegate valve maka akan membiarkan exhaust gas ang panas untuk bypass xhaust turbine wheel pada turbocharger yang akan mengurangi kecepatan putar turbocharger shaft. Sebuah kore ATAAC diletakan disebelah kanan radiator untuk mendinginkan udara masuk yang di kompres.

Pada turbocharger (1), smart wastegate bleeds off turbo pressure didasarkan pada input dari ECM Engine. Sinyal dari ECM akan mengaktifkan wastegate solenoid (2) yang akan mengontrol udara dari air inlet manifold ke wastegate actuator (3). Actuator diaphragm dan connecting rod (4) membuka dan menutup secara mekanikal untuk mengontrol sejumlah exhaust gas yang digunakan untuk memutar turbine wheel. Selama normal operasi, wastegate vent valve (5) menahan wastegate solenoid pada kondisi terbuka sehingga mengijinkan inlet manifold air menuju ke vent dan atmosphere.

Urut-urutan dalam valve lash adjustment pada engine C4.4/C6.6 berbeda dengan yang konvensional engines. Ini hal yang sangat penting untuk selalu mengikuti prosedur di service information pada saat melakukan adjusting valve lash pada engine C4.4/C6.6. Pada ilustrasi diatas, adalah gambar sebuah feeler gauge yang digunakan untuk mengadjust valve. Besarnya celah valve lash setting intake dan exhaust valves adalah sama.


187

ELECTRONIC ENGINE

Electri cal System

Gambar diatas adalah komponen-komponen utama sistim control elektronik dari engine C4.4/C6.6. Sensor-sensor sebelah kanan melayani ECM Engine sebagai input untuk mengontrol fuel injectors, turbo wastegate, dan fuel pump. ECM engine mempunyai 2 x 64 pin socket yang menghubungkan ke engine harness dan machine harness. Sitim elektronik engine, utamanya adalah melakukan funsi dari pengontrolan bahan bakar pada engine. Solenoid pada masing-masing injector menerima sinyal ON/OFF dari ECM untuk mentrigger/menggerakan timing dan jumlah fuel yang diberikan untuk combustion chamber. Sistim control elektronik engine juga memonitor fungsi-fungsi lain yang penting untuk performa dari engine tersebut seperti pelumasan, pembakaran dan pendinginan. NOTE: Gambar diatas memperlihatkan komponen-komponen utama input –output pada engine C4.4/C6.6. Untuk komponen-komponen I/O yang lain dipasang pada specific machine applications.

Basic C4.4/C6.6 Engine ECM Input Component Specifications: • • • • • • •

Primary Engine Speed/Timing Sensor - active sensor, 2-wire Hall effect Secondary Engine Speed/Timing Sensor - active sensor, 2-wire Hall effect Engine Oil Pressure Sensor - active 5V supply; 3-wire; rated to 882 kPa ABSOLUTE (kPaA) (128 psi) Intake Manifold Air (Boost) Pressure Sensor - active 5V supply; 3-wire; rated to 339 kPa ABSOLUTE (kPaA) (49.2 psi) Fuel Rail Pressure Sensor - active 5V supply; 3-wire; rated to 270 MPa (31,908 psi) Intake Manifold Air Temperature Sensor - passive; 2-wire; minimum temperature -40° C (-40° F), maximum temperature 150° C (302° F) Engine Coolant Temperature Sensor - passive; 2-wire; minimum temperature -40° C (-40° F), maximum temperature 150° C (302° F)

Basic C4.4/C6.6 Engine ECM Output Component Specifications: Fuel Injectors - 70V supply • Smart Wastegate Solenoid - PWM solenoid • Fuel Pump Pressure Control Solenoid - 70V supply •

188


ELECTRONIC ENGINE

Diagram diatas adalah beberapa tipikel dari komponen input dan output pada engine C4.4/C6.6, disini ada komponen tambahan dari gambar sebelumnya. Banyak aplikasi machine sudah termasuk ECM tambahan untuk mengontrol machine system serta monitoring system untuk mengontrol sistim buat engine dan machine. Komponen input dan output diperlihatkan dengan warna merah yang juga terpasang pada kebanyakan aplikasi machine. Disebagian aplikasi machine, input throttle dari operator sebagai input untuk ECM Machine. Dimana ECM Machine akan mengirimkan signal ke ECM Engine lewat CAT atau CAN Data Link. Throttle position sensor diaktifkan dengan 8 volt supply dari ECM. NOTE: Untuk menentukan komponen-komponen sistim control elektronik pada suatu aplikasi machine, refernya ke machine specific service information yang tepat/sesuai.

C4.4/C6.6 uses an A4-E2 Engine ECM. ECM mengontrol: Fuel pressure • Speed governing • Air/fuel ratio • Start/stop sequence • Engine protection devices/diagnostics • Fitur ECM adalah 2 x 64-pin sockets untuk machine harness connector (1) dan engine harness connector (2). Diperlukan tool baru untuk melepas pen. Casing ECM disekat/sealed secara keseluruhan untuk menahan kotoran dan kelembaban. Penyekat casing ECM didinginkan dengan bahan bakar/fuel dari primary fuel filter untuk membantu dalam melepaskan/membuang panas dari bagian dalam elektroniknya. Fuel masuk dari bagian atas (3) keluar lewat bagian bawah (4). TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

189

ELECTRONIC ENGINE

Pada saat pemasangan ulang ECM, yakinkan grounding strap (5) terjamin kebersihannya untuk koneksinya dan kekencangannya harus sesuai torquenya. Anti-vibration terpasang secara fit/sesak kedalam lubangnya di masing-masing sudut(6).

Data dari Primary engine speed dilayani/disediakan oleh primary engine speed/timing sensor (1), atau crank speed/timing sensor. Primary engine speed/timing sensor ditempatkan dibagian kiri belakang engine block. Kerusaka pada primary engine speed sensor pada waktu engine hidup/running akan menyebabkan ECM Engine akan melihat pada secondary atau pump speed sensor untuk menginformasikan kecepatan engine. Engine akan terus running/hidup hanya dengan menggunakan signal dari secondary speed sensor untuk engine rpm, tetapi akan di derate sampai putaran 1200 rpm. Engine oil pressure sensor (2) juga ditempatkan dibagian kiri cylinder block. Sensor ini terpasanag pada engine oil galley sebelah kiri bawah dan berhadapan dengan Engine ECM. Low engine oil pressure, sensor atau wiring yang rusak tidak akan menyebabkan engine derate atau shutdown tetapi akan berakibat fault yang akan dicatat atau di logged di Engine ECM. Status primary engine speed sensor dan engine oil pressure sensor dapat dilihat dengan menggunakan Cat ET.

Inlet air temperature sensor (1) dan inlet air pressure (boost) sensor (2) terpasang pada air inlet manifold disebelah kiri depan engine. Inlet air temperature sensor adalah passive sensor dengan 2 kabel dan sebagai input untuk ECM Engine.

190


ELECTRONIC ENGINE

Signals dari inlet air temperature sensor dan coolant temperature sensor digunakan untuk menentukan syarat yang diperlukan untuk engine starting dan pulsa PWM untuk trim (adjust) seperti perubahan temperature operasi engine. Air inlet pressure sensor adalah active sensor dengan 3 kabel, dimana Engine ECM menggunkan sinyal sensor ini untuk menentukan boost pressures yang dihasilkan oleh the turbocharger. Air inlet pressure sensor digunakan Engine ECMuntuk emngontrol perbandingan udara dan bahan bakar secara elektronik. Fitur ini akan memberikan control smoke/asap yang sangat presisi yang tidak mungkindidapatkan oleh mekanikal governor engine. NOTE: Ar inlet pressure sensor juga berperfan sebagai atmospheric pressure sensor dengan cara mengambil sebuah patokan atmospheric pressure pada saat key start switch di “ON” kan untuk pertama kali. Sensor-sensor engine yang lain juga dikalibrasi berdasarkan dari pembacaan boost sensor atmospheric pressure.

Status inlet air temperature sensor dan inlet air pressure sensor dapat dilihat menggunakan Cat ET.

C4.2/C6.4 ENGINE COMPONENTS AND OPERATION Fuel System

Ilustrasi ini menggambarkan komponen-komponen dan aliran bahan bakar pada engine C6.4 fuel system. Untuk engine C4.2 fuel system adalah sama, tetapi Cuma 4 injector. Seperti pada penjelasan sebelumnya, pada rangkaian bahan bakar bertekanan rendah (low pressure fuel circuit) pasokan bahan bakar yang telah disaring ke injection dengan rate yang konstan dan rangkaian bahan bakar bertekanan tinggi (high pressure fuel circuit) mensuplay/memasok bahan bakar bertekanan tinggi dari fuel injection pump melalui fuel manifold ke injectors.

Fuel transfer pump menarik bahan bakar dari fuel tank melalui primary fuel filter dan Engine ECM, serta mengirimkan fuel ke priming pump. Dari priming pump fuel mengalir ke secondary dan tertiary (third) filter sampai ke high pressure fuel injection pump. NOTE: ECM untuk engine C4.2 tidak didinginkan oleh fuel


191

ELECTRONIC ENGINE

192


ELECTRONIC ENGINE

Glossary 1. Ac ti ve Diagnost ic Code – Sebuah active diagnostic code menjelaskan sebuah kondisi dimana muncul saat ini untuk memperingatkan operator atau service technician adanya sebuah system elektronik yang tidak berfungsi dengan baik. 2. Analog Sensors – Analog sensor mengeluarkan signal tegangan DC yang dapat bervariasi antara +0.2 VDC sampai +4.8 VDC. Sensor ini dapat mendeteksi perubahan temperatur atau tekanan. Perubahan tersebut dirubah oleh sensor menjadi sebuah signal elektrik yang dikirimkan ke ECM. 3. Analog Sensor Return – Kabel negatif (ground) dari ECM digunakan sebagai ground oleh analog sensor. 4. Analog Senso r Suppl y – Suplay +5 VDC dari ECM yang digunakan sebagai power oleh analog sensor. 5. ATA Data L ink – ATA Data Link adalah dua buah kabel koneksi elektrik untuk berkomunikasi dengan peralatan yang berbasis microprocessor. Peralatan ini cocok dengan standar American Trucking Association dan standar SAE (J1587 dan J1708). Kebanyakan penggunaan ATA Data Link pada Caterpillar adalah flash programming. 6. At mospheric Pressu re Sensor – Sensor atmospheric pressure mengukur tekanan udara. Sensor mengirim signal ke ECM yang digunakan dalam pengontrolan engine, pengoperasian engine, dan kalibrasi sensor pressure lain. 7. Boost – Perbedaan tekanan antara tekanan outlet turbocharger dan tekanan udara sekitar. 8. Breakout Harness – Breakout harness adalah harness untuk pengetesan yang didesain dapat dihubungkan ke harness vehicle atau engine. Koneksi ini mengijinkan pengoperasian sirkuit normal dan sambungan secara terus-menerus menyediakan breakout T dalam rangka pengukuran signal. 9. Calibration – Kalibrasi adalah pengaturan secara electronic pada sensor digital. 10. CAN Data Link – Controller Area Network adalah port komunikasi serial yang digunakan untuk komunikasi dengan peralatan berbasis microprocessor lain. Sistem ini juga mengacu sebagai J1939 Data Link. 11. CAT Data Link (CDL) – CAT Data Link (CDL) port komunikasi serial yang digunakan untuk komunikasi dengan peralatan berbasis microprocessor lain. 12. Caterpillar Electronic Technician (Cat ET) – Cat ET adalah service tool elektronik yang menggunakan program software pada personal computer (PC). Cat ET digunakan untuk service produk-produk Caterpillar. Program ini telah menggantikan service tool ECAP. 13. Caterpillar Engine Monitori ng – Caterpillar Engine Monitoring merupakan bagian dari kontrol engine elektronik yang memonitor sensor. Inipun juga memperingatkan operator mendeteksi problem. 14. Caterpillar Monitoring System – Caterpillar Monitoring System merupakan tampilan elektronik modular yang berkomunikasi dengan ECM melalui CAT Data Link. 15. Cold Mode – Cold mode adalah mode untuk start engine saat dingin dan operasi engine saat dingin yang mengundurkan timing dan menaikkan low idle. Mode ini digunakan untuk perlindungan engine, mengurangi emisi asap dan mempercepat waktu pemanasan. 16. Desired Engine Speed – Desired engine speed adalah pemberi input ke governor elektronik di dalam ECM. Governor elektronik menggunakan signal dari sensor throttle position, engine speed/timing, dan sensor lain dalam hal menentukan speed engine yang diinginkan. 17. Digital Sensors – Sensor digital mengeluarkan signal pulse width modulation (PWM). Sensor ini disuplai +8 VDC dari ECM. 18. Digital Sensor Return – Kabel negatif (ground) dari ECM digunakan sebagai ground oleh sensor digital. 19. Digital Sensor Supply – Suplai +8 VDC dari ECM yang digunakan untuk power oleh sensor digital. 20. Electronic Control Module (ECM) – ECM adalah computer pengontrol engine. ECM menyediakan power suplai ke komponen elektronik. ECM mengawasi data yang dihasilkan dari sensor-sensor engine. ECM berlaku sebagai governor dalam hal pengontrolan speed engine. 21. Electronic Engine Control – Electronic Engine Control adalah system elektronik keseluruhan. Electronic Engine Control mengawasi dan mengontrol seluruh kondisi operasi engine. 22. Engine Oil Pressure Sensor – Sensor engine oil pressure mengukur tekanan oli engine dan mengirimkan signalnya ke ECM. 23. Engine Speed/Timing Sensor – Sensor engine speed/timing menyediakan signal ke ECM. ECM menginterpretasikan signal ini sebagai posisi crankshaft. Pada beberapa aplikasi menggunakan dua sensor speed/timing. Ketika dua sensor speed/timing digunakan, satu sensor direferensikan sebagai sensor primary dan yang lainnya secondary speed/timing. TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

193

ELECTRONIC ENGINE

24. Estimated Dynamic Timing – Estimated dynamic timing adalah perkiraan yang disediakan ECM untuk actual injection timing. 25. Ether Relay – Ether relay digunakan untuk menggerakkan sistem penginjeksian ether yang dikontrol oleh ECM. 26. Event Code – Sebuah event code dapat diaktifkan bilamana mengindikasi sebuah kondisi operasi engine abnormal. Biasanya, kondisi ini mengindikasi adanya problem mekanikal juga malahan problem elektrik. 27. Flash Code (FC) – Flash code merupakan penomoran kode milik Caterpillar dimana berkedip pada lampu diagnostik. Flash code ini mengindikasi adanya event atau system elektronik yang tidak berfungsi dengan baik yang tidak terdeteksi oleh ECM. 28. Flash Programming – Flash programming adalah metode pemrograman atau meng-update ECM menggunakan Cat ET melalui data link sampai penggantian komponen 29. Fuel Posit ion – Fuel position adalah signal internal dalam ECM yang datang dari governor elektronik kemudian signal menuju kontrol penginjeksian fuel. Informasi yang terkumpul didasari desired engine speed, FRC limit, rated fuel limit, dan actual engine speed. 30. Fuel Ratio Control (FRC) – FRC merupakan batasan yang mana didasari pada kontrol rasio udara/fuel. FRC digunakan untuk maksud pengontrolan emisi. Ketika ECM merasakan tekanan boost tinggi (banyak udara masuk ke dalam cylinder), FRC menambahkan FRC limit (menambah jumlah fuel ke dalam cylinder). 31. Fuel Temperature Sensor – Fuel temperature sensor mendeteksi temperatur fuel. ECM mengawasi temperatur fuel dan ECM mengatur perhitungan fuel rate yang sesuai. 32. Full Load Setting (FLS) – FLS adalah angka yang merepresentasikan pengaturan system fuel. Pengaturan ini dibuat pabrik untuk kecocokan system fuel. Nilai yang tepat untuk parameter ini tercatat pada pelat rating informasi engine. Parameter ini harus diprogram. 33. Full Torq ue Setting (FTS) – FTS sama halnya FLS yang juga harus diprogram. 34. Hertz (Hz) – Hertz adalah pengukuran frekuensi elektrik dalam putaran per detik. 35. Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector (HEUI) – HEUI adalah sebuah pompa injeksi dimana penggeraknya secara hidraulik, unit injector dikontrol secara elektronik. Injector ini menggunakan gaya tekan hidraulik untuk menghasilkan tekanan penginjeksian yang tinggi. Unit ini mengkombinasikan pemompaan, pengukuran fuel secara elektronik, dan bagian penginjeksian dalam satu unit terpisah. 36. Injection Actuation Pressure Control Valve (IAPCV) – IAPCV adalah valve yang dikontrol secara elektronik dimana mengatur tekanan oli yang tinggi untuk unit injector. 37. Injection Act uation Pressure Sensor – Sensor injection actuation pressure mengubah tekanan oli mekanikal menjadi sebuah signal elektrikal bagi ECM. ECM membandingkan tekanan sebenarnya terhadap tekanan yang diinginkan dalam rangka mengontrol IAPCV. 38. Injector Codes – Kode injector atau kode trim injector adalah kode angka atau huruf dimana tergoreskan atau terbubuhkan pada masing-masing injector. 39. Intake Manifold Air Temperature Sensor – Sensor intake manifold air temperatur mendeteksi temperatur udara masuk. ECM mengawasi temperatur udara masuk dan data lain dalam rangka mengatur injection timing dan fungsi-fungsi kinerja lainnya. 40. Integrated Electronic Controls – Engine didesain dengan kontrol elektronik sebagai bagian yang penting pada system. Engine tidak akan beroperasi tanpa kontrol elektronik. 41. Logged Diagnostic Codes – Logged diagnostic codes adalah kode dimana tersimpan memori. Kode-kode ini diartikan sebagai indicator penyebab yang mungkin adanya problem intermiten. 42. Mechanically Actuated Electronically Controlled Unit Injector (MEUI) – MEUI adalah sebuah pompa penginjeksian dimana digerakkan secara mekanikal, unit injector dikontrol secara elektronik. Gaya mekanikal yang dihasilkan dari camshaft untuk menghasilkan tekanan injeksi yang tinggi. Unit ini mengkombinasikan pemompaan, pengukuran fuel secara elektronik, dan bagian penginjeksian dalam satu unit terpisah. 43. Parameter – Parameter adalah sebuah nilai atau batasan yang dapat diprogramkan. Hal ini membantu dalam menentukan karakteristik yang spesifik atau pola kebiasaan engine. 44. Personality Module – Modul ini tersimpan dalam ECM. Modul ini memuat semua perintah (software) untuk ECM dan pola kerja untuk keluarga horsepower yang spesifik. Personality Module dapat diprogram ulang melalui flash programming. 45. Pulse Width Modulation (PWM) – PWM adalah signal yang terdiri dari pulsa yang mempunyai lebar yang bervariasi. Pulsa ini terjadi dalam interval yang tetap. Rasio “saat ON” dengan “saat OFF” dapat bervariasi. Rasio ini pula yang disebut sebagai duty cycle. 46. Rated Fuel Limit – Istilah ini mengindikasikan maksimum posisi fuel yang diijinkan (pulsa penginjeksian terpanjang). Posisi ini akan menghasilkan rated power untuk konfigurasi engine ini. 47. Sensor – Sensor adalah sebuah alat dimana digunakan untuk mendeteksi perubahan tekanan, tekanan, atau pergerakan mekanikal. Informasi yang terdeteksi dirubah menjadi sebuah signal elektrik. 194


ELECTRONIC ENGINE

48. Signal – Signal – Signal adalah voltage atau bentuk gelombang yang digunakan untuk mengirimkan informasi khusus dari sensor ke ECM. 49. Starting Starting Aid Switc h – Starting aid switch switch digunakan digunakan untuk penginjeksian penginjeksian ether ether dalam cuaca cuaca dingin. 50. Supply Voltage – Supply voltage adalah voltase konstan yang disediakan untuk komponen komponen dalam rangka memberikan power elektrik yang dibutuhkan oleh komponen agar beroperasi. Power dapat dibangkitkan oleh ECM atau voltase battery yang disediakan melalui kabel kendaraan. 51. System Configuration Parameters – System configuration parameter adalah parameter yang berefek pada emisi dan/atau karakteristik pengoperasian engine. 52. Throttle Backup Switc Switc h – Switch ini digunakan untuk mengatur engine speed ketika terjadi problem dengan signal dari throttle. 53. Throttle Position Position – Throttle position adalah penginterpretasian signal dari sensor throttle position atau throttle switch oleh ECM 54. Throttle Position Sensor – – Sensor throttle position adalah sebuah sensor elektronik yang terhubung ke accelerator pedal atau hand lever. Sensor ini mengirimkan signal PWMke ECM yang digunakan untuk menghitung desired engine speed. 55. Throttle Switch Switch – Throttle switch mengirimkan signal ke ECM yang digunakan untuk menghitung desired engine speed. 56. Timing Calibration (TC) (TC) – Timing calibration adalah pengaturan signal elektrik yang bertujuan mengoreksi mengoreksi timing yang salah antara crankshaft dan sensor engine speed/timing. speed/timing. 57. Timing Calibration Probe Probe – Timing calibration probe adalah sebuah magnetic transducer yang digunakan digunakan untuk merasakan posisi crankshaft untuk tujuan kalibrasi sensor engine speed/timing. speed/timing. 58. Total Tattletale Tattletale – Total tattletale adalah jumlah keseluruhan perubahan semua parameter yang tersimpan dalam ECM. 59. Turbocharger Inlet Pressure Sensor – Sensor – Sensor analog ini mengukur tekanan udara pada sisi outlet turbocharger turbocharger compressor. 60. Turbocharger Outlet Pressure Sensor Sensor – Sensor analog ini mengukur tekanan udara masuk ke dalam turbocharger compressor.


195

ELECTRONIC ENGINE

196


ELECTRONIC ENGINE

At A t t ach ac h m ent en t A. HEUI Cold Col d Mode Mo de Timi Ti ming ng Advan Ad vance ce Mechanical Timing Advance Pada MUI dan EUI fuel system, injector plunger digerakkan oleh cam lobe dan bergerak secara langsung secara proporsional terhadap kecepatan crankshaft, tanpa memperhatikan ambient temperature dan viskositas oil. Pada system ini, pengertian dari injection timing adalah mulainya fuel diinjeksikan ke dalam cylinder diukur terhadap derajat putaran crankshaft. HEUI HEUI Timing A dvance Pada HEUI system, plunger digerakkan oleh engine oil yang bertekanan tinggi dan kecepatan plunger sepenuhnya berdiri sendiri. Saat engine beroperasi pada kondisi cuaca dingin, viskositas oil engine menjadi sangat tinggi dan mengalir lebih lambat dibanding saat engine sudah mencapai temperature operasi normal. Aliran oil yang lebih lambat ini menyebabkan mulainya plunger plunger bergerak akan lebih lambat dibanding saat kondisi engine beroperasi pada temperature operasi normal. Akibat kondisi ini, mulainya penginjeksian penginjeksian fuel terlambat. Jika electronic control system tidak mengkompensasi mengkompensasi keterlambatan ini, saat penginjeksian fuel (actual fuel timing) menjadi sangat terlambat dan engine tidak akan hidup. Cold Mode and SOLSOI Untuk memperbaiki kondisi seperti ini, Control logic pada ECM memiliki keunggulan "Cold Mode" yang akan memajukan saat (timing) fuel diinjeksikan. Istilah yang dipergunakan untuk menjelaskan menjelaskan ini disebut SOLSOI yang merupakan singkatan (Start Of Logic to Start Of Injection). Karena gerakan yang lambat pada komponen dalam injector, ECM mengirim pulsa arus ke injector lebih cepat 20 derajat sebagai pengkompensasi. Hasilnya adalah majunya logic timing tetapi bukan actual injection timing. Saat oil sudah mulai panas, (diukur dari engine oil temperature), oil menjadi encer, komponen injector bergerak lebih cepat dan tertundanya tertundany a penginjeksian menjadi berkurang. Pola kerja yang terdapat pada software ECM mengkompensasi pengurangan keterlambatan penginjeksian (delay) dengan memajukan Start Of Logic kembali ke posisi normal saat engine sudah mencapai temperature operasi normal. Normal Timing Advance Tambahan timing advance yang dipergunakan pada kondisi cuaca dingin untuk mengkompensasi peningkatan keterlambatan titik pembakaran fuel akibat udara dan fuel yang dingin. Beberapa hal yang timbul pada saat kondisi engine yang dingin, adalah meningkatnya asap putih akibat tidak sempurnanya pembakaran Kondisi 1.

Udara masuk yang dingin dan tidak dapat mencapai panas tertentu akibat pengkompresian seperti pada kondisi ambient temperature normal.

2.

Fuel terlalu dingin dan tidak dapat terbakar sendiri dengan mudah. Ignition delay, (waktu aktual yang diperlukan supaya fuel terbakar) akan meningkat.

3.

Piston, dinding cylinder dan head masih dingin sehingga menyerap panas dari udara terkompresi yang paling dekat ke permukaan logam.

4.

Fuel yang dingin tidak dapat terbakar dengan cepat


197

ELECTRONIC ENGINE

Pembakaran Kondisi ini mengakibatkan fuel yang berada di tengah-tengah combustion chamber terbakar, tetapi fuel yang dekat dengan permukaan logam hanya terbakar sebagian. Fuel yang terbakar sebagian ini mengeluarkan asap putih. Dengan memajukan timing 5 sampai 10 derajat, udara dingin dan fuel diberikan waktu yang agak lama di dalam cylinder untuk terbakar dan asap putih benar-benar dihilangkan. Ketika engine sudah panas, majunya timing penginjeksian dikembalikan ke posisi normal. Tambahan 10 derajat actual fuel timing advance dijumlahkan 20 derajat logic advance berakibat 30 derajat total (electronic) advance. Gas Buang (Emissions) Banyak sekali perubahan dan peningkatan yang dilakukan pada teknologi fuel system seperti transisi dari system mechanical menjadi system electronic sesuai persyaratan yang diharuskan untuk mencapai tingkat emisi gas buang buang tertentu. Tingkat Emisi Emisi ini meliputi meliputi particulates particulates (asap) dan nitric oxides. B. Low Pressure Fuel System Tekanan Tekanan Fuel dan Persyaratan Penyarin Penyarin gan Inovasi terbaru pada fuel system adalah kebutuhan peningkatan penyaringan fuel, electronic monitoring dan penurunan kemampuan (performance derate) untuk mencegah kerusakan akibat abrasive dan keausan premature unit injector. Pada beberapa kasus dimana electronic fuel pressure sensor telah digunakan, timbul problem pada fuel system komponen yang disebabkan kesalahan pengaktifkan (triggering) low pressure warning. Dari pengalaman ini maka timbul permintaan untuk menurunkan trip point low fuel pressure menjadi 35 Psi. Pada system yang lebih modern, seperti pada HEUI-B injector yang digunakan pada engine C-9 terbaru, fuel pressure pada supply line menuju cylinder head harus minimal 60 psi pada kondisi yang paling buruk, seperti saat pengisian injector. MEUI injector terbaru bahkan membutuhkan supply pressure yang lebih tinggi. Berikut adalah penjelasan dari kebutuhan tersebut: Kandungan Udara Fuel biasanya mengandung 1% - 2% udara yang tercampur pada atmospheric pressure. Ketika fuel diberi tekanan dan kemudian mengalir melalui saluran yang menyebabkan besarnya pressure drop, udara terpisah dari fuel dan membentuk gelembung-gelembung bebas. Gelembung-gelembung ini menyebabkan tidak penuhnya pengisian ruang plunger, tidak meratanya aliran fuel dan berubahnya injection timing. Terdapat banyak sekali pressure drop didalam saluran suplai cylinder head dan dan injector, sebagai contoh terdapat terdapat pressure drop sebesar sebesar 10 - 15 psi sepanjang sepanjang injector inlet fill check ball. ball. Ketika pressure drop terlalu tinggi, gelembung udara terbentuk dan menyebabkan masalah yang berhubungan dengan kemampuan engine. Pada beberapa kasus, beberapa pressure drop jika dijumlahkan, akan turun hingga dibawah nol dan menyebabkan kerusakan yang diakibatkan oleh kavitasi. Hal ini umumnya terlihat pada nozzle spring dimana fuel dibuang dengan sangat cepat dari ruang spring selama pembukaan check valve ketika suplai pressure turun di bawah 60 psi. Contoh : Keterangan

Low

High

Minimum supply pressure

35 psi

60 psi

Pressure drop akibat filter tersumbat

15 psi

15 psi

Pressure drop pada cylinder head

5 psi

5 psi

Pressure drop sepanjang inlet fill check

15 psi

15 psi

Supply pressure di dalam injector

0 psi

25 psi

198


ELECTRONIC ENGINE

C. Fuel Filt er Restri cti on Yang Berlebihan Menyebabkan Abrasive Wear Kerjasama dilakukan oleh sebagian besar pabrik fuel filter untuk menghasilkan metode test efisiensi filter yang akurat didasari oleh keausan injector dan efisiensi filter. Southwest Research telah dikontrak untuk melakukan pekerjaan ini. Seluruh informasi disebarluaskan, namun tidak satupun yang dipergunakan untuk iklan. Penelitian ini mempertimbangkan bahwa filter standard industri tidak mensimulasikan getaran engine atau pulsa pengisian dan efek negatif lainnya terhadap efisiensi filter. Test dilakukan pada engine Cat 3406E dan Cummins N14. Piston dan rod dilepas dan engine diputar pada dyno. Getaran pada secondary fuel filter diukur pada engine yang dipergunakan pada on highway truck dibandingkan dengan test engine. Hasilnya sangat mirip, baik itu frequency dan amplitude. Test engine memiliki inline partikel counters yang dipasang pada sisi masuk dan keluar filter. Test fuel dicampur debu dengan ukuran yang halus dan data dicatat hingga 100 jam atau restriction filter mencapai 10 psi. Injector baru dipergunakan pada setiap test dengan strain gauged rocker arms. Kehilangan gaya rocker arm dicatat sebagai abrasive wear yang disebabkan hilangnya injector performance. Injector kemudian diperiksa dan kondisi keausan dinilai. Rumus wear index dibuat untuk menunjukkan efisiensi relatif filter terhadap tiga jenis ukuran partikel dan hilangnya beban rocker arm. Wear Index rating 1.0 atau kurang menunjukkan keausan yang kecil atau bahkan tidak ada sama sekali. Wear Index rating yang semakin besar dari satu menunjukkan peningkatan keausan yang cepat. Wear Index rating yang lebih besar dari 100 menunjukkan keausan yang sudah parah. Hasil test menunjukkan perbedaan signifikan kualitas fuel. Cat filter Business Team menemukan data tambahan baru yang dapat dipergunakan sebagai iklan (advertisement). Berikut hasil kesimpulan yang diperoleh selama test : 1. Cat filter terbukti memiliki efisiensi yang sangat baik dan mengalahkan produk dari pabrik lain kecuali Donalson yang memiliki sedikit kelemahan. 2.

Efisiensi filter lainnya bervariasi dari bagus hingga buruk sekali. Cat High Efficiency filter bertahan pada range 0.01 sampai 0.1 Wix filter gagal dalam bubble test pada 7 lokasi dan memiliki Wear Index 19,000.

3.

Efisiensi filter menjadi tidak terkendali saat filter differential pressure mencapai 18 psi. pada titik ini, partikel dalam segala ukuran didorong melalui filter media dan filter media Wear Index meningkat dengan tajam seiring meningkatnya perbedaan tekanan disepanjang filter. Untuk melihat fenomenanya, lihat chart di bawah ini.

Hilangnya efisiensi filter menunjukkan mengapa penyaringan secara seri lebih efektif pada aplikasi dengan tingkat keausan tinggi. Cat High Efficiency filter pada tingkat pressure TR AI AINING CENTER CILEUNGSI

199

SGD Electronic Engine - Revise.pdf

Recommend Documents