Perkembangan Sistem Bahan Bakar Injeksi
Sistem bahan bakar tipe injeksi merupakan langkah inovasi yang sedang dikembangkan untuk diterapkan pada sepeda motor. Tipe injeksi sebenarnya sudah mulai diterapkan pada sepeda motor dalam jumlah terbatas pada tahun 1980-an, dimulai dari sistem injeksi mekanis kemudian berkembang menjadi sistem injeksi elektronis. Sistem injeksi mekanis disebut juga sistem injeksi kontinyu (K-Jetronic) karena injektor menyemprotkan secara terus menerus ke setiap saluran masuk (intake manifold). Sedangkan sistem injeksi elektronis atau yang lebih dikenal dengan Electronic Fuel Injection (EFI), volume dan waktu penyemprotannya dilakukan secara elektronik. Sistem EFI kadang disebut juga dengan EGI (Electronic Gasoline Injection), EPI (Electronic Petrol Injection), PGM-FI (Programmed Fuel Injenction) dan Engine Management.
Penggunaan sistem bahan bakar injeksi pada sepeda motor komersil di Indonesia sudah mulai dikembangkan. Salah satu contohnya adalah pada salah satu tipe yang di produksi Astra Honda Mesin, yaitu pada Supra X 125. Istilah sistem EFI pada Honda adalah PGM-FI (Programmed Fuel Injection) atau sistem bahan bakar yang telah terprogram. Secara umum, penggantian sistem bahan bakar konvensional ke sistem EFI dimaksudkan agar dapat meningkatkan unjuk kerja dan tenaga mesin (power) yang lebih baik, akselarasi yang lebih stabil pada setiap putaran mesin, pemakaian bahan bakar yang ekonomis (iriit), dan menghasilkan kandungan racun (emisi) gas buang yang lebih sedikit sehingga bisa lebih ramah terhadap lingkungan. Selain itu, kelebihan dari mesin dengan bahan bakar tipe injeksi ini adalah lebih mudah dihidupkan pada saat lama tidak digunakan, serta tidak terpengaruh pada temperatur di lingkungannya.
Prinsip Kerja Sistem EFI
Istilah sistem injeksi bahan bakar (EFI) dapat digambarkan sebagai suatu sistem yang menyalurkan bahan bakarnya dengan menggunakan pompa pada tekanan tertentu untuk mencampurnya dengan udara yang masuk ke ruang bakar. Pada sistem EFI dengan mesin berbahan bakar bensin, pada umumnya proses penginjeksian bahan bakar terjadi di bagian ujung intake manifold/manifold masuk sebelum inlet valve (katup/klep masuk). Pada saat inlet valve terbuka, yaitu pada langkah hisap, udara yang masuk ke ruang bakar sudah bercampur dengan bahan bakar.
Secara ideal, sistem EFI harus dapat mensuplai sejumlah bahan bakar yang disemprotkan agar dapat bercampur dengan udara dalam perbandingan campuran yang tepat sesuai kondisi putaran dan beban mesin, kondisi suhu kerja mesin dan suhu atmosfir saat itu. Sistem harus dapat mensuplai jumlah bahan bakar yang bervariasi, agar perubahan kondisi operasi kerja mesin tersebut dapat dicapai dengan unjuk kerja mesin yang tetap optimal.
Konstruksi Dasar Sistem EFI
Secara umum, konstruksi sistem EFI dapat dibagi menjadi tiga bagian/sistem utama, yaitu; a) Sistem distribusi bahan bakar (Fuel Delivery System), b) sistem kontrol elektronik (electronic control system), dan c) sistem induksi/pemasukan udara (air induction system). Ketiga sistem utama ini akan dibahas satu persatu di bawah ini.
Jumlah komponen-komponen yang terdapat pada sistem EFI bisa berbeda pada setiap jenis sepeda mesin. Semakin lengkap komponen sistem EFI yang digunakan, tentu kerja sistem EFI akan lebih baik sehingga bisa menghasilkan unjuk kerja mesin yang lebih optimal pula. Dengan semakin lengkapnya komponen-komponen sistem EFI (misalnya sensor-sensor), maka pengaturan koreksi yang diperlukan untuk mengatur perbandingan bahan bakar dan udara yang sesuaidengan kondisi kerja mesin akan semakin sempurna.
a) Sistem distribusi bahan bakar (Fuel Delivery System)
Bahan bakar (bensin) ditekan oleh sebuah pompa bensin eletrik yang dikontrol kerjanya oleh ECM, melalui saringan bahan bakar (fuel filter) dialirkan ke injector yang bekerjanya dikontrol oleh ECM. Bahan bakar disemprotkan saat katup pada injector terbuka secara terputus-putus. Karena tekanan pada pipa pembagi sudah dibuat tetap oleh adanya fuel pressure regulator, maka banyaknya bensin yang dismprotkan tergantung dari lamanya injector terbuka.
Sistem distribusi bahan bakar (fuel Delivery System) dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Lamanya waktu penginjeksian bahan bakar secara umum terbagi atas 3 system :
1. Sebentar-sebentar (intermitten)
2. Yang diatur oleh waktu (Timed).
3. Berlanjut (Continuous).
Berikut penjelasannya….
1. Pada intermitten system, terbuka dan tertutupnya injector tidak melihat kondisi kerja intake valve. Pada system penginjeksian ini mungkin saja penyemprotan bahan bakar ke mesin ketika intake valve terbuka atau tertutup. Intermitten injection system biasa disebut juga modulation injection system.
2. Pada timed injection system, bahan bakar benar-benar menyemprot ke dalam mesin sebelum atau saat Intake valve terbuka. Penyemprotan bensin pada system ini selalu melihat kondisi kerja intake valve
3. Pada continuos system, bahan bakar disemprotkan ke dalam mesin setiap waktu (terus menerus) selama mesin berputar. Pengontrolan perbandingan campuran udara-bahan bakar dengan cara menambah atau mengurangi tekanan pada injektor. Dengan cara ini akan menambah atau mengurangi bahan bakar yang keluar dari injector.
b) Sistem kontrol elektronik (electronic control system)
Komponen sistem kontrol elektronik terdiri dari beberapa sensor (pengindera), seperti MAP (Manifold Absolute Pressure) sensor, TP (Throttle Position) sensor, IAT (Intake Air Temperature) sensor, bank angle sensor, EOT (Engine Oil Temperature) sensor, dan sensor-sensor lainnya. Pada sistem ini juga terdapat ECU (Electronic Control Unit) atau ECM dan komponenkomponen tambahan seperti alternator (magnet) dan regulator/rectifier yang mensuplai dan mengatur tegangan listrik ke ECU, baterai dan komponen lain. Pada sistem ini juga terdapat DLC (Data Link Connector) yaitu semacam soket dihubungkan dengan engine analyzer untuk mecari sumber kerusakan komponen.
Secara garis besar fungsi dari masing-masing komponen sistem kontrol elektronik antara lain sebagai berikut;
1) ECU/ECM : menerima dan menghitung seluruh informasi/data yang diterima dari masing-masing sinyal sensor yang ada dalam mesin. Informasi yang diperoleh dari sensor antara lain berupa informasi tentang suhu udara, suhu oli mesin, suhu air pendingin, tekanan atau jumlah udara masuk, posisi katup throttle/katup gas, putaran mesin, posisi poros engkol, dan informasi yang lainnya. Pada umumnya sensor bekerja pada tegangan antara 0 volt sampai 5 volt. Selanjutnya ECU/ECM menggunakan informasi-informasi yang telah diolah tadi untuk menghitung dan menentukan saat (timing) dan lamanya injektor bekerja/menyemprotkan bahan bakar dengan mengirimkan tegangan listrik ke solenoid injektor. Pada beberapa mesin yang sudah lebih sempurna, disamping mengontrol injektor, ECU/ECM juga bisa mengontrol sistem pengapian.
2) MAP (Manifold absolute pressure) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tekanan udara yang masuk ke intake manifold. Selain tipe MAP sensor, pendeteksian udara yang masuk ke intake manifold bisa dalam bentuk jumlah maupun berat udara. Jika jumlah udara yang dideteksi, sensornya dinamakan air flow meter, sedangkan jika berat udara yang dideteksi, sensornya dinamakan air mass sensor.
3) IAT (Engine air temperature) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang suhu udara yang masuk ke intake manifold. Tegangan referensi/suplai 5 Volt dari ECU selanjutnya akan berubah menjadi tegangan sinyal yang nilainya dipengaruhi oleh suhu udara masuk.
4) TP (Throttle Position) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang posisi katup throttle/katup gas. Generasi yang lebih baru dari sensor ini tidak hanya terdiri dari kontak-kontak yang mendeteksi posisi idel/langsam dan posisi beban penuh, akan tetapi sudah merupakan potensiometer (variable resistor) dan dapat memberikan sinyal ke ECU pada setiap keadaan beban mesin. Konstruksi generasi terakhir dari sensor posisi katup gas sudah full elektronis, karena yang menggerakkan katup gas adalah elektromesin yang dikendalikan oleh ECU tanpa kabel gas yang terhubung dengan pedal gas. Generasi terbaru ini memungkinkan pengontrolan emisi/gas buang lebih bersih karena pedal gas yang digerakkan hanyalah memberikan sinyal tegangan ke ECU dan pembukaan serta penutupan katup gas juga dilakukan oleh ECU secara elektronis.
5) Engine oil temperature sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang suhu oli mesin.
c) Sistem induksi/pemasukan udara (air induction system)
Berdasarkan system kontrol udara masuk mesin EPI atau EFI dapat digolongkan menjadi 2 type, yaitu :
1. Sistem D-EFI atau D-Jetronic (dari bahasa Jerman “DRUCK” yang berarti tekanan, yaitu system yang mengatur banyaknya udara masuk ke intake manifold diukur berdasarkan besarnya kevakuman. Komputer mendapatkan input jumlah udara yang masuk ke intake air chamber dari sensor yang dipasangkan di intake manifold atau mendapatkan sumber identifikasi dari kevakuman intake manifold. Input inilah yang dijadikan dasar penginjeksian selain input dari putaran mesin. Pada mesin yang menggunakan sensor udara masuk dengan berdasarkan kevakuman, maka perubahan kevakuman pada inteke yang akan mengubah tegangan yang dikirim oleh sensor ke Elektronik Control Modul (ECM). ECM kemudian mengirim tegangan sebesar 5 volt sebagai input sensor.
Dengan input sensor sebesar 5 volt inilah, maka tegangan yang dikeluarkan (output sensor) akibat perubahan kevakuman bervariasi antara 0 – 5 volt.
2. Sistem L-EFI atau L-Jetronic (dari bahasa Jerman “LUFT” yang berarti udara, yaitu system yang mengatur banyaknya udara masuk ke intake manifold diukur berdasarkan besarnya kecepatan aliran udara. Komputer mendapatkan input jumlah udara yang masuk ke intake air chamber dari sensor yang dipasangkan di intake manifold atau mendapatkan sumber identifikasi dari kecepatan aliaran udara pada intake manifold. Input inilah yang dijadikan dasar penginjeksian selain input dari putaran mesin.
