EFI ITU APA?
Mobil menggunakan salah
satu diantara dua peralatan atau sistem untuk mengalirkan campuran bahar bakar
dan udara dalam perbandingan yang tepat dan masuk ke dalam silinder-silinder sesuai dengan semua tingkat rpm; alat-alat tersebut adalah karburator atau EFI, Kedua alat ini mengatur volume udara
yang masuk
sesuai dari membukanya sudut
throttle valve dan putaran mesin, kedua alat ini menyalurkan campuran bahan bakar dan udara yang tepat ke dalam silinder-silinder sesuai dengan volume udara yang
masuk.
Kontruksi karburator
adalah sederhana, dan telah digunakan hampir pada keseluruhan mesin bensin pada masa yang lalu.
Tetapi pada akhir-akhir ini untuk memenuhi permintaan untuk membersihkan gas buang (exhaust emission), penggunaan bahan bakar
yang lebih ekonomis, kemampuan pengendaraan
yang tetah disempurnakan dan sebagainya, karburator saat ini harus dilengkapi dengan
peralatan tambahan sehingga membuat sistemnya menjadi rumit (Complex).
Untuk mengganti sistem karburator, kemudian digunakan sistem EFI, untuk menjamin perbandingan bahar bakar dan udara (air-fuel ratio) ke mesin dengan penginjeksian bahan yang bekerja secara kelistrikan sesuat dengan kondisi pengendaraan.
Untuk mengganti sistem karburator, kemudian digunakan sistem EFI, untuk menjamin perbandingan bahar bakar dan udara (air-fuel ratio) ke mesin dengan penginjeksian bahan yang bekerja secara kelistrikan sesuat dengan kondisi pengendaraan.
PERBANDINGAN ANTARA EFI DAN
KARBURATOR
Walaupun tujuan dari karburator dan EFI adalah
sama, tetapi metode yang digunakan untuk mendeteksi volume udara masuk dan
pengaliran bahan bakarnya yang berbeda.
1.
PEMBENTUKAN CAMPURAN BAHAN BAKAR DAN UDARA (AIR FUEL MIXTURE)
KARBURATOR
Pada putaran Idling, volume udara yang masuk diukur sesuai dengan perubahan tekanan (Vacuum) sekitar idle port dan slow port
dekat dengan throttle valve, dan bahan bakar yang sedikit mengalir melalui
lubang tersebut.
Pada tingkat
operasional
yang normal, volume udara yang masuk diukur sesuai kevacuuman pada ventilasi dan sebanding
dengan jumlah
bahan bakar yang mengalir ke dalam nosel utama pada venturi.
Idle port
LOW
SPEED OPERATING RANGE
|
MEDIUM/HIGH SPEED OPERATING RANGE
|
EFI
EFI mempunyai dua peralatan yang
berbeda untuk mengukur volume udara yang masuk dan bahan bakar yang
diinjeksikan. Volume udara yang masuk diukur oleh
sebuah sensor (Air flow meter) dan signal yang diperoleh dikirim ke ECU
(Electronic Control Unit). Selanjutnya ECU mengirim signal ke injector-Injector
agar injector dapat menginjesikan bahan bakar dengan tepat yang sudah
bertekanan oleh pompa bahan bakar ke dalam intake port pada setiap silinder.
|
2. PERBANDINGAN
UDARA- BAHAN BAKAR DAN KOMBINASI PENGENDARAAN
SELAMA
STARTING
Bila mesin akan mulai hidup (starting), maka
diperlukan campuran bahan bakar udara yang kaya untuk menyempurnakan kemampuan
starting, khususnya bila temperatur rendah. Hal ini disebabkan, (1) udara padat
sehingga kecepatan masuknya udara rendah dan (2) karena temperatur masih
rendah, serta bahan bakar sulit untuk menguap.
KARBURATOR
Bila temperatur masih rendah, katup choke dalam
keadaan tertutup rapat untuk membantu memperkaya campuran. Akan tetapi
setelah mesin hidup, choke breaker bekerja secara perlahan membuka katup
choke hal ini untuk mencegah campuran bertambah kaya.
|
EFI
Putaran poros engkol dideteksi oleh signal dari
starter dan campuran yang kaya akan dialirkan pada waktu starter motor
memutarkan poros engkol. Juga cold start injector yang bekerja hanya pada
temperatur rendah dalam memperbesar volume penginjeksian. Katup ini
direncanakan untuk menyempurnakan pengabutan bahan bakar dan untuk
mempermudah pembakaran.
|
CARBURETOR
|
EFI
|
PENGENDARAAN PADA CUACA DINGIN
Disebabkan penguapan bahan bakar rendah pada
keadaan temperatur rendah, maka diperlukan campuran bahan bakar dan udara yang
lebih banyak (kaya) pada waktu akan menghidupkan mesin.
KARBURATOR
Sistem choke pada karburator
nelakukan fungsi ini. Bila temperatur rendah, untuk mendapatkan campuran
bahan bakar– udara yang kaya choke valve dapat bekerja secara manual atau
menutup choke valve secara otomatis. Pada sistem manual, setelah mesin hidup
dan mesin telah menjadi panas, pengemudi membuka coke valve. Pada sistem
choke otomatis, membuka dan menutupnya dideteksi oleh thermo static coil,
akibatnya campuran bahan bakar–udara secara bertahap kembali normal.
|
EFI
Temperatur air pendingin diukur oleh sensor
untuk mendeteksi kondisi pada temperatur rendah. Sensor ini merupakan
thermister (semacam semikonduktor) yang mempunyai tahanan yang dapat
bervariasi tergantung dari temperatur air pendingin. Temperatur air pendingin
yang dideteksi dirubah menjadi signal listrik dan dikirim ke ECU, yang akan
menambah campuran bahan bakar–udara sesuai dengan signal yang diterima.
|
CARBURETOR
|
EFI
|
SELAMA AKSELERASI
Bila kendaraan diakselerasi dari kecepatan rendah
maka dengan serentak, volume udara akan bertambah, tetapi karena bahan bakar
lebih berat dari udara, maka untuk sementara akan terjadi keterlambatan
pengaliran bahan bakar.
KARBURATOR
Untuk mencegah campuran yang kurus selama akselerasi,
maka dilengkapi dengan sistem akselerasi. Bila throttle valve membuka dari
posisi tertutup penuh, maka sejumlah bahan bakar yang disemprotkan melalui
saluran khusus utuk mengkompensasi ketelambatan pengiriman dari nosel utama.
|
EFI
Berbeda dengan karburator, pada sistem EFI tidak
membuat suatu koreksi khusus selama kaselerasi. Ini disebabkan, dalam
hubungannya dengan karburator dimana bahan bakarnya dialirkan berdasarkan
kevakuman. Pada sistem EFI bahan bakar yang bertekanan tinggi dengan serentak
diinjeksikan sesuai dengan perubahan volume udara yang masuk dan dengan
demikian tidak terjadi keterlambatan pengiriman.
|
|||
CARBURETOR
|
EFI
|
|||
SELAMA TENAGA YANG DIKELUARKAN
TINGGI (HIGH POWER OUTPUT)
Bila mengendarai kendaraan pada permukaan jalan
yang rata dengan kecepatan yang konstan, campuran pada keadaan kurus (air-fuel
ratio ekonomis). Karena itu bila kecepatan ditambah, seperti menyusul kendaraan
yang lain, menyebabkan beban extra yang diderita oleh mesin. Campuran yang
kurus ini akan dapat menambah output mesin. Pada saat ini campuran yang gemuk
(power air fuel ratio) diperlukan untuk menjamin bertambahnya tenaga.
KARBURATOR
Bila power pada karburator mendeteksi
bertambahnya beban mesin berdasarkan vacuum pada intake manifold. Bila vacuum
berkurang, power valve terbuka dan campuran yang gemuk akan dialurkan.
|
EFI
Tingkat beban mesin ditentukan oleh terbukanya
sudut throttle valve, dan pembukaan ini dirubah menjadi signal listrik oleh
throttle position sensor. Pada saat sudut bukanya bertambah, volume injeksi
bertambah untuk mendapatkan power air-fuel ratio.
|
CARBURETOR
|
EFI
|
KEISTIMEWAAN EFI
Dibanding dengan karburator, EFI mempunyai keuntungan sebagai
berikut:
1. Memungkinkan Pembentukan Campuran yang Homogen
pada Setiap Silinder
Oleh
karena setiap silinder mempunyai satu injektor dan volume injeksi yang tepat
dikontrol oleh ECU yang sesuai
dengan putaran mesin dan perubahan beban, hal ini memungkinkan distribusi bahan
bakar ke setiap silinder akan homogen. Selanjutnya perbandingan bahan bakar dan
udara dapat dikontrol dengan mudah oleh ECU
dengan merubah waktu bekerjanya injektor (fuel injection duration). Untuk
alasan ini, campuran bahan bakar dan udara yang didistribusikan keseluruh
silinder sama dan membentuk perbandingan bahan bakar dan udara yang optimal,
kejadian di atas ini juga akan menguntungkan aspek emission control dan
kemampuan tenaga mesin.
2. Perbandingan Bahan Bakar dan Udara dapat Diperoleh
pada Semua Tingkat RPM Mesin
Single
nozzle pada karburator tidak dapat mengontrol perbandingan bahan bakar dan
udara secara tepat pada semua tingkat kecepatan, jadi pengontrolannya dibagi
diantara, slow system, firs high speed system, second high speed system, dan
lain-lain, dan campuran bahan bakar dan udara harus dibuat kaya selama
perpindahan dari suatu sistem ke sistem lainnya. Untuk alasan ini, jika
campuran bahan bakar dan udara tidak dipertahankan pada keadaan kaya, akan
terjadi ketidak normalan (backfiring dan tersendat) yang mungkin terjadi selama
perubahan. Juga dikarenakan adanya ketidaksamaan yang lebih besar dalam
distribusi campuran bahan bakar dan udara diantara setiap silinder, campuran
bahan bakar dan udara akan berlangsung terus menerus dengan tepat dan
pengiriman tersebut tidak tergantung pada kecepatan putaran mesin dan beban.
Inilah yang merupakan keuntungan dari aspek emission control dan penghematan
bahan bakar.
3. Respon yang Baik Sesuai
dengan Perubahan Throttle
Dengan
menggunakan karburator jarak dari komponen injeksi bahan bakar ke silinder agak
jauh jaraknya. Juga karena perbedaan berat jenis yang besar antara bensin dan
udara sehingga mengakibatkan bahan bakar yang masuk ke dalam silinder sedikit,
dalam hubungannya dengan volume udara yang masuk. Dengan menggunakan EFI,
masing-masing injektor dipasangkan dengan silinder, dan bahan bakar ditekan
dengan tekanan 2 – 3 kg/cm2 (28,4 – 42,7 psi, atau 196,1 – 294,2
kpa) lebih tinggi dari tekanan intake manifold dan karena bahan bakar injeksi
melalui lubang kecil sehingga mudah membentuk kabut. Oleh karena itu, volume
bahan bakar diinjeksi secara serentak berubah dengan perubahan volume udara
masuk sesuai dengan membukanya dan menutupnya throttle valve. Singkatnya,
respon yang baik sesuai dengan perubahan posisi pedal akselerasi.
4. Koreksi Campuran Bahan Bakar Udara
KOMPENSASI PADA
TEMPERATUR RENDAH
Kemampuan
untuk menghidupkan mesin pada temperatur rendah lebih baik, dikarenakan adanya
cold-start injector yang akan menginjeksikan bahan bakar selama mesin
distarter, juga karena adanya udara yang dialirkan melalui air valve cukup,
yang memungkinkan kendaraan dapat segera dijalankan dengan baik.
PENGHENTIAN
BAHAN BAKAR
Selama deselerasi dari rpm tinggi sampai throttle
tertutup volume udara yang masuk akan dikurangi dan kevacuuman didalam intake
manifold manifold akan menjadi besar. Pada karburator, bensin yang menempel
pada dinding intake manifold akan menguap dan masuk kesilinder akibatnya
campuran akan menjadi kaya sehingga tidak terjadi pembakaran sempurna atau
bahan bakar tidak dapat terbakar semuanya dan terjadi juga penambahan HC dalam
gas buang. Seangkan pada sistem EFI pada saat throttle valve mulai menutup
bahan bakar yang diinjeksi dihentikan sementara sampai batas rpm tertentu,
sehingga kerapatan (density) HC pada gas buang akan menjadi kecil dan juga
mengurangi konsumsi baha bakar.
5. EFISIENSI PEMASUKAN
CAMPURAN BAHAN BAKAR DAN UDARA
Pada
karburator aliran udara yang melalui venturi kecepatan alirannya adalah
bertambah mengakibatkan kevacuuman akan terjadi dibawah ventury.
Hal
ini akan mengakibatkan campuran bahan bakar-udara akan mengalir ke dalam
silinder selama piston langkah isap akan tetapi ventury membatasi aliran udara
yang masuk dan merugikan mesin. Pada EFI karena selalu digunakan tekanan bahan
bakar sebesar 2-3 kg/cm2 akan diperoleh pengabutan yang baik
sehingga tidak diperlukan ventury. Juga manifold dapat digunakan memasukkan
campuran bahan bakar udara lebih banyak.
KONSTRUKSI DASAR EFI
1. UMUM
EFI
dapat dibagi ke dalam tiga sistem, sistem kontrol elektronik (electronic
control system), sistem bahan bakar (fuel system), dan sistem induksi udara
(air induction system) seperti terlihat pada diagram dibawah. EFI dapat juga
dibagi ke dalam basic fuel injection devices dan correction devices.
Ketiga
sistem ini detailnya akan dijelaskan kemudian. Berikut ini rincian basic dan
correction devices.
2. BASIC INJECTION CONTROL (PENGOTROLAN INJEKSI DASAR)
Pengontrolan
injeksi dasar ini mempertahankan perbandingan optimum (disebut perbandingan
teoritis) dari bahan bakar dan udara yang mengalir kedalam masing-masing
silinder.
Dengan
demikian jika udara bertambah volume bahan bakar yang diinjeksikan bertambah
sebanding dengan masuknya udara tersebut atau jika volume udara masuk
berkurang volume bahan bakar yang diinjeksikan juga berkurang.
|
ALIRAN UDARA
Bila
throttle valve dibuka udara dari air cleaner akan mengalir ke silinder
melalui air flow meter, throttlevalve dan intake manifold. Pada saat udara
mengalir ke air flow meter, udara akan menekan atau membuka measuring plate.
Volume udara akan disensor sesuai dengan membukanya measuring plate.
|
ALIRAN BAHAN BAKAR
Bahan
bakar ditekan oleh pompa bahan bakar listrik dan dialirkan ke injektor melalui
filter. Pada setiap silinder terdapat satu injektor, bahan bakar diinjeksikan
pada saat solenoid valve terbuka secara terputus-putus. Dikarenakan tekanan
bahan bakar dibuat konstan oleh pressure regulator, volume injeksi dikontrol
dengan merubah lamanya injeksi, jadi bila udara masuk sedikit, lamanya injeksi
sedikit dan bila volume udara besar lamanya injeksi akan lama.
DETEKSI VOLUME UDARA MASUK
Throttle valve mengontrol volume udara yang dibutuhkan oleh mesin. Pada
saat kecepatan rendah, udara yang mengalir sedikit dan measuring plate akan
terbuka hanya sedikit. Pada saat kecepatan tinggi dan dibawah beban berat, akan
diperlukan aliran udara yang lebih banyak dan besarnya pembukaan measuring
plate akan disesuaikan.
LOW RPM
|
HIGH RPM or HEAVY LOAD
|
PENGATURAN VOLUME DASAR INJEKSI
(BASIC INJECTION VOLUME CONTROL)
Air flow meter mendeteksi volume aliran udara dan merubahnya ke dalam
bentuk tegangan. Juga signal ignition primary untuk rpm mesin dikirim ke ECU
dari ignition coil. ECU selanjutnya mengkalkulasi berapa banyak bahan bakar
yang diperlukan untuk sejumlah udara dan menginstruksikan ke masing-masing
injektor dengan tujuan berapa lama injektor harus bekerja.
INJECTION TIMING DURATION
Signal
dari ignition coil menentukan rpm mesin hal ini mengakibatkan seluruh injektor
menginjeksikan bahan bakar secara serentak pada setiap putaran poros engkol
(lihat referensi). Pada mesin 4 gerakan, setiap dua putaran poros engkol (satu
siklus) terdiri dari langkah isap, kompresi, pembakaran dan langkah buang,
lamanya setiap injeksi (injection duration) untuk pembakaran dalam satu siklus
hanya diperlukan setengah, dengan demikian diperlukan dua kali injeksi untuk
menghasilkan jumlah bahan bakar yang tepat.
RINGKASAN
Sesuai dengan putaran mesin dan volume udara yang diukur oleh air flow
meter, ECU memberi sinyal ke
masing-masing injektor berapa banyak bahan bakar diinjeksikan dan campuran
bahan bakar udara yang terbentuk di dalam intake manifold. Istilah ”basic
injection volume” dipakai untuk menyatakan jumlah injeksi bahan bakar yang
diperlukan agar didapat perbandingan campuran teoritis.
3. PENGATURAN KOREKSI
Selama
ini kerja dasar dari peralatan adalah untuk memperoleh pembentukan campuran
bahan bakar udara teoritis. Akan tetapi mesin tidak akan bekerja dengan
sempurna hanya dengan Basic Injection Volume ini dikarenakan mesin harus dapat
bekerja pada berbagai kondisi kerja mesin. Sebagai contoh bila mesin dingin
atau dibawah beban berat, diperlukan campuran yang kaya. Sistem EFI mengubah
perbandingan bahan bakar udara sesuai dengan kerja mesin sama halnya seperti
pada karburator perubahan campuran bahan bakar-udara dengan menggunakan sistem
choke atau sistem power.
Ada dua metode untuk mengoreksi perbandingan bahan bakar-udara, pertama
disebut ”enrichment correction”
adalah untuk menambah volume injeksi dengan bantuan ECU, yang lainya. Perlengkapan tambahan yang melakukan fungsi yang
sama tanpa memerlukan bantuan ECU.
KOREKSI
Berbagai macam informasi tentang kondisi kerja mesin (misal suhu air
pendingin, suhu udara masuk dll) yang memberi masukan ke ECU dari bebeapa
sensor-sensor sebagai tambahan informasi tentang jumlah udara dari air flow
meter dan putaran mesin dari ignition coil. ECU mempunyai kemampuan untuk
menambah bahan bakar berdasarkan informasi ini dengan kata lain sekalipun
jumlah udara yang masuk tetap sama jumlah bahan bakar yang diinjeksi akan
berkurang sesuai dengan kondisi kerja mesin.
PERLENGKAPAN TAMBAHAN (AUXILIARY DEVICE)
Terdapat
dua peralatan untuk mengoreksi perbandingan bahan bakar dan udara, yaitu cold
start injector dan air valve.
Cold Start Injector
Tujuan
dari cold start injector adalah untuk meningkatkan kemampuan menghidupkan mesin
pada waktu mesin masih dingin. Pada saat menghidupkan mesin yang masih dingin
(pada temperatur rendah) diperlukan bahan bakar yang banyak dan campuran yang
gemuk. Dengan kata lain, selama menghidupkan (starting) mesin pada temperatur
rendah, bahan bakar disalurkan melalui injektor-injektor dan cold start
injector.
Dengan
jalan ini, jumlah bahan bakar yang diinjeksikan oleh cold start injector akan
membentuk campuran menjadi gemuk atau kaya. Cold start injector adalah tipe
solenoid valve yang menggunakan tenaga baterai untuk membuka atau menutupnya
valve dan menginjeksi bahan bakar. Untuk mencegah campuran yang kaya yang
berlebihan, lamanya waktu injeksi dikontrol oleh injector time switch yang
terdiri dari elemen bimetal dan heater coil.
Air Valve
Bila
temperatur air pendingin masih rendah, air valve menaikkan putaran idle mesin
menjadi fast idling. Bila mesin masih dingin dan throttle valve tertutup mesin
menerima tambahan udara dari air valve. Volume udara yang melalui air valve
akan berubah sesuai dengan perubahan temperatur air pendingin. Bila temperatur
rendah, air valve akan terbuka penuh menyebabkan volume udara yang melalui air
valve akan banyak.
Pada
saat temperatur naik (temperatur mesin pada kondisi normal), air valve secara
perlahan akan tertutup rapat, hal ini akan mengakibatkan udara melalui air
valve akan di stop. Pada kejadian ini putaran mesin dari posisi fast idling
menjadi putaran idling. Membuka dan menutupnya air valve dikontrol oleh thermo
wax yang sesuai dengan temperatur air pendingin.
ENGINE
COLD
|
ENGINE HOT
|
KOMPONEN – KOMPONEN EFI
Komponen-komponen sistem EFI termasuk perlangkapan-perlengkapan tambahan,
dapat dibagi sebagai berikut:
1.
SISTEM BAHAN BAKAR (FUEL SYSTEM)
Komponen-komponen ini digunakan untuk menyalurkan bahan bakar ke mesin,
yang terdiri dari tangki bahan bakar, pompa bahan bakar, saringan bahan bakar,
pipa penyalur (delivery pipe), pressure regulator, pulsation damper, injector,
cold start injector, dan lain-lain.
2.
SISTEM INDUKSI UDARA (AIR
INDUCTION SYSTEM)
Komponen-komponen ini menyalurkan sejumlah udara
yang diperlukan untuk pembakaran, yang terdiri dari air cleaner, air flow
meter, throttle body, air valve, dan lain-lain.
3.
ELECTRONIC CONTROL SYSTEM
Ssitem ini terdri dari beberapa sensor-sensor
seperti air flow meter, water temperature seonsor, throttle position sensor dan
intake air temperature sensor. Pada sistem ini terdapat ECU. ECU ini sangat menentukan lamanya kerja injektor-injektor.
Pada sistem ini juga terdapat komponen tambahan, main relay yang mensupaly
tegangan ke ECU, start injektor time
switch yang mengatur kerja cold start injector selama menstarter mesin, circuit
opening relay yang mengatur kerja pompa bahan bakar yang menstabilkan kerja
injektor.
SISTEM BAHAN BAKAR
Tidak ada komentar:
Posting Komentar