Sistem fuel Injection pada kendaraan

Sistem Fuel Injection Pada Kendaraan

Di era modern ini perkembangan jaman sangat dipengaruhi oleh perkembangan teknologi, tak luput sistem manual diubah dan disempurnakan oleh sistem terkomputerisasi, oleh karna itu dunia otomotif pun juga menerapkan sistem tersebut, agar kendaraan atau mesin dibuat seoptimal mungkin.

Kali ini saya membahas tentang sistem pengkabutan bahan bakar, yang sebelumnya kita kenal alatnya yaitu karburator, lambat laun karbu mulai sedikit demi sedikit di tinggalkan, dengan alasan kurang optimal dalam mengatur bahan bakar yang masuk keruang bakar dan menjadi penyebab polusi dimana karbu yang kaya akan bahan bakar atau disebut terlalu basah akan menyebabkan polusi udara dan proses menyetingnya masih manual.

Dan pada kali ini juga saya membahas tentang sistem pengkabutan bahan bakar yang lebih baik dari karbu, yaitu sistem Fuel Injection, oke langsung saja ke pembahasan berikut.

Sejarah Fuel Injection

Kurang lebih pada tahun 1922-1927 Robert Bosch telah menemukan sistem injeksi, dimana lahirnya sitem injeksi ini di awali Robert ketika dirinya berhasil merancang pompa injeksi untuk di terapkan pada mesin diesel putaran tinggi. Dari beberapa sumber yang ada, akhirnya injeksi pertama telah berhasil di ciptakan kurang lebih pada tahun 1939, dimana kala itu injeksi berhasil di realisasikan pada pesawat terbang bernama Messerschmitt BF-109.

 Messerschmitt BF-109

Seiring dengan suksesnya sistem injeksi di pesawat, barulah teknologi injeksi selanjutnya di kembangkan pada mobil mobil mewah, sepertihalnya produksi mobil buatan Jerman, Mercedes Benz 300SL 2T tahun 1957, Mersedes Benz 200 SE tahun 1958, dan ada juga mobil legendaris VW yang juga menerapkan sistem injeksi di era 67 an (1967).

Dari pesawat lanjut ke mobil, dari mobil lanjut ke kendaraan bermotor roda dua, dimana dari pabrikan Jepang sendiri, penerapan teknologi injeksi ini dilakukan hampir serentak, yanki kisaran tahun 1982. Penerapan sistem injeksi di R2 ini masih tergolong minim, dimana penerapan teknologi tersebut masih di aplikasi pada motor berkapasitas besar saja (moge) sepertihalnya kalau di pabrikan garputala (Yamaha) menerapkan injeksi pertama kalai pada Yamaha XJ750D, sedangkan pabrikan sayap tunggal (Honda) menerapkannya pada Honda CX500 turbo.

 Yamaha XJ750D

 Honda CX500 turbo

Dan hingga saat ini teknologi injeksi sudah marak dipakai pada motor-motor ber cc kecil seperti bebek, matic, dan sport dan lainnya.

Sistem Kerja Electronic Fuel Injection

Pada gambar di atas menunjukkan sistem pengabutan fuel infection elektronik “sederhana”, yang mana melibatkan banyak komponen, diantaranya :

1. Sensor2 yang ditempatkan pada throttle body (TB), yaitu  (a) IAP (intake air pressure sensor) yang berfungsi mengukur tekanan udara yang masuk, (b) IAT (intake air temperature sensor) yang berfungsi mengukur suhu udara yang masuk, (c) TPS (throttle position sensor) yang berfungsi mengukur derajat bukaan klep kupu2 pada TB
2. Throttle body (TB) adalah pintu masuk nya udara dari luar menuju silinder. Pada saat udara mengalir melalui TB, kondisinya diukur oleh IAT dan IAP. Sedangkan besarnya volume yang mengalir ditentukan oleh besarnya sudut TPS.
3. Bypass valve adalah klep/katup yang mengatur jumlah volume udara yang masuk saat kondisi idle/stasioner
4. Fuel filter + fuel pump adalah pompa bensin yang bertugas menjaga tekanan bensin sesuai dengan yang ditentukan.
5. ECU (engine control unit), suatu perangkat elektronik yang mampu menghitung/memperkirakan masa udara yang masuk, menentukan masa bensin yang harus dikeluarkan, menentukan waktu pengapian, memberikan sinyal indikator/kerusakan dll. Intinya ECU adalah perangkat elektronik cerdas yang mampu mengolah beberapa masukan untuk memberikan keluaran/aksi/action yang tepat dalam rangka meningkatka kualitas pembakaran.
6.  Injector adalah perangkat yang mampu menyemburkan bensin dalam bentuk kabut, dengan volume yang terukur,  sesuai sinyal yang diberikan ECU
7. Fuel Cut sensor (atau mungkin sama dengan bank angle sensor/lean angle sensor) yantu sebuah sensor yang berisi pendulum yang berfungsi untuk mematikan ECU saat motor terjatuh (diam pada sudut kemiringan tertentu, sekitar 60 derajat, minimal selama 5 detik).
8. Discharge pump adalah bagian dari injector yang berfungsi mengendalikan tekanan dalam injector, dengan cara mengalirkan sebagian bbm bertekanan kembali ke tangki
9. Ignition coil, berfungsi meningkatkan tegangan pengapian yang diberikan ECU, dari 400V menjadi 20 kV, yang akan digunakan untuk memantik nyala api busi.
10. Engine temperature sensor (ETS), sensor yang berguna untuk mengetahui suhu engine yang sangat berguna dalam mendukung fungsi engine management, jika dingin maka  ECU akan meng”ON”kan cuk otomatis.
11. Crankshaft position sensor, ini adalah sensor yang paling utama dan fital, yang memberikan informasi sudut putaran crankshaft/engine, yang menentukan semua periode kerja dari ECU
12. Oksigen sensor, adalah sensor yang mendeteksi kandungan o2 yang tersisa dari gas buang yang mengiformasikan kualitas pembakaran ke ECU. Jika O2 lebih banyak dari std maka pembakaran berlangsung pada kondisi campuran miskin, ECU harus memerintahkan injektor untuk menyemprotkan bbm lebih banyak lagi, begitu pula sebaliknya.
13. Catalys/catalitic converter (bukan bagian dari sistem FI) berguna untuk menetralkan gas beracun dalam gas buang sebelum keluar ke alam bebas
14. Fuel tank, tangki besin, biasanya desainnya spesifik untuk sistem injeksi, karena di dalamnya terdapat pompa bensin.

Itulah elemen2 yang mendukung sitem EFI baik secara langsung mupun tidak langsung. Sekarang mari kita bahas prinsip kerjanya:

1. Saat baru dinyalakan, biasanya mesin dalam kondisi dingin dan kondisi ini diketahui oleh ECU berdasarkan informasi dari Engine temperature sensor (ETS). ECU akan memerintahkan injector untuk menyemprotkan bensin lebih banyak, mirip dengan penggunaan choke saat menstarter engine di pagi hari. Putaran mesin meninggi dan semakin menurun seiring dengan kenaikan suhunya. ECU juga mengatur bukaan bypass valve untuk mengatur supplay udara pada saat pemanasan mesin dalam kondisi stasioner. Kira seperti ini sensor suhu mesin ETS

Posisinya biasanya di silider atau di head di jalur cairan pendingin (water cooled), dan tegangan (V) yang diinformasikan ke ECU

Atau bisa berujuk tabel berikut.

Jadi ECU akan menerjemahkan tegangan tersebut sebagai besaran suhu, kemudian data suhu ini digunkan untuk mengeksekusi putasan bagi injektor dan bypass valve (ISC). Posisi bypass valve (ISC /idle switch control) seperti tampak pada gambar ini.

2. Pada saat normal, handle gas akan mentransfer gerakan tangan lewat kabel throttle (kabel gas), menjadi bukaan kupu2 (throttle valve). Bukaan ini disensor oleh TPS dan memberikan informasi mengenai derajat bukaan klep kupu2 kepada ECU. Bentuk TPS dapat diliihat dalam gambar berikut, bentuk dalamnya.

sedangkan bentuk luarnya seperti ini.

Dan posisinya terletak di TB dengan poros yang terkoneksi dengan klep kupu2.

 Dan sensor TPS ini akan mengirimkan sinyal ke ECU berupa tegangan seperti gambar berikut.

Dan oleh ECU tegangan yang dikirimkan TPS ini akan diartikan sebagai banyaknya volume udara yang masuk, karena volume udara yang masuk ditentukan oleh luasnya area yang terbuka dikalikan dengan kecepatan aliran udara yang melalui TB. Pada salah satu gambar di atas telah terdapat penampakan dari TB, akan tetapi akan lebih jelas jika melihat gambar berikut. 

Dan oleh ECU tegangan yang dikirimkan TPS ini akan diartikan sebagai banyaknya volume udara yang masuk, karena volume udara yang masuk ditentukan oleh luasnya area yang terbuka dikalikan dengan kecepatan aliran udara yang melalui TB. Pada salah satu gambar di atas telah terdapat penampakan dari TB, akan tetapi akan lebih jelas jika melihat gambar berikut.

Jadi banyaknya bensin yang akan disemprotkan oleh injektor tergantung dari durasi sinyal mulai dari “ECU switches on ” sampai  “ECU switches off”, atau sepanjang panah waran merah dalam satuan mili detik (1/1000 detik). Sedangkan bentuk dari injektor secara umum adalah sebagai berikut.

Tegangan yang berasal dari ECU akan diumpankan ke bagian koil selenoid (selenoid coil no.9) yang bersama-sama dengan core spring (pegas pengembali no.4) menghasilkan gerakan core (poros) naik dan turun. Jika naik maka lubang di director (pengarah akan terbuka dan sebaliknya. Durasi bukaan ini dan tekanan bensin yang berasal dari fuel pump, akan menentukan banyaknya bensin yang disemprotkan.
Kemudian perhatikan grafik tadi (durasi injektor), di gambar tsb diinformasikan bahwa injektor bekerja setelah klep-in terbuka.

Oke sekian dulu pembahsan tentang EFI semoga bermanfaat, Terimakasih.........


Sumber : 

http://cicakkreatip.com/2014/08/17/sejarah-teknologi-fuel-injeksi-kapan-sih-injeksi-di-terapkan-di-motor/
https://motogokil.com/2014/01/04/lebih-rinci-tentang-prinsip-kerja-sistem-efi-electronic-fuel-injection-pada-motor/