PerbandinganKerjaSistemMultiPointInjectionDenganSistemKarburator

JajaKustija,M.Sc.

ABSTRAK

Kemajuanteknologipadabidangelektronikpadasaatsekarangmembuatorangberusahauntukmembuatkinerjasistemyanglamaakanmenjadilebihbaikdenganmemanfaatkanteknologielektroniktersebut,salahsatupenerapanbidangelektroniktersebutadalahsistemMultiPointInjectionpadabidangotomotiveyangmenggantikansistemkonvensionalyaitukarburator,dimanasistemMultiPointInjectionakanmenghasilkankinerjaenginelebihbaikdaripadasistemKarburator.MultiPointInjectionadalahsistempenginjeksianbahanbakar(supplybahanbakar)kedalamruangbakarengineyangdikontrolsecaraelektronikberdasarkansinyal-sinyalsensorsehinggaengineakanmendapatkansupplycampuranudaradanbahanbakaryangsesuaidengankondisienginepadasaatitu,dimanasisteminipadasaatsekarangsudahbanyakdipergunakanolehprodusenkendaraankhususnyamobiluntukmenggantikansistemyangkonvensionalyaitukarburator,padasistemkarburator(konvensional)supplycampuranudaradanbahanbakarkedalamenginedilakukansecaramekanikalyaituhanyaberdasarkantingkatkevakumanenginesehinggakeakuratandalamsupplycampuranudaradanbahanbakarpadatiapkondisikendaraankurangakurat.DenganadanyasistemMultiPointInjection(MPI)yangmenerapkanbidangelektronikpadabidangotomotivemakaakandihasilkanpembakaranyangsempurnapadaenginekarenaengineakandiberikancampuranudaradanbahanbakaryangtepatsesuaidengankondisienginepadasaatitusehinggadengansistemMultipointInjectionakandidapatkanengineperformayangtinggi,emisigasbuangyanglebihbaiksertapemakaianbahanbakaryangekonomisdaripadasistemKarburator(konvensional).

ABSTRACT

TheImprovementofelectronictechnologyinrecentdaymakepeoplewanttoimprovetheiroldsystembecomebetter,theexampleisMultiPointInjectionsystemarereplacingthecarburetorsystemfunctionatautomotive,whichMultiPointInjectionsystemcanproduceengineperformanceisbetterthancarburetor.MultiPointInjectionisfuelinjectionsystemtoenginecombustionchamberwithelectronicscontrolbaseoninformationfromsensorssignals,sotheenginesuppliedappropriateairfuelratioatactualcondition,mostvehiclemakerespeciallycarmakeratrecentdayusethissystemforreplacingconventionalsystem(carburetor),theconventionalsystem(carburetor)ismechanicallyairfuel

ratiosupplytoengine,theairfuelratiosupplyisonlybaseonvacuumlevelsotheairfuelratioisnotaccuratewiththeconditionofengine.WithelectronicsMultiPointInjectionsysteminautomotivecanmakeperfectcombustiontotheenginebecauseengineissuppliedappropriateairfuelratiowiththeconditionofengine,withMultiPointInjectionsystemtheenginepower,fuelconsumptionandemissionarebetterthancarburetor(conventional).

1.TUJUANKarburatoradalahkomponen

MenganalisaantarasistemMultiPointInjection(MPI)dansistemkarburatordalamsupplybahanbakardenganmembandingkantenagaengineyangdihasilkan(engineperforma),pemakaianbahanbakar(fuelconsumption)danhasilemisigasbuangnya.

2.LATARBELAKANG

Salahsatupenerapanbidangelektronikdalamduniaautomotiveadalahsistempengontrolaninjeksibahanbakar(gasoline)kedalamsilinderengine,dimanasisteminimengantikansistemkarburatoryangbekerjasecaramekanikal(kovensional)dimanasistemsupplybahanbakarsecaraelektroniklebihbaikdibandingkandengansistemkarburator(mekanikal)dalamsegiengineperforma,emisigasbuangdankonsumsibahanbakar,dalamkendaranMitsubishisistempengontrolaninjeksibahanbakarsecaraelektronikdikenaldenganMultiPointInjection(MPI),padamerkToyotadikenaldenganElectronicFuelInjection(EFI)dll.yangmanasisteminjeksibahanbakarinipadadasarnyaadalahsama.

3.LANDASANTEORI

PrinsipKerjaKarburator

pensupplycampuranudaradanbahanbakaryangbekerjaberdasarkanadanyanegativepressure(vacum)yangdihasilkanolehhisapanpistonpadaenginesaatlangkahintakedandoronganaliranudaradariluar(positivepressure)yangmembuataliranudarapadaventurikarburatormenghisapbahanbakardarifloatchambermasukkedalamintakemanifold,lalumasukkeruangbakarsilinderyangdigunakanuntukmenghasilkanexpansion(pembakaran)dengandipercikannyabungaapimelaluibusi,sehinggadihasilkanlahputaranengineyangditeruskanketransmisi,kedifferentiallalukeroda.

Karburator

VenturiVenturiadalahsaluranaliranudarayangdipersempitdimanapadadaerahventuritersebutdihasilkankevakumanyangtinggikarenaaliranudarayangmasuk(posistivedannegativepressure)tercepatberada

padabagianventuritersebutsehinggafueldapatterhisapdarifloatchamber.

AliranUdara

Gerakankebawahpistonmenciptakannegativepressureataukevakumandidalamsilinderdantekananatmosfiryanglebihtinggimendorongudaramelaluikarburator(positivepressure)keintakemanifoldkemudiankedalamsilinder.

bahanbakartersebutdarifloatchamber.

PrinsipKerjaMultiPointInjection

Multipointinjectionadalahsistemsupplycampuranudaradanbahanbakarkedalamengineyangdikontrolsecaraelektronikagardidapatkannilaicampuranudaradanbahanbakarselalusesuaidengankebutuhanengine,sehinggadengansistemMPIdidapatkanengineperformayangtinggi,pemakaianbahanbakaryangekonomissertamenghasilkanemisigasbuangyangramahlingkungan.SistemMPIterdiridariFuelSupplySystem,IgnitionControlSystem,IdleSpeedControlSystemdanEmissionControlSystem.

Kecepatanudarayanglebihbesarmenghasilkannegativepressureyanglebihrendah,sehinggafluidaakanterhisaplebihbanyak

Prinsipkerjakarburatormenggunakanventuriuntukmeningkatkankecepatanaliranudara,sebuahpipakapileryangmenghubungkanbahanbakarcairdipasangpadaventuriuntukmenarik

MultiPointInjection

3.2.1FuelSupplySystem

Mengontrolfuelinjectormemberikanair-fuelratioyangterbaikdarikondisioperasiengineyangberubah-ubahuntukmenghasilkankeseimbanganyangpalingbaikantarapowerengine,fuelconsumptiondanemisiexhaustyangrendah(pembakaranyangsempurna).

FuelSupplySystem

AirflowsensorJikajumlahudarayangmasukbanyakmakajumlahinjeksinyadiperbanyak.IntakeairtemperaturesensorJikatemperatureudarayangmasukrendahmakajumlahinjeksidiperbanyak,karenaudaradinginjumlahnyalebihbanyakdanpadatdaripadaudarapanas.BarometricpressuresensorJikadidatarantinggimakajumlahinjeksidikurangi,karenadidatarantinggijumlahudarasedikit.EnginecoolanttemperaturesensorJikatemperatureenginemasihdinginmakajumlahinjeksidiperbanyak,karenajikasuhuenginedinginbahanbakarsulitmenguapdanbercampurdenganudara.ThrottlepositionsensorJikapembukaanthrottlebesarmakajumlahinjeksidiperbanyak,karenajumlahudarayangmasukbanyak.CrankanglesensorMakincepatputaranenginemakamakinbanyakjumlahinjeksinya.CamshaftpositionsensorInjektorakanmenginjeksikesilinderpadalangkahintakeberdasarkansinyalini.VehiclespeedsensorSaatbebanenginebesar(tanjakan)makainjeksiakandiperbanyak.IgnitionswitchSTSaatstartenginejumlahinjeksidiperbanyak.

DetonationsensorJikaterjadiknockingmakajumlahinjeksidikurangi.OxygensensorJumlahinjeksidiaturuntukmendapatkanairfuelratio15:1dengansinyalini.MixtureadjustingscrewMengatursecaramanualairfuelratioyangdikehendaki(tanpaoxygensensor).

3.2.2IgnitionControlSystem

Menghasilkanpengapian(percikanbungaapi)yangkuatdantepatuntukmenghasilkanpembakaran.

IgnitionControlSystem

AirflowsensorJikaudarayangmasukbanyakmakaignitiontimingdimundurkan.AirtemperaturesensorJikatemperaturudarayangmasukrendahmakatimingdimundurkan.BrometricpressuresensorJikadidatarantinggimakatimingdimajukankarenacampuranudaradanbahanbakarsedikit(bahanbakarsulitterbakar).EnginecoolanttemperaturesensorJikasuhuenginedinginmakatimingdimundurkan.Camshaftpositionsensor

Jikaterjadisquentialinjectionmakatimingdimundurkan.CrankanglesensorMakincepatputaranenginemakatimingdimajukan.IgnitionswitchSTSaatstartenginetimingdimundurkan.DetonationsensorSaatterjadiknockingmakatimingdimundurkansesaatlaluperlahandimajukan.VehiclespeedsensorSaatbebanenginebertambahmakatimingdimundurkan.InhibitorswitchIgnitiontidakakanterjadipadasaatstartenginejikachangeleverpadaposisiselainP(parking)atauN(Neutral)padakendaraanautomatictransmission.

3.2.3IdleSpeedControlSystem

Idlespeedcontrolsystemmengaturbanyaknyaaliranudarayangmengalirmelaluiintakeketikathrottlevalvetertutup(idling).Sisteminimemonitorrpmenginepadasaatidling.

IdleSpeedControlSystem

AirflowsensorISCservoakanlebihmenutupjikajumlahudarayangmasukterlalubanyak.Intakeairtemperaturesensor

JikasuhuudarayangmasukrendahmakaISCservolebihmenutup.BarometricpressuresensorJikadidatarantinggiISCservolebihmembukakarenajumlahudarasedikit.EnginecoolanttemperaturesensorJikasuhuenginetinggimakaISCservolebihmembuka.ThrottlepositionsensordanvehiclespeedsensorJikathrottlevalvefullopenmakaISCservoterbukapenuhuntukpersiapansaatdeselerasidimanaISCservomenutupperlahanagartidakterjadienginebrake.CrankanglesensorSaatidlingjikarpmenginetinggimakaISCservolebihmenutup.ACswitch,thermoswitch,powersteeringfluidpressureswitch,alternatorFRterminalJikaterjadipembebananpadaenginesaatidlingmakaISCservomembukauntukmenaikanrpmengine.InhibitorswitchdanignitionswitchSTSaatstartenginepadapadaposisiPatauNmakaISCservomembukapenuh.IgnitionswitchIGSaatignitionswitchIGdanidleISCservomenyesuaikanpembukaannyaberdasarkanrpmengine.DiagnosiscontrolterminalSaatdiagnosiscontrolterminaldiground-kanmakaISCservodisetpada9stepiniuntukmenyetelISCservodanSASterhadaprpmengine.

3.2.4EmissionControlSystem

SistemkontrolemisiberfungsimengontrolHydrocarbon(HC),CarbonMonoxide(CO),dan

OxidesOfNitrogen(NOx)yangdihasilkanolehexhaustgashasilpembakaran.

menjadisinyalpulsa(frekuensi)keECU.

EmissionControlSystem

PCVvalveMenyalurkanblowbygasdaricrankcaseberdasarkankevakumanengine.PurgecontrolMengalirkanuapbahanbakarkeintakemanifoldsaatsuhuenginepadatemperaturekerjadanthrottlevalveterbuka.EGRcontrolMengalirkansedikitexhaustgaskeruangbakaruntukmengurangiNoxsaatsuhuenginepadatemperaturkerjanyadankevakumandiintakemanifoldtinggi.

Sensor

Sensor-sensoryangdigunakandalamsistemMultiPointInjectionantaralain:

AirFlowSensor

IntakeAirTemperatureSensorMensensorsuhuudarayangmasukkedalamenginedenganmenggunakanthermistorjenisNTC,merubahsuhuudaramasukmenjadinilaitahanan.

IntakeAirTemperatureSensor

BarometricSensorUntukmengukurtekananudarayangdikarenakanketinggiansuatutempatdenganmerubahtekananudaramenjadinilaitegangan.

BarometricSensor

AirFlowSensorUntukmengukurjumlahudarayangmasukkedalamenginedenganmerubahjumlahudarayangmasuk

RangkaianAirflow,Intakeairtemperature&BarometricSensor

EngineCoolantTemperatureSensorUntukmengukursuhuenginecoolantdenganmerubahsuhucoolantmenjadinilaitahanan.

enginedalamkeadaanidlesesuaitingkatperubahannilaitahanannya.

ThrottlePositionSensordenganIdleSwitchPositionSensor

OxygenSensorMengukurkadaroksigendalamexhaustgassesuaiperubahannilaitegangannya.

EngineCoolantTemperatureSensor

VacuumSensor/ManifoldAbsolutePressureMengukurtingkatkevakumandiintakemanifoldenginedenganmerubahnyamenjadinilaitegangan.

VacuumSensor/ManifoldAbsolutePressure

ThrottlePositionSensordenganIdleSwitchPositionSensorMengukurderajatpembukaanthrottlevalvedanuntukmengetahui

OxygenSensor

VehicleSpeedSensorMengukurlajukecepatankendaraandenganperubahannilaipulsanya.

VehicleSpeedSensor.CrankAngleSensorMengetahuisudutputarancrankshaftberdasarkanbentukpulsayangdihasilkan.

CrankAngleSensor

CamshaftPositionSensor/TopDeathCenterUntukmengetahuitopkompresisilinderno.1berdasarkanbentukpulsayangdihasilkan.

CamshaftPositionSensor/TopDeathCenter

DetonationSensor/KnockSensorUntukmengetahuiengineknockingdenganmerubahgetarannyamenjadinilaitegangan.

VariableResistor

ACSwitchUntukmengetahuiACsedangbekerjaatautidakberdasarkansinyalONatauOFFswitch.

ACS/W

DUAL.PS/WTHERMOSTATECOOLANTS

COMP.

ECU

ACSwitch

IgnitionSwitch&InhibitorSwitch(A/T)Untukmengetahuiposisiselectorautomatictransmisionyangdipilih.

DetonationSensor/KnockSensor

VariableResistorUntukmerubahsecaramanualcampuranudaradanbahanbakardenganmerubahnilaitahanannya.

IgnitionSwitch&InhibitorSwitch(A/T)PowerSteeringFluidPressureSwitchUntukmengetahuiapakahpowersteeringsedangbekerjaatautidak

berdasarkansinyalONatauOFFswitch.

Untukmendeteksiwaktukerja(dutyratio)darifieldcoilalternatordikarenakanadanyabebanelectricalpadaengine.

PowerSteeringFluidPressureSwitch

ElectricalLoadSwitchUntukmengetahuiapakahadabebanelectricalyangsedanghiduppadaengineberdasarkansinyalONatauOFFswitch.

AlternatorFRSignal

AktuatorAktuatoradalahkomponenyangbekerjaberdasarkanperintahECU.

InjectorInjectoradalahkomponenyangmenyemprotkanataumenginjeksikanfuelyangbertekanandarideliverypipekeintakemanifoldsesuaidenganperintahECUdenganmengaktifkansolenoidnya.

ElectricalLoadSwitch

Injector

AlternatorFR

Signal

PowerTransistor

Powertransistoruntukmemutuskanarusprimarycoilsetelahtercapai6Asehinggadiprimarycoilakanterjadiselfinduksidanmenginduksisecondarycoilsehinggadisecondarycoilakantimbultegangantinggi(30.000V).

PowerTransistor

ISCStepperMotorKomponenyangmengaturudarayangmasukkedalamengineyangdikontrololehECUdenganmengaktifkansteppermotor.

ISCStepperMotor

PengambilandatayangdilakukanpadakendaraanMitsubishiKudadanMitsubishiT120ssiniuntukmendapatkanhasiltentangengineperforma,emisidanfuelconsumption-nyasehinggadidapatkansuatudataperbandinganantarasistemMPIdansistemkarburator.

EnginePerforma

Pengukuranengineperformauntukmendapatkanpoweroutputdantorqueoutputdarisuatuengine.PengukurandilakukandenganmenggunakanChassisdynamometerMAHAMASCHINENBAUPERFORMANCETESTERLPS2000.

Comunicationconsole

Coolingfan

Rollerset

Chassisdynamometer

FuelConsumption

MenghitungfuelconsumptiondenganmenggunakanfuelpadOnosokkiTF501danmetodefulltofull.

4.METODEPENELITIAN

FuelPadOnosokkiTF501Menghitungfuelconsumptiondenganmemasangkanfuelpaddikendaraandanberjalandenganrutesepertidenganmetodefulltofull.

Digitalcounter/flowdetector

MangunJakartaTimurdenganjarak227KM.

Emissi

MengukurtingkatkadarhasilemisiyangdikeluarkankendaraandenganmenggunakanTECNOTESTTYPE488CUNANC005/05N.3664/4103/8lCERTIFICATIONOIMLIN.293/ETL91215

RPMsensor

Display

ToMufflerToOilStick

COCO2

FlowSensorforGasolineEngine

FullToFullMenghitungpemakaianbahanbakardibagijaraktempuhnya.Contohrutedalampengujian:

Rpm

HC

OilTemperatur

O2

PrintOutputNOx&Lambda

JakartaTimurTolTMIITolCiawiPuncakPassCianjurSukabumiTolCiawiTolTMIIJakartaTimurdenganjarak253KM.

JakartaTimurTolCempakaTolCiawiCianjurJonggolCileungsiTolCibuburTolRawaMangundenganjarak319KM.

JakartaTimurTolRawaMangunTolKarawaciSerpong-CicangkalBunarLeuwiliangRumpinParungTolBogorTolRawa

TECNOTESTTYPE488CUNANC005/05N.3664/4103/8lCERTIFICATIONOIMLIN.293/ETL91215

5.ANALISISDANPEMBAHASAN

Setelahmelakukanpengukurandidapatkanhasil.

EnginePerforma

Emissi

Item

KendaraanKudaKarburatorKudaMPI

RPM

ExhaustEmissionCOCO2HCO2NOxLambda

TypeEngine4G18S34G63S4BorexStroke(mmxmm)76x87,385x88

KudaKarb.8505,6910,32060,30530,841KudaMPI7500,9614,01190,473610,989

Displacement(cc)15841997

KudaKarb.

3,3712,0950,161220,904

Max.Output(Ps/rpm)90/5500114/5500Max.Torque(Kgm/rpm)13,6/400016,3/3000

MitsubishiKuda(Karburator1999MY,MPI2002MY)

3000KudaMPI0,8414,41260,474630,990

MitsubishiKudaMPIVSKudaKarburator

ExhaustEmission

Item

KendaraanT120ssKarburator

T120ssMPI(Euro)

RPMCOCO2HCO2NOxLambdaT120ssKarb.2,0411,16863,971,102750T120ssMPI0,0014,90,0080,180,0041,007

TypeEngine4G174G15BorexStroke(mmxmm)72,2x82,075,5x82,0Displacement(cc)13431468Max.Output(Ps/rpm)78/600082,5/5750Max.Torque(Kgm/rpm)10,9/350012,1/3750

MitsubishiT120ss(Karburator1991MY,MPIEuro22007MY)

TenagaengineyangdihsilkanolehsistemMPIlebihbesardaripadasistemkarburator.

FuelConsumption

KudaT120ssKarb.MPIKarb.MPIFuelPet(KM/L)7,548,0310,8512,12FulltoFull(KM/L)7,407,5010,5110,68

WalaupunMitsubishiKudadanT120ssMPImenggunakantotaldisplacementyanglebihbesardaripadaMitsubishiKudadanT120ssKarburatortetapipemakaianbahanbakarnyalebihekonomis.

T120ssKarb.2,3310,81653,971,1172500T120ssMPI0,0015,00,0000,000,0041,000

MitsubishiT120ssMPI(Euro2)VST120ssKarburator

EmisiyangdihasilkanolehsistemMPIlebihramahlingkungandaripadasistemkarburator.

6.KESIMPULAN

EngineperformaMax.output&torquesistemMPIlebihbesardarikarburator.contoh:max.output&torquekudaMPI114Ps&16,3Kgm,max.output&torqueKudakarburator90Ps&13,6Kgm.

FuelconsumptionFuelconsumptionsistemMPIlebihiritdibandingkansistemkarburator.contoh:T120ssMPI12,12Km/l,T120sskarburator10,85Km/l(fuelpad).

EmissiHasilemisiyangdihasilkansistemMPIlebihramahlingkungandarisistemkarburator,contoh:kadarCOdanHCsistemT120ssMPIhampirnoldaripadaT120sskarburator.

7.DAFTARPUSTAKA

[01]Layne,Ken.,AutomotiveEnginePerformance.1986.Canada:JohnWiley&Sons,Inc.

[02]M-Step-IIAutomaticTrasmission.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation

[03]M-Step-IIElectrical.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation

[04]M-Step-IIGasolineEngine.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation

[05]M-Step-IIMPI.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation