BAB 11
SISTEM INJEKSI ELEKTRONIK ELECTRONIC FUEL INJECTION (EFI)
Sistem injeksi mulai ditemukan pada tahun 1922–1927 ketika Robert bosch menemukan Pompa Injeksi Diesel. Sejak tahun
1960 Prinsip Injeksi Bensin mulai diterapkan pada kendaraan bermotor, pada
tahun 1967 pabrik mobil VW sudah menerapkan sistem D-Jetronik, baru tahun 1973
Sistem Injeksi Bensin mulai dipakai secara meluas pada kendaraan bermotor.
Sistem injeksi digunakan untuk menyemprotkan bahan bakar kedalam engine yang akan dicampur dengan udara
untuk keperluan pembakaran.
11.1. Penggolongan Sistem Injeksi
Penggolongan sistem injeksi dapat ditinjau dari berbagai hal :
11.1.1. Ditinjau
dari tempat penyemprotan bahan bakar
Ditinjau dari tempat penyemprotan bahan bakar sistem injeksi dapat
dibedakan menjadi 2, yaitu sistem injeksi langsung dan sistem injeksi tidak
langsung.
11.1.1.1. injeksi
langsung/Direct Gasoline Injection (GDI)
Pada sistem GDI penginjeksian bahan bakar dilakukan langsung pada ruang
bakar.
Gambar 11.1 Direct Gasoline Injection
Keterangan :
1.
bahan bakar bertekanan tinggi 7. knock
sensor
2.
saluran bensin bersam 8.
sensor putaran dan CKP
3.
injektor 9.
sensor temperatur mesin
4.
koil pengapian 10
sensor putaran dan CKP
5.
sensor CMP
11. sensor Oksigen
6.
intake manifold
Gambar 11.2 Injeksi tidak langsung
Keterangan :
1.
Sensor Udara masuk 4. Katup Gas
2.
ECU (kontrol unit) 5. Busi
3.
Injektor
Gambar 11.3 Proses pembakaran GDI
11.1.1.2. injeksi
tidak langsung
Pada sistem injeksi tidak langsung penginjeksian
dilakukan sebelum ruang bakar, tepatnya pada intake manifold.
11.1.2. Ditinjau
dari ritme pemyemprotan
Ditinjau dari ritme penyemprotan sistem injeksi dapat dibedakan menjadi 3,
yaitu sistem injeksi simultan (penyemprotan bersama-sama), sistem injeksi grup
dan sistem injeksi squential.
11.1.2.1 Sistem Injeksi Simultan
Penyemprotan secara simultan adalah model ritme penyemprotan secara serentak pada
semua silinder, penyemprotan terjadi serentak di semua silinder
setiap 1 putaran poros engkol ( 360o poros
engkol ).
Gambar 11.4 Grafik Sistem Injeksi Simultan
11.1.2.2 Sistem Injeksi Grup
Penyemprotan secara grup
adalah model ritme penyemprotan secara serentak pada group silinder,
penyemprotan terjadi serentak di grup silinder setiap 2 putaran poros engkol (720o poros engkol).
Gambar 11.5 Grafik Sistem Injeksi Grup
11.1.2.3 Sistem Injeksi Squential
Penyemprotan secara Squential adalah model ritme penyemprotan secara
individu pada setiap silinder dengan jarak penyemprotan 180o antar
silinder satu dengan silinder urutan berikutnya. Sehingga dalam 720o
derajat poros engkol terjadi 4 penyemprotan pada silinder yang berbeda.
Gambar 11.6 Grafik Sistem Injeksi Squential
11.1.3. Ditinjau dari Jumlah Penyemprot
Ditinjau dari jumlah
penyemprot sistem injeksi debedakan menjadi 2, yaitu Single Point Injection (SPI) dan Multi Point Injection (MPI).
Sistem injeksi ini
masih menyerupai sistem karburator tetapi telah dilengkapi dengan bahan bakar
bertekanan dan pengaturan jumlah penyemprotannya sudah dikontrol secara
elektronik.
Gambar 11.7 Single
Point Injection
Keterangan :
1.
bensin
2.
udara
3.
katup
gas
4.
intake manifold
5.
injektor
6.
engine
Gambar 11.8 Multy
Point Injection
Keterangan :
1.
bensin
2.
udara
3.
katup
gas
4.
intake manifold
5.
injektor
6.
engine
Pada sistem SPI
injektor terpasang satu buah untuk kebutuhan keseluruhan silinder, sehingga
pada sistem ini perbedaan panjang intake
manifold masih mempengaruhi perbedaan pemasukan bensin kedalam engine.
Pada sistem MPI,
injektor terpasang satu buah pada masing-masing silinder sehingga pada sistem
ini panjang intake manifold tidak
mempengaruhi perbedaan pemasukan bensin kedalam engine. Ketersediaan udara dijamin dengan bentuk intake manifold yang penampangnya luas
pada bagian sebelum dudukan injektor.
11.1.4. Ditinjau
dari Sistem Pengontrol Penyemprotan
Ditinjau dari sistem pengontrol penyemprotan sistem injeksi dapat dibedakan
menjadi 3, yaitu Sistem Injeksi Mekanis, Sistem Injeksi Mekanis Elektronik,
Sistem Injeksi Elektronik.
Gambar 11.9 Penggolongan pengontrol penyemprotan
11.1.4.1 Sistem
Injeksi Mekanis (K-Jetronik)
Sistem injeksi mekanis (K-Jetronik) pengendaliannya mutlak secara mekanik.
Pengukuran jumlah udara yang masuk dengan penimbang udara mekanis.
Pada sistem K Jetronik, kelistrikan hanya pada bagian pengaliran bahan
bakar dan pada bagian penambah bahan bakar saat start dingin dan penambahan
udara saat dingin (Gambar 11.10).
Gambar 11.10 Kelistrikan K-Jetronik
Keterangan:
1.
Kunci
kontak 5. Pompa bensin lstrik
2.
Injektor
start dingin 6. Regulator panas mesin
3.
Sakelar
waktu start dingin 7. Katup pengatur udara tambahan
4.
Relai
pompa bensin (Thermo time switch)
Gambar 11.11 Sistem K-Jetronik
Keterangan
:
1. pompa bensin 5. penimbang udara 9. Thermo time switch
2. penyimpan tekanan 6.
regulator tekanan bensin 10. pengatur
udara tambahan
3. saringan bensin 7. injektor 11. regulator panas mesin
4. regulator tekanan bensin 8. injektor star dingin
Pada sistem injeksi mekanis kerja sistem dapat dibedakan dalam
mondisi-kondisi sebagai berikut:
Ø
Saat temperatur engine dingin
Ketika temperatur engine dingin
perlu tambahan bahan bakar dan udara. Pada K-Jetronik dilengkapi dengan
injektor star dingin yang akan menambah bensin selama engine di star dalam keadaan dingin dan penambahan udara oleh
pengatur udara.tambahan.
Saat engine dingin (kurang dari
70o C) kontak pada thermo
time switch keadaan menghubung. Saat mesin di star akan mengalir listrik
dari terminal 50 kunci kontak menuju injektor dan selanjutnya ke ground melalui
bimetal dan kontak pada thermo time switch, akibatnya injektor star dingin menyemprot bensin. Gambar 11.12.
Gambar 11.12 Sistem injeksi star dingin
menyemprot
Selain itu juga mengalir listrik dari terminal 50 kunci kontak menuju
kumparan pemanas pada thermo time switch
lalu ke ground, sehingga selang beberapa waktu (2-6 detik) pemanas akan memanaskan bimetal
dan bimetal melengkung membuka kontaknya. Akibatnya injektor kehilangan ground
dan tidak menyemprot lagi.
Gambar 11.13 Sistem injeksi star dingin tidak
menyemprot
|
|
Setelah engine panas (lebih dari 70o
Celcius) bimetal pada thermo time switch
dalam keadaan membuka kontaknya, sehingga saat star engine panas tidak ada penambahan bensin melalui injektor star
dingin.
Penambahan udara saat dingin terjadi apabila saluran bypass pada pengatur udara tambahan membuka
Saluran udara
tambahan akan membuka waktu motor dingin, dan elemen pemanas akan menutup
saluran kembali bila motor sudah panas
Bersamaan dengan
katup pengatur udara tambahan, regulator panas engine akan mengatur perbandingan campuran waktu motor belum panas
Gambar 11.14 Pengatur udara tambahan
Keterangan
1.
Terminal
2.
Elemen
pemanas
3.
Bimetal
4.
Katup
penutup saluran
5.
Saluran
udara tambahan
6.
Pegas
penarik
Gambar 11.15 Regulator
panas engine
Keterangan
1.
Terminal
2.
Elemen
pemanas
3.
Bimental
4.
Katup
membran
5.
Saluran
pengontrol tekanan bahan bakar
6.
Saluran
ke pluyer pengontrol
7.
Pegas
8. Ventilasi
Pada waktu dingin,
membran melengkung ke bawah tekanan diatas plunyer turun (Gambar 11.15), piring
plat sensor lebih mudah terangkat bensin akan bertambah banyak pada aliran
udara sama..
Bila
motor sudah panas, pegas akan menekan membran pada posisi lurus tekanan diatas
plunyer jadi lebih besar, sehingga piring plat sensor lebih sulit terangkat
sehingga bensin berkurang pada aliran udara sama..
Ø Saat Kunci Kontak ON tapi tidak ada putaran
Apabila mesin tidak berputar maka pada terminal minus/1 koil tidak
menibulkan sinyal walaupun kunci kontak ON.
Karena tidak ada sinyal yang memicu transistor pada relay pompa bensin maka
kumparan relay pompa tidak dialiri arus sehingga kontak relay pompa bensin
keadaan membuka/OFF dan pompa bensin tidak mendapat suplai tegangan, pompa
bensin tidak bekarja, tidak ada bensin tersemprot dan engine tidak hidup.
Ø Saat KK ON dan ada putaran
Apabila mesin berputar saat kunci kontak ON maka pada terminal 1 koil timbul
sinyal. Karena ada sinyal yang memicu transistor pada relay pompa bensin maka
kumparan relay pompa bensin ada arus yang mengalir dan menarik kontak relay
pompa menutup/ON. Saat itu akan mengalir arus listrik dari bateray menuju
kontak relay pompa dan menuju pompa bensin terus ke ground dan pompa bensin
bekarja, ada bensin tersemprot pada injektor-injektor dan mesin dapat hidup.
11.1.4.2 Sistem
Injeksi Mekanis Elektronik (KE Jetronik)
Sistem injeksi mekanis elektris (KE-Jetronik) pengendalian jumlah penyemprotan bensin sudah menerapkan aktuator elektrik (Electro Hydroulic pressure actuator). Pengukuran jumlah udara yang
masuk juga sudah dengan sistem elektrik (airflow sensor) yang digeserkan oleh penimbang udara mekanis.
Sensor-sensor lain juga sudah dipasangkan TPS (Throtle
Position Sensor).
Pengaturan elektris yang ada untuk mengatur tekanan bahan bakar pada
membran distributor bensin.
Saat temperatur engine dingin,
sensor temperatur bertahanan besar dan memberi informasi ke ECU, sehingga ECU
akan mengalirkan arus yang besar menuju Electro
Hydroulic pressure actuator. Aktuator
akan menutup saluran lebih rapat sehingga tekanan dibagian bawah membran
distributor tekanan bahan bakar lebih rendah dan membran lebih mudah melengkung
kebawah sehingga bahan bakar yang mengalir menuju injektor lebih banyak.
Sebaliknya setelah temperatur engine
panas.
Ketika engine berputar, piston
menghisap udara melalui penimbang udara yang akan terangkat keatas, semakin
tinggi plunyer regulator tekanan bahan bakar terangkat semakin banyak bensin
menuju injektor. Airflow sensor efektif
bekerja pada saat akselerasi dan engine dingin.
Gambar 11.16 Sistem KE-Jetronik
Keterangan
:
1. regulator tekanan bensin 4. sensor katup gas /Throtle Position Sensor
2. sensor temperatur engine 5. Electro
Hydroulic pressure actuator
3.
airflow sensor 6. ECU
Sensor katup gas (TPS) dilengkapi dengan saklar idle yang menutup saat
katup gas tidak dibuka, dan akan membuka saat katup gas diinjak. Sensor ini hanya berpengaruh setelah engine
panas. Sensor TPS juga bersama-sama dengan sensor rpm engine mendeteksi terjadinya decelerasi/
perlambatan yang akan memberi sinyal ke ECU dan ECU menghentikan penginjeksian.
11.1.4.3Sistem
Injeksi Elektronik
Istilah-istilah yang digunakan untuk memberi nama
sistem injeksi pada kendaraan bermacam-macam dari
berbagai merek
-
TOYOTA - EFI (Electronic Fuel Injection)
-
HONDA - PGMFI (Programmed Fuel Injection)
-
MAZDA - EGI (Electronic Gasoline Injection)
-
BOSCH - JETRONIK
-
GM - MULTEC
Prinsip dari semua sistem diatas sama, ada yang sistem
injeksi dan sistem pengapian dibuat dengan ECU terpisah dan ada juga yang satu
ECU untuk sistem injeksi dan sistem pengapian.
BOSCH memberi nama spesifik untuk ECU yang
melayani sistem injeksi elektronik dan sistem pengapian elektronik dengan nama
MOTRONIK.
Sistem injeksi elektronik dilengkapi dengan
sensor-sensor yang dapat dibedakan menjadi sensor utama dan sensor-sensor
pengoreksi. Sensor utama digunakan untuk menentukan jumlah penyemprotan injeksi
dasar dan sensor-sensor pengoreksi untuk merubah jumlah penyemprotan
berdasarkan keadaan-keadaan kerja engine.
Sensor utama untuk mengetahui jumlah udara yang
masuk ke engine merupakan kombinasi dari sensor massa udara dan sensor putaran engine. Kedua sensor tersebut menginformasikan kepada ECU berapa jumlah
udara yang masuk ke engine pada
setiap putaran, lalu ECU memberi sinyal kepada injektor dengan durasi
penyemprotan tertentu. Harapan dari pengaturan menginginkan bahan bakar
diinjeksikan dengan jumlah yang perbandingannya sesuai dengan hukum stoichiometric , 14,7 Kg masa udara
untuk setiap 1 Kg bensin.
Karena keadaan kerja engine
sangat beragam dan kebutuhan perbandingan campuran juga beragam maka
dipasangkan sensor-sensor lain.
Gambar 11.17 Sensor utama dan pengaturanInjeksi dasar
Gambar 11.18 Hubungan sensor dengan Injeksi bahan bakar
Gambar 11.19 Sistem injeksi L-Jetronik
Keterangan:
1. Tanki bensin 8. injektor star dingin 15. sensor temperatur
2. Pompa 9. penyetel Rpm 16. thermo
time switch
3. saringan 10. sensor TPS 17. sensor RPM
4. common rail 11. TPS 16. 18. Idle Speed Control
5. regulator tekanan 12. airflow
meter 19. penyetel CO
6. ECU 13. relay EFI 20. baterai
7. injektor 14. lambda
sensor 21. kunci kontak
11.2. Sistem Aliran Bensin
Sistem aliran bahan bakar pada sistem injeksi dapat dibedakan menjadi
sistem aliran dengan saluran pengembali dan sistem aliran tanpa pengembali.
Gambar 11.20 Sistem aliran dengan saluran pengembali
Keterangan:
1.
Tanki
2.
pompa
3.
saringan
4.
saluran tekanan tinggi
5.
regulator tekanan
6.
injektor
7.
pipa penyalur
8.
saluran pengembali.
Pada sistem dengan aliran pengembali regulator tekanan bahan bakar terdapat
diluar tanki dekat dengan common rail,
sehingga bahan bakar yang tidak terinjeksi akan kembali menuju tanki melalui
saluran pengembali.
Pada sistem ini bahan bakar yang kembali menuju tanki telah membawa radiasi
panas engine sehingga pada tanki ada
kenaikan temperatur dan penguapan yang terjadi lebih banyak.
Sementara pada sistem tanpa saluran pengembali regulator tekanan sistem
terdapat pada tanki sehingga bahan bakar yang kembali ke tanki langsung berada
didalam tanki, bahan bakar ini tidak membawa radiasi panas engine sehingga temperatur didalam tanki tidak terpengaruh
temperatur engine.
Gambar 11.21 Sistem aliran tanpa saluran pengembali
Keterangan:
1. Tanki
2. pompa
3. saringan
4. saluran tekanan tinggi
5. regulator tekanan
6. injektor
7. pipa penyalur
8. saluran pengembali.
11.2.1. Pompa
bensin
Pompa bensin pada sistem injeksi elektronik berfungsi untuk menghasilkan
tekanan dan aliran bahan bakar menuju injektor melalui saluran tekanan tinggi
dan commonrail dengan tekanan dan
aliran rata-rata yang harus memenuhi untuk kebutuhan kerja engine.
Kemampuan yang harus dimiliki pompa :
Ø Mampu mengalirkan bahan bakar 60 sampai 200 liter/jam.
Ø Mampu memberi tekanan bahan bakar 3 sampai 4,5 Bar.
Ø Mampu memberi tekanan 50 sampai 60% saat start dingin.
Pada waktu kunci kontak “ON” pompa bekerja beberapa
detik, selama start dan mesin hidup pompa bekerja terus sesuai dengan aturan:
bila mobil terjadi kecelakaan, bensin tidak boleh tertumpah, maka meskipun
kunci kontak “ON” pompa harus tidak bekerja bila mesin mati.
Gambar 11.22 Pompa bensin
Keterangan:
1. impeller
2. hisapan pompa
3. motor listrik
4. tutup sambungan
5. katup anti balik
6. katup pembatas
7. kenektor
Besar arus listrik yang mengalir pada pompa saat beban penuh 8-10 A tegangan
12 Volt oleh karena itu pada mesin-mesin injeksi bensin alternator harus berdaya
lebih besar
Katup pembatas akan terbuka bila tekanan bahan bakar pada sistem sudah
melebihi 8 bar
Katup pengembali berfungsi mengontrol bensin agar tetap penuh pada ruang pompa,
karena bensin berfungsi sebagai pelumas dan pendingin pompa oleh sebab itu
bensin dengan sistem injeksi tidak baik kalau tangki kosong.
Ada pula pompa bensin yang dipasangkan didalam tanki bahan bakar langsung (intank unit).
Gambar 11.23 Pompa
intank
Keterangan:
1. saringan
2. pompa
3. jet pump
4. regulator tekanan
5. sensor pengukur bensin
6. strainer
Gambar 11.24 Macam-macam impeller pompa
11.2.2. Saringan
bensin
Saringan bensin berfungsi menyaring kotoran yang terbawa oleh aliran bahan
bakar dari tanki, sehingga bensin yang menuju injektor diharapkan benar-benar
bersih.
Ada bermacam-macam bentuk saringan bensin.
Gambar 11.25 Macam-macam saringan
Bahan saringan bensin adalah campuran antara kertas superhalus dan polyester fiber dengan pori-pori yang
sangat halus sehingga dapat menyaring partikel sampai 3 µm
Aliran bensin dirancang dari bagian luar saringan menuju bagian dalam
saringan sehingga kotoran yang dapt tersaring lebih banyak dan umur saringan
lebih panjang. Oleh karena itu pemasangan saringan bensin perlu memperhatikan
arah aliran bensin.
11.2.3. Regulator
tekanan
Regulator tekanan bensin berfungsi mengatur tekanan kerja pada sistem
aliran bensin agar tetap, berkisar 3 – 4,5 bar.
Tekanan bahan bakar dari pipa penyalur ditentukan oleh regulator bahan
bakar. Dengan tekanan yang dijaga tetap maka pengaturan jumlah injeksi bensin
semata-mata dapat dengan mengatur lamanya sinyal mengaktifkan injektor.
Gambar 11.26 Regulator tekanan bensin
Keterangan:
1. dari pipa bertekanan
2. saluran pengembali
3. katup membran
4. membran/diafragma
5. pegas
6. intake manifold
Pada system dengan saluran
pengembali tekanan bahan bakar dipengaruhi oleh kevakuman pada intake manifold.
Vakum intake manifold yang dihubungkan pada bagian sisi diafragma pada
regulator melemahkan tegangan pegas diafragma, sehingga menambah volume
kembalinya bahan bakar dan menurunkan tekanan bahan bakar. Dengan demikian
apabila vakum intake manifold naik (tekanan mengecil), tekanan bahan bakar juga
sehingga perbedaan tekanan intake manifold dengan tekanan kerja bahan bakar
dipertahankan tetap pada semua keadaan kerja, yaitu berkisar 2,55 atau 2,9
kg/cm2.
Gambar 11.27 Grafik perbedaan tekanan bensin dan kevakuman intakemanifold
Pada
sistem aliran bensin tanpa saluran pengembali (Returnless Fuel system) tekanan bahan bakar dibuat tetap (tidak
terpengaruh oleh kevakuman intake
manifold). Kompensasi dari variasi tekanan pada intake dilakukan oleh ECU
dengan menambah atau mengurangi durasi injeksinya.
Gambar 11.28 Regulator sistem aliran bensin tanpa saluran pengembali
11.2.4. Peredam
getaran
Kerja injektor adalah membuka dan menutup untuk menyemprotkan bensin dengan
melepas tekanan sistem, sehingga terjadi getaran pada pipa pembagi (tekanan berfluktuasi). Terkadang pada
pipa pembagi bahan bakar dipasangkan peredam getaran (pulsation damper) untuk meredam getaran tekanan tersebut agar
terhindar dari timbulnya gelembung udara yang dapat mengganggu kerja sistem.
Gambar 11.29 Peredam
getaran bensin
Keterangan:
1. pipa pembagi bensin
2. dari pompa bensin
3. membran
4. peredam
11.2.5. Injektor
Injektor berfungsi menyemprotkan bensin menuju engin untuk dicampur dengan udara. Agar bensin mudah bercampur
dengan udara maka bensin dikabutkan dengan halus sehingga mudah berubah menjadi
uap.
Gambar 11.30 Konstruksi injektor
Keterangan:
1.
pintle
2. katup jarum
3. jangkar
4. pegas
5. kumparan selenoid
6. terminal/konektor
7. strainer/saringan
Injektor pada sistem injeksi bekerja secara
elektromagnetik. Kerja injektor dikontrol
oleh ECU dengan sinyal negatif. Lebar pulsa sinyal dari ECU akan menentukan
jumlah bahan bakar yang terkabutkan, semakin panjang pulsa semakin banyak
bensin terkabutkan.
11.3. Pengaturan
Injeksi
Durasi injeksi pada sistem injeksi elektronik dipengaruhi oleh
kondisi-kondisi kerja engine yang
dapat diketahui dengan memasangkan sensor-sensor.
Gambar 11.31
Durasi injeksi saat idle
Gambar 11.32 Durasi injeksi saat berbeban
Pada bagian terdahulu telah disebutkan bahwa terdapat sensor-sensor utama
yang akan menentukan jumlah penyemprotan dasar, selanjutnya sensor-sensor lain
untuk mengoreksi sesuai kondisi kerja yang sedang terjadi
Secara garis besar kondisi kerja penginjeksian dapat digolongkan sebagai
berikut:
1. Keadaaan start dingin
2. Keadaan pemanasan
3. Keadaan idle
4. keadaan beban rendah
5. keadaan beban tinggi (power)
6. keadaan percepatan (akselerasi)
7. keadaan perlambatan (decelerasi)
8. penyesuaian dengan ketinggian
Koreksi Temperatur Engine
Pada temperatur rendah bahan bakar
akan sulit menjadi uap dan cenderung mengalami kondensasi. Maka bahan bakar
yang tercampur dengan udara akan cenderung kurus serta kurang homogen.
Dalam sistem injeksi sensor ECT (Engine Coolant
Temperature) akan mengirim informasi temperatur mesin ke ECU guna koreksi
durasi injeksi, semakin rendah temperatur penambahan bahan bakar semakin
tinggi, penambahan berangsur-angsur turun dan berhenti pada temperatur kerja
(60 – 80 °C).
Gambar 11.33 Koefisien koreksi ECT
Dari grafik Koefisien koreksi ECT
dapat dillihat bahwa penambahan bahan bakar berbanding terbalik dengan
temperatur mesin. Dan berhenti (tidak ada penambahan
pada 60°C)
Koreksi Temperatur Udara Masuk (Intake)
Kepadatan udara dipengaruhi oleh
temperatur udara, kepadatan akan berkurang bila temperatur bertambah. Sensor
IAT (Intake Air Temperatur) menginformasikan temperatur udara masuk dan ECU akan
mengatur durasi injeksi sesuai dengan perubahan kepadatan udara yang ada. ECU
diprogram pada 20°C, menambah bahan bakar bila temperatur kurang dari 20°C dan mengurangi bila lebih.
Gambar 11.34 Koefisien koreksi IAT
Model ini tidak berlaku untuk kendaraan yang memakai sensor Massa Udara
/MAF (Mass Air Flow)
Koreksi Beban
Bila kendaraan bekerja pada beban tinggi, ECU akan menambah durasi injeksi.
Sensor pendukung untuk koreksi beban : Sensor MAF, MAP, Katup Gas (TPS), dan
putaran (RPM).
Bila beban naik (Udara masuk banyak) durasi injeksi naik, bila putaran
(RPM) naik frekuensi injeksi naik dengan durasi sama.
Koreksi Percepatan
Pada awal percepatan, ECU membuat durasi injeksi besar (campuran kaya)
untuk menjaga supaya mesin tidak tersendat.
Besar kecilnya durasi injeksi tergantung pada seberapa cepat katup gas
membuka dan beban mesin. Semakin cepat bukaan katup gas dan beban mesin,
semakin besar durasi injeksi.
Koreksi
Perlambatan (Fuel Cut Off)
Sensor pendukung :
- Sensor Putaran
(RPM)
- Sensor Katup
Gas (TPS)
- Sensor MAP
Reaksi ECU
= Mematikan Injektor sesaat (Fuel
Cut Off).
Selama katup gas
menutup dan putaran mesin tinggi, kendaraan tidak memerlukan bahan bakar.
Fuel Cut Off terhadap
putaran engine adalah variable, tergantung dari temperature mesin. Bila terjadi
extra beban, ECU membuka injeksi lebih awal (fuel cut off putaran tinggi).
Gambar 11.35 Variasi
fuel cut Off pada variasi putaran
Dari grafik dapat disimpulkan bahwa fuel cut off tertinggi pada putaran
2000 bila temperature rendah dan berangsur mengecil seiring kenaikan
temperature, putaran terendah pada temperature kerja.
Hal diatas untuk menjaga
dari kerusakan mesin, ECU akan mematikan injector (fuel cut off) pada putaran
tinggi, missal 6200 RPM.
Koreksi
Tegangan Baterai
Besar kecilnya
tegangan baterai akan mempengaruhi kecepatan pembukaan katup injector. Bila
tegangan baterai rendah waktu pembukaan injector lebih lambat dari waktu yang
diberikan ECU. Dengan begitu ECU akan mengoreksi durasi injeksi seiring
perubahan tegangan.
Gambar 11.36 Contoh koreksi durasi injeksi
pada beda tegangan
Pada saat tegangan
baterai rendah, maka ECU membuat durasi lebih lama supaya durasi aktualnya
sesuai dengan keinginan.
Gambar 11.37 Koreksi durasi injeksi
pada beda tegangan
Koreksi Ketinggian
Gambar 11.38 Koreksi durasi injeksi pada perbedaan ketinggian
Kepadatan udara akan berkurang seiring dengan tingginya suatu daerah
(tekanan turun).
ECU mengoreksi durasi sesuai dengan daerah (tekanan
udara).
11.4. Sensor
Sensor merupakan bagian penting pada sistem kontrol engine. Sensor-sensor menginformasikan kondisi-kondisi yang sedang
terjadi pada saat itu (realtime) dan
ECU akan merespon seketika juga dari informasi-informasi tersebut.
Gambar 11.39 Tingkatan sensor
Keterangan :
SE : Sensor
SA : Sinyal conditioning (analog)
A/D :
Analog to Digital Converter
SG : ECU
MC : Microcomputer
11.4.1. Tingkatan
sensor
Sensor ditinjau
dari pengolahannya dapat kita bedakan menjadi 4 tingkat :
·
Conventional : tingkat paling
rendah, dia hanya berupa sensor.
·
1st Integration level :
level pertama sudah dilengkapi pengolah sinyal (sinyal analog).
·
2nd Integration level : level kedua sinyal yang keluar sudah
bentuk digital.
·
3rd Integration level : level paling tinggi tergolong „
Intelegent Sensor“.
Keuntungan „Intelegent Sensor“ :
1. Mengurangi beban pada ECU
2. Flexsibel, memungkinkan komunikasi jaringan BUS
(komunikasi serial).
3. Dapat digunakan banyak ECU (pengiritan sensor)
4. Mengurangi eror pengiriman sinyal.
11.4.2. Macam–Macam Sensor
Pada sistem injeksi elektronik
sensor-sensor memberikan informasi berbagai hal ke ECU untuk menentukan jumlah
penyemprotan bensin.
11.4.2.1. Sensor Temperatur
Sensor temperature
menguna-kan bahan thermistor,
merupakan bahan solid-state variable
resistor terbuat dari semiconductor. NTC
(Negative Temperature Coefficient).
Sensor ini nilai tahanannya akan berkurang bila temperatur naik
(nilai tahanan berbanding terbalik terhadap temperatur).
Gambar 11.40 Macam-macam NTC resistor
Pada temperatur 0ºC
NTC mempunyai tahanan ± 5 KΩ, dan pada
temperatur 80ºC tahanan ±
250 Ω. Bila dilihat dari grafik spesifikasi NTC akan terlihat seperti gambar
dibawah ini.
Gambar 11.41 Hubungan temperatur dengan tahanan pada NTC
1.
Engine Coolant Temperature (ECT)
ECT terletak pada
blok engine dekat dengan selang
menuju radiator, sensor ini membaca temperatur air pendingin pada engine.
Gambar 11.42 Letak ECT pada engine
Gambar 11.43 Engine Coolant
Temperature
Gambar 11.44 Hubungan ECT dengan ECU
2.
Intake
Air Temperature (IAT) Sensor
IAT terletak pada saluran udara masuk (intake manifold) berfungsi untuk
mendeteksi suhu udara masuk.
Kisar temperatur yang dapat
terdeteksi – 40°C s/d +120°C.
Gambar 11.45 Letak IAT pada engine
Gambar 11.46 Pengukuran IAT
Gambar 11.47 Hubungan IAT dengan ECU
IAT
dihubungkan seri dengan tahanan dan diberi tegangan 5 V. Bila tahanan pada IAT
berubah (karena temperatur), tegangan sinyal akan mengalami perubahan. Perubahan tegangan identik dengan perubahan temperatur.
11.4.2.2. Throttle Position Sensor (TPS)
TPS merupakan sebuah tahanan geser dengan bahan karbon arang,
berfungsi untuk mengetahui posisi (derajat) pembukaan katup gas guna
mengkoreksi AFR (Air Fuel Ratio),
pendeteksi perlambatan bersama sama dengan sensor RPM untuk fuel cut-Off dan untuk mendeteksi beban
maksimum.
Gambar 11.48 Letak TPS
Posisi pada kendaraan pada ujung lain dari penggerak
Katup Gas. Rentang kerja dalam 0 % - 100 % pembukaan katup gas, setara dengan 0,5
Volt - 4,7 Volt.
Gambar 11.49 Penyetelan TPS
Gambar 11.50 Bagian TPS
Gambar 11.51 TPS model 4 pin potensio
Cara Kerja :
Tegangan 5 volt dari ECU sebagai sumber, bila katup gas dibuka akan membuat
perbandingan tegangan yang berasal dari perbandingan tahanan, sehingga
mengeluarkan sinyal tegangan 0,5 s/d 4,7 Volt.
11.4.2.3.
Air
Flow Sensor (Sensor Udara Masuk)
Air flow sensor merupakan sensor utama pada sistem injeksi yang digunakan
untuk mengukur jumlah udara yang masuk ke engine
dan dari informasi jumlah udara yang masuk ke engine oleh sensor ini ECU akan menentukan seberapa jumlah bahan
bakar yang yang sesuai untuk disemprotkan pada perbandingan dasar sesuai
perbandingan stoichiometrik.
Ada bermacam-macam sensor udara masuk, namun fungsinya sama, selain
mempengaruhi jumlah semprotan bensin juga digunakan untuk mempengaruhi saat
pengapian.
Posisi air flow
meter pada kendaraan terletak pada saluran udara masuk (setelah filter
udara), dengan demikian semua udara yang masuk akan terukur. Oleh karena itu
saluran dari filter udara sampai ke engine
tidak boleh terdapat kebocoran.
1. Sensor Flap (impact pressure) Air
Flow Sensor
Sensor air flow
meter terbuat dari karbon
arang.
Ketika pedal gas ditekan untuk membuka katup gas. Udara
diisap oleh motor jumlah udara yang mengalir diukur oleh pengukur jumlah udara.
Gambar 11.52 Lokasi air flow
meter pada kendaraan
Pengukur aliran udara memberikan informasi utama secara elektris ke unit
pengontrol elektronika, selnjutnya volume bensin yang diinjeksikan diatur oleh
unit pengontrol elektronika
Gambar 11.53 Air flow meter
Gambar 11.54 Cara kerja air flow
meter
Gambar 11.55 Sirkuit Air Flow Meter
Gambar 11.56 Tegangan air flow
meter lama
Gambar 11.57 Tegangan air flow
meter baru
Air flow meter model lama hasil ukur
tegangan akan naik bila plat sensor terangkat (Udara masuk), sementara air flow meter model baru hasil
pengukuran tegangan akan turun bila plat sensor terangkat (Udara masuk)
2. Sensor Massa Udara (Kawat dan Film Panas)
Sensor
masa udara model kawat panas terbuat dari platinum, thermister, metallic film.
Ada dua macam kawat panas, yang selanjutnya disebut
dengan tipe A dan tipe B.
Gambar 11.58 Sensor Massa Udara
kawat panas tipe A
Gambar 11.59 Rangkaian Pengolah Sinyal
Keterangan :
QM = Mass Flow
UM = Tegangan Sinyal
RH = Tahanan Kawat Panas (Platinum)
RK = Resistor Kompensasi (IAT)
RM = Tahanan Ukur
R1,R2 = Tahanan Pelengkap
Gambar 11.60 Sensor Massa Udara
kawat panas tipe B
Gambar 11.61 Bagian-bagian Sensor Massa Udara kawat panas tipe B
Keterangan :
1.
Bypass Udara masuk
2.
IAT Sensor (Thermister)
3.
Massa Udara
4. Kawat panas (Platinum)
Gambar 11.62 Pengolah sinyal
Kawat panas dijaga pada temperatur
tetap dirangkai dengan termistor seperti gambar. Suatu aliran udara akan
menyebabkan kawat panas menjadi dingin, rangakian elektronik akan
mempertahankan temperatur pada kawat panas tetap. Pada waktu yang bersamaan
rangkaian elektronik mengukur arus yang mengalir ke kawat panas dan
mengeluarkan sinyal tegangan sebanding dengan aliran arus. Grafik tegangan
dapat dilihat pada gambar diatas.
Gambar 11.63 Sinyal Sensor Massa Udara kawat panas tipe B
Untuk menjaga performa dan
kesetabilan sensor, maka sensor akan melakukan pembersihan diri dari deposit
akibat pembakaran dengan cara memanaskan sensor (temperatur ± 1000 °C) beberapa saat setiap posisi ”OFF”.
Sensor Massa Udara (Film Panas)
Gambar 11.64 Sensor massa udara film panas
Gambar 11.65 Sensor Film
Panas
Keterangan :
1.
Pendingin
2.
Pengatur Jarak
3.
Driver stage
4.
Rangkaian Pengolah
sinyal
5. Elemen Sensor (Metallic Film
Gambar 11.66 Rangkaian Sensor Film Panas
Keterangan :
QM =
Mass Flow
UM =
Tegangan Sinyal
IH =
Arus Pemanasan
RH =
Tahanan Kawat Panas (Platinum)
RK =
Resistor Kompensasi (IAT)
RS =
Sensor Resistor
R1,R2,R3 = Tahanan pemhubung
3. Karman Vortex
Ada bermacam-macam karman vortex. Ada yang terbuat dari opto coupler (pasangan
LED dan Photo Transistor), dan ada pula yang menggunakan pasangan pengirim
gelombang radio dan penerimanya.
Gambar 11.67 Rangkaian Karman
Vortex
Gambar 11.68 Bagian Karman Vortex
Keterangan:
1. Pembentuk pusaran
udara
2. Plat penstabil pusaran udara
3.
Bagian
pemancar gelombang
4.
Penerima
gelombang
5.
Pengolah Sinyal
6.
Saluran
By Pass
Bagian 1 & 2
berfungsi untuk membuat pusaran udara yang akan diukur melalui pemancar &
penerima gelombang frekuensi tinggi. Dengan sebuah pengolah sinyal , gelombang
frekuensi tinggi pada bagian penerima diubah bentuknya menjadi impuls tegangan
yang diterima oleh komputer.
Gambar 11.69 Sinyal Karman Vortex
11.4.2.4.
Manifold Absolute Pressure (MAP)
Beban engine dibaca dari
sensor MAP juga diperhitungkan untuk menentukan durasi injeksi dan saat
pengapian yang tepat.
MAP
sensor terbuat dari Piezo Resistive, berfungsi untuk mengetahui tekanan udara masuk yang akan menerjemahkan
beban kendaraan.
Gambar 11.70 Lokasi
MAP sensor
Gambar 11.71 Bagian-bagian
MAP sensor
Keterangan:
1,3 = Konektor
2 = Vacum referensi
4 = Silicon Chip Ukur
5 = Gelas Isolator
6 = Rumah Vacum
7 = Input Vacum
Letak pada kendaraan di saluran udara masuk,
salurannya setelah katup gas.
Piezo
Resistive adalah bahan yang nilai tahanannya
tergantung dari perubahan bentuknya. Piezo resistive dibuat berbentuk
diafragma/membran silicon chip antara ruangan referensi (kevakuman = 0,2 bar) dan ruangan yang berhubung
dengan intake manifold.
Perbedaan tekanan antara ruang referensi dengan intake manifold berakibat perubahan lengkungan pada membran silicon chip.
Pengolah sinyal merubah menjadi tegangan sinyal. Tegangan paling tinggi MAP
sensor terjadi ketika tekanan intake manifold paling tinggi yaitu saat kunci
kontak ”ON” mesin ”MATI”, atau saat katup gas diinjak tiba-tiba/akselerasi.
Sebaliknya tegangan paling rendah terjadi saat deselerasi/perlambatan yaitu
ketika katup gas menutup tetapi putaran engine
tinggi.
Gambar 11.72 Kerja
MAP sensor
MAP sensor memiliki 3 buah konektor. Sumber tegangan 5
volt memerlukan dua konektor dan satu terminal sebagai tegangan sinyal menuju
inputan ECU. Data tegangan kerja MAP sensor berkisar antara 0,2 volt sampai
dengan 4,5 volt.
Gambar 11.73 Hubungan MAP sensor dengan ECU
Gambar 11.74 Rangkaian Pengolah Sinyal
Keterangan :
A = Unit MAP Sensor
B = Op-Amp
C = Rangkaian Kompensasi Temperatur
Uo = Tegangan sumber
UM = Tegangan sensor
UA = Tegangan sinyal
11.4.2.5. Sensor
Putaran
Ada berbagai macam sensor putaran yang dapat ditemui di berbagai kendaraan,
fungsi dari semuanya sama yaitu untuk menentukan posisi TOP silinder,
menentukan saat injeksi bensin dan saat pengapian, juga untuk mengetahui
kecepatan putar engine yang
selanjutnya data putaran akan digunakan untuk menentukan jumlah injeksi bensi.
1. Sensor
Induktif pada Distributor
Sensor putaran induktif terdiri dari kumparan dan magnet.
Frekwensi dan
amplitudo dari sinyal AC ini dipengaruhi oleh putaran mesin.
Ketika poros
distributor berputar rotor sinyal ikut berputar, saat rotor sinyal mendekati
stator kutup terjadilah perubahan kekuatan medan
Gambar 11.75 Bentuk sinyal induktif
Gambar 11.76 Sensor putaran pada distributor
Keterangan :
1 = Rotor
2 = Stator
3 = Kumparan
Induktif
4 = Plat
Dudukan
5 = Busing
Rotor
6 = Badan Stator
7 = Celah
Udara
8 = Magnet
Permanan
9 = Celah
Dalam
10 = Plat
Dudukan Tetap
Sensor CKP dan CMP pada distributor
Untuk
system injeksi skuensial dan maka sinyal putaran (CKP) dilengkapi dengan sensor
posisi silinder (CMP). Hal ini juga untuk mengatur pemajuan saat pengapian.
Gambar 11.77 Sensor CKP dan CMP pada distributor
Gambar 11.78 Pengaturan pemajuan pengapian
2. Sensor Induktif pada Poros Engkol
Sensor induktif yang dipasangkan pada poros engkol ada yang dengan satu
sensor dan ada yang dua sensor.
Gambar 11.79 Satu sensor induktif
pada poros engkol
Keterangan :
1. magnet permanen
2. bodi sensor
3. inti besi sensor
4. kumparan
5. roda gigi dengan dibuang satu gigi sebagai referensi
Gambar 11.80 Bentuk sinyal sensor induktif
dengan satu buah sensor
Keuntungan
satu sensor induktif diperoleh dua data,yaitu data RPM dan posisi TOP. Namun pengolahan sinyal lebih rumit.
Gambar 11.81 Dua sensor induktif
pada poros engkol
Keterangan :
1. Sensor CKP
2. Sensor CMP
3. Magnet Permanen
4. Inti Besi Lunak
5. Kumparan
6. Rumah Poros Engkol
7. Tonjolan segmen
8. Roda Gaya
Gambar 11.82 Bentuk Sinyal CKP dan
CMP
3. Sensor Hall pada distributor
Gambar 11.83 IC Hall ketika menghasilkan sinyal
Pada IC hall terdapat empat buah
terminal. Antara terminal 2 dan 1 dihubungkan dengan sumber tegangan, antara
terminal 3 dan 4 merupakan terminal tegangan hall yang akan dibangkitkan.
Apabila permukaan IC Hall tidak
ditembus medan magnet, maka pada penampang IC akan terdistribusi elektron
dengan merata yang mengalir dari terminal 2 menuju terminal 1, pada saat ini
antara terminal 3 dan 4 tidak terdapat beda potensial (tidak timbul tegangan hall).
Namun jika permukaan IC Hall ditembus
medan magnet, maka elektron yang mengalir dari terminal 2 menuju terminal 1
pada penampang IC akan terdistribusi tidak merata, elektron akan terdesak
mendekati terminal 3, karena terjadi perbedaan jumlah elektron antara terminal
3 dan 4 maka terdapat beda potensial (timbul tegangan hall).
Ketika sudu sedang berada didalam celah maka medan magnet akan dialirkan
keatas dan tidak menembus IC Hall
kemagnetan tidak ada, akibatnya tidak timbul tegangan hall.
Bila rotor sinyal berputar maka sudu akan meninggalkan celah, medan magnet
menembus IC hall, sehingga timbul
tegangan hall. Dengan berputarnya
rotor terus menurus timbul dan hilang
tegangan hall silih berganti.
Dengan dilewatkan sebuah pengolah sinyal (inverter/pembalik) maka saat ada
tegangan hall tegangan sinyal tidak timbul, sebaliknya saat
tidak ada tegangan hall timbullah
tegangan sinyal yang masuk ke ECU.
Gambar 11.84 Distributor dengan hall generator
Gambar 11.85 Hubungan kemagnetan
dalam sudu dengan tegangan hall
dan tegangan sinyal
4. Sensor Photodioda
Sensor photodioda sebenarnya sebuah optokopler yang terdiri dari
sebuah LED dan Photodiode. Sensor ini terpasang pada distributor yang
dihubungkan poros cam.
Gambar 11.86 Dioda dengan sensor
photodioda
LED yang terpasang pada distributor
selalu menyala ketika kunci kontak ON sebagai pemancar cahaya dan photodioda basisnya
sebagi penerima, diantara LED dan photodioda terdapat disc/lempengan yang dirancang untuk membuka dan menutup cahaya
menuju photodioda.
Celah pada lempengan akan berputar
sehingga cahaya LED mengenai photodioda atau tidak. Sinyal dari photodioda sebagai
sensor CKP, dan CMP.
Gambar 11.87 Sinyal dari sensor
photodioda
Ada bermacam-macam rancangan
lempengan pada berbagai distributor, salah satunya sebagai berikut:
Gambar 11.88 Lempengan dengan360
lubang dan 4 lubang
Lubang sejumlah 360 digunakan sebagai sensor CKP dan 4
lubang untuk CMP, salah satu dari 4 lubang dengan lebar berbeda sebagai tanda TOP
silinder 1.
11.4.2.6. Sensor
Knoking.
Sensor knocking terbuat dari
bahan Piezoceramic, letak sensor knocking pada blok engine. Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi terjadinya detonasi
pada engine dan informasi ini
dimanfaatkan untuk merubah saat pengapian.
Gambar 11.89 Sinyal knocking
Bila terjadi knoking (pinking), akan terjadi getaran pada sensor knoking
berupa nois seperti terlihat pada gambar. ECU akan memundurkan saat pengapian 2
kali sampai tidak terjadi detonasi lagi.
Gambar 11.90 Sensor knocking
Keterangan
1 =
Piezoceramic element
2 = Seismic
mass
3 = Rumah
sensor
4 = Baut
pengencang
5 =
Permukaan kontak
6 = Konektor
7 = Blok Silinder
V =
Getaran
Jumlah sensor knocking yang
dipasangkan pada blok engine tergantung
dari jumlah silinder. Engine dengan jumlah
silinder 4 dipasangkan 1 buah sensor, untuk engine
dengan 5 atau 6 silinder
dipasangkan 2 sensor, untuk engine bersilinder
8 atau lebih bisa terpasang 2 sensor atau lebih.
11.4.2.7. Sensor
Gas Buang.
Sensor gas buang sering juga disebul Lambda sensor atau O2
sensor. Lambda sensor terbuat dari Zirconium
Dioxide (ZrO2) dan Platina (sebagai elektroda)
Tidak semua sistem injeksi elektronik dilengkapi dengan
sensor oksigen ini. Dengan semakin ketatnya aturan emisi gas buang maka
sebagian besar kendaraan baru sekarang dilengkapi dengan sensor ini.
Fungsi sensor gas buang untuk membaca kualitas gas buang
yang selanjutnya digunakan untuk mengkoreksi penginjeksian bensin. Sistem yang
menggunakan logika ini disebut dengan Sistem Closed-loop A/F Rasio.
Sensor oksigen terletak pada saluran gas buang (exhousmanifold)
Pada
kendaraan ada pula yang dilengkapi dengan dua buah sensor oksigen ini. Sistem dengan dua sensor oksigen satu terpasang sebelum katalitik konverter
dan satunya setelah katalitik konverter. Tujuan pemasangan dua sensor adalah selain untuk
mengkoreksi A/F ratio juga untuk mengontrol kerusakan katalitik konverter.
Katalitik konverter merupakan komponen untuk memperbaiki
kualitas gas buang dengan cara menambah kadar oksigen bila gas buang kekurangan
oksigen.
Bila ada perbedaan jumlah O2 gas buang dengan O2
udara luar, akan terjadi beda potensial antara kedua elektroda sensor oksigen.
Tegangan yang dibangkitkan max 1 volt. Temperatur kerja min 400 °C.
Gambar 11.91 Letak sensor gas buang
Keterangan :
1.
Lambda Sensor
2.
Ceramic monolic
3.
Wire screen
4.
Heat resistant double
shell
Gambar 11.92 Bagian sensor oksigen
Keterangan
:
1.
Lapisan proteksi keramic
2.
ZrO2 (Zirconium Dioxide)
3.
Electroda
4.
Saluran Buang
Gambar 11.93 Model
Closed-Loop Control
dan
sinyal yang dihasilkan
Gambar 11.94 Rangkaian pengolah sinyal sensor O2
Gambar 11.95 Karakteristik
Sensor l
Keterangan :
a.
Campuran kaya
b.
Campuran kurus
l = 1 Berbandingan bahan bakar dan
udara 14,7 : 1
(Tegangang sinyal = ± 0,45 V)
l < 1 Campuran kaya
(Tegangang sinyal = 0,6 – 1,0 V)
l > 1 Campuran miskin
(Tegangang sinyal = 0,4 – 0,1 V)
Kendaraan
yang dipasangkan sensor ini harus menggunakan bahan bakar bebas timah, karena
timah sangat potensial menempel pada permukaan sensor dan akan mengganggu kerja
sensor.
11.5. Aktuator
Ada berbagai macam aktuator yang mempengaruhi
kerja sistem pembentuk perbandingan campuran udara dan bensin pada sistem
injeksi elektronik, yaitu:
1. Relay Pompa Bensin
2. Injektor
3. ISC (Idle Speed Control)
4. Lampu Kontrol (Engine Check)
5. Lain-lain
11.5.1.
Relay Pompa Bensin
Sistem injeksi elektronik sangat beragam ditinjau
dari penggunaan/ pemanfaatan sensornya. Penggolongan oleh BOSCH mengenal tipe L-jetronik,
D-Jetronik dan masih ada tipe lain lagi. Pebedaan tipe tersebut juga diikuti
dengan perbedaan skema kelistrikan pada relai pompa bensin.
Gambar 11.96 Kelistrikan pompa
bensin sistem L-Jetronik
Gambar 11.97 Kelistrikan pompa
bensin sistem D-Jetronik
Pada tipe L-Jetronik pompa bensin akan bekerja pada saat ada sinyal
start dan apabila saklar air flow meter
menutup, yaitu apabila ada aliran udara melewati flap pada air flow meter.
Pada sistem D-Jetronik pompa bensin bekerjanya
dipengaruhi oleh posisi starter dan sinyal putaran dari distributor.
Sehingga ketika mesin distarter pompa bensin
bekerja dan setelah ada putaran pompa dipertahankan tetap bekerja, ketika mesin
dimatikan pompa akan berhenti bekerja karena sinyal putaran tidak ada.
11.5.2.
Injektor
Injektor merupakan aktuator yang berfungsi menyemprotkan bahan bakar
kedalam mesin.
Gambar 11.98 Letak
injektor
Injektor bekerja berdasarkan elektro-magnetis yang diatur oleh ECU. Bahan
bakar disemprotkan dengan sangat halus. Terkadang tiap injektor dirangkai
dengan tahanan luar
Gambar 11.99 Bagian-bagian injektor
Konstruksi
1
=
Lubang penyemprot
2
=
Batang katup jarum
3
=
Kumparan magnet listrik
4
=
Pegas
5
=
Terminal
6
=
Saringan
7
=
Saluran masuk bensin
X = Celah pengangkatan katup jarum
Injektor yang terpasang di engine memiliki dua terminal, salah satu terminal terhubung ke
relay kombinasi, dimana setiap kunci kontak pada posisi ON sudah terdapat
tegangan bateray (stanby), terminal
satunya dihubungkan ke ECU sebagai pengatur kerja injektor, dengan sinyal aktif
LOW.
Ditinjau dari urutan penyemprotan pada EFI dapat
digolongkan menjadi dua macam, yaitu :
Ø Penyemprotan Group (Group 1,3 dan Group 2,4)
Ø
Penyemprotan Skwensial (sesuai IO)
Hal-hal yang perlu diperhatikan terhadap
pemeriksaan injektor:
a. Jika injektor memiliki tahananan 1,0-3,0 ohm harus dirangkaikan resistor 5,0-8,0 ohm secara seri sebelum
dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt, tetapi jika injektor memiliki
tahanan 15-17 ohm dapat langsung di sambungkan dengan tegangan 12 volt.
b. Bentuk penyemprotan yang baik adalah berbentuk tirus dan sama pada setiap
injektor.
Gambar 11.100 Bentuk penyemprotan injektor
c. Pemeriksaan kebocoran dilakukan dengan memberi tekanan sesuai tekanan yang
dipertahankan oleh regulator tekanan, selama 60 detik semestinya tidak terdapat
tetesan.
Gambar 11.101 Injektor yang menetes
d. Dengan tekanan kerja normal, rata-rata penyaluran sekitar 0,2-0,25 liter
selama 160 detik, tetapi dapat juga sampai 0,45 liter tergantung petunjuk buku
manual.
Gambar 11.102 Pengetesan
jumlah injeksi
e. Perawatan yang lebih baik dilakukan dengan pembersihan menggunakan
Pembersih Ultrasonik. Hal tersebut memungkinkan pembersihan bagian dalam
injektor selama beberapa menit, ikuti petunjuk penggunaan dari pembuat alat.
f. Terkadang saringan dan tutup ujung jarum harus diganti.
Durasi penyemprotan injektor berkisar 1 sampai 14
mili detik. Bentuk osilasi kerja injektor dapat dilihat dengan osiloskop atau
engine tester, durasi penyemprotan dapat terukur.
Gambar 11.103 Durasi injeksi terukur
11.5.3.
ISC (Idle
Speed Control)/
IAC (Idle Air Control)
Idle speed control dipasangkan pada saluran by-pass pada intake manifold, ISC digunakan untuk kebutuhan penambahan udara
masuk ke engine. Perubahan jumlah
udara yang masuk ke engine menyebabkan
perubahan campuran bahan bakar dan udara. Hal ini terjadi saat start dingin dan
selama pemanasan awal, serta saat diperlukan kenaikan putaran saat ada pembebanan
ketika engine kerja idle.
Ada juga yang mengatur putaran idel dengan membuka katup gas sedikit yang
diterapkan pada single point injector.
Gambar 11.104 Letak ISC pada engine
Macam-macam ISC/IAC
a.
Model
Katup Bimetal
Katup dipasangkan dimesin dan bersinggungan langsung dengan temperatur
mesin. Pada
katup terdapat pegas bimetal yang dilengkapi dengan pemanas.
Ketika temperatur
mesin dingin katup terbuka sehingga ada tambahan udara masuk dan putaran mesin
idel tinggi. Setelah temperatur berangsur naik bimetal akan melengkung menekan
katup menutup saluran by pass secara bertahap dan putaran idel akan turun.
Sistem diatas tidak dikontrol oleh ECU, bukan termasuk bagian Sistem
Injeksi Elektronik.
Gambar 11.105 ISC dengan katup bimetal
Keterangan
1. bimetal strip
2. elemen pemanas
3. katup plat
4. udara by-pass
b.
Model
Katup Selenoid
ISC ini bekerjanya
diatur oleh ECU yang disesuaikan dengan bermacam masukan sensor, selain itu
juga beban-beban kendaraan.
Gambar 11.106 ISC dengan katup selenoid
Ketika temperatur
mesin masih dingin dan putaran mesin idel, ECU akan mengeluarkan sinyal untuk
mengoperasikan selenoid menarik katupnya melawan pegas yang ada dibelakangnya,
sehingga saluran by pass terbuka dan udara yang masuk kemesin bertambah,
akibatnya putaran idel jadi tinggi.
Setelah temperatur mesin panas ECU akan menghentikan sinyal yang menuju
selenoid sehingga pegas yang ada dibelakang katup selenoid akan mendorong katup
selenoid menutup saluran dan putaran idel jadi turun karena tambahan udara
dihentikan.
Gambar 11.107 Skema sistem ISC dengan katup selenoid
c.
Model
Katup Rotari
Pada IAC ini didalam
saluran by pass dipasangkan katup rotary yang gerakannya dibatasi 90°.
Penggerak dari katup rotari berupa motor DC.
Ketika temperatur mesin masih dingin ECU
mengeluarkan sinyal berupa duty cycle
yang besarnya tergantung dari sensor temperatur dan RPM mesin.
Gambar 11.108 ISC dengan katup rotari
Semakin dingin temperatur semakin besar duty
cycle yang dikelurakan ECU sehingga semakin lebar pembukaan saluran by pass
dan semakin tinggi putaran idel.
Gambar 11.109 Skema sistem ISC dengan katup rotari
d.
Model Katup dengan Motor
Step
Motor step memiliki empat buah kumparan dan memungkinkan digunakan sebagai
penentu posisi yang presisi dengan derajat tertentu. ISC yang menggunakan motor step dikontrol
oleh ECU dengan sinyal yang urutannya tertentu.
Gambar 11.110 ISC dengan penggerak motor step
Gambar 11.111 Contoh ISC berbentuk motor step
Gambar 11.112 Skema ISC dengan penggerak motor step
Urutan untuk mengurangi udara: Urutan
untuk menambah udara:
Tr1 à Tr2
à Tr3
à Tr4
Urutan untuk menambah udara
Tr4 à Tr3
à Tr2
à Tr1
e.
Model Katup Selenoid
Pembuka Katup Gas
ISC jenis ini biasanya berupa motor DC bergigi reduksi dan dilengkapi
dengan saklar. Jenis ini banyak dipasang pada Mono Jetronics.
Ketika kondisi mesin idle dan dingin ECU mengeluarkan tegangan dan
menggerakkan motor maju kedepan, posisi motor akan tertahan disana oleh gigi
reduksi. Motor ini baru akan mundur jika ECU memberikan tegangan dengan arah
kebalikan.
Gambar 11.113 ISC pembuka katup gas
Keterangan:
1. Katup Gas
2. Motor DC
3. Terminal / konektor
4. Saklar Idel
Gambar 11.114 Konstruksi ISC pembuka katup gas
Keterangan:
1. ISC position sensor
2. Pegas pengembali
3. ISC aktuator
4. Throtle Position Sensor
5. Saklar CTP (Closed throttle Position)
11.5.4.
Lampu Indikator Kerusakan (Engine Check) / MIL (Malfunction
Indicator Lamp)
Lampu control/MIL
umumnya terpasang di papan instrument (dashboard)
ruang kemudi.
Fungsi dari MIL adalah
untuk memberi informasi kepada pengemudi keadaan sistem, apakah sistem OK atau
terdapat masalah.
Apabila sistem pada kendaraan tidak terdapat
masalah, maka saat mesin hidup MIL akan mati, sebaliknya bila ada masalah MIL
akan menyala.
Tidak semua masalah akan menyalakan MIL. Umumnya
terdapat ketentuan kapan MIL akan menyala kaitannya dengan permasalahan yang
terjadi. Apabila data yang terkirim oleh sensor masih berada pada rentang kerja
sensor tersebut, walaupun data semestinya jauh berbeda, maka MIL tetap tidak
menyala.
Gambar 11.115 Skema MIL (Check Engine)
pada ECU
Kemungkinan adanya permasalahan sensor yang tidak menyalakan MIL
menunjukkan tetap perlunya diagnosa untuk membandingkan data terbaca dengan
data semestinya pada kondisi pengukuran.
Sekarang telah banyak Scantool dipasaran yang dapat membantu kita untuk lebih cepat
menentukan letak permasalahan serta membantu kebutuhan diagnosa.
Pada buku manual beberapa kendaraan ada yang
menjelaskan cara mengakses kode permasalahan jika tidak memiliki Scantool.
Aktuator-aktuator lain
Pada kebanyakan kendaraan sekarang masih dilengkapi dengan beberapa
aktuator lain, misalnya untuk kebutuhan perbaikan emisi gas buang dilengkapi
dengan: pemanas sensor lambda, solenoid EGR, Selenoid/motor Pengatur Katup
Elektronik, Katup Pernafasan Tanki, dan juga untuk efisiensi pendinginan mesin
dilengkapi dengan relay pengendali motor pendingin mesin.
Semua aktuator tersebut prinsip kerjanya sama dengan aktuator-aktuator
utama yang telah dijelaskan, hanya kondisi apa dan kapan semuanya diatur dalam
pemrograman yang ada di ECU.
11.6. Diagnosa
Gangguan
Trouble shooting merupakan upaya penyelesaian permasalahan pada kendaraan.
Banyak langkah dapat
dilakukan, biasanya buku manual telah menunjukkan rambu-rambu untuk Trouble shooting.
Trouble shooting dimulai dari gejala/kondisi yang dialami kendaraan, selanjutnya dianalisa
kemungkinan-kemungkinan penyebabnya, dan dilanjutkan dengan memeriksa
kemungkinan penyebab kondisi diatas. Catatan diperlukan untuk semua langkah yang
telah dilakukan.
Hal-hal yang harus
diperhatikan ketika bekerja dengan sistem yang elektronis adalah:
· Penggunaan multimeter
analog dapat menimbulkan induksi diri dari kumparan dan dapat merusakkan bagian
ECU/ECM.
· Jangan menggunakan
lampu tes yang bukan LED, karena tahanan
terlalu rendah, jika teledor dapat merusakkan ECU.
· Pemahaman tentang
logika kerja dan data teknis diperlukan, sehingga dengan diketahui data yang
terukur dapat menentukan apa sesuai
dengan data kerja yang semestinya. Oleh karena itu perlu dicari/diketahui
data-data teknis yang semestinya.
Bila terjadi gangguan (masalah) pada sistem elektronik seperti kerusakan
sensor dan aktuator (kabel putus atau hubung singkat). Kendaraan akan tetap
berfungsi dengan menggunakan program darurat. Dengan program darurat kendaraan
dapat berjalan dengan kondisi bahan-bakar cenderung boros, karena kondisi
sensor sesungguhnya tidak diketahui.
Lampu indikator kerusakan akan nyala jika kerusakan terjadi pada sensor
dengan sinyal yang masuk menuju ECU/ECM diluar data kerja atau sinyalnya putus
atau short (0 atau 5 volt).
Kerusakan yang
menyebabkan MIL nyala dapat diperiksa dengan memanggil kode kerusakan.
Gambar 11.116. MIL (Malfunction
Indicator Lamp)
Kerusakan pada bagian
sistem tidak selalu terekam dan muncul pada lampu indikator kerusakan (engine check)/MIL (Malfunction Indicator Lamp).
Secara umum
pemanggilan kode kerusakan dapat dilakukan dengan Scanner tool. Biasanya setiap merek terdapat Scanner tool khusus untuk merk bersangkutan, tetapi dipasaran juga
terdapat berbagai produk yang dapat digunakan untuk berbagai merk kendaraan.
Adapula sistem yang
dilengkapi dengan pemanggilan kode kerusakan dengan On Board Diagnosis (OBD), tanpa dengan scanner tool tetapi dengan langkah-langkah tertentu yang ditunjukkan
oleh buku manual.
11.6.1. Diagnosa
Gangguan Tanpa Scanner Tool
Ada beberapa kendaraan yang secara spesifik menunjukkan cara mengakses kode
kerusakan dengan menghubungkan terminal soket DLC (Data Link Conector).
Toyota dengan DLC berbentuk rectanguler
17 pin dapat diakses kode kerusakannya dengan menghubungkan terminal TE1
dan E1 seperti pada gambar.
Gambar 11.117. DLC Toyota 17 pin
Ketika terminal
TE1 dan E1 dihubungkan dengan kabel maka MIL akan berkedip. Kedipan yang ada
memiliki arti khusus.
Jika lampu
berkedip dengan irama tetap seperti gambar 11.178, menunjukkan tidak ada
kerusakan pada sensor sistem.
Gambar 11.118 Kedipan pada MIL
Tabel 11.1
Kode-kode kerusakan Toyota
Data Code Kerusakan pada Toyota (dengan MAP sensor):
|
Code
|
Kerusakan
|
Kemungkinan gangguan
|
|
1111
|
Tidak ada kerusakan
|
|
|
12
|
CKP, CMP Sinyal
|
Kabel, CKP/CMP sensor, ECU
|
|
13
|
CKP Sinyal
|
Kabel, CKP/CMP sensor, ECU
|
|
14
|
Ignition Sinyal
|
Kabel, Ignition Amplifier, ECU
|
|
16
|
Tranmission Control Sinyal
|
Kabel, ECU
|
|
21
|
Oksigen sensor (O2)
|
Kabel, O2 sensor, ECU
|
|
22
|
ECT (sensor temp. Mesin)
|
Kabel, ECT sensor, ECU
|
|
24
|
IAT (sensor temp. Udara masuk)
|
Kabel, IAT sensor, ECU
|
|
25
|
Campuran kurus
|
Kabel, udara palsu, pengapian,
tekanan bensin, Injektor, MAP, ECT, IAT, O2, ECU
|
|
26
|
Campuran Gemuk
|
Kabel, udara palsu, pengapian,
tekanan bensin, Injektor, MAP, ECT, IAT, O2, ECU
|
|
31
|
MAP (Manifold Absolute Pessure)
|
Kabel, MAP sensor, ECU
|
|
33
|
(IAC) Idel Air Control
|
Kabel, IAC valve, ECU
|
|
41
|
TPS (Throttle Position Sensor)
|
Kabel, TP sensor, ECU
|
|
42
|
VSS (Veheicle Speed Sensor)
|
Kabel, VS sensor, ECU
|
|
43
|
Start Signal
|
Kabel, kunci kontak, ECU
|
|
51
|
Saklar idel
|
Kabel, TP sensor, ECU
|
|
52
|
Knock sensor
|
Kabel, Knock sensor, ECU
|
|
53
|
Knock control malfunktion
|
ECU
|
Catatan : Reset code kerusakan dengan melepas sikring/ fuse EFI selama 15
detik.
Diagnosa Kendaraan Honda pada dasarnya sama dengan Toyota, yaitu dengan
menghubungkan terminal tertentu dari DLC.
Lokasi DLC Honda berada dibawah dasboard pada sisi penumpang.
Ada beberapa bentuk DLC pada Honda: DLC 3 pin, DLC 16 pin atau DLC 5 pin.
Dari masing-masing DLC tersebut didampingi dengan 2 pin untuk On Board Diagnosis dengan dihubungkan
menggunakan kabel.
Kode gangguan akan muncul dengan nyala panjang dan pendek. Jika nyalanya
terus berarti tidak ada kode kerusakan yang terdeteksi atau tersimpan pada ECU.
Gambar 11.119 DLC Honda 5 pin
Gambar 11.120 DLC Honda 3 pin
Gambar 11.121 DLC Honda 16 pin
Tabel 11.2 Kode-kode kerusakan Honda
|
Code
|
Kerusakan
|
|
1
|
Oksigen sensor/heater oksigen sensor
|
|
2
|
Vehicle speed sensor (VSS)
|
|
3
|
Manifold Absolute Pessure (MAP)
|
|
4
|
Engine
Speed Sensor/CKP sensor
|
|
5
|
Manifold Absolute Pessure (MAP)
|
|
6
|
Engine
coolant temperature(ECT) sensor
|
|
7
|
TPS
(Sensor Katup Gas)
|
|
8
|
CKP Sensor
|
|
9
|
CMP (Sensor Top/Cam shaft)
|
|
10
|
IAT (Intake Air Temperature)
|
|
11
|
Penyetel CO
|
|
12
|
EGR sistem
|
|
13
|
Baromatric pressure
|
|
14
|
IAC (idle Air Control)
|
|
15
|
Pompa bensin/ relai pompa bensin
|
|
16
|
Ignition coil
|
|
17
|
Vehicle speed sensor (VSS)
|
|
19
|
Transmission lock-up selonoid
|
|
20
|
Electronik Load sensor
|
|
21
|
VTEC Sistem
|
|
22
|
VTEC Sistem
|
|
23
|
Knock Sensor
|
Catatan : Reset code kerusakan cabut fuse
radio back up 7,5 A selama 20 detik
Diagnosa pada kendaraan Mitsubhisi sedikit berbeda dengan kedua merek
kendaraan sebelumnya.
Lokasi DLC dibawah dasboard dekat fuse box
Ada dua jenis konektor DTC, yaitu DTC 16 pin dan DTC 12 pin kotak. Untuk
masing-masing jenis konektor DLC caranya berbeda.
Gambar 11.122 Letak DLC Mitsubishi
Gambar 11.123 DLC Mitsubishi 12 pin
Pada konektor 12 pin
kotak pengaksesan DTC (Diagnostic Trouble
Code) dengan sebuah LED yang dirangkai seri dengan tahanan 1 KΩ.
Gambar 11.124 DLC Mitsubishi 16 pin
Pada DLC 16 pin, pin
1 di hubungkan singkat dengan ground, maka MIL pada dashboard akan berkedip bila ada kode kerusakan.
Tabel 11.3 Kode-kode kerusakan Mitsubishi
|
Code
|
Kerusakan
|
|
11
|
Oksigen sensor/heater oksigen sensor
|
|
12
|
Mass Air Flow (MAF) sensor
|
|
13
|
Intake Air Temperature (IAT)
|
|
14
|
Throttle Position (TP) Sensor
|
|
15
|
Motor Position sensor
|
|
21
|
Engine
coolant temperature(ECT) sensor
|
|
22
|
Engine
Speed Sensor/CKP sensor
|
|
23
|
CKP/CMP sensor
|
|
24
|
Vehicle speed sensor (VSS)
|
|
25
|
Barometric pressure (BARO) sensor
|
|
31
|
Knock sensor
|
|
32
|
Manifold Absolute Pessure (MAP)
|
|
36
|
Ignition timing adjuster
|
|
41
|
Injektor
|
|
42
|
Pompa bensin/ relai pompa bensin
|
|
44
|
Ignition coil
|
|
55
|
Idle
speed control (ISC) sensor posisi actuator
|
Catatan : Reset code kerusakan cabut sikring
EFI selama 15 detik
Beberapa kendaraan
lain juga menyediakan cara yang serupa untuk mengakses kode kerusakan, namun
tidak semua merek dan jenis kendaraan dapat diakses dengan tanpa scanner.
Untuk mempermudah
diaknosa kerusakan dapat digunakan scanner
tool.
11.6.2. Diagnosa
Gangguan Menggunakan Scanner Tool
Secara umum semua
scanner dapat digunakan untuk membantu pekerjaan diagnosa kerusakan. Scanner
mebantu komunikasi antara kendaraan dengan
dengan mekanik/user. Semua komunikasi pada kendaraan di koneksikan keluar
dengan menggunakan komunikasi serial.
Selain sebagai alat
untuk mendiagnosa kerusakan kendaraan, Scan
tool juga sering dilengkapi dengan fungsi tambahan sebagai alat ukur
seperti Oscilloskop, multimeter, generator simulasi sinyal dan lain-lain.
Syarat sebelum pemeriksaan
dengan Scaner tool:
1. Tegangan Baterai kendaraan 11 – 14 V.
2. Matikan semua alat elektronik misal AC, Lampu kepala, Audio dll.
3. Katup gas pastikan pada posisi tertutup.
4. Putaran engine idel
5. Temperatur engine pada temperatur kerja
Lokasi
Konektor DLC
Kendaraan-kendaraan baru telah menggunakan standar adapter OBDII (On Board
Diagnostic) yang letaknya mudah ditemukan, biasanya terletak dibawah dashboard (panel instrument) sebelah
kemudi.
Sebelum menghubungkan Scantool pertama-tama
yang dilakukan adalah mencari letak DLC.
Pencarian
yang paling tepat adalah melalui buku manual kendaraan yang bersangkutan.
Beberapa tempat DLC
yang umum adalah sebagaiberikut:
Lokasi utama DLC pada kendaraan terdapat pada 3
tempat:
1.
Lokasi DLC dibawah
dasboard (panel instrument), tepat dibawah kolom steering (atau +/- 150 mm
kanan atau kiri dari kolom steering).
2.
Lokasi
DLC dibawah dashboard (panel instrument), diantara bagian pintu pengemudi dan
area kolom steering
3.
Lokasi
DLC dibawah dashboard (panel instrument), diantara area kolom steering dan
handle Tranmisi
Lokasi
lain yang memungkinkan
4.
Lokasi
DLC dibawah dashboard (panel instrument), antara kolom steering dan garis utama
kendaraan
5.
Lokasi
DLC dibawah dashboard (panel instrument), antara bagian pintu pengemudi dan
kolom steering
6.
Lokasi
DLC di area audio/radio, pada sisi kiri garis utama kendaraan.
7.
Lokasi
DLC di area audio/radio, pada sisi kanan (30 cm) dari garis utama kendaraan.
8.
Lokasi
DLC pada bagian lengan kursi, handbrake area.
9.
Beberapa lokasi selain dari lokasi-lokasi 1-8
(di belakang penumpang, dibawah jok tempat duduk, ujung dari dashboard dekat
kaca depan)
Telah dijelaskan
sebelumnya bahwa secara umum scanner
selain dapat untuk mengakses letak kerusakan juga dapat untuk menghapus (reset) kode kerusakan, tentu saja kode
ini akan hilang apabila kerusakan sudah diperbaiki, namun jika kerusakan
tersebut masih ada maka tetap akan muncul lagi.
Hal yang perlu difahami
lagi adalah fungsi current data yang
ada pada scanner. Fungsi current data tidak lain untuk
mendisplaikan data-data dari sensor dan aktuator yang sedang terbaca saat itu.
Dengan fungsi ini data terbaca dapat dibandingkan dengan data yang semestinya (dari
buku manual) . Sering terjadi kerusakan pada kendaraan yang tidak terdeteksi
pada kode kerusakan tetapi karena data sensor jauh berbeda dengan yang
seharusnya maka kerja engine akan
terganggu.
Sebagai contoh,
terkadang sensor temperatur air pendingin (ECT) sudah jenuh, sehingga nilai
tahanannya tidak berubah sesuai semestinya, sehingga saat engine dingin normal karena nilai tahanan tepat, tetapi setelah engine panas terasa ada gangguan karena
nilai tahanan relatif tetap seperti ketika dingin. Saat itu (engine panas) tetapi sensor mengatakan
dingin maka injektor menyemprotkan bensin banyak, maka engine sulit hidup saat panas atau terasa engine tidak berdaya (low
power)
Untuk lebih detail
cara pengoperasiannnya dapat di ikuti petunjuk dari buku manual atau buku
petunjuk pengoperasian alat yang berangkutan.
Gambar 11.125 Kemungkinan lokasi DLC
