Basic Fuel System Manual Book

Basic Fuel System
Saat penginjeksian bahan bakar (Injection timing) tergantung pada tiga faktor yaitu:

1. Engine speed (rpm)
2. Engine load
3. Parameter-parameter engine.
ECM menentukan posisi TDC cylinder nomor 1 dari signal yang disediakan oleh crankshaft
position sensor. Input ini dipergunakan ECM untuk menentukan saat bahan bakar
disemprotkan terhadap posisi TDC dan meng-energize injector pada saat yang tepat.
Diagram Sistem Bahan Bakar Mechanical actuated Electronic Unit injector (MEUI/EUI)

Gambar 64 Diagram sistem bahan bakar electronic unit injector

Gambar diatas merupakan komponen diagram EUI. Sistem bahan bakar EUI menggunakan
supply bahan bakar bertekanan rendah dan kemudian menaikkan tekanan injeksi hingga
10,000 sampai 30,000 psi.
Sistem bahan bakar EUI merupakan sistem bahan bakar yang dikendalikan secara
elektronik. Injection pump (pompa injeksi), fuel line (saluran bahan bakar) dan nozzle yang
digunakan pada engine mekanikal telah diganti dengan electronic unit injector pada setiap
cylinder head. Solenoid pada setiap injector mengatur jumlah bahan bakar yang akan
disemprotkan oleh injector. Electronic Control Module (ECM) mengirimkan sinyal ke setiap
injector solenoid yang akan mengatur jumlah bahan bakar yang akan disemprotkan kedalam
setiap cylinder.
Komponen-komponen utama pada sistem bahan bakar EUI termasuk ECM, EUI injector,
wiring harness, sensor dan switch.

Page 51

Basic Fuel System
Sistem bahan bakar EUI juga termasuk juga sistem suplai bahan bakar bertekanan rendah
sekitar 25-60 psi yang diatur secara mekanis yang mengalirkan bahan bakar menuju injector.
Sistem bahan bakar tekanan rendah terdiri atas fuel tank (tangki bahan bakar), fuel transfer
pump, primary dan secondary fuel filter dan fuel pressure regulator.

Gambar 65 ECM Pada Engine 3406E

Otak pada engine elektronik adalah ECM. ECM berfungsi sebagai governor dan komputer
sistem bahan bakar. ECM menerima semua sinyal dari sensor-sensor dan mengirimkan arus
ke solenoid untuk mengatur timing dan engine speed.

Gambar 66 Fungsi ECM

ECM memiliki tiga fungsi dasar:

 Memberi tegangan untuk bekerjanya komponen-komponen seperti sensor dan
injector.

 Memantau sensor - sensor dan switch

 Mengatur engine speed dan tenaga

Page 52

Basic Fuel System

Mechanically Actuated Electronic Unit Injector menggunakan mekanisme rocker arm untuk
menekan tappet yang dibutuhkan untuk menaikkan tekanan fuel didalam unit injector.
Rocker arm digerakkan secara mekanis oleh camshaft dan untuk beberapa jenis engine
menggunakan perantara lifter dan push rod.

KOMPONEN UTAMA SYSTEM INJECTOR EUI
Lima komponen utama injector system EUI adalah :
1. Tappet

Page 53

Basic Fuel System
Tappet merupakan komponen injector yang terhubung dan tertekan langsung oleh
rocker arm. Pada tappet terdapat injector spring yang akan mengembalikan tappet
keposisi semula saat rocker arm tidak dalam posisi menekan.
2. Plunger
Plunger terhubung ke tappet dan akan bergerak naik turun untuk memompakan bahan
bakar.
3. Barrel
Barrel merupakan rumah plunger yang memiliki sebuah saluran masuk bahan bakar.

4. Cartridge Valve
Cartridge valve merupakan komponen yang mengatur saat dan jumlah bahan bakar
diinjeksikan.
Komponen cartridge valve adalah :
a. Solenoid
Solenoid merupakan komponen yang terdiri dari kumparan kabel listrik dimana saat
dialiri arus yang berasal dari ECM, akan timbul gaya magnet.
b. Armature
Armature merupakan mekanisme perantara yang akan tertarik kearah atas saat
timbul kemagnetan pada solenoid. Seperti terlihat pada gambar diatas secara
mekanis armature terhubung ke poppet valve.
c. Poppet Spring
Poppet spring terhubung ke poppet valve yang akan mengembalikan poppet valve
keposisi semula saat arus yang diberikan ke solenoid dihilangkan.

Page 54

Basic Fuel System
d. Poppet Valve
Poppet valve merupakan komponen yang membuka dan menutup saluran masuk bahan
bakar kedalam barrel .

5. Nozzle Assembly
Komponen nozzle assembly adalah :
1. Nozzle Spring
2. Nozzle Check
3. Nozzle Tip
Nozzle merupakan bagian yang akan mengatur tekanan dan pola penginjeksian bahan
bakar. Nozzle assembly terdiri dari nozzle check yang selalu tertekan oleh nozzle spring,
jarum ini akan mulai mengangkat dan membuka saluran penginjeksian pada nozzle tip
jika tekanan sudah mencapai 5000 Psi.

Page 55

Basic Fuel System

TAHAPAN PENGINJEKSIAN
Empat tahapan penginjeksian pada EUI system yaitu :
1. Pre-injection
2. Injection
3. Fill
4. Spill
PADA SAAT ROCKER ARM TIDAK MENEKAN INJECTOR, TAPPET SPRING MENJAGA INJECTOR
PLUNGER MEMANJANG. FUEL YANG BERTEKANAN SEKITAR 60 PSI DAPAT MENGALIR KE
INJECTOR MELALUI FILL/SPILL PORT, MELEWATI SOLENOID VALVE, MENUJU PLUNGER CAVITY.
Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa system EUI tergantung pada gerakan mekanis, pada
saat cam
berputar dan menekan rocker arm, Rocker arm menekan tappet dan plunger kebawah.
Ketika injector poppet valve terbuka, tekanan tidak akan timbul didalam barrel sehingga
solar kembali lagi ke fill/spill port.
Meskipun EUI system merupakan fuel system yang sangat bagus, masih terdapat
keterbatasan yaitu injection pressure sangat tergantung pada kecepatan komponen
mekanikal atau dapat juga dikatakan injection pressure sangat tergantung pada kecepatan
engine.

Page 56

Basic Fuel System

HYDRAULICALLY ACTUATED ELECTRONIC CONTROLLED UNIT INJECTOR (HEUI)

Sistem bahan bakar Hydraulic Electronic Unit Injector (HEUI) diperkenalkan pada engine
Caterpillar 3126 pada tahun 1995 dan kemudian digunakan pada engine 3408E/3412E dan
C-9 untuk meningkatkan fleksibilitas dalam pengaturan fuel delivery.
Engine Caterpillar EUI dan HEUI memiliki rancangan sistem elektronik yang mirip untuk
tujuan diagnostik. Pada modul ini akan difokuskan pada sistem aktuasi injeksi hidrolik dan
injector pada engine HEUI.

Gambar 67 Sistem Bahan bakar HEUI (Engine 3126B)

Sistem bahan bakar HEUI Caterpillar merupakan sistem bahan bakar yang diatur secara
elektronik. Injection pump, saluran bahan bakar dan nozzle yang digunakan pada engine
mekanikal digantikan dengan hydraulic unit injector pada setiap cylinder.
Komponen-komponen elektronik pada sistem bahan bakar HEUI mirip dengan yang
digunakan pada sistem bahan bakar EUI. Akan tetapi, pada sistem HEUI, injector tidak
digerakkan oleh camshaft.

Page 57

Basic Fuel System

Gambar 68 Hydraulic Pump Gp Engine 3408E/3412E

Pompa hidrolik tekanan tinggi yang menerima oli dari pompa pelumasan engine,
mengalirkan oli untuk menggerakkan aktuator pada setiap injector. Injector ini diberi sinyal
elektronik (sama halnya dengan sistem EUI) agar oli hidrolik bertekanan mengalir dan
menggerakkan fuel plunger.
Komponen utama pada sistem bahan bakar HEUI terdiri atas hydraulic actuation pump,
ECM, injector HEUI, harness, sensor dan switch.
Pada sistem bahan bakar HEUI juga terdapat sistem saluran bahan bakar bertekanan
rendah yang diatur secara mekanis yang mirip dengan sistem EUI.

Gambar 69 Injector HEUI Engine 3408E/3412E

Unit injector HEUI secara elektronik mirip dengan unit injector EUI. Injector diatur secara
elektronik oleh ECM tetapi proses penekanan saat injeksi dilakukan secara hidrolik. Sinyal
dari ECM akan mengatur membuka dan menutupnya solenoid valve. Solenoid valve
mengatur aliran oli hidrolik bertekanan tinggi menuju injector. Pengaturan jumlah bahan
bakar, timing dan injection actuation pressure (hydraulic supply pump pressure) dilakukan
oleh ECM.

Page 58

Basic Fuel System

GAMBAR 1

GRAFIK HEUI INJECTION PRESSURE
Keuntungan terbesar dari system HEUI adalah injection pressure-nya tidak tergantung
kepada engine speed. Injection pressure dikontrol antara batas tekanan minimum dan
maximum oleh HEUI system. Hal ini menghasilkan pengabutan bahan bakar yang sempurna
meskipun engine beroperasi pada rpm rendah sehingga emisi gas buang lebih bagus.

Page 59

Basic Fuel System

GAMBAR 2

IAP Control Valve & Pompa HEUI
IAP CONTROL VALVE DAN POMPA PADA ENGINE 3408/3412, C9 DAN 3126 MEMILIKI PRINSIP

DASAR YANG SAMA YAITU OIL YANG AKAN MENEKAN PLUNGER INJECTOR DIPOMPAKAN OLEH

POMPA HEUI DAN PENGATURAN TEKANAN OIL PADA SYSTEM HEUI DILAKUKAN OLEH IAP
CONTROL VALVE. PERBEDAAN DARI MASING-MASING POMPA DAN IAP CONTROL VALVE
HANYA DARI SEGI RANCANGAN.
Pompa HEUI engine 3408/3412 merupakan jenis variable displacement piston pump yang
diatur sudut swashplate oleh IAP control valve dan ECM sehingga diperoleh tekanan oil
yang bervariasi untuk menghasilkan proses pembakaran yang sempurna didalam silinder.
Pompa HEUI engine C9 merupakan jenis fix displacement piston pump yang dilengkapi
dengan sebuah mekanisme sleeve yang diatur oleh IAP control valve dan ECM untuk
memperoleh tekanan oil yang bervariasi untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna.
Pompa HEUI engine 3126 merupakan jenis fix displacement pump. Pengaturan tekanan oil
dilakukan dengan prinsip membuang aliran oil ke saluran drain melalui besarnya
pembukaan saluran drain oleh mekanisme IAP control valve.
Setiap jenis engine memiliki IAP control valve menggunakan sebuah proporsional solenoid
yang diberi arus oleh engine ECM. Pada saat besarnya arus menuju proporsional solenoid
dikurangi maka tekanan oil pada HEUI system turun dan begitu sebaliknya.

Page 60

Basic Fuel System

GAMBAR 3

PRINSIP KERJA HEUI SYSTEM

Perbedaan utama antara EUI dan HEUI adalah HEUI pump, IAP sensor, injection actuation
pressure (IAP) Control Valve dan injector digerakkan secara hydraulic. IAP control valve
berada pada HEUI pump yang berfungsi mengatur tekanan oil untuk menuju injector. IAP
sensor berada pada saluran high pressure oil dan memonitor tekanan aktual oil yang
dihasilkan IAP control valve, kemudian mengirim data tersebut menuju ECM. Data tekanan
oil aktual tersebut diolah oleh ECM dengan membandingkannya dengan desire injection
actuation pressure ( pressure yang diinginkan oleh ECM ). Berdasarkan data tersebut
pengaturan tekanan terjadi berdasarkan besarnya arus listrik yang dikirimkan oleh ECM
menuju solenoid IAP control valve.
Dapat disimpulkan bahwa ECM mengendalikan injection actuation pressure melalui signal
IAP control valve tergantung pada input signal dari sensor.

Page 61

Basic Fuel System

GAMBAR 4

Injector HEUI Engine
INJECTOR SETIAP MODEL ENGINE HEUI MEMILIKI RANCANGAN YANG BERBEDA NAMUN
PRINSIP KERJANYA TETAP SAMA. PROSES PENGINJEKSIAN BAHAN BAKAR PADA HEUI
ENGINE TERDIRI DARI LIMA TAHAPAN, YAITU :
1. Pre injection
2. Pilot injection
3. Delay
4. Main Injection
5. End of injection
Pilot injection adalah penyemprotan awal sejumlah kecil bahan bakar yang diselingi oleh
tenggang waktu tertentu (Delay) sebelum penginjeksian utama (main injection) dilaksanakan.
Pilot injection dimaksudkan untuk memberikan pembakaran awal supaya pada saat terjadi
main injection, bahan bakar terbakar dengan cepat dan sempurna.

Page 62

Basic Fuel System

Penggunaan HEUI 3408E/3412E Engine digunakan pada beberapa Caterpillar
Keuntungan HEUI Machine, antara lain:

• 769D / 771D / 773D Off Highway Trucks
• 988F / 990 Series II Wheel Loader
• D9R / D10R Track Type Tractor
• 631E / 637E / 651E / 657E Wheel Tractor Scrapers
• 24H Motor Grader

Keuntungan dari HEUI Engine adalah:
• Gas buang (exhaust gas) sangat bersih
• Pemakaian bahan bakar yang efisien
• Engine mudah hidup pada kondisi yang dingin
• Perawatannya mudah
• Menurunkan biaya operasional

Page 63

Basic Fuel System

3

HEUI Fuel System

Persamaan HEUI Gambar di atas menunjukkan beberapa komponen pada Fuel
System System
Electronic
dengan EUI Komponen electronic pada HEUI Fuel System hampir sama
dengan EUI System. Perbedaannya adalah pada HEUI
Engine Injector tidak digerakkan oleh Camshaft.

Hydraulic Pump High Pressure Hydraulic Pump, yang mendapatkan Oli dari
menaikkan tekanan oli Engine Lubrication Pump, dapat menaikkan tekanan oli
sampai maksimum 22800 kPa (3300 psi). Tekanan oli ini
diatur oleh ECM. Aliran oli langsung menggerakkan masing-
masing Injector.

Masing-masing Injector mendapat sinyal electronic supaya

Injector menghasilkan tekanan oli hidraulik yang tinggi untuk meng-

gerakkan Intensifier Piston sehingga Fuel Plunger dapat me-

ngabutkan bahan bakar.

Page 64

Basic Fuel System
1

2

7
3

5
4

6

4

7 Komponen Utama Gambar di atas menunjukkan ada 7 komponen utama pada
1. Hydraulic Supply HEUI Engine:

• Hydraulic Supply Pump Group terdiri dari:

5. Injector • Speed/Timing Sensor
6. Temperature • Injector
• Temperature Sensor
Sensor • Pressure Sensor
7. Pressure
Sensor

Cat Data Link memberikan komunikasi dua arah antara HEUI

System dengan electronic circuit pada Machine. Kabel Cat

Data Link juga berfungsi sebagai alat komunikasi antara

Engine dengan Service Tool.

Page 65

Basic Fuel System

Timing Wheel 10
Gigi 50/50
Gambar di atas adalah Timing Wheel ketika dilepas
Timing Mark dari
. Engine.

Pada Timing Wheel terdapat satu buah gigi yang memiliki
perbandingan 50% / 50% dan 23 buah gigi memiliki perban-
dingan 80% / 20%.

Gigi dengan perbandingan 50/50 digunakan oleh ECM seba-
gai titik referensi/acuan untuk menentukan posisi dari Engine
Fuel Timing.

Timing Mark “H” pada bagian belakang dari Timing Wheel
digunakan sebagai tanda pada saat pemasangan gigi, ini
dimaksudkan agar tepat dengan gigi yang ada di Crankshaft.

Page 66

Basic Fuel System

15

Lubrication Oil Pump • Terletak di dalam Oil Pan. Pompa men-supply oli ! 65
psi ke Engine Oil Gallery untuk pelumasan Engine
dan input dari HEUI Pump.

• Jenis pompa ini adalah gear type.

• Mempunyai Relief Valve di dalam pompa itu sendiri.

Page 67

Basic Fuel System

Timing Calibration 16
Sensor
Timing Calibration Sensor dipasang apabila kita akan
melakukan Timing Calibration dengan menggunakan ET.
Pada Machine tertentu Sensor ini sudah terpasang pada
Flywheel Housing.

Page 68

Basic Fuel System

1 2
17

Water Separator Pada High Pressure Fuel System yang mencapai 22.000 psi,
kualitas bahan bakar sangatlah penting. Adanya
2 Micron Secondary kandungan air pada bahan bakar dapat mengakibatkan
Fuel Filter timbulnya karat pada Plunger dan Barrel. Water Separator ini
adalah Primary Fuel Filter dengan daya saring 30 micron.
Perawatan dan
Penggantian Water Dengan alasan tertentu pada HEUI Engine, Filter 2 micron
Separator harus dipakai.
Celah antara Plunger dan Barrel pada Injector adalah
5
micron.

Tidak diperbolehkan mengisi Fuel Filter pada saat
peng- gantian
Water Separator di-drain airnya setiap hari dan penggantian-
nya setiap 500 jam.

Page 69

Basic Fuel System

18

Komponen Komponen Electric: Komponen Mekanis:
HEUI Engine
• ECM • Hyd. Supply Pump Gp.

• PM • Pump Control Valve

• Timing Calibration Conn. • Compensator Valve

• HEUI Pressure Sensor • Cold Start Reservoir

• Hydraulic Temp. Sensor • Check Valve

• Primary Speed/Timing • Fluid Manifold

Sensor • Water Separator
• Secondary Speed/timing • Secondary Filter

Sensor • Transfer Pump
• Coolant Temp. Sensor • Press. Regulator Valve
• Atmospheric Press. • Injector

Sensor • Jumper Tube
• Turbo Inlet Press. Sensor • Injector Oil Ada
• Turbo Outlet Press. Sensor

• Oil Pressure Sensor

• Fuel Temperature Sensor

• Coolant Flow Switch

• Machine Interface Conn.

• Engine & Machine

Ground Bolt

• Data Link Connector

• Throttle Position Sensor

• Shut down Switch

Page 70

Basic Fuel System

Electronic Control 20
Module
Fungsi ECM adalah sebagai governor dalam Fuel
System yang bekerja secara computerizes. ECM menerima
sinyal dari semua sensor untuk menghidupkan Injector
Solenoid dan mengatur Timing dan Engine Speed.

ECM yang terdapat pada gambar ini adalah ADEM II
(Advance Diesel Engine Management generasi ke 2).

ECM dapat ditukar-tukar pada berbagai aplikasi Machine.
Penggantian ECM adalah langkah yang terakhir
dalam troubleshooting sesudah komponen input dan
output-nya benar-benar dipastikan dalam kondisi bagus.

Page 71

Basic Fuel System

21

Personality Module Personality Module merupakan software dimana didalamnya
berisi informasi Fuel Setting untuk, antara lain Horsepower,
Torque Rise dan Air/Fuel Ratio Control sehingga menentukan
bagaimana Engine itu beroperasi.

Dua metode Ada dua metode untuk meng-update Software PM yaitu :
meng- upgrade
Software • Flash Programming
• Mengganti PM

Page 72

Basic Fuel System

Unit Injector 22

Fuel Injection
Sistem elektrik pada 3400E HEUI Engine sama dengan
3500B EUI Engine. Yang berbeda adalah cara penekanan
Injector-nya, yaitu dilakukan secara hidrolis.
Sinyal listrik dari ECM hanya digunakan untuk membuka dan
menutup Injector Solenoid.
Solenoid Valve mengatur aliran oli hidrolik yang bertekanan
ke dalam Injector.
Jumlah bahan bakar yang terbakar di ruang bakar
tergantung pada berapa lama Solenoid dialiri arus (energized).
Sedangkan timing dari Injector ditentukan oleh kapan
Solenoid itu mulai diberi arus (energized).

Injector Solenoid bekerja pada 105 Volt DC. Hati – hati
pada saat Engine hidup.

Page 73

Basic Fuel System

23

Injector Testing Ada beberapa pengujian untuk menentukan Injector atau
Cylinder nomor berapakah yang bermasalah, antara lain:

• Injector Solenoid Test

Pengujian ini dapat dilakukan pada saat Engine mati

dan
kunci kontak „on’.
Pengujian ini dapat dilakukan secara otomatis dengan
menggunakan ECAP / ET.
Pengujian ini digunakan untuk mengetahui kondisi
Solenoid (bagus, short atau
open).

• Cylinder Cut Out (Manual Test)
Pengujian ini dilakukan pada saat Engine running
pada
berbagai macam kecepatan. Injector dapat dimatikan
satu atau lebih pada saat yang bersamaan. Pada
pengujian ini kita memantau suara Engine atau Injection
Duration.

• Automatic Injector Test

Pengujian ini dilakukan pada saat Engine running dan ET

dapat secara otomatis mematikan Injector satu

persatu dan nilai nominal dari Injection Duration dapat

ditam- pilkan.

Page 74

Basic Fuel System

25

Pengaturan jumlah Ada 4 input yang mengatur jumlah Bahan Bakar:
Bahan Bakar
1. Engine Speed
Input dari Timing dan 2. Injection Actuation Pressure
Jumlah Bahan Bakar 3. Throttle Position
4. Boost Pressure (tekanan udara pada inlet manifold).

Tiga variable yang menentukan jumlah dari bahan bakar dan
timing:

1. Awal penyemprotan bahan bakar menentukan Timing
2. Injection Duration (lamanya Injector menyemprotkan

Bahan Bakar).
3. Injection Actuation Pressure.

Page 75

Basic Fuel System

26

Speed Timing Terdapat dua buah Speed Timing Sensor yaitu Primary
Sensor dan Secondary dimana fungsinya yaitu:

1. Mengukur Engine Speed
2. Mengukur Timing Engine
3. Menentukan lokasi dari TDC pada Cylinder

Pemasangan Sensor Keluarkan Slip Head dari Speed Timing Sensor dan pasang
sehingga menyentuh dari Timing Wheel. Pada saat Engine
hidup Speed Timing Sensor akan menyesuaikan celah/jarak
antara Sensor dengan Timing Wheel secara otomatis.

Page 76

Basic Fuel System

27

Primary Sensor Primary Speed/Timing Sensor yang terletak di sebelah kanan
Engine mengukur kecepatan Engine untuk Governor dan
Secondary posisi Crankshaft untuk Timing serta pengenalan nomor
Speed Cylinder.
Timing Sensor
Power Supply Secondary Speed/Timing Sensor yang terletak di sebelah
kiri
Engine berfungsi apabila Primary Speed/Timing Sensor rusak.

ECM mengirim Supply Power ke Primary dan Secondary
Speed Timing Sensor sebesar 12,5 + 1
Volt

Page 77

Basic Fuel System

Timing Wheel 28

Timing Wheel mempunyai 24 gigi. 23 gigi diantaranya
mempunyai lebar gigi 80% / 20%.
Satu gigi mempunyai gigi yang sama besar yaitu 50% / 50%.
Gigi yang satu ini digunakan untuk menentukan lokasi TDC
pada Cylinder no. 1.

Page 78

Basic Fuel System

29

Output Sensor Speed/Timing Sensor dipasang pada posisi vertical
terhadap gigi dari Timing Wheel.

Pergerakkan gigi terhadap sensor menghasilkan sinyal PWM
untuk keperluan Timing dan menghasilkan sinyal frequency
untuk mengukur Engine Speed.

Selama Engine beroperasi normal, Primary Speed/Timing
Sensor-lah yang memberikan sinyal untuk keperluan
speed dan timing dari Engine.

Sedangkan Secondary Speed/Timing Sensor akan bekerja

apa- bila ada kerusakan pada Primary Speed/Timing

Sensor atau ada problem yang intermitten untuk menjaga

agar Engine tidak mati mendadak.

Page 79

Basic Fuel System

32

HEUI Engine memproteksi Engine secara elektronis
terhadap beberapa hal:

• Maximum Horse Power
• Torque Limit
• Fuel Ratio Control
• Cold Mode Limit
• Cranking Limit
Selain itu HEUI Engine juga akan men-derate bahan bakar
(derate power) pada kondisi:
• Automatic Altitude Derate (karena ketinggian tempat

dimana Engine beroperasi)
• Automatic Filter Compensation (pada saat Air Filter

buntu).
• Engine Warning Derate (ada beberapa

peringatan pada CMS yang menyebabkan Engine
power derate).
Juga dengan adanya kehilangan Boost Pressure (menilai
0 psi) Engine Power akan di-derate sebanyak 50 – 60 %.
Dengan adanya kelebihan panas pada bahan bakar,
tenaga
Engine juga akan di-derate sebanyak 5%.

Page 80

Basic Fuel System

Fuel System yang akan dibahas di sini adalah HEUI Engine
Fuel System khususnya 3408E dan
3412E. Arti warna pada gambar Fuel
System:
Pada Sirkuit Hydraulic & Lubrication

• Merah: Oli dengan tekanan tinggi.
• Merah putih strip – strip: Tekanan oli yang diturunkan

(reduced oil Pressure).
• Coklat: Tekanan oli pelumasan
• Hijau: Tekanan oli yang kembali ke Tangki (return).
Pada Sirkuit Bahan Bakar
• Merah: Bahan Bakar bertekanan tinggi (High Pressure

Fuel)
• Merah putih strip-strip: Tekanan Bahan Bakar dari

Transfer Pump.
• Hijau: Tekanan Bahan Bakar yang kembali menuju

Tangki (return)

Page 81

Basic Fuel System

34

Lubrication Pump Pada HEUI Engine, Lubrication Pump mempunyai dua fungsi

Cold Start Oil yaitu:
Reservoir • Memberikan oli untuk pelumasan komponen Engine
• Memberikan oli ke HEUI Pump (Charge Pump).
High Pressure Oil
Low Pressure Fuel HEUI Pump mempunyai Cold Start Reservoir yang fungsinya
mencegah kavitasi pada saat Engine mulai hidup dan
Fuel Temperature Lubrication Pump belum memberikan jumlah oli yang cukup
Sensor ke HEUI Pump.
Pada Reservoir terdapat 2 sensor yaitu Engine
Lubrication
Pressure Sensor dan Engine Oil Temperature
Sensor.

Selama operasi normal, tekanan oli pada High Pressure
adalah antara 725 psi – 3100 psi. Pada saat Engine hidup

tekanan tersebut harus terjadi pada Fluid Manifold di Injector.

Bahan bakar mengalir dari Tanki ke Water Separator – Fuel
Transfer Pump – ECM (mendinginkan) – Secondary Fuel
Filter – Injector. Pressure Regulating Valve mempertahankan
tekanan bahan bakar sebesar 45 psi – 60 psi.

Fuel Temperature Sensor dipasang pada Fuel Supply System

untuk mengkalkulasi kehilangan tenaga karena suhu dari

bahan bakar yang bervariasi.

Page 82

Basic Fuel System

35
Sistem Operasi Hydraulic Unit Injector
High Pressure Hydraulic Oil mengirimkan oli ke masing-
masing Injector melewati Jumper Tube.
“Viton” o ring seal dipasang pada sambungan antara Injector
dengan Fluid Manifold.

Page 83

Basic Fuel System

36

Bahan bakar bertekanan rendah masuk ke dalam
Injector
lewat lubang pada Fluid Supply Manifold.

Bahan bakar yang masuk ke masing-masing Injector
dipisahkan dari Combution Chamber dan daerah di bawah
Valve Cover dengan O-ring seal.

Untuk mencegah masuknya gas dari Combution Chamber ke

dalam Fuel Supply antara Injector dengan Cylinder Head

maka dipasang Injector Sleeve yang merupakan metal-to-

metal contact.

Page 84

Basic Fuel System 3
2

1

Fluid Supplay 37
Manifold
Gambar di atas adalah Fluid Supplay Manifold :

1. Hydraulic Supplay Passage
2. Lubrication Supplay Passage
3. Fuel Supplay Passage

Page 85

Basic Fuel System

38

Pemasangan Injector Prosedure dalam pemasangan Injector pada HEUI
Engine:

1. Bersihkan permukaan Injector, Injector Sleeve dan pasang
O-ring seal yang baru.

2. Lumasi O-ring seal dengan oli dan pasang Injector pada
Injector Sleeve.

3. Luruskan Injector sehingga siap untuk dipasang Injector
Clamp.

4. Pasang Injector Clamp dan kencangkan bautnya dengan
torque 47 + 9 Nm (35 + 7 Lb ft).

5. Pasang O-ring seal yang baru pada Jumper Tube dan
Rocker Arm Base.

6. Letakkan Injector Oil Adapter dan Jumper Tube pada
posisinya.

7. Pasang Allen Screw dan Hex Head Bolt dengan
diken- cangkan tangan. Jika Injector Oil Adapter
sebelumnya masih terpasang pada Injector, maka
kendorkan Allen Screw terlebih dahulu.

Page 86

Basic Fuel System
40

39

Pengencangan Injector Urutan pengencangan Injector (torque procedure):
1. Kencangkan Allen Screw dan Hex Head Bolt
dengan tangan sampai rapat.
2. Torque vertical Hex Head Bolt 5 + 3 Nm (4 + 2 Lb ft).
3. Torque horizontal Hex Head Bolt 5 + 3 Nm (4 + 2 Lb
ft).
4. Torque Allen Screw + 0. 2 Nm (10 + 2 Lb in).
5. Torque Hex Head Bolt 47 + 9 Nm (35 + 7 Lb. Ft).
6. Torque horizontal Hex Head Bolt dengan 47 + 9 Nm
(35 + 7 Lb ft).
7. Torque Allen Screw dengan 12 + 3 Nm (9 + 2 Lb ft).
8. Periksa semua kebocoran dengan cara meng-crank
Engine dengan status crank w/o pada posisi „on’.
Kemudian bandingkan antara Injection Actuation
Pressure dengan Desired Injection Actuation
Pressure.

CATATAN:
Gunakan Literature yang terbaru dalam melakukan
prosedur pengencangan diatas.

Page 87

Basic Fuel System

40

Injector de-energized Pada saat Injector de-energized, Poppet Valve berada pada
Injector energized posisi kiri karena adanya dorongan Spring. Poppet Valve
dihubungkan dengan Armature oleh Armature Screw. Ketika
Poppet Valve tertutup, Inlet Valve mencegah masuknya High
Pressure Oil ke Injector. Pada saat Exhaust Poppet Seat
terbuka hubungan antara Intensifier Piston Cavity terbuka
dengan udara luar (atmosphere).

Berpedoman pada semua sinyal yang masuk dari sensor,
ECM mengkalkulasikan jumlah dan timing bahan bakar yang
akan disemprotkan ke dalam ruang bakar.

Pada saat Solenoid energized maka timbul kekuatan magnet

yang dapat menarik Armature dan dapat menggerakkan

Poppet Valve. Poppet Valve bergerak melawan Spring,

sehingga membuka Inlet Seat dan menutup Exhaust Seat.

Hydraulic Pressure dari Hydraulic Supply Manifold melewati

Jumper Tube menuju Intensifier Piston.

Page 88

Basic Fuel System

Plunger 41

Adanya tekanan oli dari Supply Manifold menyebabkan
Intensifier Piston dan Fuel Plunger bergerak turun.

Gerakan turun dari Plunger menekan bahan bakar
yang terperangkap antara Plunger Face dan Nozzle Check
Seat.

Page 89

Basic Fuel System

Pengabutan Bahan 42
Bakar
Ketika tekanan bahan bakar yang terperangkap melebihi
Valve Opening Pressure (VOP) + 4500 psi maka Check Valve
naik dan bahan bakar masuk melewati lubang-lubang di
dalam Nozzle menuju ruang bakar. Pada akhir dari
penyemprotan Nozzle Check Valve menutup pada tekanan
300 psi.

Fungsi Reverse Flow Check Valve adalah mencegah induksi
pembakaran gas masuk kedalam Nozzle.

Page 90

Basic Fuel System

PRIME 43
Keunggulan
PRIME (Pre Injection Metering) adalah sistem yang menga-
tur spill port sehingga membatasi bahan bakar yang dialirkan
ke ruang bakar sebanyak 25% dari displacement
Fuel Plunger.
Berikut ini adalah tiga tahapan dari PRIME:

1. Injection Pressure mulai naik menyebabkan
gerakan awal dari Plunger.

2. Ketika PRIME rate shaping passage pada Plunger
terhubung dengan spill port dalam barrel, tekanan
akan turun menjadi di bawah VCP sehingga Fuel
masuk ke spill port.

3. Plunger terus turun sehingga bahan bakar yang
terperangkap bertekanan tinggi sehingga terjadilah
penyemprotan bahan bakar (injection).

Keunggulan dari PRIME adalah:
• Menurunkan emisi gas buang
• Menurunkan tingkat kebisingan
• Mengurangi keausan pada komponen Cylinder.

Page 91

Basic Fuel System

44
HYDRAULIC SYSTEM
Salah satu input dari Desired Injection Actuation Pressure
adalah Engine Speed.
HEUI Pump yang digunakan adalah Piston Pump dengan
Variable Displacement Control.

Page 92

Basic Fuel System

HEUI Pump 45

Prosedure Prosedur penggantian HEUI Pump:
penggantian
Setelah HEUI Pump yang baru terpasang dengan benar
Fuel Transfer Pump HEUI Pump harus di-priming agar pompa tidak overheating
Fuel Pressure karena kekurangan supply oli pada saat awal start.
Regulator
Prosedurnya adalah:

• Buka Plug dari Priming Port
• Isi Reservoir dengan oli apabila tidak memakai

Prelube System.

Pada bagian belakang dari HEUI Pump juga dipasang Fuel
Transfer Pump (gear type) dan di dalamnya ada Relief Valve
yang mempunyai setting antara 90 psi – 110 psi.

Tekanan Low Pressure Fuel System diatur oleh Fuel
Pressure
Regulator yang mempunyai nilai setting 45 psi – 60 psi.

Page 93

Basic Fuel System 1
2
4 3
5

6

Komponen HEUI 46
Pump
Berikut adalah nama-nama kompnen pada HEUI Pump:

1. Cold Start Oil Reservoir
2. Swashplate
3. Swashplate Pivot
4. Displacement Control Piston
5. Piston Pump (satu diantara tujuh)
6. Check Valve

Page 94

Basic Fuel System 2
1 3
11 4

9 5
10 6

7

8

Komponen pada 47
Compensator
Berikut adalah nama-nama bagian dari Compensator Valve:

1. Compensator Valve Assembly
2. Pressure Limiter Spool
3. Load Sensing Spool
4. Check Valve
5. Valve Base
6. Oil Supply dari Pompa
7. Pressure Limiter menuju Case Drain
8. Menuju Displacement Control Piston
9. Pump Control Valve menuju Case Drain
10. Transfer Pump Drive and Mounting
11. Pump Control Valve

Page 95

Basic Fuel System

48

Pada saat awal start Displacement dari HEUI Pump diatur untuk menjaga Desired
Injection Actuation Pressure yang dibutuhkan oleh Injector.
Pengaturan ini dilakukan secara Electro Hydraulic.

Displacement dari pompa bervariasi dari 00 sampai 15.50
(maximum angle). Pada saat Engine tidak hidup posisi
Swashplate berada pada posisi maksimum. Selama
beroperasi Displacement Control Piston mengatur posisi
Swashplate sesuai dengan flow yang dibutuhkan.

Pada saat awal start posisi Swashplate berada pada posisi
maksimum sampai tekanan di sistem mencapai 900 psi.

Page 96

Basic Fuel System

Posisi pada saat 49
start- up
Pada saat start-up oli dari HEUI Pump masuk ke dalam
Compensator Group dan Pump Control Valve energized
sehingga tekanan oli naik secara cepat. Load Sensing Spool
bergerak ke kanan sehingga oli dari Displacement Control
Piston tertutup ke Case Drain. Dan Swashplate pada posisi
sudut maksimum.

Drain Orifice pada bagian bawah Control Valve memberikan
hambatan yang kecil sehingga gerakan Valve menjadi sangat
halus.

Page 97

Basic Fuel System

50

Pada saat destroke Sesudah Engine hidup dan tekanan oli naik, ECM
akan mengirim sinyal ke Control Valve untuk menyesuaikan
Actual Injection Actuation Pressure dan Desired Injection
Actuation Pressure dengan cara mengatur arus yang masuk
ke dalam Control Valve Solenoid.

Pada saat destroke, ECM memutuskan arus ke Pump Control

Valve sehingga menyebabkan tekanan oli pada Spring

Chamber turun.

Page 98

Basic Fuel System

Upstroke 51
Pressure Limiter
Pada saat beban Engine naik Injection Actuation
Pressure yang dibutuhkan juga naik, sehingga ECM akan
menaikkan arus ke Solenoid Control Valve.

Jika Load Sensing Spool atau Pump Control Valve rusak,
untuk memenuhi kebutuhan Desired Pressure maka Pressure
Limiter Spool akan menurunkan sudut Swashplate sehingga
flow pompa akan turun. Setting dari Pressure Limiter Spring
adalah + 3700 psi.

Pada kondisi seperti ini tekanan dari Injection Actuation
Pressure akan berkisar pada 3600 psi – 3700 psi dan Check
Engine Lamp akan menyala

Page 99

Basic Fuel System

GAMBAR 5

Electronic Sensor dan Pengontrol System

Komponen sensor dan kontrol pada electronic engine EUI & HEUI hanya memiliki sedikit
perbedaan yaitu penambahan beberapa sensor dan solenoid pada system HEUI.
Jenis Sensor berdasarkan fungsi
Sensor merupakan komponen electronic yang sederhana, berguna untuk mendeteksi dan
mengubah informasi tekanan, temperatur, kecepatan dan gerakan mekanikal kedalam bentuk
sinyal listrik sehingga dapat terbaca oleh system kontrol. Ditinjau dari segi fungsi, secara umum
komponen Sensor terdiri dari lima kelompok utama yaitu :

1. Pressure Sensor
2. Temperature Sensor
3. Position Sensor
4. Speed Sensor
5. Water in-fuel Sensor (tambahan)

Page 100