FUEL PUMP PDF

Preview

Summary

BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Suatu Engine terdiri dari beberapa sistem dan setiap sistem terdiri dari beberapa komponen. Komponen-komponen tersebut bekerja sama untuk mencapai tujuan yaitu memenuhi fungsi dari sistem itu sendiri. Pada sistem bahan bakar komponen-komponennya bekerjasama untuk ...

Description

BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Suatu Engine terdiri dari beberapa sistem dan setiap sistem terdiri dari beberapa komponen. Komponen-komponen tersebut bekerja sama untuk mencapai tujuan yaitu memenuhi fungsi dari sistem itu sendiri. Pada sistem bahan bakar komponen-komponennya bekerjasama untuk menyediakan bahan bakar dengan jumlah dan tekanan yang tepat untuk mengkabutkan bahan bakar pada proses pembakaran. Tujuan tersebut tidak akan tercapai apabila suatu komponen dari sistem bahan bakar mengalami kerusakan. Untuk menunjang kelancaran angkutan laut tersebut di atas, maka kelancaran dari pengoperasian kapal harus berjalan dengan baik, untuk itu kelancaran pengoperasian kerja mesin kapal harus berjalan baik pula. Dalam pengoperasian kapal diperlukan bahan bakar yang tidak sedikit jumlahnya. Pompa injeksi bahan bakar (Fuel Injection Pump) berfungsi untuk mensuplai bahan bakar ke ruang bakar melalui nozzle dengan tekanan tinggi (max 300 kg/cm2). Bahan bakar yang diinjeksikan dengan tekanan tinggi tersebut akan membentuk kabut dengan partikel-partikel bahan bakar yang sangat halus sehingga mudah bercampur dengan udara. Perawatan Pompa injeksi bahan bakar (Fuel Injection Pump) perlu dilakukan dan disesuaikan dengan pedoman yang tertuang di manual book. Apabila ini tidak dilakukan akan berpotensi menghambat atau mengurangi kinerja Pompa injeksi bahan bakar (Fuel Injection Pump).

2

MT. Kirana Dwitya tempat penulis bertugas sebagai engineer mendapati fuel injection pump tidak bekerja secara maksimal sehingga supply bahan bakar ke fuel injector konstan sehingga mengakibatkan pembakaran dalam ruang bakar tidak efisien sebagaimana mestinya. Berdasarkan latar belakang tersebut maka penulis tertarik membahas permasalahan tersebut ke dalam bentuk karya ilmu terapan dengan judul “ Analisis Kinerja performa Fuel Injection Pump di Kapal MT. Kirana Dwitya” B. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka masalah dapat dirumuskan yaitu : Apa penyebab menurunnya kinerja Fuel Injection Pump untuk mensuplai bahan bakar ke fuel injector di Kapal MT. Kirana Dwitya? C. Batasan Masalah Mengingat begitu luasnya permasalahan di atas kapal yang berkaitan dengan Fuel Injection Pump, maka penulis membatasi ruang lingkup hanya tentang penyebab menurunnya Kinerja Fuel Injection Pump di MT. Kirana Dwitya. D. Tujuan Penelitian Adapun tujuan yang ingin di capai dalam penelitian ini yaitu untuk mengetahui penyebab dari rendahnya kinerja Fuel Injection Pump di kapal MT. Kirana Dwitya. E. Manfaat Penelitian Secara umum diharapkan Karya ilmiah Terapan ini menjadi salah satu referensi bagi pembaca, pada umumnya rekan-rekan Perwira Siswa pada

3

khususnya dalam mendalami materi terkait dengan Fuel Injection Pump di kapal MT. Kirana Dwitya. 1. Manfaat Teoritis Diharapkan hasil dari analisa dapat menambah pengetahuan bagi diri sendiri dan dapat menuangkan pemikiran tersebut dalam bentuk Karya Ilmiah Terapan. Bagi lembaga Diklat Politeknik Ilmu Pelayaran (PIP) Makassar sebagai bahan pedoman pada Karya ilmiah Terapan untuk kelengkapan perpustakaan sehingga berguna untuk rekan-rekan Perwira Siswa. 2. Manfaat Praktis Sebagai bahan masukan dan bahan acuan bagi para masinis dalam melaksanakan pengoperasian dan perawatan Fuel Injection Pump agar dapat mengoptimalkan kinerja Fuel Injection Pump sehingga supply bahan bakar ke fuel injector tidak mengalami penurunan tekanan. F. Hipotesis Berdasarkan rumusan masalah mengenai penyebab menurunnya kinerja Fuel Injection Pump penulis menduga, Perawatan dan pengecekan secara berkala tidak terlaksana dengan baik sesuai manual book dan adanya komponen dari fuel injection pump yang mengalami Fatique material yakni delivery valve dan plunger barrel.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Motor Diesel Motor bakar adalah mesin yang menghasilkan tenaga mekanis dengan cara melaksanakan proses pembakaran. Dari proses pembakaran akan diperoleh tekanan yang tinggi sehingga dapat menghasilkan tenaga. Mesin diesel adalah motor bakar dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri (internal combustion engine) dan berbahan bakar solar. Udara murni dimampatkan (dikompresi) dalam suatu ruang bakar (silinder) sehingga diperoleh udara bertekanan tinggi serta panas, bersamaan dengan itu disemprotkan solar. Bahan bakar yang disemprotkan berbentuk kabut tersebut akan bercampur merata dengan udara panas sehingga terjadilah pembakaran. Pembakaran yang berupa ledakan akan menghasilkan panas dalam ruang bakar mendadak naik dan tekananpun menjadi tinggi. Tekanan ini mendorong piston kebawah yang berlanjut dengan poros engkol berputar. Gambar 2.1 Internal combustion engine

Sumber: Vehicle maintenance and repair.com

5

B. Prinsip Kerja Motor Diesel Pada dasarnya proses kerja atau prinsip kerja dari motor diesel ini hampir sama dengan proses kerja pada motor bensin. Motor diesel juga dapat diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu motor diesel 2 langkah dan motor diesel 4 langkah. Namun, dalam perkembangannya motor diesel 4 langkah menjadi yang paling umum digunakan. Gambar 2.2 Gambar proses kerja Fuel oil

Sumber: Iksomotif blogspot.com Mesin Diesel 4 Langkah Mesin diesel 4 langkah ialah mesin diesel dimana setiap satu kali proses usaha terjadi 4 (empat) kali langkah piston atau 2 kali putaran poros engkol. Motor diesel 4 langkah dengan motor bensin 4 langkah sebenarnya proses kerjanya hampir sama, sama sama terdiri dari 4 langkah yaitu langkah hisap, langkah kompresi, langkah usaha dan terakhir adalah langkah buang. Adapun setiap proses atau langkah dari motor diesel sebagai berikut : 1) Langkah Pengisian Pada langkah ini yang terjadi adalah udara masuk ke dalam silinder, katup hisap membuka dan udara dari saluran udara masuk melalui katup hisap karena dihisap piston (torak) yang bergerak dari TMA (titik mati atas) menuju TMB (titik mati bawah). Pada mesin diesel

6

biasanya terdapat turbocharger yang berfungsi untuk menambah jumlah udara yang masuk kedalam silinder agar daya yang dihasilkan mesin maksimal. Turbocharger adalah turbin yang digerakkan oleh panas gas hasil pembakaran, turbin ini memutar blower bertekanan untuk menghisap udara luar masuk ke dalam saluran udara dan masuk ke silinder-silinder. Langkah Kompresi Pada langkah ini, udara yang masuk pada langkah hisap dikompresi oleh piston (torak) yang bergerak dari TMB (titik mati bawah) menuju TMA (titik mati atas), sehingga udara mengalami pemampatan atau terkompresi. Kedua katup dalam keadaan tertutup, baik katup hisap maupun katup buang. Pada akhir langkah kompresi mesin diesel tekanan dalam silinder 30 bar dan temperatur 550 C. Saat akhir langkah kompresi beberapa derajat awal langkah usaha bahan bakar diinjeksikan kedalam silinder, maka akan terjadi atomisasi bahan bakar didalam silinder karena semprotan bahan bakar yang sangat cepat. Gambar 2.3. Delivery Valve

Sumber: Vehicle maintenance and repair.com

7

Cara kerja dari fuel injection pump tipe inline seperti berikut. 1. Bahan bakar dipompa dari tangki bahan bakar menuju mesin pompa oleh feed pump. 2. Bahan bakar didorong oleh masuk ke pipa injeksi, siap untuk masuk ke ruang bakar melalui nozzle. 3. Di dalam pompa terdapat mekanisme Camshaft yang berputar selaras dengan putaran mesin. Camshaft itu akan menekan plunger naik dan turun satu persatu. Plunger yang tertekan akan mendorong bahan bakar menembus nozzle, masuk ke ruang bakar. Karena Camshaft bergerak selaras dengan putaran mesin, penyemprotan bahan bakarnya ke ruang bakar bisa tepat timingnya. 4. Governor berfungsi sebagai pengatur banyak jumlah bahan bakar yang diinjeksi, dengan cara memutar plunger. Pada plunger terhadap saluran bahan bakar yang besar bukaannya semakin besar atau kecil bergantung pada posisi menghadapnya. C. Perbedaan antara Motor Diesel dengan Motor Bensin

Motor diesel memiliki beberapa perbedaan dengan motor bensin, diantaranya dalam hal penggunaan bahan bakar, cara pemberian bahan bakar dan pembakarannya. Pada motor bensin, campuran udara dan bensin dimasukkan ke dalam silinder dan dibakar dengan bantuan percikan bunga api dari busi. Pada motor diesel yang dihisap hanya udara saja dan dikompresi sampai tekanan dan temperatur naik. Bahan bakar diinjeksikan atau dikabutkan ke dalam silinder mendekati akhir langkah kompresi melalui nozzle. Pompa

8

injeksi (fuel injection nozzle) dan bahan bakar terbakar sendiri akibat temperatur yang tinggi. Agar bahan bakar dapat terbakar sendiri, perbandingan kompresi harus berada antara 15 : 22 dan tekanan kompresi antara 26 – 40 kg/cm2 . Tabel 2.1 Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin No

Item

1

Fuel

2

Fuel Consumption Ratio g/PS.HR

3

Flashing Point Titik Nyala

4

Compression Ratio

5

6

7

8 9

Diesel Fuel heavy oil, Fuel light oil etc 170 ~ 210

Gasoline Gasoline

Keterangan

230 ~ 270

Lebih tinggi dari 50oC

Lebih tinggi dari 25oC

Diesel fuel harga perliter lebih murah dan consumption per HP lebih rendah Keuntungan Diesel tidak memerlukan perhatian dalam penanganannya Keuntungan : Diesel Engine lebih bertenaga Keuntungan Tidak memerlukan sistem penyalaan Kerugian 1. Memerlukan peralatan injeksi 2. Perawatan agak sulit

14 – 22 (hanya udara) Tidak diperlukan

5 – 10 (udara + fuel) Ignition Dengan busi (penyalaan) (electric spark) Metode Fuel Carburator pengabutan dikirim dari diperlukan injection sebagai pump tempat melalui percampuran nozzle ke fuel dan dalam udara ruang bakar Berat (LG/PS) 3~9 0.5 ~ 3.5 Kerugian : output per stroke ~ 20 30 ~ 50 Biaya pembuatan lebih volume (PS/It) tinggi Getaran Besar Kecil Kerugian Getaran Besar Trouble Kecil Besar Keuntungan Jarang timbul trouble (sumber : Technical Guide Toyota Diesel, 1995)

9

D. Fuel Oil Injection Pump Fuel Injection pump berfungsi sebagai pensuplai bahan bakar ke nozzle dengan tekanan tinggi (max 300 kg/cm2). Menentukan jumlah bahan bakar yang di injeksikan serta menentukan timing injeksinya. Gambar 2.1 Fuel Oil Injection Pump

Sumber: Iksomotif blogspot.com Gambar : 2.2 Bagian-bagian Fuel Oil Injection Pump

Sumber: Manual Book

10

Keterangan: 1. Straight Pin 4. Plunger spring 7. Rack guide screw 10. Delivery valve holder 13. Delivery valve 16. Plunger barrel 19. Tappet 22. Cover

2. Flange sleeve

3. Pump housing

5. Lower spring seat 8. Plunger seat 11. Delivery valve stopper 14. Adjust shim 17. Guide pinion 20. Cover 23.

6. Control rack 9. Camshaft 12. Delivery valve spring 15. Plunger 18. Control pinion 21. Center metal 24.

Gambar diatas memperlihatkan sebuah penampang melintang dari pompa tipe PES-PD. Keuntungan pompa jenis ini adalah keseluruhan komponen pompa tertutup housing yang bertujuan untuk memperbaiki peformance. Plunger dan katup pengeluaran (delivery valve) dan sebagaiya dipasang/dirangkai menjadi satu uni untuk memudahkan dalam membongkar dan memasangnya. 1. Pelumasan pompa injeksi Bagian dalam dari pompa injeksi memerlukan pelumasan yang di golongkan atas bagian : a. Sistem injeksi bahan bakar yang meliputi plunger dan delivery valve, dilumasi oleh bahan bakar itu sendiri b. Mekanisme penggerak pompa termasuk poros kam dan tappet, dilumasi dengan oil engine. a. Governor dilumasi oleh oil engine Sistem injeksi dibuat sangat presisi, hal ini di perlukan untuk menjaga kenaikan tekanan injeksi yang sangat tinngi yaitu 100-300 kgf/cm2. Jika ada debu dan kotoran bercampur dengan bahan bakar dapat

11

menyebabkan keausan yang sangat cepat pada mekanisme sistem bahan bakar. Komponen-komponen penggerak pompa dan governor masing-masing dilumasi oleh oli engine. Suplai oli untuk komponen-komponen penggerak pompa, dapat di lakukan dengan cara : 1) Pengisian secara periodik, pada rumah pompa dan governor dengan jumlah oli tertentu, serta perlu penggantiannya secara periodik pula. 2) Pengisian secara tekanan (force lubrication). Cara ini tidak membutuhkan pengisian ulang dan merupakan yang sangat populer saat ini, namun pengisian perlu juga dilaksanakan terutama setelah overhoul.

b. Plunger Gambar: 2.3 Pluyer

Sumber : Manual Book

12

Plunger bergerak naik-turun dan juga dapat berputar. Bagian atas plunger terdapat alur (groove), yang berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya bahan bakar yang akan disemprotkan dengan jalan plunger tersebut diputar pada posisi tertentu. Plunger ini berputar karena control rack ditarik. Prinsip kerjanya : Plunger naik karena dorongan poros kam, sedangkan turunnya karena dorongan spring. Langkah plunger keseluruhan di sebut dengan constant stroke. Ketika plunger bergerak naik, pada saat mana lubang (port) yang terletak pada plunger barrel mulai tertutup, maka saat itu disebut dengan mulai injeksi (start of injection). Dimana bahan bakar nozzel siap menyemprot. Apabila plunger bergerak terus , maka bahan bakar pada nozzel akan menyemprot. Semprotan bahan bakar pada nozzel akan berhenti pada saat posisi alur pada plunger mulai bertemu dengan lubang pada plunger barrel. Langkah penyemprotan disebut effective stroke, langkah tersebut dimulai dari posisi start of injection sampai alur ketemu dengan lubang masuk pada barrel. Posisi langkah effektif (effective stroke), berubahubah tergantung dari beban dan pengaturan operator secara manual.

13

Gambar 2.4 Sistem Kerja Plunyer

Sumber : Manual Book Ketika langkah efektif berakhir akan tetapi plunger masih tetap gerak keatas , namun bahan bakar tidak diinjeksikan lagi setelah akhir langkahnya, plunger bergerak turun karena mendapat dorongan dari spring, sehingga akhir langkah pada posisi titik mati bawah (TMB). Kemudian plunger bergerak naik kembali karena dorongan poros kam. Langkah dari titik mati bawah (TMB) sampai pada saat start injeksi disebut prestroke, langkah ini bertujuan untuk mengisi bahan bakar ke dalam plunger barrel.

14

c. Delivery Valve Gambar 2.5 Delivery Valve

Sumber : Manual Book Pada bagian atas dari plunger dipasang katup/klep pengeluaran dan spring. Bahan bakar yang ditekan oleh plunger akan mendorong katup pengeluaran (delivery valve) melawan spring, sehingga bahan bakar akan mengalir ke pipa injeksi untuk selanjutnya menuju nozzle. Dengan turunnya tekanan bahan bakar , delivery valve didorong ke bawah oleh spring sehingga piston menutup saluran bahan bakar. Tujuannya adalah mencegah membaliknya aliran bahan bakar (return flow of fuel) Delivery valve akan terus bergerak ke bawah. Gerak ini akan berhenti bila permukaan runcingnya (tappered face) duduk pada dudukannya. Gerakan ini disebut dengan sucking back stroke of delivery valve. Sucking back operation bertujuan untuk mencegah penetesan bahan bakar di ruang bakar untuk pembakaran langsung dan ruang bakar

15

muka untuk pembakaran tidak langsung, saat injeksi bahan bakar berakhir. Di lihat dari cara kerjanya, maka delivery check valve berfungsi sebagai: 1. Check valve 2. Menurunkan tekanan pada pressure line secara cepat ( mengurangi penetesan ). d. Governor Fungsinya mengatur putaran engine sesuai dengan bahan bakar dan putaran Klarifikasi governor: Governor untuk pompa injeksi tipe bosch dapat di klasifikasikan sebagai berikut: 1. Minimum dan maximum speed governor. Umumnya tipe ini digunakan untuk otomobil 2. All speed governor. Umumnya dipakai di mesin-mesin konstruksi dan engine generator Selanjutnya governor untuk pompa injeksi tipe bosch secara strukturnya dapat digolongan sebagai berikut: 1. Mechanical Governor (centrifugal type). Keseimbangan dijaga oleh gaya sentifugal dari flyweight dan tegangan spring 2. Pneumatic governor. Perbedaan tekanan antara tekanan volume pada intake manifold dan atsmosfier dideteksi oleh sebuah diafraghma.

16

Ada kurang lebih 20 macam dari governor dan yang di sebutkan diatas dapat dipergunakan. Salah satu macamnya adalah all speed mechanical governor yang banyak dipakai pada mesin-mesin konstruksi . Tipe ini mempunyai keuntungan antara lain : kecepatan dapat dilakukan pada range nya dengan sedikit penyimpangan, apabila ada beban. Dan dapat menjaga ketepatan kecepatan engine. Ada dua macam model dari all speed mechanial governor : 1. Model RSV. Model ini adalah model yang biasa saja, mempunyai bentuk yang serasi dan agak ringan, mudah di start karena ada komponen start spring, mudah menyetel governornya dalam rangerange kecepatan 2. Model RSUV. Model governor ini biasanya dipasangkan pada pompa injeksi tepi PE-PD, untuk engine-engine yang besar. Governor ini dilengkapi dengan speed up gear, untuk memperbaiki pengontrolan yang lebih akurat E. Faktor Manusia Analisis adalah aktivitas yang memuat sejumlah kegiatan seperti mengurai,

membedakan,

memilah

sesuatu

untuk

digolongkan

dan

dikelompokkan kembali menurut kriteria tertentu kemudian dicari kaitannya dan ditafsirkan maknanya. Analisis dapat juga diartikan sebagai kemampuan memecahkan atau menguraikan suatu materi atau informasi menjadi komponen-komponen yang lebih kecil sehingga lebih mudah dipahami.

17

Kemampuan dan pengetahuan crew kapal dalam menganalisis suatu pekerjaan di kapal dapat mempengaruhi kinerja dari mesin induk terutama mengenai perawatan pada komponen-komponen vital yang berhubungan dengan mesin induk seperti fuel pump injector. Sebagaimana fungsinya sebagai komponen pendukung supply bahan bakar pada mesin induk, tentu dibutuhkan perawatan yang sesuai dengan panduan agar tidak terjadinya hambatan pada supply bahan bakar pada mesin induk, maka diperlukan kedisiplinan

crew

kapal

terutama

bagian

mesin

agar

senantiasa

memperhatikan perawatan pada fuel pump injection. Kedisiplinan merupakan penyebab utama terjadinya permasalahan di kapal.(Rahmat Tjahyanto:2016) F. Faktor Kapal Kinerja fuel oil injection pump adalah merupakan hasil kerja secara kwalitas dan kwantitas oleh pesawat tersebut dalam bekerja untuk mengisap dan menekan bahan bakar dengan tekanan yang konstan secara terus menerus bilamana mesin tersebut bekerja. hasil kerja yang prima adalah menunjukkan parameter yang sesuai standar dari pabrik yang membuat pesawat tersebut. bilamana terdapat perbedaan yang signifikan maka kita dapat memastikan bahwa kinerja fuel oil pump tersebut mengalami penurunan kemampuan kerjanya. Perfoma fuel oil injection adalah seberapa baik pompa penekan dan penyuplai bahan bakar tersebut dalam melakukan aktifitas yakni mengisap dan menekan bahan bakar dengan tekanan kerja yang dibutuhkan secara konstan bilamana pompa tersebut bekerja.

18

Perawatan pada fuel oil injection menjadi hal yang sangat dibutuhkan agar kinerja dan performa dari fuel oil injection tidak mempengaruhi supply bahan bakar pada mesin induk. Perawatan pada fuel oil injection pump harus dilakukan sesuai buku pedoman/manual book agar proses pengoperasian kapal dapat berjalan dengan lancar. Running hours dari komponen pendukung fuel oil injection pump harus senantiasa di lakukan pengecekan agar dapat mengetahui dan melakukan perencanaan kedepan terkait dengan proses perawatan. Komponen-komponen yang sudah melebihi running hours sesuai buku panduan, tidak dapat bekerja sesuai fungsinya karena sifat mekanisnya sudah berkurang /tidak bersifat mekanis lagi dapat mempengaruhi performa dan kinerja dari fuel oil injection pump.

BAB III ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. Analisis 1. Lokasi Kejadian Berdasarkan suatu fakta yang ditemui oleh penulis pada saat melaksanakan pekerjaan di atas kapal MT. Kirana Dwitya, pada saat itu penulis sebagai 2nd Engineer ketika penulis melakukan tugas jaga di kapal diatas kapal yang beroperasi di Asia, pada saat itu generator kehilangan tenaga sampai terjadi black out. MT. Kirana Dwitya merupakan kapal ...