RSS

>ELECTRONIC FUEL INJECTION (EFI) SYSTEM

02 Apr

>

      APA ITU EFI SYSTEM ?
        EFI System adalah kependekan dari Electronic Fuel Injection System yaitu suatu sistem pengaturan pencampuran antara udara dan bahan bakar (bensin) yang akan dihisap kedalam ruang silinder mesin yang diatur secara elektronik, melalui komputer sistem
        EFI System adalah pengganti dari teknologi sistem Karburator
      KENAPA BERALIH KE SISTEM EFI ?
        Semakin tingginya kepedulian masyarakat terhadap kelestarian lingkungan hidup
        Semakin tingginya pencemaran udara, khususnya di kota-kota besar
        Emisi gas buang kendaraan merupakan penyumbang terbesar pencemaran udara
        Undang-undang lingkungan yang semakin ketat
        Keinginan untuk menciptakan kendaraan yang ramah lingkungan
        Teknologi karburator tidak dapat memenuhi persayaratan lingkungan yang semakin ketat
      APA KEUNTUNGAN SISTEM    EFI    ?
       Bahan bakar yang dipakai lebih efisien
       Tenaga mesin lebih optimal
       Mesin lebih responsif
       Emisi gas buang semakin rendah
       Perawatan lebih ringan
       Meningkatkan kemampuan pengendaraan
       Memudahkan starting mesin pada saat dingin
     APAKAH EMISI GAS BUANG    ITU ?
        Emisi gas buang adalah gas hasil dari suatu proses pembakaran yang terjadi pada mesin yang membahayakan kesehatan manusia dan merusak lingkungan hidup:
        CxHy + O2       >>          CO2  + H2O  + NOx
        Zat-zat beracun : Carbon Monoxide (CO), Hidrocarbon (HC), Nitrogen Oxide (NOx), Sulfur Oxide (SOx) dan Plumbum Oxide (PbOx)
                               
      DAMPAK DARI EMISI GAS BUANG
Bagi Kesehatan manusia :
         CO  – pusing, gangguan jantung.
         HC  – pusing, iritasi mata, asma dan 
              kanker paru-paru, batuk.
         NOx – batuk, iritasi mata, asma dan kanker 
              paru-paru.
         SOx –  batuk
         Pb   –  tekanan darah tinggi, menurunkan IQ dan
               perkembangan mental anak, menganggu fungsi 
               ginjal, mengurangi fungsi reproduksi (laki-laki)
     DAMPAK DARI EMISI GAS BUANG
Bagi lingkungan hidup :
       Gas SOx – Menimbulkan hujan asam, yang berakibat menurunnya kesuburan tanah, mematikan ikan di kolam
       Gas CO2 – Menyebabkan terjadinya pemanasan global / meningkatnya suhu udara (efek rumah kaca), naiknya permukaan laut
      JENIS INJEKSI PADA MESIN BENSIN
1. Sistem penginjeksian yang dilakukan secara mekanik, yaitu jenis K – Jetronic
2. Sistem penginjeksian yang dilakukan secara semi elektronik, yaitu jenis KE – Jetronic
3. Sistem penginjeksian yang dilakukan secara elektronik, yaitu jenis D – Jetronic (D-EFI), L – Jetronic (L-EFI), Mono Jetronic dan Motronic (Engine Management)
Keterangan :
K    = Kontinuerlich = Kontinyu
KE  = Kontinuerlich Electronic
D    = Druck = Tekanan
L     = Luft  = Udara
Jetronic = Penginjeksian
       CARA KERJA SISTEM EFI
 Data Input >> Pengolah Data/Komputer >> Data Out put
Sensor  >>  ECU  >>  Actuator
         Sensor   = berfungsi sebagai alat untuk 
                      mendeteksi/penghasil data/signal input
         ECU       = berfungsi sebagai pengolah data/ 
                      memproses signal input dan menghasilkan
                      signal out put
         Actuator = berfungsi untuk melaksanakan/melakukan
                      formulasi fungsi mesin sesuai signal output
                      dari ECU
       KONSTRUKSI DASAR SISTEM EFI
      Secara garis besar Electronic Fuel Injection (EFI) System dibagi dalam 3 sistem kerja, yaitu :
      Air Induction System (Sistem Induksi Udara)
      Fuel Delivery System ( Sistem Aliran Bahan Bakar)
      Electronic Control System ( Sistem Kontrol Elektronik)
      AIR INDUCTION SYSTEM
      FUEL DELIVERY SYSTEM
      ELECTRONIC CONTROL SYSTEM
       EFI SYSTEM
      AIR FUEL RATIO
          Bensin yang masuk ke dalam ruang bakar mesin harus dalam kondisi mudah terbakar, agar dapat menghasilkan efisiensi tenaga yang maksimal. Campuran yang belum sempurna akan sulit terbakar, bila tidak dalam bentuk gas yang homogen. Bensin tidak dapat terbakar dengan sendirinya, harus dicampur dengan udara dalam takaran yang tepat. Perbandingan campuran udara dan bensin ini sangat mempengaruhi pemakaian bahan bakar.
          Perbandingan udara dan bahan bakar dinyatakan dalam bentuk volume atau berat dari bagian udara dan bahan bakar. Bensin harus terbakar keseluruhannya untuk dapat menghasilkan tenaga yang besar pada mesin dan meminimalkan tingkat emisi gas buang dari mesin. Secara teori perbandingan udara dan bahan bakar adalah 14,7 : 1 . yaitu 14,7 untuk udara berbanding 1 untuk bensin.
          Pada kondisi sebenarnya, mesin membutuhkan campuran udara dan bensin dalam perbandingan yang berbeda – beda, tergantung pada temperatur,  kecepatan putaran mesin, beban dan kondisi lainya.
      AIR FUEL RATIO
         Pada table di bawah ini diperlihatkan perbandingan campuran udara dan bensin secara teoritis yang dibutuhkan mesin sesuai kondisi kerjanya.
     AIR FUEL RATIO
          Simbol perbandingan campuran udara dan bensin yang masuk ke dalam silinder mesin dinyatakan dengan λ ( lambda )
          λ =   Jumlah udara masuk
              Jumlah udara teoritis
          λ = 1 ——- Jumlah udara masuk ke dalam silinder mesin sama dengan jumlah syarat  udara dalam teori
          λ < 1 ——- jumlah udara yang masuk lebih kecil dari jumlah syarat udara dalam teori, pada situasi ini mesin kekurangan udara, campuran gemuk, dalam batas tertentu dapat meningkatkan daya mesin
          λ > 1 ——- jumlah udara yang masuk lebih banyak dari syarat udara secara teoritis, saat ini mesin kelebihan udara, campuran kurus dan daya kurang.
          λ > 1,2 ——- dalam situasi seperti ini campuran bensin dan udara sangat kurus sehingga pembakaran berkemungkinan tidak dapat terjadi pada tempat yang lebih luas.
      Prinsip Dasar Pencampuran Udara dan Bensin
         A. CARBURATOR
           Prinsip kerja karburator sama denga prinsip kerja semprotan obat serangga. Ketika udara di tekan, maka cairan yang berada dalam tabung akan terisap  dan bersama-sama dengan udara terkarburasi keluar berupa gas.
           Mengapa hal ini dapat terjadi ?
      Venturi
         Hal ini disebabkan karena pada bagian yang di persempit mempunyai kecepatan aliran udara yang tinggi.
         Pada gambar terlihat adanya 3 alat vacuum gauge A, B dan C. Jika pada daerah (2) diadakan pengisapan atau di daerah  (1) dilakukan penekanan maka vacuum tertinggi terjadi pada daerah yang dipersempit ( venturi ) atau alat vacuum gauge B menunjukkan kevacuuman yang tinggi
      Cara Kerja Carburator
         Selanjutnya jika pada daerah venturi tersebut dihubungkan dengan saluran bahan bakar, maka bahan bakar tersebut akan terhisap keluar bersama dengan udara menjadi gas.
         Demikianlah prinsip percampuran udara dan bahan bakar yang dilakukan oleh karburator.
         Adapun jumlah gas yang dihisap oleh mesin tergantung dari besar kecilnya kevacuuman pada venturi yang diatur oleh besar kecilnya pembukaan throttle valve, juga ditentukan oleh besar kecilnya diameter saluran dari ruang bahan bakar sampai dengan venturi.
     CARBURATOR VS EFI
      Perbandingan Metode Pencampuran Udara dan Bensin
*     Carburator
           Seperti sudah dijelaskan sebelumnya bahwa pada carburator campuran udara dan bensin masuk ke dalam ruang bakar  karena adanya hisapan (vacuum) yang dihasilkan oleh langkah piston (langkah isap).
*  Injeksi
           Sedangkan pada sistem penginjeksian secara elektronik, bensin disemprotkan bukan berdasarkan kevacuuman pada intake manifold melainkan karena adanya respon terhadap suatu sinyal listrik dari komputer ke injector.
      Starting – Carburator
         Prosedur menghidupkan mesin saat kondisi dingin adalah dengan mengaktifkan choke valve (manual choke) untuk menghambat masuknya udara sehingga akan memperkaya campuran. Setelah mesin hidup maka choke opener akan membuka choke valve untuk mencegah campuran terlalu kaya. Saat mesin sudah pada temperatur kerja maka knob choke harus dikembalikan lagi ke posisi semula supaya choke valve terbuka penuh.
      Starting – Injeksi
         Putaran mesin, jumlah udara yang masuk dan temperatur mesin yang masih dingin akan dideteksi oleh sensor yang akan memberikan input kepada komputer untuk mengaktifkan cold start injector (untuk beberapa type) atau mengaktifkan semua injector selama mesin starting (untuk type tertentu) untuk memperkaya campuran.
      Akselerasi – Karburator

Pada karburator dilengkapi dengan sebuah pompa percepatan yang akan memberikan tambahan suplai bensin melalui pump nozzle saat pedal gas diinjak secara tiba-tiba

      Akselerasi – Injeksi

Apabila komputer mendeteksi adanya pembukaan throttle secara tiba-tiba, diikuti dengan berubahnya aliran udara atau kevacuuman pada intake manifold yang berubah secara drastis maka komputer akan mengirimkan sinyal ke semua injektor untuk bekerja secara bersamaan

.

      High Power Output – Karburator
         Untuk memperkaya campuran saat mesin membutuhkan tambahan tenaga maka pada karburator dilengkapi dengan enrichment system (power system). Bila kevacuuman turun maka enrichment valve akan terbuka untuk memberikan tambahan bensin ke tabung percampuran (selain dari main jet) dan bersama-sama dikeluarkan dari main nozzle.
      High Power Output – Injeksi
         Saat throttle valve terbuka semakin besar maka komputer akan mengkombinasikan dengan aliran udara masuk atau tingkat kevacuuman di intake manifold untuk menghitung besarnya beban. Komputer akan mengirim sinyal ke injektor untuk merubah lamanya waktu injektor terbuka (injection pulse width), untuk memperkaya campuran
      JENIS JENIS EFI
   Secara Umum Electronic Fuel Injection dibagi menjadi :
       Berdasarkan jumlah injektornya
       Berdasarkan penempatan injektornya
       Berdasarkan deteksi udara masuk
      Berdasarkan Jumlah Injektornya
               Single Point Injection
         Single Point Injection System biasa disebut juga Throttle Body Injection (TBI). Sebuah injektor terletak di throttle body pada intake manifold, bensin disemprotkan ditengah-tengah intake manifold untuk menyuplai kebutuhan semua silinder
                  Multi Point Injection
           Multi Point Injection System mempunyai injektor pada setiap saluran untuk menyuplai bensin pada masing-masing silinder. Bensin disemprotkan ke masing-masing saluran pada intake valve. Oleh Karena itu istilah Multi Point (lebih dari satu lokasi/titik) Fuel Injection digunakan
      Berdasarkan Penempatan Injectornya
               Indirect Injection
         Indirect injection system menyemprotkan bahan bakar ke intake manifold seperti yang digunakan pada system penginjeksian mesin bensin, bensin disemprotkan tidak langsung ke dalam ruang bakar.
                   Direct Injection
           Pada direct injection system bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam ruang bakar. Sistem penginjeksian langsung ini digunakan di sistem penginjeksian mesin diesel.
      Berdasarkan Deteksi Udara Masuk
     Berdasarkan metoda pendeteksian udara masuk Electronic Fuel Injection dapat digolongkan menjadi 2 type, yaitu :
A.  D-Jetronic (dari bahasa Jerman “DRUCK” yang berarti tekanan). Banyaknya udara masuk ke intake air chamber diukur berdasarkan besarnya kevacuuman di intake manifold
B.  L-Jetronic  (dari bahasa Jerman “LUFT” yang berarti udara). Banyaknya udara yang masuk ke intake air chamber  diukur berdasarkan kecepatan aliran udara yang masuk.
      D-Jetronic
 Komputer mendapatkan input jumlah udara yang masuk ke intake air chamber dari sebuah sensor yang pasangkan di intake manifold atau mendapatkan sumber identifikasi dari kevacuuman intake manifold. Input inilah yang dijadikan dasar penginjeksian selain input dari putaran mesin
      L-Jetronic

Pada type ini komputer mendapat input jumlah udara masuk dari sebuah sensor yang ditempatkan sebelum throttle body. Kecepatan aliran udara yang masuk akan dideteksi oleh sebuah heat resistant yang akan berubah-ubah nilai tahanannya sesuai kecepatan alir udara sehingga komputer akan mengetahui jumlah udara yang masuk sebagai dasar lamanya penginjeksian bensin.

     Basic Injection
     Basic injection bersandarkan input dari dari 2 sensor utama, yaitu : sensor udara masuk, dan sensor putaran mesin. Untuk menyempurnakan besarnya waktu penginjeksian maka ada system koreksi dari sensor-sensor yang lain sebagai input ECU  untuk mengirimkan signal penginjeksian (injection pulse width signal).
      Basic Injection

      Sensor Aliran Udara ( L – EFI )
     Untuk kendaraan yang menggunakan sensor udara masuk berdasarkan kecepatan aliran udara, maka kecepatan udara akan “menggesek” heat resistor yang akan merubah nilai tahanan. Perubahan nilai tahanan resistor ini akan mengakibatkan perubahan tegangan yang dikeluarkan (output sensor). Dengan input sensor sebesar 12 volt dan tegangan yang keluar bervariasi antara 0 ~ 5 volt, yang dijadikan ECM sebagai dasar penghitungan jumlah udara yang masuk.
      Sensor Tekanan  ( D- EFI )
     Sedangkan kendaraan yang menggunakan sensor jumlah udara masuk berdasarkan kevacuuman intake, perubahan kevacuuman inilah yang akan mengubah tegangan yang dikirim oleh sensor ke ECM. ECM sendiri mengirim tegangan sebesar 5 volt sebagai input sensor. Dengan input sebesar 5 volt ini maka tegangan yang dikeluarkan (output sensor) akibat perubahan kevacuuman bervariasi antara 0 ~ 5 volt.
      Aliran Bensin
     Bensin dari tangki bensin ditekan oleh sebuah pompa bensin elektrik yang dikontrol kerjanya oleh ECU, melalui fuel filter dan dialirkan ke masing-masing injecktor. Setiap silinder dilengkapi dengan sebuah injektor, yang bekerjanya dikontrol oleh ECU. Bensin disemprotkan saat katup pada injektor terbuka secara terputus-putus. Karena tekanan pada pipa pembagi sudah dibuat tetap oleh adanya fuel pressure regulator, maka banyaknya bensin yang disemprotkan tergantung dari lamanya injektor terbuka. Semakin banyak udara yang mengalir, semakin lama pula injector terbuka. Semakin sedikit udara yang masuk, semakin sedikit pula waktu injektor terbuka.
      Waktu dan Lamanya Penginjeksian 
         Seperti sudah dijelaskan pada halaman sebelumnya bahwa banyak sedikitnya bensin yang diinjeksikan sesuai dengan input dari 2 sensor, yaitu sensor jumlah udara masuk dan sensor putaran mesin (basic injection volume). Sedangkan waktu penginjeksian ditentukan oleh program ECU.
         Dasar waktu penginjeksian secara umum dibagi 3, yaitu:
    Intermittent
    Timed
    continuous
      Intermittent (sebentar-sebentar)
   Pada intermittent fuel injection system, terbuka dan tertutupnya katup injector tidak melihat kondisi kerja intake valve. Jadi pada sistem penginjeksian ini mungkin penyemprotan bensin ke mesin ketika intake valve terbuka atau ketika intake valve tertutup. Intermittent injection sistem biasa disebut juga MODULATION INJECTION SYSTEM.
      Timed (yang diatur oleh waktu) 
       Pada timed injection system, bensin betul-betul menyemprot ke dalam mesin sebelum atau saat intake valve terbuka. Penyemprotan bensin pada sistem ini selalu melihat kondisi kerja intake valve.
      Continuous (berlanjut)
        Pada continuous fuel injection system, bensin disemprotkan ke dalam intake manifold setiap waktu (terus menerus) selama mesin berputar. Pengontrolan perbandingan campuran udara – bensin dengan cara menambah atau mengurangi tekanan pada injector. Dengan cara ini akan menambah atau mengurangi bensin yang keluar dari injector.
      Hubungan Waktu Terbukanya Injektor
   Ada beberapa type terbukanya injektor, diantaranya adalah :
       Simultaneous injection
       Sequential  injection
      Simultaneous Injection
       Simultaneous injection berarti semua injector terbuka secara bersamaan, semua injector menerima perintah dari ECU (pulsa ON & OFF) secara bersama-sama.
      Sequential Injection
       Pada sequential injection, injector terbuka satu persatu secara bergantian sesuai dengan waktu penginjeksian yang sudah ditentukan oleh ECU.
      Sistem Koreksi
         Untuk memenuhi kebutuhan campuran udara dan bensin pada semua kondisi kerja mesin ternyata tidak cukup dengan basic injection volume, yang bersumber dari 2 sensor (sensor udara masuk dan sensor putaran mesin). Oleh karena itu untuk menyempurnakan air fuel ratio sesuai dengan kondisi kerja mesin diperlukan sensor-sensor pendukung, untuk mengoreksi air fuel ratio. Sebagai contoh saat mesin distart pada kondisi temperature masih dingin, ECU membutuhkan input dari ECT (engine cooling temperature) untuk memperkaya campuran supaya mesin mudah dihidupkan.
         Dengan mengetahui kondisi kerja sensor-sensor pendukung ini (contoh:IAT, ECT, dll) kita bisa mengetahui bahwa ECU punya kemampuan menambah atau mengurangi jumlah bensin yang disemprotkan sekalipun jumlah udara yang masuk tetap.
      Sistem Koreksi
      Kontrol Elektronik
         Pada electronic control system sebuah Engine Control Unit yang berfungsi sebagai pusat pengontrolan system, mendapat input dari 2 sensor utama yaitu, sensor jumlah udara masuk dan sensor putaran mesin yang akan digunakan untuk menentukan basic injection volume. Selain 2 sensor tersebut ada sensor – sensor lain yang berfungsi sebagai input ECU untuk mengoreksi jumlah bensin yang disemprotkan injector.
         Electronic control system ini akan dijelaskan lebih lanjut pada bab electronic control system.
Semoga bermanfaat
 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada April 2, 2011 in Otomotif

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: