Di artikel ini, kita akan membahas common rail pada mesin diesel melalui media video animasi ( bisa di lihat di akhir artikel). Mulai fungsi, cara kerja, hingga mengapa mobil-mobil diesel sekarang lebih memilih menerapkan common rail daripada konvensional.
Jadi common
rail, adalah mekanisme pada mesin diesel yang mengatur distribusi solar ke
dalam ruang bakar, secara elektronik. Jadi kalau pada mesin bensin, ada sistem
EFI, nah pada mesin diesel namanya common rail.
Lalu bagaimana cara kerjanya ? apa kelebihannya dibandingkan sistem yang biasa ?
Komponen dan Cara Kerja Common Rail
Kita bahas
dari komponennya dulu. Seperti sistem elektronik pada mesin lainnya, sistem
common rail terdiri dari tiga kelompok
komponen. Yakni sensor, ECU, dan aktuator.
Kelompok
sensor, merupakan komponen elektronik yang tugasnya mengumpulkan data. Data ini
diperlukan supaya solar yang diinjeksikan kedalam ruang bakar, volumenya bisa
pas dan timmingnya juga sesuai.
Sensor ini terdiri dari,
1.mass air flow sensor. Fungsinya buat ngukur seberapa banyak
volume udara yang masuk ke selang udara intake. Biasanya, sensor MAF juga
sepaket dengan intake air temperatur sensor untuk ngukur suhu udara intakenya.
2. throtle position sensor, ini fungsinya buat ngukur seberapa lebar katup gas terbuka.
3. manifold absolute pressure sensor, buat ngukur tekanan
didalam intake manifold. Sensor ini bakal tahu kondisi beban mesin. Jika
kevakuman MAP besar, maka mesin dalam posisi tidak terbebani. Namun jika
tekanannya mendekati 0, maka mesin sedang terbebani.
4. sensor CKP dan CMP. Kedua sensor ini berfungsi buat ngukur RPM mesin, dan buat tahu posisi top mesin. Jadi dengan kedua sensor ini, timming untuk menginjeksikan solar dapat diketahui.
5. sensor temperatur mesin, ini fungsinya buat tahu suhu mesin. Jadi apakah mesin diesel akan cold start atau tidak, bisa diketahui melalui sensor ini.
6. fuel
rail pressure sensor. Ini berfungsi untuk mengetahui tekanan injeksi sistem
bahan bakar common rail.
Itu sensor
utamanya, semakin modern mesin diesel biasanya sensor buat common rail juga
lebih beragam. Tapi secara umum, 8 sensor tadi yang paling diperlukan oleh
common rail.
Lalu
kelompok kedua adalah ECU atau elektronik kontrol unit. Pada beberapa mesin,
ada juga yang menyebutnya ECM atau engine control module. Intinya, ini adalah
komponen yang berfungsi untuk memproses informasi dari sensor. Jadi ke tujuh
sensor akan mengirimkan datanya masing-masing kedalam ECU ini. Lalu ECU akan
memprosesnya, untuk menghasilkan output berupa tegangan yang dikirimkan ke
aktuator.
Dalam hal
ini, ada tiga aktuator. Yakni fuel pump, high pressure pump, dan injektor.
Nah pada
common rail, ada dua pompa bensin. Yang pertama pompa tekanan rendah. Ini biasa
terpasang di dalam tangki. Fungsinya, Cuma buat naikin solar supaya mengalir ke
pompa tekanan tinggi. Nah karena fungsinya Cuma distribusi doang, maka
tekanannya nggak terlalu tinggi. dan karena tekanannya ngga terlalu tinggi
distribusi solar hanya menggunakan selang plastik. pompa ini bekerja secara
elektrik yang dikendalikan oleh ECU.
Sementara
pompa yang kedua, adalah pompa tekanan tinggi. sesuai namanya, pompa ini akan
menaikan tekanan solar hingga 2000 bar. Tekanan tinggi ini diperlukan pada
mesin diesel. Karena pembakaran pada mesin diesel, dapat terjadi salah satunya
karena solar mampu tersembur keluar lewat injektor saat langkah kompresi. Nah
karena kompresi mesin diesel juga sangat tinggi, maka tekanan solar harus jauh
lebih tinggi supaya solarnya bisa tersembur keluar.
Oleh sebab
itu, pompa tekanan tinggi ini diperlukan. Berbeda dengan pompa yang pertama,
pompa tekanan tinggi bekerja secara mekanis. Pompa ini terhubung dengan
camshaft mesin. Jadi, ketika mesin nyala, pompa ini otomatis bekerja.
Sekarang
bagaimana cara kerjanya ?
Saat kunci
kontak ON, pompa tekanan rendah akan hidup dengan durasi sekitar tiga detik.
Ini gunanya, untuk mendorong solar ke pompa tekanan tinggi, agar saat mesin
distart, tidak masuk angin. Saat mesin distart, pompa tekanan tinggi otomatis
bekerja. Akibatnya, tekanan solar di fuel rail hingga ke injektor naik drastis.
Di saat
yang sama, semua sensor akan bekerja dan masing masing mengirimkan data ke ECU.
ECU mengolah data sensor, dan outpunya tegangan ke injektor. Sehingga dalam
posisi fuel rail bertekanan tinggi, injektor terbuka pada timming yang tepat.
Terjadilah semburan solar dari injektor didalam ruang bakar.
Ini akan
memicu pembakaran sehingga mesin dapat menyala.
Lalu untuk
pengaturan RPM mesin bagaimana caranya ?
Kalau anda
lihat, disini memang ada katup gas. Tapi ini, Cuma ngatur seberapa banyak
volume udara yang masuk. Sementara untuk mengatur volume solar, harus dilakukan
dari sistem common rail itu sendiri.
Jadi ada
dua hal yang saling bersinergi. Pertama durasi pembukaan injektor. Semakin lama
durasinya, semakin banyak pula volume solar yang diinjeksikan. Kedua, besar
tekanan fuel rail. Semakin tinggi tekanan fuel rail, volume semburan solar juga
akan semakin banyak. Kedua faktor ini yang mengatur banyak sedikitnya volume
solar yang diinjeksikan.
Tapi
masalahnya, tekanan fuel rail itu berubah sesuai RPM mesin. Oleh sebab itu, ada
sensor fuel rai ini. Jadi fuel rail akan membaca tekanan solar secara real
time. Sehingga ECU tinggal menyesuaikan durasi pembukaan injektor agar solar
yang diinjeksikan tidak kurang dan tidak lebih.
Terakhir,
ada satu aktuator tambahan lagi. Yakni pressure valve control. Ini biasanya
terpasang pada pompa tekanan tinggi. apa fungsinya ? katup ini akan membalikan
sebagian solar kedalam tangki. Kenapa harus dibalikan ?
Ketika
deselerasi, RPM mesin cenderung masih tinggi tapi kebutuhan solar sedikit.
Otomatis, tekanan solar didalam fuel rail itu berlebih. Untuk menyesuaikannya,
katup ini akan terbuka. Sehingga tekanan didalam fuel rail bisa turun
menyesuaikan kebutuhan.
Siapa yang
mengontrol katup ini ? jelas ECU. Jadi nyawa dari common rail ini ada di ECU.
Sebagai otak dari sistem common rail, ECU mengatur semua perhitungan yang ada
secara real time. Sehingga jangan heran kalau mesin diesel common rail itu
terkenal efisien, lebih hemat dan emisinya lebih bagus. Karena memang suplai
solarnya dihitung menggunakan komputer secara real time.
Itulah penjelasan
tentang mesin diesel common rail. Semoga menambahh wawasan kita semua.