Blog's Phenomenon: Sistem EFI

Seperti kita sudah ketahui bahwa kendaraan baik mobil atau pun sepeda motor pabrikan sekarang ini sudah semenjak beberapa tahun terakhir memproduksi kendaraan terbarunya menggunakan system injeksi sebagai pemasukan bahan bakarnya. Tentunya berbagai macam cara dan usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar gas buang beracun yang dihasilkan oleh mesin-mesin kendaraan bermotor seperti penggunaan BBM bebas timbal, penggunaan katalis pada saluran gas buang, dll. Sebagaimana mesin 2 langkah yang harus digantikan oleh mesin 4 langkah, sistem karburasi manual akhirnya juga akan digantikan oleh sistem karburasidigital, system injeksi ini perlahan tapi pasti akan menggantikan sistem yang sudah lama bertahan yaitu karburator (karburasi manual).

Memang banyak keuntungan dengan system injeksi ini diantaranya :

1. Pembakaran lebih sempurna

2. Mengurangi sekecil mungkin gas-gas beracun dari hasil pembakaran

3. Hemat pemakaian bahan bakar

4. Tenaga mesin yang dihasilkan lebih bertenaga

Sebelum saya bahas tentang EFI mari kita lihat secara sepintas system pemasukkan dengan system karburasi yang menggunakan karburator.

Karburator

Fungsi Karburator diantaranya adalah untuk mencampur campuran bahan bakar dengan udara sebelum campuran tersebut masuk kedalam ruang bakar/silinder.

Prinsip Kerja

Pada saat langkah hisap, torak bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB) dan throttle valve terbuka, udara di intake manifold terhisap ke dalam silinder maka di venturi terjadi tekanan yang rendah bila dibandingkan dengan ruang pelampung. Akibat perbedaan tekanan ini, bensin pada ruang pelampung akan mengalir ke venturi, kemudian bensin tersebut akan tercampur dengan udara dari air horn dan masuk ke silinder.

Sifat-sifat Karburator :

1. Perbandingan bahan bakar dan udara yang variabel

2. Sensitif terhadap air filter yang kotor, tinggi rendahnya bahan bakar di ruang pelampung, penyumbatan jet udara pada spuyer

Karburator pada dasarnya kekuranganya adalah :

1. Tidak menjamin campuran udara dan bensin yang tepat dan tetap.

2. Tidak memiliki alat-alat penambahan / pengurangan bahan bakar, untuk keperluan mesin pada berbagai kecepatan.

3. Tidak ada alat untuk start dalam keadaan dingin.

4. Tidak ada alat untuk menambah bensin pada waktu dibutuhkan tenaga

5. Gas hasil dari pembakaran mengandung gas beracun

Kontruksi Sistem EFI

Secara umum, konstruksi sistem EFI dapat dibagi menjadi tiga bagian/sistem utama, yaitu;

1. sistem bahan bakar (fuel system),

2. sistem kontrol elektronik (electronic control system), dan

3. system induksi/pemasukan udara (air induction system)

Ketiga sistem utama ini akan dibahas satu persatu di bawah ini. Jumlah komponen-komponen yang terdapat pada sistem EFI bisa berbeda pada setiap jenis mesin. Semakin lengkap komponen sistem EFI yang digunakan, tentu kerja sistem EFI akan lebih baik sehingga bisa menghasilkan unjuk kerja mesin yang lebih optimal pula. Dengan semakin lengkapnya komponen-komponen sistem EFI (misalnya sensor-sensor), maka pengaturan koreksi yang diperlukan untuk mengatur perbandingan bahan bakar dan udara yang sesuai dengan kondisi kerja mesin akan semakin sempurna.

Macam macam sistem dalam EFI :

Mesin Mobil EFI Tipe D

Pada sistem injeksi tipe D, pengukuran tentang udara yang dihisap mesin menggunakanVacuum sensor yang mendeteksi kevacuuman di dalam Intake Manipold, alat sensor ini di kenal dengan MAP sensor atau Manipol Absolute Pressure. Besarnya tingkat kevacuuman yang terdapat pada intake manipold di informasikan ke ECU untuk menentukan banyak sedikitnya BBM yang di injeksikan melalui Injektor. Contoh mobil Toyota yang menggunakan mesin EFI tipe D adalah Avanza, Terios, Rush

Mesin Mobil EFI tipe L

Sedangkan pada sistem EFI tipe L, banyak dan sedikitnya udara yang masuk di ukur menggunakan air flow meter,informasi banyak sedikitnya udara yang melewati Air flow meter ini diteruskan ke ECU untuk memberikan banyaknya suplai BBM yang akan diinjeksikan melalui injektor. Contoh mobil yang memakai sistem EFI tipe L adalah Toyota Soluna, Toyota Vios, Toyota Yaris, Toyota Kijang Innova, dan Toyota Corolla

Perbedaan EFI tipe D dan EFI tipe L

Perbedaan utama EFI tipe D dan EFI tipe L adalah Mobil EFI tipe D menggunakan MAP sensor yang terhubung dengan selang ke Intake Manipold setelah Throttle body dan Mobil EFI Tipe L menggunakan Air Flow Meter atau MAF (Mass Air Flow) yang di tempatkan sebelum throttle body

Konstruksi Mesin EFI

A. Sistem Bahan Bakar

Komponen-komponen yang digunakan untuk menyalurkan bahan bakar ke mesin terdiri dari tangki bahan bakar (fuel pump), pompa bahan bakar (fuel pump), saringan bahan bakar (fuel filter), pipa/slang penyalur (pembagi), pengatur tekanan bahan bakar (fuel pressure regulator), dan injektor/penyemprot bahan bakar. Sistem bahan bakar ini berfungsi untuk menyimpan, membersihkan, menyalurkan dan menyemprotkan/menginjeksikan bahan bakar.

Adapun fungsi masing-masing komponen pada sistem bahan bakar tersebut adalah sebagai berikut:

1. Fuel suction filter; menyaring kotoran agar tidak terisap pompa bahan bakar.

2. Fuel pump module; memompa dan mengalirkan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke injektor. Penyaluran bahan bakarnya harus lebih banyak dibandingkan dengan kebutuhan mesin supaya tekanan dalam sistem bahan bakar bisa dipertahankan setiap waktu walaupun kondisi mesin berubah-ubah.

3. Fuel pressure regulator; mengatur tekanan bahan bakar di dalam sistem aliran bahan bakar agar tetap/konstan. Contohnya pada Honda Supra X 125 PGM-FI tekanan dipertahankan pada 294 kPa (3,0 kgf/cm2, 43 psi). Bila bahan bakar yang dipompa menuju injektor terlalu besar (tekanan bahan bakar melebihi 294 kPa (3,0 kgf/cm2, 43 psi)) pressure regulator mengembalikan bahan bakar ke dalam tangki.

4. Fuel feed hose; slang untuk mengalirkan bahan bakar dari tangki menuju injektor. Slang dirancang harus tahan tekanan bahan bakar akibat dipompa dengan tekanan minimal sebesar tekanan yang dhasilkan oleh pompa.

5. Fuel Injector; menyemprotkan bahan bakar ke saluran masuk (intake manifold) sebelum, biasanya sebelum katup masuk, namun ada juga yang ke throttle body. Volume penyemprotan disesuaikan oleh waktu pembukaan nozel/injektor. Lama dan banyaknya penyemprotan diatur oleh ECM (Electronic/Engine Control Module) atau ECU (Electronic Control Unit).

Terjadinya penyemprotan pada injektor adalah pada saat ECU memberikan tegangan listrik ke solenoid coil injektor. Dengan pemberian tegangan listrik tersebut solenoid coil akan menjadi magnet sehingga mampu menarik plunger dan mengangkat needle valve (katup jarum) dari dudukannya, sehingga saluran bahan bakar yang sudah bertekanan akan memancar keluar dari injektor.

B. Sistem Kontrol Elektronik

Komponen sistem kontrol elektronik terdiri dari beberapa sensor (pengindera), seperti MAP (Manifold Absolute Pressure) sensor, TP (Throttle Position) sensor, IAT (Intake Air Temperature) sensor, bank angle sensor, EOT (Engine Oil Temperature) sensor, dan sensor-sensor lainnya. Pada sistem ini juga terdapat ECU (Electronic Control Unit) atau ECM dan komponen¬komponen tambahan seperti alternator (magnet) danregulator/rectifier yang mensuplai dan mengatur tegangan listrik ke ECU, baterai dan komponen lain. Pada sistem ini juga terdapat DLC (Data Link Connector) yaitu semacam soket dihubungkan dengan engine analyzer untuk mecari sumber kerusakan komponen

Secara garis besar fungsi dari masing-masing komponen sistem kontrol elektronik antara lain sebagai berikut;

1. ECU/ECM; menerima dan menghitung seluruh informasi/data yang diterima dari masing-masing sinyal sensor yang ada dalam mesin. Informasi yang diperoleh dari sensor antara lain berupa informasi tentang suhu udara, suhu oli mesin, suhu air pendingin, tekanan atau jumlah udara masuk, posisi katup throttle/katup gas, putaran mesin, posisi poros engkol, dan informasi yang lainnya. Pada umumnya sensor bekerja pada tegangan antara 0 volt sampai 5 volt. Selanjutnya ECU/ECM menggunakan informasi-informasi yang telah diolah tadi untuk menghitung dan menentukan saat (timing) dan lamanya injektor bekerja/menyemprotkan bahan bakar dengan mengirimkan tegangan listrik ke solenoid injektor. Pada beberapa mesin yang sudah lebih sempurna, disamping mengontrol injektor, ECU/ECM juga bisa mengontrol sistem pengapian.

2. MAP (Manifold absolute pressure) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tekanan udara yang masuk ke intake manifold. Selain tipe MAP sensor, pendeteksian udara yang masuk ke intake manifold bisa dalam bentuk jumlah maupun berat udara. Jika jumlah udara yang dideteksi, sensornya dinamakan air flow meter, sedangkan jika berat udara yang dideteksi, sensornya dinamakan air mass sensor.

3. IAT (Engine air temperature) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang suhu udara yang masuk ke intake manifold. Tegangan referensi/suplai 5 Volt dari ECU selanjutnya akan berubah menjadi tegangan sinyal yang nilainya dipengaruhi oleh suhu udara masuk.

4. TPS (Throttle Position sensor); memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang posisi katup throttle/katup gas. Generasi yang lebih baru dari sensor ini tidak hanya terdiri dari kontak-kontak yang mendeteksi posisi idel/langsam dan posisi beban penuh, akan tetapi sudah merupakan potensiometer (variable resistor) dan dapat memberikan sinyal ke ECU pada setiap keadaan beban mesin. Konstruksi generasi terakhir dari sensor posisi katup gas sudah full elektronis, karena yang menggerakkan katup gas adalah elektromesin yang dikendalikan oleh ECU tanpa kabel gas yang terhubung dengan pedal gas. Generasi terbaru ini memungkinkan pengontrolan emisi/gas buang lebih bersih karena pedal gas yang digerakkan hanyalah memberikan sinyal tegangan ke ECU dan pembukaan serta penutupan katup gas juga dilakukan oleh ECU secara elektronis.

5. Engine oil temperature sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang suhu oli mesin. 6) Bank angle sensor; merupakan sensor sudut kemiringan. Pada sepeda motor yang menggunakan sistem EFI biasanya dilengkapi dengan bank angle sensor yang bertujuan untuk pengaman saat kendaraan terjatuh dengan sudut kemiringan 55 derajat.

Sinyal atau informasi yang dikirim bank angle sensor ke ECU saat sepeda motor terjatuh dengan sudut kemiringan yang telah ditentukan akan membuat ECU memberikan perintah untuk mematikan (meng-OFF-kan) injektor, koil pengapian, dan pompa bahan bakar. Dengan demikian peluang terbakarnya sepeda motor jika ada bahan bakar yang tercecer atau tumpah akan kecil karena sistem pengapian dan sistem bahan bakar langsung dihentikan walaupun kunci kontak masih dalam posisi ON . Bank angle sensor akan mendeteksi setiap sudut kemiringan sepeda motor. Jika sudut kemiringan masih di bawah limit yang ditentukan, maka informasi yang dikirim ke ECU tidak sampai membuat ECU meng-OFF-kan ketiga komponen di atas. Bagaimana dengan sudut kemiringan sepeda motor yang sedang menikung/berbelok? Jika sepeda motor sedang dijalankan pada posisi menikung (walau kemiringannya melebihi 550), ECU tidak meng-OFF¬kan ketiga komponen tersebut. Pada saat menikung terdapat gaya centripugal yang membuat sudut kemiringan pendulum dalam bank angle sensor tidak sama dengan kemiringan sepeda motor.

Dengan demikian, walaupun sudut kemiringan sepeda motor sudah mencapai 550, tapi dalam kenyataannya sinyal yang dikirim ke ECU masih mengindikasikan bahwa sudut kemiringannya masih di bawah 550 sehingga ECU tidak meng-OFF-kan ketiga komponen tersebut. Selain sensor-sensor di atas masih terdapat sensor lainnya digunakan pada sistem EFI, seperti sensor posisi camshaft/poros nok, (camshaft position sensor) untuk mendeteksi posisi poros nok agar saat pengapiannya bisa diketahui, sensor posisi poros engkol (crankshaft position sensor) untuk mendeteksi putaran poros engkol, sensor air pendingin (water temperature sensor) untuk mendeteksi air pendingin di mesin dan sensor lainnya. Namun demikian, pada sistem EFI sepeda motor yang masih sederhana, tidak semua sensor dipasang.

C. Sistem Induksi Udara

Komponen yang termasuk ke dalam sistem ini antara lain;

1. air cleaner/air box (saringan udara)