Sistem Kontrol Elektronik Injeksi

Fungsi Sistem Kontrol Elektronik Injeksi

by. @chsan M

Sepeda motor atau kendaraan bermotor adalah sebuah perangkat yang dilengkapi dengan sebuah mesin atau motor dan berfungsi menghasilkan daya untuk menggerakkan kendaraan tersebut. Sehingga mesin merupakan peralatan untuk membangkitkan tenaga yang diperlukan  melalui sebuah proses yang disebut dengan proses konversi energi. Konversi energi yang terjadi pada mesin kendaraan dimulai dari energi panas dikonversi menjadi energi mekanik. Energi mekanik juga terjadi konversi dari gerak lurus menjadi gerak putar dan terakhir menjadi gerak lurus kembali, hingga mampu menggerakkan kendaraan.

Cara menghasilkan energi panas atau kalor di dalam perangkat mesin tersebut disebut juga sebagai mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) Dengan kata lain untuk menghasilkan energi panas dilakukan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri, sementara bahan proses pembakaran dipasok dari luar mesin, baik bahan bakar, oksigen dan bunga api untuk memulai proses pembakaran. Optimalisasi hasil proses pembakaran akan ditentukan oleh kesesuaian penyediaan ketiga bahan yang diperlukan dalam proses pembakaran tersebut. Penyediaan ketiga ketiga bahan untuk proses pembakaran tersebut diperlukan pengendalian atau kontrol agar diperoleh komposisi yang ideal.

Proses pengendalian ketiga bahan untuk proses pembakaran tersebut awalnya dilakukan secara mekanis, namun hasilnya belum bisa optimal. Misalkan saja pada proses pegendalian sistem bahan bakar dengan menggunakan sistem kovensional berupa karburator dimana bahan bakar yang ditampung pada karburator terbawa masuk ke ruang bakar oleh  udara (oksigen) karena kevakuman dalam ruang bakar saat langkah hisap. Pada sistem konvensional bahan bakar dan udara dikendalikan secara mekanik oleh sistem-sistem yang ada pada karburator sehingga hasilnya belum sepenuhnya optimal.

Seiring berkembangnya teknologi dan diterapkannya regulasi secara international tentang emisi gas buang dari sisa pembakaran kendaraan  bermotor maka salah satu faktor dari syarat proses pembakaran adalah dengan mengoptimalkan pengendalian bahan bakar yang dikontrol menggunakan elektronik dengan injeksi bahan bakar, sehingga banyak sedikitnya bahan bakar yang masuk ke ruang bakar sudah  bisa diatur secara otomatis sesuai kebutuhan kerja mesin.

Proses pengendalian bahan bakar, udara (oksigen) dan nyala api sebagai prasyarat terjadinya pembakaran di dalam silinder yang dikendalikan secara elektronik saat ini dikenal dengan istilah Sistem Kontrol Elektronik Injeksi. 

 Prinsip kerja rangkaian sistem kontrol elektronik injeksi

Pada saat ini sudah banyak kendaraan khususnya sepeda motor injeksi dibandingkan dengan sepeda motor yang menggunakan karburator. Pada prinsipnya teknologi injeksi bahan bakar adalah penyemprotan bahan bakar ke dalam ruang bakar pada saat yang tepat sesuai kebutuhan kerja mesin dengan demikian proses  penginjeksian bahan bakar di dalam ruang bakar harus dikontrol supaya didapatkan perbandingan campuran udara dan bahan bakar (AFR) yang ideal dan diperoleh pembakaran yang maksimal sehingga menghasilkan  performa mesin yang optimal.

 Ada beberapa jenis sistem kontrol injeksi bahan bakar pada kendaraan yang digunakan dari awal pertama kali teknologi sistem injeksi ditemukan hingga sekarang, yaitu :

a. K Jetronic atau K EFI

Pada sistem injeksi tipe K jetronik ini, sistem injeksinya masih dikontrol secara manual/mekanis, artinya pada sistem K jetronik belum dilakukan secara elektronik. Pengontrolan injeksi ini dilakukan berdasarkan tekanan udara yang masuk ke dalam intake manifold yang diatur oleh fuel distributor, seperti terlihat pada gambar skema K jetronik dibawah.

   

1:  Electric Fuel Pump	6:  Cold Start Injector
2:  Fuel Accumulator	7:  Fuel Distributor
3:  Fuel Filter	8:  Air Flow Sensor
4:  Warm up Regulator	9:  Thermo Time Switch
5:  Injector	10:  Auxilary Air Valve

   

b. L Jetronic atau L EFI 

Pada tipe L jetronik ini berasal dari L kepanjangan dari kata Luft bahasa Jerman yang memiliki arti udara. Pada sistem injeksi tipe L jetronik ini, untuk kontrol injeksinya sudah dilakukan secara elektronik ECU (Elektronic Control Unit) dengan menggunakan sensor utama yaitu Air Flow Meter atau Mass Air Flow (MAF) seperti yang terlihat pada gambar dibawah

 

 

1 - Fuel pump                       7 - Air injector

2 - Fuel filter                         8 - Butterfly switch

3 - Pressure gauge                9 - Command unit (ECU)

4 - Injection valve                 10 - Command relay

5 - Air flow meter                 11 - Spark plug

6 - Temperature sensor

            Air Flow Meter adalah sensor yang berfungsi untuk mengukur berapa banyaknya jumlah udara yang masuk ke dalam silinder.

Dalam sistem yang terkontrol secara elektronik ini, bahan bakar disuntikkan sesekali ke intake manifold tepat di depan katup intake. Udara diukur melalui sensor aliran udara tipe baling-baling yang berisi flap yang terhubung ke potensiometer. Semakin banyak flap terbuka (semakin banyak udara tersedot melewati flap), semakin besar pula sinyal listrik dikirim ke ECU. ECU menentukan berapa banyak bahan bakar yang dibutuhkan dan mengontrol berapa lama injektor dipertahankan terbuka selama setiap langkah piston, berdasarkan input utama sensor Air Flow Meter yang mengukur berapa banyaknya jumlah udara yang masuk ke dalam silinder. Sensor ini  ditempatkan sebelum throttle valve atau pada filter udara.

c. D Jetronic atau D EFI

Pada tipe D jetronik ini berasal dari istilah D kepanjangan dari kata Druck bahasa Jerman yang memiliki arti tekanan. Pada sistem injeksi tipe D jetronik, kontrol injeksinya juga sudah menggunakan ECU (Elektronik Control Unit) dengan menggunakan sensor utama yaitu MAP (Manifold Absolute Pressure) sensor yang berfungsi untuk mengukur berapa banyak jumlah udara yang masuk ke dalam silinder melalui deteksi tekanan absolut di intake  manifold

 

1:  Control Box (ECU)	6:  Cold Start Injector	11:  Throttle Position Switch (TPS)
2:  Injector	7:  Electric Fuel Pump	12:  Trigger Contacts
3:  Pressure Sensor (MPS)	8:  Fuel Filter	13.  Air Temp Sensor
4:  Coolant Temp Sensor	9:  Fuel Pressure Regulator
5:  Temp Time Switch	10:  Auxilary Air Valve

    

  Prinsip kerja dari sistem kontrol elektronik jenis D Jetronik adalah ECU menentukan berapa banyak bahan bakar yang dibutuhkan dan kemudian mengontrol berapa lama injektor dipertahankan terbuka selama setiap langkah piston berdasarkan data input utama Manifold Pressure Sensor (MPS) yang mengukur besarnya kevakuman dalam intake manifold, dimana kevakuman tersebut sangat bervariasi untuk setiap putaran engine yang dipengaruhi oleh variasi dalam pembukaan dan beban throttle valve. Sensor Tekanan Manifold membandingkan tekanan udara relatif di dalam dan di luar manifold dan memberikan tegangan yang sesuai ke ECU. Semakin rendah ruang hampa, semakin banyak campuran yang diperkaya. MPS diletakkan setelah throttle valve dan terhubung ke intake manifold melalui selang karet.

 d.  EMS atau Engine Management System

Pada sistem injeksi yang sudah menggunakan EMS, semua sistem kontrol injeksi dan sistem kontrol elektronik lainnya sudah dikendalkan secara terintergrasi dengan menggunakan berbagai sensor-sensor yang ada sehingga akan diperoleh kerja dari engine yang lebih optimal. Berbeda dengan sistem kontrol elektronik yang sudah dijelaskan diatas,  ketiga sistem elektronik baik itu K, D dan L Jetronik tersebut baru sebatas mengontrol sistem bahan bakarnya.

Pada sistem EMS selain mengontrol injeksi bahan bakar, sistem lain yang merupakan prasyarat proses pembakaran misalnya sistem pengapian juga sudah dikendalikan secara elektronik. Sehingga muncul istilah baru dalam sistem kontrol elektronik pada kendaraan yaitu mesin dengan sistem EFI (Elektronic Fuel Injection). Gambar dibawah merupakan skema dari sistem kontrol injeksi yang sudah terintegrasi, sistem tersebut lebih dikenal dengan istilah PGM-FI (Progammed Fuel Injection). 

  

 Pada Sistem kontrol EFI sudah dapat melakukan pengendalian mulai dari pengaturan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan, waktu atau timing injeksi bahan bakar hingga waktu atau timing pengapian. Semua input data sistem kontrol tersebut diperoleh dari sensor-sensor yang terpasang pada mesin, data tersebut diproses oleh ECM (Engine Control Module) menjadi out put yang akan diaktualisaikan oleh injektor.

Pada gambar dibawah merupakan gambaran prinsip kerja sistem elektronik injeksi yang diterapkan pada sepeda motor Supra X-125 PGM-FI (Programmed Fuel Injection)

 

Prinsip kerja sistem elektronik injeksi pada PGM-FI sudah mengintegrasikan semua kebutuhan untuk proses pembakaran, dari bagan tersebut bisa dilihat bahwa input atau masukan data yang nantinya dihasilkan berupa seberapa besar kapasitas bahan bakar yang diinjeksikan, kapan timing penginjeksian bahan bakar dan waktu penyalaan api pada busi terjadi, kesemuanya itu diperoleh dari sensor-sensor yang ada. Semua data akan diproses pada ECM (Engine Control Module) dan hasilnya akan dikirim ke out put (injector) sebagai aktuatornya.