Engine Managemen System
TUGAS
Diajukan untuk memenuhi tugas tugas dari mata kuliah Evaluasi Pembelajaran Teknik Otomotif dari dosen Dr. H. Wahid Munawar, M.Pd
Oleh: JODY RUSLI 1 1 0 5871
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN / S1 OTOMOTIF FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2013
MODUL
ENGINE MANAGEMEN SYSTEM
KOMPETENSI No 1.
STANDAR KOMPETENSI Siswa mampu memahami dan menjelaskan engine managemen system dan komponenkomponen utama
KOMPETENSI DASAR Perawatan dan perbaikan engine managemen system dan komponen utama
MATERI POKOK
INDIKATOR
1.fungsi engine managemen system 2. komponenkomponen engine managemen system 3. cara kerja engine managemen system
1.1. Menjelaskan fungsi engine managemen system 1.2. menyebutkan, menggunakan dan menjelaskan komponen-komponen engine managemen system 1.map sensor 2. intake temperature sensor 3. knock sensor 4.AFM sensor 5. Camshaft Position sensor 6.Oxygen Sensor 7.Throttle position sensor 8. Camshaft position sensor 1.3 menjelaskan cara kerja engine managemen system 1.4. menjelaskan pengetahuan sejarah engine managemen system
Engine Managemen System 1. Definisi Tingkat keselamatan, kenyamanan, eknomis dan produk ramah lingkungan secara bertahap menjadi suatu syarat bagi pengemudi dan masyarakat yang harus dipenuhi. Hal tersebut nyatanya adalah masalah sosial yang makin meningkat, termasuk tingginya tingkat polusi lingkungan, pemakaian konsumsi bahan bakar yang meningkat, kecelakaan lalulintas, dst. yang diakibatkan 'oleh kendaraan. Tuntutan-tuntutan tersebut memacu para pembuat mobil untuk mengembangkan teknologi canggih dan menggunakan teknologi elektronik yang memang maju secara pesat belakangan ini pada komponen kendaraannya agar bisa memenuhi tuntutan tesebut. Mesin kendaraan harus sudah bisa memenuhi kriteria sebagai berikut ; a. Performa mesin meningkat akselerasi) b. Irit bahan bakar bahan bakar) c. Tingkat emisi gas buang) d. Nyaman-Kuat dari mesin) e . Handal persyaratan A/S)
(meningkakan tenaga dan (meningkatkan pemakaian (mengurangi racun (mengurangi noise dan getaran (mengurangi kesalahan dan
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.
2. Sejarah Pengembangan injeksi menggunakan engine managemen system Awal pengembangan sitem injeksi bahan bakar pada tahun 1930an sebenarnya dimaksudkan untuk mesin pesawat terbang, dan sudah dipakai pada pesawat terbang militer selama perang dunia ke II berlangsung. Mesin karburator pada pesawat terbang militer mempunyai kelemahan seperti mudah membeku dan penguapannya kurang saat berada di atas ketinggian, ada oli mampet pada float chamber karena perubahan ketinggian pesawat, karena itulah dilakungan penelitian dan pengembangan untuk sistem bahan bakar secara injeksi. Sistem ini sebenarnya mempunyai beberapa keunggulan, namun tidak secara luas diterapkan pada industri otomotif dikarenakan biayanya yang tidak murah. Namun demikian sistem ini secara terbatas sudah dipakai pada kendaraan mewah untuk menaikkan output, respon dan performa, dan sudah dipakai secara luas oleh mobil balap sejak tahun 1950an.
Pada tahun 1957 Daimler Benz menggunakan sistem mechanical direct injection merek BOSCH pada Benz 300SL series, dan di tahun 1958 memakai sistem mechanical fuel injection untuk intake manifold pada seri Benz 200SE. Dengan sistem mechanical fuel injection yang dipakai tahun 1950an, maka ada beberapa keuntungan dibandingkan dengan sistem karburator konvensional, sistem yang dipakai ini masih tergolong mahal harganya dan pemasangannya di dalam mesin, sehingga sulit untuk mengenalkan sistem injeksi bahan bakar ini secara luas.
3. Klasifikasi Sistem Kontrol Pada dasarnya sistem kontrol dibagi menjadi dua jenis berdasarkan status buka/tutup rute sinyal kontrolnya yaitu sistem kontrol open-loop dan closed-loop. Berkat pengembangan yang cukup luas, teori pengonkontrol sekarang ini ada bermacam-macam. Namun yang akan kita pelajari sekarang ini adalah kontrol aplikasi dan mempelajari kontrol yang dipakai pada mesin. 1) Kontrol sistem Openloop Kontrol sistem open-loop artinya adalah output sistem tidak berpengaruh pada aktivitas kontrol. Setiap langkah kontrol dilakukan tanpa perintah yang telah ditentukan sebelumnya, karena itulah disebut dengan kontrol sequential. Pada kontrol sistem open-loop, output tidak diukur atau diperbandingkan dengan input. Karena itulah kemungkinan bisa muncul error dan error yang terjadi tidak dapat dibetulkan. Ke akuratan sistem di sini tidak mempertimbangkan kestabilan kalibrasinya. kontrol open-loop ini, konfigurasi sistemnya sederhana dan perawatannya mudah. Harganya juga tidak begitu mahal, dan sebenarnya sudah banyak dipakai dalam beberapa kasus, contohnya seperti hubungan input dan output yang sudah diketahui dan pengaruh luarnya tidak ada. Contohnya sinyal lampu lalu lintas. Sinyal lampu lalu lintas bekerja berulangulang dengan selang waktu yang telah ditentukan sebelumnya tanpa memperhatikan tingkat kepadatan lalu lintas (output). komponen kontrol sistem jenis open-loop dapat digambarkan seperti tampak pada fig. 2-2. Pada saat input diterima oleh controller, controller akan memproses outputnya dalam bentuk sinyal untuk mencapai target, kemudian menjalankan beberapa kontrol sesuai target yang telah ditentukan.
2) Kontrol sistem Closedloop Jenis kontrol sistem closed-loop adalah selalu membandingkan output dengan targetnya (input masukan), kemudian mengirimkan perbedaan nilai terhadap kontrol sistem melalui jalur umpan balik untuk dilakukan pembetulan error. Seperti tampak
pada Fig. 2-3, sistem membentuk pengulangan tertutup terhadap input dengan output, sehingga disebut dengan kontrol closedloop atau kontrol sistem feedback
2) Kontrol sistem Adaptive (dapat menyesuaikan diri)
Adaptive artinya kemampuan suatu sistem untuk menyesuaikan dan melakukan pembetulan pada dirinya terhadap perubahan yang tidak diinginkan. Suatu kontrol sistem yang mempunyai kemampuan melakukan adaptasi, yaitu sistem yang dapat menemukan perubahan dan melakukan pembetulan sesuai dengan parameter yang telah ditentukan agar performanya tetap optimal, disebut dengan 'adaptive control system'. Istilah tersebut sudah dipakai pada tahun 1950an berkenaan dengan pembuatan rumah tempat tinggal yang bisa beradaptasi terhadap perubahan lingkungan. Kontrol sistem jenis closed-loop ini memberikan output kembali ke input untuk menghindari efek dari perubahan luar agar selalu bisa mencapai target. Namun demikian, pada kontrol sistem closed-loop ini bisa juga target yang dimaksud tidak bisa tercapai dikarenakan besarnya perubahan lingkungan yang tidak bisa diatasi oleh controller. Bisa disebabkan karena komponen yang sudah aus atau sudah terlalu lama sehingga karakter sistemnya sudah tidak konstan lagi. Dan dapat dikatakan penggunaan kontrol sistem feedback dapat meredam perubahan yang cukup dinamis, namun kemampuan adaptasi terhadap pamareter sistem dan perubahan lingkungan sangat diperlukan agar sistem bisa berjalan dengan baik.
3) Kontrol Learning
sistem
Kontrol sistem ini mempunyai kemampuan untuk learning (belajar). Dasar konsep sistem ini adalah mememperkenalkan kemampuan belajar manusia untuk mengontrol sistem; selanjutnya kontrol sistem diberikan dengan kemampuan bereaksi berdasarkan pengalaman seperti yang terjadi pada manusia. Manusia dapat mengingat suatu pengalaman atau belajar fakta dari luar untuk dirinya sendiri, dan ketika menghadapi situasi yang sama, maka dia akan memutuskan atau bereaksi berdasarkan pengalaman terdahulu. Salah satu contoh adalah belajar mengemudikan mobil. Jika keunggulan learning ini dipadukan ke kontrol sistem, maka sistem akan dapat memperoleh informasi yang dibutuhkan untuk aktivitas kontrol, bahkan untuk situasi dimana karakter dinamis kontrol sistem dan pengaruh alami luar yang tidak dikenal sepenunnya. Untuk kontrol sistem learning, agar efek belajar meningkat, maka diperlukan pembelajaran. Pembelajaran melibatkan suatu mode pembelajaran dan mode koreksi, dan pada akhirnya penyaringan dan penyimpanan terhadap pengalaman terdahulu. Salah satu contoh kontrol sistem learing dapat anda lihat pada Fig. 2-5. Kontrol sistem melakukan perbaikan terhadap parameter model seperti perbedaan antara target dan output. Kapanpun terjadi perubahan efek luar, mode akan melalukan perbaikan dan menyimpan pengalaman barunya sehingga tingkat kontrolnya akan lebih baik lagi.
4. Jenis Controller Controller melakukan perbandingan antara rencana output dengan input (target value) kemudian melakukan koreksi dengan tujuan untuk menghasilkan sinyal kontrol yang bisa menghilangkan atau menurunkan penyimpangan ke tingkat yang lebih kecil. Cara untuk menghasilkan sinyal kontrol disebut dengan
control action. Adapun jenis-jenis controller adalah ; on-off control system, proportional control action, integral control action, proportional integral control action, proportional differential control action, proportional integral differential control action, dll.
5. Konfigurasi Sistem Sistem EMS terdiri dari intake line, fuel line, ignition line dan control line. 1. Intake line
Proses pembakaran memerlukan Intake line dan pengaturan udara, yang terdiri dari air flow rate sensor (direct detection type) atau intake manifold pressure sensor (indirect detection type), intake air temperature sensor, ambient pressure sensor, throttle position sensor, throttle body, air cleaner dan ISC (idle speed control) tergantung dari tipe EMS, alat-alat dan sensor yang terpasang di dalamnya juga bisa sedikit membedakan. Saat mesin mulai hidup, tekanan hampa yang dibangkitkan dari dalam ruang pembakaran akan tertarik ke udara luar, kumudian disaring oleh air cleaner agar benda asing tidak ikut terbawa, selanjutnya lewat malalui air hose, lalu diukur oleh AFM sensor, dan selanjutnya disalurkan ke throttle body. Pedal gas yang diinjak oleh pengemudi menggerakkan throttle valve yang kemudian mengatur besar udara masuk ke dalam throttle body. Setelah dari throttle body, udara kemudian lewat melalui surge tank diteruskan ke intake manifold dari masing-masing cylinder, dan pada akhirnya masuk ke combustion chamber (ruang pembakaran). Selama idling throttle valve hampir menutup, kontrol sistem idle speed mengatur rata-rata udara yang diperlukan untuk proses pembakaran.
2. Fuel line Fuel line atau jalur bahan bakar fungsinya adalah mengsuplai bahan bakar dari fuel tank ke injector terdiri dari fuel tank, fuel pump, fuel filter, fuel pressure regulator, distribution pipe dan injector. Bahan bakar di dalam fuel tank ditekan oleh fuel pump dan mengalir melalui fuel filter ke distribution pipe, dan selanjutnya tekanan bahan bakar akan dipertahankan pada level khusus agar tidak terpengaruh terhadap tekanan hampa intake manifold yang disuplai ke setiap injector. Setiap injector menyemprotkan bahan bakar ke dalam intake manifold berdasarkan sinyal injeksi dari ECU. Bahan bakar yang berlebihan akan kembali ke fuel tank melalui return line. Terakhir ini sudah dikenalkan ke beberapa kendaraan sistem Recently Returnless Fuel System (RLFS), yang tidak mempunyai return line untuk mengembalikan bahan bakar ke fuel tank. Sistem ini dirancang untuk menghilangkan jalur dari distribution pipe ke fuel tank untuk mengurangi gas uap bahan bakar yang kemungkinan bisa meningkat meskipun sudah melakukan pemanasan bahan bakar yang kembali dari ruang mesin. Modulasi Fuel pump terletak di dalam fuel tank gunanya untuk menyalurkan bahan bakar ke injector dengan tekanan yang tetap. Tekanan injeksi bervariasi mengikuti tekanan intake manifold dan setelan rata-rata injeksi bahan bakarnya berdasarkan sinyal intake manifold pressure sensor atau hasil perhitungan ECU dari modulasi tekanan intake manifold. Sistem ini dikembangkan menghadapi tuntutan peraturan mengenai standarisasi emisi.
3. Ignition line
Mesin bensin merubah energi panas yang dihasilkan dari campuran gas yang terbakar yang dibangkitkan oleh tekanan piston menjadi energi mekanis. Untuk membakar campuran udara/bahan bakar tersebut diperlukan adanya energi pengapian secara tepat. Mesin diesel mengandalkan ledakan natural melalui kompresi yang dapat menyala pada temperatur dan tekanan tinggi tertentu tanpa sumber pencetus api. Pencetus api pads mesin besin memerlukan suatu alat yang dapat memberikan energi pengapian dari luar yaitu yang disebut dengan ignition system (sistem pengapian). Sistem pengapian terdiri dari komponen yang dapat menghasilkan tegangan tinggi, komponen pendistribusian yang menyalurkan tegangan tinggi tersebut ke setiap cylinder, komponen pengatur waktu pengapian (ignition timing control) yang fungsinya mengatur waktu pengapian secara tepat, dan spark plug atau busi untuk mencetuskan api. Pengaturan sistem pengapian pada kendaraan sekarang dilakukan oleh ECU yang dapat menentukan waktu pengapian secara tepat dan akurat untuk membakar campuran gas campuran dalam segala kondisi, sehingga mesin bisa bekerja secara optimal
4. Control line
Control line terdiri dari bermacam sensor yang dapat mendeteksi kondisi mesin pada saat itu, kemudian merubahnya menjadi sinyal listrik untuk dikirim ke microcomputer, input interface adalah suatu alat yang memproses sinyal masukan dari sensor-sensor termasuk boosting, konversi A/D, penghilangan noise, pengaturan tegangan, dsb. micro-computer adalah suatu alat yang menentukan output melalui proses hitungan dan logika berdasarkan data masukan dan perintah yang tersimpan di dalam memori. Output interface adalah suatu alat yang fungsinya adalah menguatkan output sinyal. Dan actuator yang melakukan reaksi secara mekanis berdasarkan sinyal output yang diperbesar.
6. Berbagai Koreksi dan Signal Sensor
