Actuators dan Troubleshooting

Transkripsi

1 Actuators dan Troubleshooting Translated by : daniyusuf@gmail.com 1 Training Support & Development

2 Bab 1 Fuel Pump 1. Sekilas mengenai fuel pump ketika melakukan starting, fuel pump digerakan oleh tenaga battery dan setelah itu kerjanya dikontrol oleh ECM. Tipe fuel pump yang dipakai adalah tipe tube (tabung): Pompa tipe in-tank dipasang di dalam fuel tank sedangkan untuk pompa tipe in-line dipasang di luar fuel tank. Pompa tipe In-line umumnya diperuntukan dan digunakan untuk yang lebih mementingkan anti-noise dan anti-vapor-lock. Pompa ini terdiri dari satu DC motor, satu check valve, satu relief valve, dan mempunyai arus relatif yang dikontrol oleh control relay, dsb. Berdasarkan metode pemasangannya, pompa dibagi ke dalam "External fuel pump" atau "In-tank fuel pump". 2. External Fuel Pump External fuel pump adalah pompa bahan bakar yang dipasang sejalur diluar fuel tank, pompa ini menghisap bahan bakar melalui gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran rotor yang ada pada motor tipe ferrite, kemudian memberikan bahan bakar jalur suplai bahan bakar. Fuel pump terdiri dari rotor plate yang digerakkan oleh motor, pump casing yang letaknya menghadap rotor plate, dan roller yang menutup seals pump spacer antara pump casing dan rotor plate, seperti tampak pada gambar 1 Cara kerja fuel pump mengandalkan gaya sentriffugal yang dibangkitkan oleh rotor yang akan mendorong dinding bagian luar pump spacer agar bergerak di sepanjang dinding, dengan tujuan menghasilkan ruang vacuum diantara inlet rollers dan pump spacer, untuk kemudian ruang vacuum tersebut akan diiisikan dengan bahan bakar. Putaran rollers akan menaikkan ruang dan menghantarkan bahan bakar ke outlet. Ruang pada outlet kemudian berkurang untuk menaikkan tekanan agar bahan bakar bisa keluarkan. Bahan bakar yang Keluar dari pompa kemudian akan melewati sekeliling armatur motor untuk membuka check valve dan untuk kemudian lewat melalui silencer untuk mencapai jalur bahan bakar. Penghisapan/Pengeluaran akan diselesaikan dalam satu putaran rotor. Fuel pump mempunyai kecepatan kerja sekitar 1,700 ~ 2,500rpm, dengan rentang keluaran sekitar 1.5 ~ 2.5 liter / menit dan dengan tekanan sebesar 3.0 ~ 6.0kg/cm2. Fuel line atau jalur bahan bakar mempunyai suplai tekanan sebesar 2.75 ~ 3.40kg/cm2 dan diatur oleh fuel pressure regulator termasuk outlet silencer untuk mencegah agar pompa tidak bergetar. 2 Training Support & Development

3 1) Relief Valve (Pressure Limiter) Apabila jalur bahan bakar mampet pada saat pompa bekerja, relief valve akan mengatur keselamatan sistem agar sistem jalur bahan bakar tidak rusak dan bocor katup relief ini akan membuka apabila tekanan bahan bakarnya mencapai tingkat tertentu, agar rute tekanan tinggi diarahkan ke inlet pompa kemudian mengalir melaui bagian dalam pompa dan motor, untuk menghindari bertumpuknya tekanan. 2) Check Valve (Non-Return Valve) Pada saat mesin dimatikan, check valve yang terletak di dalam fuel pump akan menutup oleh gaya pegas, dan tetap mempertahankan tekanan di dalam jalur bahan bakar agar pada saat mesin akan dihidupkan menjadi lebih mudah, dan untuk mencegah kemungkinan terjadinya vapor lock oleh perubahan temperatur di dalam sistem bahan bakar. 3) Silencer Silencer berguna untuk menurunkan tingkat perubahan tekanan (getaran) dan noise yang dihasilkan dari aliran fuel pump, dengan mengandalkan diaphragm dan orifice. Roller-cell pump Motor armature Non-return valve Suction side Pressure side Relief valve Rotor race plate Pump casing Suction side Pressure side Roller Pump spacer Rotor plate Gambar 1 External Fuel Pump dan Konfigurasi dasar, Prinsip kerja 3 Training Support & Development

4 3. In-tank Fuel Pump Pada gambar 1-2 diterangkan configurasi utama pompa bahan bakar tipe in-tank. Kebanyakan pompa bahan bakar tipenya adalah impeller. Pompa ini dipasang di dalam fuel tank, oleh karena itulah unggul dibandingkan dengan external fuel pump sebagai berikut: - Bunyi suara yang ditimbulkan sedikit dan tingkat getaran bahan bakarnya juga lebih sedikit - Momennya kecil dan putannya tinggi sehingga bentuknya bisa dibuat kompak dan ringan - Tingkat pencegahan kebocoran dan vapor lock cukup baik. Fuel pump jenis ini terdiri dari DC motor dan turbine pump, yang menyatu dengan menggunakan motor penggerak impeller dan ruang pompa yang terdiri dari pump casing, pump cover, relief valve dan check valve. Gambar 1-2 adalah ilustrasi mekanisme kerja fuel pump. Ketika gaya putar disalurkan ke impeller, maka akan dihasilkan gap tekanan dari gesekan antara ulir sekeliling impeller dan fluid. Motor akan terus bekerja, dan kemudian fuel fluid yang dihasilkan dari aliran spiral akan lewat melaui motor untuk menaikkan tekanan. Kemudian tekanan yang naik tersebut akan membuka check valve untuk menghantarkan bahan bakar ke outlet. Fuel pump ini mempunyai kecepatan antara 1,700 ~ 2,500rpm, tekanan keluar sekitar. 3.0 ~ 6.0kg/cm2. Rentang tekanan jalur bahan bakar antara 2.75 ~ 3.45kg/cm2. 1) Relief Valve Fuel pump dijalankan oleh DC motor dengan kecepatan tetap, oleh karena itulah tekanannya untuk mengeluarkan bahan bakar cenderung selalui konstan, tanpa dipengaruhi kecepatan mesin. Tekanan yang dikeluarkan diset berdasarkan range putaran mesin tinggi, dan akan naik tinggi ketika kecepatan mesin rendah dengan konsumsi oli yang lebih sedikit. Tekanan yang tidak normal akan membuka relief valve agar tekanan tetap lebih rendah dan mempertahankan tekanan di jalur bahan bakar agat tetap konstan. 2) Check Valve Begitu fuel pump berhenti pegas yang ada pada check valve secara otomatis akan menutup lubang outlet, untuk menjaga agar takanan bahan bakar di jalur selalu tetap, dan untuk menghindari kemungkinan terjadi vapor lock di dalam jalur bahan bakar karena tekanan tinggi ketika cuaca panas atau setelah mesin dimatikan, dan untuk memastikan agar pada saat mesin distart nanti akan mudah. Sebagai tambahan katup tersebut berfungsi untuk mencegah arus balik karena tekanan yang berlebihan di dalam jalur bahan bakar ketika mesin di start. 4 Training Support & Development

5 Motor armature Impeller Pump cover Outlet Check valve Inlet Relief valve Pump casing Outlet Inlet Impeller Casing Fig. 1-2 Konfigurasi dasar dan prinsip kerja fuel pump tipe In-Tank Fig Module fuel pump tipe In-Tank (Ruturnless Fuel System) 5 Training Support & Development

6 4. Memeriksa Kerja Fuel Pump 1) Putar kunci kontak ke posisi OFF. 2) Hubunkan power battery secara langsung ke fuel pump drive connector (Lihat gambar pengetesan fuel pump). Dengarkan suara yang keluar dari pump saat berputar. Dikarenakan pump ini letaknya di dalam fuel tank, diperlukan berkonsentrasi penuh untuk mendengarkan suara kerja pump tersebut. Kemudian buka fuel tank cap dan dengarkan suara yang keluar melalui filler port. 3) Pasang pressure gauge pada service valve atau permukaan fitting yang ada pada pressure gauge, kemudian perhatikan kenaikan takanan bahan bakarnya. (Lihat gambar di bawah ) 4) Gunakan alat ammeter kemudian ukurlah berapa banyak bahan bakar yang keluar dari fuel pump. 5) Tahan selang bahan bakar tangan kemudian periksa apakah ada tekanan bahan bakarnya. Fig. 1-3 Memeriksa melalui terminal Fuel Pump Drive Fig Fuel Pump Circuit 6 Training Support & Development

7 Periksa tegangan kerja fuel pump, ukurlah tegangan yang ada pada terminal cek fuel pump pada saat mesin di-cranking atau pada saat mesin hidup. Hasil pengukuran harus sama dengan tegangan yang ada pada battery. Jika tidak, periksa fuse, fuel pump relay, ECM dan kondisi wiring yang ada pada terminal cek fuel pump. ECM menjalankan fuel pump ketika crankshaft position sensor mengirimkan sinyal. Jika fuel pump, injector dan ignition spark tidak bekerja ketika mesin di - cranking, maka periksa crankshaft position sensor. Untuk pemeriksaan crankshaft position sensor check, lihat bab engine sensors. Untuk pemeriksan takanan bahan bakar, ukurlah tekanan bahan bakar yang ada di dalam jalur fuel line untuk memeriksa apakah tekanannya masih sesuai dengan spesifikasi atau tidak. Lihat shop manual, karena letak pengukuran dan besarnya tekanan bahan bakar berbeda-beda tergantung dari modelnya. 7 Training Support & Development

8 5. Gejala Bila Fuel Pump mengalami Failure - Dalam keadaan idle tiba-tiba mesin mati sendiri. - Saat melaju, akselerasinya kurang tersendat-sendat atau mesin mati. - Noise yang ditimbulkan oleh pump motor sangat tinggi. - Mesin tidak bisa dihidupkan. 6. Mengetes tekanan bahan bakar 1) Fuel Pressure Regulator Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan secara elekronik diatur mengandalkan tekanan bahan bakar dan lamanya waktu penginjeksian. Oleh karena itulah jumlah bahan bakar dikontrol oleh lamanya waktu injeksi dengan tekanan bahan bakar konstan. Celah tekanan antara tekanan bahan bakar dan tekanan yang ada di dalam intake manifold harus konstan agar dapat mengontrol besar penginjeksian bahan bakar berdasarkan waktu injeksi oleh injector. Agar tujuan ini tercapai, maka dipasang fuel pressure regulator di dalam pipa penghantar bahan bakar (untuk sistem bahan bakar yang menggunakan tipe returnles letaknya di dalam pump inside yang tertanam di fuel tank). Fuel pressure regulator mempunyai spring seal, yang dihubungkan ke intake manifold melalui selang vacuum hose agar tekanan injeksinya bisa tetap konstan. 2) Sistem bahan bakar tipe Returnless Fuel pump menjaga agar tekanan bahan bakar selalu tetap konstan agar proses injeksinya benar. Ada dua macam tipe fuel pump yaitu: Return type yang akan mengembalikan suplai bahan bakar yang berlebihan kecuali yang sedang disuplai ke msin, dan returnless type yang mensuplai bahan bakar sebanyak yang dibutuhkan oleh mesin. Tekanan bahan bakar ditentukan berdasarkan tingkat kecukupan bahan bakar yang perlu diinjeksi oleh injector dan sekaligus mempermudah penguapan. Sebagai tambahan akan menjadi lebih baik untuk mempertahankan tekanan setinggi mungkin untuk mencegah kemungkinan timbulnya penguatan pas di dalaam sistem jalur bahan bakar. Namun demikian tekanan tersebut harus dibatasi oleh sistem yang handal agar tekanannya tidak berlebihan, dan sistem power supply yang handal yang dapat menjaga tekanan tinggi dalam waktu tertentu. Keunggulan returnless dibandingkan dengan tipe return adalah bahwa pada tipe returnless kendala temperatur bahan bakar dan gas yang menguap sebisa mungkin dapat dihilangkan. Ketika bahan bakar disuplai ke mesin dan kembali, maka bahan bakar yang kembali tersebut akan panas oleh panas mesin, oleh karena itulah perlu pengaturan hanya bahan bakar yang diperlukan saja yang disuplai ke mesin sehingga tidak ada sisa bahan bakar yang mesti kembali ke fuel tank. Sedangkan penciutan uap bahan bakar kaitannya adalah untuk menrespon aturan kontrol emisi. Pompa bahan bakar tipe Return hanya mengirimkan bahan bakar dalam jumlah yang tetap, dan mudah tekanannya mudah dikontrol. Sebaliknya pada pompa tipe Returnless diperlukan suatu mekanisme 8 Training Support & Development

9 pengaturan suplai tekanan bahan bakar. Pressure check valve dipasang di dalam pump untuk membuat agar tekanannya tetap dilevel tertentu. Disamping itu, lamanya bukaan injector juga dipakai oleh micro-adjustment untuk suplai bahan bakar. Fig. 1-4 Return Type Fuel System Fig. 1-5 Returnless Type Fuel System 3) Prosedur pengetesan tekanan bahan bakar (Tipe pompa bahan bakar Return) Agar sisa tekanan bahan bakar di dalam jalur pipa bahan bakar bisa keluar dan agar bahan bakar tidak mengalir keluar, maka ikuti prosedur berikut: (1) Lepas fuel pump harness connector yang ada pada sisi fuel tank. (2) Hidupkan mesin, kemudian biarkan mesin mati sendiri, kemudian putar kunci kontak ke posisi OFF. (3) Lepas terminal t battery negative(-). 9 Training Support & Development

10 (4) Hubungkan t fuel pump harness connector. - Lepas selang high pressure fuel yang terletak disamping. - Gunakan fuel pressure gauge adapter, pasang fuel pressure gauge pada fuel filter. Kencangkan sesuai dengan momen pengencangannya.(spesifikasi pengencangan: 2.5 ~ 3.5kgm) - Hubungkan terminal battery (-). - Hubungkan termnial battery/untuk menjalankan terminal dab menghidupkan fuel pump, kemudian cocokkan permukaannya dengan pressure gauge dan special tools untuk kebocoran. - Lepas vacuum hose dari pressure regulator, dan tutuplah ujung selangnya, kemudian ukurlah tekanan bahan bakarnya ketika mesin dalam keadaan idling. (spesifikasi tekanan bahan bakar: 3.26 ~ 3.45kg/cm2) - Hubungkan vacuum hose ke pressure regulator, kemudian ukurlah kembali tekanannya. (spsifikasi tekanan bahan bakar sekitar. 2.75kg/cm2) - Jika hasil ukurannya diluar spesifikasi, lihat <table 1>, untuk mencari kemungkinan penyebab masalah dan cara memperbaikinya. Matikan mesin kemudian perhatikan gerakan jarum yang ada apda pressure gauge (jarum tidak boleh bergerak). Jika jarum tersebut bisa bergerak, periksa gerakannya kemudian bandingkan dengan <table 2> untuk mencari kemungkinan penyebab dan cara memperbaikinya. < Table 1 > Kondisi Kemungkinan penyebab Langkah perbaikan Tekanan bahan bakar rendah Fuel filter mampet Dudukan katup di dalam fuel pressure regulator tidak pas sehingga ada kebocoran bahan bakar dari return port. Ganti fuel filter Ganti fuel pressure regulator Tekanan bahan bakar tinggi Tekanan bahan bakar tidak berubah meskipun selang vacuum dilepas atau tidak. Valve stuck in fuel pressure regulator Clogged or bent fuel return hose or pipe Vacuum hose or nipple is clogged or damaged. Valve stuck in fuel pressure regulator or valve seating is damaged. Perbaiki atau ganti selang atau pipa Ganti fuel pressure regulator Perbaiki atau ganti vacuum hose atau nipple Perbaiki atau ganti fuel pressure regulator < Table 2 > Kondisi Kemungkinan penyebab Langkah perbaikan Pada saat mesin mati, tekanan bahan Bahan bakar bocor di injeksi Ganti injector bakar turun secara peralahan. Pada saat mesin mati, tekanan bahan bakar turun secara drastis. Periksa apakah katup bekerja atau tidak. Ganti fuel pump 10 Training Support & Development

11 Bab 2 Injector 1. Sekilas Mengenai Injector Injector iadalah suatu injeksi atau semprotan dari jarum dengan solenoid yang dikontrol oleh ECM. Berdasarkan jumlah udara yang masuk dan putaran mesin, ECM menghitung dasar waktu injeksi bahan bakar, dan menghitung secara tepat lamanya waktu injeksi bahan bakar berdasarkan temperatur pendingin mesin, sinyal umpan balik dari oxygen sensor selama close-loop-control, kondisi laju kendaraan termasuk akselerasi dan deselerasi, serta status pengisian battery, dengan tujuan mengontrol injector melalui sinyal pulsa yang konstan, dan tekanan injeksi dikontrol agar tetap konstan. Kemudian jumlah bahan bakar yang dinjeksikan akan ditentukan berdasarkan lamanya waktu penginjeksian bahan bakar melalui kerja solenoid yang menahan needle valve agar terbuka, menggunakan Pulse Width Modulation (PWM) yang dikirim dari ECM. Semakin lama waktu injeksi bahan bakar (pulse width semakin lama) maka bahan bakar yang disemprotkan oleh injector juga akan semakin banyak.. Berdasarkan keterangan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa kerja sistem injeksi bahan bakar elektronik adalah: injeksi dipengaruhi oleh injector. Banyaknya bahan bakar yang disemprotkan ditentukan oleh lamanya waktu injeksi oleh injector yang dihitung oleh ECM berdasarkan kwantitas udara yang masuk, dan kondisi laju kendaraan. Umumnya ada dua macam sistem injeksi yang digunakan: - MPI (Multi-Point Injection) - SPI (Single-Point Injection) Kedua sistem tersebut memerlukan pompa bahan bakar yang setiap saat harus mengirim bahan bakar ke mesin melalui fuel filter dari fuel tank. Pompa bahan bakar bisa dipasang di dalam atau diluar fuel tank. Injector menginjeksi bahan bakar pada intake manifold, dan sistem tekanannya diatur oleh pressure regulator sehingga tekanannya tetap konstan. Pada sistem SPI, uap bahan bakar diinjeksikan oleh satu injector yang letaknya di tengah atas throttle valve. Pendistribusian campuran bahan bakar udara yang didistribusikan ke setiap cylinder akan tercapai di intake manifold. Untuk sekarang ini sistem tersebut sudah tidak dipakai lagi karena distribusi injeksi bahan bakarnya tidak bagus. Untuk sistem MPI, masing-masing cylinder mempunyai satu injector, yang dipasang di intake-manifold dan menginjeksikannya ke intake valve masing-masing cylinder. Suplai bahan bakar ke setiap injector mengandalkan fuel rail. 11 Training Support & Development

12 1) MPI system Gambar 2-1 (a) memperlihatkan tipikal konfigurasi suplai bahan bakar sistem MPI. Dengan menggunakan beberapa sensor, MPI system secara kontinyu mengukur kondisi mesin, dan menghitung kwantitas bahan bakar secara tepat mengandalkan ECM yang ukurannya sudah diset sebelumnya, sehingga jumlah suplai menjadi optimal. Karena itulah output mesin, momen mesin, emisi, pamakaian bahan bakar dan kemampuan kendaraan bisa diberikan sesuai dengan rancangan kebutuhan mesin. Kwantitas bahan bakar yang telah dikalkulasi tersebut secara langsung akan disemprotkan ke intake valve mesin, dan hanya udara saja yang melewati intake manifold, sehingga dapat meningkatkan fleksibilitas. MPI System mempunyai beberapa keunggulan dibanding dengan sistem karburator, dan sudah dipakai sejak tahun 1980, adapun keunggulannya adalah sebagai berikut ; 1. Hitungan kwantitas bahan bakar sangat akurat baik dalam kondisi stabil maupun tidak (akselerasi meningkat, proses pemanasan mesin lebih baik, dst) 2. Selama proses penyaluran bahan bakar di intake manifold, tidak ada sisa bahan bakar yang menempel di dinding bagian dalam intake manifold. 3. Distribusi bahan bakar pada saat beban kosong akurat 4. Desain intake manifold bisa lebih fleksibel 5. Penggunaan kontrol loop lambda menjadi simpel dan efektif 6. Emsisi rendah 7. Lelbih mudah didiagnosa dan diperbaiki Keunggulan-keunggulan diatas bisa meningkatkan beberapa variabel yang ada pada mesin dan tentunya juga peningkatan output yang tinggi. Namun apabila penyetelan untuk idling kurang baik, maka bisa berakibat menjadi suatu kelemahan. Fuel Injector Fuel Injector (a) MPI System (b) SPI System Gambar 2-1 Suplai bahan bakar sistem MPI dan SPI 12 Training Support & Development

13 Gambar MPI System Gambar Grafik kerja Injector 13 Training Support & Development

14 2) SPI System Sistem SPI pertama kali diperkenalkan pada tahun 1979 oleh GM dan Ford, dan sukses penggunaannya melalui Chrysler di USA dan Mitsubishi di Jepang. Merek yang beredar adalah Bendix, Bosch, Holley dan Hitachi dengan spesifikasi masing-masing. Sistem SPI ini menggunakan satu injector (khusus untuk dua barrel intake manifold mesin V6 atau V8 menggunakan dua injector) untuk menginjeksikan bahan bakar melalui bagian atas throttle plate. Pada tipe injeksi ini, bahan bakar diinjeksikan melalui celah antara throttle plate dan dinding intake manifold, sehingga bentuknya konfigurasinya adalah kerucut. Gambar 2-1 (b) adalah tipikal ilustrasi konfigurasi sistem suplai bahan bakar SPI. SPI mempunyai beberapa keunggulan yang sama yang dimiliki oleh sistem MPI. Yaitu sistem SPI mengukur jumlah bahan bakar berdasarkan waktu bukaan injector opening atau frekwensi penginjeksian, untuk mempermudah kontrol-komputer dan menyediakan ukuran bahan bakar yang akurat. Sebagai tambahan, sistem ini mempunyai keunggulan dalam hal istalasi, kontrol looping terturup,lebih mudah didiagnosa dan diperbaiki, serta mempunyai karakter pengukuran skala kecil saat idling dengan satu titik penginjeksian. Sistem SPI juga mempunyai kelemahan yang sama yang dimiliki oleh sistem karburator. Yaitu, ada ketidak samaa distribusi diantara cylinders, dan suplai bahan bakar bisa terlambat. Pada sistem ini apabila range aktif injector meningkat dan tekanan bahan bakarnya rendah ketika proses warming-up, maka bisa menurunkan performa. Keunggulan sistem SPI ini dibandingkan dengan sistem karburator adalah dalam hal performa dan kontrol emisi. Control relay Injector side connector Injector Harness side connector Fig. 2-2 ECM Injector Circuit and Terminal Gambar 2-2 adalah ilustrasi circuit dan terminal pada injector. No. 1 adalah terminal yang menerima sinyal injeksi dari ECM dan dikontrol oleh kerja power TR di dalam ECM. No. 2 adalah terminal menerima power dari control relay. 14 Training Support & Development

15 2. Konfigurasi dan Prinsip Kerja 1) Konfigurasi Seperti telihat pada gambar 2-3, injector itu terdiri dari beragam komponen. Namun dapat dikelompokan menjadi tiga group: 1. Coil assembly yang menghasilkan gaya menggunakan suplai power. 2. Magnetic Circuit yang berperan sebagai jalan muatan magnet 3. Katup yang mengontrol valve group controls fuel quantity. Coil assembly terdiri dari coil wire, Bobbin dan terminal. Magnetic circuit terdiri dari inlet tube, shell, armature dan seat carrier. Group katup adalah yang mengontrol jumlah bahan bakar, termasuk di dalamnya needle assembly (Bail, Needle Shaft dan Armature) dan valve seat complete (Valve Seat dan Spray Hole Plate). Valve Seat Complete Seat Needle Shell Coil Inlet Tube Polyamid O-Ring Filter Carrier Assembly Assembly Gambar 2-3 Struktur bagian dalam fuel injector EV 6 2) Prinsip Kerja Sistem MPI dapat dipisahkan menjadi dua tipe berdasarkan jalur intake bahan bakar ke dalam injector. Yaitu tipe bottom feed yang melontarkan bahan bakar dari atas atau samping dan tipe top feed yang melontarkan bahan bakar dari atas. Keduanya menggunakan lubang penyembur untuk menginjeksikan bahan bakar. Gambar 2-3 adalah struktur bagian dalam injector. Bahan bakar mengalir melalui saringan yang letaknya di inlet ke komponen pengukur bahan bakar. Pengukuran bahan bakar dilakukan pada bagian dudukan katup ke lubang penyemprot. Ketika pulsa tidak berdekatan ke coil assembly, maka power tidak disuplai, gaya pegas dan sistem tekanan akan menekan jarum mengarah ke valve seat, untuk mencegah agar 15 Training Support & Development

16 injector tidak bekerja dan bocor. Pada saat pulsa diberukan ke coil assembly dan membentuk bidang magnet, maka gaya magnet tesebut akan menarik jarum dari valve seat dan membuat ruang saluran bahan bakar antara valve seat dan jarum. Bahan bakar tersebut kemudian akan lewat melalui celah yang ada dan kemudian menyemprotkan bahan bakar ke luar. Pada saat coil tidak menerima pulsa, maka jarum tersebut akan kembali ke posisi menutup karena gaya pegas. 16 Training Support & Development

17 3. Kebutuhan Dasar suatu injeksi dan pola pengabutannya 1) Kebutuhan Dasar Injector mempunyai persyaratan dasar yang harus dipenuhi agar bisa bekerja dalam semua kondisi seperti cepat atau lamanya penginjeksian, start dingin, start panas, dst, persyaratan dasar tersebut adalah karakteristik pengaliran dan ketahanan. Diantara enam item dibawah, lima pertama adalah kebutuhan dasar dan item ke 6 merupakan tambahan yaitu ketahanan. 1. Bahan bakar yang disuplai harus presisi atau tepat 2. Stabil baik untuk range aliran rendah maupun tinggi 3. Daya semprotannya baik 4. Tidak bocor 5. Noise rendah 6. Tahan lama 2) Karakteristik Pengabutan Karakteristik semprotannya dapat dianalisa berdasarkan bentuk semprotannya, pola semprotan, dan karakteristik penyebarannya. Berikut penjelasan lebih lanjut. (1) Pencil Beam Pencil Beam adalah bentuk pola bahan bakar yang diinjeksikan oleh injector dengan tipe satu lubang. Umumnya bentuk pola semprotan ini penggunaannya terbatas dengan tujuan khusus. Pencil Beam Conical(Pintle) Conical(4H) 2-Stream Multi-Hole Gambar 2-4 Perbedaan Pola Semprotan 17 Training Support & Development

18 (2) Conical Spray (Injector tipe pintle) Ujung katup jarum dibuat membentuk kerucut dengan tingkat presisi yang tinggi dipasang pada fuel outlet, dapat memenuhi kebutuhan sudut pengabutan yang berbeda-beda sesuai kebutuhan mesin. Sebagai catatan bentuk kerucut pada ujung outlet dapat memberikan suplai bahan bakar dengan baik. (3) Conical Spray (empat lubang injector) empat lubang injector mempunyai keunggulan ketepatan dan sudut pengabutan dibandingkan dengan injector tipe pintle. Masing-masing pengabutan tipis akan dibentuk oleh ke empat lubang yang dipasang pada orifice plate dengan sudut tertentu menghadap arah sumbu injector. Masing-masing akan membentuk kabut dengan sudut tertenntu dan memberikan efek pengabutan bahan bakar yang lebih baik, digunakan secara bersama-sama dengan protective sleeve (klep pelindung). (4) Two-Spray Injector Mesin yang mempunyai dua inlet per cylinder, menggunakan injector ini. Garis tengah pengabutan mengarah ke intake valves. Kemudian injector menghasilkan dua pengabutan terpisah dengan sudut pengabutan yang berbeda. (5) Multi-Hole Injector Lubang-lubang pada orifice plate dapat menghasilkan efek pengabutan yang lebih baik, dan sudut yang berbeda-beda pada lubangnya bisa mencegah pengabutan partikel dari confinement (kurungan) yang kemungkinan timbul oleh penurunan momentum pengebutan bahan bakar. 3. Pemeriksaan injector Injector secara keseluruhan harus diperiksa yang meliputi noise, tahanan injector, jumlah injeksi bahan bakar, pola bentuk pengabutan (sudut pengabutan, rear trace, dsb). Namun demikian tidaklah mudah untuk dapat memeriksa jumlah bahan bakar yang diinjeksikan atau pola bentuk pengabutannya langsung ke kendaraan. Periksa status sambungan connectors, dan kabel-kabeil dari kemungkinan lepas atau short. Periksa juga apakah injectors sudah terpasang dengan benar. Noise yang ditimbulkan ke injector bekerja sebenarnya dapat diperiksa dengan menggunakan alat stethoscope bila suata mesin tidak begitu berisik, kemudian periksa tekanan bahan bakar dan injector dari kemungkinan bocor. Jika saat mesin di- cranking injector injector tidak bekerja, maka periksalah power suplai yang ke sirkuit ECM dan grounding circuit, control relay, crank angle sensor atau sensor TDC cylinder No. 1 dari kemungkinan rusak. Jika ketika idling salah satu injector dimatikan namun tidak ada perubahan status idling, periksalah injector harness, ignition plugs, high voltage cable, tekanan kompresi, dsb. Catatan ; jika setelah diperiksa injector harness dan semua komponen dalam keadaan normal, namun periode waktu penginjeksiannya diluar spesifikasi, maka periksa ruang bakar di dalam cylinder apakah proses pembakarannya sempurna 18 Training Support & Development

19 (kerusakan ignition plugs, ignition coils, tekanan kompresi, dsb) dan apakah katup EGR bekerja normal. Mari kita lihat metode pemeriksaannya satu-persatu. Untuk pemeriksaan tahanan, ukurlah segera tahanannya setelah injector connector dilepas. Kemudian, kondisi bagian dalam coil injector dapat diperiksa. Untuk memeriksa suara ketika injector bekerja, gunakan stethoscope dan dekatkan ke injector ketika sedang bekerja. Suara yang ditimbulkan pada plunger atau needle valve dapat diperiksa. Untuk memeriksa kerja injector dengan menggunakan test lamp, hubungkan ujung test lamp ke terminal battery (+), kemudian hubungkan ujung lainnya ke terminal ECM yang ada pada injector. Kemudian putar atau idle mesin untuk memeriksa apakah lampu test bisa berkedip. Dengan tes ini, kita dapat memeriksa apakah ECM dapat mengontrol injector atau ada masalah pada wiring. 19 Training Support & Development

20 Untuk memeriksa dengan menggunakan grafik, kita dapat memeriksanya pada sisi kabel ECM. Grafik Injector pada saat crangking atau idle terlihat pada gambar dibawah. Pada grafik injector, tegangan sebelum dan sesudah injeksi harus sama dengan tegangan battery. Bila tidak, maka ada masalah pada sistem power suplai dari terminal battery positive ke injector. Selain itu, ketika injector bekerja tegangannya harus mendekati 0 volt seperti tampak pada gambar. Jika tidak, maka kemungkinan ada masalah pada ECM dan wirings dari injector ke ECM ground. 20 Training Support & Development

21 4. Penganalisa Pola Injeksi Bahan Bakar 1) Drive Circuit (Sirkuit penggerak) Injector Penggerak Injector ke dalam pick and hold type injector dan voltage drive type injector. Dan injector bisa dikelompokkan menjadi low resistance injectors dan high resistance injectors tergantung dari tingkat tahanan injector-nya. Voltage drive injectors termasuk ke dalam low resistance injectors dan high resistance injectors, khusus untuk tipe low resistance coil tahanannya adalah sekitar. 0.6 ~ 3, dan menggunakan external resistance secara bersama-sama. Penggunaannya ditujukan untuk meningkatkan respon dan ketahanan injectors, dicapai melalui mengurangan jumlah waktu kumparan solenoids. Melalui penurunan kumparan yang ada pada solenoid coils, maka arus akan naik sehingga kerja injectors menjadi lebih baik. Namun begitu, arus yang berlebihan bisa mengalir melalui solenoids sehingga bisa merusak coil atau mengurangi ketahanannya. Karena itulah dipasang external resistance secara bersamaan untuk menghidari kerusakan tersebut. High resistance injectors mempunyai tahanan sekitar 12 ~ 17 untuk menambah tahanan solenoid coil agar arus yang lewat bisa dibatasi. Tipe penggerak tegangan ini mempunyai konfigurasi yang sederhana, namun mempunyai daya hambat yang tinggi, sehingga arus pada injector bisa diturunkan untuk gaya hisap injector, sehingga batasan kedinamisannya relatif sedikit. Gambar 2-5 adalah contoh konfigurasi sirkuit voltage drive type injector. Power supply External resistance Injection signal Injector Short circuit Fig. 2-5 Voltage Drive Type Injector Circuit Zener diode Soho circuit Injector Power supply Injection signal Control circuit Current detection resistance Fig. 2-6 Peak and Hold Type Injector Circuit 21 Training Support & Development

22 Peak and hold injectors mempunyai sirkuit peak and hold (ambil dan tahan) oleh ECM, dan ketika sinyal injeksi dalam keadaan ON, maka arus yang dihantarkan ke injector akan barubah. Pada saat stadium inisilisasi injector bekerja, maka arus akan mengalir untuk menaikkan gaya megnetik dan menurunkan inertia pada solenoid agar proses inisialisai bisa dilakukan, dan menggunakan arus rendah setelah needle valve terbuka. Tipe Peak and hold ini mempunyai konfigursi sirkuit yang rumit, namun daya hantar sirkuitnya rendah agar karanteristik ke dinamisan injector-nya lebih unggul. Gambar 2-6 adalah salah satu contoh sickuit penggerak injector tipe peak and hold. Sebagai tambahan Soho circuit pada injector drive circuit dapat melindungai power transistor dari gaya balik electromotive yang dihasilkan dari solenoid coil pada saat sinyal injeksi mati (OFF), dan menghilangkan arc (loncatan api) untuk mengurangi waktu penutupan katup injector. 2) Mengukur grafik injeksi bahan bakar Gunakan oscilloscope yang ada pada Hi-scan pro untuk mengamati grafik, sehingga anda dapat mengecek secara visual status sinyal penggerak injector yang keluar dari engine ECM. Relay Injector External resistance ECM Battery Oscilloscope Gambar 2-7 Pengukuran grafik injeksi bahan bakar dengan menggunakan Oscilloscope injection period TR : OFF Supply voltage TR : ON Fig. 2-8 Karakteristik keluaran gelombang pada terminal Injector(+) 22 Training Support & Development

23 Gambar 2-7 adalah contoh pengukuran injeksi bahan bakar menggunalan grafik untuk tipe injeksi penggerak tegangan rendah. Gambar 2-8 adalah ukuran normal glombang injektor ketika dalam keadaan idling. Pada gambar 2-8 terlihat sinyal tegangan battery ketika ECM transistor dalam keadaan OFF, namun bentuk gelombang yang terlihat pada gambar tersebut akan berbeda apabila transistor dalam keadaan ON karena pengaruh tahanan external. Ketika transistor dihidupkan 'ON', maka tegangan injector akan turun jika injector dipengaruhi hanya oleh tahanan. Namun demikian gaya balik elekromagnet dari injector coil bisa membuat tegangan turun sepanjang kurva B. sebaga tambahan ketika transistor dipindahkan ke status 'OFF ' injector akan kembali ke tegangan battery dan voltage dimatikan. Kemudian arus tersebut di coil akan terputur, akibatnya tegangan sementara akan naik diatas tegangan battery dan kembali stabil. Naiknya bagian titik A adalah merupakan perubahan tegangan yang disebabkan oleh berubahnya pergerakan plunger, melalui magnetic field yang dibangkitkan oleh solenoid coil. Artinya, plunger bersinggungan pada stopper atau dihentikan. Jika tidak ada kenaikan, berarti plunger tersebut tidak bergerak atau macet diposisi terbuka atau tertutup. Gambar 2-9 Grafik output terminal tegangan (-) Drive Type Injector Gambar 2-9, B adalah gelombang output dari grounding injector terminal (-). Gelombang injeksi bahan bakar oleh Injector umumnya diukur dari terminal (-). Kemudian hasil gelombannya akan berbeda oleh injector drive circuit. Gambar 2-9 adalah gelombang output pada terminal drive type injector (-). Pada gambar 2-9, titik A merupakan suplai tegangan ke injector. Titik B merupakan injector drive transistor ECM yand dihidupkan 'ON', kemudian injector plunger akan ditarik ke stopper sehingga proses injeksi akan dimulai. Titik C adalah periode waktu injeksi bahan bakar dari injector. Titik D adalah arus dari injector yang secara tiba-tiba diinterupsi sehingga terjadi gaya balik electromotive. Titik E adalah injector drive transistor ECM dimatikan 'OFF ' sehingga injeksi bahan bakar dihentikan. 23 Training Support & Development

24 Gambar 2-10 Gelombang Output PWM Drive Type Injector Pada gambar 2-10 terlihat gelombang output injector PWM (Pulse Width Modulated). PWM injector arusnya akan tinggi pada saat injector mulai membuka, dan selama periode injeksi setelah waktu pembukaan, arus yang diberikan ke injector akan di on/off-pulse-controlled dengan cara di-grounding. Pada gambar 2-10 titik A adalah suplai tegangan dari injector, Titik B adalah injector drive transistor ECM yang dihidupkan 'ON', kemudian menarik injector plunger ke arah stopper, selanjutnya injector mulai menginjeksikan bahan bakar. Titik C adalah periode waktu penginjeksian bahan bakar oleh injector. Titik D artinya adalah periode dimana arus yang mengalir melalui injector solenoid coil dibatasi. Kesimpulannya adalah pada saat mulai pembukaan, arus tinggi akan mengalir untuk mejalankan injector dengan karakteristik lebih baik, dan setelah terbuka arus akan dibatasi ke level minimal untuk menjaga status 'open/buka'. Titik E adalah pembesaran gaya balik electromotive yang dihasilkan pada solenoid coil ketika arus injector secara tiba-tiba diinterupsi. Titik F adalah bersar tegangan kembali seperti semula. Fig Pola output gelombang Peak and Hold Injector. 24 Training Support & Development

25 A. Salah satu injectors yang dipakai pada tipe ini adalah sistem injeksi bahan bakar TBI (Throttle Body Injection). Pada gambar 2-11, Titik A adalah suplai tegangan yang berikan ke injector, Titik B adalah injector drive transistor ECM yang dihidupkan ON sehingga proses injeksi bahan bakar dimulai. Titik C adalah tegangan tinggi yang mengalir pada saat awal injector membuka, kemudian arus akan turun kemudian injector solenoid coil menghasilkan gaya balik electromotive. Titik D artinya adalah setelah katup injektor terbuka, maka arus yang mengalir adalah minimum dengan tujuan menjaga status bukaan. Titik E adalah periode waktu injeksi. Titik F adalah injector drive transistor ECM dimatikan kemudian injeksi bahan bakar akan berhenti, dan tegangan kembali ke supply voltage. B. Analisa grafik injeksi bahan bakar Gambar 2-12 Analisa grafik injeksi bahan bakar Pemeriksaan grafik penginjeksian dilakukan apabila ada kelainan pada mesin, tenaga mesin kurang, mesin susah dihidupkan, geterannya terlalu tinggi, dsb. Grafik penginjeksian bahan bakar umumnya menggambarkan suplai arus seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Namun begitu injector drive transistor ECM dihidupkan dan mengirimkan sinyal injeksi, maka grafiknya akan 'ON' (grounded) dan akan terus tetap 'ON'. Sebagai tambahan ketika ECM mematikan transistor, maka solenoid coil akan menghasilkan gaya balik electromotive akibat tegangan puncak yang kembali ke suplai tegangan. Karena itulah pemeriksaan gelombang injeksi bahan bakar oleh injector harus difokuskan seperti tampak pada gambar 2-12, titik A & B. Dimana titik A adalah pembesaran gaya balik electromotive. Anda harus memeriksa apakah nilai maksimal yang diperoleh dari injector pada seluruh cylinder semuanya konstan. Umumnyal nilai maksimal gaya electromotive ini sekitar 80 Volt. Jika selisihnya lebih dari 5 Volt, maka pastikan apakah injectors terpasamg dengan benar, kemudian periksa power suplai injector dan grounding. Titik B adalah pembesaran tegangan pada wiring antara terminal injector(-) dan ECM grounding selama periode waktu penginjeksian bahan bakar. Nilai tegangan dv adalah sekitar 1 Volt atau kurang. Jika angkanya lebih tinggi, maka kemungkinan ada elemen penahan 25 Training Support & Development

26 dalam proses pembentukan voltage drop (penurunan tegangan) yaitu antara terminal injector(-) dan ECM grounding. Anda harus memeriksanya apakah bagian bawah yang mirin tersebut sudah kasar atau tergores juga grounding injector harus turut pula diperiksa. Bab 3 Fuel Pressure Regulator 1. Fungsi Besarnya rata-rata injeksi melalui injector tergantung dari tekanan injeksi, waktu injeksi dan ukuran lubang orifice. Oleh karena itulah untuk mengontrol besar injeksi bahan bakar, tekanan injeksi pada intake manifold harus dibuat konstan. Rata-rata injeksi bahan bakar yang ditubuhkan oleh mesin dikontrol melalui periode waktu pensuplaian power dari ECM. Lamanya waktu pemberian suplai tidak mengontrol tekanan bahan bakar, meskipun waktu permberian power ke injector-nya sama, jika tekanan bahan bakarnya tinggi maka jumlah bahan bakar yang diinjeksikan juga akan banyak dan jika tekanan bahan bakarnya rendah maka besar bahan bakar yang diinjeksikan juga akan sedikit. karena itulah, penginjeksian dilakukan di intake manifold, ketika tekanan di intake manifold rendah, jumlah bahan bakar yang diinjeksikan akan tinggi, dan apabila tekanannya tinggi maka jumlah yang diinjeksikan akan rendah. Oleh sebab itulah fungsi fuel pressure regulator adalah menjaga tekanan bahan bakar agar selalu tetap lebih tinggi dari tekanan intake manifold. Dengan mengeset tekanan ditingkat tertentu, maka besarnya injeksi dapat dikontrol hanya dengan pengaturan waktu suplai power ke injector. To fuel tank Adjustment screw Counter spring Seal Inlet Return line Valve body Diaphragm Control spring Fig. 3-1 Configurasi Fuel Pressure Regulator Oleh karena itulah fuel pressure regulator berfungsi untuk mengatur tekanan injeksi di injector pada tingkat tertentu. 26 Training Support & Development

27 2. Konfigurasi dan Prinsip Kerja Pressure regulator terdiri dari outer metal housing, valve diaphragm dan diaphragm chamber, dan fuel chamber. Diaphragm chamber dihubungkan dengan surge tank melalui selang vacuum oleh karena itulah dia mempunyai tekanan negatif dari intake manifold. Ketika tekanan bahan bakar melebihi batas spesifikasi, diaphragm akan naik oleh vacuum dari surge tank, dan kemudian kelebihan bahan bakar tersebut akan kembali melalui return pipe ke fuel tank. Contohnya, bila tekanan diaphragm disetel di angka 3.35kg/cm2, maka ketika tekanan negatif intake manifold 0 dan tekanan bahan bakar diatas 3.35kg/cm2, maka tekanannya akan mengalahkan kekuatan pegas diaphram dan mendorong diaphragm ke atas untuk mengembalikan kelebihan bakar tersebut ke fuel tank. Atmospheric Pressure Gauge Pressure kg/ Pressure Manifold Vacuum Vacuum Fig. 3-2 Prinsip pengontrolan Fuel Pressure Regulator 3. Auto Fuel Cut System Auto fuel cut system adalah suatu alat yang berfungsi untuk mencegah terjadinya kebakaran pada saat kendaraan mengalami kecelakaan tabrakan. Alat ini akan memutus aliran listrik fuel pump begitu sensor mendeteksi terjadinya tabrakan. Sensornya terletak di bagian kiri strut housing di dalam ruang mesin. Batasan kerja : Tabrakan frontal dengan kecepatan 15 mil / jam : harus switched off, 14 ~ 9 mil / jam : Zona abu-abu, Tabrakan frontal dengan kecepatan 8 mil / jam : harus tidak switched off Boot Ball Magnet housing Button Magnet Indicator terminal Top Spring Moving contact Spring terminal Body Fig. 3-3 Prinsip Kerja 27 Training Support & Development

28 Normal 1 Normal 2 Fig. 3-4 Circuit Diagram Jika kendaraan mengalami benturan, steel ball akan bergerak ke atas. Kemudian steel ball akan mendorong moving contact. Dan switch fuel pump akan dimatikan. - Titik perbaikan Lakukan reset terhadap sensor dengan cara menekan reset switch apabila sensornya diganti dengan yang baru. Lakukan reset terhadap sensor untuk menghidupkan mesin setelah mobil mengalami tabrakan. Engine tidak akan bisa di-start apabila sensor tidak di-reset. - Pemeriksaan komponen Kedua terminal harus berkontinyu setelah di lakukan reset. 28 Training Support & Development

29 Bab 4. Idle Speed Actuator 1. Umum ISA (Idle Speed Actuator) dipasang pada throttle body engine dan 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 ISA untuk mengontrol idling agar optimal. 2. Fungsi 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 Besar udara yang masuk dikontrol berdasarkan temperatur coolant. 3) Fast Idle Control 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. 6) Limp Home Function Ketika kondisi darurat yang tidak terkontrol, seperti wiring harness untuk power supply dan pengontrol terputus, fungsi ini akan meminimalkan udara masuk yang diperlukan pengemudi untuk membawa kendaraannya ke bengkel. Tipe yang tersedia untuk fungsi ini yaitu rotary slide. 29 Training Support & Development

30 3. Konfigurasi Sistem 1) By-pass Air Control Type Gambar 4-1 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. Gambar 4-1 Tipe By-pass Air Control (1) Tipe Rotary Solenoid Gambar 4-2 adalah actuator tipe rotary solenoid. Actuator tersebut terdiri dari komponen penggerak yaitu coil dan permanent magnet, dan komponen pengatur aliran yatu rotary valve. Rotary solenoid merupakan katup elektronik yang mengatur rute aliran udara menggunakan posisi katub berbeda dengan cara memutar katup aliran arus yang melewati coil. Penggunaan tipe rotary mempunyai keunggulan dalam hal; kestabilan kontrol, karena tidak dipengaruhi oleh celah tekanan antara katup up-stream dan down-stream. Bobbin Core Drive unit Press ring Yoke Flange housing Axis Washer Slide element Air flow Gambar 4-2 Rotary type 30 Training Support & Development

31 Setiap coil menerima sinyal berlawanan dari masing-masing coil lawannya (altenatif). Dengan kata lain, closing coil akan OFF apabila opening coil ON. Dan sebaliknya, closing coil akan ON apabila opening coil OFF. ECM bisa menjalankan gerakan ON dan OFF ini sebanyak 100 kali per detik, dengan frekwensi 100 Hz. ECM juga mengontrol waktu ON dan OFF, yang bermacam tergantung dari kondisi mesin. Kontrol tipe ini disebut dengan duty control, yang rasio ON/OFF nya dikontrol. (2) Tipe Linear Solenoid Tipe linear solenoid gunanya adalah untuk mengontrol besar udara dalam jumlah yang lebih sedikit, karena itulah dia menggunakan satu katup udara. Gambar 4-3 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. Katup ini sama seperti halnya katup elektonik. 31 Training Support & Development

32 Spring Vacuum pressure cancelling bellows Coil Valve shaft Valve Inlet Housing Air Valve Gambar 4-3 Actuator tipe Liner Solenoid (3) Tipe Step Motor Ignition switch(ig) FIAV ISC Servo Temp. sensor TPS Coolant CAS Car speed sensor A/C switch to surge tank Atmospheric sensor from air cleaner Power steering oil pressure switch Inhibitor switch(a/t) Power Supply Speed adjustor screw Intake air temp sensor Idle switch Ignition timing/ SAS adjustor screw Self-diagnosis/data transmission switching terminal Gambar 4-4 Tipe Step Motor Gambar 4-4 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. 32 Training Support & Development

33 Step motor tipe Idle Speed Actuator dipasang pada throttle body, fungsinya adalah mengontrol kecepatan mesin dengan cara mengatur aliran udara secara bypass. 33 Training Support & Development

34 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 ) Throttle Valve tipe Direct Drive Throttle valve tipe direct drive adalah pengontrolan throttle valve pada posisi tertutup penuh. Actuator mengatur gaya balik pegas yang diberikan pada posisi tertutup throttle valve. Actuator ini menggunakan step motor atau DC motor. Dikarenakan actuator menggunakan gaya yang relatif besar, maka kelamahannya adalah bodi actuator manjadi besar. Retraction side ISC servo Extension side MPS Retraction Extension Motor drive signal Motor drive signal Sensor power supply Sensor power supply Motor position sensor Idle switch Engine speed sensor Contact temperature sensor Inhibitor switch (Vehicles with an automatic transaxle only) Air conditioner switch Idle switch Vehicle speed sensor TPS Throttle position sensor Sensor ground Ignition switch-st terminal Gambar 4-5 Throttle Valve tipe Direct Drive 34 Training Support & Development

35 4. Memeriksa ISA 1) Memeriksa kecepatan Idling (1) Item yang diperiksa Temperatur Coolant : 85 ~ 95 derajat celcius Lamp, cooling fan, aksesori lainnya : OFF Power steering wheel : Lurus kedepan (2) Urutan Pemeriksaan Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa tidak ada trouble pada alat MPI. Periksa waktu pengapian. Jika nilainya diluar spesifikasi, periksalah sensor-sensornya karena bisa mempengaruhi waktu pengapian. Hubungkan tachometer ke terminal pendeteksi kecepatan mesin. Jalankan mesin dengan putaran sekitar 2,000 ~ 3,000 rpm seteknya selama 5 detik. Biarkan mesin Idle selama 2 menit. Lihat kecepatan idling-nya kemudian bandingkan dengan spesifikasi yang terdapat pada buku service manual. (contoh spesifikasinya adalah : 800 ± 100rpm) 2) Menyetel kecepatan Idling Tipe ini menggunakan Micro-computer untuk mengontrol kondisi idling secara otomatis, tanpa memerlukan lagi penyetelan external. Jika kondisi idling tidak stabil, maka kondisi spark plugs, waktu pengapian dan ignition coil, ISA, intake air, fuel pressure, dsb, perlu diperiksa apakah mengali ganguan atau kerusakan. 3) Pemeriksan ISA Gambanr 4-6 adalah sirkuit ISA dan terminalnya. Terminal 1 adalah untuk sinyal buka ISA, terminal 3 untuk sinyal tutup ISAl, dan terminal 2 adalah untuk power supply. Untuk melakukan pengetesan kontinuitas yang diperlukan adalah circuit tester yaitu pemeriksaan kontinuitas antara terminal 2 & 1 dan antara terminal 2 & 3. Terminal 2 & 3 akan diputus ketika kunci kontak dalam keadaan OFF dan terhubung ketika kunci kontak ON. CATATAN: Ukurlah tegangan pada terminal 2 dan pastikan apakah tegangan battery-nya normal atau tidak. Apabila menggunakan oscilloscope, lihat grafik yang muncul pada terminal 1 atau 3, kemudian pastikan besaran duty-nya untuk sinyal buka dan tutup. Kemudian putuskan apakah angkanya sesuai dengan standar spesifikasi. Gambar 4-7 adalah grafik sinyal buka dengan duty rate sekitar 32% saat idling. Gambar 4-7 adalah slah satu contoh duty rates pada ISA berdasarkan kondisi mesin. 35 Training Support & Development

36 ISA side connector Main relay Harness side connector Open Close ECM Fig. 4-6 ISA Circuit & Konfigurasi Terminalnya Kondisi Mesin Duty rate Keterangan Idle 30 ~ 32 % * under no load Tail lamp on 32 ~ 33 % A/C on 33 ~ 35 % Dashpot Max. 55 % Fast idle (Coolant temp. 20) 45 ~ 47 % Tabel : dasar Idle duty Contohnya, untuk opening duty sebesr 30%, maka katup akan tetap terbuka sekitar 30%. Sama seperti halnya jika opening duty-nya sebesar 60%, maka katup tetap terbuka sebesar 60%. 36 Training Support & Development

37 Nilai duty untuk idle speed actuator ditampilkan pada layar Hi-scan menu current data. ISA duty 30% artinya adalah ECM memerintahkan agar coil membiarkan katup terbuka sebesar 30%. Bial dengan cara ini datanya tidak akan tampil di layar current data Hi-scan, kecuali untuk closing coil, closing coil akan bekerja menutup sebesar 70% karena closing coil ini merupakan kebalikan dari the opening coil. Linear solenoid (+) Linear solenoid (-) Gambar 4-7 salah satu contoh grafik kerja ISA Untuk memeriksa tahanan, lepaskan konektor idle speed actuator kemudian ukurlah tahanan opening coil dan closing coil. Dengan cara ini, kita dapat memeriksa kondisi internal coil yang terdapat pada idle speed actuator. 37 Training Support & Development

38 Untuk memeriksa grafik, ukurlah sekali pada kabel ECM. Gelombang Idle speed actuator akan ditampilkan seperti tampak pada gambar disamping dalam kondisi cranking atau idle. Pada gelombang idle speed actuator, tegangan pada saat statusnya OFF, maka tegangannya harus sama dengan tegangan battery. Jika tidak, maka kemungkinan ada masalah pada sistem power supply dari terminal battery positive ke idle speed actuator. Disamping itu, tegangan harus mendekati 0 volt seperti tampak pada gambar apabila statusnya dalam keadaan ON. Jika tidak, kemungkinan ada masalah pada ECM atau wiring dari idle speed actuator ke ground ECM. Untuk memeriksa kerjanya, lepas idle speed actuator dari engine, kemudian hidupkan mesin. Selanjutnya periksa kerja katupnya begitu diberikan persentasi duty dan juga apakah ada noise ketika katup bekerja. Dengan cara ini kita dapat memeriksa apakah ada kerusakan mekanis dan noise pada idle speed actuator Langkah selanjutnya adalah memeriksa current data. ISA duty pada current data adalah hitungan yang dilakukan oleh ECM untuk mengontrol ISA berdasarkan kondisi mesin. Gunakan angka ini hanya sebagai angka referensi, karena aktual bukaannya bisa berbeda dari current data jika idle speed actuator mengalami kerusakan. 38 Training Support & Development

39 Bab 5. Memeriksa & Menyetel Step Motor 1. Memeriksa putaran Idling 1) Kondisi pengecekan (1) Temperatur Coolant : 85 ~ 95 derajat celcius (2) Lamp, cooling fan, aksesoris lainnya : OFF (3) Power steering wheel: Lurus kedepan. (4) Transmission: Netral (Posisi N atau P untuk transmisi otomatis.) 2) Urutan Pemeriksaan (1) Hubungkan Hi-scan atau super pat ke timing light atau terminal self-diagnosis. Atau, hubungkan tachometer ke terminal pendeteksi kecepatan mesin dan terminal self-diagnosis. (2) Terminal ground ignition timing adjustor. (Lihat bagian 'Penyetelan Waktu Pengapian') (3) Kecepatan mesin Idle. (4) Periksa inisial waktu pengapiannya kemudian setel bilamana perlu. (lihat buku panduan perbaikan) (5) Lepas ground terminal ignition timing adjustor. (6) Jalankan mesin dengan putaran 2,000 ~ 3,000 rpm sekitar 5 detik. (7) Biarkan mesin di putaran idle selama 2 menit. (8) Lihat kecepatan idling-nya. (apakah sesuai dengan spesifikasi, misalkan 750 ±50 rpm) 2. Penyetelan Kecepatan Idle Sebelum melakukan penyetelan putaran idle, pastikan spark plug, injector, ISC servo, dan tekana kompresinya dalam keadaan normal, dan jangan sampai salah dalam memeriksa inisial waktu pengapian, betulkan bilamana perlu. Kondisi penyetelan sama seperti pada kondisi pemeriksan putaran idle. 1) Penyetelan Putaran Idle (1) kendurkan kabel gas. (2) Pasang Hi-scan ke terminal self-diagnosis. Apabila tidak tersedia, anda bisa menggunakan cara alternatif yaitu dengan menghubungkan tachometer ke terminal pendeteksi kecepatan mesin, dan bertalian dengan terminal ground self-diagnosis. (3) Ground terminal ignition timing adjustment. Da langkah no 3, akan ditetapkan pada langkah 9. (4) Jalankan mesin dengan putaran sekitar 2000 ~ 3000 rpm selama kurang lebih 5 detik. (5) Biarkan mesin pada putaran Idle selama 2 menit. 39 Training Support & Development

40 (6) Periksa putaran mesin apakah sesuai dengan spesifikasi. Lihat buku manualnya. (contoh: 750 ± 50 rpm). Untuk mobil baru (dengan jarak tempuh kurang dari 500 km) angkanya bisa kurang dari nilai standar sekitar rentang 20 ~ 100 rpm, dan tak perlu disetel kembali. Apabila mesin tiba-tiba mati atau putaran mesinnya lebih rendah meskipun jarak tempuh pemakaian sudah melebihi 500 km, ini menandakan bahwa throttle valve terhalang benda asing. Untuk itu anda dianjurkan untuk membersihkan daerah sekitar throttle valve. (7) Jika putaran dasar idle diluar batas spesifikasi, gunakan SAS (Speed Adjust Screw) untuk menyetel putaran idle. (8) Putar kunci kontak ke posisi OFF. (9) Lepas terminal self-diagnosis. (10) Lepas garis lead dari terminal penyetel ignition timing. (11) Biarkan mesin dalam keadaan idle selama 10 menit, kemudian periksa apakah kondisi putaran idling-nya normal. Gambar 5-1 Penyetelan Idle Speed SAS 3. Memeriksa Step Motor Gambar 5-2 adalah contoh pemasangan servo motor ISC. Motornya dipasang pada throttle body, mengontrol rute dengan cara bypassing throttle valve. ISC step motor Gambar 5-2 Contoh pemasangan step motor ISC 40 Training Support & Development

41 Gambar 5-3 adalah circuit dan terminal step motor. Terminal 2 & 5 adalah untuk power supply dan terminal 3, 1, 4 & 6 digunakan untuk memberikan sinyla pulsa ke step motor coil berdasarkan sinyal ECM. Sinyal pulsa ini digunakan untuk memutar step motor dan kerja kumparan (control spindle). Control relay ISC servo side connector ISC servo Harness side connector Gambar 5-3 Konfigurasi sircuit dan terminal ISC Servo Motor Jika step motor meningkat ke langkah 100 atau 120 atau lebih rendah ke langkah 0, maka periksalah apakah step motor rusak atau ada kesalahan harness. Catatan : jika langkah step motor diluar spesifikasi, meskipun kondisi harness idling speed adjust servo dan komponen lainnya setelah diperiksa dalam kondisi normal, maka periksalah apakah ada masalah pada idling speed, endapan karbon di throttle valve, kebocoran udara pada intake manifold karena gasket rusakt, dudukan katup EGR kendur, campuran udara bahan bakar kurang pas (spark plug, ignition coil, injector, tekanan kompresi rendah) dsb. Ketika memeriksa step motor, dengarkanlah suara yang timbul ketika step motor bekerja dengan cara memutar kunci kontak ON dan OFF (jangan menghidupkan mesin). Bila tidak terdengar adanya noise, periksalah sirkuit step motor. Jika sirkuitnya normal, periksa step motor dan ECM dari kemungkinan rusak. Gambar 5-4 adalah pemeriksaan kerja step motor. Siapkan power supply sekitar 6 Volt. Hubungkan terminal (+) Power supply pada terminal 2 & 5, dan terminal (-) power supply pada terminal 1 & 4, terminal 3 & 4, terminal 3 & 6, dan terminal 1 & 6, kemudian perhatikan apakah ada geratannya. Jika ada getaran, berarti step motor bekerja normal. Catatan : gunakan oscilloscope untuk memeriksa gelombang terminal output step motor. 41 Training Support & Development

42 Fig. 5-4 Step Motor Operation Checking Coil's reverse electromotive force Induced electromotive force by motor rotation Gambar 5-5 Gelombang Output Step Motor Gambar 5-5 adalah contoh gelombang output step motor. Jika gelombang output step motor menunjukkan gaya balik electromotive coil sekitar 30 Volt atau lebih, artinya normal. Tabel 3 adalah beberapa macam step berdasarkan kondisi beban mesin. Table 3 Nomor Step berdasarkan kondisi beban mesin Kondisi yang diperlukan Kondisi beban Nilai spesifik (No. of step) Seluruh sistem kelistrikan dalam keadaan OFF setelah mesin dipanaskan A/C switch off 2-20 steps (normalnya 9 steps) Engine idling A/C switch on 8-50 steps increase Engine idling, A/C switch off N-D shift for /A/T 5-30 steps increase A/C switch on N-D shift for /A/T 5-40 steps increase 42 Training Support & Development

43 Bab 6. Spark Plug 1. Dasar Spark Plug Spark plug mempunyai dua fungsi utama: (1) Untuk membakar campuran udara/bahan bakar (2) Untuk melepas panas dari ruang bakar Spark plug mentransfer energi elektrikal melalui bahan bakar menjadi energi kerja. Diperlukan tegangan yang mencukupi untuk mensuplai sistem pengapian agar spark plug atau busi bisa mencetuskan loncatan api melalui celah busi. Proses ini disebut dengan "Electrical Performance." Temperatur letusan api pada spark plug harus dijaga cukup pendek untuk menghindari kemungkinan pengapian dini, namun cukup tinggi untuk menghidari kegagalam pengapian buruk. Proses ini disebut dengan "Thermal Performance", yang batasan panasnya ditentukan sesuai kebutuhan. Perlu diingat bahwa spark plug tidak menciptakan panas, tapi hanya untuk mengedarkan panas. Spark plug bekerja sebagai penukar panas dengan cara menarik energi panas yang tidak diinginkan agar keluar dari ruang bakar, kemudian menyebarkan panas tersebut ke sistem pendingin mesin. Kemampuan busi terhadap panas berbeda-beda tergantung dari kemampuan busi tersebut dalam menyerap panas. Kemampuan transfer panas ditentukan oleh: (1) Panjang hidung insulator (2) Volume gas disekitar hidung insulator (3) Material/kontruksi elektroda dan insulator keramik Batasan panas busi tidak ada hubungannya dengan tegangan aktual yang ditransfer melalui spark plug. Namun, batasan panas ini diukur dari kemampuan busi untuk melepas panas dari ruang bakar. Ukuran batasan panas ini ditentukan oleh beberapa faktor ; panjang hidung keramik busi (ceramic center insulator nose) dan komposisi material untuk menyerap dan mentransfer panas dari ruang bakar, komposisi material insulator dan material tengah elektroda. 43 Training Support & Development

44 1) Rating panas dan aliran api spark plug Panjang hidung insulator adalah jarak dari firing tip yang ada pada insulator ke titik dimana insulator bertemu dengan metal shell. Dikarenakan ujung insulator adalah bagian terpanas dari busi, maka ujung tip busi ini adalah merupakan daerah utama terjadinya pengapian dini atau pengapian buruk. Apabila busi dipakai untuk mobil balap, boat atau gergaji mesin maka busi tersebut harus bisa tahan terhadap suhu antara 500 ~ 850 C. apabila temperatur di ujung busi kurang dari 500 C, maka area insulator yang mengelilingi bagian tengah elektrode tidak cukup kuat untuk membakar karbon dan endapan yang ada di dalam ruang bakar. Endapan yang menumpuk ini dapat mengakibatkan pengapian busi kurang baik. Jika bagian tipnya lebih tinggi dari 850 C maka businya akan mengalami overheat mengakibatkan daerah sekitar keramik akan melepuh dan elektrordanya meleleh. Akibatnya bisa menimbulkan pembakaran/ledakan dini dan lama kelamaan bisa merusak mesin. Untuk tipe busi biasa (identik), perbedaan range panas dari satu titik ke titik lainnya kemampuan untuk melepas panas sekitar 70 C sampai 100 C dari ruang bakar. Sedangkan pada busi spesial (racing), temperatur ujung tip busi bisa dinaikkan sekita 10 C sampai 20 C. 44 Training Support & Development

45 2) Temperatur Pada Tip Busi dan Kemampuan Lecutan Api Bentuk loncatan api pada busi juga tergantung dari temperatur ujung (tip) busi. Ada tiga kriteria dasar diagnosa pada busi yaitu : baik, jelek dan overheated. Borderline (batas garis) antara rentang api jelek dan yang optimal (500&def;C) disebut dengan self cleaning temperatur line atau temperatur aman busi. Yaitu dimana temperatur pada titik bisa membakar timbunan karbon dan kerak yang ada di dalam ruang bakar. Panjang hidung insulator adalah faktor yang menentukan sekali terhadap ketahanan suatu busi terhadap panas (temperatur), semakin panjang hidung insulator, maka panas yang dapat diserap sedikit, dan sisa panas yang tidak terserap akan menyebar ke dalam cylinder head water journals. Ini berarti busi tersebut mempunyai temperatur internal yang lebih tinggi, dan disebut dengan busi panas. Busi panas dapat menjaga temperatur kerja internal lebih tinggi untuk membakar sisa oli dan karbon yang mengendap, dan tidak ada hubungannya terhadap kualitas atau intensitas suatu busi. Sebaliknya, busi dingin mempunyai hidung insulator yang lebih pendek dan menyerab panas ruang bakar dengan jumlah yang lebih banyak lagi. Panas ini akan memperpendek jarak pergerakan api, sehingga busi bisa bekerja pada temperatur internal yang lebih rendah. Busi yang range-nya lebih dingin diperlukan untuk mesin yang telah dimodifikasi untuk balap, membawa beban berat, jalam berat atau untuk bekerja pada putaran tinggi dalam waktu yang cukup lama. Busi tipe dingin membuat panas lebih cepat, dan mengurangi kesempatan pengapian dini/detonasi dan dapat melelehkan atau meruksa ujung pengapian. (Temperatur mesin dapat mempengaruhi termperatur busi, namun tidak untuk range panasnya). Berikut adalah beberapa pengaruh luar yang kemungkinan dapat mempengaruhi temperatur kerja busi. Gejala atau kondisi berikuit kemungkikan dapat berpengaruh terhadap temperatur busi. Busi tidak bisa menciptakan kondisi dibawah ini, namun dia harus bisa tahan terhadap tingkat panas tertentu, jika tidak maka performa mesin akan turun dan kemungkinan bisa merusak mesin itu sendiri. 45 Training Support & Development

46 3) Campuran udara/bahan bakar sangat berpengaruh terhadap performa mesin dan temperatur kerja busi. (1) Apabila campuran bahan bakar dan udara terlalu kaya maka dapat menyebabkan temperatur tip busi akan turun, sehingga api dari businya jelek. (2) Apabila campuran bahan bakar dan udara terlalu miskin maka akibatnya adalah temperatur pada tip busi dan cylinder akan meningkat, sehingga mengakibatkan pengapian dini, detonasi, dan kerusakan busi atau mesin. (3) Dalam proses tuning (mencari setelan yang pas) perlu berkali-kali mengadakan pengetesan busi untuk mendapatkan hasil campuran bahan bakar dan udara yang optimal. 4) Semakin tinggi rasio/gaya induksi kompresi maka semakin tinggi pula temperatur tip busi di dalam cylinder (1) Kompresi bisa ditingkatkan dengan melakukan beberapa modifikasi sebagai berikut: Mengurangi volume ruang bakar (misalnya: kubah piston, kepala chamber diperkecil, memangkas heads, dsb.) Menambah gaya induksi (Nitrous, Turbocharging atau Supercharging) Merubah camshaft (2) Ketika kompresi meningkat, maka yang diperlukan adalah range busi yang lebih dingin, bahan bakar dengan oktan tinggi, pengesetan waktu pengapian dan rasio udara bahan bakar yang lebih tepat. Kesalahan dalam memilih tipe busi yang lebih dingin bisa mengakibatkan kerusakan busi atau mesin. 5) Memajukan waktu pengapian Memajukan waktu pengapian sebesar 10 dapat menyebabkan temperatur tip busi akan meningkat sekitar C. 6) Kecepatan dan beban mesin Peningkatan temperatur api sebanding dengan kecepatan dan beban mesin. Apabila penggunaan kendaraan adalah untuk pemekaian kecepatan tinggi yang terus-menerus (racing), atau untuk mengangkut beban yang berat, maka busi yang digunakan adalah tipe busi yang lebih dingin. 7) Temperatur Udara Ambient (udara luar) (1) Ketika temperatur udara turun, densitas udara/volume udara menjadi lebih tinggi, mengakibatkan campuran bahan bakar udara menjadi lebih sedikit. (2) Konsekwensinya temperatur atau tekanan pada cylinder akan lebih tinggi sehingga menyebabkan kenaikan temperatur pada tip busi. Dan penghantaran bahan bakar akan meningkat. 46 Training Support & Development

47 (3) Ketika temperatur naik, tingkat densitas udara akan turun, begitu juga volume intake volume, dan bahan bakar yang dihantar juga akan berkurang. 8) Kelembaban (1) Apabila kelembapan meningkat, maka volume air intake akan menurun. (2) Mengakibatkan tekanan dan pembakaran menjadi lebih sedikit sehingga mengurangi temperatur busi dan pengurangi tenaga mesin. (3) Campuran bahan bakar udara akan menjadi sedikit, tergantung dari temperatur luar (ambient). 9) Tekanan/Ketinggian Barometric (1) Juga mempengaruhi temperatur tip busi. (2) Semakin tinggi ketinggian baromatric, maka tekanan cylinder-nya semakin rendah. Begitu tekanan cylinder-nya turun, maka tekanan pada tip businya juga akan rendah. (3) Banyak mekanik yang mencoba berbuat curang dengan cara menyetel range panas busi. (4) Cara yang benar sebenarnya adalah dengan cara menyetel settingan atau campuran bahan bakar udara untuk mengambil udara yang lebih besar kembali ke dalam mesin. 47 Training Support & Development

48 2. Jenis-jenis pembakaran yang tidak normal 1) Pengapian Dini (1) Artinya adalah : Membakar campuran udara bahan bakar sebelum tanda tempo waktu pengapian. (2) Disebabkan oleh adanya titik panas di dalam ruang yang dapat diakibatkan oleh (or amplified) waktu pengapian yang maju, busi yang terlalu panas, oktan bahan bakar yang rendah, campuran udara bahan bakar yang sedikit, kompresi yang terlalu tinggi, pendingin mesin kurang baik. (3) Bisa juga akibat pergantian oktan bahan bakar yang lebih tinggi, busi yang terlalu dingin, campuran udara bahan bakar yang terlalu kaya, atau kopmpresi terlalu rendah. (4) Perlu juga dilakukan pemeriksaan terhadap waktu pengapian (lambat/cepat), dan kondisi sistem pendingin mesin. (5) Pengapian dini biasanya menimbulkan detonasi ; pengapian dini dan detonasi adalah dua kejadian yang berbeda. 2) Detonasi (1) Busi jelek (2) Dapat merusak insulator atau ground electrode. (3) Pengapian dini kebanyakan mengakibatkan detonasi. (4) Ketika proses pembakaran, temperatur ujung busi bisa mencetuskan panas lebih dari 3000 F (untuk mesin balap). (5) Umumnya akibat dari titik panas di dalam ruang bakar. Titik panas dapat mengakibatkan campuran udara bahan bakar terbakar. Ketika piston bergerak ke atas karena gerakan mekanis dari connecting rod, ledakan dini ini akan memaksa piston tersebut kembali ke bawah. Apabila piston tersebut tidak dapat ke atas (dikarenakan gaya tekan ledakan prematur) dan tidak bisa ke bawah (dikarenakan adanya gerakan connecting rod ke atas), maka piston tersebut akan bergetar dari sisi satu ke sisi lainnya. Akibat dari getaran ini menimbulkan bunyi suara berisik. Inilah yang disebut detonasi. (6) Most of the damage than an engine sustains when "detonating" is from excessive heat. (7) The spark plug is damaged by both the elevated temperatures and the accompanying shock wave, or concussion. 3) Misfire (1) Busi bisa dikatakan mengalami misfire apabila tegangan yang diberikan ke busi untuk menyalakan campuran udara bahan bakar di dalam ruang bakar tidak cukup. (2) Busi bisa menghantarkan api yang lemah (atau tidak memberikan api sama sekali) dengan sebab bermacam-macam, bisa karena coil rusak, terlalu banyak kompresi, celah busi kurang pas, busi kotor, waktu pengapian kurang pas, dsb. 48 Training Support & Development

49 (3) Slight misfires can cause a loss of performance for obvious reasons (if fuel is not lit, no energy is be-ing created) (4) Severe misfires will cause poor fuel economy, poor drive ability, and can lead to engine damage. 4) Busi kotor (Fouling) (1) Terjadi apabila tempratur ujung bisi tidak cukup untuk membakar karbon, bahan bakar, oli atau deposit lainnya. (2) Akan menyeb abkan metal shell meleleh, loncatan api tidak melewati celah busi sehingga mengakibatkan misfire. (3) Busi kotor yang basah harus diganti karena busi bisa tidak mengaluarkan cetusan api. (4) Busi kotor yang kering kadang kala dapat dibersihkan dengan cara menjalankan mesin ke temperatur kerja. (5) Sebelum mangganti busi, pastikan untuk menghilangkan terlebih dahulu penyebab timbulnya busi menjadi kotor. 5) Cara Membaca Kode Busi Misalnya : BPR5EY -B : Diameter baut (14mm) -P : Bentuk insulator -R : Resistor busi (Using 5K ceramic resistor), - 5 : Batasan panas -E : Panjang bau t(19mm), - Y: jenis tip (V-Power plug) (Tipe BK adalah 2.5mm secara keseluruhan lebih pendek dari tipe BP ) Tahanan busi Busi merek xxrxxxx mempunyai tahanan keramik untuk mengurangi noise dari sistem pengapian. Plug Resistance Noise (db) without 5K Ceramic Resistance Resi. plug Frequency MHz 49 Training Support & Development

50 Pemasangan No Good Carbon deposit Good No Good Carbon deposit Busi yang terhantam oleh piston 6) Pamasangan (1) Kencangkan busi dengan tangan pada saat gasket (washer) bertemu dengan cylinder block. (2) Untuk busi baru, putar sebesar 180 atau lebih. (3) Untuk busi bekas, putar 30 atau lebih. (4) Jika menggunakan torque wrench, berikan momen sebesar 2.5~3.0kg-m. Busi baru 180 turn Busi lama 30 turn 50 Training Support & Development

51 Bab 7 Ignition Coil 1.Umum Fungsi ignition coil adalah sebagai alat untuk menyimpan energi dan transformator. Coil ini disuplai oleh tegangan DC dari alternator, untuk kemudian memberikan pulsa arus tegangan tinggi ke busi. Mesin MFI mengadopsi sistem pengaian dengan komputer. ECM menghitung waktu pengapian, timing advance, dan knocking control melalui sinyal sensor. Ada dua sistem pengapian yaitu tipe distributor dan tipe distributorless. 51 Training Support & Development

52 2. Tipe Distributor Pada tipe distributor, tegangan tinggi dibangkitkan dari ignition coil, kemudian mendistribusikannya ke masing-masing cylinder menggunakan distributor. Umumnya, primary coil dikontrol oleh power transistor. Oleh karena itulah energi dirubah di dalam primary coil pada saat transistor sedang ON. Tegangan tinggi dibangkitkan di secondary coil pada saat transistor kembali OFF. Kemudian tegangan tinggi didistribusikan ke busi oleh distributor. 3. Tipe Distributorless Pada tipe distributorless, ignition coils yang dipasang ada 2 atau lebih. ECM secara langsung mengontrol primary coil. Tegangan tinggi didistribusikan ke masing-masing cylinder tanpa distributor. Pada pengapian tipe distributorless, kadang-kala primary coil dikontrol oleh power transistor. Untuk yang power transistor-nya dipasang di dalam ignition coil. Prinsip kerja ignition coil dan power transistor adalah sama seperti tipe distributor. 52 Training Support & Development

53 4. Checking The checking method of the ignition system are as follows - Spark test - Checking the coil resistance - Measuring the waveform of primary ignition coil in cranking or idle state. To perform the spark test, remove the high-tension cable from the spark plug, and check the spark generation from the high-tension cable. For reference, when engine idle condition is not good, remove the high-tension cable of each cylinder one by one and perform power balance test, which compares the engine condition. Through this test, we can find the trouble cylinder, and we can solve the problem by inspecting the fuel system, ignition system, combustion chamber pressure, which may influence on the combustion in the corresponding cylinder. Untuk memeriksa tahanan coil, lepas coil connector kemudian ukurlah tahanan primary coill pada connector. Untuk tahanan secondary, lepas high-tension cable kemudian ukurlah tahanan secondary coil. Untuk mengetahui berapa standar tahanan yang tepat, bisa dilihat dibuku shop manual. 53 Training Support & Development

54 Untuk memeriksa grafik. Ukurlah pada primary coil-nya. Grafik pada primary coil harus tampak seperti grafik yang ada gambar dibawah. Jika tidak periksa tegangan battery, kondisi ground, spark plug, high tention cable dan power transistor. Untuk memeriksa power transistor, ukurlah grafiknya. 54 Training Support & Development

55 5. Analisa grafik pengapian 1) Grafik pengapian sekunder (second Ignition) (1) Mengukur gelombang pengapian sekunder Umumnya untuk membaca gelombang bisa menggunakan alat tune-up khusus atau scope-meter. Menggunakan oscilloscope untuk mendiagnosa sistem pengapian melibatkan perbandingan antara gelombang yang terlihat pada layar oscilloscope dan grafik normal. Terutama, ketika anda menggunakan oscilloscope may untuk membaca besar tegangan tinggi di pengapian sekunder. Prosedur pengukuran bisa berbeda tergantung dari alat ukur yang digunakan dan konfigurasi sistem pengapian mesinnya, untuk itu lihatlah buku panduan servis dan pemakaian. Khusus untuk mengukur gelombang pengapian sekunder dengan mengggunakan Hi-scan pro, maka harus dengan alat tambahan (optional untuk hi-scan). 2) Arti Grafik Pengapian Sekunder Gambar 7-4 adalah salah satu contoh grafik pengapian sekunder. Gambar 7-4 daerah A adalah saat dimana kontak controller terbuka (sistem pengapian mekanis) dan untuk sistem pengapian elektronik transistor OFF. Kemudian arus pertama di dalam ignition coil akan diputus dan tegangan sekunder mulai naik. Hal ini disebabkan karena self induction (induksi sendiri) dan mutual induction (induksi bersama) pada coil yang menghasilkan tegangan tinggi terjadi di coil sekunder. Daerah B adalah tegangan pengapian yang dikeluarkan dari busi. Daerah A~B disebut dengan 'firing line'. Tinggi firing line menunjukkan tegangan output ignition coil yang dibutuhkan untuk menghasilkan percikan api dari celah busi dan celah distributor cap-rotor. Begitu api dihasilkan dari celah busi, tegangan akan turun drastis hanya sampai ke tingkat yang menjaga pengapian. Bisa dikatakan tegangan turun ke tingkat daerah 'C'. Periode C~D disebut dengan 'spark duration' atau 'spark line'. Periode lamanya pengapian umumnya sekitar 1.0~2.0 milidetik. Pada daerah D sisa energi yang ada pada ignition coil tidak cukup untuk mempertahankan pengapian, sehingga apinya menghilang. Namun sisa energi yang ada di dalam coil akan melemah dan turun naik. Pada daerah E kontak akan menutup atau transistor ON. E~F adalah periode waktu arus mengalir di dalam coil primer, dan disebut dengan periode dwell. Pada daerah F kontak akan terbuka dan transistor OFF, proses ini terus berlanjut kembali seperti awal. Periode dwell beragam tergantung dari sistem kontrol elektroniknya. Catatan : semakin naik putaran mesin maka periode dwell-nya juga akan naik untuk mendapatkan energi pengapian. 55 Training Support & Development

56 Gambar 7-4 Contoh grafik pengapian sekunder Pada gambar 7-4 di daerah D pelepasan diakhiri, dan sisa energi listrik yang ada di dalam coil (sisa energi) akan dilepas ke sirkuit. Kemudian 7-4, periode D~E adalah status dimana kontak terbuka, induksi coil L dan kapasitan kondeser C akan mempengaruhi hasil gelombang oscillating and attenuating waveform L~C. umumnya adalah 3 ~6 lingkaran. Jika ignition coil dan condenser dalam keadaan normal, apabila residu (sisa) energi pada coil berlebihan, maka siklusnya akan lebih banyak. Apabila residu energinya terlalu rendah, maka siklusnya akan kurang. Tahanan sirkuit sekunder menentukan besarnya residu energi. Jika tahanan sekunder terlalu tinggi, maka power supply pengapian akan naik menghasilkan residu energi yang berlebihan. (3) Analisa grafik pengapian sekunder Tegangan pengapian diperlukan untuk menghasilkan lecutan api dari celah busi dan dari celah distributor rotor-distributor cap. Oleh karena itulah tegangan pengapian lebih tinggi dibandingkan pengapian yang ada pada celah busi dan tegangan yang diberikan ke celah tersebut lebih rendah. Namun kadang-kala campuran gas atau injector yang mampet bisa menyebabkan tegangan pengapian bisa berubah. Tegangan pengapian yang diperlukan mengandalkan beberapa parameter seperti celah busi, tekanan kompresi di dalam cylinder, temperatur elektroda, rasio campuran udara bahan bakar, waktu pengapian, rata-rata EGR, dsb. Semakin besar celah busi maka semakin besar pula tegangan yang dibutuhkan. Oleh karena itulah bila busi dipakai dalam jangka waktu yang cukup lama maka bagian tengah elektrodanya akan aus, sehingga busi memerlukan tegangan yang lebih tinggi untuk menghasilkan api dibandingkan dengan busi baru. Tekanan kompresi yang lebih tinggi akan menaikkan kepadatan campuran di dalam celah busi, sehingga memerlukan tegangan yang lebih tinggi. Tempratur yang lebih tinggi pada bagian tengah elektroda busi akan memicu alektron keluar dari elektoda, sehingga tegangan yang diperlukan menjadi lebih rendah. Rasio campuran bahan bakar udara yang rendah membutuhkan tegangan pengapian yang lebih tinggi. Waktu pengapian yang lebih awal akan mencetuskan api ketika tekanan kompresi masih relatif rendah, dan membutuhkan tegangan yang lebih rendah. Rata-rata EGR yang lebih tinggi akan menurunkan temperatur pembakaran dan temperatur elektroda, sehingga tegangan yang dibutuhkan menjadi lebih tinggi. Begitu juga ketebalan central electrode, bentuk electrode, kelembaban, dan polaristas dapat mempengaruhi tegangan yang dibutuhkan. Apabila grafik pengapian terlihat tidak 56 Training Support & Development

57 normal, maka harus dilihat dulu apakah hanya cylinder tertentu saja atau pada semua cylinders. Jika tegangan tidak normal terjadi pada semua cylinder, maka periksalah komponen terkait (misalnya: kabel busi, rasio kompresi cylinder atau kondisi campuran, celah busi, dsb).gamba 7-5 adalah salah contoh grafik pengapian untuk mempermudah pengecekan. Tegangan pengapian pada masing-masing cylinder harus dalam batas standar. Perbedaan tegangan diantara cylinder tidak boleh lebih dari 3kv. In case of higher Spark plug gap In case of lower Spark plug gap Gambar 7-5 Contoh grafik pengapian sekunder Gambar 7-6 Contoh gelombang pengapian ketika api tidak muncul karena Ignition Cable rusak Gambar 7-6 adalah grafik bila tidak ada pengapian. Gejalanya bisa muncul hanya pada satu cylinder atau lebih. Jika gejalanya muncul pada semua cylinders, ini berarti ignition coil tidak menghasilkan tegangan yang cukup tinggi. Jika celah businya normal, maka gejala ini secara tidak langsung bisa merusak ignition coil atau merusak alat perlindung. Distributor rotor atau distributor cap yang retak atau rusak dapat menimbulkan gejala yang sama seperti halnya celah rotor-distributor cap yang terlalu jauh. Speak line harus lurus atau horizontal seperti tampak pada gambar 7-8, daerah A. Daerah B adalah titik start normal namun dengan bentuk grafik ke atas, yang menandakan bahwa celah businya lebih besar. Gejala yang sama juga akan terjadi apabila campuran yang tipis, rasio kompresi tinggi, atau elektroda busi arus. 57 Training Support & Development

58 Gambar 7-7 Analisa gelombang pengapian (bila celah businya terlalu tinggi) Tahanan sekunder menyebabkan bentuk grafik ke bawah. Gambar 7-8 adalah contoh pengaruh bila tahanannya berlebihan. Pada gambar 7-8, daerah A adalah tegangan pengapian yang naik dengan tahapanan kabel pengapian yang tinggi, sedangkan daerah B adalah spark lineyang dimulai lebih tinggi dari normalnya kemudian turun kebawah. Jika gejala ini hanya muncul pada cylinder tertentu, itu menandakan bahwa ada kerusakan kabel pengapian atau ada kabel yang berkarat di dalam distributor cap. Jika gejalanya muncul di semua cylinders, kemungkinan disebabkan adanya kerusakan pada coil-distributor cap wiring, coil protective measure, protective measure yang ada pada bagian tengah cord di dalam distributor cap. Grafik tersebut juga bisa ada hubungannya dengan tahanan yang berlebihan di luar cylinder. Gambar 7-8. Grafik pengapian apabila kabel pengapian tahanannya tinggi Gambar 7-9. adalah grafik pengapian apabila celah businya terlalu pendek. Daerah A adalah tegangannya rendah. Dan daerah B adalah pengapian apabila durasinya lebih lama dari normal, yang mungkin disebabkan karena busi basah atau kering, mengalami short, kabel pengapian short, atau banyak karbon di dalam distributor cap. 58 Training Support & Development

59 Gambar 7-9 Grafik pengapian apabila celah busi terlalu pendek Gambar 7-10 adalah garis grafik yang turun dikarenakan adanya berubahan kondisi di dalam cylinder pada saat proses waktu pengapian. Perubahan ini berhubungan dengan distribusi campuran udara/bahan. Misalnya ada kebocoran di dalam ruang bakar, pengapian yang kadang berubah, dsb. Gambar 7-10 Grafik pengapian apabila ada kebocoran di dalam ruang bakar 2) Grafik Pengapian Primer (1) Mengukur grafik pengapian primer Grafik pengapian primer menunjukkan perubahan tegangan yang terjadi di alat pengapian pertama. Ketika ada pemutusan arus di coil pertama, maka akan timbul gaya balik electromotive di coil pertama melalui self-induction kemudian gaya tersebut akan membiaskan tegangan tinggi di coil kedua. Oleh karena itulah tegangan yang dihasilkan pada coil pertama besarnya lebih kecil dibandingkan dengan tegangan di coil kedua yang cukup tinggi. Umumnya gaya balik electromotive pada saat permulaan besarnya sekitar 200 ~ 300V untuk tipe kontak dan sekitar 300 ~ 400V untuk tipe transistor. Sehingga grafik yang bisa digunakan untuk tujuan pengetesan ini adalah dengan mengeset rasio rod dan skala grafiknya di range maximum. Grafik pengapian pertama bisa diukur dengan cara menghubungkan test rod ke teminal ignition coil (-). 59 Training Support & Development

60 (2) Menganalisa Grafik Pengapian Pertama Gambar 7-11 adalah tipikal grafik pengapian pertama. Pada gambar 7-11, daerah a adalah posisi dimana arus diputus di coil pertama, kemudian sekitar 300 Volt gaya balik electromotive force dihasilkan di coil pertama melalui self-induction dan tegangan tinggi pada coil kedua. Gambar 7-11 Grafik pengapian pertama Selanjutnya daerah a ~b adalah pembesaran tegangan self-induction yang dihasilkan pada coil pertama, akibat kejadian induksi di coil pertama oleh dua arus yang berbeda (V=-L*time di/dt). Oleh karena itulah output dari coil pengapian pertama yang terlalu rendah bisa diakibatkan oleh induksi dari coil pertama (ignition coil rusak) atau karena arusnya telalu rendah. Kesenjangan rata-rata arus bisa dikurangi jika arus pertama pada waktu kontak terbuka terlalu rendah (tahanan pada sirkuit pertama terlalu tinggi, tegangan battery terlalu rendah) atau jika arus pertama tidak diputus mendadak pada saat kontak terbuka (kontak point melenceng, condenser rusak, celah kontak terlalu rendah). Kerusakan ini juga bisa merembet merusak pengapian sekunder. B~D adalah daerah lamanya waktu pengapian dari busi (arau lamanya busi mengeluarkan lecutan api). Jika ada celah busi yang lebih besar dari standarnya, maka tahanannya akan menjadi lebih besar dan tegangan yang diperlukan juga menjadi lebih besar dan juga durasi pengeluaran api dari busi akan menjadi lebih singkat dibandingkan dengan busi yang ada di cylinder lainnya. Pola grafiknya juga akan naik ke arah kanan atas. Oleh karena itulah daerah pelepasan (discharging) terlihat lebih rendah dan durasinya lebih lama dengan pola grafik menurun ke kanan. Jika kabel busi diputus, sehingga kemudian pengapian di coil kedua terputus mengakibatkan pelepasan api tidak terjadi, maka daerah pelepasan apinya juga akan hilang, dan diikuiti dengan penurunan grafik pada daerah medium berikutnya (daerah D~E). Daerah D~E disebut dengan 'daerah medium', dan begitu grafik pengapian kedua muncul, maka sisa energi yang masih ada di dalam coil pertama akan dibuang (grafik masih turun naik). Dan begitu grafiknya hilang, perubahan tegangan juga akan hilang. Kemudian begitu kontak poin terbuka, maka 60 Training Support & Development

61 tegangan battery akan diberikan ke terminal ignition coil (-). (e)fa(g) adalah periode dimana kontak poin tertutup dan arus mengalir pada coil pengapian pertama, yang biasanya disebut dengan 'dwell period'. Untuk mesin dengan sistem pengapian mekanis, dwell period selalu tetap (tegantung pada bentuk cam pengaturnya) Ketika dalam keadaan idling atau pada putaran rendah, putaran distributor akan pelan sehingga periode dwell-nya cukup lama. Namun ketika putaran tinggi dwell period akan menjadi lebih cepat, sehingga perode perubahan energi pada ignition coil akan berkurang. Sehingga dapat dikatakan jumlah energinya berkurang. Ada beberapa mesin yang gulungan kabel pertamanya di ignition coil lebih sedikit dengan maksud agar ignition coil tersebut bisa memperoleh energi yang cukup pada putaran tinggi. Namun pada putaran rendah arus yang mengalir ke sirkuit pengapian pertama akan besar, sehingga mengakibatkan panas yang berlebih yang selanjutnya akan mempengaruhi kinerja ignition coil, transistor, dsb. Oleh karena itulah ada bebarapa peralatan pengapian yang dirangcang untuk mendapatkan energi tertentu diputaran rendah, kemudian membatasi arus pertama untuk menghindari overheating pada ignition coil, kemudian pada saat putaran tinggi arus dinaikkan untuk mendapatkan energi pengapian yang cukup. Jenis alat ini disebut dengan current limiting (pembatasan arus). Gambar 7-12 adalah contoh grafik pembatasan arus pada coil pertama. Gambar 7-12 daerah A (dwell period) akan beragam tergantung dari putaran mesin: pendek pada putaran rendah dan tinggi pada putaran tinggi. Daerah B adalah periode pembatasan arus. Daerah C adalah lamanya waktu pengapian. Gambar Adalah contoh grafik pembatasan arus di coil pertama. Untuk sekarang ini sistem pengapian elektronik sudah menggunakan microprocessor untuk mengatur dwell period sehingga hasilnya lebih baik disegala putaran mesin. 61 Training Support & Development

62 Bab 8 EGR (Exhaust Gas Recirculation) 1. Fungsi Gas buang berisi NOx yang dapat membahayakan sistem sysraf tubuh dan selaput lendir manusia, dampak lain adalah menimbulkan kabut asap dibelahan bumi tempat kita tinggal, untuk itu dibuat peraturan ketat peraturan menganai HC dan CO. Dikarenakan CO dan HC adalah hasil dari pembakaran yang tidak sempurna, maka perbaikan pembakaran ini secara tidak langsung juga akan meningkatkan performa mesin. Namun tingginya kadar NOx ada kaitannya dengan temperatur maksimal pembakaran yang umumnya mencapat diatas 2000 derajat celcius, jadi untuk menurunkan kadar NOx temperatur pembakaran sebisa mungkin harus dikurangi Mengurangi temperatur pembakaran adalah cara efektif untuk menurunkan kadar NOx, bisa juga dengan mengedarkan kembali sebagian gas buang (sekitar 15% dari campuran intake) untuk mengambil inisial gas (CO 2 ) ke dalam ruang pembakaran. Gas buang yang dimasukkan kembali tidak akan terbakar oleh karena itulah tempratur pembakaran untuk proses peledakan akan berkurang sehingga hal ini dapat mengurangi NOx secara signifikan (max. 60%). Namun EGR ini akan menurunkan karakteristik komposisi pengapian sehingga akibatnya output mesin dapat berkurang, EGR hanya efektif untuk menurunkan kadar NOx. Sebagai catatan ; kadar gas buang HC dan CO bisa meningkat apabila besar EGR tidak tepat. Oleh karena itulah batasan proses dan jumlah gas buang yang dimasukkan kembali sangat penting dalam menentukan besar NOx. W e = 0.24 kj/dm 3 Fuel consumption rate(be) HC, NOX concentration in exhaust gas De EGRO NOx HC Fuel consumption rate(be) HC, NOX concentration in exhaust gas λ be/min De HC NOx Air ratio λ EGR rate Gambar 8-1 Komponen gas buang dan pemakaian bahan bakar dengan EGR Gambar 8-1 adalah hubungan antara komponen gas buang dan jumlah pemakaian bahan bakar dengan rate EGR. Rumus pengaturan EGR adalah sebagai berikut : EGR gas rate EGR rate (%) = 100 Intake air rate + EGR gas rate 62 Training Support & Development

63 2. Konfigurasi dan prinsip kerja Ketika terjadi tekanan vacuum di vacuum port yang letaknya dekat dengan throttle valve, tekanan tersebut disalurkan melalui vacuum hose, dan nipple ke vacuum chamber. Kemudian tekanan tersebut akan bekerja di vacuum pressure chamber diaphragm untuk mendorong needle valve yang terdiri dari susunan diaphragm, from valve seat untuk membuat gap. Gap atau celah tersebut kemudian membarikan jalan bagi exhaust gas untuk masuk ke dalam intake manifold. Tergantung dari tekanan vacuum yang diberikan ke katup pressure chamber, besarnya jalan atau rute bagi exhaust gas untuk lewat akan bervariasi. Kontrol yang tepat pada tekanan vacuum yang akan diberikan ke vacuum pressure chamber yang ada pada katup EGR mengikuti kondisi kerja mesin, akan memberikan setingan EGR yang optimal. Vacuum chamber Spring Nipple Diaphragm Needle valve Housing Valve seat Gambar 8-2 Konfigurasi EGR Valve 3. Tipe Kontrol Sistem EGR Tergantung dari EGR valve vacuum chamber's vacuum pressure control type, tipe pengontrolan tekanan vacuum dibedakan ke dalam tipe mekanikal yang umumnya menggunakan EGR rendah, sekitar 5~15%, dan tipe elekronik yang menggunakan EGR tinggi, diatas 15%. 1) Kontrol tipe vacuum pressure Merupakan tipe kontrol yang paling mendasar yaitu pengaturan EGR valve menggunakan tekanan vacuum yang dihasilkan dekat dengan throttle valve. Pada saat idling atau ketika throttle valve terbuka lebar, lubang vacuum (port) akan cukup rendah untuk menekan gaya pegas EGR diaphragm, kemudian EGR valve akan menutup dan mematikan EGR. Jika tidak rata-rata EGR yang disirkulasi ulang melalui EGR valve ke intake manifold akan ditentukan berdasarkan besar lubang (port) vacuum. 63 Training Support & Development

64 Port EGR valve Throttle valve Intake manifold Exhaust Gambar 8-3 Tipe konfigurasi sistem EGR yang dikontrol oleh vacuum Pressure 2) Kontrol tipe Back Pressure Tipe ini mengatur katup EGR berdasarkan data temuan antara tekanan gas buang yang kembali dan jumlah air intake. BPT (Back Pressure Transducer) valve berfungsi untuk mengatur tekanan vacuum EGR agar tetap terjaga dan and menjaga agar lubang hilir vacuum selalu konstan. Kemudian jumlah EGR akan sebanding dengan jumlah udara yang masuk (air intake), dan besar EGR akan ditentukan berdasarkan area lubang hisapnya. B.P.T (Back Pressure Transducer) EGR Valve P Ventury Thermo valve Gambar 8-4 Konfigurasi sistem EGR tipe kontrol Back Pressure Gambar 8-4 adalah konfigurasi sistem tipe kontrol back pressure. pada saat throttle valve terbuka, lubang vacuum "E" akan naik dan kemudian mengalahkan gaya pegas EGR valve vacuum chamber sehingga EGR valve terbuka. Oleh karena itulah gas buang akan dimasukkan kembali ke intake manifold sehingga membuat tekanan di ventury berkurang. Pada saat tekanan di ventury turun sama seperti tekanan atmosfer, BPT akan membuka koneksi antara vacuum port "E" dan "A" (atmospheric pressure), kemudian EGR valve akan menutup. Pada saat EGR valve tertutup, back pressure akan naik untuk menutup. Oleh karena itulah vacuum di port "E" akan diberikan ke vacuum pressure chamber yang ada apda EGR valve, kemudian EGR valve akan terbuka agar gas buang bisa masuk kembali ke intake manifold. Proses ini terus berulang, dan EGR rate akan dikontrol berdasarkan besar udara yang masuk (air intake). 64 Training Support & Development

65 3) Kontrol tipe elektronik Tipe ini menggunakan data kondisi mesin yang dideteksi oleh bermacam sensor dan sinyal yang dikelola oleh microprocessor untuk menjalankan actuator dan kemudian mengatur bukaan EGR valve. 4) Solenoid Valve EGR SOL/VLV mengandalkan prinsip kerja electromagnet, dan terdiri dari coil, core, dan yoke yang menghasilkan medan magnet, plunger dan valve seat untuk membuka/menutup aliran udara, dan orifice untuk mengontrol besar aliran. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut: Ketika ECU mengatur power supply yang dikirim ke EGR, gara electromagnetic akan dihasilkan di sekitar coil untuk menarik plunger agar aliran tertutup, selanjutnya power supply akan diputus, dan gaya pegas akan membuka kembali alirannya. Plunger Coil Air Out Air Out Vacuum pressure Air In Atmospheric pressure Valve Seat Core Plate Yoke Spring Gambar 8-5 Struktur EGR Solenoid Valve 65 Training Support & Development

66 Bab 9 Purge Control Solenoid Valve 1. Fungsi Kendaraan bermotor mengeluarkan uap gas dari sistem bahan bakar seperti di fuel tank, HC adalah zat utama dari gas tersebut. Fuel tank memerlukan sistem ventilasi untuk menghindari naiknya tekanan di dalam tangki akibat ekspansi gas karena naiknya temperatur, yang kemudian menghasilkan tekanan vacuum. Catatan : untuk mencegah agar uap gas bahan bakar tidak keluar ke udara bebas maka diperlukan sistem pengontrol uap gas. Jenis-jenis pengontrol uap gas adalah tipe crankcase capturing dan tipe activated charcoal capturing. Tipe Activated charcoal capturing adalah yang banyak dipakai. Gambar 9-1 adalah sistem pengontrol uap gas menggunakan activated charcoal. Activated charcoal sangat baik dalam menyerap uap bahan bakar, dan ketika udara ditiupkan uap bahan bakar tersebut disebarkan kembali. Ketika mesin mati, charcoal canister menangkap uap bahan bakar yang ada. Ketika mesin hidup, udara luar akan dihembuskan ke dalam canister untuk memisahkan uap bahan bakar yang terserap keluar dari charcoal, kemudian mengalirkan dan membersihkan bahan bakar ke dalam intake line. Purge control solenoid valve mengontrol uap gas yang tertangkap di dalam canister. Berdasarkan sinyal kontrol pada ECU, katup tersebut menghantarkan atau menutup gas ke dalam intake line. 1) Line from fuel tank to carbon canister 2) Carbon canister 3) Fresh air 4) Purge control valve 5) Line to intake manifold 6) Throttle valve P: Perbedaan antara manifold pressure Ps dan tekanan atmosfer Pu Gambar 9-1 Vapor Gas Control System (Tipe Charcoal Capturing) 66 Training Support & Development

67 2. Konfigurasi dan Prinsip Kerja Gambar 9-2 adalah konfigurasi purge control solenoid valve. Purge control solenoid valve terdiri dari canister, hose connector yang kedua ujungnya dihubungkan dengan intake line, ECU terminal, solenoid dan spring yang diletakkan di dalam. Gambar 9-2 Konfigurasi Purge Control Solenoid Valve Purge Control Solenoid Valve bisa dikontrol baik oleh tipe duty controlled yang kerjanya berdasarkan informasi dari ECU, atau dengan tipe on-off only control menggunakan tekanan vaccum intake manifold dan ECU. Katup akan menutup ketika temperatur pendingin dalam keadaan rendah atau mesin idling, dan katup membuka ketika mesin mencapai tempratur normal untuk menghantarkan uap gas yang tertangkap di dalam canister ke arah intake manifold. Tipe katup yang duty-nya dikontrol oleh ECU umumnya disebut dengan PCSV (purge control solenoid valve), yang dikontrol oleh microprocessor menggunakan tekanan vacuum intake manifold, sinyal sensor temperatur coolant, dsb. Umumnya katupnya menutup dengan duty sebesar 9% dan terbuka lebar dengan duty 100%. 3. Kerja Sistem Vaporized Gas Control Umumnya katup purge control solenoid bekerja dengan kondisi sebagai berikut: - Maksimal temperatur coolant temperature sekitar 80 derajat atau lebih - Status kerja mesin bukan dalam keadaan idling - Tidak dalam pembelajaran konsumsi bahan bakar (learning idle mileage). Purge control tidak bekerja secara terus-menerus. Untuk menangkap uap gas, purge control bekerja dalam masa tertentu (misalnya 3 menit), dan berhenti dalam masa waktu tertentu pula. Besar persentase purge control duty ditentukan berdasarkan putaran mesin dan beban. Ada beberapa metode pengecekan purge control solenoid valve, yaitu dengan memeriksa grafik gelombang dan pemeriksaan kondisi valve. Untuk memeriksa pola gelombang, ukurlah grafiknya pada jalur koneksi ECM. 67 Training Support & Development

68 Pada saat purge control solenoid valve ON (hidup), periksa apakah tegangannya mendekati 0 volt. Dan periksa pula apakah tegangannya sama dengan tegangan battery ketika dalam keadaan OFF (mati). Jika tidak periksa wiring, fuse dan kondisi ground ECM. Untuk memeriksa kondisi valve, Periksalah kondisi buka/tutup katup dengan menggunakan alat vacuum pump. 4. Grafik Kurva Besar Aliran Gambar 9-3 adalah besar rata-rata udara berdasarkan duty dalam bentuk kurva.. Air flow rate [L/min] Detail of low flow late Air flow rate [L/min] DUTY[%] DUTY[%] Gambar 9-3 Kurva rata-rata aliran berdasarkan perubahan duty Gambar 9-4 sirkuit PCSV 68 Training Support & Development

69 Bab 10 ETS SYSTEM 1. Umum ETS (Electronic Throttle System) yang juga merupakan drive-by-wire system pertama kali dipakai oleh BMW untuk model seri 7 mereka pada tahun mekanisme pertautan antara accelerator pedal dan throttle butterfly diganti dengan modul kontrol elektronik yang canggih, sensor dan actuator. Ada beberapa alasam mengapa throttle elektronik lebih disukai dibandingkan dengan throttle kabel yang konvensional. Bagan sistem elektronik pada kendaraan mampu mengontrol situasi berdasarkan kondisi mesin kecuali jumlah udara masuk. Penggunaan ETS memungkinkan mesin hanya menerima bukaan throttle secara tepat dalam berbagai kondisi. Pengoptimalan suplai udara juga akan menjaga agar gas buang berbahaya tetap dalam batas minimum dan pengirimannya juga akan tetap terjaga tidak keluar ke udara luar. Penggunaan ETS, cruise control, traction control dan idle speed control system dapat diperoleh melalui ETS tanpa perlu adanya sistem modul lainnya. Elemen mekanis dapat ditiadakan o Meningkatkan kemampuan mesin melalui pengaturan udara yang dihisap secara tepat. o Bisa memenuhi aturan standar emisi buang o Tidak diperlukannya lagi sistem tambahan seperti cruise control, traction control dan idle speed control o Mudah dalam perbaikan dan handal 69 Training Support & Development

70 2. Pengenalan Sistem Gambar 10-1 Diagram sistem ETS ECM mengirimkan nilai target bukaan throttle ke unit ETS setelah menghitung sinyal masukan yang ditterima seperti APS2 dan input lainnya. Unit ETS mengontrol throttle motor agar sesuai dengan target bukaan katup throttle ECM. TPS1 dan TPS2 dipakai untuk memonitor nilai target bukaan throttle antara ECM dan ETS unit. Jika perbedaan antara target nilai bukaan dan nilai TPS yang sebenarnya terlalu tinggi dan jika terdeteksi adanya kesalahan pada sistem, ECM akan mengaktifkan Limp Home Valve (status katup standar). 70 Training Support & Development

71 Bab 11 Variable Intake Control 1. Sekilas Mengenai Variable Intake System Variable intake system ragamnya banyak tergantung dari panjang intake manifold yang fungsinya adalah untuk meningkatkan performa mesin untuk segala kondisi, khususnya untuk meningkatkan output mesin sampai sekitar 10% pada saat rentang kecepatan rendah-menengah. Untuk mobil yang sering melaju dijalan yang macet, tenaga mesin akan meningkat di range kecepatan rendah-menengah. Untuk laju kecepatan tinggi memerlukan mesin dengan tenaga yang lebih tinggi agar bisa melesat cepat. Seperti mesin pada umumnya, jika mesin dirancang untuk menghasilkan tenaga yang besar pada kecepatan rendah-sedang, maka tenaga untuk kecepatan rendah akan berkurang. Begitu pula sebaliknya jika mesin dirancang untuk lebih mengutamakan kecepatan kendaraan, maka tenaganya akan kurang diputaran rendah-sedang. Oleh karena itulah mesin yang bisa menghasilkan output tinggi disegala putaran lebih disukai. Dengan variable intake system maka mesin dapat menghasilkan tenaga yang besar baik untuk kecepatan rendah maupun kecepatan tinggi. Sistem ini mengatur udara masuk berdasarkan putaran dan beban mesin agar diperoleh peningkatan output mesin disemua range (kecepatan). Prinsip kerja dasar variable intake system adalah: Paada range kecepatan rendah sistem akan menutup intake control valve, kemudian jalan intake akan diperlebar untuk menambah efisiensi udara masuk secara tepat, agar momen bisa meningkat pada kecepatan rendah. Begitu putaran mesin naik, udara yang masuk ke mesin akan menjadi lebih banyak. Kemudian, apabila jalan masuk yang diperlebar masih digunakan, tahanan udara intake akan naik, akibatnya output mesin akan turun. Oleh karena itulah sistem akan membuka katup begitu putaran mesin tinggi dengan tujuan untuk mempersingkat jalan atau rute air intake, sehingga aliran udara yang masuk akan menjadi lebih banyak karena jaraknya dipersingkat. Seperti dijelaskan sebelumnya, sistem akan menaikan momen pada kecepatan rendah dengan menggunakan extended intake route dan menaikkan momen pada kecepatan tinggi dengan menggunakan rute intake yang lebih singkat. VIS valve At low speed S/Tank At high speed At high speed At low speed Gambar 11-1 adalah salah contoh konfigurasi variable intake system 71 Training Support & Development

72 2. Prinsip Kerja Variable Intake System Pada variable intake system control, komputer mesin menjalankan VIS valve motor berdasarkan putaran mesin dan beban mesin dengan tujuan untuk mengontrol arah rute air intake. Pada kecepatan rendah atau beban rendah, komputer menutup VIS valve untuk memperlebar jalan intake, dan pada saat kecepatan tinggi atau beba penuh komputer membuka VIS valve untuk mempersingkat jalan air intake, sehingga output mesin bisa maksimal disegala kecepatan. Seperti tampak pada gambar 11-3, komputer menutup VIS valve pada kecepatan rendah atau beban kecil. Ketika katup menutup, rute jalan intake akan berkurang lebih singkat dibandingkan dengan mesin konvensional, menaikkan gaya inersia intake sehingga intake bisa lebih efisien. Dan efisiensi intake tersebut akan meningkat pada range kecepatan rendah-sedang sehingga output mesin dapat meningkat. * Kecepatan rendah dan beban kecil - Putaran mesin : 4500rpm atau kurang - Bukaan Throttle valve : 70% atau kurang Intake manifold length long Intake manifold length short Engine torque Intake manifold length short Intake manifold length long Engine RPM Gambar 11-2 Contoh momen berdasarkan perubahan panjang intake manifold VIS VALVE ON OFF ECU TPS RPM Gambar 11-3 Contoh pada saat kecepatan rendah dan beban kecil 72 Training Support & Development

73 ON OFF ECU TPS RPM Gambar 9-4 contoh pada saat kecepatan tinggi dan beban besar Ketika putaran mesin dan bebannya meningkat, udara yang masuk ke mesin jumlahnya lebih banyak sehingga terjadi tahanan intake untuk menurunkan efisiensi intake. Komputer membuka katup VIS pada kecepatan putaran tinggi seperti tampak pada gambar 11-4 dengan tujuan agar rute jalan intake lebih singkat dibandingkan dengan mesin konvensional, sehingga tahanan intake-nya bisa berkurang. Hasil dari pengurangan tahanan intake, akan membuat efisiensi intake menjadi lebih besar dan menghasilkan pengingkatan pada output mesin. * Kondisi dengan putaran dan beban tinggi - Putaran mesin : 4500rpm atau kurang - Bukaan throttle valve : 70% atau kurang Untuk pengontrolan variable intake system seperti yang telah dijelaskan diatas, maka dipasang valve position sensor yang diletakkan pada sumbu motor untuk mendeteksi posisi VIS valve (gambar. 11-5) Valve position sensor pada sumbu katup tujuannya agar pendeteksian posisi katup pada saat buka/tutup lebih akurat. Valve position sensor terbuat dari semiconductor, dan prinsip kerjanya sama seperti HALL sensor. Ketika mesin dihidupkan, ECU akan menjalankan servo untuk menutup valve. Kemudian valve akan mengontak stopper. Status ini disebut dengan initial setting. Setelah itu, bukaan valve akan dihitung berdasarkan banyaknya pulsa signal. Dari status tertutup penuh sampai ke status buka penuh, sensor menerima 12 pulsa sinyal. 73 Training Support & Development

74 Bab 12 Lain-lain 1. Cooling Fan Control 1) Sekilas mengenai Cooling Fan Control Untuk memaksimalkan pendinginan dan meminimalkan arus penggerak cooling fan motor, radiator fan dan condenser, kecepatan kipas dikontrol oleh tiga mode kecepatan yaitu pelan, sedang, cepat berdasarkan kondisi temperatur coolant, kecepatan kendaraan, air conditioning switch signal, dan kondisi kerja compressor. Engine ECU Coolant temp Speed A/C position A/C compressor Middle switch Radiator fan & condenser fan controlled by 3 speed of low and medium, high Radiator fan Condenser fan Gambar 12-1 Cooling Fan Control Diagram Engine ECU FAN HI FAN LO A/CON COMP. S/W LOW S/W HIGH S/W MIDDLE S/W THRIPPLE S/W CON. FAN MOTOR BLOSER MTR RAD. FAN MOTOR Tripple S/W operation characteristics - Low & High (unit: kg- ) ON OFF TO COND. FAN RELAU(LO) A/CON SW -MIDDLE ON OFF 74 Training Support & Development

75 Gambar 12-2 Contoh Circuit Diagram Cooling Fan Control> Kecepatan cooling fan dikontrol menggunakan mode tiga kecepatan palan, sedang, cepat oleh terminal ground LO pada ECU, HI terminal atau kedua terminal untuk mengontrol kecepatan kipas. Tabel 4 Fan Control Fan speed mode Engine ECU LO terminal Fan relay control Engine ECU HI terminal OFF OFF OFF Low speed (LO) ON OFF High speed (HI) ON ON Medium speed (MID) OFF ON Relay dikontrol berdasarkan tabel logika dengan dasar temperatur coolant dan kecepatan kendaraan sebagai variabel penting. Pengaturan cooling fan konvensional mengandalkan temperatur coolant. Ada juga yang menggunakan kecepatan kendaraan sebagai tambahan dalam kontrol kipas pendingin. 75 Training Support & Development

76 Tabel 5 Contoh kontrol kecepatan cooling fan berdasarkan A/C Switch, temperatur pendingin dan kecepatan kendaraan. Items Fan Control speed A/C switch off - Speed A/C pressure switch off Speed A/C switch on A/C pressure switch on Speed 76 Training Support & Development

77 2. Generator Current Control 1) Sekilas mengenai Generator Current Control Ketika menghidupkan headlamp atau memanaskan kabel ketika idling, putaran mesin seketika akan turun kemudian kembali pulih berkat adanya peningkatan beban generator. Meningkatnya beban listrik ketika itu akan menghasilkan perubahan putaran mesin secara cepat, mengakibatkan getaran dan tenaga mesin berkurang sehingga kurang nyaman. Sistem Generator current control tergantung dari ECU mesin yang mengontrol output arus dari generator dengan tujuan mencegah turunnya putaran mesin ketika beban listrik naik. Engine ECU Read lamp on Generator terminal G Tail lamp on Heating wire on FR terminal Gambar 12-3 Diagram Generator Current Control 2) Prinsip Kerja Generator Current Control Stator coil Rectifier system TR3 TR2 Zener diode TR1 Battery ECU B3 G Rotor coil * Terminal G low : TRI off - TR2 on - TR3 off no generation Terminal G high : TRI on - TR2 off - TR3 on generation B11FR Generation on= 0V Generation off= 12V Gambar 12-4 Contoh sircuit Generator Current Control Pada generator current control, Engine ECU duty-mengontrol terminal G dan konsekwensinya arus diberikan ke rotor coil seperti tampak pada gambar Pada saat tingkat duty terminal G tinggi, TR1 akan ON dan arus pada terminal S mengalir ke ground, dan zener diode akan OFF. Kemudian TR2 akan OFF kemudian TR3 ON. Oleh karena itulah arus akan mengalir melalui rotor coil, dan kemudian generator bekerja untuk mengeluarkan/menghasilkan arus. 77 Training Support & Development

78 Dengan kata lain ketika level duty terminal G rendah, arus yang disuplai ke terminal L mengalir ke ECU, mematikan TR1. kemudian jika tegangan antara terminal L dan S adalah 14.7V atau lebih tinggi, arus akan mengalir melalui zener diode menghidupkan TR 2. kemudian, TR3 akan OFF dan tidak ada arus yang mengalir melalui rotor coil, sehingga tidak ada power yang dibangkitkan. Ragam duty-control terminal G bergantung pada besar target yang akan dibangkitkan. Arus yang dihasilkan akan dihitung menggunakan terminal FR (time on) dan putaran mesin. Ketika waktu ON terminal FR dan putaran mesin naik, besar duty pada terminal G akan meningkat untuk menaikkan arus yang dibangkitkan. Pengulangan proses secara terus menerus pengontrolan pada terminal G melalui persentase duty seperti yang disebutkan diatas akan mengoptimalkan hasil arus. FR signal on period Generating current Engine rpm Gambar 12-5 Besar arus yang dibangkitkan CPS Terminal G Control Output Normal voltage setting(generating period) Gambar 12-6 Sinyal kontrol terminal G Untuk mengukur sinyal FR, ECU menyediakan power 12V pada terminal B11, dan dihubungkan ke TR3 melalui kabel. Ketika TR3 ON, arus mengalir melalui generator rotor coil ke generator, tegangan pada terminal FR akan turun ke angka 0 Volt (low level). Sebaliknya, jika TR3 kembali OFF, tegangan terminal akan tetap 12 Volt (high level). Ukuran sinyal FR akan ditentukan oleh perbandingan dan analisa antara periode yang dihasilkan oleh generator, periode terminal FR tetap pada level low, dan crank angle sensor. 78 Training Support & Development

79 CPS signal FR signal FR on period accumulated calculation * Calculate per CPS one cycle Gambar 12-7 Contoh pengukuran sinyal FR 3. A/C Compressor Control 1) Sekilas mengenai A/C Compressor Control A/C Compressor Control digunakan pada sat akselesari atau ketika beban mesin meningkat cepat, tujuannya adalah untuk meningkatkan akselerasi mesin dengan cara mematikan kompresor A/C untuk sementara waktu. 2) Kontrol ON/OFF A/C Compressor Kontrol ON/OFF A/C Compressor dilakukan oleh ECU berdasarkan sinyal switch A/C dan sinyal input switch blower fan. Ketika pengemudi menghidupkan A/C dan blower fan switch, tegangan battery akan disalurkan melalui fin thermo switch dan triple switch (low & high switches) ke terminal ECU C13. Kemudian ECU menjalankan A/C compressor relay, untuk menghidupkan A/C compressor. Catatan : ketika tegangan output throttle valve position sensor naik diatas 4.1V ketika A/C compressor dikontrol, maka selama passing atau akselerasi cepat, ECU akan mematikan A/C compressor selama kurang lebih 5 detik untuk meningkatkan laju kendaraan. setelah itu A/C compressor akan dihidupkan kembali. A/C compressor relay Gambar 12-8 Sirkuit diahgram kontrol A/C Compressor 79 Training Support & Development

80 Throttle position sensor output voltage A/C on compressor off 5 seconds Gambar 12-9 kontrol A/C Compressor oleh Throttle Position Sensor Kontrol A/C compressor juga dapat dilakukan dengan kondisi sebagai berikut: - A/C compressor OFF ketika mesin sudah dipanaskan selama 8 detik. - A/C compressor OFF untuk melindungi mesin ketika temperatur coolant diatas 115 derajat celcius. - A/C compressor OFF ketika idle speed control system mengalami kegagalan. 4. Control Relay Control Control relay terdiri dari main relay yang memberikan power suplai ke ECU dan bermacam actuator dan fuel pump relay yang menjalankan fuel pump. Gambar contoh diagram sirkuit control relay Main relay control akan bekerja begitu kunci kontak diposisi ON. Dengan kunci kontak diposisi ON, maka power suplai akan di input melalui control relay terminal 8, kemudian power suplai akan mengalir melalui magnetizer coil (L2) kemudian control relay terminal ke ECU terminal B09. Ketika arus mengalir melalui magnetizer coil (L2), main relay akan bekerja. Ketika main relay bekerja, IG supply power pada control relay terminal 4 akan mengalir melalui main relay terus kontak ke control relay terminal 2 dan terminal 3, kemudian arus akan disuplai ke ECU dan bermacam actuator. 80 Training Support & Development