Pages

Selasa, 23 April 2013

Common Rail

Apakah Common Rail Itu?

Sistem Injeksi Diesel Common Rail adalah varian terbaru dan lebih modern dari sistem injeksi langsung mesin diesel. Kata Common rail mengacu pada sebuah pipa penampung (akumulator) bahan bakar yang berbentuk secara fisik seperti “fuel rail/fuel delivery pipe” pada sistem aliran bahan bakar mesin bensin-EFI, (hanya saja bentuk lebih besar dan kokoh), pada rail ini ditampung solar yang bertekanan tinggi, lalu bahan bakar bertekanan itu dipasok pada injektor-injektor.

Para konstruktor otomotif selalu berusaha untuk membuat produk yang berwawasan lingkungan, mesin yang lebih effisien, konsumsi bahan bakar lebih hemat dan untuk membuat mesin diesel lebih tenang getaran dan suaranya adalah tujuan utama dari pengembangan dan penggunaan sistem common rail.

Kemampuan pompa membangun tekanan lebih dari 1800 bar, dan penyemprotan bahan bakar dilakukan oleh masing-masing injektor secara individual melalui pengaturan waktu dan volume penyemprotannya secara bertahap oleh ECU, maka sistem common rail cocok sebagai pengganti sistem aliran bahan bakar diesel konvensional.

Generasi ketiga dari common rail menggunakan fitur ”piezoelektric injector” untuk akurasi yang lebih tepat dengan tekanan bahan bakar sampai 180 MPa / 1800 bar. Versi baru dari sistem diesel common rail ini memungkinkan memenuhi standard emisi Euro 6.

Common Rail yang kita jumpai pada kendaraan saat ini pertama kali lahir dari sebuah proyek kerja Marelli pada tahun 1987 kemudian diakuisisi oleh pusat penelitian Fiat dan diujicobakan pada kendaraan pada tahun 1992. Proyek ini dipindahkan ke Bosch Group untuk proses industrialisasi masal akhir tahun 1994. Kendaraan penumpang pertama dengan sistem Common Rail diperkenalkan ke pangsa pasar pada tahun 1997.

Sejarah Singkat.
Prototipe sistem common rail dikembangkan pada akhir tahun 1960 oleh Robert Huber dari Swiss, setelah itu oleh Ganser dari Swiss Federal Institute of Technology-Zurich mengembangkan teknologi common rail lebih lanjut.

Pertengahan tahun sembilan puluhan Dr Shohei Itoh dan Masahiko Miyaki dari Denso Corporation; produsen otomotif Jepang mengembangkan common rail untuk kendaraan heavy duty dan akhirnya menjadi penggunaan pertama pada “ECD-U2 Common Rail” yang dipasang pada truk Hino Ranger lalu dipasarkan secara komersial pada tahun 1995.

ECU modern mengatur kerja common rail secara umum dengan prinsip kerja yang sama satu dengan yang lainnya, unit kontrol elektronik mengatur pembukaan tiap injektor secara elektronis bukan secara mekanis/hidraulis seperti mesin diesel konvensional.

Pada era 1990-an kolaborasi antara Magneti Marelli - Centro Ricerche Fiat dan Elasis, melakukan penelitian dan pengembangan untuk grup Fiat, lalu desain-nya diakuisisi oleh perusahaan Jerman Robert Bosch GmbH untuk penyelesaian sistem produksi yang cocok untuk masal, selanjutnya pada tahun 1997 mobil penumpang pertama yang menggunakan sistem common rail adalah Alfa Romeo-1.9 JTD, masih pada tahun yang sama dilansir juga Mercedes-Benz E 320 CDI.

Kebanyakan produsen mobil Eropa telah membuat common rail diesel disesuaikan untuk kebutuhan pada kendaraan penumpang maupun komersial, beberapa produsen mobil Jepang seperti Isuzu, Toyota, Nissan dan Honda baru-baru ini, juga telah mengembangkan mesin diesel common rail sendiri.

Begitu juga India berhasil menerapkan teknologi ini terutama pada Mahindra & Mahindra untuk 'Scorpio-CRDe' serta Tata Motors untuk 'Safari-DICOR'

Sebenarnya mesin diesel common rail juga telah sangat lama digunakan dalam aplikasi mesin kapal laut dan lokomotif seperti Cooper Bessemer-GN-8 (sekitar tahun 1942) adalah salah satu contoh dari mesin diesel hidrolis-mekanis yang dioperasikan secara common rail.

Common Rail Saat Ini.
Common rail bisa dikatakan telah membawa sebuah revolusi dalam teknologi mesin diesel. Robert Bosch GmbH, Delphi Automotive Systems, Denso Corporation dan Siemens-VDO adalah pemasok utama sistem common rail ini.

Berbagai produsen mobil mengeluarkan tipe-tipe kendaraan dengan common rail ini, meskipun suplayer utamanya adalah perusahaan tersebut di atas, namun produsen mobil itu mengeluarkan variant mereka dengan inisial tersendiri seperti di bawah ini;

• D-Engine untuk BMW
• CDI pada grup Daimler (dan pada kendaraan Jeep Chrysler mereka menyebutnya dengan CRD)
• Fiat Group (Fiat - Alfa Romeo - Lancia) memakai inisial JTD (atau MultiJet, JTDm, Ecotec CDTI, TID, TTiD, DDIS)
• Ford Motor Company: TDCi Duratorq dan Powerstroke
• General Motors/Opel/Vauxhall: CDTI (diproduksi oleh Fiat dan GM Daewoo) serta Dti (Isuzu). GM Daewoo/Chevrolet; VCDi (berlisensi dari VM Motori diberi label Ecotec CDTI)
• Honda: i-CTDi
• Hyundai-Kia: CRDi
• Mahindra: CRDe
• Maruti-Udyog menyebutnya DDIS (diproduksi di bawah lisensi Fiat)
• Mazda: CiTD
• Mitsubishi: DI-D
• Nissan: NEO-Di
• PSA Peugeot-Citroen: HDi (Volvo S40/V50 memakai mesin dari PSA1,6 D&D (2,0)
• Renault: DCI
• Ssangyong: XDi (sebagian besar mesin diproduksi oleh DaimlerChrysler)
• Tata: DICOR
• Toyota: D-4D
• Audi-Volkswagen Group: TDI 4,2 (V8), engine 2,7 dan 3,0 TDI (V6), mesin terbaru pada
Audi menggunakan common rail (TDI 2.0-Audi A4), dan VW Tiguan juga memakai common rail.
• Volvo: D5 Engine.

Prinsip Kerja Dasar.
Dengan katup “piezoelectric solenoid” membuat unit kontrol elektronik (ECU) memungkinkan pengaturan timing dan volume penyemprotan dengan tepat, tekanan lebih tinggi; teknologi common rail mensuplai bahan bakar lebih baik atomisasi-nya, dan suara mesin yang lebih rendah.

Unit kontrol elektronik mesin (ECU) dapat mengatur penyemprotan solar sebelum injeksi utama (secara bertahap) , sehingga mengurangi getaran mesin, mengoptimalkan waktu injeksi dan kuantitas-kualitas bahan bakar sesuai dengan keadaan operasional mesin; mulai waktu mesin dingin dan seterusnya, bahkan beberapa sistem common rail dapat melakukan lima kali injeksi dalam tiap periode.

Pada mesin diesel konvensional, pompa injeksi digerakkan oleh mesin, penyemprotan solar ke ruang bakar diatur oleh nozel, tapi tekanan penyemprotan solar juga lebih rendah dan tidak dapat melakukan pengontrolan penyemprotan secara bertahap, atomisasi semprotan relatif kasar dan proses pembakaran kurang efisien dibandingkan common rail.

Pada common rail, pompa injeksi digantikan dengan pompa bertekanan sangat tinggi sehingga mencapai 2.000 bar (200 MPa). Tekanan bahan bakar salurkan ke ”rail” dan pada rail ini dibuatkan sambungan pipa tekanan tinggi ke masing-masing injektor yang dikendalikan ECU, tiap injektor berisi nozzle presisi tinggi lalu plunger injektor dibuka oleh katup solenoid. ECU mengatur pembukaan katup selonid ini dengan tepat dan bertahap, memungkinkan juga dalam tahapan penyemprotan itu tekanan bahan bakar ditingkatkan, akibatnya pengabutan/atomisasi solar menjadi lebih baik dan mudah terbakar, guna mengurangi emisi gas buang dan meningkatkan efisiensi mesin.

Seperti namanya 'common rail' menggunakan ”rail” sebagai penampung tekanan sebelum tekanan bahan bakar tersebut disalurkan ke injektor dengan tujuan agar tekanan injeksi dapat dipertahankan secara independen dan tidak tergantung dari putaran mesin lalu penyemprotan solar diatur sesuai dengan kebutuhan output mesin.

Injektor tiap silinder terangkai dengan pipa tekanan tinggi ke rail, lalu secara elektronik diatur penyeprotan solar dengan tepat volume dan waktu penyemprotannya.

Sistem Aliran Bahan Bakar.
Rangkaian sistem aliran bahan bakar terdiri dari sirkuit tekanan rendah dan tekanan tinggi.
Komponen sirkuit tekanan rendah terdiri dari;
- Pompa elektrik biasanya ada dalam tangki.
- Filter solar.
- Saluran Pengembali.

Sirkuit tekanan tinggi:
- Pompa Tekanan Tinggi;
- Fuel Rail dan koneksinya

Pompa Elektrik.
Terletak dalam tangki, dilengkapi dengan penyaring awal dan sender ketinggian bahan bakar yang digunakan untuk fuel meter pada panael instrument. Jenis pompa yang digunakan sama seperti pompa pada sistem manajemen mesin bensin (EFI) yang berfungsi hanya sebagai pemasok solar ke pompa tekanan tinggi.

Pompa ini memiliki dua katup: ”non return valve” untuk mencegah pengosongan solar pada rumah pompa dan satu katup lagi untuk membatasi tekanan pompa maksimun sekitar 5 bar. Pompa elektrik digerakkan oleh baterai 12V melalui relai dengan kapasitas aliran minimum 0,5 liter / menit.

Pompa Tekanan Tinggi.
Pompa tekanan tinggi berfungsi untuk membangun tekanan solar dan mengirimkannya ke fuel rail. Tekanan tinggi diperoleh dari mekanisme kerja tiga piston kecil yang diatur dalam posisi radial (radialjet) pada jarak sudut 120 ° melalui kerja pompa tersebut dapat menghasilkan tekanan dari 150 sampai 1350 bar bahkan lebih tinggi dari angka tersebut.

Pompa digerakkan oleh tenaga mesin melalui belt bergigi, distribusi putarannya kira-kira setengah dari putaran mesin. Pompa tekanan tinggi hanya bekerja untuk membangun tekanan pada solar dan tidak bekerja untuk membuka injektor seperti sistem bahan bakar diesel konvensional, kerja injektor diatur oleh unit kontrol elektronis.

Filter Solar.
Bahan bakar bisa saja masih mengandung kotoran atau air (misalnya pembentukan kondensasi air karena perubahan suhu pada tangki), yang dapat menyebabkan korosi, keausan dan kerusakan komponen pompa serta injektor.

Untuk alasan ini sistem memerlukan filter dengan sebuah kompartemen pengumpul air yang harus dibersihkan secara berkala.

Injektor Tekanan Tinggi.
Injektor adalah komponen yang sangat penting dan juga sangat sensitif pada common rail, solar yang dipakai harus dengan kandungan sulfur yang rendah, apalagi sistem dilengkapi dengan pompa tekanan tinggi sampai 2000 bar yang akhirnya dapat mengakibatkan masalah pada sistem aliran bahan bakar.

Regulator Tekanan.
Katup pengatur tekanan (regulator tekanan) berfungsi untuk mengatur tekanan agar tetap konstan pada rail meskipun kondisi operasional mesin yang berubah-ubah. Bila tekanan solar dalam rail naik, katup akan terbuka dan aliran bahan bakar dikembalikan ke tangki, jika tekanan solar dalam rail turun maka katup akan menutup sehingga tekan solar selalu terjaga dalam rail.

Kerja regulator tekanan berdasarkan katup solenoid elektronik dikendalikan oleh unit kontrol elektronis (ECU) dan ECU dapat mengatur kerja regulator tekanan tersebut berdasarkan input dari sensor tekanan bahan bakar, serta berbagai sensor lain sebagai inputan ECU.

Fuel Rail.
Rail berfungsi untuk menampung bahan bakar bertekanan tinggi yang dihasilkan pompa, dengan adanya rail; osilasi tekanan solar yang diciptakan oleh pompa tekanan tinggi dan injektor juga dapat diredam.

Tekanan bahan bakar pada rail harus konstan, bahkan saat injektor menginjeksikan bahan bakar dalam volume yang banyak. Pada rail juga terpasang sensor tekanan bahan bakar.

Pipa Penghubung Rail dan Injektor.
Pipa-pipa yang menghubungkan fuel rail dengan injektor harus memiliki hambatan aliran yang sama dan mampu menahan tekanan bahan bakar yang tinggi serta osilasi tekanan yang terjadi saat injektor bekerja dan juga harus tahan lama.

Biasanya terbuat dari pipa baja dengan diamter luar 6 mm dan diameter dalam sekitar 2.4 mm, pipa penghubung harus diatur sedemikian rupa agar tidak terlalu panjang dan cocok sebagai instalasi pipa penghubung antara injektor dan fuel rail.

Disarikan dari berbagai sumber...Semoga bermanfaat..Dan sukses selalu..!!!!


Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

yang bermanfaat ya, sopan dan terpercaya