EPIELECTRONIC PETROL INJECTION

AIR FUEL RATIOBensin 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 RATIOPada table di bawah ini diperlihatkan perbandingan campuran udara dan bensin secara teoritis yang dibutuhkan mesin sesuai kondisi kerjanya.

AIR FUEL RATIOSimbol perbandingan campuran udara dan bensin yang masuk ke dalam silinder mesin dinyatakan dengan = ( lamda ) = jumlah udara masuk Jumlah syarat udara menurut teori = 1 Jumlah udara masuk ke dalam silinder mesin sama dengan jumlah syarat udara dalam teori < 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 > 1jumlah udara yang masuk lebih banyak dari syarat udara secara teoritis, saat ini mesin kelebihan udara, campuran kurus dan daya kurang. > 1,2dalam 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 BensinA. CARBURATORPrinsip 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 ?

VenturiHal 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 CarburatorSelanjutnya 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 EPIAntara Carburator dengan EPI system sebenarnya mempunyai tujuan yang sama, yaitu memberikan campuran udara dan bensin dalam jumlah yang tepat sesuai dengan tuntutan kondisi kerja mesin. Hanya metode pencampurannya saja yang berbeda

Perbandingan Metode Pencampuran Udara dan Bensin*CarburatorSeperti 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).

InjeksiSedangkan 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 - KarburatorProsedur 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 - InjeksiPutaran mesin, jumlah udara yang masuk dan temperatur mesin yang masih dingin akan dideteksi oleh sensor yang akan memberikan input kepada computer untuk mengaktifkan cold start injector (untuk tipe selain Suzuki) atau mengaktifkan semua injector selama mesin starting (untuk Suzuki) untuk memperkaya campuran.

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

Akselerasi - InjeksiApabila 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 - KarburatorUntuk 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 - InjeksiSaat 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

KEUNTUNGAN ELECTRONIC PETROL INJECTIONMenyempurnakan atomisasi (bahan bakar memaksa masuk ke intake manifold yang membantu memecah bahan bakar saat disemprotkan yang akan menyempurnakan campuran).Distribusi bahan bakar yang lebih baik (campuran udara bahan bakar disuplai dalam jumlah yang sama ke masing-masing silinder)Putaran stasioner lebih lembut (campuran bahan bakar dan udara yang kurus tidak menjadikan putaran mesin kasar oleh karena distribusi bahan bakar lebih baik dan kecepatan atomisasi yang rendah)Irit (efisiensi tinggi oleh karena takaran campuran udara bahan bakar yang lebih tepat, atomisasi, distribusi dan adanya system pemutus bahan bakar)Emisi gas buang rendah (ketepatan takaran campuran udara dan bahan bakar yang menjadikan sempurnanya pembakaran dapat mengurangi emisi gas buang)Lebih baik saat dioperasikan pada semua kondisi temperature (adanya sensor yang mendeteksi temperature menjadikan pengontrolan penginjeksian lebih baik)Meningkatkan tenaga mesin (ketepatan takaran campuran pada masing-masing silinder dan aliran udara yang ditingkatkan dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar).

DASAR DASAR EPIElectronic Petrol Injection biasa disebut juga Electronic Fuel Injection. Sistem pengontrolan penginjeksian bahan bakar dewasa ini berkembang dengan pesat terutama pada mesin bensin, walaupun harus kita ingat bahwa tidak hanya kendaraan dengan bahan bakar bensin yang menggunakan sistem control injeksi, tapi sistem control injeksi sebenarnya sudah ada pada mesin diesel hanya berbeda pada system pengontrol penginjeksiannya yaitu secara mekanik atau secara electronic. Walaupun dewasa ini injection system pada diesel juga menggunakan pengontrol electronic.

JENIS JENIS EPISecara Umum Electronic Petrol Injection dibagi menjadi :Berdasarkan jumlah injektornyaBerdasarkan penempatan injektornyaBerdasarkan deteksi udara masuk

1. Berdasarkan Jumlah InjektornyaSingle Point InjectionSingle 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 InjectionMulti 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

2. Berdasarkan Penempatan InjectornyaIndirect 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 InjectionPada direct injection system bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam ruang bakar. Sistem penginjeksian langsung ini digunakan di sistem penginjeksian mesin diesel.

3. Berdasarkan Deteksi Udara MasukBerdasarkan metoda pendeteksian udara masuk Electronic Petrol Injection dapat digolongkan menjadi 2 type, yaitu :D-Jetronic (dari bahasa Jerman DRUNK yang berarti tekanan) Banyaknya udara masuk ke intake air chamber diukur berdasarkan besarnya kevacuuman di intake manifoldL-Jetronic (dari bahasa Jerman LUFT yang berarti udara). Banyaknya udara yang masuk ke intake air chamber diukur berdasarkan kecepatan aliran udara yang masuk.

D-JetronicKomputer 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-JetronicPada type ini computer 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.

KONSTRUKSI DASAR EPISecara umum Electronic Petrol Injection di bagi dalam 3 system, yaitu : Sistem kontrol udara masuk (Air Induction System)Sistem distribusi bensin (Fuel Delivery System)Sistem kontrol elektronik (Electronic Control System)

Konstruksi Dasar EPI

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 ECM untuk mengirimkan signal penginjeksian (injection pulse width signal).

Basic InjectionBanyaknya bensin yang disemprotkan harus sebanding dengan jumlah udara yang masuk ke dalam silinder. Semakin banyak udara yang mengalir masuk ke dalam silinder, maka bensin harus semakin banyak disemprotkan. Semakin sedikit udara yang masuk , maka volume bensin yang disemprotkan juga semakin sedikit.

Sensor Aliran UdaraUntuk 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 TekananSedangkan 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 BensinBensin dari tangki bensin ditekan oleh sebuah pompa bensin elektrik yang dikontrol kerjanya oleh ECM, melalui fuel filter dan dialirkan ke masing-masing injecktor. Setiap silinder dilengkapi dengan sebuah injektor, yang bekerjanya dikontrol oleh ECM. 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 ECM.Dasar waktu penginjeksian secara umum dibagi 3, yaitu:IntermittentTimedcontinuous

Intermittent (sebentar-sebentar)Pada intermittent petrol injection system, terbuka dan tertutupnya katup injector tidak melihat kondisi kerja intake valve. Jadi pada system penginjeksian ini mungkin penyemprotan bensin ke mesin ketika intake valve terbuka atau ketika intake valve tertutup. Intermittent injection system 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 system ini selalu melihat kondisi kerja intake valve.

Continuous (berlanjut) Pada continuous petrol 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 injectionSequential injection

Simultaneous Injection Simultaneous injection berarti semua injector terbuka secara bersamaan, semua injector menerima perintah dari ECM (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 ECM.

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, ECM 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 ECM punya kemampuan menambah atau mengurangi jumlah bensin yang disemprotkan sekalipun jumlah udara yang masuk tetap.

Sistem Koreksi

Kontrol Penginjeksian Dalam perkembangannya system kontrol penginjeksian meliputi :Kontrol Hidrolik-MekanikKontrol Elektronik

Kontrol Hirolik-MekanikPengontrolan penginjeksian hidrolik-mekanik tidak membutuhkan ECM untuk mengontrol pembukaan injector. Sensor plate akan mendeteksi jumlah udara masuk, apabila udara masuk sedikit maka gerakan dari sensor juga sedikit, apabila jumlah udara masuk bertambah maka sensor akan bergerak semakin jauh. Gerakan sensor plate ini dihubungkan dengan sebuah plunger yang akan menentukan besar kecilnya saluran bensin ke injector. Bensin akan disemprotkan terus menerus oleh sebuah injektor selama mesin berputar.

Kontrol Hidrolik-Mekanik System penginjeksian dengan control hidrolik mekanik menggunakan unit pengontrol campuran (sensor udara masuk-unit distributor bensin) untuk mengoperasikan injector-injektor. Sensor aliran udara untuk system injeksi type ini tidak menggunakan control elektronik.Gerakan plat sensor udara masuk ini dihubungkan dengan plunger yang diletakkan ditengah distributor bensin.Ketika jumlah udara masuk bertambah maka plat sensor akan terdorong naik, gerakan ini juga akan mendorong plunger. Gerakan plunger ini akan menentukan banyak sedikitnya bensin yang dialirkan ke injector

Kontrol Elektronik Pada electronic control system sebuah Engine Control Module 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 ECM untuk mengoreksi jumlah bensin yang disemprotkan injector.Electronic control system ini akan dijelaskan lebih lanjut pada bab electronic control system.