Kontrol Tekanan Common Rail

Kontrol  Tekanan

a.     Kontrol Pada Sisi Tekanan Tinggi

Pada sistem mobil penumpang, tekanan rel yang diperlukan dikontrol pada sisi tekanan tinggi oleh sebuah katup kontrol tekanan (gambar 2a, 4 ). Bahan bakar tidak diperlukan untuk pengembalian aliran injeksi ke sirkuit tekanan rendah melalui katup kontrol tekanan.

Kontrol pada sisi tekanan tinggi diadopsi pada sistem common-rail yang pertama. Katup kontrol tekanan dipasang terutama pada rel bahan bakar.

b.     Kontrol Aliran Bahan Bakar Pada Sisi Isap

Cara lain pengontrolan tekanan rel adalah untuk mengontrol aliran bahan bakar pada sisi isap (Gambar 2b). Unit metering (10) yang disambungkan pada pompa tekanan tinggi memastikan bahwa pompa mengalirkan kuantitas bahan bakar yang tepat ke rel bahan bakar agar memelihara tekanan injeksi yang diperlukan oleh sistem. Jika terjadi kesalahan, katup relief tekanan (9 ) mencegah tekanan rel melebihi batas maksimum.

c.     Sistem Dua-Aktuator

Sistem dua-aktuator (Gambar 2c) mengombinasikan kontrol tekanan pada sisi isap melalui unit metering dan kontrol pada sisi tekanan tinggi melalui katup kontrol tekanan, dengan demikian menggabungkan keuntungan dari kontrol sisi tekanan tinggi dan kontrol aliran bahan bakar sisi isap.

3.     Injeksi Bahan-Bakar

Injektor menyemprotkan bahan bakar secara langsung ke dalam ruang bakar mesin. Injektor dilayani oleh aliran bahan bakar tekanan tinggi yang pendek yang dihubungkan dengan rel bahan bakar. Unit kontrol mesin mengontrol katup switching yang diintegrasikan pada injektor untuk membuka dan menutup nosel injektor. Waktu buka injektor dan tekanan sistem menentukan kuantitas bahan bakar yang dialirkan. Pada tekanan tetap, kuantitas bahan bakar yang dialirkan sebanding dengan waktu switching dari katup solenoid. Oleh sebab itu, tidak tergantung dengan kecepatan putar mesin atau pompa (berdasar waktu injeksi bahan bakar).

4.     Daya Hidrolik Yang Potensial

Tekanan injeksi maksimum saat ini 1600 bar dan pada masa depan akan meningkat menjadi 1800 bar. Sistem common-rail menghasilkan emisi gas buang yang rendah dengan memperkenalkan peristiwa awal-injeksi atau peristiwa banyak injeksidan juga memperlemah suara pembakaran.  Peristiwa banyak injeksi sampai dengan lima per siklus injeksi dapat dibangkitkan dengan menggerakkan secara cepat katup tombol beberapa kali.  Gerakan menutup jarum nosel dilakukan secara hidrolis untuk memastikan bahwa akhir dari injeksi adalah cepat.

5.     Pengaturan dan Kontrol

a.     Konsep Operasi

Unit kontrol mesin mendeteksi posisi pedal akselerasi dan status operasi mesin dan kendaraan atas bantuan sensor. Data yang dikumpulkan meliputi :

·         Derajat sudut dan kecepatan crankshaft

·         Tekanan rel bahan bakar

·         Tekanan udara pengisian

·         Udara isap, suhu pendingin, dan suhu bahan bakar

·         Massa udara (isap)

·         Kecepatan kendaraan, dsb.

Unit kontrol elektronik mengevaluasi sinyal masuk. Sinkron dengan pembakaran,  unit kontrol elektronik menghitung sinyal trigger untuk katup kontrol tekanan atau unit metering, injektor, dan  aktuator lain (misalnya katup EGR, aktuator turbocharger gas buang, dsb.). Waktu switching injektor, yang seharusnya singkat,  dapat dicapai dengan  menggunakan katup switching tekanan tinggi dan sebuah sistem kontrol spesial.

Sistem derajat sudut/waktu membandingkan waktu injeksi, berdasarkan data dari sensor crankshaft dan camshaft,  dengan keadaan mesin  (kontrol waktu). Kontrol elektronik diesel  (EDC)  membolehkan metering yang presisi dari kuantitas bahan bakar yang diinjeksikan.

b.     Fungsi Dasar

Fungsi dasar melibatkan kontrol presisi waktu injeksi bahan-bakar Diesel dan kuantitas bahan bakar pada tekanan referensi. Dengan cara ini, mereka memastikan bahwa mesin Diesel mempunyai karakteristik konsumsi bahan bakar yang rendah dan putaran mesin yang halus.

c.     Fungsi Koreksi

Sejumlah fungsi koreksi mampu untuk mengkompensasi toleransi antara sistem injeksi bahan-bakar dan mesin, yaitu :

·         Kompensasi aliran injektor

·         Kalibrasi tanpa aliran

·         Kontrol keseimbangan bahan bakar

·         Adaptasi aliran rata-rata.

d.     Fungsi Tambahan

Penambahan fungsi kontrol open-and closed-loop memiliki tugas mereduksi emisi gas buang dan konsumsi bahan bakar atau meningkatkan keselamatan dan kenyamanan.  Beberapa contoh adalah :

·         Kontrol dari resirkulasi gas buang

·         Kontrol tekanan naik

·         Kontrol penjelajahan

·         Immobilizer elektronik, dsb.

Mengintegrasikan EDC pada sistem kendaraan secara keseluruhan membuka sejumlah peluang baru, misalnya pertukaran data dengan kontrol  transmisi atau sistem pengaturan suhu AC.

6.     Konfigurasi Unit Kontrol

Secara normal unit kontrol mesin maksimum mempunyai hanya delapan langkah output untuk injektor, mesin lebih dari delapan silinder dipasang dengan dua unit kontrol mesin, yang dipasangkan pada jaringan ‘master/slave’ melalui high­speed CAN interface. Maka digunakan juga microcontroller yang berkapasitas lebih tinggi. Beberapa fungsi dialokasikan secara tetap pada unit kontrol spesifik (misalnya kontrol keseimbangan bahan bakar). Yang lain dapat dialokasikan secara dinamis ke satu atau unit kontrol lainnya sesuai dengan keadaan yang dituntut (misalnya untuk mendeteksi sinyal sensor).