BAB II. DASAR TEORI
2.2 Multi Point Injection (MPI)
2.2.9 Cara Kerja Multi Point Injection
2.2.9.1 Fuel Injection System …
2.2.9.1.8 Basic Injector Drive Time
(i) Waktu Gerak Dasar (Basic Drive Time)
Fuel diinjeksikan ke dalam setiap silinder satu kali dalam satu langkah. Jumlah injeksi fuel (injector drive time) yang memberikan rasio air-fuel stoichiometric untuk jumlah udara yang masuk per langkah ke setiap silinder disebut waktu gerak dasar (basic drive time)
Banyaknya udara masuk tiap putaran dari sebuah silinder dihitung oleh ECU berdasarkan sinyal AFS dan sinyal Crank Angle Sensor. Ketika engine dihidupkan, nilai map yang diturunkan oleh sinyal Sensor Temperature Coolant akan diperlakukan sebagai waktu gerak dasar.
(ii) Perhitungan jumlah udara masuk persatu langkah dari silinder (per cycle of cylinder)
Banyaknya udara masuk setiap putaran dari mesin 4 silinder dapat dihitung dengan cara menghitung jumlah pulsa sensor aliran udara selama dua putaran engine atau selama empat pulsa dari sinyal sensor crank angle. Dengan demikian, banyaknya udara yang masuk tiap putaran dari sebuah silinder dapat diperhitungkan dengan cara menghitung jumlah pulsa output air flow sensor dalam satu sinyal pulsa crank angle sensor. Jumlah sinyal pulsa output sensor aliran udara tiap putaran dari sebuah silinder setara dengan tekanan manifold intake (absolute presure) dan dilambangkan oleh symbol (A/N).
ratio fuel -air an Perbanding silinder sebuah dari putaran masuk tiap udara Banyaknya Dasar Gerak Waktu =
(iii) Perhitungan kecepatan engine.
Kecepatan engine dapat dihitung dengan mengukur interval antara satu pulsa sinyal crank angle sensor dengan yang lainnya.
(4 cylinder engine)
T = Interval sinyal sensor Crank Angle
(iv) Feedback Control (Closed-loop Control)
1) Untuk mengurangi emisi gas exhaust yang berbahaya Mitsubishi Motor menggunakan Three-Way Catalytic Converter, Three-Way Catalytic Converter dapat mengubah oksidasi CO dan HC dan sekaligus mengurangi NOx, menjadi tidak berbahaya menjadi CO2, Air (H2O), Oksigen (O2), dan Nitrogen (N2).
Untuk Catalytic Converter bekerja secara efektif harus pada stoichiometric Air/Fuel ratio 14,7 : 1. Stoichiometric Air/Fuel ratio menggunakan oksigen sensor sebagai control Feedbacknya.
2) Kontrol Umpan Balik (Feedback control)
Selama pengoperasian normal (idling), engine ECU mengontrol waktu aktif injector untuk mencapai perbandingan air-fuel stochiometric, yang menjamin efisien maximum ke catalytic converter berdasarkan oxygen sensor.
Ketika perbandingan air-fuel lebih kaya dari perbandingan stoichiometric jumlah oksigen di dalam emissi exhaust akan kecil. Dengan demikian, oxygen sensor akan membangkitkan tegangan yang tinggi: Untuk selanjutnya sinyal “mixture rich” sebagai input ke ECU.
T 30 Tsecs x 2 secs 60 rpm N = =
Kemudian Engine ECU menurunkan jumlah fuel yang diinjeksikan. Jika perbandingan air-fuel menurun dan pencampuran menjadi lebih tipis dari perbandingan stoichiometric, konsenstrasi oksigen di dalam emissi gas meningkat dan tegangan oxygen sensor menjadi lebih rendah, kemudian sinyal “mixture lean” sebagai input ke engine ECU.
Atas input signal ini engine ECU meningkatkan factor koreksi feedback, dengan demikian menyebabkan menambah fuel diinjeksikan. Artinya kontrol di atas (feedback control) berfungsi untuk mengatur air-fuel mixture menuju nilai perbandingan stoichiometric.
Perbadingan ini tidak berfungsi dalam keadaan sebagai berikut : ¾ Pada saat engine sedang dihidupkan.
¾ Pada saat engine sedang dipanaskan (ketika temperature coolant engine rendah dibawah 450).
¾ Selama percepatan atau perlambatan (acceleration / deceleration). ¾ Selama operasi beban berat (High load operation) .
¾ Ketika oxygen sensor tidak berfungsi.
(v) Koreksi berdasarkan Informasi dari sensor dan sumber yang lain
(Berdasarkan Gambar Pengaturan Jumlah Penyemprotan)
1) Kontrol Enrichment secara cepat setelah engine start up
Seperti ditunjukan dibagian (2), koefiesien (K) adalah tinggi ketika coolant temperature engine rendah mixture dibuat kaya selama start dingin, karena itu engine ECU mempengaruhi kontrol ke pencampuran yang kaya sampai engine mampu terus jalan tanpa beberapa input dari starter.
2) Kontrol Enrichment selama engine warm up
Seperti ditunjukkan bagian (1), koefiesien (K) adalah tinggi ketika coolant temperature rendah.
Intake dan exhaust valve serta dinding silinder masih dingin ketika coolant engine masih dingin maka terjadi campuran air/fuel di dalam silinder terbakar secara sempurna. Untuk kompensasi penguapan yang
cukup (insufficient) dari fuel selama warm up, engine ECU meneruskan untuk membuat kontrol enrichment sampai coolant temperatur engine naik ke level tertentu.
3) Koreksi temperature udara yang masuk
Seperti ditunjukkan bagian (3), koefiesien tinggi ketika temperature udara masuk rendah.
Volume udara yang mengalir ke dalam tiap silinder adalah konstan selama dibawah kondisi berbeda, tetapi massa pada udara berubah sesuai dengan perubahan di dalam kondisi ini. Contoh menurunnya temperature ambient (lingkungan) membuat kerapatan density udara lebih tinggi, menyatatakan bahwa massa udara meningkat. Perbandingan air-fuel menurun karena penomena ini. Perbandingan air-fuel akan dikoreksi menyesuaikan terhadap temperatur udara masuk.
4) Koreksi Barometric Pressure
Seperti ditunjukkan bagian (4), koefiesien (K) tinggi ketika tekanan atmosfir (barometric pressure) tinggi.
Volume udara yang mengalir ke tiap silinder adalah konstan selama dibawah kondisi yang berbeda, tetapi massa udara berubah di dalam menyesuaikan dengan perubahan kondisi ini. Contoh naiknya tekanan barometric membuat kerapatan (density) udara lebih tinggi menyatakan naiknya massa udara, perbandingan udara-fuel menurun menyesuaikan karena fenomena ini, perbandingan udara-fuel harus dikoreksi sesuai dengan tekanan atmosfir (barometric).
5) Koreksi Transien
Koreksi transient dipengaruhi untuk menjaga air fuel ratio yang diperlukan selama menaikkan dan menurunkan kecepatan engine. Koefisien koreksi dapat menjadi positif dan negative.
Kontrol Selama Akselerasi
9 Kontrol selama akselarasi.
Ketika engine di akselarasi, fuel diinjeksikan secara simultan selama waktu yang sesuai selama perubahan pembukaan throttle valve. Sensor yang berkaitan : Throttle position sensor
Pengaturan Batas Fuel Pada Saat Decelaration
9 Pengaturan Batas Fuel Pada Saat Decelaration.
Selama kerja deselarasi pada daerah menurun (downhill), pengaturan batas fuel dicapai untuk menjaga temperatur catalyst dari peningkatan yang berlebihan dan memperbaiki fuel economy.
Sensor yang berkaitan: Air flow sensor, idle position switch dan
crank angle sensor.
Pengaturan batas fuel tidak terjadi pada kondisi dibawah ini : Ketika Antilock Brake System (ABS) pada kendaraan 4WD bekerja Ketika kecepatan kendaraan 25 Km/jam atau lebih (4WD).
6) Koreksi dead time/waktu penundaan
Koreksi dead time/waktu penundaan
Injector membuka valvenya di dalam respon drive signal dari engine ECU. Karena adanya keterlambatan kerja disebabkan variasi tegangan battery, bagaimanapun aktual lamanya valve terbuka lebih pendek dari pada interval drive signal injector. Maka target air fuel ratio tidak dapat dihasilkan tanpa kompensasi dead time.
Gambar ini menunjukkan bagaimana nilai kompensasi dead time berubah bersama dengan perubahan tegangan battery.
7) Koreksi Air/fuel ratio
Koreksi Air/fuel ratio
Koreksi dicapai dengan menyesuaikan set nilai map untuk setiap kecepatan dan merespon beban engine yang diterima selama feedback dari oxygen sensor.
Nilai map adalah nilai pre-set dan pre-stored di dalam ROM ECU, sensor yang berkaitan : Air Flow Sensor dan Crank Angle sensor.
8) Kompensasi Enrichment
Ketika throttle valve terbuka besar, kompensasi dicapai untuk meningkatkan jumlah injeksi fuel. Kompensasi ini dicapai hanya lebih besar dari pada kompensasi air/fuel ratio, sensor yang berkaitan :
(vi) Kontrol fuel yang lain 1. Kontrol selama start
Kontrol selama start
Ketika engine distart (cranking) nilai map set untuk engine coolant temperature diperlakukan sebagai basic drive time. Kompensasi barometric pressure ditambah untuk basic drive time, sensor yang berkaitan : Coolant Temperature Sensor, Ignition Switch ST, Tegangan
Battery dan Sensor Barometric Pressure.
2. Kontrol fuel cut OFF untuk over revving prevention
Ketika kecepatan engine berlebihan pada kecepatan tertentu (7500 rpm), fuel cut terjadi untuk mencegah over-revving dan protect engine.
3. Kontrol fuel cut OFF untuk overboost prevention (engine turbocharger) Ketika (A/N) berlebihan pada suatu nilai tertentu, fuel cut terjadi untuk mencegah naiknya tekanan turbo secara berlebihan.
Ini menjamin ketika terjadi kerusakan pada waste gate valve dari turbocharger sehingga tekanan turbo tidak naik secara berlebihan.
4. Kontrol fuel cut – off untuk pencegahan kecepatan berlebih pada kendaraan.
Saat kendaraan mencapai kecepatan maksimum (180 km / jam ), fuel di Cut - OFF untuk mencegah kendaraan melewati kecepatan maksimum.
5. Kontrol penstabil idling saat temperatur engine coolant tinggi.
Kontrol penstabil idling saat temperatur engine coolant tinggi
Saat engine di-starter pada temperatur udara intake air sensor 50oC atau lebih dan temperatur engine coolant 100oC atau lebih, kompensasi koefisien air-fuel ratio ditambahkan lebih dari nilai yang ditetapkan, dan sesudah itu jumlahnya secara bertahap akan berkurang.
Sensor yang berhubungan : Intake air temperatur sensor, Engine coolant
temperatur sensor, Ignition switch ST.
6. Kontrol idle mixture ( tanpa oxygen sensor )
Kontrol idle mixture ( tanpa oxygen sensor )
Saat engine idling (pada kecepatan sekitar 950 rpm atau kurang dan tanpa beban) setelah warm-up (temperatur engine coolant sekitar 70o C / 158o F atau lebih), jumlah fuel yang diinjeksikan (air fuel ratio) tergantung output tegangan pada variabel resistor.
2.2.9.2 Ignition System