Sistem Pengapian Efi

SISTEM PENGAPIAN EFI Pengertian dan Fungsi Sistem Pengapian EFI

Pengapian elektronik dirancang untuk mengatasi kekurangan - kekurangan dari sistem pengapian konvensional. Kekurangan waktu pengaliran arus primer   pada pengapian diperbaiki dengan cara memberi waktu pengaliran arus kumparan  primer lebih lama (sudut dwell diperbesar) pada saat putaran semakin tinggi. Pengajuan saat pengapian diatur secara elektronik dengan membaca putaran mesin dan beban yang terjadi. Keausan mekanis dapat dikurangi dengan tidak adanya tekanan pegas pada distributor. Siste Sistem m peng pengap apian ian ini ini mema memanfa nfaat atka kan n tran transis sisto torr untu untuk k memu memutu tuss dan dan meng mengal alirk irkan an arus arus prim primer er koil. koil. ika ika pada pada sistem sistem peng pengap apia ian n konv konven ensi sion onal al  pemutusan arus primer koil dilakukan secara mekanis dengan membuka dan menutup kontak pemutus! maka pada sistem pengapian elektronik pemutusan arus  primer koil dilakukan secara elektronis melalui suatu power transistor yang difungsikan sebagai saklar (switching transistor).

Komponen-Komponen Komponen-Komponen dan Prinsip Kerja Pengapian EFI  ECU 

"#$ adalah sebuah singkatan untuk "lectronic #ontrol $nit atau $nit kontro kontroll elektro elektronik nik yang yang berfun berfungsi gsi untuk untuk melakuk melakukan an optima optimasi si kerjany kerjanyaa mesin mesin kendaraan! kadang-kadang disebut juga sebagai $nit kontrol mesin. Sebuah Sebuah mesin mesin pengap pengapian ian membut membutuhk uhkan an percik percikan an api untuk untuk memulai memulai  pembakaran di ruang bakar. "#$ mengatur waktu yang terjadinya percikan (dis (diseb ebut ut wakt waktu u peng pengap apian ian)) untu untuk k meny menyed edia iakan kan daya daya yang yang lebih lebih baik baik dan dan ekonomis. ika "#$ mendeteksi ketukan! suatu kondisi yang berpotensi merusak  mesin! maka "#$ akan menilai masih terlalu cepat memberikan percikan api dan "#$ akan menunda (memperlambat) waktu percikan untuk mencegah hal ini . Karena ketukan cenderung terjadi lebih pada putaran mesin yang lebih rendah! "#$ akan otomatis mengontrol transmisi penurunan ke gigi yang lebih rendah sebagai upaya pertama untuk mengurangi ketukan.

 Sensor-Sensor   Sensor-Sensor  a. Sen Senso sorr induk induktif tif pada pada disti distibut butor  or 

Sensor ini terdiri dari dua buah sensor #KP (crankshaft position sensor) dan sensor #%P (camshaft position sensor)! sensor #KP berada di #rankshaft dan #%P berada di #amshaft! System pengajuannya menggunakan %icro #ontroler  tanda putaran (#KP) mesti dilengkapi dengan sensor posisi pada silinder (#%P)! tanda ada yg di distributor serta di poros engkol.

b. Sen Senso sorr indukt induktif if pada pada poro poross engkol  engkol 

Sensor ini terbagi & yaitu ' . Sensor nduktif 

*. Sensor nduktif (#KP dan #%P)

+. Sensor ,all pada distributor 

&. Sensor Photodioda

Sensor Photodioda berfungsi sebagai sensor putaran dan P.

c. Sensor knoking 

Sensor ini berfungsi untuk mengetahui knoking! system closed loop  pengapian dan mendeteksi octane bahan bakar.

Prinsip kerja' /ila terjadi knoking (pinking) akan terjadi getaran pada sensor knoking berupa nois. "#$ akan memundurkan saat pengapian * kali sampai tidak terjadi detonasi lagi. $ntuk & silinder perlu  sensor! 0 atau 1 silinder   perlu * sensor! 2 lebih bisa * atau lebih sensor.

Sistem Kerja Pengapian EFI  Sistem Pengapian Transistor dengan kontak pemutus / Transistorized Control   Ignition – Contact TCI-C!

Pada pengapian elektronik fungsi kontak pemutus diganti dengan transistor atau dimodifikasi dengan ditambahkan transistor. Pada modifikasi ini kontak pemutus hanya mentriger3memicu kerjanya transistor. Sistem modifikasi ini dikenal dengan ransistori4ed #ontrol gnition5 #ontact (#-#). 6rus yang  bekerja pada kumparan primer koil dilewatkan transistor! kontak pemutus hanya dilewati arus yang kecil untuk memicu transistor sehingga kontak pemutus akan lebih awet dari kemungkinan terbakar dan pemutusan arus primer dapat bekerja lebih cepat akibatnya induksi pada kumparan sekunder lebih besar.  7amun demikian keausan pada bagian kontak pemutus dengan cam distributor dan keausan poros distributor tetap terjadi sehingga masih harus sering menyetel celah kontak pemutus.

8ambar Sistem pengapian #-#

8ambar #-# kunci kontak on dan kontak pemutus menutup

Ketika kunci kontak 7 dan kontak pemutus menutup maka basis r  berhubungan dengan ground melalui 9& sehingga' •

mengalir arus dari : baterai ; 9 ; terminal 0 "#$ ; #olektor r ; /asis

•

r ; 9& ; Kontak pemutus ; ground! ; akibatnya r 7 karena 9 7 maka mengalir arus dari #olektor r ; "mitor r ; /asis

•

r* ; "mitor r* ; 8round! sehingga r* juga 7 karena 9* 7 maka mengalir tegangan dari : baterai; 9;9* ; terminal 0 kumparan ; primer koil ; terminal  ; #olektor r* ; "mitor r* ; 8round! sehingga timbul medan magnet pada koil pengapian. Selanjutnya jika mesin berputar maka tonjolan cam akan menekan kontak 

 pemutus mulai membuka seperti pada gambar dibawah. Karena seketika kontak   pemutus membuka maka '

• • •

 basis r kehilangan ground akibatnya r << arus menuju basis r* hilang dan r* juga << arus pada kumparan primer koil terputus seketika dan kemagnetannya hilang seketika akibatnya timbul induksi tegangan tinggi pada kumparan sekunder  koil yang dialirkan menuju busi melalui rotor dan kabel tegangan tinggi.

 Sistem Pengapian Transistor dengan sin"al Induktif / Transistorized Control   Ignition – Inducti#e TCI-I!

Pada sistem ini tidak menggunakan kontak pemutus! fungsi pemutusan digantikan dengan sebuah pembangkit sinyal 3 pulse generator yang menghasilkan  pulsa tegangan secara magnetic. egangan ini akan mengontrol 7 dan << dari transistor yang mengendalikan Koil pengapian. Selanjutnya pembagian tegangan tinggi menuju busi-busi diatur oleh distributor yaitu pada bagian rotor dan kabel-

kabel tegangan tinggi busi. nduksi yang dihasilkan oleh pembangkit sinyal ini  berupa tegangan bolak balik 3 6# (6lternating #urrent). umlah gigi dengan  jumlah silinder mesin. Pada system ini pemajuan saat pengapian masih dengan cara mekanis! dengan bobot sentrifugal dan vakuum advancer 

8ambar =istributor dengan pembangkit sinyal induktif  Keterangan' . *. +. &. 0. 1. >.

bobot sentrifugal rumah vakum poros distributor  poros dudukan stator   sinyal rotor  rotor pembagi arus
mesin. "#$ pada sistem memproses tegangan 6# untuk mengatur pengapian. Ketika poros distributor berputar rotor sinyal ikut berputar! saat rotor sinyal mendekati stator kutup terjadilah perubahan kekuatan medan magnet pada inti kumparan akibatnya timbul induksi pada kumparan. ika dilihat dengan osciloscope bentuk sinyal induksinya sebagai berikut'

8ambar /entuk sinyal induktif 

Keuntungan dari sistem #- adalah' • •

• •

tidak menggunakan kontak pemutus  penyetelan saat pengapian saat pertama memasang dan dikontrol waktu servis-tidak ada gangguan pentalan pegas mudah dalam pemeriksaan  bantalan pada poros distributor tidak terbebani tekanan sehingga keausan terjadi pada waktu yang lama.

Kerugian dari sistem #- adalah' •

sinyal yang dikirim masih dalam bentuk arus bolak-balik! maka pada kontrol unit elektronik masih harus dilengkapi dengan pembentuk sinyal segi

• •

empat 3kotak  memberi informasi hanya pada saat pengapian saja  pemajuan saat pengapian masih mekanis.

8ambar /agian-bagian pembangkit sinyal induktif 

8ambar 9angkaian sistem pengapian #-

/ila rotor sinyal berputar maka terjadi sinyal induktif yang masuk ke "#$. Sinyal tersebut memberikan informasi agar "#$! mulai memutus atau menghubung arus primer. 6kibatnya akan terjadi tegangan induksi. Pada sistem  pengapian elektronik #- "#$ memiliki bagian-bagian berikut' a. Perubah sinyal %erubah bentuk sinyal dari arus bolak-balik menjadi sinyal berbentuk segi empat  b. Pengatur dwell %engatur lamanya arus primer mengalir sesuai dengan jumlah putaran c. Penguat (6mplifier) %emperkuat sinyal pengendali sesuai dengan kebutuhan dari rangkaian darlington d. 9angkaian =arlington %enghubung dan memutuskan arus primer  e. Stabilisator tegangan %enstabilkan tegangan agar kerja dari komponen elektronik tidak  terpengaruh oleh kenaikan3penurunan tegangan

 Sistem Pengapian Transistor dengan sin"al $all / Transistorized Ignition Control – $all TCI-$!

Pada sistem fungsi pemutusan digantikan dengan sebuah pembangkit sinyal 3 hall generator untuk memicu tegangan tinggi pada sistem pengapian.

8ambar #-, ketika menghasilkan sinyal

Prinsip dari # ,all adalah sbb' Pada # hall terdapat empat buah terminal. 6ntara terminal * dan  dihubungkan dengan sumber tegangan! antara terminal + dan & merupakan terminal tegangan hall yang akan dibangkitkan. 6pabila permukaan # ,all tidak ditembus medan magnet! maka pada  penampang # akan terdistribusi elektron dengan merata yang mengalir dari terminal * menuju terminal ! pada saat ini antara terminal + dan & tidak terdapat  beda potensial (tidak timbul tegangan hall).  7amun jika permukaan # ,all ditembus medan magnet! maka elektron yang mengalir dari terminal * menuju terminal  pada penampang # akan terdistribusi tidak merata! elektron akan terdesak mendekati terminal +! karena terjadi perbedaan jumlah elektron antara terminal + dan & maka terdapat beda  potensial (timbul tegangan hall). Ketika sudu sedang berada didalam celah maka medan magnet akan dialirkan keatas dan tidak menembus # ,all kemagnetan tidak ada! akibatnya tidak timbul tegangan hall.

8ambar =istributor dengan hall generator  Keterangan ' . *. +. &.

Sudu plat penghantar magnet # hall celah udara

/ila rotor sinyal berputar! sudu akan meninggalkan celah! medan magnet menembus # hall! sehingga timbul tegangan hall. =engan berputarnya rotor terus menurus tegangan hall timbul dan hilang silih berganti. =engan sebuah pengolah sinyal (inverter3pembalik) maka saat ada tegangan hall tegangan sinyal tidak  timbul! sebaliknya saat tidak ada tegangan hall timbullah tegangan sinyal yang masuk ke "#$ untuk memutus atau menghubung arus primer pada koil.

8ambar ,ubungan kemagnetan dalam sudu dengan tegangan hall dan tegangan sinyal

8ambar /agian sistem pengapian #-,

Pada sistem pengapian #-, "#$ memiliki bagian-bagian berikut'

8ambar /agian "#$ sistem pengapian #-,

Stabilisator 6'

/erfungsi untuk menstabilkan tegangan yang masuk ke "#$ dan tegangan yang masuk ke Pick uptetap stabil. Secara prinsip kontrol unit hall sama dengan kontrol unit induktif! tetapi pada kontrol unit hall lebih sederhana sehingga ada  bagian lain yang tidak diperlukan seperti pembentuk sinyal dan pengatur dwell! sedang bagian utama masih tetap seperti penguat dan darlington. Pada pengapian elektronik #- dan #-,! "#$ memiliki fungsi fungsi tambahan' •

regulasi sudut dwel minimum dan maksimum! pada putaran rendah agar koil tidak panas (arus primer diregulasi mengalir tidak terlalu lama)! sebaliknya  pada putaran mesin tinggi agar daya percikan busi tetap tinggi sehingga

• •

 pembakaran sempurna (2? s3d 2@?).  pembatas arus primer! sehingga arus primer maksimal selalu tetap (26).  pemutus arus! atas dasar jumlah pulsa yang dikirim pengirim sinyal! apabila kurang dari @ pulsa3menit maka pemutus arus akan memberi informasi

•

kepada penguat sehingga darlington akan memutus arus primer. Pembatas putaran maksimal! pada saat motor berputar sudah mencapai maksimum (1*@@ rpm) maka pembatas putaran memberitahu kepada penguat supaya darlington tidak memutus arus primer lagi sehingga tidak terjadi induksi tegangan tinggi pada koil.

 Sistem Pengapian komputer 

6da dua macam sistem pengapian komputer! yaitu' • •

Sistem pengapian komputer dengan distributor  sistem pengapian komputer tanpa distributor 3 =A ( Distributorless Ignition System). Pada pengapian komputer! pemajuan saat pengapian dengan sensor rpm

untuk penyesuaian terharap putaran mesin dan dengan %6P sensor untuk  menyesuaikan terhadap beban kendaraan. Pengoptimalan derajat pengapian sudah dilakukan secara presisi dengan elektronis3pemrograman sehingga lebih optimal dan memperoleh banyak  keuntungan.

Secara prinsip kedua sistem sama! distributor hanya berfungsi sebagai  pembagi tegangan tinggi saja. Putaran mesin dan posisi poros engkol dimonitor secara langsung dengan roda gigi! menggunakan dua sensor yang terpisah atau dengan satu buah sensor   pada roda gigi yang salah satu giginya dibuang sebagai referensi untuk  membedakan dengan posisi gigi-gigi lainnya. Ketika kedua sinyal muncul bersamaan digunakan untuk menentukan top silinder. Selanjutnya sinyal gigi-gigi yang banyak juga digunakan sebagai sensor   putaran mesin.

8ambar Sistem pengapian komputer dengan distributor  Keterangan ' . *. +. &. 0. 1. >. 2. B. @. .

koil dengan igniter   distributor tegangan tinggi busi "#$ sensor temperatur   knok sensor   sensor rpm dan sensor top silinder  gigi-gigi untuk sensor   throtle position sensor  (PS) /aterai kunci kontak  

8ambar Sistem pengapian komputer tanpa distributor (=A)

Keterangan ' . busi *. koil individual +. throtle position sensor  (PS) &. "#$ 0. sensor temperatur 1. knok sensor  >. sensor rpm dan sensor top silinder  2. gigi-gigi untuk sensor  B. baterai @. kunci kontak 

8ambar =ua buah sensor induktif  Keterangan ' . Sensor #KP *. Sensor #%P +. %agnet Permanen &. nti /esi Aunak  0. Kumparan 1. 9umah Poros "ngkol >. onjolan segmen 2. 9oda gigi

Sistem yang menggunakan dua buah sensor induktif bentuk sinyalnya sebagai berikut'

8ambar Sinyal dua buah sensor induktif  6dapun sistem yang menggunakan satu buah sensor sebagai berikut'

8ambar Sensor induktif dengan gigi referensi

Keterangan ' .

magnet permanen

*.

bodi sensor  

+.

inti besi sensor  

&.

kumparan

0.

roda gigi dengan dibuang satu gigi sebagai referensi

/entuk sinyal dari sistem yang menggunakan satu buah sensor induktif   bentuknya sebagai berikut'

8ambar Sinyal induktis dengan satu sensor 

Penentuan top silindernya dengan referensi setelah sinyal yang panjang adalah posisi top silinder . Setelah diketahui top silinder  selanjutnya dengan menghitung jumlah gigi akan dapat digunakan untuk menentukan pengapian silinder lainnya sesuai urutan pengapian 3 firing order  (<). 6da pula pengirim sinyal induktif yang dipasangkan pada roda gaya 3  flywheel .

8ambar Pembangkit sinyal induktif pada roda gaya Keterangan ' a. . *. +.

segmen rumah sinyal magnet kumparan

/entuk sinyal dari pembangkit sinyal pada roda gaya sebagai berikut'

8ambar /entuk sinyal induktif pada roda gaya Keterangan ' t

C sinyal segment 

t*

C sinyal segment *

d

C satu putaran poros engkol

Sinyal induktif dari roda gigi diatas biasanya juga digunakan sebagai sinyal putaran mesin. 6pabila putaran mesin meningkat maka frekwensi dari sinyal ini akan dibaca oleh "#$ dan dengan logika yang diprogramkan pengapian akan dimajukan. /eban mesin dibaca dari sensor %6P juga diperhitungkan untuk  menentukan saat pengapian yang tepat.

 %&P ( Manifold Absolute Pressure)

%6P sensor terbuat dari  Piezo Resistive! berfungsi untuk mengetahui tekanan udara masuk yang akan menerjemahkan beban kendaraan.

8ambar Aokasi %6P sensor 

8ambar /agian-bagian %6P sensor  Keterangan' !+ C Konektor

0 C 8elas solator

* C Dacum referensi

1 C 9umah Dacum

& C Silicon #hip $kur

> C nput Dacum

Aetak pada kendaraan di saluran udara masuk! salurannya setelah katup gas. Perbedaan tekanan antara ruang referensi dengan intae manifold   berakibat  perubahan lengkungan pada membran  sili!on !hip. Pengolah sinyal merubah menjadi tegangan sinyal. egangan paling tinggi %6P sensor terjadi ketika tekanan intake manifold paling tinggi yaitu saat kunci kontak E7E mesin E%6E! atau saat katup gas diinjak tiba-tiba3akselerasi. Sebaliknya tegangan  paling rendah terjadi saat deselerasi3perlambatan yaitu ketika katup gas menutup tetapi putaran engine tinggi.

8ambar Kerja %6P sensor  %6P sensor memiliki + buah konektor. Sumber tegangan 0 volt memerlukan dua konektor dan satu terminal sebagai tegangan sinyal menuju inputan "#$. =ata tegangan kerja %6P sensor berkisar antara @!* volt sampai dengan &!0 volt.

8ambar hubungan %6P sensor dengan "#$ %etode kontrol yang dapat digunakan untuk membuat hubungan antara sensor 9pm dan sensor %6P ( Manifold Absolute Pressure) kaitannya dengan  penentuan saat pengapian yang tepat salah satunya dengan menggunakan metode loo up table"

8ambar #oo up table hubungan putaran! beban mesin dan saat pengapian

8ambar Pemetaan sudut pengapian ditentukan dengan sensor putaran!  beban mesin =engan sebuah perangkat lunak dapat digunakan untuk membentuk tabel ini. abel yang dibentuk dengan aturan sesuai logika pemrogram! dengan  perangkat itu pula dapat ditunjukkan pemetakan hubungan dari sensor  Rpm$ sensor %6P dan saat pengapian yang akan terjadi secara tiga dimensi.

=ata yang berada ditabel digunakan untuk kondisi kerja normal! untuk  kondisi-kondisi kerja tertentu akan digunakan aturan tambahan guna mengoreksi saat pengapian yang tepat selama mesin beroperasi! diantaranya ' Kondisi start$ kondisi temperatur engine dingin! kondisi temperatur engine panas dan ketika ada detonasi. 6turan-aturan tambahan tersebut misalnya' . Kondisi start  Pada kondisi ini putaran engine rendah F+@@ rpm! maka temperatur hasil kompresi masih rendah. $ntuk mengatasi hal tersebut maka saat pengapian dibuat  pada itik %ati 6tas (@°P")! ujuan dari penentuan saat pengapian tersebut adalah supaya temperatur akhir kompresi tinggi! putaran lebih ringan dan tidak timbul detonasi. *. Kondisi temperatur mesin dingin (t < +@ °#) Pada kondisi temperatur mesin yang masih dingin pembakaran campuran  bahan bakar dan udara memerlukan waktu lebih lama. Pada kondisi ini bahan  bakar

dikondisikan lebih banyak karena

untuk mengimbangi terjadinya

 pengembunan kembali bahan bakar yang sudah dikabutkan dan agar campuran yang terbentuk dalam keadaan mudah terbakar. Saat ini pengapian dimajukan F0°P" sebelum %6 dari kondisi normal (tabel dasar). +. Kondisi temperatur engine panas (t > B@ °#) Pada kondisi ini waktu pemkaran relatif lebih pendek dari kondisi normal! karena temperatur sudah panas! maka pengapian dimundurkan F0 °P" sebelum %6 dari kondisi normal (tabel dasar). &. Kondisi saat terjadi no!ing%  detonasi Ketika terjadi detonasi saat sensor o!ing akan memberi informasi menuju "#$ dan saat pengapian akan dimundurkan beberapa derajat sampai tidak  terdapat detonasi lagi dan dijeda sebelum kembali ke saat pengapian yang semestinya. Penjelasan diatas menunjukkan bahwa pada sistem pengapian komputer  telah dilengkapi dengan beberapa sensor lain (sensor start dan sensor temperatur  dan sensor no!ing% detonasi).

Sensor start memanfaatkan sinyal dari kunci kontak yang dimasukkan kedalam "#$. /esar tegangan yang dimasukkan ke "#$ dirubah menjadi 0 volt oleh sebuah rangkaian optokopler.

8ambar Pengolah sinyal start Sensor temperature mengunakan bahan thermistor ! merupakan bahan  solid-state variable resistor terbuat dari  semi!ondu!tor"  7# ( &egative 'emperature (oeffi!ient ) . Sensor ini nilai tahanannya akan berkurang bila temperatur naik (nilai tahanan berbanding terbalik terhadap temperatur).

8ambar %acam-macam 7# resistor  "# terletak pada blok engine dekat dengan selang menuju radiator! sensor ini membaca temperatur air pendingin pada engine.

8ambar Aetak "# pada engine

8ambar ngine (oolant 'emperature

8ambar hubungan "# dengan "#$ Sensor no!ing  terbuat dari bahan Piezo!erami!! terletak sensor no!ing   pada blok engine" Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi terjadinya detonasi pada engine dan informasi ini dimanfaatkan untuk merubah saat pengapian.

8ambar Sensor no!ing  Keterangan 

C Pie4oceramic element

*

C Seismic mass

+

C 9umah sensor 

&

C /aut pengencang

0

C Permukaan kontak 

1

C Konektor  

>

C /lok Silinder  D C 8etaran

8ambar Sinyal no!ing  =itinjau dari penyalaan busi oleh ignition !oil  pada silinder sistem  pengapian komputer =A ( Distributorless Ignition system) dapat dibedakan menjadi sistem pengapian dengan koil individual dan sistem pengapian dengan koil group.

8ambar Sistem pengapian individual

8ambar Sistem pengapian group

Pada pengapian komputer tanpa distributor terdapat berbagai macam model pengapian. Pengapian individual dilengkapi dengan satu buah koil untuk  masing-masing silinder! urutan penyalaannya sesuai urutan pengapian 3  firing  order (<) -0-+-1-*-&. Pengapian group dilengkapi dengan satu buah koil untuk dua buah silinder! urutan penyalaannya tidak sesuai urutan pengapian 3 firing order (<) 0-+-1-*-&! tetapi setiap piston %6 selalu dilakukan pengapian baik akhir langkah kompresi maupun langkah buang.