TUGAS MAKALAH MATA KULIAH SISTEM KONTROL ELEKTRONIK
“MANIFOLD ABSOLUTE PRESSURE SENSOR”
Disusun Oleh :
Ahmad Zaenul Bahar
(10504241033)
Budi Santoso
(10504241036)
Muryo Setyo
(10504241037)
PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2013
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sejarah penggunaan sistem EFI yang sebelumnya menggunakan sistem bahan bakar konvensional dimulai dari sistem injeksi mekanis kemudian berkembang menjadi sistem injeksi elektronis. Sistem injeksi mekanis disebut juga sistem injeksi kontinyu (KJetronic) karena injektor menyemprotkan secara terus menerus ke setiap saluran masuk (intake manifold). Sedangkan sistem injeksi elektronis atau yang lebih dikenal dengan Electronic Fuel Injection (EFI), volume dan waktu penyemprotannya dilakukan secara elektronik. Sistem EFI kadang disebut juga dengan EGI (Electronic Gasoline Injection), EPI (Electronic Petrol Injection), PGM-FI (Programmed Fuel Injenction) dan Engine Management. Secara umum, penggantian sistem bahan bakar konvensional ke sistem EFI dimaksudkan agar dapat meningkatkan kerja dan tenaga mesin (power) yang lebih baik, akselarasi yang lebih stabil pada setiap putaran mesin, pemakaian bahan bakar yang ekonomis (irit), dan menghasilkan kandungan racun (emisi) gas buang yang lebih sedikit sehingga bisa lebih ramah terhadap lingkungan. Selain itu, kelebihan dari mesin dengan bahan bakar tipe injeksi ini adalah lebih mudah dihidupkan pada saat lama tidak digunakan, serta tidak terpengaruh pada temperatur di lingkungannya. Beberapa faktor yang sangat berpengaruh terhadap performansi motor bakar dalam mencapai tujuan diatas, yaitu : 1. Perbadingan kompresi yang tepat, sehingga menghasilkan tekanan kompresi antara 10 – 16 bar dan tekanan hasil pembakaran 40 – 60 bar. 2. Perbandingan udara dan bahan bakar atau Air Fuel Ratio (AFR) yang tepat sesuai dengan stoichiometri dan selalu sesuai pada setiap kondisi operasional mesin. 3. Bunga api listrik yang kuat dan tepat waktu. Air Fuel Ratio atau perbandingan udara dan bahan bakar adalah angka yangmenunjukkan komposisi campuran antara udara dan bahan bakar yang berbentuk gas.Makin baik sebuah komposisi campuran di dalam gas, maka makin mudah pula gastersebut terbakar dengan sempurna, karena gas dapat terbakar habis dengan menghasilkan gas sisa yang rendah kandungan polutannya. Nilai AFR ideal untuk campuran udara dan premium adalah 14,7 : 1.
Kompresi yang rendah dan kondisi AFR yang tidak sesuai akan mengakibatkan efisiensi mesin tidak optimal, dan kandungan polutan pada gas-buang sangat tinggi, sehingga tingkat pencemarannya juga sangat tinggi. Hal ini semakin parah jika pengapian yang terjadi timmingnya tidak/kurang tepat. Salah satu kelemahan sistim konvensional yang menggunakan karburator sebagai komponen yang berfungsi mencampur udara dan bahan bakar adalah tidak bisa mengahasilkan gas dengan nilai AFR yang tepat sesuai stoichiometri dan selalu sesuai pada setiap kondisi operasional mesin. Hal ini karena pada sistim konvensional tidak ada kontrol balik atau koreksi ulang atas apa yang telah dihasilkan oleh karburator. Untuk mengatasi kelemahan tersebut, maka diciptakan suatu teknologi yang mampu secara cepat, tepat dan terus menerus mengontrol kinerja mesin, sehingga mesin selalu bekerja dengan tingkat efisiensi yang tinggi dan ramah lingkungan, yaitu sistim injeksi bahan bakar dengan kontrol elektronik. Istilah sistem injeksi bahan bakar (EFI) dapat digambarkan sebagai suatu sistem yang menyalurkan bahan bakarnya dengan menggunakan pompa pada tekanan tertentu untuk mencampurnya dengan udara yang masuk ke ruang bakar. Pada sistem EFI dengan mesin berbahan bakar bensin, pada umumnya proses penginjeksian bahan bakar terjadi di bagian ujung intake manifold/manifold masuk sebelum inlet valve (katup/klep masuk). Pada saat inlet valve terbuka, yaitu pada langkah hisap, udara yang masuk ke ruang bakar sudah bercampur dengan bahan bakar. Secara ideal, sistem EFI harus dapat mensuplai sejumlah bahan bakar yang disemprotkan agar dapat bercampur dengan udara dalam perbandingan campuran yang tepat sesuai kondisi putaran dan beban mesin, kondisi suhu kerja mesin dan suhu atmosfir saat itu. Sistem harus dapat mensuplai jumlah bahan bakar yang bervariasi, agar perubahan kondisi operasi kerja mesin tersebut dapat dicapai dengan unjuk kerja mesin yang tetap optimal. Sensor pada sistem EFI berfungsi untuk mengirimkan sinyal atau data ke ECU, ECU berfungsi untuk mengolah data yang dikirimkan oleh sensor dan mengirimkan nya kembali berupa perintah ke actuator. Aktuator berfungsi sebagai pengeksekusi suatu perintah dari ECU. Dengan semakin lengkapnya komponen-komponen sistem EFI (misalnya sensor-sensor), maka pengaturan koreksi yang diperlukan untuk mengatur perbandingan bahan bakar dan udara yang sesuai dengan kondisi kerja mesin akan semakin sempurna. Salah satu sensor-sensor yang di gunakan dalam sistem EFI adalah Sensor Manifold Absolut Pressure. Fungsi MAP sensor adalah untuk mengetahui tekanan
udara yang masuk. Sensor ini terletak pada saluran udara masuk setelah katup gas dan digunakan pada mesin injeksi jenis D-EFI.
B. Batasan masalah
Ada banyak sensor-sensor yang ada pada sistem EFI, seperti sensor temperatur, Intake Air Temperature (IAT), Engine Coolant Temperature (ECT), Throttle Position Sensor (TPS), Air Flow Sensor (Sensor Udara Masuk); Sensor Flap (impact pressure) Air Flow Sensor, Sensor Massa Udara (Kawat dan Film Panas), Manifold Absolute Pressure (MAP). Untuk itu dalam pembahasan makalah ini kami melakukan pembatasan masalah pada sensor Manifold Absolut Pressure.
C. Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah : 1. Untuk mengetahui fungsi dan rangkaian MAP sensor pada sistem EFI. 2. Untuk mengetahui cara kerja dari MAP sensor pada sistem EFI. 3. Untuk mengetahui pemeriksaan pada MAP sensor pada sistem EFI.
BAB II PEMBAHASAN
A. Pengertian Manifold Absolute Pressure (MAP) Sensor
MAP sensor adalah sensor untuk mengetahui tekanan udara yang masuk ke dalam intake manifold. Sensor ini terletak pada saluran udara masuk setelah katup gas dan digunakan pada mesin injeksi jenis D-EFI.
Gambar 1. Letak MAP Sensor
B. Fungsi MAP Sensor
MAP Sensor berfungsi mengukur jumlah udara yang masuk ke dalam silinder berdasarkan tekanan udara pada intake manifold. MAP Sensor digunakan pada EFI-D. Sensor ini sering disebut Pressure Intake Manifold sensor (PIM) atau Vacuum sensor. Data dari MAP Sensor sebagai dasar untuk menentukan jumlah injeksi dan saat pengapian. Kelebihan utama MAP Sensor dibandingkan air flow meter dalam mengukur jumlah udara adalah komponen mekanis lebih sedikit, tidak terpengaruh terhadap kebocoran pada manifold dan perubahan tekanan udara lua r.
Gambar 2. Konstruksi MAP Sensor
MAP Sensor merupakan piezoresistive silicon chip yang nilai tahanannya berubah akibat perubahan tekanan dan sebuah Integrated Circuit (IC). Piezoresistive adalah bahan yang nilai tahanannya tergantung dari perubahan bentuk. Piezoresistive dibuat diafragma (Silicon chip) yang berfungsi sebagai membrane antara ruangan vacuum (0,2 bar) sebagai referensi dan ruangan yang berhubungan dengan intake manifold. MAP Sensor dihubungkan ke intake manifold menggunakan selang. Semakin besar kevakuman (semakin rendah tekanan) pada intake manifold maka tahanan pada MAP Sensor lebih tinggi, sehingga tegangan output MAP Sensor semakin kecil. Apabila tekanan negatif intake air manifold tinggi, tegangan output pada MAP Sensor menjadi rendah, sehingga PCM menganggap (menentukan) volume udara adalah kecil dan mengurangi (menurunkan) volume fuel jet. Apabila tekanan negatif intake manifold rendah, tegangan output pada sensor MAP akan menjadi tinggi, sehingga PCM menganggap volume udara masuk intake manifold besar, dan menaikan volume injeksi bahan bakar. Perbedaan tekanan antara ruang vacuum dengan intake manifold berakibat perubahan lengkungan pada membrane silicon chip. Pengolah sinyal merubah menjadi tegangan sinyal. MAP sensor mengeluarkan tegangan paling tinggi ketika tekanan intake manipold adalah paling tinggi (kunci kontak “ON” mesin “MATI”, atau katup gas diinjak tibatiba/Accelerasi). Begitu pula sebaliknya mengeluarkan tegangan paling rendah jika terjadi decelerasi (perlambatan).
C. Rangkaian MAP Sensor
Rangkaian kelistrikan MAP Sensor adalah sebagai berikut (pada mobil Timor) :
Gambar 3. Rangkaian MAP Sensor – PCM
Pada MAP Sensor tersebut terdapat 3 terminal yaitu terminal A,terminal B, dan terminal C. 1. Terminal A sebagai terminal catu daya dengan tegangan 5 V. 2. Terminal B merupakan signal variabel tegangan yang mengambarkan perubahan tekanan udara pada intake manifold. 3. Terminal C sebagai terminal massa.
D. Prinsip Kerja MAP Sensor
MAP sensor terdiri dari dua sisi yang dipisahkan oleh suatu diafragma fleksibel. Satu sisi adalah “referensi udara” (yang dapat disegel atau dibuang ke udara luar), dan yang lainnya adalah ruang vakum yang terhubung ke intake manifold pada mesin dengan selang karet atau koneksi langsung. MAP sensor dapat dipasang di spatbor atau intake manifold. Pada MAP sensor terdapat chip silicon yang dipasangkan pada ruang hampa udara (vacuum chamber). Jika terjadi perubahan tekanan maka resistansi chip silicon akan berubah (perubahan tekanan dan resistansi sebanding). Nilai perubahan resistansi ini kemudian diubah menjadi sinyal tegangan. Hasil pembacaan sensor ini akan digunakan computer untuk menentukan berapa banyak bahan bakar yang diinjeksikan. Sensor MAP menggunakan keadaan vakum sempurna sebagai tekanan referensi. Perbedaan tekanan antara vacuum chamber dengan tekanan intake manifold akan membuat sinyal tegangan berubah. Jadi, sensor MAP mengubah tekanan pada intake manifold menjadi tegangan. Sensor MAP memiliki konektor tiga-kawat, yaitu : ground, sinyal referensi dari komputer (5 Volt) dan sinyal kembali. Tegangan output biasanya meningkat saat throttle dibuka dan vakum menurun. Sebuah sensor MAP yang membaca 1 atau 2 volt pada idle dapat membaca 4,5 Volt sampai 5 Volt saat throttle terbuka lebar. Keluaran pada umumnya yaitu sekitar 0,7-1,0 Volt untuk setiap 5 inci Hg perubahan dalam vakum. Sensor
MAP
dapat
menimbulkan
masalah
pada
kemampuan
mengemudi
(driveability) karena sensor MAP sangat penting dalam pemakaian bahan bakar dan pengapian. Oleh karena, diperlukan pengecekan terlebih dahulu pada sensor, koneksi, dan ruang vakumnya. Ruang vakum (vakum chamber) harus benar benar tehubung ke port sensor dan tidak terjadi penyumbatan ataupun kebocoran di dalamnya. Sensor MAP harus terhubung pada tegangan 5 volt, dan ground harus benar benar tidak memiliki resistansi.
Kalibrasi dan performansi sensor dicoba dengan tekanan yang berbeda beda, kemudian dibandingkan dengan spesifikasi penurunan tegangan.
Gambar 4. Perbandingan Kevakuman – Tegangan Output MAP Sensor
E. Pemeriksaan MAP Sensor
Pemeriksaan MAP Sensor dengan melakukan pengukuran tegangan pada terminal MAP Sensor. Pemeriksaan tegangan antara terminal A – C yang merupakan teganagan input MAP Sensor dari PCM adalah sebesar 4 – 5 Volt. Pemeriksaan tegangan antara terminal B – A besarnya adalah sesuai dengan besarnya kevakuman pada intake manifold yang merupakan tegangan output MAP Sensor menuju PCM untuk dijadikan sinyal ke aktuator untuk melakukan tugasnya sesuai perintah PCM dan kebutuhan mesin. 1. Pemeriksaan Rangkaian Kelistrikan MAP Sensor a. Pemeriksaan rangkaian kelistrikan, langkah – langkahnya sebagai berikut : 1) Memposisikan kunci kontak pada posisi OFF. 2) Melepaskan socket terminal pada MAP sensor. 3) Melepaskan socket terminal pada PCM. 4) Memeriksa hubungan antara terminal A pada socket terminal MAP sensor dan terminal 45 pada socket terminal PCM. 5) Memeriksa hubungan antara terminal B pada socket terminal MAP sensor dan terminal 16 pada socket terminal PCM. 6) Memeriksa hubungan antara terminal c pada socket terminal MAP sensor dan terminal 44 pada socket terminal PCM.
7) Memeriksa kondisi rangkaian kelistrikan terhadap hubungan singkat, rangkaian putus, atau kemungkinan kondisi kabel sudah mempunyai nilai hambatan yang tinggi. b. Pemeriksaan rangkaian terbuka pada MAP sensor, langkah – langkahnya sebagai berikut : 1) Memposisikan kunci kontak pada posisi ON (mesin dalam keadaan mati). 2) Melepaskan socket terminal pada MAP sensor. 3) Memeriksa tegangan antara terminal A dan C pada socket dengan menggunakan Voltmeter (Jumper termilnal positif Voltmeter pada terminal A pada MAP Sensor dan Jumper negatif Voltmeter pada terminal C MAP Sensor). 4) Bila tegangan menunjukan antara 4,2 - 5 Volt, maka kondisi rangkaian kelistrikan dan Power Train Control Module (PCM) baik. 5) Bila tegangan menunjukan kurang dari 4,2 Volt, maka kerusakan bisa terjadi pada rangkaian kelistrikan atau pada PCM-nya. c. Pemeriksaan rangkaian terbuka pada Power Train Control Module (PCM), langkah – langkahnya sebagai berikut : 1) Putar kunci kontak pada posisi ON (mesin dalam keadaan mati). 2) Lepaskan socket terminal pada MAP sensor. 3) Periksa tegangan antara terminal 45 dan 44 pada PCM dengan menggunakan Voltmeter (Jumper termilnal positif Voltmeter pada terminal 45 pada PCM dan Jumper negatif Voltmeter pada terminal 44 PCM). 4) Bila tegangan menunjukan antara 4,2 - 5 Volt, maka kondisi PCM baik. 5) Bila tegangan menunjukan kurang dari 4,2 Volt, maka kerusakan terjadi pada PCM. 2. Melakukan pemeriksaan pada MAP Sensor, langkah – langkahnya sebagai berikut : a. Melepaskan selang vakum (dari intake manifold) pada MAP sensor, dan menganti dengan Pompa Vakum. b. Memposisikan kunci kontak pada posisi ON (soket terpasang pada MAP sensor dan PCM, kondisi mesin dalam keadaan mati). c. Pemeriksaan tegangan input AFM antara terminal A – C adalah sebesar 4 – 5 Volt. d. Memberi kevakuman pada MAP sensor dengan menggunakan Pompa Vakum e. Memeriksa variabel tegangan output MAP sensor (antara terminal B – A).
Bandingkan hasil pemeriksaan dengan tabel dan grafik spesifikasi di bawa h ini. Besar Vakum
Tegangan
(mmHg)
(Volt)
100
0,3 – 0,5
200
0,7 – 0,9
300
1,1 – 1,4
400
1,5 – 1,7
500
1,9 – 2,1
Gambar 5. Tabel dan Grafik Spesifikasi Pemeriksaan Variabel Teangan Output MAP Sensor
Pada table spesifikasi diatas terdapat perbedaan dengan penggambaran grafik di atas. Jika pada table semakin besar vakum semakin besar pula tegangannya, tetapi pada grafik semakin besar vakum maka semakin kecil tegangan outputnya. Pada table tegangan yang tertulis bukan merupakan tegangan output menuju PCM, untuk mengetahui tegangan output maka tegangan input perlu dikurangi tegngan hasil pembacaan voltmeter. Sedangkan pada grafik pembacaan tegangan output MAP Sensor sudah benar, yaitu semakin besar vakum maka akan semakin kecil tegangan outputnya.
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan MAP Sensor berfungsi mengukur jumlah udara yang masuk ke dalam silinder berdasarkan tekanan udara pada intake manifold. Untuk selanjutnya data yang diperoleh berupa variabel tegangan akan diteruskan ke PCM untuk dikalkulasi. Oleh PCM data tersebut digunakan sebagai salah satu sinyal untuk memerintah Actuator yaitu Injektor, IAC Valve dan EGR Valve untuk melakukan tugasnya sesuai kebutuhan mesin. MAP Sensor bekerja berdasarkan kevakuman pada intake manifold. MAP Sensor merupakan piezoresistive silicon chip yang nilai tahanannya berubah akibat perubahan tekanan dan sebuah Integrated Circuit (IC). Piezoresistive adalah bahan yang nilai tahanannya tergantung dari perubahan bentuk. Piezoresistive dibuat diafragma (Silicon chip) yang berfungsi sebagai membran antara ruangan vacum (0,2 bar) sebagai referensi dan ruangan yang berhubungan dengan intake manifold. Tegangan input dari PCM yang masuk ke MAP Sensor dan melewati membran tersebut, dan menghasilkan tegangan output yang bervariasi sesuai kevakuman pada intake manifold. Semakin besar kvakuman pada intake manifold maka akan semakin kecil tegangan output yang mnuju PCM.
B. Saran Karena MAP sensor merupakan komponen yang penting yang jika terjadi kerusakan akan menyebabkan gangguan pada system penginjeksian dan system bahan bakar, maka dari itu MAP Sensor perlu dirawat dan selalu dilakukan pemerisaan.
DAFTAR PUSTAKA
1.
Moch. Solikin. 2005. Sistem Injeksi Bahan Bakar Motor Bensin (EFI System). Yogyakarta: Kampong ILMU.
2.
Jobsheet Praktek MataKuliah Sistem Kontrol Elektronik.
3.
Untung. (2013). Mesin EFI beserta Sensor. http://tentangotomotif31.blogspot.com/2013_01_01_archive.html diakses pada tanggal 8 April 2013.
4.
Anonim (2011). Nama Sensor – Sensor pada mesin EFI. http://otosantoso.blogspot.com/2011/05/nama-sensor-sensor-pada-mesin-efi.html diakses pada tanggal 8 April 2013.
5.
Pudin. (2012). Manifold Absolute Pressure Sensor MAP http://makasejo.blogspot.com/2012/12/manifold-absolute-pressure-sensor-map.html diakses pada tanggal 8 April 2013.
