Teknologi ACERT™ Pada Alat Berat Caterpillar

Alat berat Cat® meluncur keluar dari lini perakitan dengan teknologi engine yang terbaru. Model yang pertama kali dikirimkan adalah D8T.  Beberapa model lainnya mengikuti termasuk D9T, 365, 385, dan empat Truk Artikulasi.  Di akhir April, total 26 model alat berat telah tersedia!  Masing-masing alat berat ini menggunakan engine Caterpillar dengan Teknologi ACERT™, hasil riset dan pengembangan lebih dari $ 500 juta dan lebih dari 250 paten. Engine ini memenuhi peraturan emisi Tier 3 EPA Amerika Serikat yang mengatur alat berat non-jalan raya, yang berlaku pada tanggal 1 Januari 2005 untuk engine dengan daya 300 hingga 750 horsepower.

Teknologi ACERT adalah contoh lain mengapa Caterpillar terus menjadi pemimpin di Amerika Utara dalam engine jalan raya. Engine truk dengan Teknologi ACERT mencatat lebih dari 70 juta mil setiap hari. Faktanya, pabrik Caterpillar mengirimkan lebih dari 16.000 engine tersebut setiap bulan. Rekor jalan raya tersebut, digabungkan dengan pengalaman Caterpillar selama berpuluh tahun dalam bisnis non-jalan raya memiliki makna pelanggan akan terus menerima kinerja engine dan produksi engine yang terbaik.

Peraturan emisi untuk engine alat berat bukan hal yang baru. Peraturan pertama diberlakukan pada tahun 1996, dan peraturan Tier 2 menyusul pada tahun 2001. Standar tersebut dipenuhi dengan mengadaptasi teknologi yang ada, tetapi persyaratan Tier 3 yang agresif mengharuskan terobosan.
Caterpillar memperkenalkan Teknologi ACERT guna memenuhi peraturan EPA '04 untuk truk jalan raya. Sebelumnya, engine alat berat Caterpillar dengan Teknologi ACERT memulai pengujian lapangan di seluruh Amerika Serikat, Kanada, dan Eropa. Sekarang ada lebih dari 350 alat tersebut di lapangan. Secara total, semuanya telah bekerja lebih dari 520.000 jam. Alat berat ini bekerja pada berbagai aplikasi tipikal untuk peralatan Cat—dari konstruksi, tambang, hingga timbunan sampah. Dan alat berat tersebut bekerja dalam berbagai jenis kondisi. Satu traktor tipe track telah berhasil bekerja di proyek pembangunan jalan di ketinggian 8100 kaki.
Teknologi ACERT mencerminkan serangkaian penyempurnaan revolusioner dan bertahap yang dikembangkan oleh Caterpillar. Misalnya:

• Sistem bahan bakar memungkinkan beberapa injeksi di setiap siklus pembakaran. Sedikit bahan bakar diinjeksikan pada saat yang tepat untuk mencapai tujuan gabungan penghematan bahan bakar dan emisi yang lebih rendah.
   
• Sistem udara mutakhir menghasilkan udara yang lebih dingin dalam ruang pembakaran. Wastegate turbocharger memberikan respons ujung-rendah yang sangat baik. Selain itu, cylinder head aliran silang menyediakan jalur udara langsung ke engine. 

Insinyur Caterpillar bekerja dengan sekitar 125 variabel untuk menemukan keseimbangan yang optimal. Ada lebih dari 10 juta kombinasi pembakaran yang mungkin. Para insinyur ini tertantang oleh hubungan yang saling terkait antara (1) pengurangan emisi, (2) kinerja engine, (3) efisiensi bahan bakar, dan (4) ketahanan engine. Semuanya bukan sekadar tujuan pelengkap. Meningkatkan emisi, misalnya, dapat berpengaruh negatif pada efisiensi bahan bakar. Tujuan akhirnya tidak berbeda dari tujuan yang telah ditetapkan sejak Caterpillar didirikan—untuk memberi pelanggan biaya kepemilikan dan pengoperasian yang terendah, dan biaya terendah per unit material yang dipindahkan.

Read More

Fungsi Dan Cara Kerja Delivery Valve

Fungsi utama dari delivery valve adalah untuk mencegah aliran balik dan mengatur
tekanan sisa bahan bakar. Ketika plunger pada pompa injeksi telah mencapai posisi titik mati
atas, maka proses penginjeksian bahan bakar telah berakhir. Jika plunger dan pipa nozzle
(pipa dengan tekanan tinggi) dihubungkan secara langsung, maka bahan bakar yang
terdapat di dalam pipa nozzle akan terhisap ke arah pompa injeksi pada saat plunger
bergerak turun.

Jika hal ini terjadi maka akan berakibat terjadinya keterlambatan penginjeksian bahan bakar (akan terdapat jeda waktu yang cukup lama antara saat dimulainya pengiriman bahan bakar oleh plunger dengan saat dimulainya penginjeksian bahan bakar oleh nozzle) pada saat siklus berikutnya.

Untuk mencegah hal ini, maka dipasanglahj delivary valve diantara plunger dengan pipa nozzle. Delivery valve akan memutuskan hubungan antara plunger dengan pipa nozzle pada saat proses penginjeksian bahan bakar berakhir, untuk menghentikan seluruhnya aliran balik dari pipa.

Delivery valve juga berfungsi untuk mencegah adanya tekanan sisa pada pipa saat
penginjeksian berakhir. Tekanan sisa yang terdapat pada pipa nozzle jika dibiarkan akan
berakibat bahan bakar yang diijeksikan oleh nozzle tidak akan berhenti dalam waktu yang
tepat (terjadi keterlambatan waktu berakhirnya penginjeksian oleh nozzle).

Kejadian ini akan menimbulkan tetesan (dribbling) bahan bakar dan terjadinya penginjeksian kedua (secodary injection). Untuk mencegah hal ini, delivery valve akan mengatur tekanan sisa pada pipa
nozzle pada level yang tepat dengan cara menarik/menghisap bahan bakar tersebut. Proses penginjeksian bahan bakar akan berakhir pada saat retraction piston menutup lubang pada
valve seat.

Berakhirnya penginjeksian bahan bakar merupakan awal dari proses penarikan
bahan bakar (retraction). Pada proses retraction inilah terjadinya penurunan tekanan pada
pipa nozzle, sehingga proses penetesan bahan bakar (dribling) dan penginjeksian kedua
(secondary injection) dapat dicegah. Proses bekerjanya delivery valve dapat dilihat pada
gambar berikut ini.

Read More

Konstruksi Dan Proses Delivery Fuel Di Dalam Fuel Injection Pump

Sahabat teknisi, kembali lagi ke topik masalah engine, kali ini saya akan melanjutkan pembahasan pada postingan sebelumnya tentang fuel injection pump.
• Struktur dan cara kerja pompa injeksi tipe in-line
Semua model dari pompa injeksi bahan bakar pada dasarnya memilki struktur dan cara kerja
yang sama. Berikut ini akan ditunjukkan beberapa contoh struktur dan cara kerja dari beberapa
model pompa injeksi bahan bakar model A, model B, dan model P).

- Proses pengiriman bahan bakar
Rangkaian komponen yang terdiri atas plunger dan plunger barrel dinamakan dengan elemen pompa (pump element). Di atas telah ditunjukkan berbagai macam tipe pump element dari pompa injeksi bahan bakar.

Plunger akan bergerak naik dan turun untuk mensupali bahan bakar. Plunger bergerak naik dan turun setiap satu kali gerakan camshaft. Tingginya pergerakkan dari plunger selalu tetap (berdasrkan camlift).
Struktur plunger dan plunger barrel harus sangat presisi, sehingga mampu mengirimkan bahan bakar ke nozzle dengan tekanan yang cukup tinggi. Pergerakkan dari plunger ditunjukkan pada gambar di atas, baik pada pump element model A maupun model P memeilki prinsip kerja yang sama. Bahan bakar masuk dan keluar melalui lubang inlet/outlet port. Konstruksi plunger barrel tetap (fix) ke rumah pompa injeksi (pump housing). Plunger mengatur pengiriman jumlah bahan bakar (injection rate) dengan berputar. Perputaran dari plunger diatur oleh control rack (model A dan B) atau control rod (model P).

Read More

Pompa Injeksi Bahan Bakar (Fuel Injection Pump)

Pompa Injeksi Bahan Bakar (Fuel Injection Pump)

• Fungsi Pompa Injeksi Bahan Bakar
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.

• Lokasi Pompa Injeksi Bahan Bakar
Pompa injeksi bahan bakar (Fueli njection pump) pada diesel engine dengan susunan silinder tipe in-line biasanya terletak di bagian kiri atau kanan dari engine. Sedangkan pada V-engine biasanya diletakkan di tengah. Ada juga V- engine yang menggunakan dua buah pompa injeksi yang masing-masing diletakkan di bagian kanan dan kiri engine.

Pompa bahan bakar yang umum digunakan pada diesel engine putaran tinggi untuk
automobile dan mesin-mesin konstruksi adalah tipe jerk pump system. Jerk berarti bergerak ke
atas. Hal ini dikarenakan pompa ini menggunakan plunger yang bergerak ke atas pada saat
memompa bahan bakar ke ruang bakar engine.

Pompa injeksi bahan bakar tipe central diklasifikasikan ke dalam empat tipe, yaitu: tipe in-line,
distributor, V, dan parallel. Tipe in-line digunakan pada diesel engine kelas menegah dan besar, dimana plunger-nya disusun segaris dengan jumlah sesuai dengan banyaknya silinder. Tipe ditributor kadang digunakan pada diesel engine ukuran kecil, dimana pada tipe ini, bahan bakar disuplai oleh satu buah plunger yang melayani semua silinder. Pada tipe V, plunger-nya disusun dengan bentuk V.

Pada tipe parallel, dua buah in-line pump disusun secara parallel. Pompa injeksi bahan bakar tipe separate diklasifikasikan ke dalam dua tipe, yaitu: tipe single dan tipe unit injector. Pada tipe single, camshaft-nya digunakan untuk memompa bahan bakar. Sedangkan pada tipe unit injector, antara injection pump dan injection nozzle-nya dijadikan satu.

Read More

Fuel System Pada Engine Komatsu TIER 2

Fuel System

Sahabat teknisi, setelah pada posting-posting terdahulu kita sudah membahas mengenai komponen-komponen engine, sekarang saya akan sharing mengenai sistem-sistem apa saja yang ada pada engine itu sendiri. Untuk yang pertama, saya akan membahas mengenai fuel system.

Diesel Engine dapat beroperasi karena adanya pembakaran dalam ruang bakar sehingga
menghasilkan gerak putar. Pembakaran dilakukan dengan cara menyalurkan bahan bakar ke ruang
bakar ke ruang bakar. Proses penyaluran bahan bakar pada engine dinamakan fuel system, pada
prinsipnya sistem penyaluran bahan bakar setiap engine adalah sama. Di bawah ini merupakan basic
diagram fuel system pada engine komatsu:

Komponen utama fuel system terdiri dari:
− Fuel Tank berfungsi untuk menampung bahan bakar yang akan digunakan untuk proses pembakaran

− Feed Pump berfungsi mensupply bahan bakar ke pompa bahan bakar dengan tekanan rendah berkisar 1.2 - 2.6 kg/cm2.

− Fuel Filter berfungsi untuk menyaring kotoran yang terkandung di dalam bahan bakar.


− Fuel Injection Pump (FIP) berfungsi mensupply bahan bakar ke nozzle dengan tekanan tinggi (max 300 kg/cm2), menentukan timing penyemprotan dan jumlah bahan bakar yang disemprotkan.

− Nozzle berfungsi sebagai penyemprot dan pengabut bahan bakar yang dikirim dari FIP.

Read More

Basic Engine Component Part 13 ; Timing Gear Dan PTO Gear

Timing Gear
• Struktur dan Fungsi Timing Gear
Timing gear dapat diartikan sebagai gigi penghubung untuk mentransfer putaran crankshaft ke
perlengkapan engine yang membutuhkan tenaga putar. Jumlah gigi dan susunannya bergantung
pada model engine. Timing gear terdiri dari gigi penggerak yang berputar bersama crankshaft lewat
perantara idler gear. Komponen utama timing gear adalah cam gear, injection pump gear, accesory
gear ( cummins ), oil pump driving gear, balancer shaft gear dan crank pulley gear.

• Timing Mark
Timing gear dan injection pump driving gear menentukan valve timing dan injection timing. Untuk
memudahkan sudut crankshaft diset pada posisi piston top dan crankshaft gear, idler gear dan gigi
penggerak lainnya tandanya (timing marks) disesuaikan. Saat memasang timing gear harus
memperhatikan valve timing, injection timing dan balance shaft jika tidak tepat dapat menyebabkan
masalah pada engine dan performa menjadi tidak maksimal.

Putaran pada timing gear :
• Cam gear ………………...½ x putaran engine
• Injection pump ……………½ x putaran engine
• Balancer shaft …………… 2 x putaran engine
• Gigi penggerak lain tergantung kebutuhan


PTO gear
• Struktur dan Fungsi dari PTO Gear
PTO ( power take off ) gear digunakan untuk menggerakkan perlengkapan tambahan atau peralatan
kerja. Unit PTO gear ditempatkan di dalam flywheel housing di bagian belakang engine, putaran
crankshaft gear dipindahkan melalui idler gear ke drive gear PTO. Komponen utama PTO adalah
hydraulic pump, steering pump dan transmission pump. Pengambilan tenaga putar dari engine secara
langsung untuk menggerakkan perlengkapan kerja unit disebut RPCU (Rear mounted Power Control
Unit).

• Lubricating PTO Gear
Pelumasan PTO gear berasal dari transmission atau torque converter circuit yang dialirkan melalui
pipa ke bagian atas flywheel housing dan kemudian dibagi ke masing–masing PTO gear melalui pipapipa kecil. Saat melakukan testing engine tanpa pelumasan sebaiknya PTO system dilepas atau
melepas PTO idler gear.

Read More

Basic Engine Component Part 12 ; Tappet Dan Cam Follower

Sahabat teknisi, tappet dan push rod digabung dengan cam shaft, rocker arm dan valve disebut valve mechanism. Putaran camshaft dirubah melalui cam menjadi gerakan vertikal pada tappet yang selalu bersentuhan dengan cam. Push rod terbuat dari batang besi untuk mentransfer gerak vertikal dari tappet ke rocker arm. Tappet dan push rod diangkat oleh cam dan turunnya dengan tenaga spring.

Pergerakan tappet dan push rod sesuai dengan permukaan cam lift. Pada umumnya cam lift kurang lebih 10 mm. Tappet dan push rod selalu bergerak vertikal berulang-ulang dengan kecepatan tinggi. Valve mechanism untuk cummins engine memakai cam follower sebagai pengganti tappet.

Pada engine cummins engine four valve type. Setiap cam menggerakkan dua valve dibantu dengan
cross head untuk membuka atau menutup valve. Pengontrolan injeksi bahan bakar mekanismenya
sama dengan mekanisme valve. Pada engine Cummins type V, tidak memakai cam follower
mechanism tetapi menggunakan roller yang duduk dibawah setiap tappet. Sehingga persentuhan dari
garis ke garis pada permukaan cam dapat dipertahankan antara roller dan cam.

Read More

Basic Engine Component Part 11 ; Camshaft Dan Lubricating Camshaft

• Struktur dan Fungsi Camshaft
Camshaft terdiri dari cam gear sebagai penggerak, journal yang didukung oleh bushing dan cam
sebagai pengontrol terbuka dan tertutupnya valve. Cam shaft berfungsi untuk membuka dan
menutup valve intake dan valve exhaust sesuai timmingnya. Pada cummin engine cam shaftnya
dilengkapi dengan injector cam.

• Camshaft Bushing dan Thrust Bearing
Camshaft terpasang di dalam cylinder block dan didukung oleh bushing yang duduk pada journal.
Thurst bearing diantara cam gear dan journal pada piston nomor satu untuk melicinkan
gerakan shaft bila ada beban axial.

• Lubrication Camshaft
Oil dari pump dialirkan dengan tekanan melalui cylinder block atau main gallery kemudian masuk ke
cam shaft melalui lubang bushing journal. Bila mengganti bushing harus meluruskan kembali lubang
yang ada pada cylinder block dengan lubang yang ada di bushing.

• Lokasi Camshaft
Camshaft ditempatkan di cylinder head dan dilengkapi pengubah putaran dari crankshaft ke cam
shaft (gear). Type dari camshaft yang putaran camnya dihubungkan ke valve melalui tappet, push
rod dan rocker arm, akan terjadi inertia pada mecahnisme perantara dan membuat valve sulit
mengikuti kecepatan putar cam. Untuk menjamin berhasilnya kerja valve pada putaran tinggi dengan
cara mengecilkan jarak antara cam dengan valve atau dengan cara menempatakan camshaft pada
cylinder head (type OHC/Over head Cam) dan menempatkan camshaft diatas cylinder block (type
HC/High Cam). Pada umumnya pada kendaraan sport memakai type OHC dan DOHC (Double
Overhead Cam) yang dihubungkan dengan rantai atau belt sebagai penggeraknya.

Read More

Basic Engine Component Part 10 ; Vibration Damper Dan Balancer Shaft

Vibration Damper
Crankshaft selalu menerima gaya puntir pada saat tekanan pembakaran yang dihasilkan di dalam
cylinder diteruskan ke crankshaft sehingga menyebabkan bergetarnya crankshaft. Jika terjadi getaran
resonan antara getaran crankshaft dan getaran pembakaran akan membangkitkan getaran yang lebih
kuat dan dapat mengganggu gerakan crankshaft. Untuk mengatasi hal itu dipasangn vibration
damper. Type vibration damper ada yang berupa rubber damper dan viscous damper yang
menggunakan silicon oil high viscosity. Damper memafaatkan inertia dari pemberatnya dan inertia
dari crankshaft untuk mengimbangi getaran/vibrasi.

Balancer Shaft
Balancer shaft salah satu komponen yang digunakan sebagai peredam getaran engine. Balancer shaft
berupa dua buah yang ditempatkan sejajar di kanan dan kiri crankshaft dan putaranya dua kali
putaran crankshaft. Balancer shaft digunakan, untuk menghaluskan suara engine.

Konstruksi Balancer shaft terdiri dari dua shaft yang dipasang di bagian sisi bawah dari cylinder block yang didukung beberapa bushing. Tenaga penggerak dari balancer shaft diambil dari crank shaft gear dan diteruskan oleh idler gear dan diteruskan ke balancer gear. Balancer shaft bearing selalu mendapatkan beban gesek yang eksentrik dari shaft dan berputar dua kali lebih besar dari
crankshaft. Pemasangan shaft kanan atau shaft kiri harus menyesuaikan tanda pada gear shaft jika
terjadi kesalahan akan memperbesar vibrasi engine.

Read More

Basic Engine Component Part 9 ; FlyWheel Compartment

Sahabat teknisi, kali ini saya akan melanjutkan pembahasan mengenai komponen engine. Sekarang yang akan saya bahas adalah bagian paling belakang dari engine, yaitu flywheel.

• Flywheel
Flywheel terpasang di belakang carnkshaft dan diikat dengan bolt untuk mentransfer putaran engine
ke power train atau lainnya. Engine power dihasilkan di dalam combustion strock pada masing-masing cylinder yang menyebabkan terjadinya torque yang bervariasi pada crankshaft yang kemudian ditrasnfer ke fly wheel. Dengan adanya inertia yang besar pada flywheel, walaupun torque yang diterima crankshaft tidak sama, dapat diredam oleh fly wheel karena fly wheel dapat mengisi
kekosongan gerak putar dari crankshaft.

• Ring Gear
Ring gear terpasang melingkar pada lingkaran luar dari flywheel digunakan oleh starting motor untuk
memutar engine.

• Flywheel Housing
Fly wheel housing terpasang di bagian belakang cylinder block. Bracket bagian belakang engine
terpasang pada fly wheel housing dan digunakan untuk mounting engine ke chasis.

• Rear Seal
Rear seal terpasang pada flywheel housing untuk menyekat komponen yang bergerak pada
crankshaft. Ada dua jenis rear seal, single lip type seal dan double lip type seal. Dalam pemasangan
double lip seal jangan sampai lipnya terlipat keluar karena mengakibatkan oil bocor dan lip menjadi
rusak.

• Flywheel dan Flywheel Housing
Konsentrasi beban eksentrik pada crankshaft menimbulkan gaya sentrifugal pada saat berputar dan
membangkitkan vibrasi. Amplitude dari vibrasi menghasilkan secondary vibrasi jika frekwensi vibrasi yang terjadi sama dengan frekwensi pembakaran. Untuk meredam secondary vibrasi dapat dilakukan dua cara. Pertama menggunakan peredam vibrasi di bagian dalam engine dan peredam vibrasi di bagian luar engine ( bagian dari mounting engine ). Balancer shaft salah satu komponen yang digunakan sebagai peredam getaran engine.

Read More

Basic Engine Component Part 8 ; CrankShaft dan Main Bearing

Menginjak pada pembahasan berikutnya yaitu mengenai crankshaft.
• Struktur dan Fungsi Crankshaft
Crankshaft merupakan komponen yang menerima tenaga gerak dari piston. Crank shaft bersama
dengan connecting rod merubah gerakan naik/turun piston menjadi gerak putar. Crankshaft engine
dengan beban sedang didukung dua main journal pada setiap dua piston. Crankshaft engine dengan
beban berat didukung dengan dua main journal pada setiap satu piston.

Jumlah main journal pada crankshaft sama dengan jumlah piston di tambah satu. Main journal dan pin journal (crank pin) selalu menerima beban berat dan bervariasi dengan gesekan kecepatan tinggi. Karena itu crankshaft harus kuat dan tahan terhadap gesekan. Pada umumnya crankshaft dibuat dari besi tempa dengan carbon tinggi dan pengerasan dengan chrome ditambah molybdenum. Permukaan journal dikeraskan dengan induksi frekwensi tinggi.

Main Bearing dan Connecting Rod Bearing
Main bearing dan connecting rod atau biasa disebut dengan metal bearing terpasang dengan pas
pada masing-masing main journal dan crank pin journal. Bearing adalah yang mendukung langsung
pada bagian yang bergesekan dari crankshaft dan selalu menerima tekanan pada permukaannya dan
gesekan dengan kecepatan tinggi. Disamping harus tetap kedudukannya bearing juga harus memiliki
kekuatan yang besar dan dapat menyesuaikan.

Pada metal bearing terdapat oil groove yang tujuannya untuk membawa oli ke seluruh permukaan
bearing dan membuat pergerakan atau gesekan menjadi lembut. Selain itu, oil groove juga sebagai
penampung oli pada saat engine mati untuk menjaga persentuhan yang baik pada permukaan shaft.
Untuk menjaga kehalusan crankshaft bearing harus dibuat lebih lunak tetapi kuat dan permukaan
dapat menyesuaikan, dengan demikian bearing dibuat dari material yang berbeda untuk memenuhi
persyaratan diatas dan bearing ada yang mempunyai lebih dari dua jenis material.

Read More

Basic Engine Component Part 7 ; Connecting Rod

Kembali kagi ke pembahasan mengenai komponen-komponen engine, kai ini saya akan menjelaskan tentang Connecting Rod atau dalam bahasa bengkelnya biasa kita sebut Stang Piston.

• Fungsi dari Connecting Rod
Connecting rod menerima gerak reciprocating dari piston dan diteruskan ke crankshaft untuk dirubah
menjadi gerak putar. Connecting rod harus kuat menahan tekanan kompresi, tekanan pembakaran,
tegangan beban yang berulang-ulang dan beban bengkok yang disebabkan inertia dari piston dan
connecting rod pada putaran tinggi. untuk memenuhi kebutuhan diatas, connecting rod dibuat dari
special baja tempa dan mempunyai kekuatan special dalam batas kelelahan material. Saat memasang
connecting rod hati–hati jangan sampai terdapat guratan (cacat) khusus pada daerah melintang atau
daerah lekukan connecting rod, karena connecting rod selalu bekerja berat, beban yang berulangulang dan konsentrasi stress menyebabkan connecting rod mudah rusak.

• Connecting Rod Bushing
Bushing connecting rod selalu menerima benturan keras, sehingga bushing membutuhkan faktor
kelelahan yang lebih tinggi. Untuk memperkuat bushing dilakukan dengan memperbesar bidang
permukaan dan membuat double untuk mengurangi terjadi keausan. Bushing dibuat dari phospor
bronze, kombinasi dari timah dan bronze untuk menambah daya tahan dan tidak mudah aus.

• Connecting Rod Bolt
Bolt connecting rod untuk merapatkan connecting rod cap yang menghubungkan connecting rod
dengan crankshaft. Bolt selalu menderita beban tegangan tinggi yang berulang-ulang karena inertia
dari piston dan connecting rod. Olaeh karena itu pengencangan bolt kekencangan/torquenya harus
sesuai. Connecting rod assembly bergerak reciprocating dengan kecepatan tinggi sehingga bila
beratnya tidak tepat akan berpengaruh besar pada engine balancer. Berat connecting rod assembly harus sesuai dengan spesifik tolarace. Perbedaan berat antara connecting rod satu dengan lainnya di
dalam engine tidak boleh melebihi batas yang diizinkan.

Read More

Teknologi Engine Yang Dipakai Komatsu Saat Ini

Diesel engines boast such excellent features as reduced CO2 emissions to which global warming is widely attributed. However, diesel engines emit nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM), and concerns regarding their impact on the atmosphere and human body have fueled demand for the development of “clean” diesel engines that dramatically reduce these substances.

NOx is emitted during high-temperature combustion, while PM tends to be emitted when attempting to reduce NOx. This makes the reduction of both substances, while improving fuel efficiency, an immense technological challenge.

As shown on page 16, Tier III regulations for off road engines will be phased in from 2006 in such areas as the United States (Tier III) and Europe (Stage IIIA). The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) plans to implement Tier III regulations from 2006 that call for a 40% reduction in NOx compared with Tier II regulations. There is a strong emphasis on reduction of off-road diesel engine emissions from construction equipment, particularly for engines used in heavy-duty (high-revolution, high-load) operations,which is a main factor underpinning increased technological development targeting construction equipment.
Building on more than 70 years of experience in off-road engine development for construction and mining equipment, Komatsu is able to design high quality engines that optimize machine functionality by leveraging a wealth of accumulated technologies and expertise as an equipment manufacturer.

In meeting the deadline for implementation of these regulations starting from 2006, Komatsu will be gradually releasing a new Tier III (Stage IIIA)-compliant engine from 2005 that combines reduced NOx and PM emissions with improved fuel efficiency.There are several notable features to these engines as follows.

1. Heavy-Duty High-Pressure Common Rail (HPCR) Fuel Injection System

Komatsu incorporated a heavy-duty High-Pressure Common Rail (HPCR) fuel injection system in designated Tier (Stage) II diesel engines to achieve both NOx and PM reductions and better fuel efficiency.The newly developed engine will see further improvement in heavy-duty HPCR functionality and more widespread application.

Specific features of the heavy-duty HPCR fuel system are its ability to inject high-pressure fuel accumulated in the common rail into the combustion chamber, thus atomizing fuel spray and optimizing combustion for better fuel efficiency, lower emissions and higher performance. Another feature is its flexibility to maintain the optimal fuel injection volume, pressure and timing through precision electronic control. This results in near complete combustion, contributing to PM emissions reduction and dramatically improved fuel efficiency.
The heavy-duty HPCR fuel system also reduces engine noise by compartmentalizing injection in a multi-staged injection process and enables high low end torque on account of its high-precision fuel control and flexible, high-pressure capability regardless of engine speed.



Komatsu was among the first construction equipment manufacturers to apply HPCR technology to Tier (Stage) II engines. Given its ever-wider application in trucks and automobiles since 1995, especially in Europe, HPCR is virtually the global standard for trucks and automobiles. For Tier III (Stage IIIA) engines, the fuel system has been upgraded and fuel Heavy-Duty HPCR

injection pressure of up to 1,800 bars can be achieved compared with 1,400 bars for Tier (Stage) II engines. In addition, more durable supply pumps, injectors and systems are employed to withstand any harsh conditions around the world. The Komatsu heavy-duty HPCR fuel system is likely to become the global standard for off-road heavy-duty machinery in the near future.

2. Heavy-Duty Cooled EGR (Exhaust Gas Recirculation)


 
Komatsu is one of the front runners in the construction and mining equipment industry to use the heavy duty cooled Exhaust Gas Recirculation (EGR) system in medium and large engines, which is effective in lowering NOx without sacrificing fuel economy.In the heavy-duty cooled EGR system, a portion of gases emitted from the engine is cooled through the
EGR cooler, and it is diverted into the cylinder as inert gas. This feature reduces the concentration of oxygen in the combustion chamber, and thus, the combustion temperature and NOx. Further, this system can reduce NOx without retarding fuel injection
timing. Cooled EGR is considered the best technology for reducing NOx in diesel engines, and most of the leading engine manufacturers have employed cooled EGR with resounding success in engines that meet stringent on-road engine regulations since 2002.

Komatsu has developed the innovative high capacity heavy-duty Twin-Valve Cooled EGR system in light of the rugged and high-load usage of construction equipment and industry regulations. Key features include a Twin-Valve EGR system with intake air bypass for high-load and wider speed- range usage (patent pending); highly reliable and durable,high-precision electronic-controlled hydraulic twin valves; and a highly durable EGR cooler for operation in rough environments.



Komatsu took advantage of its long-established Heavy-Duty Cooled EGR engine technologies for construction equipment. Tens of thousands of hours of bench tests and field tests have been conducted to assure quality for maximum reliability and durability. In consideration of heavy duty usage and various conditions all over the world,Komatsu employed extra-thick, corrosion-resistant materials in the EGR cooler.

The cooled EGR technology is bound to become the global standard in construction equipment engines, and will undoubtedly be featured on the next Tier IV (Stage IIIB) line of engines.

3. Total Electronic Control

Komatsu has employed electronic controls in the new engine to enable total control over the equipment,such as variable horsepower control, hydro-static engine control and torque-converter engine control.Variable horsepower control, for example, selects the optimal fuel-consumption map and output of construction equipment in accordance with actual condi-
tions. This is the kind of technology that Komatsu, as a manufacturer of both engines and equipment, has the proven capability to develop.

4. Combustion Technology

Several improvements have been made in the combustion chambers for better air/fuel mixing and optimal combustion. For small engines, in addition to employment of HPCR technology, a four-valves-per-cylinder design is applied so that the fuel injection nozzle is placed in the center of the combustion chamber, enabling much greater optimal combustion.

5. Air-to-Air Charge Air Cooling

The air-to-air charge air cooling system is effective for lowering the charge air temperature to inhibit NOx emissions without sacrificing fuel economy.For this reason, more Tier III (Stage IIIA)-compliant engines will be fitted with this system.

In the years ahead, Komatsu will strive for technological innovation in further developing low-emissions engines in preparation for future environmental regulations, while providing global customers with products that are both ecological and economical.

via komatsu magazine

Read More

Proses Pembakaran Yang Terjadi Di Ruang Bakar

Jumlah energi panas yang terkandung di dalam udara ( gas ). Pada kondisi normal, setiap gas ( udara ), panas atau dingin, mempunyai jumlah energi  normal, setiap gas ( udara ), panas atau dingin, mempunyai jumlah energi panas yang dapat diukur. Udara yang terjebak di dalam silinder, jika dikompresi maka vulome ruangan akan berkurang. Pengurangan volume ini menyebabkan perubahan 2 kondisi. Misalkan : Udara yang terjebak di dalam silinder ditekan dengan kecepatan piston yang sangat pelan.

Pada kondisi tersebut temperatur udara di dalam silinder relatif tetap ( constant ) karena panas yang terjadi merambat melalui dinding silinder. Pada kondisi ini juga, tekanannya naik, tapi kenaikannya sesuai ( proportional ) dengan besarnya compression ratio. Hal ini disebut ISOTHERMAL compression ( temperatur konstan ).

Jika udara yang terjebak di dalam silinder, dikompresi dengan kecepatan tinggi, maka tidak ada kesempatan bagi panas yang timbul ( terkandung dalam udara yang terkompresi ), untuk merambat melalui dinding silinder, dengan jumlah besar. Sehingga temperatur naik dengan tiba - tiba. Dan akibatnya tekanan naik lebih tinggi dari tekanan yang dihasilkan oleh isothermal compression. Kondisi ini disebut dengan ADIABATIC compression

Gambar diatas, memberikan perbandingan antara isothermal compression dan adiabatic compression, saat temperatur udara 25 ºC tekanan 1 ATM, ditekan sampai 1/16 volume ( compression ratio : 16 ).Dengan kondisi isothermal compression, tekanan naik menjadi 16 ATM dan temperatur 25 ºC.

Dengan kondisi adiabatic compession, temperaturnya naik sampai 630 ºC dan tekanan naik sampai 49 ATM. Contoh diatas dianggap bahwa tidak ada  tekanan naik sampai 49 ATM. Contoh diatas dianggap bahwa tidak ada kebocoran udara, jika udara ( tekanan kompresi ) bocor, maka harga tersebut menjadi lebih rendah.

Pada pengoperasian engine yang sebenarnya, kebocoran tekanan kompresi dan panas tak dapat dihindari, sehingga di dalam kenyataan, kondisi yang seperti ini adalah termasuk kondisi antara isothermal compression dan adiabatic compression.

Engine yang berputar dengan kecepatan tinggi dinyatakan bekerja pada kondisi ADIABATIC COMPRESSION. Sebagai contoh, engine berputar 2000 rpm, setiap langkah compresi dilaksanakan selama 1,5/1000 detik. Jadi hampir tidak ada kesempatan untuk udara yang termampatkan, bocor keluar melalui valve atau ring piston. Panas akibat kompresi tidak dapat hilang dengan mudah karena engine adalah panas saat beroperasi dengan kecepatan tinggi. Tekanan dan temperatur saat kompresi berkisar 37 ATM - 40 ATM dan 410 ºC - 470 ºC.Pada waktu menghidupkan engine yang, masih dingin, kondisinya adalah lebih mendekati isothermal. ( Lihat gambar ).

Hal ini dikarenakan :
* Komponen engine menyerap panas hasil kompresi dengan cepat.
* Kecepatan kompresi masih rendah, sehingga udara yang terkompresi cenderung bocor.

1. Tekanan dan Temperatur




Udara adalah merupakan gabungan dari molukel - molekul oksigen, nitrogen dan elemen lainya. Yang memiliki 21% oksigen ( O2 ) dan 79% nitrogen (O2). Molukel - molekul tersebut dapat dilukiskan berbentuk bola yang tidak dapat dilihat, karena ukurannya sangat kecil. Jutaan molekul yang terkandung di udara, selalu bergerak  ke segala arah dan bertumbukan satu sama dengan lainnya. Kecepatan gerak molukel ini sangat dipengaruhi oleh temperatur lainnya. Kecepatan gerak molukel ini sangat dipengaruhi oleh temperatur. Semakin tinggi temperaturnya, maka semakin cepat gerak molukel tersebut.

2. Kerugian Mekanis.
Panas yang hilang untuk menggerakan alat - alat tambahan seperti water pump, oil pump dan kerugian mekanis, besarnya antara 5 -6 %.

3. Pumping Loss.
Pada saat piston bergerak turun, kevakuman terjadi di dalam silinder untuk memasukan udara dan hal ini merupakan suatu kerugian. Hal seperti ini juga terjadi pada langkah buang dan kompresi. Kerugian ini disebut pumping loss, besarnya sekitar 3 %.

Read More