PerbandinganKerjaSistemMultiPointInjectionDenganSistemKarburator
JajaKustija,M.Sc.
ABSTRAK
Kemajuanteknologipadabidangelektronikpadasaatsekarangmembuatorangberusahauntukmembuatkinerjasistemyanglamaakanmenjadilebihbaikdenganmemanfaatkanteknologielektroniktersebut,salahsatupenerapanbidangelektroniktersebutadalahsistemMultiPointInjectionpadabidangotomotiveyangmenggantikansistemkonvensionalyaitukarburator,dimanasistemMultiPointInjectionakanmenghasilkankinerjaenginelebihbaikdaripadasistemKarburator.MultiPointInjectionadalahsistempenginjeksianbahanbakar(supplybahanbakar)kedalamruangbakarengineyangdikontrolsecaraelektronikberdasarkansinyal-sinyalsensorsehinggaengineakanmendapatkansupplycampuranudaradanbahanbakaryangsesuaidengankondisienginepadasaatitu,dimanasisteminipadasaatsekarangsudahbanyakdipergunakanolehprodusenkendaraankhususnyamobiluntukmenggantikansistemyangkonvensionalyaitukarburator,padasistemkarburator(konvensional)supplycampuranudaradanbahanbakarkedalamenginedilakukansecaramekanikalyaituhanyaberdasarkantingkatkevakumanenginesehinggakeakuratandalamsupplycampuranudaradanbahanbakarpadatiapkondisikendaraankurangakurat.DenganadanyasistemMultiPointInjection(MPI)yangmenerapkanbidangelektronikpadabidangotomotivemakaakandihasilkanpembakaranyangsempurnapadaenginekarenaengineakandiberikancampuranudaradanbahanbakaryangtepatsesuaidengankondisienginepadasaatitusehinggadengansistemMultipointInjectionakandidapatkanengineperformayangtinggi,emisigasbuangyanglebihbaiksertapemakaianbahanbakaryangekonomisdaripadasistemKarburator(konvensional).
ABSTRACT
TheImprovementofelectronictechnologyinrecentdaymakepeoplewanttoimprovetheiroldsystembecomebetter,theexampleisMultiPointInjectionsystemarereplacingthecarburetorsystemfunctionatautomotive,whichMultiPointInjectionsystemcanproduceengineperformanceisbetterthancarburetor.MultiPointInjectionisfuelinjectionsystemtoenginecombustionchamberwithelectronicscontrolbaseoninformationfromsensorssignals,sotheenginesuppliedappropriateairfuelratioatactualcondition,mostvehiclemakerespeciallycarmakeratrecentdayusethissystemforreplacingconventionalsystem(carburetor),theconventionalsystem(carburetor)ismechanicallyairfuel
ratiosupplytoengine,theairfuelratiosupplyisonlybaseonvacuumlevelsotheairfuelratioisnotaccuratewiththeconditionofengine.WithelectronicsMultiPointInjectionsysteminautomotivecanmakeperfectcombustiontotheenginebecauseengineissuppliedappropriateairfuelratiowiththeconditionofengine,withMultiPointInjectionsystemtheenginepower,fuelconsumptionandemissionarebetterthancarburetor(conventional).
1.TUJUANKarburatoradalahkomponen
MenganalisaantarasistemMultiPointInjection(MPI)dansistemkarburatordalamsupplybahanbakardenganmembandingkantenagaengineyangdihasilkan(engineperforma),pemakaianbahanbakar(fuelconsumption)danhasilemisigasbuangnya.
2.LATARBELAKANG
Salahsatupenerapanbidangelektronikdalamduniaautomotiveadalahsistempengontrolaninjeksibahanbakar(gasoline)kedalamsilinderengine,dimanasisteminimengantikansistemkarburatoryangbekerjasecaramekanikal(kovensional)dimanasistemsupplybahanbakarsecaraelektroniklebihbaikdibandingkandengansistemkarburator(mekanikal)dalamsegiengineperforma,emisigasbuangdankonsumsibahanbakar,dalamkendaranMitsubishisistempengontrolaninjeksibahanbakarsecaraelektronikdikenaldenganMultiPointInjection(MPI),padamerkToyotadikenaldenganElectronicFuelInjection(EFI)dll.yangmanasisteminjeksibahanbakarinipadadasarnyaadalahsama.
3.LANDASANTEORI
PrinsipKerjaKarburator
pensupplycampuranudaradanbahanbakaryangbekerjaberdasarkanadanyanegativepressure(vacum)yangdihasilkanolehhisapanpistonpadaenginesaatlangkahintakedandoronganaliranudaradariluar(positivepressure)yangmembuataliranudarapadaventurikarburatormenghisapbahanbakardarifloatchambermasukkedalamintakemanifold,lalumasukkeruangbakarsilinderyangdigunakanuntukmenghasilkanexpansion(pembakaran)dengandipercikannyabungaapimelaluibusi,sehinggadihasilkanlahputaranengineyangditeruskanketransmisi,kedifferentiallalukeroda.
Karburator
VenturiVenturiadalahsaluranaliranudarayangdipersempitdimanapadadaerahventuritersebutdihasilkankevakumanyangtinggikarenaaliranudarayangmasuk(posistivedannegativepressure)tercepatberada
padabagianventuritersebutsehinggafueldapatterhisapdarifloatchamber.
AliranUdara
Gerakankebawahpistonmenciptakannegativepressureataukevakumandidalamsilinderdantekananatmosfiryanglebihtinggimendorongudaramelaluikarburator(positivepressure)keintakemanifoldkemudiankedalamsilinder.
bahanbakartersebutdarifloatchamber.
PrinsipKerjaMultiPointInjection
Multipointinjectionadalahsistemsupplycampuranudaradanbahanbakarkedalamengineyangdikontrolsecaraelektronikagardidapatkannilaicampuranudaradanbahanbakarselalusesuaidengankebutuhanengine,sehinggadengansistemMPIdidapatkanengineperformayangtinggi,pemakaianbahanbakaryangekonomissertamenghasilkanemisigasbuangyangramahlingkungan.SistemMPIterdiridariFuelSupplySystem,IgnitionControlSystem,IdleSpeedControlSystemdanEmissionControlSystem.
Kecepatanudarayanglebihbesarmenghasilkannegativepressureyanglebihrendah,sehinggafluidaakanterhisaplebihbanyak
Prinsipkerjakarburatormenggunakanventuriuntukmeningkatkankecepatanaliranudara,sebuahpipakapileryangmenghubungkanbahanbakarcairdipasangpadaventuriuntukmenarik
MultiPointInjection
3.2.1FuelSupplySystem
Mengontrolfuelinjectormemberikanair-fuelratioyangterbaikdarikondisioperasiengineyangberubah-ubahuntukmenghasilkankeseimbanganyangpalingbaikantarapowerengine,fuelconsumptiondanemisiexhaustyangrendah(pembakaranyangsempurna).
FuelSupplySystem
AirflowsensorJikajumlahudarayangmasukbanyakmakajumlahinjeksinyadiperbanyak.IntakeairtemperaturesensorJikatemperatureudarayangmasukrendahmakajumlahinjeksidiperbanyak,karenaudaradinginjumlahnyalebihbanyakdanpadatdaripadaudarapanas.BarometricpressuresensorJikadidatarantinggimakajumlahinjeksidikurangi,karenadidatarantinggijumlahudarasedikit.EnginecoolanttemperaturesensorJikatemperatureenginemasihdinginmakajumlahinjeksidiperbanyak,karenajikasuhuenginedinginbahanbakarsulitmenguapdanbercampurdenganudara.ThrottlepositionsensorJikapembukaanthrottlebesarmakajumlahinjeksidiperbanyak,karenajumlahudarayangmasukbanyak.CrankanglesensorMakincepatputaranenginemakamakinbanyakjumlahinjeksinya.CamshaftpositionsensorInjektorakanmenginjeksikesilinderpadalangkahintakeberdasarkansinyalini.VehiclespeedsensorSaatbebanenginebesar(tanjakan)makainjeksiakandiperbanyak.IgnitionswitchSTSaatstartenginejumlahinjeksidiperbanyak.
DetonationsensorJikaterjadiknockingmakajumlahinjeksidikurangi.OxygensensorJumlahinjeksidiaturuntukmendapatkanairfuelratio15:1dengansinyalini.MixtureadjustingscrewMengatursecaramanualairfuelratioyangdikehendaki(tanpaoxygensensor).
3.2.2IgnitionControlSystem
Menghasilkanpengapian(percikanbungaapi)yangkuatdantepatuntukmenghasilkanpembakaran.
IgnitionControlSystem
AirflowsensorJikaudarayangmasukbanyakmakaignitiontimingdimundurkan.AirtemperaturesensorJikatemperaturudarayangmasukrendahmakatimingdimundurkan.BrometricpressuresensorJikadidatarantinggimakatimingdimajukankarenacampuranudaradanbahanbakarsedikit(bahanbakarsulitterbakar).EnginecoolanttemperaturesensorJikasuhuenginedinginmakatimingdimundurkan.Camshaftpositionsensor
Jikaterjadisquentialinjectionmakatimingdimundurkan.CrankanglesensorMakincepatputaranenginemakatimingdimajukan.IgnitionswitchSTSaatstartenginetimingdimundurkan.DetonationsensorSaatterjadiknockingmakatimingdimundurkansesaatlaluperlahandimajukan.VehiclespeedsensorSaatbebanenginebertambahmakatimingdimundurkan.InhibitorswitchIgnitiontidakakanterjadipadasaatstartenginejikachangeleverpadaposisiselainP(parking)atauN(Neutral)padakendaraanautomatictransmission.
3.2.3IdleSpeedControlSystem
Idlespeedcontrolsystemmengaturbanyaknyaaliranudarayangmengalirmelaluiintakeketikathrottlevalvetertutup(idling).Sisteminimemonitorrpmenginepadasaatidling.
IdleSpeedControlSystem
AirflowsensorISCservoakanlebihmenutupjikajumlahudarayangmasukterlalubanyak.Intakeairtemperaturesensor
JikasuhuudarayangmasukrendahmakaISCservolebihmenutup.BarometricpressuresensorJikadidatarantinggiISCservolebihmembukakarenajumlahudarasedikit.EnginecoolanttemperaturesensorJikasuhuenginetinggimakaISCservolebihmembuka.ThrottlepositionsensordanvehiclespeedsensorJikathrottlevalvefullopenmakaISCservoterbukapenuhuntukpersiapansaatdeselerasidimanaISCservomenutupperlahanagartidakterjadienginebrake.CrankanglesensorSaatidlingjikarpmenginetinggimakaISCservolebihmenutup.ACswitch,thermoswitch,powersteeringfluidpressureswitch,alternatorFRterminalJikaterjadipembebananpadaenginesaatidlingmakaISCservomembukauntukmenaikanrpmengine.InhibitorswitchdanignitionswitchSTSaatstartenginepadapadaposisiPatauNmakaISCservomembukapenuh.IgnitionswitchIGSaatignitionswitchIGdanidleISCservomenyesuaikanpembukaannyaberdasarkanrpmengine.DiagnosiscontrolterminalSaatdiagnosiscontrolterminaldiground-kanmakaISCservodisetpada9stepiniuntukmenyetelISCservodanSASterhadaprpmengine.
3.2.4EmissionControlSystem
SistemkontrolemisiberfungsimengontrolHydrocarbon(HC),CarbonMonoxide(CO),dan
OxidesOfNitrogen(NOx)yangdihasilkanolehexhaustgashasilpembakaran.
menjadisinyalpulsa(frekuensi)keECU.
EmissionControlSystem
PCVvalveMenyalurkanblowbygasdaricrankcaseberdasarkankevakumanengine.PurgecontrolMengalirkanuapbahanbakarkeintakemanifoldsaatsuhuenginepadatemperaturekerjadanthrottlevalveterbuka.EGRcontrolMengalirkansedikitexhaustgaskeruangbakaruntukmengurangiNoxsaatsuhuenginepadatemperaturkerjanyadankevakumandiintakemanifoldtinggi.
Sensor
Sensor-sensoryangdigunakandalamsistemMultiPointInjectionantaralain:
AirFlowSensor
IntakeAirTemperatureSensorMensensorsuhuudarayangmasukkedalamenginedenganmenggunakanthermistorjenisNTC,merubahsuhuudaramasukmenjadinilaitahanan.
IntakeAirTemperatureSensor
BarometricSensorUntukmengukurtekananudarayangdikarenakanketinggiansuatutempatdenganmerubahtekananudaramenjadinilaitegangan.
BarometricSensor
AirFlowSensorUntukmengukurjumlahudarayangmasukkedalamenginedenganmerubahjumlahudarayangmasuk
RangkaianAirflow,Intakeairtemperature&BarometricSensor
EngineCoolantTemperatureSensorUntukmengukursuhuenginecoolantdenganmerubahsuhucoolantmenjadinilaitahanan.
enginedalamkeadaanidlesesuaitingkatperubahannilaitahanannya.
ThrottlePositionSensordenganIdleSwitchPositionSensor
OxygenSensorMengukurkadaroksigendalamexhaustgassesuaiperubahannilaitegangannya.
EngineCoolantTemperatureSensor
VacuumSensor/ManifoldAbsolutePressureMengukurtingkatkevakumandiintakemanifoldenginedenganmerubahnyamenjadinilaitegangan.
VacuumSensor/ManifoldAbsolutePressure
ThrottlePositionSensordenganIdleSwitchPositionSensorMengukurderajatpembukaanthrottlevalvedanuntukmengetahui
OxygenSensor
VehicleSpeedSensorMengukurlajukecepatankendaraandenganperubahannilaipulsanya.
VehicleSpeedSensor.CrankAngleSensorMengetahuisudutputarancrankshaftberdasarkanbentukpulsayangdihasilkan.
CrankAngleSensor
CamshaftPositionSensor/TopDeathCenterUntukmengetahuitopkompresisilinderno.1berdasarkanbentukpulsayangdihasilkan.
CamshaftPositionSensor/TopDeathCenter
DetonationSensor/KnockSensorUntukmengetahuiengineknockingdenganmerubahgetarannyamenjadinilaitegangan.
VariableResistor
ACSwitchUntukmengetahuiACsedangbekerjaatautidakberdasarkansinyalONatauOFFswitch.
ACS/W
DUAL.PS/WTHERMOSTATECOOLANTS
COMP.
ECU
ACSwitch
IgnitionSwitch&InhibitorSwitch(A/T)Untukmengetahuiposisiselectorautomatictransmisionyangdipilih.
DetonationSensor/KnockSensor
VariableResistorUntukmerubahsecaramanualcampuranudaradanbahanbakardenganmerubahnilaitahanannya.
IgnitionSwitch&InhibitorSwitch(A/T)PowerSteeringFluidPressureSwitchUntukmengetahuiapakahpowersteeringsedangbekerjaatautidak
berdasarkansinyalONatauOFFswitch.
Untukmendeteksiwaktukerja(dutyratio)darifieldcoilalternatordikarenakanadanyabebanelectricalpadaengine.
PowerSteeringFluidPressureSwitch
ElectricalLoadSwitchUntukmengetahuiapakahadabebanelectricalyangsedanghiduppadaengineberdasarkansinyalONatauOFFswitch.
AlternatorFRSignal
AktuatorAktuatoradalahkomponenyangbekerjaberdasarkanperintahECU.
InjectorInjectoradalahkomponenyangmenyemprotkanataumenginjeksikanfuelyangbertekanandarideliverypipekeintakemanifoldsesuaidenganperintahECUdenganmengaktifkansolenoidnya.
ElectricalLoadSwitch
Injector
AlternatorFR
Signal
PowerTransistor
Powertransistoruntukmemutuskanarusprimarycoilsetelahtercapai6Asehinggadiprimarycoilakanterjadiselfinduksidanmenginduksisecondarycoilsehinggadisecondarycoilakantimbultegangantinggi(30.000V).
PowerTransistor
ISCStepperMotorKomponenyangmengaturudarayangmasukkedalamengineyangdikontrololehECUdenganmengaktifkansteppermotor.
ISCStepperMotor
PengambilandatayangdilakukanpadakendaraanMitsubishiKudadanMitsubishiT120ssiniuntukmendapatkanhasiltentangengineperforma,emisidanfuelconsumption-nyasehinggadidapatkansuatudataperbandinganantarasistemMPIdansistemkarburator.
EnginePerforma
Pengukuranengineperformauntukmendapatkanpoweroutputdantorqueoutputdarisuatuengine.PengukurandilakukandenganmenggunakanChassisdynamometerMAHAMASCHINENBAUPERFORMANCETESTERLPS2000.
Comunicationconsole
Coolingfan
Rollerset
Chassisdynamometer
FuelConsumption
MenghitungfuelconsumptiondenganmenggunakanfuelpadOnosokkiTF501danmetodefulltofull.
4.METODEPENELITIAN
FuelPadOnosokkiTF501Menghitungfuelconsumptiondenganmemasangkanfuelpaddikendaraandanberjalandenganrutesepertidenganmetodefulltofull.
Digitalcounter/flowdetector
MangunJakartaTimurdenganjarak227KM.
Emissi
MengukurtingkatkadarhasilemisiyangdikeluarkankendaraandenganmenggunakanTECNOTESTTYPE488CUNANC005/05N.3664/4103/8lCERTIFICATIONOIMLIN.293/ETL91215
RPMsensor
Display
ToMufflerToOilStick
COCO2
FlowSensorforGasolineEngine
FullToFullMenghitungpemakaianbahanbakardibagijaraktempuhnya.Contohrutedalampengujian:
Rpm
HC
OilTemperatur
O2
PrintOutputNOx&Lambda
JakartaTimurTolTMIITolCiawiPuncakPassCianjurSukabumiTolCiawiTolTMIIJakartaTimurdenganjarak253KM.
JakartaTimurTolCempakaTolCiawiCianjurJonggolCileungsiTolCibuburTolRawaMangundenganjarak319KM.
JakartaTimurTolRawaMangunTolKarawaciSerpong-CicangkalBunarLeuwiliangRumpinParungTolBogorTolRawa
TECNOTESTTYPE488CUNANC005/05N.3664/4103/8lCERTIFICATIONOIMLIN.293/ETL91215
5.ANALISISDANPEMBAHASAN
Setelahmelakukanpengukurandidapatkanhasil.
EnginePerforma
Emissi
Item
KendaraanKudaKarburatorKudaMPI
RPM
ExhaustEmissionCOCO2HCO2NOxLambda
TypeEngine4G18S34G63S4BorexStroke(mmxmm)76x87,385x88
KudaKarb.8505,6910,32060,30530,841KudaMPI7500,9614,01190,473610,989
Displacement(cc)15841997
KudaKarb.
3,3712,0950,161220,904
Max.Output(Ps/rpm)90/5500114/5500Max.Torque(Kgm/rpm)13,6/400016,3/3000
MitsubishiKuda(Karburator1999MY,MPI2002MY)
3000KudaMPI0,8414,41260,474630,990
MitsubishiKudaMPIVSKudaKarburator
ExhaustEmission
Item
KendaraanT120ssKarburator
T120ssMPI(Euro)
RPMCOCO2HCO2NOxLambdaT120ssKarb.2,0411,16863,971,102750T120ssMPI0,0014,90,0080,180,0041,007
TypeEngine4G174G15BorexStroke(mmxmm)72,2x82,075,5x82,0Displacement(cc)13431468Max.Output(Ps/rpm)78/600082,5/5750Max.Torque(Kgm/rpm)10,9/350012,1/3750
MitsubishiT120ss(Karburator1991MY,MPIEuro22007MY)
TenagaengineyangdihsilkanolehsistemMPIlebihbesardaripadasistemkarburator.
FuelConsumption
KudaT120ssKarb.MPIKarb.MPIFuelPet(KM/L)7,548,0310,8512,12FulltoFull(KM/L)7,407,5010,5110,68
WalaupunMitsubishiKudadanT120ssMPImenggunakantotaldisplacementyanglebihbesardaripadaMitsubishiKudadanT120ssKarburatortetapipemakaianbahanbakarnyalebihekonomis.
T120ssKarb.2,3310,81653,971,1172500T120ssMPI0,0015,00,0000,000,0041,000
MitsubishiT120ssMPI(Euro2)VST120ssKarburator
EmisiyangdihasilkanolehsistemMPIlebihramahlingkungandaripadasistemkarburator.
6.KESIMPULAN
EngineperformaMax.output&torquesistemMPIlebihbesardarikarburator.contoh:max.output&torquekudaMPI114Ps&16,3Kgm,max.output&torqueKudakarburator90Ps&13,6Kgm.
FuelconsumptionFuelconsumptionsistemMPIlebihiritdibandingkansistemkarburator.contoh:T120ssMPI12,12Km/l,T120sskarburator10,85Km/l(fuelpad).
EmissiHasilemisiyangdihasilkansistemMPIlebihramahlingkungandarisistemkarburator,contoh:kadarCOdanHCsistemT120ssMPIhampirnoldaripadaT120sskarburator.
7.DAFTARPUSTAKA
[01]Layne,Ken.,AutomotiveEnginePerformance.1986.Canada:JohnWiley&Sons,Inc.
[02]M-Step-IIAutomaticTrasmission.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation
[03]M-Step-IIElectrical.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation
[04]M-Step-IIGasolineEngine.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation
[05]M-Step-IIMPI.Japan:MitsubishiMotorsCoorporation