MODUL Engine Management System

MODUL ENGINE MANAGEMENT SYSTEM PRAKTEK PADA TRAINER EMS TOYOTA AVANZA VVT-I K3-VE KELAS XI TEKNIK KENDARAAN RINGAN

Yudi Nur Sukmayadi, S.Pd

PEMERINTAH PROVINSI JAWA BARAT DINAS PENDIDIKAN

SMK NEGERI 2 BANJAR 2018

TKR - SMK NEGERI 2 BANJAR

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







A. Pendahuluan

Tingkat keselamatan, kenyamanan, eknomis dan produk ramah lingkungan secara bertahap menjadi rasyarat mutlak bagi pengemudi dan masyarakat yang harus dipenuhi. Hal tersebut menjadi masalah sosial yang makin meningkat, termasuk tingginya tingkat polusi lingkungan, pemakaian konsumsi bahan bakar yang meningkat dan kecelakaan lalulintas yang diakibatkan ‘oleh kendaraan. Tuntutan ini khususnya bagi bagi para pelajar KK/TKR harus harus mengikuti perkembangan teknologi teknologi canggih yang yang menggunakan teknologi elektronik agar bisa memenuhi tuntutan service untuk kendaraan tesebut. Mesin kendaraan harus sudah bisa memenuhi kriteria sebagai berikut ; a. Performa mesin meningkat b. Irit bahan bakar bakar c.Tingkat emisi d. Nyaman-Kuat e. Handal

B. Engine Manajemen Sistem

EMS system (engine management system) mengatur secara luas agar operasional mesin bisa tetap bekerja secara optimal setiap saat melalui pengaturan elemen mesin seperti sensor, actuator, controller, dst. EMS system (engine management system) mengatur secara luas agar operasional mesin bisa tetap bekerja secara optimal setiap saat melalui pengaturan elemen mesin seperti sensor,actuator dan controller. Sistem pengaturan mesin melibatkan pengaturan bahan bakar, air intake dan juga waktu pengapian, agar diperoleh diperol eh momen dan tenaga sesuai spesifikasi. spesifikasi . Pengemudi dapat dap at mengatur bukaan throttle valve secara manual dengan sistem koneksi mekanis, yang kemudian mengatur rasio udara/bahan bakar ke dalam mesin, selanjutnya campuran udara/bahan bakar yang masuk itu akan menentukan tenaga dan momen yang dihasilkah oleh mesin.Pengaturan momen mesin biasanya menggunakan menggunakan sistem kontrol secara mekanis mekanis dan tekanan hampa, misalnya evaporator yang menghasilkan campuran bahan bakar/udara untuk pembakaran, pemakaian peralatan yang sudah sesuai dengan aturan international untuk memperoleh energi pengapian yang tepat, distributor, centrifugal dan sistem oscilation vacuum.Sistem konfigurasi kontrol secara mekanis dapat dikatakan sangat rumit, susah dalam pembuatan, dan sulit untuk mendapatkan mendapatkan hasil yang optimal dan efisiens, sehingga mengakibatkan mengakibatkan emisi buangnya tidak bisa mengikuti aturan yang telah ditetapkan.Sistem ditetapkan.Sistem pengontrolan secara elektroni untuk sistem injeksi bahan bakar (Bosch’s (Bosc h’s DJetronic danL-Jetronic) danL-Jetronic) sudah diperkenalkan untuk menggantikan sistem konvesional karburator atau injeksi mekanis, dan selanjutnya teknologi pengaturan secara elektronic untuk aplikasi mesin dan keseluruhan sistem pada kendaraan berkembang berkembang dengan pesat. Penggunaan Penggunaan teknologi pengaturan secara elektronik akan memungkinkan sistem pengontrolan berjalan secara akurat dan tahan lama, serta dapat mengurangi polusi lingkungan karena emisinya lebih baik, hemat bahan bakar, stabilitas dan kontrol sistem juga lebih baik. Perkembangan teknologi elektronika yang sangat pesat, termasuk di dalamnya semi conductor dan komputer sejak tahun 1970 juga berperan dalam meningkatkan tingkat kestabilan kendaraan dan harganya juga sudah semakin terjangkau. Ada tiga alasan dasar penggunaan kontrol mesin secara elektrik yaitu:







mengeluarkan carbon dan hydrogen. Pembakaran di dalam mesin merupakan reaksi oksidasi antara oksigen dan bensin yang membangkitkan energy panas dalam bentuk majemuk. Untuk pembakaran yang sempurna gas buangnya adalah C02 dan H2O. Namun pembakaran pembakaran sempura tidak sepenuhnya bisa diwujudkan, karena reaksi pembakaran pembakaran itu menghasilkan zat N2, 02, CO, HC yang tidak terbakar,bermacam NOx, dsb, begitu juga C02 dan H2O. diantara gas buang zat CO, HC, dan NOx diketahui dapat membahayakan manusia, dan sudah menjadi standar baku peraturan pembatasan gas, buang disetiap negara. Emisi C02 merupakan hal pokok yang harus dikurangi pengeluarannya untuk mencegah terjadinya reaksi pemanasan global. Di negara bagian California pada awal tahun 1960an emisi gas dari kendaraan menjadi isu sosial. Di LA sudah terdapat banyak sekali mobil, dan karena letaknya dikelilingi oleh gunung-gunung, gunung-gunung, maka asap yang keluar dari kendaraan yang disebut dengan ‘LA smoke’ pada tahun1960an berdampak berdampak terhadap kesehatan penduduknya. penduduknya. Karena itulah mereka mendiskusikan pengaturan emsisi buang dan mendirikan EPA (Environmental Protection Agency) dan CAA(Clean Air Act: juga disebut dengan Muskey Act) untuk menentukan pengaturan sistem emisi buang. Dan hasilnya adalah para pembuat mobil di dunia harus bisa membuat membuat mesin yang emisi buangnya dapat dikontrol atau yang ramah terhadap lingkungan.Mesin konvensional yang menggunakan karburator yang sudah lama beredar tidak bias memenuhi standar emisi yang telah ditentukan, oleh karena itu diperkenalkanlah diperkenalkanlah teknologi kontrol secara elektronik pada mesin

2. Hemat bahan bakar Kilometer per liter digunakan untuk menentukan jarak tempuh kendaraan per liter bahan bakar,dan biasanya biasan ya dihitung dalam km/jam. Jarak tempuh per liternya lite rnya akan beragam tergantung dariukuran kendaraan, bentuk, berat dan pola orang yang membawa kendaraan. Jarak termpuh per liter sudah menjadi isu sejak awal tahun 1970an dikarenakan adanya krisis minyak, yang memerlukan pengurangan konsumsi bahan bakar pada kendaraan. Dan perlu diketahui bahwa akhir-akhir ini pemanasan cahaya global oleh C02 meningkat, sehingga kontrol zat C02 yangterdapat di dalam gas buang semakin diperketat.Selama bahan bakar jenis HC dipakai pada mesin kendaraan, meskipun pembakarannya sempurna, namun tidak bisa mencegah pembentukan C02. oleh karena itulah untuk mengurangi peredaran C02, maka mobil mobil mutlak harus yang hemat bahan bakar. Salah satu lembaga yang mengatur pemakaian bahan bakar adalah CAFE (Corporate Average Fuel Economy) yang mengatur rata-rata pemakaian bahan bakar pada kendaraan per tahun yang diproduksi oleh para pembuat kendaraan, kemudian membuat tipe mobil yang hemat bahan bakar. 2. Performa mesin yang lebih baik Kecepatan mesinnya meningkat dibanding sebelumnya, karena setiap automaker tetap berusaha , melakukan pengembangan untuk meningkatkan performa







konvensional dengan mekanis tidak bisa akurat, karena itulah penggunaan sistem kontrol secara elektronik tidak dapat dihindari lagi. C. Dasar Kontrol Pada Mesin Elektronik Fuel Ijection a.Kontrol a.Kontrol Sistem Bahan Bakar

Tujuan dari penggunaan sistem kontrol pada engine adalah untuk menyajikan dan memberikan daya mesin yang optimal melalui sistem kerja yang akurat yang disesuaikan untuk menghasilkan emisi gas buang yang seminimal mungkin, pengunaan bahan bakar yang efisien, menghasilkan pengendaraan yang optimal untuk semua kondisi kerja mesin, meminimalkan penguapan bahan bakar serta menyediakan sistem diagnosis untuk mengevaluasi sistem kerja dan kondisi perangkat perangkat pendukungnya bila terjadi permasalahan-permasalahan yang tidak dikehendaki pada sistem ini. Pengontrolan Mesin yang dilakukan secara elektronik terdiri atas peralatan peralatan sensor yang secara terus menerus memantau kondisi kerja mesin. Unit pengontrol elektronik yang dikenal dengan ECU bekerja mengevaluasi data-data masukan dari berbagai sensor yang terpasang pada engine. Dengan membandingkan data pada memorinya dan melakukan perhitungan yang akurat, ECU mengaktifkan perangkat-perangkat penggerak/actuator untuk menghasilkan sistem kerja mesin yang baik. Dalam menginjeksikan bahan bakar, terdapat tiga pekerjaan utama (pengontrolan) yang akan dilakukan oleh ECU (khususnya system yang menggunakan model EMS), yaitu perhitungan kuantitas penginjeksian, pemilihan mode injeksi dan fuel cut.Perhitungan kuantitas dilaksanakan atas pertimbangan kondisi kerja mesin yaitu pada saat bekerja normal atau pada saat starter. Control unit mangkalkulasi waktu pembukaan bagi injector agar sesuai dengan perbandingan stoichiometric dan kebutuhan mesin pada saat itu. Disamping itu juga diperhitungkan mode injeksi yang sedang dilaksanakan. Adapun mode injeksi dapat digolongkan menjadi tiga bagian yaitu mode simultan / serempak, group / kelompok dan sequential. Pada model simultan, bahan bakar dinjeksikan dalam waktu yang bersamaan untuk semua silinder. Mode ini merupakan metode penyemprotan model lama dan untuk model baru diaplikasikan pada saat start dan kondisi temperatur air pendingin masih rendah.







b.Kontrol sistem induksi udara Pada awalnya, fungsi piranti elektronik yang ada pada system induksi udara adalah hanya sebagai sensor, guna mengetahui ju mlah atau volume udara yang masuk ke intake manifold dan temperatur udara agar ECU dapat menghitung massa udara yang dimasukkan ke ruang bakar. Dewasa ini pengontrolan telah dapat dilakukan khususnya pada putaran rendah untuk mengontrol putaran idle dan putaran tinggi guna meningkatkan efisiensi volumetric. Skema system control udara dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2 : Skema system induksi udara Sistem aliran udara dimulai dari filter udara untuk menyaring dari kotoran, air metering (berupa sensor temperature dan air flow meter) menuju throttle body, intake manifold dan ke ruang bakar. Fungsi dan prinsip kerja sensor dan actuator didalam system ini dapat anda pelajari pada modul berikutnya yaitu pada modul sensor dan actuator. Tujuan yang diharapkan dari sistem control engine pada saat engine bekerja pada putaran idle adalah 





Untuk menyeimbangkan torsi yang dihasilkan dengan perubahan beban engine, sehingga mesin dapat tetap berputar secara stabil meskipun ada penambahan beban-beban asesories (seperti AC, power steering, beban-beban listrik lain) dan proses terhubungnya transmisi otomatis. Untuk menyajikan putaran rendah yang halus dengan emisi gas buang dan konsumsi bahan bakar yang rendah mengingat lebih dari 30% pemakaian bahan bakar didalam kota digunakan digunakan pada putaran idle. Untuk mengontrol putaran idle, ECU menggunakan input dari water temperature sensor, throtle position sensor, air conditioner /AC, transmisi otomatis, power steering, sistem pengisian (charging system), putaran mesin dan kecepatan mesin.

Ada dua cara yang digunakan dalam mengontrol putaran idle yaitu dengan pengontrolan udara dan pengontrolan timing. Jumlah udara yang masuk melalui intake manifold oleh katup bypass atau oleh sebuah actuator. Katup bypass menggunakan motor listrik yang dikontrol oleh ECU yang bekerja







balik dari rpm engine, ECU dapat menyetel jumlah udara yang mengalir untuk menambah atau mengurangi putaran idle. Kelemahan pada kontrol udara ini adalah relatif lebih lambat dalam merespon perubahan beban. Untuk mengatasi masalah ini, sistem kontrol udara sering dikombinasikan dengan kontrol sistem pengapian agar diperoleh putaran idle yang sesuai. Kebutuhan bahan bakar pada saat putaran idle ditentukan oleh beban dan putaran mesin. Dalam operasi kerja closed loop sistem nilai atau jumlah bahan bakar ini dioptimalkan oleh lambda close loop control. b.Kontrol Sistem Pengapian Tujuan pengontrolan mesin pada sistem pengapiannya adalah untuk dapat memberikan sistem pengapian yang optimal hingga dapat tercapai torsi yang optimum, emisi gas buang yang rendah, irit bahan bakar dan pengendaraan/pengendalian yang baik serta meminimalkan engine knock. Data dasar untuk timing pengapian ( Base Engine Timing Value) Value ) yang mengacu pada beban beban dan putaran mesin tersimpan dalam ROM pada pada Electronic Control Unit (ECU). Data-data yang diterima ECU diolah untuk mencapai tujuan yang diharapkan seperti diatas. Koreksi terhadap waktu pengapian juga dibutuhkan guna mengakomodir efek temperatur, EGR, start pada saat panas, tekanan udara dan engine knock . Pada kendaraan yang menggunakan transmisi otomatis, timing ignition digunakan untuk memvariasikan torsi mesin agar memudahkan dalam pemindahan kecepatan ataupun pengontrolan putaran idle. Flow chart berikut menggambarkan metode perhitungan untuk ignition timing

Gambar 3: Flow chart pengontrolan saat pengapian D.Engine Management System









Seperti yang telah diuraiakan pada materi sebelumnya bahwa engine management sistem yang ada didalam kendaraan merupakan gabungan dari system pengapian dan sistem bahan bakar yang dikontrol oleh sebuah Engine Control Modul (Kontrol Unit). Dalam bekerjanya sistem pengapian (Ignition System) dan sistem bahan bakar (Fuel System) dikontrol oleh sebuah kontrol unit (Engine Control Modul). Modul). Masukan berupa besaran listrik dari sensor sensor yang dipekerjakan dan diolah oleh ecm/ecu yang kemudian besaran kuantitas nilai tersebut akan mampu menggerakan actuator untuk bekerja . Untuk system bahan bakar sendiri dalam hal ini adalah injector dikenal dengan Single point injector ( SPI ) dan Multi Point Injector ( MPI ). Penyemprotan bahan bakarnya dapat dilakukan sebelum ruang bahan bakar / intake manifold atau langsung diruang bakar yang dikenal dengan Gasoline Direct Injection ( GDI ). Kapan penyemprotan bahan bakar dilakukan ?, penyemprotan bahan bakar dilakukan sesuai Firing Oeder ( FO ) pada saat langkah hisap dengan urutan 1,3,4,2 ( 4 silinder ). Artinya penyemprotan dilakukan dari silinder nomor satu, tiga, empat dan yang terakhir silinder dua dengan kwantitas volume bahan yang disemprotkan sama pada pada tiap tiap silinder .

Gambar 4 : Injektor Toyota Avanza ECU Mengolah data masukan dari sensor sensor yang ada sehingga tidak akan







Gambar 5; MAP Sensor Toyota Avanza Manifold Absolute Pressure sensor bertugas memindai kondisi kevakuman atau besarnya tekanan absolute yang ada di intake manifold setelah Throttle body yang berfungsi mengetahui tekanan udara masuk campuran bahan bakar dan kapan saat waktu pengapian







Gambar 6; Throtlle body ASS. Toyota Avanza Avanza Tugas dari Intake Air temperature sensor adalah mendeteksi suhu udara masuk yang dapat bekerja pada temperature -40 0C S.d +120 0C.

Gambar 7; IAT sensor Toyota Avanza Avanza Pemasangan dari oksigen sensor adalah disaluran gas buang .secara umum







Gambar 8: Oxygen sensor Toyota Avanza Avanza Fungsi dari oksigen sensor adalah mengetahui keluaran gas buang, dimana jika didapat rasio oksigen yang terbakar akan dapat dipindai oleh sensor dank arena sensor ini bereaksi dengan oksigen dan menghasilkan tegangan yang akan diolah oleh ECU, perubahan tegangan secara drastic yang diakibatkan pembakaran tidak sempurna misalnya atau nilai AFR diluar batas kewajaran maka dengan segera ECU akan mengubah timing pengapian dan jumlah kwantitas bahan bakar untuk dapat mempertahankan rasio yang tepat. Throtlle Position Sensor akan mendeteksi pembukaan katup gas dari sini sini diketahui kwantitas udara yang masuk, yang selanjutnya sinyal tegangan akan dikirim ke ECU untuk kemudian penyemprotan bahan akan segera dilakukan .







Sensor variable Valve Timing Intelligent difungsikan untuk mengetahui bukaan katup masuk tentunya disesuaikan dengan kebutuhan campuran Bahan bakar saat kendaraan idle, akselerasi juga deselerasi. Saat mesin dingin tidak diperlukan overlapping atau kedua katup membuka bersaan saat langkah buang , peran sensor ini akan memberikan masukan ke ECU dan mengirimkan perintah kepada VVTI untuk meberikan tekanan fluida terhadap oil control valve.

Gambar 10 : VVTI sensor Toyota Avanza Avanza Sensor Knocking berfungsi mengetahui adanya knocking, knocking akan menimbulkan noise yang dapat terbaca oleh ECU, ECU akan memerintahkan kepada system pengapian untuk memundurkan saat pengapian 2 kali sampai detonasi tidak terjadi lagi.









Camshaft sensor berfungsi untuk mengontrol waktu pengapian dan waktu penyemprotan bahan bakar .

Gambar 12 : CMP CMP dan CKP sensor Toyota Avanza Posisi relative piston terhadap TMA maka selanjutnya tegangan koil akan ditembakkan sesuai posisi relative tersebut. 2.Membaca 2.Membaca Hasil Diagnostic Toyota Avanza

Para siswa sekalian tahap berikutnya pembelejaran dilanjutkan seperti apa pelaksanaan cara membaca hasil diagnostic dari serangkain kegiatan pembelajaran mengenai fungsi dan tugas komponen sensor dan actuator khususnya kendaraan dengan model EMS dari mobil Toyota avanza dengan cara lebih mudah difahami







hubungkan langsung dengan diagnostiknya( Scaner )

menancapkan

connector

ke

connector

Cara yang kedua dapat digunakan seutas kabel atau lebih dikenal dengan kabel jumper . namun cara ini diperlukan kehatian hatian dan pengetahuan yang baik mengenai mobil system EFI sebagai langkah prasyarat sebelum melanjutkan ke EMS. Kabel jumper dihubungkan dengan connector seperti yang terlihat pada gambar 13.

Gambar 14: Arah Hitung Jumlah PIN PIN dan Kunci Kontak Kontak Toyota Avanza Avanza Untuk Avanza digunakan standar OBD 2 dengan jumlah pin sebanyak 16 PIN. Kabel jamper dihubungkan dengan lubang no urut 4 atau 5 sebagai groundnya yang dikoneksikan dengan lubang atas dengan nomor urut 12 sebagai EFI T_nya. Setelah kita hubungkan dengan kabel jumper maka lampu MIL akan menyala yang menampilkan kode sejumlah kedipan yang berhubungan dengan dengan kegaglan fungsi dari sensor sensor .







a. Cara membaca kode diagnostic pada MIL ( Malfunction Indicator Lamp) Kedipan yang terjadi pada MIL/ lampu check Enggine menyerupai kode sandi morse. Pada saat tidak ada DTC ( Data Trouble Code) / data kesalahan yang tersimpan pada ECU, maka lampu MIL/ Check Enggine akan mengedip dengan Interval0,25 detik.

Gambar 16 : Kedipan lampu enggine normal Sedangkan jika ada ketidaknormalan yang tersimpan pada ECU, maka ketika DLC kita jumper antar terminal T dan E yang terjadi adalah kedipan MIL/lampu check enggine akan berkedip dengan interval yang berbeda jika dibandingkan dengan kondisi normal.







Gambar 18: Kode DTC 



P0105 ( kode didepan garis miring) Kode ini hanya akan muncul jika kita menggunakan Scan Tool / Intelegent Tester 13 ( kode dibelakang garis miring) Kode ini hanya akan muncul jika dibaca secara manual ( menggunakan kabel jumper) yaitu berupa kedipan lampu. Setelah mengetahui kode kerusakan pada DTC, maka selanjutnya kita lihat kode kerusakan tersebut pada manual book ( buku perbaikan). dibawah ini contoh Kode kerusakan pada buku per baikan







Daftar Kode Manual DTC pada mesin VVT-I K3-VE K3-VE                    



Kode 13 Malfungsi Sirkuit “A” Sensor Posisi Crankshaft Kode 14 Sirkuit “A” Sensor Posisi Camshaft (Bank 1 atau Single Sensor) Kode 16 Sirkuit Primer/ Sekunder “A” Koil Pengapian Kode 18 Sirkuit Sensor Knock 1 Kode 21 Sirkuit Sensor Oksigen (Bank 1 Sensor 1) Kode 23 Sirkuit Heater Sensor O2 (Bank 1 Sensor 1) Kode 25 Sistem Terlalu Kurus (Malfungsi A/F Kurus, Bank 1) Kode 26 Sistem Terlalu Gemuk (Malfungsi A/F Gemuk, Bank 1) Kode 31 Sirkuit MAP Sensor Kode 41 Malfungsi Sirkuit Sensor Posisi Pedal Throttle di Throttle Body Kode 42 Sensor tempera t emperatur tur air pendingin mesin Kode 43 Intake Air Temperature Temperature (bahasa inggris) atau sensor suhu udara intake manifold Kode 44 Sistem Sinyal Sensor Temperatur Temperatur Evaporator Air Conditioner Kode 51 Sirkuit Switch A/C Malfungsi Kode 52 Sensor Kecepatan Kendaraan Kode 54 Sirkuit Sinyal Starter Kode 71 Malfungsi pada Sistem Kontrol Idle (ISC) Kode 73 Malfungsi pada Sistem VVT (Bank 1) Kode 74 Malfungsi pada Sikuit OCV (Bank 1) Kode 75 Sensor VVT / Range Sirkuit sensor Posisi Camshaft / Problem Performance Performance (Bank 1) Kode 76 Malfungsi pada Sirkuit Purge Control Valve Sistem Evaporative Emission Control atau VSV valve

DAFTAR PUSTAKA

MODUL Engine Management System

Recommend Documents