AKTUATOR PADA ENGINE EFI

I. PENDAHULUAN

Modul Sistem Aktuator ini membahas tentang beberapa macam aktuator yang digunakan pada kendaraan EFI. Pembahasan pada modul ini meliputi fungsi masing-masing aktuator, prinsip kerja masing-masing aktuator Adapun system aktuaktor yang akan dibahas pada modul ini meliputi; Injektor, ISC (Idle Speed Control), Relay Pompa Bahan Bakar, ESA (Electronic Spark Advanced), EGR (Exhaust Gas Recirculating), EVAP (Evaporative Control System).

II. PEMBELAJARAN

1. Tujuan

Setelah mengikuti dan melaksanakan kegiatan belajar, diharapkan peserta dapat memiliki kemampuan dalam menyebutkan macam-macam aktuator, menjelaskan fungsi serta prinsip kerja masing-masing aktuator.

2. Materi

A. INJEKTOR

FUNGSI SYSTEM

Injector merupakan nosel elektromagnet yang bekerjanya dikontrol ECM untuk menginjeksikan bensin ke intake manifold. Injektor dipasangkan di ujung intake manifold dekat intake port (lubang pemasukan) dan dijamin oleh delivery pipe.

1.      Rumah/dudukan

2.      Saluran bahan bakar

3.      Selenoid/lilitan

4.      Katup Jarum

5.      Cincin ‘O’ (seal)

b. PRINSIP KERJA

Injektor bekerja berdasarkan elektro-magnetis yang diatur oleh ECU. Bahan bakar disemprotkan dengan sangat halus. Terkadang tiap injektor dirangkai dengan tahanan luar. Bila signal dari ECM diterima oleh coil selenoid, maka plunger akan tertarik melawan kekuatan pegas. Karena needle valve dan plunger merupakan satu unit, valver juga akan tertarik dari dudukan dan bensin akan disemrpotkan selama katup terbuka. Pengaturan banyak sedikitnya bensin yang disemprotkan sesuai dengan lamanya signal dari ECM. (lamanya katup terbuka), karena langkah needle valver tetap.

   B. ISC (Idle Speed Control)

 Fungsi system

ISC (Idle Speed Control) dipasang pada throttle body engine. Pengontrolan rasio udara yang masuk ke dalam mesin tergantung dari sinyal ECU untuk mengontrol putaran idle. Kecepatan Idling dikontrol mengandalkan beberapa parameters terdiri dari putaran mesin aktual, temperatur coolant, air-conditioning system dan status pemakaian headlamp, dsb. ECM mengirim informasi tersebut ke dalam sinyal kontrol ISC untuk mengontrol idling agar optimal.

Beberapafungsi dari ISC sebagai berikut:

1) Menghemat bahan bakar dan memperkecil suara mesin ketika Idling

Putaran idling terendah adalah merupakan momen yang paling baik untuk menghemat pemakaian bahan bakar, noise dan getaran. Namun begitu, output mesin pada putaran rendah juga kecil, dan kecepatan mesin akan tidak stabil apabila beban mesin bertambah, akibatnya mesin akan menimbulkan getaran atau mati. Dan sebaliknya apabila putaran idling mesin terlalu tinggi, maka pemakaian bahan bakar akan menjadi boros dan banyak mengeluarkan emisi yang tidak berguna. Oleh karena itulah putaran idling harus dikontrol mengikuti kondisi perubahan laju kendaraan.

2) Cranking Idle Control, dimana Besar udara yang masuk dikontrol berdasarkan temperatur coolant.

3) Fast Idle Control, yakni Menurunkan waktu proses warm-up time pada mesin.

4) Idle Up Control, Kecepatan Idling akan naik ke target putaran rpm yang telah ditentukan mengandalkan beban elektrikal, misalnya, air-conditioning system, dan sinyal status beban dari Auto-transmission bila dilengkapi.

5) Dash Pot Control

Berfungsi untuk mencegah agar throttle valve tidak menutup secara tiba-tiba, dan hasilnya adalah mengurangi bergetarnya mesin dan memperbaiki kontrol emisi selama proses deselerasi cepat.

b. PRINSIP KERJA

1) By-pass Air Control Type

Gambar berikut adalah konfigurasi kontrol udara tipe by-pass. Tergantung dari jenis actuator yang dipakai, maka by-pass air control ini dikelompokkan ke dalam tipe Rotary solenoid, Linear solenoid , dan Step motor.

(a) Tipe Rotary Solenoid

   Gambar berikut ini adalah adalah actuator tipe rotary solenoid. Actuator tersebut terdiri dari komponen penggerak yaitu coil dan permanen magnet, dan komponen pengatur aliran yatu rotary valve. Rotary solenoid merupakan katup elektronik yang mengatur rute aliran udara menggunakan posisi katup berbeda. dengan cara memutar katup aliran arus yang melewati coil. Closing coil akan OFF apabila opening coil ON dan sebaliknya, cosing coil akan ON apabila opening coil OFF. ECM menjalankan gerakan ON/OFF tersebut bisa sebanyak 100 kali per detik.

 

Rangkaian ISC tipe Rotary Solenoid

            b) Tipe Linear Solenoid

Aktuaktor tipe Linier Selenoid

Tipe linear solenoid gunanya adalah untuk mengontrol besar udara dalam jumlah yang lebih sedikit , karena itulah dia menggunakan satu katup udara. Gambar diatas adalah salah satu contoh actuator tipe linear solenoid. Tipe ini menggerakkan posisi katup dimana gaya electromagnetic yang dihasilkan oleh pembesaran arus yang mengalir melalui solenoid menjadi setara dengan gaya pegas, tujuannya adalah untuk mengatur route aliran udara. 

(c) Type Step Motor

Gambar dibawah ini adalah actuator tipe step motor. Actuator ini terdiri dari rotor yang terbuat dari permanent magnet, step motor terbuat dari stator coil, feed screw yang merubah gerakan putar menjadi garakan maju-mundur, dan komponen katup. Step motor merubah arus di dalam stator coil secara bertahap untuk memutar rotor baik ke arah depan maupun sebaliknya. Kemudian feed screw menggerakkan katup ke atas dan bawah untuk mengatur rute udara. Step Motor tipe idle speed Aktuator dipasang pada throttle body, fungsinya adalah mengontrol kecepatan mesin dengan cara mengatur aliran udara secara bypass.

Lokasi Step Motor

Step Motor Operation

Step motor ini mempunyai 6 terminal. Tenaga battery disuplai ke 2 terminal melalui control relay. Terminal lainnya dihubungkan ke ECM dan 4 coil dikontrol secara berurutan. Motor berputar berdasarkan urutan ON-OFF terminal. Untuk putaran terbalik, urutan kontrolnya adalah terbalik. Pada saat motor berputar, 1 kali putaran terdiri dari 24 tahap, jika membuat 5 putaran maka langkahnya adalah 120.

3. Relay Pompa Bahan Bakar

Fungsi Relay Pompa Bahan Bakar

Sistem bahan bakar merupakan point penting dalam sistem EFI. Sistem bahan bakar berfungsi mensuplay bahan bakar pada engine sesuai kebutuhan tenaga mesin. Bahan bakar dipompa keluar dari tangki bahan bakar oleh pompa melalui saringan bahan bakar dan kemudian dikirim ke injector-injektor. Tekanan bahan bakar pada injector dipertahankan konstan (2,9 kg/cm² atau 2,55 kg/cm² tergantung pada model mesin), lebih besar dari tekanan intake manifold. Kemudian bahan bakar diinjeksikan, maka tekanan didalam pipa akan berubah sidikit. Pada beberapa mesin tertentu dilengkapi dengan pulsation damper untuk mencegah agar tekanan tidak menurun. Untuk mempermudah pengontrolan sistem pompa dipasangkan relay pompa bahan bakar. Sistem kendali relay oleh ECU berdasarkan sensor putaran untuk type D Jetronik, sensor Air flow meter untuk type L jetronik serta sensor starter.

Pompa bahan bakar ada dua type yaitu type di dalam tangki (in-tank type) yaitu pompa bahan bakar ini dipasang didalam tangki bahan bakar. Type ini lebih halus karena terendam bahan bakar dan type outline (ex-tank type) yaitu pomba bahan bakar dipasang diluar tangki. Pompa bahan bakar pada kendaraan dengan mesin EFI, hanya akan bekerja bila mesin dalam keadaan hidup. Hal ini untuk mecegah bahan bakar dipompakan ke mesin saat kunci kontak ON, tetapi mesin dalam keadaan mati. Model pengontrolan pompa bahan bakar yang digunakan dewasa ini adalah jenis control ON-OFF oleh ECU dan Kontrol ON-OFF oleh Fuel Pump Switch.

Prinsip Kerja

1). Pompa bahan bakar dengan control on-off oleh ECU.

Saat mesin distarter, bila mesin distarter arus mengalir ke terminal IG kunci kontak ke koil L1 pada EFI main relay, menyebabkan relay ON. Pada saat yang sama, arus mengalir dari terminal ST pada kunci kontak ke koil L3 pada circuit opening relay, relay ini menjadi ON dan mengoperasikan pompa bahan bakar. Selanjutnya sarter bekerja dan mesin berputar, pada saat ECU menerima sinyal NE. sinyal ini menyebabkan transistor di dalam ECU menjadi ON dan arus mengalir ke koil L2 circuit opening relay

EFI type D-Jetronik (Bekerja dipengaruhi oleh : posisi starter dan sinyal putarandari distributor)

Setelah mesin hidup, dan kunci kontak kembali dari posisi start (terminal ST) ke posisi ON (terminal IG), arus yang mengalir ke koil L3 pada circuit opening relay akan terputus. Tetapi arus masih tetap mengalir ke koil L2 ketika mesin masih dalam keadaan hidup, karena transistor di dalam ECU ON. Akibatnya circuit opening relay tetap ON dan pompa bahan akan tetap bekerja. Bila mesin mati, sinyal NE yang ke ECU akan terputus. Hal ini menyebabkan transistor OFF dan arus yang ke koil L2 pada circuit opening relay akan terhenti. Dengan demikian circuit opening relay akan OFF dan pompa bahan bakar tidak bekerja.

2). Pompa Bahan Bakar Kontrol ON-OFF oleh Fuel Pump Switch.

Saat mesin hidup, arus mengalir dari terminal IG pada kunci kontak ke L1 koil main relay EFI sehingga relay ON. Arus yang juga mengalir dari terminal ST pada kunci kontak ke L3 koil relay, sehingga mesin hidup, measuring plate air flow meter mulai membuka. Swicth pompa bahan bakar menjadi ON, dimana terjadinya hubungan dengan measuring plate dan arus mengalir ke L2 koil circuit opening relay.

Setelah mesin hidup dan kunci kontak diputar kembali dari start ke ON, arus yang ke L3 koil circuit opening relay akan terputus. Tetapi arus masih tetap mengalir lewat L2 koil, ketika mesin hidup disebabkan di dalam saklar pompa bahan bakar pada air flow meter ON. Akibatnya circuit opening relay akan off sehingga pompa masih terus bekerja

.

EFI type L-Jetronik (Bekerja dipengaruhi oleh ; sinyal start dan saklar air flow meter menutup)

Bila mesin mati, measuring plate menutup rapat dan saklar pompa bahan bakar menjadi off. Dengan demikian arus yang mengalir ke L2 koil dari circuit opening relay akan terputus, circuit opening relay off dan pompa berhenti bekerja. Akibatnya circuit opening relay akan off dan pompa bahan bakar tidak beroperasi.

4.    ESA (Electronic Spark Advancer)

Fungsi system

ESA merupakan sistem untuk mengatur pemajuan pengapian oleh ECU. Agar efisiensi output mesin dapat maksimal, campuran udara dna bensin dibakar dan menghasilkan tekanan pembakaran yang maksimum dan itu terjadi sekitar 10⁰ setelah titik mati atas (TMA). Oleh karena waktu yang dibutuhkan untuk membakar campuran udara dan bahan bakar untuk menghasilkan tekanan maksimum bervariasi, tergantung dengan putaran mesin dan tekanan di intake manifold. Pembakaran harus dimajukan ketika mesin pada putaran tinggi dan dimundurkan saat putaran mesin rendah.

Prinsip Kerja

ESA bekerja dikendalikan oleh ECU. ECU menentukan saat pengapian yang disimpan dalam memori, yaitu berisi data dari setiap kondisi kerja mesin, lalu dikirim signal pengapian yang tepat ke igniter. Dengan demikian ESA selalu dapat memastikan saat pengapian yang optimal segingga efisiensi pemakaian bahan bakar dan tenaga mesin yang dihasilkan berada pada tingkat yang optimal. Sistem ini bekerja mendeteksi (putaran mesin, aliran udara masuk, temperature mesin dll) berdasarkan dari setiap sensor, selanjutnya menentukan saat pengapian yang optimum sesuai dengan kondisi mesin dengan mengirim sinyal pemutusan arus primer ke igniter yang mengontrol saat pengapian. Adapun sistem pengapian yang masih menggunakan distributor yakni type IIA (Integrated Ignition Assembly) yaitu menggunakan igniter dan ignition coil dengan distributor sedangkan pada non IIA dipasang secara terpisah. Adapun keunggulannya adalah ukuran kecil dan ringan, tidak mengalami masalah putus sambungan sehingga keandalan tinggi, memiliki daya tahan tinggi terhadap air serta tidak mudah terpengaruh oleh kondisi sekitarnya