Sistem Bahan Bakar Motor Bensin

Baca Juga

SISTEM BAHAN BAKAR MOTOR BENSIN

A.    Pengertian

Suatu kendaraan tentu memerlukan sejumlah energi yang digunakan untuk menggerakkan atau sumber energi penggerak dari kendaraan itu sendiri. Untuk menghasilkan energi untuk menggerakkan kendaraan maka diperlukan konversi energi dari suatu energi menjadi energi lain. Seperti halnya pada motor bakar mengubah energi panas (kalor) dari bahan bakar menjadi energi mekanik / gerak.

Sistem untuk mengatur pemasukan atau suplai bahan bakar sesuai kebutuhan dari motor bakar tersebut maka dibutuhkan sistem bahan bakar. Sehingga sistem bahan bakar adalah suatu sistem yang mengatur suplai kebutuhan bahan bakar kedalam silinder sesuai dengan kebutuhan dari motor bakar.

B.     Jenis Sistem Bahan Bakar pada Motor Bensin

Seiring berkembangnya teknologi otomotif sistem bahan bakar memiliki beberapa jenis yaitu sebagai berikut.

1.      Sistem Bahan Bakar Konvensional

Sistem bahan bakar konvensional adalah sistem bahan bakar yang digunakan pada awal-awal motor bensin. Sistem bahan bakar ini menggunakan komponen karburator sebagai pencampur udara dan bahan bakar yang akan digunakan dalam proses pembakaran di dalam ruang bakar.

2.      Sistem Bahan Bakar EFI (Electronic Fuel Injection)

      Sistem bahan bakar EFI (Electronic Fuel Injection) adalah sistem bahan bakar yang menggunakan kontrol elektronik untuk mengatur campuran udara dan bahan bakar yang digunakan dalam proses pembakaran. EFI menggunakan komponen injektor yang berfungsi untuk menyemprotkan bahan bakar agar bercampur dengan udara. Sistem EFI dapat menentukan campuran udara dan bahan bakar yang optimal (tepat) disesuaikan dengan jumlah dan temperatur udara yang masuk, kecepatan mesin (rpm), temperatur air pendingin, posisi katup throttle, kondisi kadar oksigen di dalam gas buang, dan kondisi penting lainnya. Dengan mempertimbangkan konsisi-kondisi tersebut komputer dari EFI yaitu ECU (Engine Control Unit) dapat memperkirakan banyaknya bahan bakar yang di injeksikan sehingga diharapkan di dapatkan campuran udara dan bahan bakar yang optimal. Adapun gambar blok diagram sistem bahan bakar EFI diperlihatkan pada gambar 1 dibawah ini.

                           

Gambar 1. Blok Diagram Sistem Bahan Bakar EFI

Sumber : www.autoexpose.org/2017/01/sistem-efi.html (2017)

Sistem bahan bakar EFI secara garis besar terdiri dari dua macam. Yaitu sistem bahan bakar D EFI dan L EFI.

a)      Sistem Bahan Bakar D EFI

Sistem D EFI adalah sistem bahan bakar EFI dimana proses perhitungan dari massa udara yang masuk kedalam silinder dihitung menggunakan tekanan udara. Tekanan udara ini akan digunakan untuk menghitung massa udara dengan bantuan beberapa variabel-variabel lainnya. Pengukuran tekanan udara pada sistem ini biasa menggunakan Manifold Absolut Pressure sensor (MAP) dan ada juga yang menyebutnya Pressure Intake Manifold sensor (PIM).

Untuk mendapatkan massa udara dapat digunakan persamaan gas ideal yakni

PV= mRT

Dimana :

P   = tekanan udara absolut pada intake manifold (diperoleh dari sensor MAP)

V  = volume udara yang masuk kedaam silinder (diperoleh dari besar CC mesin)

T   = temperatur udara masuk (diperoleh dari sensor Intake Air Temperature (IAT))

R  = konstanta gas ideal (288.3 J/Kg°C)

m = massa udara (besaran yang akan di cari)

Sehingga dengan menggunakan persamaan gas ideal tersebut akan dapat digunakan untuk menghitung massa udara yang masuk kedalam silinder dari motor bensin. Massa udara diperlukan untuk menghitung banyaknya massa bahan bakar yang akan di injeksikan oleh injektor. Dimana perbandingan massa udara dan bahan bakar agar terbakar dengan sempurna atau yang sering disebut campuran stoichiometri adalah 14.7 : 1. Yaitu 14.7 massa udara dicampurkan dengan 1 massa bahan bakar agar diperoleh pembakaran yang sempurna.

Gambar 2. Blok Diagram Pendeteksian Udara Masuk D EFI

Sumber : Toyota Astra Motor (2008)

b)      Sistem Bahan Bakar L EFI

Sistem bahan baar L EFI adalah sistem bahan bakar dimana pendeteksian massa udara masuk menggunakan besar debit udara yang masuk. Besar debit udara yang masuk diukur menggunakan sebuah sensor Air Flow Meter. Perhitungan massa udara dengan menggunakan besaran debit ini dibantu beberapa variabel lainnya. Adapun persamaan untuk menghitung massa udara sesuai kondisi tersebut adalah sebagai berikut

Maka dengan menggunakan persamaan tersebut dapat diperoleh massa udara sehingga dapat digunakan untuk menghitung banyaknya massa bahan bakar yang di injeksikan oleh injektor agar tercapai campuran yang sempurna (stoichiometry). Adapun penempatan sensor Air Flow Meter dapat dilihat dari blok diagram pada gambar 3 dibawah ini.

Gambar 3. Blok Diagram Pendeteksian Udara Masuk L EFI

Sumber : Toyota Astra Motor (2008)

C.    Komponen Sistem Bahan Bakar Motor Bensin

Komponen dari sistem bahan bakar tentu tidak sama antara satu kendaraan dengan kendaraan yang lain. Di sini hanya akan dijelaskan komponen-komponen umum yang digunakan pada sistem bahan bakar motor bensin.

1.      Komponen Sistem Bahan Bakar Konvensional

a)      Tangki Bahan Bakar (Fuel Tank)

Gambar 4. Tangki Bahan Bakar

Sumber : Astra Interational (2008)

Tangki bahan bakar adalah komponen yang digunakan untuk menampung bahan bakar dalam jumlah yang relatif banyak yang akan digunakan dalam proses pembakaran. Di dalamnya terdapat separator yang berfungsi agar tidak terdapat goncangan bahan bakar berlebih saat kendaraan berada pada jalan bergelombang.

b)      Fuel Line (Penyalur Bahan Bakar)

Gambar 5. Jalur Fuel Line Sistem Bahan Bakar

Sumber : Astra Interational (2008)

Fuel line adalah komponen yang berfungsi sebagai penyalur atau lintasan bahan bakar dari satu komponen ke komponen lainnya.

c)      Fuel Filter (Filter Bahan Bakar)

Gambar 6. Penampang Filter Bahan Bakar

Sumber : Astra Interational (2008)

Filter bahan bakar adalah komponen yang berfungsi untuk menyaring bahan bakar dari kotoran-kotoran yang terbawa oleh bahan bakar. Filter bahan bakar ada yang ditempatkan diluar tangki dan adapula yang diletakkan di dalam tangki bahan bakar

d)     Pompa Bahan Bakar

Pompa bahan bakar berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar dari satu titik ke titik yang lain dengan debit dan tekanan tertentu. Pompa bahan bakar yang sering digunakan adalah pompa bahan bakar elektrik dan pompa bahan bakar mekanik. Secara garis besar yang membedakan antara kedua pompa tersebut adalah sumber energi penggerakknya. Dimana pompa bahan bakar elektrik digerakkan oleh energi listrik yang diambil dari baterai sedangkan pompa mekanik digerakkan langsung oleh putaran mesin.

                   

Gambar 7. Pompa Bahan Bakar Mekanik dan Elektik

Sumber : Astra Interational (2008)

e)      Karburator

Karburator adalah komponen sistem bahan bakar motor bensin yang berfungsi untuk mencampur bahan bakar dengan udara  dalam bentuk kabut (mixture) dengan perbandingan tertentu sesuai kebutuhan kerja dari mesin.

Gambar 8. Bentuk Luar Komponen Karburator

Sumber : Astra Interational (2008)

2.      Komponen Sistem Bahan Bakar EFI

Sistem Bahan Bakar EFI seperti yang telah dijelaskan sebelumnya dibedakan menjadi 2 yaitu tipe D dan tipe L. Sebenarnya kedua tipe tersebut memiliki komponen yang sama namun yang membedakan hanyalah pendeteksian massa udara masuk. Dimana tipe D menggunakan sensor Manifold Absolut Pressure (MAP) sedangkan tipe L menggunakan sensor Air Flow Meter. Sedangkan untuk komponen lainnya adalah sama antara sistem bahan bakar EFI tipe D dan tipe L. Komponen sistem bahan bakar EFI disini dibagi menjadi 2 bagian besar. Yaitu komponen yang bersentuhan langsung dengan bahan bakar dan sensor sensor sistem bahan bakar EFI.

a.       Komponen yang Bersentuhan Langsung dengan Bahan Bakar

a)  Pompa Bahan Bakar

 

Gambar 9. Pompa Bahan Bakar di Luar dan di Dalam Tangki

Sumber : Astra Interational Daihatsu (2008)

Seperti yang pernah dijelaskan pada pompa bahan bakar dalam sistem bahan bakar konvensional bahwa pompa bahan bakar berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar dengan tekanan dan debit tertentu. Namun berbeda dengan sistem bahan bakar konvensinal dimana pada sistem bahan bakar EFI pompa bahan bakar dituntut menghasilkan tekanan yang lebih besar yakni sekitar 3 bar. Pompa bahan bakar EFI banyak yang ditaruh di dalam tangki bahan bakar. Namun ada juga yang diletakkan diluar tangki.

b)  Filter Bahan Bakar (Fuel Filter)

Gambar 10. Filter Bahan Bakar EFI

Sumber : Astra Interational (2008)

Seperti halnya pada sistem bahan bakar konvensional, filter bahan bakar digunakan untuk menyaring kotoran-kotoran yang terbawa oleh bahan bakar. Agar tidak mengganggu komponen lainnya.

c)  Regulator Tekanan (Pressure Regulator)

Gambar 11. Regulator Tekanan

Sumber : Astra Interational Daihatsu (2008)

Regulator tekanan adalah komponen yang mengatur agar tekanan bahan bakar yang akan diinjeksikan oleh injektor selalu relatif konstan.

d)  Injektor

Gambar 12. Injektor

Injektor adalah komponen yang berfungsi untuk menyemprotkan bahan bakar agar bercampur secara merata dengan udara. Lama pembukaan injektor ditentukan oleh lamanya sinyal yang diberikan oleh ECU.

e)  Pipa Pembagi (Delivery Pipe) dan Pulsation Dumper

Gambar 13. Fuel Delivery Pipe and Pulsation Dumper

Sumber : Astra International Daihatsu (2008)

Pipa pembagi berfungsi membagi bahan bakar kedalam unit-unit injektor sebelum bahan bakar disemprotkan oleh injektor. Pulsation dumper berfungsi untuk menstabilkan atau mengurangi denyutan tekanan bahan bakar saat salah satu injektor menyemprotkan bahan bakar.

f) Selang Bahan Bakar

Selang bahan bakar berfungsi sebagai jalur mengalirnya bahan bakar dari satu komponen ke komponen lain. Berbeda dengan selang bahan bakar pada sistem bahan bakar konvvensional. Selang bahan bakar pada sistem bahan bakar EFI memiliki ketahanan terhadap tekanan yaitu kurang lebih sebesar 3 bar.

b.      Sensor-sensor dan Aktuator Sistem Bahan Bakar EFI

a)      Manifold Absolut Pressure (MAP)

Gambar 14. Sensor MAP 

Sensor MAP berfungsi untuk mengukur tekanan udara absolut pada intake manifold. Sensor ini menghasilkan output tegangan 0 - 4.5 volt yang dikirimkan ke ECU (Engine Control Unit). Berdasarkan grafik karakteristik sensor MAP diatas saat tekanan absolut pada intake manifold rendah maka tegangan yang dihasilkan juga rendah, begitupula sebaliknya.

b)      Air Flow Meter

Gambar 15. Bentuk sensor Air Flow Meter

Air flow meter adalah suatu sensor untuk mengukur massa udara yang akurat. AFS (air flow sensor)  berfungsi untuk mengukur rata-rata air intake yang disaring oleh air cleaner, dan AFS ini adalah salah satu komponen yang penting pada sistem bahan bakar EFI tipe L.

c)      Throttle Position Sensor (TPS)

Gambar 16. Throttle Position Sensor dan Terminalnya

Throttle position sensor adalah komponen yang befungsi mengatur udara yang masuk ke dalam silinder dan mendeteksi derajat pembukaan katup throttle. Untuk mendeteksi putaran mesin pada putaran idling, mesin dalam keadaan beban berat atau ringan.

d)     Water Temperature Sensor (WTS)

Gambar 17. Sensor Temperatur

Sensor Cooling Water Temperature Sensor adalah sensor yang digunakan untuk mengukur temperatur dari mesin melalui temperatur fluida sistem pendingin. Sensor ini juga sering disebut dengan Engine Coolant Temperature (ECT). Apabila kendaraan tidak menggunakan sistem pendinginan air maka sensor ini dipasang pada panci oli untuk mendeteksi panas mesin melalui temperatur dari minyak pelumas.

e)      Intake Air Temperature (IAT)

Gambar 18. Intake Air Temperature Sensor

Intake Air Temperature adalah sensor yang berfungsi mengukur suhu udara masuk sehingga dapat diketahui kerapatan udara yang akan masuk ke dalam intake manifold. Sensor ini biasa dipasang pada rumah saringan udara pada tipe D dan biasa dipasang pada airflow meter pada tipe L.

f)       Sensor Kecepatan Kendaraan (Vehicle Speed Sensor)

Gambar 19. Sensor Kecepatan Kendaraan

Sensor kecepatan berfungsi untuk mengukur kecepatan dari kendaraan. Untuk mendeteksi apakah kendaraan dalam kondisi diam, berjalan, ataukah dalam kondisi kecepatan tinggi. Kombinasi sensor ini dan sensor TPS akan dapat menetukan apakah kendaraan sedang akselerasi atau deselerasi.

g)      Crankshaft Postion Sensor

Gambar 20. Sensor CKP Jenis Induksi

Crankshaft Position Sensor adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi putaran crankshaft, sudut crankshaft, dan untuk mengetahui putaran mesin . Sensor yang dapat digunakan bisa menggunakan tipe induksi, tipe hall ataupun tipe optik (optocoupler).

h)      Camshaft Position Sensor

Gambar 21. Camshaft Position Sensor

Camshaft Position Sensor adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi langkah piston pada kondisi hisap, kompresi, usaha, ataupun buang. Sehingga melalui sensor ini dapat digunakan oleh ECU untuk mengirimkan sinyal ke koil agar busi pada salah satu silinder akan memercikkan bunga api.

i)        Sensor Knocking

Gambar 22. Sensor Knoking

Sumber : Astra International Daihatsu (2008)

Digunakan untuk mendeteksi knocking atau detonasi yang terjadi pada saat proses pembakaran. Detonasi atau knocking dapat terdeteksi dengan mendeteksi getaran yang terjadi pada blok mesin akibat adanya knocking di dalam ruang bakar.

j)        Idle Speed Control (ISC)

Gambar 23. Idle Speed Control

Sumber : www.teknik-otomotif.com

Idle Speed Control adalah aktuator sistem EFI yang berfungsi mem bypass aliran udara pada saat putaran idle atau fast idle. Agar pada saat idle rpm mesin bisa naik saat kondisi mesin masih dingin atau beban seperti AC dinyalakan pasti ECU akan memerintahkan katup ISC agar membuka. Sehingga aliran udara yang masuk akan lebih banyak yang akan mengakibatkan rpm mesin akan meningkat.

k)      Oksigen Sensor

Gambar 24 Sensor Oksigen

Oksigen sensor adalah sensor yang berfungsi mengetahui kadar oksigen yang ada di dalam gas buang kendaraan. Sensor oksigen  digunakan sebagai koreksi oleh ECU apakah pembakaran yang terjadi sempurna ataukah tidak. Saat terlalu banyak oksigen pada gas buang maka bahan bakar yang diinjeksikan kurang. Sehingga perlu dilakukan koreksi oleh ECU agar didapat campuran yang optimal.