Pengantar ECS (Engine Control System)

 

Terdapat 3 Elemen penting untuk menghasilkan tenaga pada mesin bensin:

1. Campuran Udara dan bahan bakar yang sesuai

2. Kompresi yang baik

3. Loncatan bunga api yang baik

Campuran sesuai :

- Homogen

- Perbandingan campuran 1 : 14,7 ( 1 kg bensin dengan 14,7 kg udara) --> Ideal

- Untuk kondisi tertentu disesuaikan

Kompresi baik :

- Perbandingan kompresi e = 8 – 12

- Menaikkan rendamen volumetrik

- Tekanan kompresi : 10 - 15 bar

- Tekanan pembakaran : 40 - 60 bar

Pengapian baik :

- Cukup tenaga listrik ( 3 mJ )
- Waktu penyalaan yang tepat

Perlu kontrol yang tepat untuk mendapatkan ketiga elemen ini secara bersamaan (campuran udara – bensin (AFR) sesuai, kompresi yang baik dan WAKTU loncatan api yang kuat dan tepat).

Proses Kontrol Komputer
Agar kontrol bekerja dengan baik, diperlukan sistem yang komprehensif dari berbagai input dan output.

Sensor :

Komponen-komponen sebagai masukan :
- Sensor putaran
- Sensor aliran udara
- Sensor temperatur
- Sensor gas buang
- Dll.

Kontrol :

Bagian untuk memproses data-data masukan menjadi keadaan kerja engine sesuai
keinginan (harapan)
Aktuator :
Komponen-komponen sebagai aktor (pengeksekusi) suatu perintah :
- Injektor
- Koil
- Katup pengatur putaran (ISC)
- Dll.

Kesimpulan :

Saat pengapian yang tepat dipercikkan oleh KOIL pada busi, banyak-sedikitnya bensin disemprotkan oleh INJEKTOR, Pengaturan pembukaan dan penutupan katup untuk memperbaiki rendamen volumetrik berdasarkan masukan dari sensor-sensor.

Kontrol Sistem Bahan Bakar

Sistem EFI memakai sensor-sensor untuk mendeteksi kondisi kerja mesin dan kendaraan. Sesuai dengan sinyal dari sensor-sensor tersebut, ECU mendeteksi semua kondisi untuk mengatur volume injeksi bahan bakar dengan campuran udara-bahan bakar yang optimal sepanjang waktu. Misal: saat start, selama pemanasan mesin, akselerasi, deselerasi, atau membawa beban berat.

Start dan pemanasan :

Pada saat start dan pemanasan (temperatur mesin dingin) perlu penambahan bahan bakar karena :
- Putaran mesin rendah (kompresi rendah)
- Campuran bahan bakar dan udara kurang homogen.
Tanpa Beban :
Selama berkendara dengan normal, ECU mesin menentukan volume injeksi bahan bakar untuk mencapai rasio teoritis udara-bahan bakar ( 1 : 14,7 ).
Dengan Beban :
Saat terdeteksi kondisi beban ECU mengkalkulasikan volume injeksi bahan bakar yang optimal dan mengoperasikan injektor untuk menginjeksikan volume bahan bakar yang cukup (campuran kaya).

Kontrol Sistem Pengapian

Waktu pembakaran campuran udara dan bensin sekitar 2 milidetik dari awal diledakkan sampai terbakar sempurna. Dalam sistem motronik (Electronic Spark Advance),
Berdasarkan putaran dan beban mesin, ECU secara tepat mengontrol waktu pengapian agar mesin dapat menghasilkan :
- Tenaga maksimum
- Irit bahan bakar
- Tidak terjadi detonasi
- Gas buang ramah lingkungan.

Kontrol Putaran Idel (ISC = Idle Speed Control) = IAC (Idle Air Control)

Mempertahankan putaran idel pada semua kondisi saat katup gas tertutup, dengan mengatur udara masuk lewat saluran bypass atau pengaturan katup gas.

Sistem ISC mengontrol
Kondisi-kondisi yang dikontrol :
1. Temperatur dingin, putaran dinaikkan supaya mesin mudah hidup dan temperatur kerja cepat tercapai.
2. Beban AC, putaran dinaikkan (Idel Up) karena mesin terbebani oleh kompresor AC dan supaya sistem pendinginan AC dapat terpenuhi.
3. Beban Steering,
4. Beban Kelistrikan
5. dll.

Kontrol EGR (Exhaust Gas Recerculation)

Katup EGR berfungsi mensirkulasikan gas buang ke intake, EGR akan mereduksi temperatur yang terlalu akibat kompresi pada
Dengan begitu kadar NOx dapat diturunkan (diminimalkan).

Kapan sistem EGR berfungsi :
• Putaran Idel
• Putaran rendah
• Beban menengah
Kapan sistem EGR tidak berfungsi
• Akselerasi
• Kecepatan tinggi
• Beban tinggi
Kontrol Penguapan Tangki Bahan Bakar

Sistem Kontrol Emisi Penguapan mencegah bahan bakar yang menguap dari tangki bahan bakar untuk lepas ke atmosfir. Ini dilakukan dengan sebuah aktif) yang untuk sementara menyerap emisi penguapan. Emisi ini kemudian dibawa masuk dan dibakar setelah mesin selesai dipanaskan.

Nama bagian:
1. Dari tangki bensin
2. Karbon kanister
3. Udara luar
4. Katup kanister
5. ke Intake manifold
6. Katup gas
Kontrol Kerusakan (Program darurat)
ECU secara konstan memonitor sinyal - sinyal yang di input oleh berbagai sensor. Bila ECU mendeteksi kerusakan pada sinyal input ECU merekam kerusakan dalam bentuk DTC (Diagnostic Trouble Codes) dan menyalakan MIL (Malfunction Indicator Lamp). Kendaraan masih dapat berjalan dengan program darurat. Dengan demikian kendaraan masih dapat dikendarai untuk secepatnya dibawa ke bengkel.

Kontrol Pembukaan Katup
Rendamen volumetrik yang tetap tinggi mempertahankan tekanan kompresi yang tinggi sehingga daya engine tetap tinggi pada setiap keadaan kerja mesin. Hal-hal yang mempengaruhi untuk rendamen volumetrik antara lain keterbatasan besar lubang pemasukan dan pembuangan, kecepatan gerak torak dan kecepatan aliran udara, tanpa mengabaikan awal dan akhir pembukaan katup dengan lembut untuk menghindari benturan/ketukan.

Saat start posisi retard sehingga tidak ada overlap katup, saat putaran semakin tinggi pengisapan terlambat, untuk memperbaikinya overlap pembukaan katup diperlukan dan diperbesar.
Logika
Saat start aliran udara rendah, rendamen volumetrik cukup tinggi, kelembaman aliran gas buang rendah, tidak diperlukan overlaping katup.
− Putaran semakin tinggi, rendamen volumetrik semakin rendah, aliran gas buang semakin tinggi memiliki daya hisap/kelembaman aliran tinggi, overlap bisa diperbesar, rendamen volumetrik jadi lebih baik.
Referensi :
1. Modul diklat mesin mobil PPPPTK BOE – VEDC Malang
2. Toyota Material Training
3. BOSCH Automotive Hand Book