C11 and C13 Engines for Caterpillar Built Machines Caterpillar

Ilustrasi 1	g01105705
(1) Sensor kecepatan/timing primer (2) Sensor kecepatan sekunder/timing (3) Injektor (4) Pompa bahan bakar (5) Filter bahan bakar sekunder 2 Mikron (6) Filter bahan bakar primer dan separator air (7) Tangki bahan bakar (8) Regulator tekanan bahan bakar (9) Sensor tekanan atmosfer (10) Sensor tekanan oli engine (11) Sensor temperatur cairan pendingin engine (12) Sensor temperatur udara masuk (13) Sensor temperatur bahan bakar (14) Sensor tingkat cairan pendingin engine (15) Sensor Posisi throttle (16) Konektor kalibrasi pewaktuan (17) SAE J1939 Data Link (18) Lampu Peringatan (19) Lampu diagnostik (20) Output yang dapat diprogram (21) Modul Kontrol Elektronik (ECM, Electronic Control Module) (22) Sakelar Kunci (23) Baterai (24) Rel suplai bahan bakar

Sistem injektor unit elektronik terdiri dari sistem berikut: sistem mekanis dan sistem elektronik. Sistem mekanis tersusun dari sistem suplai bahan bakar tekanan rendah dan injektor unit elektronik. Sistem elektronik memberikan kontrol elektronik menyeluruh terhadap semua fungsi engine. Sistem kontrol elektronik terdiri dari tiga tipe komponen berikut: input, kontrol, dan output.

Terdapat lima komponen utama di sistem bahan bakar injektor unit elektronik:

• Injektor unit elektronik

• Pompa pemindahan bahan bakar

• ECM

• Sensor

• Solenoid

Injektor unit elektronik menghasilkan tekanan injeksi bahan bakar hingga 207000 kPa (30000 psi). Injektor unit elektronik juga menyala hingga 19 kali per detik pada kecepatan tetapan. Pompa pemindahan bahan bakar menyuplai injektor dengan menarik bahan bakar dari tangki dan dengan memberikan tekanan pada sistem antara 60 dan 125 PSI. ECM merupakan komputer yang sangat kuat yang mengontrol semua fungsi engine yang utama. Sensor adalah perangkat elektronik yang memantau parameter kinerja engine. Parameter kinerja engine mengukur tekanan, temperatur, dan kecepatan. Informasi ini dikirim ke ECM melalui sinyal. Solenoid adalah perangkat elektronik yang menggunakan arus elektronik dari ECM untuk mengubah kinerja engine. Contoh dari sebuah solenoid adalah solenoid injektor.

Kontrol Elektronik

Sistem kontrol elektronik memberikan kontrol elektronik menyeluruh terhadap semua fungsi engine. Sistem kontrol elektronik terdiri dari tiga tipe komponen berikut: input, kontrol, dan output. Sensor memantau kondisi pengoperasian engine. Informasi ini dikirim ke ECM. ECM memiliki tiga fungsi utama. ECM memberikan daya untuk elektronik engine dan memantau sinyal input dari sensor engine. ECM berfungsi sebagai pengatur untuk mengontrol rpm engine. ECM menyimpan kerusakan yang aktif, kerusakan yang tercatat, dan kejadian yang tercatat. Modul personalitas adalah perangkat lunak di ECM berisi peta khusus yang menentukan daya, torsi, dan RPM engine. ECM mengirim arus listrik ke komponen output untuk mengontrol pengoperasian engine. Rangkaian kabel kendaraan menghubungkan ECM ke bagian kontrol engine dari rangkaian kabel kendaraan. Bagian kontrol engine mencakup komponen berikut.

• Transmisi

• Rem

• Sakelar kopling

• Sakelar PTO

• Data link

• Lampu periksa engine

• Lampu peringatan

• Sakelar retarder engine

• Speedometer

• Takometer

• Solenoid kipas pendingin

Daftar fitur berikut adalah bagian dari sistem kontrol elektronik:

• Strategi start dingin

• Tekanan oli

• Indikator peringatan temperatur cairan pendingin

• Kompensasi ketinggian otomatis

• Pewaktuan injeksi variabel

• Pengaturan kecepatan engine elektronik

Fitur ini menghasilkan kondisi berikut: kontrol kecepatan engine yang presisi, jumlah asap yang sedikit, start dingin yang lebih cepat, dan perlindungan engine internal.

ECM terdiri dari dua komponen utama berikut: ECM dan modul personalitas.

ECM merupakan sebuah komputer dan modul personalitas adalah perangkat lunak untuk komputer. Modul personalitas berisi peta pengoperasian. Peta pengoperasian menentukan karakteristik berikut dari engine:

• Horsepower

• Kurva torsi

• Rpm

• Karakteristik lain

ECM, modul personalitas, sensor, dan unit injektor bekerja sama untuk mengontrol engine. ECM, modul personalitas, sensor, dan unit injektor tidak dapat mengontrol engine secara sendiri-sendiri.

ECM menentukan rpm yang diinginkan berdasarkan pada kriteria berikut:

• Sinyal throttle

• Kode diagnostik tertentu

• Sinyal kecepatan kendaraan

ECM mempertahankan rpm engine yang diinginkan dengan mendeteksi rpm engine aktual. ECM menghitung jumlah bahan bakar yang harus diinjeksikan untuk mencapai rpm yang diinginkan.

Pewaktuan Injeksi dan Pengiriman Bahan Bakar

ECM mengontrol jumlah bahan bakar yang diinjeksikan dengan memvariasikan sinyal ke unit injektor. Unit injektor HANYA akan menginjeksi bahan bakar saat solenoid unit injektor dialiri arus. ECM mengirimkan sinyal 105 volt ke solenoid untuk mengalirkan arus ke solenoid. Dengan mengontrol pewaktuan sinyal 105 volt, ECM mengontrol pewaktuan injeksi. Dengan mengontrol durasi sinyal 105 volt, ECM mengontrol jumlah bahan bakar yang diinjeksikan.

Pewaktuan injeksi ditentukan berdasarkan rpm engine, dan data engine lainnya. ECM mendeteksi posisi tengah atas silinder nomor 1 dari sinyal yang diberikan oleh sensor kecepatan engine. ECM memutuskan kapan injeksi akan terjadi, relatif terhadap posisi tengah atas. ECM memberikan sinyal ke unit injektor pada waktu yang diinginkan.

Mekanisme Unit Injektor

Ilustrasi 2	g01092960
Contoh umum sistem bahan bakar Injektor Unit Elektronik. (1) Mur penyetel (2) Susunan rocker arm (3) Injektor unit (4) Pushrod

Unit injektor memberi tekanan pada bahan bakar. Jumlah bahan bakar yang benar kemudian diinjeksikan ke blok silinder pada waktu yang tepat. ECM menentukan pewaktuan injeksi dan jumlah bahan bakar yang dikirim. Unit injektor dioperasikan oleh camshaft lobe dan rocker arm. Camshaft memiliki tiga camshaft lobe untuk setiap silinder. Dua lobe mengoperasikan katup saluran masuk dan katup buang, sedangkan satu lobe lainnya mengoperasikan mekanisme unit injektor. Perpindahan gaya dilakukan dari lobe unit injektor pada camshaft melalui unit pengangkat ke pushrod (4). Gaya dari pushrod dipindahkan melalui rakitan rocker arm (2) dan ke bagian atas unit injektor. Dengan menggunakan mur pengatur (1), penyetelan unit injektor dapat disesuaikan. Rujuk ke Pengoperasian Sistem/Pengujian dan Penyetelan, "Unit Injektor Elektronik - Penyetelan" untuk setelan yang benar pada penyetelan unit injektor.

Injektor Unit

Ilustrasi 3	g01092963
(1) Solenoid (2) Tappet (3) Plunger (4) Barrel (5) Rakitan nozzle

Pengoperasian Injektor Unit Elektronik

Pengoperasian Unit Kontrol Elektronik (EUI, Electronic Control Unit) terdiri dari empat tahap berikut: Pra-injeksi, Injeksi, Akhir Injeksi dan Pengisian. Unit injektor menggunakan plunger dan barrel untuk memompakan bahan bakar tekanan tinggi ke dalam ruang pembakaran. Komponen injektor mencakup tappet, plunger, barrel, dan rakitan nozzle. Komponen rakitan nozzle mencakup pegas, pemeriksaan nozzle, dan ujung nozzle. Katup kartrid tersusun dari komponen berikut: solenoid, armatur, katup poppet, dan pegas poppet.

Injektor dipasang dalam lubang injektor di cylinder head yang memiliki saluran suplai bahan bakar yang terintegrasi. Selongsong injektor memisahkan injektor dari cairan pendingin engine dalam mantel air. Beberapa engine menggunakan selongsong baja nirkarat. Selongsong baja nirkarat dipasang ke cylinder head dengan press fit ringan.

Ilustrasi 4	g00942799
Pra-injeksi (A) Tekanan suplai bahan bakar (B) Tekanan injeksi (C) Komponen bergerak (D) Gerakan mekanis (E) Perpindahan bahan bakar.

Meteran pra-injeksi dimulai dengan plunger injektor dan tappet injektor di bagian atas langkah injeksi bahan bakar. Saat rongga plunger penuh dengan bahan bakar, katup poppet berada pada posisi terbuka dan pemeriksaan nozzle berada pada posisi terbuka. Bahan bakar meninggalkan rongga plunger saat rocker arm terdorong ke bawah pada tappet dan plunger. Aliran bahan bakar yang ditutup oleh katup penyearah nozzle tertutup mengalir melewati katup poppet terbuka ke saluran suplai bahan bakar di cylinder head. Jika solenoid dialiri arus, katup poppet akan tetap terbuka dan bahan bakar dari rongga plunger terus mengalir ke saluran suplai bahan bakar.

Ilustrasi 5	g00942798
Injeksi (A) Tekanan suplai bahan bakar. (B) Tekanan injeksi (C) Komponen bergerak (D) Gerakan mekanis (E) Perpindahan bahan bakar.

Untuk memulai injeksi, ECM mengirimkan arus ke solenoid pada katup kartrid. Solenoid menghasilkan medan magnetik yang menarik armatur. Saat solenoid dialiri arus, rakitan armatur akan mengangkat katup poppet sehingga katup poppet menyentuh dudukan poppet. Ini disebut posisi tertutup. Setelah katup poppet tertutup, jalur aliran untuk bahan bakar yang meninggalkan rongga plunger ditutup. Plunger terus mendorong bahan bakar dari rongga plunger dan tekanan bahan bakar dihasilkan. Saat tekanan bahan bakar mencapai kira-kira 34500 kPa (5000 psi), gaya dari bahan bakar tekanan tinggi mengimbangi gaya pegas. Kondisi ini menyebabkan pemeriksaan nozzle ditahan pada posisi tertutup. Pemeriksaan nozzle bergerak keluar dari dudukan nozzle dan bahan bakar mengalir keluar dari ujung injektor. Ini disebut awal injeksi.

Ilustrasi 6	g00942801
Akhir injeksi (A) Tekanan suplai bahan bakar (C) Komponen bergerak

Injeksi berlanjut ketika injektor plunger bergerak dengan gerakan ke bawah dan solenoid yang menerima arus menahan katup poppet pada posisi tertutup. Saat tekanan injeksi tidak lagi dibutuhkan, ECM menghentikan aliran arus ke solenoid. Saat arus mengalir ke perhentian solenoid, katup poppet terbuka. Katup poppet dibuka oleh pegas injektor bahan bakar dan tekanan bahan bakar. Bahan bakar tekanan tinggi sekarang dapat mengalir ke sekitar katup poppet yang terbuka dan ke saluran suplai bahan bakar. Kondisi ini mengakibatkan penurunan tekanan injeksi. Saat tekanan injeksi menurun hingga kira-kira 24000 kPa (3500 psi), pemeriksaan nozzle akan tertutup dan injeksi berhenti. Ini disebut akhir injeksi.

Ilustrasi 7	g00942802
Pengisian (A) Komponen bergerak (B) Gerakan mekanis (C) Perpindahan bahan bakar.

Saat plunger mencapai bagian bawah barrel, bahan bakar tidak lagi didorong dari rongga plunger. Plunger ditarik ke atas oleh tappet dan pegas tappet. Gerakan ke atas plunger menyebabkan tekanan di rongga plunger turun di bawah tekanan suplai bahan bakar. Bahan bakar mengalir dari saluran suplai bahan bakar di sekitar poppet yang terbuka dan ke rongga plunger saat plunger bergerak ke atas. Saat plunger mencapai bagian atas langkah, rongga plunger penuh dengan bahan bakar dan bahan bakar mengalir ke perhentian rongga plunger. Ini disebut awal pra-injeksi.