TOPIK 1 Konsep Dasar OPERASI SIKLUS 4-LANGKAH
Gambar 1 – 1 – Siklus Siklus 4-langkah
Prinsip operasi siklus engine Compression Ignition (CI) 4-langkah (Gambar 1) sama halnya dengan siklus motor bensin, yang membedakan hanyalah udara dikompresikan dalam engine ignition compression dan bukan merupakan campuran fuel dan udara. Engine CI 4-langkah membutuhkan : 1.
Selama langkah induction yang yang mana piston bergerak ke bawah dan memuat pengisian udara segar.
2.
Langkah compression yang menaikkan temperatur udara cukup tinggi untuk menyulut fuel yang diinjeksikan mendekati langkah kompresi atas.
3.
Langkah power mulai dengan bertambahnya tekanan yang terbentuk dengan pemuaian sangat cepat saat fuel terbakar. Tekanan tinggi ini sebagai gaya dorong
pada piston yang menyebabkannya bergerak turun dalam cylinder. Selama langkah tenaga, tekanan dijaga dalam piston dengan alasan periode penginjeksian fuel diperpanjang. 4.
Langkah exhaust mengeluarkan gas yang terbakar dari cylinder saat piston bergerak ke atas dalam cylinder.
Dalam engine 4-langkah, langkah power per cylinder terjadi setiap dua kali putaran.
OPERASI SIKLUS 2-LANGKAH
Gambar 2 – 2 – Siklus Siklus 2-langkah
Engine CI 2-langkah menyelesaikan SATU kali putaran crankshaft dalam satu siklus operasi (Gambar 2). Urutan kejadiannya sama (induction, compression, power, dan exhaust) sebagaimana 4-langkah tetapi disusun ulang interval waktunya. 1.
Cylinder dibilas dan udara segar dimuat (induction).
2.
Piston bergerak ke atas dalam dalam cylinder memampatkan udara masuk dan menaikkan temperatur untuk mencapai titik pengapian (compression).
3.
Fuel diinjeksikan BTDC dan peledakan dimulai. Langkah power mulai bersamaan dengan piston mendorong ke bawah cylinder (power).
4.
Selama piston mencapai BDC, exhaust valve terbuka dan gas buang dikeluarkan (exhaust).
Induction port tidak tertutup saat piston di BDC dan terjadilah proses pembilasan.
Metode Pembilasan Pembilasan, cepatnya pengeluarkan gas sisa pembakaran merupakan problem pada semua engine dan khususnya engine 2-langkah. Engine 4-langkah bersamaan piston bergerak ke atas dalam cylinder, adanya gas bersih mampu menggantikan sisa gas buang dengan udara masuk segar saat periode overlap valve. Guna mencapai kejernihan sisa gas buang dalam engine diesel 2-langkah maka digunakanlah pembilasan dengan metode uniflow. Pembilasan Uniflow
Ini merupakan metode pembilasan dimana udara memasuki salah satu bagian cylinder dan exhaust keluar pada sisi berseberangan. Blower
Blower adalah sebuah pompa udara yang digerakkan secara mekanikal yang mana harus dipasangkan pada semua engine diesel 2-langkah. Blower menaikkan tekanan udara masuk sekitar 20 – – 50 kPa dan hal ini membantu sangat efisien mengeluarkan gas buang (pembilasan). Turbocharger
Turbocharger merupakan pompa udara yang digerakkan oleh exhaust yang mana dapat dipasangkan untuk menaikkan power engine baik engine 2 atau 4-langkah.
PERBEDAAN PETROL DAN DIESEL Engine petrol dan diesel keduanya merupakan engine Internal Combustion (IC) yang bekerja baik putaran 2 atau 4-langkah. Mengacu pada desain dasar, engine – – engine tersebut adalah sama. Perbedaan mendasar antara keduanya adalah metode pemasukan fuel ke dalam ruang bakar dan cara pembakarannya. Meskipun, desain dasarnya sama boleh jadi sangat berbeda dalam hal keutamaan dan karakteristik kinerja engine. Perbandingan Keutamaan
Engine Diesel Kecepatan Tinggi
Engine Petrol
Fuel yang digunakan
"A" Grade Diesel (Distillate)
Bensin atau Gaas
Bagaimana
Injector
Karburasi atau Injector
Dimana
Combustion Chamber
Manifold atau Inlet Port
Kapan
Akhir langkah Compression
Selama Langkah Induction
Rasio Compression
Dari 14:1 sampai 24:1
Dari 7:1 sampai 10:1
Tekanan Compression
3150 kpa sampai 3850 kpa
770 kpa sampai 1400 kpa
Temperatur Compression
425°C sampai 550°C
Sampai dengan 250°C
Pemasukan Fuel ke Cylinder
Pembakaran Putaran Crankshaft max (RPM)
Spontan akibat panas udara yang dikompresikan
Percikan listrik
2000 sampai 4000 RPM
4000 sampai 6000 RPM
Kecil variasinya akibat kisaran
Besar variasinya akibat
kecepatan
kisaran kecepatan
Efisiensi Panas
35% sampai 40%
25% sampai 30%
Tingkat CO gas exhaust rata-rata
0.1% sampai 0.2%
sampai dengan 4%
Kontrol kecepatan
Hanya Fuel
Volume campuran fuel
Torque
Tabel 1 – Tabel Perbandingan
Table 1 mengilustrasikan beberapa perbedaan antara engine petrol dan diesel kecepatan tinggi pada nilai yang dapat dibandingkan.
Pemasukan Fuel ke dalam Ruang Bakar Dalam engine diesel, udara hanya dikompresikan saat langkah compression. Penyemprotan fuel yang diukur secara akurat dibutuhkan untuk menghasilkan langkah power di tiap cylinder. Fuel melewati pipa injector bertekanan tinggi dan disemprotkan ke dalam ruang bakar dimana bercampur dengan udara bertekanan yang panas lantas terjadi pembakaran. Dalam engine petrol, fuel dan udara dicampurkan pada saluran karburator. Campuran udara/fuel lalu meninggalkan karburator lewat inlet manifold menuju ruang bakar engine dimana dibakar dengan spark plug setelah dikompresikan.
Rasio Compression
Rasio kompresi adalah perbandingan volume udara dalam cylinder ketika piston di BDC dengan volume udara yang ada dalam cylinder ketika piston di TDC. Volume udara yang ada dalam cylinder ketika di BDC sama dengan jumlah udara dalam displacement piston ditambah volume clearance saat piston berada di TDC. Oleh karena itu : Volume Displacement + Volume Clearance Rasio Kompresi = Volume Clearance Untuk membakar masuknya fuel yang diinjeksikan, rasio kompresi engine diesel harus lebih besar dari engine petrol. Tekanan Compression
Tekanan compression selama operasi pada engine diesel variasinya diabaikan. Hal ini sangat berbeda dengan engine petrol dimana tekanan compression dikontrol oleh seberapa banyak bukaan throttle valve. Temperatur Compression
Temperatur compression ditentukan oleh temperatur udara yang masuk yang dikompresikan dalam cylinder engine Internal Combustion pada saat langkah compression. CATATAN :
Temperatur Compression adalah temperatur yang dicapai oleh udara selama pengompresian dalam cylinder dan bukan temperatur gas dalam cylinder ketika pembakaran sedang berlangsung.
Sebagaimana udara dalam cylinder engine diesel dikompresikan menjadi tingkat derajat yang lebih tinggi disbanding udara dalam cylinder engine petrol, hal tersebut akan diikuti pula temperatur dalam engine diesel lebih tinggi dari engine petrol. Temperatur compression aktual udara dalam cylinder engine diesel pada engine IC sangat tergantung tekanan compression dimana kembali tergantung pada rasio compression dan kemampuan mekanikal engine.
Pemasokan Fuel
Pemasokan fuel yang diinjeksikan kedalam cylinder engine diesel terbakar oleh panasnya udara yang dikompresikan dalam cylinder. Hal ini tidak dapat diterapkan pada engine petrol menggunakan pembakaran akibat kompresi sebab tekanan compression tidak cukup besar menjadi temperatur yang dibutuhkan untuk membakar fuel. Electric spark digunakan untuk membakar campuran kabut petrol dan udara yang dikompresikan dalam cylinder engine. Ignition timing pada engine petrol dikontrol oleh spark timing. Ignition timing pada engine diesel dikontrol oleh saat penginjeksian.
RPM Crankshaft
Oleh karena tekanan cylinder yang dialami engine diesel, komponen-komponen yang bergerak tentunya berkonstruksi lebih berat daripada engine petrol. Sejak inersia berakibat langsung terhadap kecepatan pergerakan, kecepatan crankshaft diesel harus dibatasi guna menjaga gaya inersia pada komponen-komponen bergerak dalam batasan aman. Torque
Perbedaan pada karakteristik torque engine petrol dan diesel terkait dengan pembakaran fuel yang dimasukkan dan desain engine. Pada engine petrol, tekanan cylinder maksimum setelah pembakaran ada pada saat itu saja. Pada engine diesel, tekanan cylinder maksimum ada beberapa saat setelah piston mulai langkah power. Torque pada engine petrol bervariasi besarannya disebabkan oleh kisaran kecepatan yang lebih tinggi. Engine diesel diatur yang mempunyai kisaran kecepatan dikurangi dengan menjaga torque yang lebih konsisten. Efisiensi Thermal
Efisiensi thermal engine mengindikasikan seberapa efektif mengubah energi kimia fuel yang disuplai menjadi power yang bermanfaat. Telah terbukti bahwasannya semakin banyak fuel/udara dikompresikan, semakin banyak jumlah energi panas yang dilepaskan ketika terjadi proses pembakaran. Sebab rasio compression tinggi digunakan dalam engine diesel, terjadinya pembakaran dalam kondisi tekanan cylinder yang tinggi dan sebagian besar fuel yang dipasok terbakar dengan efisien. Hal ini menyediakan sejumlah energi panas digunakan untuk bekerja pada piston. Selama tekanan compression rendah dalam cylinder engine petrol, jumlah fuel terbakar yang efektif tidak akan setinggi yang terbakar dalam engine diesel. Maka dari itu, jumlah energi panas yang dikeluarkan dari fuel yang disuplai ke engine petrol akan lebih rendah dari yang dikeluarkan fuel yang disuplai ke engine diesel. Disebabkan efisiensi thermal engine diesel lebih tinggi dari engine petrol maka engine diesel memberikan tingkat ekonomis fuel lebih baik. Gas Exhaust
Disebabkan adanya kelebihan udara guna mencapai pembakaran mendekati sempurna (misal, membakar seluruh fuel), carbon dioxide merupakan hal utama yang dikeluarkan. Carbon monoxide yang berada dalam gas exhaust engine diesel sangatlah rendah (kira-kira 0,1%). Bahan pengotor lain misal hydrocarbon dan asap yang terlihat juga merupakan emisi gas exhaust. Dalam hal ini engine petrol, bagaimanapun juga tidak komplit pembakarannya dan carbon monoxide yang berada dalam gas exhaust lebih linggi (kira-kira 2-4%). Kontrol Kecepatan
Variasi jumlah fuel yang diinjeksikan ke dalam cylinder sepenuhnya udara yang dikompresikan mengontrol kecepatan dan power engine diesel, sebaliknya dalam engine petrol volume FUEL dan UDARA keduanya mengontrol kecepatan.
Tipe-tipe Combustion Chamber Tipe-tipe Combustion Chamber yang digunakan engine diesel komersial :
Direct Injection atau chamber terbuka
Chamber terpisah dengan Indirect Injection
Swirl chamber
Pre-combustion chamber
Desain Combustion Chamber Desain combustion chamber berpengaruh terhadap efisiensi fuel dan kinerja engine. Desain piston dan metode yang digunakan untuk menginjeksikan fuel ke dalam cylinder menentukan seberapa cepat dan lengkapnya fuel terbakar. Dalam system pompa saluran terdapat dua tipe desain combustion chamber :
Pre-combustion chamber atau PC
Direct Injection atau DI
Desain Pre-combustion chamber telah digunakan epada engine diesel model lama dan tidak digunakan lagi oleh kebanyakan manufaktur. Semua engine yang diproduksi Caterpillar menggunakan konsep pemasukan fuel Direct Injection.
Direct Injection atau chamber terbuka
Gambar 3 – Chamber Terbuka
Semua udara dikompresikan dalam cylinder utama. Bagian atas piston biasanya runcing membentuk ruang bakar (Gambar 3). Bentuk rongga dalam crown piston dapat berupa bola, silinder, atau mangkuk. Turbulen (pergerakan putaran udara) disebabkan oleh sudut port intake, desain valve intake, dan bentuk crown piston.
Karakteristik :
Efisiensi thermal tinggi
Irit fuel
Engine mudah di-start dalam kondisi dingin
Kerugian :
Ukuran orifice injector yang kecil sehingga mudah tersumbat
Tekanan penginjeksian tinggi memungkinkan masuknya udara terkompresi sangat besar
Gejala
kasar saat kecepatan
rendah akibat
pengurangan periode
delay
pembakaran bertambah sehingga membatasi turbulen.
Gambar 4 – Nozzle Fuel pada Direct Injection
Desain combustion chamber pada direct injection, fuel diinjeksikan langsung ke dalam cylinder melewati nozzle (Gambar 4).
Swirl Chamber
Gambar 5 – Swirl Chamber
Swirl chamber (Gambar 5) juga dikenal sebagai :
Turbulence chamber
Compression swirl chamber
Air stream chambers
Airflow anti-chamber
Swirl chamber umumnya tercetak dalam cylinder head berbentuk bola dan terhubung dengan cylinder utama dengan saluran yang dimiringkan. Selama pengompresian udara ditekan dari cylinder lewat saluran ke dalam swirl chamber. Hal ini menyebabkan adukan udara berkecepatan tinggi dimana memberikan campuran yang lebih baik antara udara dan semprotan fuel yang diinjeksikan maka terjadi pengurangan periode delay pembakaran. Karakteristik :
Pembakaran cepat dan lebih sempurna
Mengurangi “Diesel knock”
Pengurangan periode delay membentuk output torque yang fleksibel
Pada beberapa desain yang efisien, power bertambah dan konsumsi fuel berkurang
Sebagai bentuk pre-heating biasanya memungkinkan engine dapat start dalam kondisi dingin
Sebagian panas kompresi dan pembakaran hilang ke dalam dinding chamber yang terpisah tersebut
Cenderung membakar gas yang tersisa dalam swirl chamber (jelek pembilasan)
Kerugian :
Kehilangan banyak panas
Dibutuhkan bantuan untuk start saat cuaca dingin
Pembilasan tidak efisien pada gas exhaust
Dibutuhkan rasio compression lebih tinggi
Pre-combustion Chamber
Gambar 6 – Pre-combustion Chamber
Chamber dalam cylinder head yang dihubungkan ke cylinder dengan celah kecil. Tidak ada adukan udara yang muncul selama kompresi (Gambar 6). Fuel diinjeksikan ke dalam chamber ketika pembakaran dimulai. Saat tekanan naik, terbakarnya campuran ditekan melalui celah kecil dan bercampur dengan udara dalam cylinder utama dimana pembakaran yang sempurna dan terus-menerus terjadi yang relatif mempunyai tekanan cylinder lebih kecil.
Gambar 7 – Pre-combustion chamber dan nozzle
Dalam system PC, pre-combustion nozzle dipasangkan dengan ulir langsung ke cylinder head (Gambar 7). Nozzle menyemprotkan fuel ke dalam pre-combustion chamber dimana fuel tersebut terbakar. Hal ini mendorong sisa fuel ke dalam chamber utama dimana pembakaran penuh terjadi. Di beberapa engine, glow plug digunakan untuk menghangatkan udara ketika men-start engine. Karakteristik :
Mengurangi “Diesel knock”
Berperasi dengan halus
Glow plug dibutuhkan saat starting kondisi dingin
Dibutuhkan tekanan compression tinggi
Efisiensi thermal rendah
Menggunakan injector tipe pintle
Kerugian :
Kehilangan banyak panas ke dalam chamber
Dibutuhkan bantuan untuk start saat cuaca dingin
Pembilasan tidak efisien pada gas exhaust
Dibutuhkan rasio compression lebih tinggi
KONSEP PENGINJEKSIAN Kebanyakan manufaktur engine secara terus-menerus dikembangkan dalam hal system fuel yang baru dan meningkatkan system yang ada saat ini bertujuan meningkatkan
kinerja engine, efisiensi, dan mengurangi emisi engine. Kami akan membahas konsep penginjeksian sebelum melihat kembali tiga system secara detil. Dalam engine diesel, fuel diinjeksikan selama langkah compression sebelum piston mencapai TDC. Prinsip dasar penginjeksian fuel bahwa jumlah fuel yang tepat harus diinjeksikan pada waktu yang tepat guna memenuhi tuntutan horsepower engine.
Gambar 8 – Burn Window
Fuel membutuhkan waktu untuk terbakar. Jumlah fuel yang tepat harus diinjeksikan pada titik yang tepat pada langkah compression agar mampu terbakar sempurna. Hal ini dikenal dengan Burn Window (1) terlihat dalam Gambar 8. Burn Window diukur dalam derajat pada putaran crankshaft. Artinya, angka derajat putaran crankshaft ketika fuel diinjeksikan. Burn Window digambarkan dengan titik mulai penginjeksian atau timing dan lamanya waktu penginjeksian terjadi atau durasi. Timing (2) dan duration (3) keduanya diukur dalam derajat putaran crankshaft.
KONDISI PENGOPERASIAN ENGINE DIESEL Normalnya, engine beroperasi dengan beban. Governor menentukan apakah RPM engine benar untuk beban yang ada dan mengontrol system memberikan fuel lebih atau kurang guna menyediakan RPM yang dibutuhkan. Dengan desain yang efisien, mekanisme timing advance merasakan kenaikan atau penurunan RPM dan mengubah siklus penginjeksian fuel untuk memulai Burn Window pada derajat yang tepat dalam putaran crankshaft. Bermacam-macam kondisi engine diesel dibicarakan dan diterangkan dengan menggunakan kurva horsepower.
Kecepatan Low Idle
Gambar 9 – Kecepatan Low Idle
Low idle adalah kecepatan terendah yang mana engine diijinkan hidup tanpa beban. Pompa penginjeksian fuel dikalibrasi agar sedikit mungkin jumlah fuel yang dikirimkan ke engine (Gambar 9).
Kecepatan High Idle
Gambar 10 – Kecepatan High Idle
High idle adalah RPM maksimum engine yang diijinkan hidup tanpa beban (Gambar 10).
Kecepatan Rated
Gambar 11 – Kecepatan Rated
Semua engine diesel diberikan rating yang disebut full load pada kecepatan rated yang merupakan RPM dimana engine beroperasi dengan beban penuh dan flyweight dan spring pada governor dalam posisi stabil guna memberikan RPM konstan (Gambar 11).
Overspeed
Gambar 12 – Overspeed
Kadangkala engine dioperasikan melebihi RPM high idle (Gambar 12). Governor telah menyetop fuel tetapi engine dapat melebihi kecepatan high idle ketika dikendalikan oleh momentum beratnya kendaraan melewati drivetrain. Inilah yang disebut overspeed dan keadaan demikian mampu berakibat kerusakan parah pada engine. Overspeed dapat secara normal dikontrol oleh operator kendaraan.
Lug
Gambar 13 – Lug
Engine diesel didesain dibebani melewati kondisi beban penuh (Gambar 13). Governor atau Electronic Control Module (ECM) mengijinkan fuel maksimum, walaupun beban dapat cukup besar yang menyebabkan engine jadi lambat kecepatannya yang disebut operasi lug. Dalam keadaan demikian governor tidak mampu menyesuaikan kebutuhan horsepower karena tidak tersedia lagi fuel.
COMBUSTION Dalam cylinder engine diesel, udara dikompresikan guna menghasilkan temperatur kirakira 540°C (1000°F). Fuel diinjeksikan ke dalam udara ini, dalam kondisi tekanan tinggi dan dalam bentuk partikel yang sangat kecil (atomisasi). Saat memasuki ruang bakar, partikel kecil ini terhambur dengan udara yang telah panas dan permukaannya mulai menguap. Pengabutan tercapai pada temperatur yang cukup untuk memulai pembakaran. Dengan dilanjutkannya pengabutan dan pembakaran, maka perlu kebutuhan oxygen baru untuk mendukung pembakaran. Begitu pembakaran telah dimulai, tekanan dan temperatur naik begitu cepat menyebabkan fuel yang sedang masuk ruang bakar terbakar dengan cepatnya.
Kebutuhan Pembakaran Sempurna Guna pembakaran sempurna terjadi :
Suplai udara yang cukup harus tersedia agar fuel bercampur secara efektif
Fuel harus diinjeksikan ke dalam ruang bakar dalam kondisi atomisasi sekali
Bila perlu turbulen yang cukup agar semua partikel fuel bertemu dengan oxygen yang cukup guna pembakaran sempurna
Temperatur compression harus cukup tinggi untuk membakar fuel saat atau sedekat mungkin dengan mulainya penginjeksian.
FASE-FASE PEMBAKARAN (TINGKAT-TINGKAT PEMBAKARAN)
Gambar 14
Gambar 14 mengindikasikan tingkat-tingkat pembakaran.
Delay Period (Periode Delay) Waktu yang dibutuhkan setelah mulai penginjeksian agar partikel-partikel fuel yang pertama kali bertemu panas yang cukup untuk pengabutan dan menaikkan temperatur cukup panas guna menghasilkan pembakaran sendiri.
Uncontrolled Combustion (Pembakaran Tidak Terkontrol) Pembakaran yang sangat cepat terhadap seluruh partikel-partikel fuel yang diinjeksikan
selama
periode
delay
mengambil
panas
yang
cukup
untuk
pembakaran. Pembakaran ini menyebabkan tekanan yang tiba-tiba naik (Diesel knock).
Controlled Combustion (Pembakaran Terkontrol)
Terkait dengan terbentuknya temperatur tinggi selama uncontrolled combustion, fuel saat ini terbakar begitu masuk ke ruang bakar dan dikontrol oleh jumlah fuel yang diinjeksikan melebihi waktu yang ada.
After Burning (Setelah Pembakaran) Setelah injector menyetop penginjeksian fuel, sebagian partikel batu saja menguap dan sebagian uap belum cukup mendapatkan oxygen untuk membakarnya. Setelah pembakaran adalah terbakarnya fuel setelah penginjeksian berakhir.
Metode Pengurangan Delay Periode delay tidak diharapkan tetapi hal tersebut mampu mengurangi pengontrolan kondisi operasi engine. Untuk meminimalkan delay, manufaktur dapat menggunakan metode-metode berikut untuk mengurangi periode delay : 1.
Compression, timing, atomisasi, dan kisaran panas engine secara tepat
2.
Rating cetane pada fuel secara tepat
3.
Turbocharging
4.
Delay pada tipe nozzle
FASE-FASE PEMBAKARAN (TINGKAT-TINGKAT PEMBAKARAN) Diesel Knock Layaknya suara logam dimana terjadi di engine khususnya pada kisaran kecepatan rendah dan idle. Suara ini disebabkan oleh kenaikan tekanan begitu cepat yang ditimbulkan dari fase uncontrolled combustion.
Turbulence Turbulence
adalah
pergerakan
udara
terkompresi
dalam
ruang
bakar
untuk
menyakinkan seluruh campuran fuel yang diatomisasi dan udara dapat membakar fuel dengan sempurna. Turbulence dapat dihasilkan dengan : Induction
Dimana inlet valve dan kemiringan induction port didesain guna menjadikan gerakan pusaran pada masuknya udara segar
Compression
Dengan menggunakan bentuk crown piston yang spesial
Dengan menggunakan ruang pusaran terpisah (swirl chamber) pada cylinder head
Combustion
Ketika pembakaran dimulai dalam pre-combustion dan mengalir ke dalam ruang bakar utama.
Efek Squish
Squish merupakan bentuk pusaran udara dan juga pergerakan udara sangat cepat dari dinding cylinder menuju bagian tengan cylinder saat hampir berakhir langkah compression dalam desain ruang terbuka. Masked Valve (Valve Berpenutup)
Intake valve yang berpenutup mempunyai pembelok arah dibagian face pada valve head dimana menyebabkan udara masuk diarahkan, sebab udara berpusar disekeliling cylinder. Valve diposisikan dengan bentuk pengunci guna mencegahnya berputar. Tangential Ports
Gambar 15
Tangential ports digunakan oleh engine 2-langkah guna membantu pembuatan turbulence dan pembilasan gas exhaust secara efektif. Temperatur Self Ignition
Temperatur self ignition adalah temperatur dimana fuel akan terbakar tanpa tambahan percikan atau nyala bunga api dari luar.
TOPIK 2 Electronic Components Input – Control - Output KOMPONEN-KOMPONEN ELEKTRONIK Semua componen elektronik dapat dikategorikan ke dalam tiga fungsi dasar : Input, Control, dan Output.
Input
Sensor, switch, ground, power
Control
Personality module, parameter, Electronic Control Module (ECM), Data link
Output
Injector, actuator, lampu peringatan, gauge. Input – contoh-contoh yang termasuk sensor, seperti coolant temperature sensor dan input berupa switch seperti cruise control. Perlengkapan yang mengontrol engine adalah personality module yang berupa software dimana menetapkan horsepower dan torque sebuah engine. Parameter yang diatur dalam personality module yang mampu mempengaruhi operasi atau kinerja keseluruhan. ECM yang merupakan komponen tidak dapat diperbaiki dalam bekerja pada sebuah housing untuk rangkaian elektroniknya. Data link yang digunakan untuk dua arah komunikasi antara engine dan system kontrol kendaraan elektronik lainnya dan dapat dikelompokkan dalam kategori “control”.
Ujungnya, output yang mengerjakan tugas, seperti injector yang menyediakan pasokan fuel sangat presisi. Actuator, seperti Injection Actuation Pressure Control Valve (IAPCV) yang mengubah signal elektrik dari ECM ke kontrol mekanikal pada spool valve dalam rangka mengontrol tekanan outlet pompa. Lampu peringatan memberikan peringatan terhadap problem yang bakal terjadi, sedangkan gauge seperti tachometer atau speedometer dapat dijalankan oleh ECM. Perhatian kali ini bukan pada bagaimana cara kerja sirkuit ECM, tetapi bagaimana ECM berinteraksi dengan engine. Kita tidak mengijinkan membongkar ECM, maka dari itu mempelajari sirkuit bagian dalamnya tidaklah relevan. Focus kita dibutuhkan pada langkah-langkah pencarian jalan keluar masalah (troubleshooting) ECM, wiring harness atau sensor dalam berbagai situasi. Lagi pula, kita harus peduli bagaimana parameter dapat mengoptimalkan kinerja ECM untuk customer.
Fungsi-fungsi Utama ECM
Gambar 16
ECM (Gambar 16) memberikan power pada komponen yang diperlukan untuk dapat beroperasi dengan semestinya dan kemudian memonitor semua input melalui return signal. Setelah memberikan power dan memonitor komponen, ECM mengontrol operasi engine yang sebenarnya. Guna bekerja secara efisien, ECM membutuhkan input positif dan ground battery pada voltase
yang
benar.
Sebuah
Personality
Module
(PM)
membikin
engine
(berkepribadian). Umpamanya, hal tersebut menentukan apakah engine tersebut C-15 atau C-16. Juga membuat rating dan pola kerja engine. CONTOH :
Dengan permainan Nintendo, box kontrol utama sebagai ECM. Game yang dipilih untuk dimainkan membutuhkan PM. Ingat, komunikasi dengan ECM tidak dapat dikerjakan tanpa power battery yang sesuai dan terprogram dengan pemasangan PM dengan benar.
ECM
juga
membutuhkan
parameter
membutuhkan input dari sensor-sensor.
untuk
digunakan
sebagai
definisi
dan
Fungsi-fungsi Utama ECM
Gambar 17 – ECM ADEM II
ADEM II (Gambar 17)
Konektor 40-pin x 2 Engine dan OEM 3176B, 3406E, C-10, C-12, 3126 HEUI, 3408E, 3412E, dan 3500B
Personality Module
1993/1995 FLASH atau mengganti Personality module 1995/ke atas, hanya FLASH (truck) ADEM II diperkenalkan tahun 1993 yang merupakan ECM pertama kali mempunyai dua konektor. Hal pertama kalinya, ECM mempunyai PM yang dapat diganti atau di-FLASH. Pertama kali memperpendek sambungan antara OEM dan Caterpillar – konektor 2 x 40 pin dan mempunyai microprocessor 16 bit. ADEM II telah dipasangkan pada truck tahun 1993 sampai 1998, yaitu : C-10, C-12, 3176B, 3406E, 3126.serta non-truck 3406 dan 3500B tahun 1994 sampai 2001. Tahun 1995, kita tidak memproduksi engine dengan PM yang dapat dilepas. Setelah itu, ECM hanya dapat di-FLASH.
ADEM II
Gambar 18
Pada ECM ADEM II terdapat konektor 40-pin heavy duty (Gambar 18). Hal ini merupakan Electronic Control Module pertama kali yang memisahkan konektor engine dan kendaraan. Terbungkus rapat oleh housing alumunium dengan empat isolator kejut guna mengurangi getaran. Fuel mengalir langsung melewati saluran dalam housing ECM untuk operasi yang efisien. Saluran fuel berdampingan dengan transistor penggerak injector. Fuel membantu mencegah pusaran panas. Maksudnya bukan sebanyak mungkin mendinginkan ECM namun menjaga temperatur ECM lebih konstan.
Gambar 19
Sirkuit internal terdiri PC board kualitas tinggi dengan microprocessor 16-bit (Gambar 19). ECM memiliki 10 lapisan board dengan 1000 sampai 2000 komponen. Juga, ECM ini menggabungkan system elektronik self-diagnostic yang dapat memperingatkan secara potensial sebuah problem atau event system engine. Pendahulu ECM digunakan utamanya untuk pengaturan engine tetapi memiliki tambahan fungsi hanya sedikit. Sebagai tambahan fungsi, seperti engine protection monitoring, PTO control, dan melayani bermacam-macam parameter lain yang dapat diprogramkan, lalu ECM dan PM software menjadi lebih cepat dan komplek.
Gambar 20
Board kedua mengijinkan ECM digunakan di engine yang lebih besar (Gambar 20).
ECM Memonitor Engine dan Dirinya Sendiri
Gambar 21
System kontrol elektronik meliputi Engine Monitoring. System memonitor tekanan oli engine, temperatur coolant, temperatur udara pada inlet manifold, dan coolant level (Gambar 21). Pada On-Highway Truck, OEM bertanggung jawab menyediakan dan
instalasi sensor coolant level. Sensor coolant level hanyalah sensor yang dapat dipilih secara tersendiri pada Engine Monitoring. Customer Programable Parameter pada ECM membolehkan sensor coolant level. Pengaturan dasar pabrik adalah “enabled”. Customer Programable Parameter pada ECM mempunyai empat mode yang terkait dengan Engine Monitoring. Off Mode – ECM akan mengabaikan sensor tekanan oli dan sensor coolant level. Coolant Temperature masih digunakan sebagai Cold Mode. Temperatur udara pada inlet manifold digunakan pada operasi udara dingin tanpa menghiraukan mode monitoring engine. PERINGATAN :
Mode (Pengaturan dasar pabrik) – mode warning menggunakan sensor : Tekanan oli, Temperatur coolant, Temperatur inlet manifold, dan Coolant level. Ketika kode diagnostik aktif, Check Engine Lamp akan berkedip dan Warning Lamp akan muncul.
Mode Derate – Mode Derate dan Mode Shutdown mengijinkan ECM mengubah kinerja engine dan membantu engine terhindar dari kerusakan. Engine harus dikembalikan ke normal ketika kondisi penyebab problem dibetulkan. Ketika engine di-derate, Check Engine Lamp dan Warning Lamp akan berkedip. Mode Shutdown – akan menyebabkan peringatan dan di-derate. Tambahan, jika lamanya batas kondisi tercapai pada tekanan oli sangat rendah, temperatur coolant sangast tinggi, atau coolant level sangat rendah, maka engine akan shutdown.
Customer Specified Programmable Parameter
Gambar 22
Customer Specified Programable Parameter mengijinkan customer untuk “fine -tune” engine pada penggunaan yang spesifik yang dilindungi dengan customer password. ECM dapat diprogram semua parameter atau beberapa kombinasi parameter. CATATAN :
Penjelasa lebih detil tentang customer specified parameter, mengacu penggunaan Troubleshooting Guide atau Operation and Maintenance Manual.
Kode Event pada ECM
Kode event memperingatkan situasi yang dapat menjadikan problem
Kode event juga menyediakan pengertian bagaimana kendaraan dioperasikan Engine/Vehicle Overspeed Kendaraan berhentri terlalu cepat Tekanan oli terlalu rendah Temperatur manifold terlalu tinggi Temperatur coolant terlalu tinggi Coolant level terlalu rendah
Kode-kode ini mengindikasikan adanya sebuah event. Kode tersebut tidak selalu indikasi problem dalam system elektronik. Meskipun event-event ini penyebab kerusakan engine. Terdapat waktu dan tanggal tertera dalam ECM dan membutuhkan Factory Password untum menghilangkannya. Kode event dapat ditarik dari ECM guna alasan pertanggungjawaban dan keabsahan. CATATAN :
Hal ini tidak dapat diterapkan pada semua aplikasi.
Penjelasan lebih detil tiap kode event telah diberikan pada Electronic Troubleshooting Guide yang sesuai.
ADEM III
Gambar 23 – ADEM III 32-bit
ADEM III (ADEM 2000) - (Gambar 23)
Konektor 70-pin x 2 Engine dan OEM Semua On-Highway Truck 3126B HEUI
Personality Module
Hanya FLASH ADEM III atau ADEM 2000 mempunyai konektor 2 x 70-pin dan microprocessor 32-bit. Pertama kali diperkenalkan pada 3126B tahun 1998. Tahun 1999, ditambahkan pada C-10, C-12, 3406E. Tahun 2000, 3406E berubah menjadi C-15 dan C-16. Bulan Maret 2001, 3126B berubah menjadi3126E. ADEM III hanya dapat di-FLASH. Saluran fuel bisa ada atau tidak ada yang terhubung ke ECM housing (aplikasi truck tidak ada, tetapi pada machine, industrial, dan marine masih ada). Tidak mungkin mengambil ECM dari 3126E dan digunakan pada C-10. HEUI ECM berbeda part number dan berbeda Input/Output dikarenakan adanya IAPCV dan sensor tekanan HEUI. Jika terjadi kesalahan FLASH ke dalam ECM mampu membuat ECM rusak dan hancur selamanya. ECM baru perlu dibeli dan karena Caterpillar tidak dapat menggantikan kerugiannya.
Serial Number ECM tercetak sangat jelas pada sisi muka berupa 10 angka digit yang diakhiri dengan dua huruf. Juga, serial number dapat dibaca dari ET sebagaimana Caterpillar mempunyai part number tersebut.
Keistimewaan ADEM 2000
Gambar 24
ECM mengontrol…….
Fuel delivery Injection pressure Injection timing
Personality Module
Software program FLASH Update menggunakan Electronic Technician service tool (ET) Fuel delivery
= durasi waktu pemberian voltage ke solenoid.
Injection pressure dikontrol hanya dengan HEUI. Injection timing
= kapan pertama kali solenoid diberi arus, relatif terhadap posisi crankshaft (derajat putaran sebelum TDC).
ECM mengontrol jumlah fuel yang diinjeksikan dengan variasi signal ke electronic unit injector. Electronic unit injector menginjeksikan fuel HANYA jika electronic unit injector diberi arus. ECM mengirimkan tegangan 95 – 105 VDC ke solenoid dalam rangka meng-energize solenoid. Dengan mengontrol saat mulai dan berakhirnya pemberian
voltage, ECM mampu mengontrol injection timing. Dengan pengontrolan durasi pemberian voltage, ECM dapat mengontrol volume fuel yang diinjeksikan. ECM mengatur ketentuan batas jumlah fuel yang dapat diinjeksikan. Fuel Ratio Control (FRC) Fuel POS adalah batas yang didasari oleh boost pressure dalam rangka mengontrol udara/fuel guna mengontrol emisi. Ketika ECM merasakan kenaikan boost pressure, ECM menambah FRC Fuel POS. Rated Fuel POS adalah batas yang didasari oleh rating horsepower engine. Rated Fuel POS sama halnya rack stop dan torque spring pada engine yang diatur secara mekanikal. Juga, menyediakan bentuk kurva horsepower dan torque untuk rating horsepower yang spesifik. Batasan tersebut diprogram oleh pabrik ke dalam Personality Module. Injection timing tergantung tiga factor : engine speed (RPM), engine load, dan data engine lain. ECM menentukan posisi TDC cylinder nomor 1 dari signal yang dihasilkan oleh sensor posisi crankshaft. ECM menentukan kapan penginjeksian fuel terjadi yang relatif terhadapTDC. ECM kemudian menyediakan signal ke electronic unit injector pada saat yang tepat.
ECM baru dengan 32-bit dan processor 24 MHz
Penggabungan secara elektronik terhadap engine, transmission, dan anti-lock brake system
Komunikasi Data link J-1939
Sebagaimana tuntutan peningkatan dan keistimewaan elektronik baru terhadap ECM maka sirkuit harus lebih besar dan dibuatkan 32-bit dengan processor 24 MHz dengan konektor 2 x 70-pin berlapis emas. Komunikasi antara engine electronic dan vehicle electronic merupakan hal wajib. Data link merupakan koneksi elektrikal untuk komunikasi dengan peralatan berdasarkan onboard microprocessor lain. Peralatan ini sesuai dengan standar SAE dan termasuk pencatat perjalanan, elektronik pada dashboard, dan system maintenance. Data link juga media komunikasi yang digunakan untuk pemrograman dan troubleshooting dengan Caterpillar service tool. Berikut ini adalah keistimewaan dengan ADEM 2000 (spesifik untuk truck).
Cruise control/soft cruise
Password protection
Vehicle speed limiting
Fast idle control
Engine monitoring
Theft deterrent
Exhaust brake control
ECM fan control
Idle shutdown timer
Progressive shift
Cruise control/soft cruise merupakan keistimewaan kontrol kecepatan soft cruise menghasilkan kisaran kecepatan yang kecil. Dengan soft cruise ON, ECM akan mengatur fuel delivery lebih efisien dan kontrol cruise lebih halus. Hal ini mengurangi siklus ON/OFF fuel dengan tiba-tiba. Sebagai tambahan, mengijinkan truck menambah kecepatan sedikit diatas cruise set speed ketika menuruni bukit (no load) guna “menghangatkan” turbocharger. Hal ini menyediakan boost yang cepat dan meningkatkan respon engine pada tanjakan bukit berikutnya. Vehicle speed limiting (VSL) mengatur kecepatan maksimum kendaraan truck. VSL memotong fuel ke injector saat vehicle melebihi kecepatan yang telah diprogramkan. Engine monitoring menghasilkan pengawasan engine yang menyatu yang dapat mendeteksi ketidaknormalan pada tekanan oli, temperatur udara pada inlet manifold yang tinggi, temperatur coolant yang tinggi, dan coolant level yang rendah (pilihan). Pada aplikasi kerja medium, kontrol exhaust brake merupakan perlengkapan (flap valve) dipasangkan pada exhaust untuk membentuk exhaust back pressure tinggi guna mengurangi laju kendaraan. Pada aplikasi alat berat dipergunakan PAC atau Jacobs Brake. Idle shutdown timer adalah parameter yang dapat diprogram dimana mengurangi waktu idle yang berlebihan. Password protection – Password adalah sekumpulan karakter angka atau huruf angka. Password didesain guna menggagalkan penggantian informasi dalam ECM. Electronic system membutuhkan factory password yang benar untuk mengubah rating engine. Ada dua password masing-masing 8 karakter yang dapat berupa digit huruf maupun angka.
Fast idle control – dengan instalasi switch momentary contact Fast Idle, operator dapat menekan switch sehingga engine secara langsung menuju nilai RPM yang telah diprogram pada parameter Fast Idle RPM #1. Jika ditekan lagi akan #2. Theft deterrent – keistimewaan ini dapat menjadi metode efektif untuk mengontrol operasi yang tidak berhak terhadap kendaraan. Ketika telah digunakan parameter Theft Deterrent Password mencegah engine di-start kecuali password telah dimasukkan melalui Caterpillar Information Display (Cat ID). ECM fan control – ECM dapat mengontrol fan pendingin lewat relay yang terpasang oleh OEM. ECM mengontrol relay berdasarkan temperatur coolant, temperatur udara pada inlet manifold, dan boost pressure. Relay dapat juga dikontrol oleh ECM ketika switch berikut terpasang oleh OEM : air conditioning high pressure switch, PTO ON/OFF, manual fan override switch dan retarder solenoid. Progressive shift adalah perpindahan gigi menuju gear yang lebih rendah dengan cepat. Perpindahan dibuat melebihi peak torque tetapi di bawah rated RPM. Tidak diperlukan pengoperasian engine dalam kisaran RPM yang lebih tinggi sebelum shifting ke gear berikutnya akan buang-buang fuel. Juga, mode ini saat kegagalan pengoperasian mengambil keuntungan torque rise engine. ADEM 2000 berkeistimewaan adanya penambahan parameter PTO disebut maximum vehicle speed. Parameter ini mengatur engine untuk menjaga kecepatan vehicle yang telah diprogram saat PTO aktif.
ADEM Management Information
Gambar 25
Teknologi ADEM mengijinkan informasi tersimpan dalam ECM. Hal ini dapat didapatkan kembali oleh customer. Informasi maintenance tersedia dan mengijinkan customer menyesuaikan interval service untuk aplikasi berdasarkan fuel atau jam. Tambahan data maintenance, ECM menghitung, merekam, dan menyimpan data yang berharga untuk pengguna. Customer mempunyai kemampuan troubleshooting kerusakan dan mendiagnosa problem seperti konsumsi fuel (waktu idle berlebihan). Engine merekam informasi sebelum, selama, setelah kerusakan, guna perbaikan diagnosa kerusakan. Customer mempunyai rekaman yang akurat load factor yang actual tiap-tiap pekerjaan dan umur engine.
Instantaneous (real time) – RPM engine, load persen, fuel rate, temperatur, tekanan, voltage battery pekerjaan saat ini – jam, fuel yang digunakan, waktu idle, fuel yang digunakan saat idle, load factor rata-rata.
Lifetime total (total umur) – jam engine, total fuel yang digunakan, total fuel yang digunakan saat idle, total waktu idle, load factor rata-rata, total maksimum fuel yang digunakan.
Histograms (grafik) – persentasi loss vs time, engine speed vs time
ADEM A4
A4-E2 Fuel Cooled (ECM) 4mm Allen Key Fuel Flow in ‘
J1 Customer Connector ‘
’
’
Anti-Vibration Mounts
J2 Engine Connector ‘
’
Fuel Flow out ‘
’
Ground Strap
ECM Physical
Engine C4.4/C6.6 menggunakan
ADEM A4-E2 Engine ECM, yang berfungsi
mengontrol : - F uel press ure
- S peed g overning - Air /fuel ratio - Start/s top s equence - Eng ine protection devices /diag nostics
ECM features :
2 x 64-pin sockets untuk the machine harness connector (1) dan engine harness connector (2). Disini tool baru untuk membuka pin/pin removal dibutuhkan. Casing ECM di lindungi dengan seal secara menyeluruh untuk menahan dari kotoran dan kelembaban. The sealed case didinginkan dengan fuel dari primary fuel filter untuk membantu pelepasan panas dari komponen dalam elektroniknya. Fuel masuk ke saluran bagian atas (3) dan keluara dibagian bawah(4). Pada saat pemasangan ECM, yakinkan ground strap (5) terjaga kebersihannya pada saat penyambungan dan kencangkankan sesuai spesifikasi torque. Anti-vibration menempel kuat masuk pada lubangnya di masing-masing sudut (6).
KOMPONEN ELEKTRONIK SENSOR Speed Sensor ADEM II Engine speed/timing
Sensor
speed/timing
engine
digunakan
guna
menentukan
speed
dan
timing
penginjeksian fuel. Sensor mendeteksi informasi ini dari roda pada camshaft. Timing calibration dilakukan dengan menyambungkan sensor magnetic. Sensor dihubungkan melalui sirkuit kecepatan vehicle, merasakan gerakan crankshaft. ADEM 2000 Engine speed/position
Sensor posisi camshaft dan sensor posisi crankshaft digunakan untuk menentukan speed dan timing penginjeksian fuel. Sensor posisi camshaft merasakan gerakan camshaft. Sensor posisi camshaft merasakan gerakan crankshaft. Vehicle speed
Vehicle speed sensor adalah electromagnetic pickup yang mengukur kecepatan vehicle dari putaran roda gigi yang terletak pada drivetrain vehicle.
Temperature Sensor
Coolant
Engine coolant temperature diukur oleh sensor elektronik yang terpasang pad coolant outlet housing. Signal dari sensor temperatur coolant digunakan untuk mengubah campuran fuel dan timing. Hasilnya peningkatan starting kondisi dingin dan membersihkan asap putih. ECM suplai sensor temperatur coolant dengan 5.0 ± 0.5 VDC. Output voltage sensor antara 0.5 – 4.5 VDC. Output voltage sensor tergantung dari
temperatur
coolant
engine.
Sensor
temperatur
coolant
digunakan
untuk
mengindikasikan cold mode operation dan sebagai engine monitoring. Oil
Sensor temperatur oli tidak terpasang pada semua engine. Khusus aplikasi truck, jika gauge temperatur oli terpasang dalam kabin vehicle, menunjukkan digunakannya sensor temperatur oli untuk menyediakan pembacaan temperatur oli. Air Intake (Pemasukan Udara)
Temperatur inlet manifold digunakan untuk memutar fan pendingin dan Engine Monitoring. Sensor temperatur inlet manifold digunakan dalam rangka memperingatkan pengemudi tentang temperatur udara pada inlet manifold yang terlalu tinggi. Saat Engine Monitoring telah terprogram, sensor temperatur inlet manifold tidak akan menjdai sebab engine derate atau shutdown. Sebelum diagnostic code tercatat dalam ECM, temperatur udara pada inlet manifold harus melebihi temperatur yang terindikasi selama 30 detik. Diagnostic code untuk High Inlet Manifold Temperature muncul pada 91°C (195°F). Diagnostic code untuk Very High Inlet Manifold Temperature muncul pada 110°C (230°F).tidak seperti kode diagnostik yang tergabung dengan Engine Monitoring, kode yang tergabung dengan temperatur udara pada inlet manifold masih tersedia saat Engine Monitoring sedang “OFF”. Warning Lamp juga “ON” jika Engine Monitoring terprogram untuk Warning, Derate, atau Shutdown. Exhaust
Terpasang oleh OEM. Fuel
Fuel Temperature dimonitor dalam rangka mengatur perhitungan untuk fuel rate dan juga dimonitor untuk koreksi power ketika temperatur fuel melebihi 30°C (86°F) dalam rangka penyediaan power yang konstan. Koreksi power maksimum tercapai pada 70°C (158°F). Temperatur fuel yang melebihi 90°C (194°F) selama 10 menit akan menyebabkan kode diagnostik tercatat.
Pressure Sensor Oil
Sensor tekanan oli merupakan sensor tekanan absolut yang mengukur tekanan oli dalam oil gallery. Tekanan oli dikomunikasikan lewat data link dan terdisplai oleh electronic service tool. ECM hanya menggunakan input sensor jika parameter Engine Monitoring diprogram untuk Warning, Derate, atau Shutdown. Sensor disuplai oleh ECM dengan tegangan 5 VDC. Fuel
Tidak terpasang pada kebanyakan engine dari pabrik. Engine seri 3500 mempunyai sensor tekanan fuel pada kedua sebelum dan sesudah secondary fuel filter. Boost
Sensor tekanan boost adalah sebuah sensor tekanan absolut yang mengukur tekanan inlet manifold. Perbedaan antara pengukuran tekanan inlet manifold dan tekanan yang diukur dengan sensor tekanan atmosperik disebut tekanan boost. Informasi ini dikomunikasikan ke service tool dan lewat data link. Sensor tekanan boost disuplai dengan 5 VDC oleh ECM. Atmospheric
Sensor tekanan atmospheric adalah sensor tekan absolut yang mengukur tekanan crankcase. Tekanan boost dan tekanan oli keduanya dikomunikasikan ke service tool dan melewati data link. Dua tekanan tersebut dihitung dengan pengurangan didapat
pembacaan sensor tekanan atmospheric. Sensor tekanan atmospheric disuplai 5 VDC oleh ECM.
Injection Actuation Pressure Control Valve (IAPCV)
Injection Actuation Pressure Control Valve (IAPCV) terletak di sisi pompa hidraulik. Dalam berbagai macam kondisi, pompa memproduksi aliran oli yang berlebihan. IAP Control Valve membuang aliran oli yang berlebihan ke drain dalam rangka mengontrol injection actuation pressure pada tingkat yang diinginkan. IAP Control Valve merupakan valve dengan kepresisian tinggi yang mengontrol actual actuation pressure. Pola kinerja ECM memuat actuation pressure yang diinginkan pada tiap kondisi pengoperasian engine. ECM mengirimkan arus yang terkontrol ke IAP Control Valve. Arus yang terkontrol harus membuat actual actuation pressure sama dengan actuation pressure yang diinginkan. IAP sensor
Sensor Injection Actuation Pressure adalah sensor yang mengukur tekanan oli hidraulik. Sensor juga mengirimkan signal ke ECM.
Sensor Aktif Sensor aktif mempunyai sirkuit atau “otak” di dalam sensor. Sensor tersebut membutuhkan power dari ECM untuk berfungsi sebagaimana mestinya. Dalam rangka pengecekan sensor aktif harus diberikan power. Sensor aktif didesain dengan tiga atau empat kabel dan membutuhkan breakout Tee guna troubleshooting dengan tepat.
Sensor Pasif Sensor pasif TIDAK membutuhkan power dari ECM. “Otak” sensor terletak dalam ECM. Terdiri dari dua kabel yang dapat diukur resistannya dan efisiensi biaya.
Sensor Posisi Sensor posisi mengubah posisi komponen mekanikal ke dalam signal elektrik untuk ECM. Sensor coolant level
Sensor coolant level dipasang oleh vehicle OEM.
Sensor throttle position
Throttle position adalah penafsirannya ECM signal dari pedal akselerasi yang terdapat sensor posisi. Posisi pedal akselerasi mengirimkan signal Pulse Width Modulation (PWM) ke ECM.
Sensor Throttle Position
Gambar 26 – 26 – Sensor Sensor Throttle Position
Sensor throttle po sition menyediakan informasi “kecepatan engine yang diinginkan” secara terus-menerus ke ECM (Gambar 26) Ketiga kabel semuanya harus dikoneksikan ke ECM. Ground harus selalu dari ECM. Selamanya bukan ide yang bagus untuk menghubungkan ground ke stud ground engine. Hal ini dapat menyebabkan koneksi ground “berisik”. Jika memungkinkan mempunyai truck dengan sensor yang terpasang pada pedal dan TPS jarak jauh dimanapun truck berada. Jarak jauh dapat berupa “can” atau tipe pedal (lever). Throttle jarak jauh 8 VDC harus dikoneksikan dan di-ground-kan ke ECM (voltage system dapat menggunakan 12 atau 24 VDC). Sensor jarak jauh dapat ditukar-tukar dengan beberapa tingkatan. Jika Anda menggantikan sensor terbaru 8 VDC dengan tipe “can”, Anda harus menyuplai dengan
tegangan battery 12 VDC. Sensor tersebut tidak akan beroperasi dengan 8 VDC, namun signal output tetap sama. Jika duty cycle <5% atau >95%, maka kode 91-13 akan muncul (throttle sensor calibration). Engine akan low idle. Jika terbebani, engine akan mati. Kemungkinan dapat restart tanpa signal yang benar, tetapi engine akan mati. Hal tersebut salah satu alasan terjadinya kecepatan yang tidak stabil. Contoh : mengasumsikan duty cycle 18% pada low idle dan 97% pada high idle. Engine mampu bekerja dengan baik kecuali pada high end (posisi paling atas). Jika melebihi 95%, engine akan turun ke low idle. Jika pedal dilepaskan sedikit saja, engine akan baik-baik saja. Tahun 1990 – 1993 pedal terpasang sensor throttle position telah diperkenalkan. Sensor tersebut menerima suplai 12 VDC dari ECM terdiri dari 3 sensor kabel (tidak dicat). Pedal yang terpasang sensor menghilangkan hubungan yang disebabkan beberapa masalah seperti yang disebutkan sebelumnya. Sekali lagi, signal PWM dan menggunakan konektor heavy duty. Service tool seperti ET dan ECAP dapat digunakan untuk kalibrasi sensor. Untuk sensor pedal, duty cycle harus berada diantara 10 – 22% pada low idle dan 75 – 90% pada high idle. Kisaran lebih luas membantu peningkatan ketahanan.
Gambar 27
Tahun 1993, sensor throttle position disuplai 8 VDC, 3 kabel, dan dicat (Gambar 27). Juga, DT connector merubah dari soket menjadi pin. Dan juga, duty cycle dibawah 5% dan diatas 95% akan memunculkan fault.
Sensor ini serba guna yang dapat dipergunakan dibeberapa aplikasi. Untuk kekuatan dan keakuratan maka sebuah sirkuit elektronik aktif digunakan.
Gambar 28
Kabel “A” adalah suplai voltage yang merah (Gambar 28). Kabel “B” adalah ground/common yang hitam. Kabel “C” adalah signal dikirimkan kembali ke ECM yang putih.
Sensor Coolant Level
Gambar 29
Sensor coolant level secara terus menerus memonitor ketinggian coolant dan mengirimkan informasi ke ECM (Gambar 29). Dengan bodi logam keras agar tahan lama. Juga, dudukan straight thread o-ring digunakan untuk menghindarkan engine dari kebocoran.
Gambar 30 – Sensor aktif dengan 4 kabel dan suplai 5 VDC
Dalam sirkuit sensor coolant level terdapat 4 kabel (Gambar 30).
Kabel pertama – suplai 5 VDC.
Kabel kedua – kabel signal normal coolant level. Saat normal mengirimkan signal 5 VDC ke ECM.
Kabel ketiga – ground.
Kabel keempat – kabel signal low coolant level. Kabel ini mengirimkan signal 0 VDC (zero) ke ECM ketika ketinggian coolant turun dibawah ujung sensor.
Sensor Speed Timing
Gambar 31
Terlihat dalam Gambar 31 adalah sensor speed/timing 12,5 VDC dari bahan kuningan yang digunakan semata-mata oleh 3176 “Fat” ECM sedangkan sensor speed/timing 13,5 VDC dari bahan alumunium alloy digunakan oleh ADEM II engine ECM (bawah). Sensor speed/timing engine digunakan untuk menentukan speed engine dan fuel
injection timing. Sensor mendeteksi informasi ini dari gear/roda yang dipasangkan pada camshaft. Kalibrasi timing dilakukan dengan menghubungkan sensor magnetic. Sensor dikoneksikan melalui sirkuit vehicle speed, merasakan gerakan crankshaft. Caterpillar memanfaatkan sensor speed dan speed/timing baik aktif maupun pasif.
Aktif : 3176 & 3500 (semua “Fat” ECM) 12,5 VDC, kuningan C-10, C-12, 3406E, 3500B, 3400 HEUI 13.2 V steel alloy.
Pasif : 1998 3126B HEUI 1999 C-10, C-12, 3406E ADEM II 3126 Semua ADEM III.
Pola gigi yang unik pada camshaft drive gear mengijinkan ECM menentukan posisi camshaft dan kecepatan engine. Gear cam mempunyai 24-gigi. 21-gigi adalah besar dan 3-gigi lainnya adalah kecil. Begitu ECM berada cylinder nomor satu urutan firing maka akan ditentukan.
Gambar 32
Sensor engine speed/timing mampunyai bodi alumunium segi enam yang kokoh untuk tahan lama. Konstruksi tersebut menggunakan dudukan straight thread o-ring untuk mencegah engine dari kebocoran. Sebagai tambahannya, konektor Deutch digunakan untuk pengoperasian yang bebas masalah (Gambar 32).
Gambar 33
Gambar 33 memperlihatkan gear camshaft/timing. Dilekatkan pada gear camshaft adalah referensi timing dengan bentuk gigi-gigi yang spesial dimana signal speed/timing diperoleh. Sensor mengirimkan signal pulsa ke ECM tiap melalui gigi-gigi. ECM menghitung pulsa untuk menentukan kecepatan engine dan menandai bentuk pulsa dan membandingkannya pada yang standar dalam rangka menentukan posisi crankshaft. Plunger “slip-head (kepala yang dapat digeser)” salah satu ujung sensor digunakan saat pemasangan. Slip-head harus dikeluarkan guna keakuratan signal speed/timing yang benar.
CATATAN :
Jika sensor dilepas dan slip-head ditarik kembali. Hal penting untuk menarik kembali slip-head dan sensor dipasang di atas roda gigi. Kerusakan dapat terjadi pada slip-head atau engine jika prosedur tidak diikuti.
Gambar 34
Sensor Speed/Timing engine adalah salah satu kunci komponen elektronik untuk starting. Gambar 34 memperlihatkan skema kabel sensor baik single maupun double.
Gambar 35
Konfigurasi C-10 dalam Gambar 35 dan 3176 terlihat sama, kecuali housing yang lebih bulat. Jika hanya satu sensor (truck), berarti hanya satu sisi kiri seperti terlihat yang
merupakan sensor primary dalam aplikasi non-truck. Sensor lain bekerja sebagai backup. Masing-masing mempunyai kode fault yang berbeda. Alasan dipasangkan satu pada truck adalah karena ADEM II mempunyai 2-digit input yang dapat membaca sipe signal ini. Pada truck, satu input digunakan untuk kecepatan vehicle. Aplikasi industrial dan non-truck lain tidak membutuhkan signal kecepatan vehicle, agar tidak mempunyai sensor yang berlebihan. Sensor mempunyai persamaan part number. Proses kalibrasi timing mengkalibrasi ulang keduanya.
ADEM III (ADEM 2000) Speed Timing Sensor
Dua sensor speed/timing
#1 sensor crank
#2 cam
Jika satu rusak maka yang lain mengambil alih tugasnya.
Dua sensor speed/timing digunakan oleh ADEM 2000. Selama operasi engine normal, signal speed/timing terbaca dari sensor crank. Jika signal Crankshaft Position Sensor intermittent atau hilang, ECM akan menggunakan Camshaft Position Sensor untuk menentukan kecepatan engine. Check Engine Lamp tidak akan dinyalakan untuk kode ini
kecuali
kode
telah
aktif
dalam
10
jam
dan
di-LOG.
Boleh jadi diabaikan pengaruh terhadap respon engine ketika ECM berganti ke Camshaft Position Sensor. Jika signal Camshaft Position Sensor intermittent atau hilang, engine akan misfire. Juga engine dapat hidup kasar selama starting. Check Engine Lamp belum menyala pada kode ini kecuali aktif selama 10 jam dan di-LOG. Tidak ada pemberitahuan penggantian respon engine kecuali signal Crankshaft Position Sensor hilang. Engine akan shutdown jika kedua signal camshaft dan crankshaft hilang. Sensor speed/timing (Sensor Pasif)
Gambar 36
Tahun 1998 sampai sekarang (1998 untuk 3126B dan 1999 untuk yang lain). Plastik hitam (2 kabel pasif) tidak terdapat suplai voltage. Sensor model pasif digunakan pada semua aplikasi ECM ADEM 2000 (Gambar 36).
3126B/E tahun 1999 dan yang terbaru C-10, C-12, 3406E, C-15, C-9. Dua sensor mempunyai jumlah lilitan yang berbeda. Sensor dengan lilitan yang lebih banyak (hambatan lebih besar) adalah lebih sensitive terhadap kecepatan rendah yang biasa digunakan saat cranking. Sensor lain yang memiliki hambatan lebih rendah akan lebih akurat pada kecepatan tinggi (hidup). Jika keduanya hilang, masih dapat di-start dan hidup. Sensor lebih banyak lilitan sebagai backup (primer saat starting). Guna mencegah tertukarnya sensor maka disajikan dalam satu set dengan dilengkapi braket.
Gambar 37
Pola gigi-gigi yang unik pada gear cam memungkinkan sensor mengambilsignal speed/timing (Gambar 37). Terdapat 24 gigi, tiap 15 derajat terpisah ada tambahan gigi pada gear. Kedua sensor terpisah 22,5 derajat. Sensor vehicle speed
Gambar 38
OEM menggunakan beberapa merek yang berbeda VSS. Vehicle Speed Sensor adalah sebuah electromagnetic pickup yang mengukur kecepatan vehicle (Gambar 38). Sensor mengukur kecepatan vehicle dari putaran gigi-gigi gear yang terdapat pada drive train (transmission) vehicle. Umumnya gear berjumlah 16 gigi. OEM menggunakan beberapa merek yang berbeda VSS. Magnetic pickup pada sensor membangkitkan pulsa saat gigi gear melintas slip-head sensor. Impedansi (hambatan) sensor bervariasi menurut desain manufaktur.
Caterpillar
Electronic
Troubleshooting
Guides
menetapkan
bahwasannya
VSS
berkemampuan 100 – 1500 Ohm. Beberapa hambatan sensor mencapai 5000 Ohm. Untuk spesifik yang lebih detil, Original Equipment Manufacturer (OEM) dapat dihubungi. Sensor tidak dapat digantikan tanpa ditentukan terlebih dahulu hambatan yang sesuai. Terdapat beberapa alasan kekeliruan signal kecepatan vehicle, yaitu :
Sensor terpasang tidak benar, terlalu dekat pada shaft/gear output transmisi. Umumnya 0,040”.
Resonansi rangka yang menyebabkan shaft output transmisi bergetar.
Gangguan elektrikal – sirkuit vehicle atau gangguan luar berpengaruh terhadap kabel signal sensor. Hal penting jika kabel dipuntir seperti ditunjukkan dalam skematik elektrik.
Jika roda gigi hilang/halus mampu mengijinkan pergerakan yang cukup untuk menunjukkan kecepatan vehicle yang salah walaupun sedang idle.
Baca tampilan status dan mulai mengamati sirkuit untuk melihat apa yang terjadi. Jika sensor tidak dikaitkan dan gangguan masih ada (kecepatan vehicle), kemungkinan disebabkan masalah kabel. Kemudian, lepaskan aliran signal pada ECM untuk menyakinkan kecepatan vehicle terbaca 0 dengan kabel signal dilepas.
Sensor Temperatur Layar status adalah langkah dasar pengecekan kabel dan sensor. Jika sensor tidak terhubung dengan benar, layar status dapat memberikan indikasi kuat adanya problem. Dengan kondisi engine “dingin”, sensor temperatur harus membaca temperatur udara sekitar. Berikut daftar sensor temperatur :
Temperatur coolant
Temperatur udara intake
Temperatur fuel
Temperatur oli
Temperatur exhaust.
Gambar 39
Sensor temperatur menyediakan informasi input ke ECM. ECM memanfaatkan bermacam-macam informasi temperatur untuk mengatur fuel rate dan melindungi engine (Gambar 39).
Gambar 40
Sensor temperatur coolant aktif pada ADEM II (Gambar 40) adalah sensor 5 VDC dengan bodi kuningan kokoh agar penggunaan yang bebas masalah. Penggunaannya pada 3176B, 3406E, C-10, dan C-12.
Gambar 41
Sensor temperatur Inlet udara pada ADEM II adalah sensor 5 VDC (Gambar 41). ECM memonitor temperatur inlet udara terus menerus dengan data lain dalam rangka mengatur injection timing dan fungsi kinerja lain. Bodi carbon fiber mencegah temperatur engine lebih tinggi dari pengaruh pembacaan temperatur udara masuk.
Gambar 42
Sensor temperatur fuel (Gambar 42) memonitor temperatur fuel, pengaturan ECM terhadap perhitungan fuel rate untuk menggantikan kerugian akibat perubahan temperatur fuel dan mengatur fuel rate untuk mendapatkan power yang konstan. Sensor juga digunakan untuk memperingatkan operator adanya temperatur fuel yang berlebihan dengan sebuah Diagnostic Event Code sebab temperatur fuel yang berlebihan dapat berefek merugikan kinerja engine. Electronic Service Tool dapat digunakan untuk meniadakan sementara mengenai penggantian kerugian temperatur fuel saat diperlukan pengetesan vehicle pada dynamometer.
ADEM III
ADEM III memanfaatkan sensor temperatur pasif dengan dua kabel untuk temperatur fuel, coolant, dan intake udara. Dimulai 3126B pada tahun 1998 dan kemudian dipakai produksi tahun 1999 oleh engine C-10, C-12, dan 3406E. Sensor Tekanan
Daftar sensor tekanan :
Atmosfir
Oli
Boost
Fuel
IAP (HEUI).
Gambar 43
Sensor tekanan secara terus menerus memonitor tekanan system dan mengirimkan informasi ke ECM. Sensor tersebut mempunyai bodi logam yang kuat untuk penggunaan yang bebas masalah dan tahan lama. Sensor tekanan mempunyai kabel suplai tegangan, ground, dan signal (Gambar 43). Semua tipe sensor ini adalah sensor aktif, analog, dan 5 VDC serta memiliki orifice yang lebar untuk merasakan tekanan.
Sensor Tekanan Atmosfir
Gambar 44
Sensor tekanan atmosfir adalah sensor tekanan absolut yang mengukur tekanan crankcase (Gambar 44). Tekanan boost dan oli keduanya dikomunikasikan ke service tool melewati data link. Kedua tekanan tersebut dihitung dengan pengurangan pembacaan untuk sensor tekanan atmosfir. Sensor tekanan atmosfir mengukur berbagai tekanan tergantung terhadap aplikasi dan model. Juga, sensor tekanan atmosfir disuplai dengan 5 VDC oleh ECM.
Sensor Tekanan Oli
Gambar 45
Sensor tekanan oli adalah sensor tekanan absolut yang mengukur tekanan oli dalam galeri oli (Gambar 45). Tekanan oli dikomunikasikan melewati data link dan tekanan oli
ditampilkan oleh electronic service tool. ECM menggunakan input sensor hanya jika parameter Engine Monitoring diprogram Warning, Derate, atau Shutdown. Kisaran sensor tekanan oli bervariasi tergantung model engine. Sensor ini disuplai oleh ECM dengan 5 VDC.
Sensor Tekanan Boost
Gambar 46
Sensor tekanan boost (Gambar 46) adalah sensor tekan absolut yang mengukur tekanan manifold inlet. Perbedaan antara pengukuran tekanan manifold inlet dan tekanan yang diukur dengan sensor tekanan atmosfir disebut tekanan boost. ECM menggunakan informasi ini untuk mengontrol fuel rate. Variasi kisaran sensor tekanan boost tergantung pada model engine. Sensor tekanan boost disuplai dengan 5 VDC oleh ECM.
Sensor Injection Actuation Pressure (IAP)
Gambar 47
Pada engine HEUI, sensor Injection Actuation Pressure (IAP) dipasang di dalam manifold oli tekanan tinggi (Gambar 47). Manifold oli tekanan tinggi menyuplai actuation oil dalam rangka menggerakkan injector. Sensor IAP memonitor injection actuation pressure. Sensor IAP mengirimkan secara terus menerus signal voltage kembali ke ECM yang akan menafsirkan signal. ECM peduli terhadap injection actuation pressure sepanjang waktu dan membandingkan actuation pressure yang diinginkan terhadap tekanan yang sebenarnya.
IAP Control Valve
Gambar 48
ECM mengirimkan arus yang terkontrol ke IAP Control Valve (Gambar 48). Arus yang terkontrol harus membuat tekanan actuation yang sebenarnya sama dengan tekanan actuation yang diinginkan. IAP Control Valve adalah sebuah actuator. IAP Control Valve mengubah signal elektrik dari ECM menjadi kontrol mekanikal spool valve dalam rangka mengontrol tekanan outlet pompa.
SUPLAI POWER Pendahuluan System EUI mempunyai empat power suplai dengan berbagai macam voltage : Suplai Power External
Suplai power ECM
: 24 VDC
Suplai Power Internal
Suplai power injector
Suplai power sensor analog :
5 VDC
Suplai power sensor digital :
8 VDC
CATATAN :
: 105 VDC
Engine ini tidak mempunyai suplai power Sensor Speed/Timing.
Komponen Suplai Power ECM
Gambar 49 – Diagram blok system 3406E (D400E)
Suplai power ke ECM dan system yang disediakan oleh battery machine 24 VDC. Prinsip komponen dalam sirkuit ini adalah (Gambar 49) :
Battery
Key Start Switch
Main Power Relay
Breaker 15 Ampere
Baut gound
Konektor ECM (P1/J1)
Konektor Penghubung Machine (J3/P3)
Jika voltage suplai melebihi 32,5 VDC atau kurang dari 9 VDC, maka Diagnostic Code akan memunculkan LOG. (Lihat Troubleshooting Guide untuk detil komplit mengenai voltage event logging.)
Sirkuit Suplai Power
Gambar 50 – Sirkuit suplai power ECM
Gambar 50 memperlihatkan prinsip komponen untuk sirkuit suplai power umum. Voltage battery umumnya terhubung ke ECM. Biarpun input dari key start switch ke ECM kondisi ON. Harness dapat dilewati untuk keperluan troubleshooting. Langkah ini diterangkan dalam Troubleshooting Procedure. Suplai voltage dapat dicek menggunakan tampilan layar status ET.
Sirkuit Suplai Power
Gambar 51 – Atas : konektor ECM (40-pin, sisi kabel)
Bawah :
konektor penghubung machine (40-pin, sisi kabel)
Bagian penting semua suplai power (dan sirkuit sensor) adalah konektor 40-pin. Gambar 51 memperlihatkan ECM dengan konektor 2 x 40-pin, P1 dan P2 yang terlihat dari sisi harness. Pin yang disoroti pada konektor P1 adalah sirkuit suplai power ECM. Juga memperlihatkan konektor penghubung machine P3 dengan konektor 40-pin meneruskan suplai power dari harness machine ke harness engine. Troubleshooting Guide mengenali pin yang sesuai tiap sirkuit dalam cara ini. Konektor P3 mengenali dengan jalan yang sama dan merupakan bagian suplai power system.
Suplai Power Injector
Gambar 52 – Skema perkabelan injector
Injector disuplai dengan power 105 VDC dari ECM (Gambar 52). Untuk alasan ini, tindakan pencegahan harus dijalankan ketika melakukan perbaikan disekitar cover valve. Jika terjadi open atau short dalam sirkuit injector, ECM akan meniadakan injector itu. ECM akan secara periodic mencoba menggerakkan injector itu untuk menentukan jika kerusakan masih ada dan akan melepas atau menghubungkan kembali secara tepat.
CATATAN :
Jika injector diganti, maka harus dikalibrasi. Juga kalau ECM diganti dan kalibrasi injector tidak dilakukan, maka pesan kerusakan akan dimunculkan.
Suplai Power Sensor Analog
Gambar 53 – Suplai Power Sensor Analog (5 ± 0,2 VDC)
Suplai Power Sensor Analog menyediakan power pada semua sensor analog (tekanan dan temperatur) (Gambar 53). ECM menyuplai 5 ± 0,2 VDC (sensor analog) melewati konektor J2/P2 pada tiap-tiap sensor. Kerusakan suplai power akan menyebabkan semua sensor analog rusak. Kerusakan ini disebabkan oleh sirkuit short atau open dalam sensor dalam kabel ground terhubung ke konektor P2/J2. Suplai Power Sensor Analog dilindungi dari sirkuit short. Short dalam sensor atau perkabelan akan menyebabkan kerusakan ECM.
CATATAN :
Ketika pengecekan voltage suplai power analog, selalu gunakan analog return untuk pengukuran dan bukan pada ground frame. Perbedaan dapat terjadi antara pengukuran suplai power analog dan voltage system. Suplai power analog ditahan untuk meniadakan toleransi.
Suplai Power Sensor Digital
Gambar 54 – Suplai Power Sensor Digital (8 ± 0,5 VDC)
ECM menyuplai power pada 8 ± 0,5 VDC melalui konektor J1/P1 sirkuit sensor Throttle Position. (Gambar 54). Seperti suplai power analog, sirkuit ini dilindungi dari sirkuit short, artinya bila terjadi short dalam sensor tidak akan menyebabkan ECM rusak.
Aplikasi lain 3406E dapat menggunakan suplai power ini untuk memberikan power, contoh sensor pada kecepatan fan atau temperatur exhaust.
CATATAN :
Jika diperlukan ketika pengecekan voltage suplai power system menggunakan digital return untuk pengukuran dan bukan pada ground frame. Perbedaan antara nilai ini dapat terjadi jika ground yang salah digunakan.
SISTEM DAN SENSOR ELEKTRONIK Bagian modul ini meliputi sensor elektronik dan sirkuit yang terkait dalam system fuel EUI 3406E. Kebanyakan diagram yang digunakan pada bagian ini didasarkan pada D400E Articulated Dump Truck.
Gambar 55
Empat tipe dasar sensor yang digunakan dalam system fuel EUI (Gambar 55) : 1. Sensor tekanan 2. Sensor temperatur 3. Sensor posisi 4. Sensor kecepatan
Sensor Speed/Timing
Gambar 56
Sensor Speed/Timing mampunyai magnet permanen dan gulungan kabel. Adanya medan magnet sensor menimbulkan voltage ke dalam sensor. ECM membaca perubahan voltage sebagai signal (Gambar 56).
Saat gear camshaft berputar, signal gigi-gigi masuk ke dalam tahanan menyebabkan perubahan pada lilitan medan magnet. ECM menghitung signal ini untuk menentukan seberapa cepat engine hidup.
Gambar 57
Dua sensor Speed/Timing pasif terpasang (Gambar 57) : sensor kecepatan tinggi dan cranking (kecepatan rendah). Sensor Speed/Timing melayani empat fungsi dasar dalam system :
Pendeteksian kecepatan engine
Pendeteksian Timing engine
Pengindentifikasian TDC dan nomor cylinder
Pencegahan putaran terbalik.
Sensor Speed/Timing terpasang pada bagian belakang front housing di bawah roda gear timing dan harus dipasang sesuai dengan prosedur Service Manual. Tipe sensor ini (pasif) tidak seperti sensor Speed/Timing yang lain yang mempunyai celah udara. Sensor tidak menempel langsung dengan roda timing dan bekerja dengan celah yang spesifik. Sebagai tambahan, sensor ini tidak memerlukan suplai power.
Gambar 58 – Sensor Speed/Timing
Jika kerusakan sensor kecepatan tinggi terjadi, sensor kecepatan rendah (cranking) secara otomatis akan menyediakan back-up. Perubahan sesaat suara engine akan diperlihatkan saat perubahan terjadi (Gambar 58). Jika kerusakan sensor kecepatan tinggi dibetulkan, ECM akan melanjutkan untuk menggunakan sensor kecepatan rendah (cranking) sampai engine shutdown dan dihidupkan
kembali.
Kerusakan
sensor
Speed/Timing
berikutnya
rusak
akan
menyebabkan engine shutdown. Sensor dapat dicek secara fungsinya dengan crank engine dan dilakukan pengamatan pada tampilan status service tool pada RPM engine. Kerusakan kedua sensor akan diindikasikanoleh tampilan active fault pada service tool. Kerusakan intermittent akan diperlihatkan dalam tampilan logged fault. Mengacu pada Service Manual untuk prosedur pemasangan yang benar.
Sensor Analog Sensor Temperatur
Gambar 59
Sensor temperatur mengukur temperatur dan menggunakan dua kabel (Gambar 59). Sensor temperatur merubah tahanan sebagaimana perubahan temperatur. ECM membaca nilai hambatan dan merubahnya ke bentuk temperatur. ECM juga menentukan jika sensor open atau short dengan memonitor nilai hambatan. Jika sirkuit short, nilai hambatan mendekati NOL. Jika sirkuit open, nilai hambatan tinggi. Sensor Tekanan
Gambar 60
Sensor tekanan merasakan perubahan dalam tekanan dan mengirimkan kembali signal yang bervariasi ke ECM. Terdapat tiga kabel : suplai, ground, dan voltage signal (Gambar 60). Voltage suplai dikontrol secara presisi oleh ECM pada 5 ± 0,5 VDC. Kabel ground menyediakan referensi O VDC. Voltage signal bervariasi terhadap perubahan tekanan. Kisaran operasi voltage signal lebih besar 0,5 VDC dan kurang dari 4,5 VDC. ECM juga menentukan jika sirkuit sensor open atau short dengan memonitor voltage signal.
Sensor Analog dan Sirkuit Sensor analog dan sirkuit berikut dapat digunakan dalam berbagai aplikasi :
Sensor Temperatur Coolant
Sensor Tekanan Atmosfir
Sensor Tekanan Inlet Turbocharger
Sensor Outlet Turbocharger (Boost)
Sensor Tekanan Oli Pelumasan
Sensor Temperatur Udara Masuk.
CATATAN :
Sensor Tekanan Inlet Turbocharger tidak digunakan pada D350E/D400E Series II Articulated Truck.
Sensor Temperatur Coolant
Gambar 61
Sensor Temperatur Coolant menyuplai signal temperatur untuk fungsi-fungsi berikut (Gambar 61) :
Caterpillar Monitoring System
Demand Control Fan (jika dilengkapi)
Menampilkan temperatur coolant pada ET atau ECAP
Event Logged temperatur coolant tinggi di atas 107°C (225°F)
Engine Warning Derate ketika 107°C (225°F) tercapai atau terjadi tekanan oli rendah (jika dilengkapi)
Sensor temperatur untuk operasi kebutuhan ether.
CATATAN :
Semua sensor analog berbagi suplai power analog negatif (common) pada 5 ±0,2 VDC.
Sensor Temperatur Fuel
Gambar 62
ECM menggunakan pengukuran temperatur fuel untuk membuat koreksi terhadap fuel rate gunamenjaga power tanpa memperhatikan temperatur fuel (dengan disertakan beberapa parameter). Keistimewaan ini disebut “Fuel Temperature Compensation” (Gambar 62). Output sensor harus antara 0,4 dan 4,6 VDC. Sensor Temperatur Udara Masuk
Gambar 63
Sensor Temperatur Udara Masuk digunakan oleh ECM untum mencegah temperatur inlet yang berlebihan dari kerusakan engine (Gambar 63). Temperatur Udara Masuk yang tinggi berdampak temperatur exhaust yang tinggi dimana dapat menyebabkan kerusakan komponen exhaust (seperti turbocharger dan exhaust valve). Sensor Tekanan Atmosfir
Gambar 64
Semua sensor pressure dalam system mengukur absolut pressure dan untuk itu membutuhkan sensor atmosferik untuk menghitung gauge pressure. Sensor digunakan baik secara individual (absolute pressure) dalam bentuk tekanan atmosferik dan sebagai pasangan untuk menghitung tekanan oli dan boost (gauge pressure) (Gambar 64). Semua output sensor tekanan dicocokkan terhadap output Sensor Tekanan Atmosferik selama kalibrasi. Kalibrasi dapat dilakukan menggunakan ET service tool atau dengan memutar key start switch engine selama 5 detik guna kalibrasi sensor secara otomatis. Sensor Tekanan Atmosferik melakukan 4 fungsi pokok : 1.
Automatic Altitude Compensation (maksimum derate 24%)
2.
Automatic Filter Compensation (maksimum derate 20%) jika dilengkapi
3.
Bagian perhitungan tekanan untuk pembacaan gauge pressure
4.
Sensor referensi untuk pengkalibrasian sensor tekanan.
Pola Perubahan Rating Power Engine
Berdasarkan Tekanan Atmosfir
Gambar 65
Pengukuran tekanan atmosferik dengan sensor menyediakan referensi ketinggian untuk tujuan Automatic Altitude Compensation (Gambar 65). Grafik yang diperlihatkan disini menerangkan bagaimana perubahan rating umumnya 3406E mulai 7500 ft dan dilanjutkan ke maksimum 17000 ft. Engine 3406E lain bisa mulai turun pada 4000 ft tergantung aplikasi. Keunggulan system EUI dimana engine selalu beroperasi pada pengaturan perubahan rating yang benar di semua ketinggian, maka dari itu engine terhindar dari kekurangan power atau masalah asap selama menanjak atau menuruni ketinggian yang berbeda. CATATAN :
System EUI mempunyai keunggulan di atas system fuel mekanikal dimana perubahan rating dalam “blok ketinggian” (missal : 7500 ft, 10000 ft, 12500 ft). perubahan rating EUI secara terus-menerus dan otomatis. Maka dari itu, pengoperasian machine di bawah separuh blok tidak menjadikan low power. Sebaliknya, pengoperasian machine di atas separuh blok tidak kelebihan dengan memakai system EUI.
Sensor Tekanan Oli
Gambar 66
Dua sensor tekanan digunakan untuk pengukuran tekanan oli (gauge) (Gambar 66) :
Sensor Tekanan Oli
Sensor Tekanan Atmosferik. Perhitungan Tekanan Pengukuran
Tekanan Oli
Diukur dengan
[tekanan oli (A) – atmosferik (A)]
Hasil
= tekanan oli (GP)
Tabel 2
Pengukuran ini digunakan untuk menentukan tekanan oli pada ET service tool, Caterpillar Monitoring System dan untum memperingatkan operator dimana kondisi abnormal masih terjadi. Kisaran operasi sensor antara 0 – 690 kPa (0 – 100 psi) (A).
CATATAN :
(A)
= absolute pressure
(B)
= gauge pressure.
Pola Tekanan Oli
Gambar 67 – Menentukan tekanan yang benar pada semua RPM
Tekanan oli engine bervariasi terhadap kecepatan engine (Gambar 67). Selama tekanan oli naik di atas garis setelah engine di-start dan hidup low idle, ECM membaca tekanan oli cukup. Tidak ada fault yang terindikasi dan tidak ada logged event yang dimunculkan. Jika tekanan oli engine turun di bawah garis bawah, hal berikut akan terjadi :
Event dimunculkan dan di-logged dalam memori ECM permanen.
Warning kategori 3 (alert indicator, action lamp, dan alarm) dimunculkan pada Caterpillar Monitoring System (jika dilengkapi).
Engine dirubah rating untuk memperingatkan operator (jika dilengkapi).
Dua garis adalah batasan yang cukup untuk mencegah alarm dan event berkali-kali atau lampu berkedip. Batasan tekanan ini ditunjukkan sebagai “hysteresis”.
Sensor Tekanan Outlet Turbocharger
Gambar 68
Sensor Tekanan Outlet Turbocharger (Gambar 68) mengukur tekanan absolut menjadi tekanan Boost (gauge) yang dapat terbaca dengan service tool. Pengukuran ini adalah perhitungan menggunakan sensor Tekanan Atmosferik dan sensor Tekanan Outlet Turbocharger. Kerusakan pada sensor ini dapat menyebabkan ECM mengurangi power sampai dengan 60% ketika ECM default ke kondisi boost NOL. Fungsi utama sensor adalah untuk mengaktifkan Air/Fuel Rasio Control (AFRC) dimana mengurangi asap, emisi, dan menjaga respon engine selama akselerasi. System menggunakan tekanan boost, tekanan atmosferik, dan kecepatan engine untuk mengontrol rasio udara/fuel. Engine Fuel Delivery dibatasi sesuai pola tekanan outlet turbocharger gauge (boost) dan kecepatan engine. Pengaturan Air/Fuel Rasio Control (AFRC) tidak dapat diatur dalam aplikasi machine menggunakan 3406E.
Perhitungan Tekanan Pengukuran
Diukur dengan
Hasil
1. Atmospheric pressure
Atmospheric sensor
= ambient pressure (A)
2. Air filter differential
Atmospheric – turbo inlet
= filter Δ pressure
3. Boost
Turbo outlet - atmospheric
= boost pressure (G)
4. Manifold pressure (A)
Turbo outlet sensor
= boost pressure (A)
5. Oil pressure
Oil pressure - atmospheric
= oil pressure (G)
Tabel 3
Pengukuran ini digunakan untuk menentukan : 1.
Automatic Altitude Compensation
2.
Automatic Air Filter Compensation dan Restriction Indiction (jika dilengkapi)
3.
Pengukuran ET Boost
4.
Caterpillar Monitoring System Oil Pressure Indication (Pelumasan)
5.
Altitude. CATATAN :
Δ pressure
= perbedaan tekanan
Sensor Digital dan Sirkuit Sensor digital dan sirkuit berikut digunakan di system fuel 3406E :
Sensor Throttle Position
Sensor Speed/Timing (ditutup secara terpisah).
Sensor Posisi
Gambar 69
Sensor posisi (Gambar 69) digunakan untuk menyampaikan posisi pedal throttle ke ECM menggunakan signal Pulse Width Modulation (PWM). Sensor ini menggunakan 3 kabel (suplai voltage, ground, dan signal). Suplai voltage disuplai oleh ECM sebesar 8 ± 0,5 VDC. Kabel ground sebagai referensi NOL VDC. Kabel signal menyediakan signal voltage ke ECM.
Komponen-komponen System Kontrol Kecepatan Engine
Gambar 70
Throttle Position Sensor menyediakan kontrol kecepatan engine untuk operator (Gambar 70). Pada saat engine di-start, RPM engine diatur LOE IDLE selama 2 detik untuk mengijinkan peningkatan tekanan oli sebelum engine diakselerasi. Throttle Position Sensor menerima 8 VDC dari Suplai Power Sensor Digital pada ECM. Cek fungsional system kontrol throttle dapat dilakukan dengan menghubungkan ET dan mengamati posisi throttle pada layar status seperti throttle digerakkan secara perlahan dengan dua arah. Layar status akan menampilkan antara 0 – 100% posisi throttle (pembacaan ini harusnya tidak membingungkan dibandingkan dengan persentase duty cycle). Juga cek layar Active Faults yang akan membuktikan status sirkuit. Kerusakan sirkuit ini akan mengijinkan engine hidup hanya LOW IDLE.
CATATAN :
System ini menghindari semua sambungan secara mekanikal antara kontrol kecepatan enginenya operator dan governor (ECM).
Signal Pulse Width Modulated (PWM)
Gambar 71
Output signal Pulse Width Modulated (PWM) dikirimkan dari Throttle Position Sensor menuju ECM. Signal PWM meniadakan kemungkinan signal throttle keliru akibat short yang disebabkan kemungkinan “lolos” (Gambar 71). Jika terjadi problem signal, default kontrolnya menjadi kecepatan engine yang diinginkan LOW IDLE.jika ECM mendeteksi adanya signal pada kisaran diluar normal, ECM mengabaikan signal Throttle Position Sensor dan default LOW IDLE. Output sensor merupakan signal Pulse Width Modulated (PWM) berfrekuensi konstan ke ECM. Contoh : sensor D400E Articulated Dump Truck menghasilkan duty cycle 10 – 22% pada posisi LOW IDLE dan 75 – 90% pada posisi HIGH IDLE. Duty cycle dapat dibaca oleh ECAP service tool dan beberapa digital multimeter. Persentase duty cycle
diterjemahkan ke dalam posisi throttle 0 – 100% oleh ECM, dimana mampu dibaca pada layar status ET. Aplikasi lain bisa jadi berbeda dalam penentuan nilai PWM untuk LOW IDLE dan HIGH IDLE.
CATATAN :
Persentase duty cycle dan persentase posisi throttle berbeda dan harusnya tidak membingungkan.
System Shutdown Engine
Gambar 72 – Sirkuit Ground Level Shutdown Switch
Switch mengisyaratkan ECM untuk memutus power elektrik ke injector, tetapi masih menjaga power ke ECM. Keistimewaan ini juga memungkinkan engine di-crank tanpa start untuk keperluan perbaikan. Ground Level Shutdown Switch dihubungkan ke ECM melalui harness machine dan engine (Gambar 72). Tidak ada sirkuit lain yang dihubungkan ke system ini. User Defined Shutdown dapat digunakan penghubung dengan sirkuit lain. Sirkuit bekerja dengan meng-ground-kan 2 buah kabel. Dengan membalikkan status kabel ini, engine akan hidup atau shutdown. Jika switch dioperasikan, hal ini perlu memutar key start switch OFF sedikitnya 5 detik sebelum mencoba restart. Sebaliknya, engine akan crank tetapi tidak start. Keistimewaan ini terpasang pada D350E/D400E; bagaimanapun tidak semua machine mempunyai keistimewaan ini. Sirkuit User Defined Shutdown
Gambar 73
Keistimewaan User Defined Shutdown Switch (jika terpasang) dapat digunakan menghubungkan perlengkapan lain ke system untuk mematikan engine (seperti
customer memasang fire suppression system). Ketika shutdown input di-ground-kan selama 1 detik, engine akan berhenti bekerja. Input harus turun di bawah 0,5 VDC sebelum ECM mengenali shutdown signal (Gambar 73). Operasi User Defined Shutdown di-LOG sebagai event dan dapat dilihat pada layar status ET. Ketika dipasang pada D400E Articulated Dump Truck, keistimewaan ini diprogram hanya berfungsi selama kondisi berikut sebagai alasan keselamatan :
Parking brake dalam kondisi ENGAGED
Transmission dalam kondisi NEUTRAL
Machine pada kecepatan NOL
Machine lain bisa jadi tidak mempunyai keistimewaan ini terpasang. System Penginjeksian Ether
Gambar 74
ECM mengontrol penggunaan ether dalam kondisi starting dingin. ECM menggunakan input dari sensor Speed/Timing dan Temperatur Coolant untuk menentukan kebutuhan ether.
ECM men-siklus ether 3 detik ON dan 3 detik OFF. Aliran actual ditentukan oleh kecepatan dan temperatur engine. Penginjeksian ether otomatis diinjeksikan ketika temperatur coolant di bawah 0°C (32°F) dan kecepatan engine di bawah 500 RPM. Manual Mode mengijinkan penginjeksian ether ketika temperatur coolant di bawah 10°C (50°F) dan kecepatan engine di bawah 1200 RPM. Dalam Manual Mode, ether dalam jumlah yang tepat diinjeksikan. Status pengijeksian ether dapat dibaca pada layar status ET.
TOPIK 3 Prinsip Kerja EUI dan HEUI Pendahuluan Caterpillar Electronic Engine merupakan langkah
maju pengembangan
fuel system dan terbukti ketangguhan dan kemampuannya. Caterpillar engine menggunakan
mechanical electronic
injector diatas masing-masing silinder untuk menginjeksikan
bahan bakar dan electronic control module (ECM) untuk mengontrol seberapa banyak bahan bakar yang akan diinjeksikan (fuel delivery) dan kapan bahan bakar harus diinjeksikan (injection timing). Caterpillar Electronic Engine terdiri dadi dua tipe yaitu:
Mechanically Actuated Unit Injector ( EUI) Hydraulically Actuated Electronic Unit Injector (HEUI)
Gambar 1
Electronic Unit Injector ( EUI ) Mechanically Actuated Electronic Unit Injector menggunakan mekanisme rocker arm untuk menekan tappet yang dibutuhkan untuk menaikkan tekanan fuel didalam unit injector. Rocker arm digerakkan secara mekanis oleh camshaft dan untuk beberapa jenis engine menggunakan perantara lifter dan push rod. ECM mengontrol jumlah fuel yang diinjeksikan tergantung pada signal yang dikirim ke electronic unit injector. Electronic unit injector akan menginjeksikan electronic unit injector solenoid di beri arus . ECM yang mengirim
fuel hanya jika
tegangan sebesar
70 - 105 VDC ke solenoid injector tergantung pada masing-masing tipe engine.
Gambar 2
Model engine caterpillar yang menggunakan system Mechanical Actuated Unit Injector adalah : 3176
C-15
3196
C-16
C-10
3500B
C-12
3456
3406E
C-18 dst
Model Engine Caterpillar terbaru menggunakan huruf C pada bagian depan modelnya seperti C10,C12,C15 dll. C10
merupakan pengganti 3176, C12 pengganti 3196,
C15&C16 pengganti 3406E dan C175 pengganti 3508B.
Gambar 3
Diagram Fuel System Electronic Unit Injector
Gambar diatas merupakan diagram komponen dan prinsip kerja EUI. EUI fuel system menggunakan supply bahan bakar bertekanan rendah dan kemudian menaikkan tekanan injeksi 10,000 hingga 30,000 psi. Bahan bakar dihisap oleh fuel transfer pump dari tangki melalui primary fuel filter, kemudian dialirkan ke fuel gallery di cylinder head melalui secondary fuel filter yang sanggup menyaring partikel hingga ukuran 2 micron. Tekanan fuel di fuel gallery diatur oleh fuel pressure regulator sebesar 25-60 psi. Fuel yang sudah standby di fuel gallery akan mengalir kedalam injector, saat roker arm menekan injector dan solenoid di energize oleh ECM, bahan bakar diinjeksikan kedalam kedalam cylinder.
Fuel delivery dan
timing ditentukan oleh input signal dari masing-masing sensor, kemudian data tersebut diolah oleh ECM dan selanjutnya ECM meng-energize solenoid pada saat dan jumlah yang tepat.
Gambar 4
Komponen Utama Injector system EUI
Lima komponen utama injector system EUI adalah :
Tappet Tappet merupakan komponen injector yang terhubung dan tertekan
langsung oleh
rocker arm. Pada tappet terdapat injector spring yang akan mengembalikan tappet keposisi semula saat rocker arm tidak dalam posisi menekan.
Plunger Plunger terhubung ke tappet dan akan bergerak naik turun untuk memompakan bahan bakar.
Barrel Barrel merupakan rumahan plunger yang memiliki sebuah saluran masuk bahan bakar.
Gambar 5
Cartridge Valve
Cartridge valve merupakan komponen yang mengatur saat dan jumlah bahan bakar diinjeksikan. Komponen cartridge valve adalah : Solenoid Solenoid merupakan komponen yang terdiri dari kumparan kabel listrik dimana saat dialiri arus yang yang berasal dari ECM, akan timbul gaya magnet. Armature Armature merupakan merupakan mekanisme perantara perantara yang akan tertarik kearah atas saat timbul kemagnetan pada pada solenoid. Seperti terlihat pada gambar diatas secara mekanis armature terhubung ke poppet valve. Poppet Spring Poppet spring terhubung ke poppet valve yang akan mengembalikan poppet valve keposisi semula saat arus yang diberikan ke solenoid dihilangkan.
Poppet Valve Poppet valve merupakan komponen yang membuka dan menutup saluran masuk bahan bakar kedalam barrel .
Gambar 6
Nozzle Assembly
Komponen nozzle assembly adalah :
Nozzle Spring Nozzle Check Nozzle Tip
Nozzle merupakan bagian yang akan mengatur tekanan dan pola penginjeksian bahan bakar. Nozzle assembly terdiri dari nozzle check
yang selalu tertekan oleh nozzle
spring, jarum ini akan mulai mengangkat dan membuka saluran penginjeksian pada nozzle tip jika tekanan sudah mencapai 5000 Psi.
Gambar 8
Tahapan Penginjeksian
Empat tahapan penginjeksian pada EUI system yaitu : Pre-injection Injection Fill Spill
Pada saat rocker arm tidak menekan injector, tappet spring menjaga injector plunger memanjang. Fuel yang bertekanan
sekitar 60 psi dapat mengalir ke
injector melalui fill/spill port, melewati solenoid valve, menuju plunger cavity.
Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa system EUI tergantung pada gerakan mekanis, pada saat cam berputar dan menekan rocker arm, Rocker arm menekan tappet dan plunger kebawah. Ketika
injector poppet valve terbuka, tekanan tidak akan timbul
didalam barrel sehingga solar kembali lagi ke fill/spill port. Meskipun
EUI system merupakan fuel system yang sangat bagus, masih terdapat
keterbatasan yaitu injection pressure sangat tergantung pada kecepatan komponen mekanikal atau dapat juga dikatakan
injection pressure sangat tergantung pada
kecepatan engine.
Gambar 9
Hydraulic Electronic Unit Injector ( HEUI ) Pendahuluan
HEUI fuel system, yang merupakan singkatan dari Hydraulically actuated Electronically Controlled Unit Injector dengan prinsip dasar penggunaan oil engine yang dipompakan oleh pompa hidrolik tekanan tinggi untuk menggerakkan injector yang terpasang pada
masing-masing silinder. Hal yang membedakan HEUI dan EUI hanya dari system output,
sementara system input dan kontrolnya memiliki prinsip kerja yang hampir
sama. Disamping
kemampuan
electroniknya ditambah, ECM juga mengontrol fuel
delivery, timing, and injection pressure. mencapai
Injection pressure
23,500 psi . System ini menggunakan
saluran
pada system ini dapat bahan bakar satu jalur ,
sehingga pipa bahan bakar bertekanan tinggi seperti yang umum dijumpai pada engine mekanikal tidak dipergunakan.
Gambar 10
System HEUI dipergunakan pada beberapa
model engine Caterpillar yaitu
3408,3412,3126 C7, C9, C30 dan C32 . Engine 3408 & 3412 memiliki rancangan injektor dan pompa yang sama, sementara pada perbedaan pada rancangan pompa dan injectornya.
engine 3126B dan C9, terdapat
Gambar 11
Grafik HEUI Injection Pressure
Keuntungan terbesar dari system HEUI
adalah
injection pressure-nya
tidak
tergantung kepada engine speed. Injection pressure dikontrol antara batas tekanan minimum dan maximum oleh HEUI system. Hal ini menghasilkan pengabutan bahan bakar yang sempurna meskipun engine beroperasi pada rpm rendah sehingga emisi gas buang lebih bagus.
Gambar 12
IAP Control Valve & Pompa HEUI
IAP Control Valve dan pompa pada engine 3408/3412, C9 dan 3126 memiliki prinsip dasar yang sama yaitu oil yang akan menekan plunger injector dipompakan oleh pompa HEUI dan pengaturan tekanan oil pada system HEUI dilakukan oleh IAP control valve. Perbedaan dari masing-masing pompa dan IAP control valve hanya dari segi rancangan. Pompa HEUI engine 3408/3412 merupakan jenis variable displacement piston pump yang diatur sudut swashplate oleh IAP control valve dan ECM sehingga diperoleh tekanan oil yang bervariasi untuk menghasilkan proses pembakaran yang sempurna didalam silinder. Pompa HEUI engine C9 merupakan jenis fix displacement piston pump yang dilengkapi dengan sebuah mekanisme sleeve yang diatur oleh IAP control valve dan ECM untuk memperoleh tekanan oil yang bervariasi
untuk menghasilkan pembakaran yang
sempurna. Pompa HEUI engine 3126 merupakan jenis fix displacement pump. Pengaturan tekanan oil dilakukan dengan prinsip membuang aliran oil ke saluran drain melalui besarnya pembukaan saluran drain oleh mekanisme IAP control valve. Setiap jenis engine memiliki
IAP control valve menggunakan sebuah proporsional
solenoid yang diberi arus oleh engine ECM. Pada saat besarnya arus
menuju
proporsional solenoid dikurangi maka tekanan oil pada HEUI system turun dan begitu sebaliknya.
Gambar 13
Prinsip Kerja HEUI System
Perbedaan utama antara EUI dan HEUI adalah HEUI pump, IAP sensor, injection actuation pressure (IAP) Control Valve dan injector digerakkan secara hydraulic. IAP control valve berada pada HEUI pump yang berfungsi mengatur tekanan oil untuk menuju injector. IAP sensor berada pada saluran high pressure oil dan memonitor tekanan aktual oil yang dihasilkan IAP control valve, kemudian mengirim data tersebut menuju
ECM.
Data
tekanan
oil
aktual
tersebut
diolah
oleh
ECM
dengan
membandingkannya dengan desire injection actuation pressure ( pressure yang diinginkan oleh ECM ). Berdasarkan data tersebut pengaturan tekanan terjadi berdasarkan besarnya arus listrik yang dikirimkan oleh ECM menuju solenoid IAP control valve. Dapat disimpulkan bahwa ECM mengendalikan
injection actuation pressure melalui
signal IAP control valve tergantung pada input signal dari sensor.
Gambar 14
Injector HEUI Engine
In jector setiap m model e engine H HEUI m memiliki r r ancangan y yang b ber beda namun p pr insip k ker janya ttetap s sama. P Pr oses p pengin jeksian b bahan bakar pada H HEUI e engine tter dir i d dar i llima ttahapan, y yaitu :: 1.
Pre injection
2.
Pilot injection
3.
Delay
4. 5.
Main Injection E nd of inj ection
Pilot injection adalah penyemprotan awal sejumlah kecil bahan bakar yang diselingi oleh tenggang waktu tertentu (Delay) sebelum penginjeksian utama (main injection) dilaksanakan. Pilot injection dimaksudkan untuk memberikan pembakaran awal supaya pada saat terjadi main injection, bahan bakar terbakar dengan cepat dan sempurna.
