“CARA KERJA
MESIN EFI”
v Cara Kerja Sistem EFI
Sistem EFI atau PGM-FI (istilah pada
Honda) dirancang agar bisa melakukan penyemprotan bahan bakar yang jumlah dan
waktunya ditentukan berdasarkan informasi dari sensor-sensor. Pengaturan
koreksi perbandingan bahan bakar dan udara sangat penting dilakukan agar mesin
bisa tetap beroperasi/bekerja dengan sempurna pada berbagai kondisi kerjanya.
Oleh karena itu, keberadaan sensor-sensor yang memberikan informasi akurat
tentang kondisi mesin saat itu sangat menentukan unjuk kerja (performance)
suatu mesin. Semakin lengkap sensor, maka pendeteksian kondisi mesin dari
berbagai karakter (suhu, tekanan, putaran, kandungan gas, getaran mesin dan
sebagainya) menjadi lebih baik. Informasi-informasi tersebut sangat bermanfaat
bagi ECU untuk diolah guna memberikan perintah yang tepat kepada injektor,
sistem pengapian, pompa bahan bakar dan sebagainya.
a. Saat Penginjeksian
(Injection Timing) dan Lamanya Penginjeksian
Terdapat beberapa tipe penginjeksian
(penyemprotan) dalam sistem EFI motor bensin (khususnya yang mempunyai jumlah
silinder dua atau lebih), diantaranya tipe injeksi serentak (simoultaneous
injection) dan tipe injeksi terpisah (independent injection). Tipe injeksi
serentak yaitu saat penginjeksian terjadi secara bersamaan, sedangkan tipe
injeksi terpisah yaitu saat penginjeksian setiap injektor berbeda antara satu
dengan yang lainnya, biasanya sesuai dengan urutan pengapian atau firing order
(FO). Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa penginjeksian pada motor bensin
pada umumnya dilakukan di ujung intake manifod sebelum inlet valve (katup
masuk). Oleh karena itu, saat penginjeksian (injection timing) tidak mesti sama
persis dengan percikan bunga api busi, yaitu beberapa derajat sebelum TMA di
akhir langkah kompresi. Saat penginjeksian tidak menjadi masalah walau terjadi
pada langkah hisap, kompresi, usaha maupun buang karena penginjeksian terjadi
sebelum katup masuk. Artinya saat terjadinya penginjeksian tidak langsung masuk
ke ruang bakar selama posisi katup masuk masih dalam keadaan menutup. Misalnya
untuk mesin 4 silinder dengan tipe injeksi serentak, tentunya saat
penginjeksian injektor satu dengan yang lainnya terjadi secara bersamaan. Jika
FO mesin tersebut adalah 1 – 3 – 4 – 2, saat terjadi injeksi pada silinder 1
pada langkah hisap, maka pada silinder 3 injeksi terjadi pada satu langkah
sebelumnya, yaitu langkah buang. Selanjutnya pada silinder 4 injeksi terjadi
pada langkah usaha, dan pada silinder 2 injeksi terjadi pada langkah kompresi.
Sedangkan lamanya (duration) penginjeksian akan bervariasi tergantung kondisi
kerja mesin. Semakin lama terjadi injeksi, maka jumlah bahan bakar akan semakin
banyak pula. Dengan demikian, seiring naiknya putara mesin, maka lamanya
injeksi akan semakin bertambah karena bahan bakar yang dibutuhkan semakin
banyak.
b. Cara Kerja Saat Kondisi Mesin Dingin
Pada saat kondisi mesin masih dingin (misalnya saat menghidupkan di pagi
hari), maka diperlukan campuran bahan bakar dan udara yang lebih banyak
(campuran kaya). Hal ini disebabkan penguapan bahan bakar rendah pada saat
kondisi temperatur/suhu masih rendah. Dengan demikian akan terdapat sebagian
kecil bahan bakar yang menempel di dinding intake manifold sehingga tidak masuk
dan ikut terbakar dalam ruang bakar. Untuk memperkaya campuran bahan bakar
udara tersebut, pada sistem EFI yang dilengkapi dengan sistem pendinginan air
terdapat sensor temperatur air pendingin (engine/coolant temperature sensor)
seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Sensor ini akan mendeteksi kondisi
air pendingin mesin yang masih dingin tersebut. Temperatur air pendingin yang
dideteksi dirubah menjadi signal listrik dan dikirim ke ECU/ECM. Selanjutnya
ECU/ECM akan mengolahnya kemudian memberikan perintah pada injektor dengan
memberikan tegangan yang lebih lama pada solenoid injektor agar bahan bakar
yang disemprotkan menjadi lebih banyak (kaya).
Sedangkan bagi mesin yang tidak dilengkapi dengan sistem pendinginan air,
sensor yang dominan untuk mendeteksi kondisi mesin saat dingin adalah sensor
temperatur oli/pelumas mesin (engine oil temperature sensor) dan sensor
temperatur udara masuk (intake air temperature sensor). Sensor temperature oli
mesin mendeteksi kondisi pelumas yang masih dingin saat itu, kemudian dirubah
menjadi signal listrik dan dikirim ke ECU/ECM. Sedangkan sensor temperatur
udara masuk mendeteksi temperatur udara yang masuk ke intake manifold. Pada
saat masih dingin kerapatan udara lebih padat sehingga jumlah molekul udara
lebih banyak dibanding temperatur saat panas. Agar tetap terjadi perbandingan
campuran yang tetap mendekati ideal, maka ECU/ECM akan memberikan tegangan pada
solenoid injektor sedikit lebih lama (kaya). Dengan demikian, rendahnya
penguapan bahan bakar saat temperatur masih rendah sehingga akan ada bahan
bakar yang menempel di dinding intake manifold dapat diantisipasi dengan
memperkaya campuran tersebut.
c. Cara Kerja Saat Putaran Rendah(low idle)
Pada saat putaran mesin masih rendah dan suhu mesin sudah mencapai suhu
kerjanya, ECU/ECM akan mengontrol dan memberikan tegangan listrik ke injektor
hanya sebentar saja (beberapa derajat engkol) karena jumlah udara yang
dideteksi oleh MAP sensor dan sensor posisi katup gas (TP sensor ) masih
sedikit. Hal ini supaya dimungkinkan tetap terjadinya perbandingan campuran
bahan bakar dan udara yang tepat (mendekati perbandingan campuran teoritis atau
ideal). Posisi katup gas (katup trotel) pada throttle body masih menutup pada
saat putaran stasioner/langsam (putaran stasioner pada sepeda motor pada
umumnya sekitar 1400 rpm). Oleh karena itu, aliran udara dideteksi dari saluran
khusus untuk saluran stasioner. Sebagian besar sistem EFI pada sepeda motor
masih menggunakan skrup penyetel (air idle adjusting screw) untuk putaran
stasioner.
Berdasarkan informasi dari sensor tekanan udara (MAP sensor) dan sensor
posisi katup gas (TP) sensor tersebut, ECU/ECM akan memberikan tegangan listrik
kepada solenoid injektor untuk menyemprotkan bahan bakar. Lamanya penyemprotan/
penginjeksian hanya beberapa derajat engkol saja karena bahan bakar yang
dibutuhkan masih sedikit. Pada saat putaran mesin sedikit dinaikkan namun masih
termasuk ke dalam putaran rendah, tekanan udara yang dideteksi oleh MAP sensor
akan menjadi lebih tinggi dibanding saat putaran stasioner. Naiknya tekanan
udara yang masuk mengindikasikan bahwa jumlah udara yang masuk lebih banyak.
Berdasarkan informasi yang diperoleh oleh MAP sensor tersebut, ECU/ECM akan memberikan
tegangan listrik sedikit lebih lama dibandingkan saat putara satsioner.
Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa proses penyemprotan pada injektor
terjadi saat ECU/ECM memberikan tegangan pada solenoid injektor. Dengan
pemberian tegangan listrik tersebut solenoid coil akan menjadi magnet sehingga
mampu menarik plunger dan mengangkat needle valve (katup jarum) dari
dudukannya, sehingga bahan bakar yang berada dalam saluran bahan bakar yang
sudah bertekanan akan memancar keluar dari injektor.
d. Cara Kerja Saat Putaran Menengah dan Tinggi
Pada saat putaran mesin dinaikkan dan kondisi mesin dalam keadaan normal,
ECU/ECM menerima informasi dari sensor posisi katup gas (TP sensor) dan MAP
sensor. TP sensor mendeteksi pembukaan katup trotel sedangkan MAP sensor
mendeteksi jumlah/tekanan udara yang semakin naik. Saat ini deteksi yang
diperoleh oleh sensor tersebut menunjukkan jumlah udara yang masuk semakin
banyak. Sensor-sensor tersebut mengirimkan informasi ke ECU/ECM dalam bentuk
signal listrik. ECU/ECM kemudian mengolahnya dan selanjutnya akan memberikan
tegangan listrik pada solenoid injektor dengan waktu yang lebih lama
dibandingkan putaran sebelumnya. Disamping itu saat pengapiannya juga otomatis
dimajukan agar tetap tercapai pembakaran yang optimum berdasarkan infromasi
yang diperoleh dari sensor putaran rpm. Gambar bawah ini adalah ilustrasi saat
mesin berputar pada putaran menengah, yaitu 4000 rpm. Seperti terlihat pada
gambar, saat penyemprotan/penginjeksian (fuel injection) mulai terjadi dari pertengahan
langkah usaha sampai pertengahan langkah buang dan lamanya penyemprotan/
penginjeksian sudah hampir mencapai setengah putaran derajat engkol karena
bahan bakar yang dibutuhkan semakin banyak. Selanjutnya jika putaran putaran
dinaikkan lagi, katup trotel semakin terbuka lebar dan sensor posisi katup
trotel (TP sensor) akan mendeteksi perubahan katup trotel tersebut. ECU/ECM
memerima informasi perubahan katup trotel tersebut dalam bentuk signal listrik
dan akan memberikan tegangan pada solenoid injektor lebih lama dibanding
putaran menengah karena bahan bakar yang dibutuhkan lebih banyak lagi. Dengan
demikian lamanya penyemprotan/penginjeksian otomatis akan melebihi dari
setengah putaran derajat engkol.
e. Cara Kerja Saat Akselerasi (Percepatan)
Bila sepeda motor diakselerasi (digas) dengan serentak dari kecepatan
rendah, maka volume udara juga akan bertambah dengan cepat. Dalam hal ini,
karena bahan bakar lebih berat dibanding udara, maka untuk sementara akan
terjadi keterlambatan bahan bakar sehingga terjadi campuran kurus/miskin. Untuk
mengatasi hal tersebut, dalam sistem bahan bakar konvensional (menggunakan
karburator) dilengkapi sistem akselerasi (percepatan) yang akan menyemprotkan
sejumlah bahan bakar tambahan melalui saluran khusus. Sedangkan pada sistem
injeksi (EFI) tidak membuat suatu koreksi khusus selama akselerasi. Hal ini
disebabkan dalam sistem EFI bahan bakar yang ada dalam saluran sudah bertekanan
tinggi. Perubahan jumlah udara saat katup gas dibuka dengan tiba-tiba akan
dideteksi oleh MAP sensor. Walaupun yang dideteksi MAP sensor adalah tekanan
udaranya, namun pada dasarnya juga menentukan jumlah udara. Semakin tinggi
tekanan udara yang dideteksi, maka semakin banyak jumlah udara yang masuk ke
intake manifold. Dengan demikian, selama akselerasi pada sistem EFI tidak
terjadi keterlambatan pengiriman bahan bakar karena bahan bakar yang telah
bertekanan tinggi tersebut dengan serentak diinjeksikan sesuai dengan perubahan
volume udara yang masuk. Demikian tadi cara kerja sistem EFI pada beberapa
kondisi kerja mesin. Masih ada beberapa kondisi kerja mesin yang tidak dibahas
lebih detil seperti saat perlambatan (deselerasi), selama tenaga yang
dikeluarkan tinggi (high power output) atau beban berat dan sebagainya. Namun
pada prinsipnya adalah hampir sama dengan penjelasan yang sudah dibahas. Hal
ini disebabkan dalam sistem EFI semua koreksi terhadap pengaturan waktu/saat
penginjeksian dan lamanya penginjeksian berdasarkan informasi¬informasi yang
diberikan oleh sensor-sensor yang ada. Informasi tersebut dikirim ke ECU/ECM
dalam bentuk signal listrik yang merupakan gambaran tentang berbagai kondisi
kerja mesin saat itu. Semakin lengkap sensor yang dipasang pada suatu mesin,
maka koreksi terhadap pengaturan saat dan lamanya penginjeksian akan semakin
sempurna, sehingga mesin bisa menghasilkan unjuk kerja atau tampilan
(performance) yang optimal dan mengeluarkan kandungan emisi beracun yang
minimal.
0 komentar:
Posting Komentar