Sistem Injeksi Common Rail

Common rail adalah sistem injeksi bahan bakar yang ada pada motor diesel. Common rail adalah sistem injeksi bahan bakar yang mana proses penyaluran bahan bakar dialirkan melalui pipa rail dan timing injeksi dan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan dikontrol secara elektronik. Pada prinsipnya sistem bahan bakar common rail sama seperti electronic fuel injection (EFI). 

Prinsip kerja common rail sebenarnya sangat sederhana yang mana bahan bakar bertekanan tinggi hasil penekanan pompa dimasukkan ke dalam pipa rail. Timing penginjeksian dan durasi penginjeksian pada injektor diatur secara elektronik oleh electronic driver control (EDC). Semua hal tersebut dikontrol untuk memenuhi kebutuhan mesin.

Lalu apa fungsi sistem common rail pada motor diesel? Apa saja komponen sistem common rail dan fungsinya? Bagaimana cara kerja sistem common rail? Semua hal tersebut akan dibahas pada artikel berikut ini.

Fungsi Sistem Injeksi Common Rail

Sistem injeksi common rail sebenarnya sama dengan sistem injeksi lain pada motor diesel. Berikut merupakan fungsi sistem common rail:

1. Menyediakan bahan bakar untuk mesin
2. Memberikan tekanan ke bahan bakar agar dapat diinjeksikan
3. Mendistribusikan bahan bakar bertekanan ke masing-masing silinder
4. Mengatur injeksi bahan bakar dengan jumlah dan timing sesuai kebutuhan mesin

Komponen Sistem Common Rail dan Fungsinya

Pada sistem injeksi common rail terdapat beberapa komponen. Berikut merupakan komponen sistem injeksi common rail dan fungsinya.

Tangki Bahan Bakar atau Fuel Tank

Tangki bahan bakar merupakan salah satu syarat wajib pada sistem bahan bakar injeksi motor diesel yang memiliki fungsi untuk menampung bahan bakar. Secara konstruksi setiap tangki bahan bakar adalah sama yang mana terdapat sparator untuk mencegah bahan bakar tumpah ketika mendapat goncangan.

Filter Bahan Bakar atau Fuel Filter

Fuel filter atau filter bahan bakar merupakan salah satu komponen pada sistem injeksi bahan bakar yang berfungsi untuk menyaring kotoran dan uap air yang ikut terbawa oleh bahan bakar.

Pre Suplay Pump

Pree suplay pump merupakan bagian dari sistem injeksi common rail yang memiliki fungsi untuk menyalurkan bahan bakar dari tangki ke high pressure suplay pump. Pre suplay pump biasanya terletak di tangki bahan bakar. Pada umumnya memiliki dua jenis yaitu tipe mekanik dan tipe elektrik.

High Pressure Pump

High pressure pump merupakan bagian dari sistem injeksi common rail yang memiliki fungsi untuk menaikkan tekanan bahan bakar dan menyalurkan bahan bakar bertekanan ke injektor melalui rail. Tekanan bahan bakar dinaikkan sebesar 160 MPa agar bahan bakar dapat terinjeksi secara sempurna. Didalam high pressure pump terdapat berbagai komponen seperti plunger, suction control valve, dan lain sebagainya. Suction control valve berfungsi untuk mengatur jumlah bahan bakar yang ditekan dan disalurkan oleh high pressure pump.

High Pressure Accumulator (Pipa Rail)

High pressure accumulator atau yang lebih dikenal dengan pipa rail merupakan bagian dari sistem injeksi common rail yang memiliki fungsi untuk menyimpan sementara bahan bakar bertekanan sebelum diinjeksikan ke ruang bakar oleh injektor. Selain itu pipa rail juga berfungsi untuk mencegah terjadi fluktuasi tekanan bahan bakar. Pipa rail didesain agar dapat menahan tekanan tinggi dari bahan bakar. Pipa rail terbuat dari baja tempa dengan diameter 10 mm dan panjang 280-600 mm. Selain itu terdapat empat luang untuk saluran ke masing-masing injektor.

Pressure Control Valve

Pressure control valve merupakan salah satu bagian dari sistem common rail yang memiliki fungsi untuk menjaga tekanan pada pipa rail agar selalu konstan atau tidak terjadi fluktuasi. Pada pressure control valve dilengkapi dengan rail pressure sensor yang memiliki fungsi untuk memeriksa dan mengatur tekanan bahan bakar didalam rail serta memberikan data input ke EDC atau electronic drivel control. EDC ini kemudian yang mengatur kinerja dari pressure control valve.

Injector

Injector merupakan bagian dari sistem common rail yang memiliki fungsi untuk menginjeksikan bahan bakar dengan jumlah dan dalam waktu atau timing yang sesuai dengan kebutuhan mesin. Injector terdapat beberapa komponen didalamnya yaitu electromagnetic servo valve, nozzle, valve control chamber, dan return line. Pada ujung injektor terdapat 6-8 lubang sebagai tempa keluarnya injeksi bahan bakar.

Electronic Driver Control (EDC)

Electronic driver control merupakan salah satu komponen pada sistem common rail yang memiliki fungsi untuk mengontrol sistem injeksi agar sesuai dengan kebutuhan mesin. EDC sama seperti ECU pada mesin EFI bensin. EDC ini mengontrol dan memonitor seluruh sistem injeksi dengan menyesuaikan data yang didapatkan dari berbagai sensor yang ada pada mesin.

Sensor-Sensor

Sama seperti sistem injeksi motor bensi atau yang lebih dikenal dengan EFI, pada sistem common rail juga memiliki berbagai sensor yang berfungsi untuk mendeteksi kondisi mesin secara keseluruhan. Data-data ini kemudian dikirimkan ke EDC untuk diolah dan hasil olahan akan dikirimkan ke berbagai aktuator seperti pressure control valve dan injector untuk menginjeksikan bahan bakar sesuai dengan kebutuhan mesin. Berikut merupakan sensor-sensor yang ada pada sistem common rail:

• Rail Pressure sensor untuk mendeteksi tekanan bahan bakar yang ada di rail.
• Crankshaft speed sensor berfungsi untuk mendeteksi kecepatan yang dihasilkan oleh poros engkol.
• Camshaft sensor berfungsi untuk mendeteksi posisi camshaft.
• Accelerator pedal traveler sensor berfungsi untuk mendeteksi sudut yang dihasilkan dari penekanan pedal gas.
• Bost pressure sensor berfungsi untuk mendeteksi tekanan udara yang dihasilkan pada intake manifold.
• Coolant temperature sensor berfungsi untuk mendeteksi temperature air pendingin.
• Air temperature sensor berfungsi untuk mendeteksi temperatur udara masuk.
• Air mass meter berfungsi untuk mendeteksi massa udara yang masuk.

Komponen Tambahan

Pada sistem common rail terdapat beberapa komponen tambahan yang memiliki fungsi untuk menunjang kinerja dari sistem common rail. Berikut merupakan beberapa komponen tambahan pada sistem common rail:

• Pressure limiter valve yang memiliki fungsi untuk membatasi tekanan pada pipa rail agar tidak berlebihan. Pressure limiter valve biasanya dihubungkan langsung ke pipa pengembali. Tekanan yang diizinkan pada rail yaitu 1500-1800 bar.
  
• Flow limiter memiliki fungsi untuk mencegah terjadinya injeksi berlanjut saat terjadi gangguan pada salah satu injektor membuka terus. Flow limiter akan menutup saluran ke injektor saat bahan bakar selesai keluar dari pipa rail.

Cara Kerja Sistem Common Rail

Pada dasarnya sistem common rail dibagi menjadi tiga yaitu skema low pressure, high pressure circuit, dan EDC with sensor. Berikut merupakan cara kerja sistem common rail:

Sistem Low Pressure Circuit

Pada sistem low pressure circuit bahan bakar dialirkan dari tangki bahan bakar menuju ke pre suplay pump → fuel filter → high pressure pump. Jadi pada sistem low pressure circuit fungsinya hanya untuk menghantarkan bahan bakar ke high pressure pump. Bahan bakar pada sistem low pressure circuit hanya memiliki tekanan rendah.

Sistem High Pressure Circuit

Pada sistem high pressure circuit merupakan sistem yang berfungsi untuk membangkitkan tekanan tinggi yang konstan dan menginjeksikan bahan bakar ke ruang bakar melalui injektor. Aliran bahan bakar pada high pressure circuit yaitu

High Pressure Pump → Pressure Control Valve → Rail → Rail Pressure Sensor → Saluran Tekanan Tinggi → Injector

Bahan bakar masuk ke dalam high pressure pump dalam keadaan tekanan rendah. Didalam high pressure pump ini bahan bakar dinaikkan tekanannya agar lebih mudah diinjeksikan. Bahan bakar bertekanan tinggi kemudian dialirkan ke pipa rail yang sebelumnya melewati pressure control valve untuk menyesuaikan tekanan didalam rail berdasarkan informasi dari EDC. Selanjutnya bahan bertekanan tinggi yaitu sekitar 1350-1800 bar disimpan terlebih dahulu sebelum diinjeksikan. Pada rail terdapat rail pressure sensor yang mendeteksi tekanan bahan bakar yang ada didalam rail. Kemudian diujung rail terdapat limiter pressure valve yang berfungsi untuk mengembalikan bahan bakar ke tangki apabila tekanan berlebih.

Saat EDC memberikan informasi kepada injector untuk menginjeksikan bahan bakar maka bahan bakar akan diinjeksikan dengan timing dan jumlah yang sesuai kebutuhan mesin. Jumlah dan timing dikontrol langsung oleh EDC. Diinjektor juga dilengkapi dengan saluran kembali untuk mencegah terjadinya tekanan berlebih.

Electronic Driver Control (EDC) dan Sensor-Sensor

Selain skema low dan high pressure circuit, didalam sistem common rail juga terdapat skema EDC dan sensor-sensor. EDC berfungsi untuk mengontrol dan memonitor sistem injeksi secara menyeluruh sedangkan sensor berfungsi untuk membaca data yang diukur yang nantinya akan dikirimkan ke EDC secara cepat dan tepat. Berdasarkan dari data-data sensor kemudian diolah dan dihitung agar mendapatkan komposisi penginjeksian yang tepat sesuai kebutuhan mesin.