Mengenal Engine Management System (EMS) pada Kendaraan : Pengertian, Fungsi, Kerja EMS
Pengertian Engine Management System - Engine Management System adalah sistem kendali pada mesin yang digunakan untuk mengatur dan mengontrol seluruh sistem pada mesin dengan dikendalikan oleh Electronic Control Unit (ECU), sehingga mesin dapat dikendalikan dalam performa terbaik sesuai dengan kondisi dan keadaan kendaraan. Dalam EMS, komponen-komponen sensor sebagai input yang kemudian sinyal input diproses di ECU, dan kemudian ECU akan mengirimkan output yang akan dikirim ke setiap aktuator di seluruh sistem mesin.
FUNGSI ENGINE MANAGEMENT SYSTEM
Fungsi dari engine management system adalah suatu sistem untuk penyesuaian yang ekstensif atau secara luas pada kendaraan, sehingga dengan melakukan penyesuaian pada komponen-komponen mesin (seperti sensor, aktuator, controller, dll) agar pengoperasian mesin dapat selalu dalam kondisi terbaiknya. Sistem kendali mesin melibatkan pengaturan bahan bakar, air intake dan waktu pengapian untuk mendapatkan torsi dan tenaga sesuai spesifikasi.
Pembukaan pada throttle valve dapat dilakukan secara manual dengan sistem koneksi mekanis, yang kemudian mengatur rasio udara atau bahan bakar ke dalam mesin, selanjutnya campuran udara atau bahan bakar yang masuk itu akan menentukan tenaga dan momen yang dihasilkah oleh mesin. Sistem konfigurasi kontrol secara mekanis dapat dikatakan sangat rumit, susah dalam pembuatan, dan sulit untuk mendapatkan hasil yang optimal dan efisien, sehingga mengakibatkan emisi buangnya tidak bisa mengikuti aturan yang telah ditetapkan. Sistem pengontrolan secara elektroni untuk sistem injeksi bahan bakar (Bosch’s, D-Jetronic, dan L-Jetronic) sudah diperkenalkan untuk menggantikan sistem konvesional karburator atau injeksi mekanis.
1. Tujuan dari Engine Management System (EMS) sendiri adalah:
- Performa engine yang tinggi.
- Irit dalam penggunaan bahan bakar.
- Tingkat emisi gas buang yang rendah sehingga ramah lingkungan.
- Menggunakan sistem injeksi dalam pencampuran udara dan bahan bakar.
- Menggunakan sistem pengapian elektronik/komputer.
- Memiliki Pengaturan Idle Speed Control (ISC).
- Menghasilkan emisi gas buang yang ramah lingkungan.
- Memiliki Malfungtion Indicator Light (MIL).
- Memiliki protocol On Board Diagnosis (OBD).
Tujuan penggunaan sistem kontrol pada mesin adalah untuk memberikan dan menyajikan tenaga mesin yang terbaik melalui sistem kerja yang akurat, dapat diatur untuk menghasilkan emisi gas buang yang paling kecil, penggunaan bahan bakar yang efisien, menghasilkan pengendaraan yang optimal dalam segala kondisi kerja mesin, meminimalkan penguapan bahan bakar, dan tersedia sistem diagnostik untuk mengevaluasi kondisi sistem kerja serta peralatan tambahan jika terjadi masalah pada sistem.
Pengontrolan mesin secara elektronik terdiri atas peralatan-peralatan sensor yang secara terus menerus (real time) memantau kondisi dari kerja dari mesin. Unit pengontrol elektronik yang dikenal dengan ECU bekerja mengevaluasi data-data masukan (input) dari berbagai sensor yang terpasang pada engine. Dengan membandingkan data pada memorinya dan melakukan perhitungan yang akurat, ECU mengaktifkan perangkat-perangkat penggerak/actuator untuk menghasilkan sistem kerja mesin yang baik.
Dalam menginjeksikan bahan bakar, terdapat tiga pekerjaan utama (pengontrolan) yang akan dilakukan oleh ECU (khususnya system yang menggunakan model EMS), yaitu perhitungan kuantitas penginjeksian, pemilihan mode injeksi dan fuel cut. Perhitungan kuantitas dilaksanakan atas pertimbangan kondisi kerja mesin yaitu pada saat bekerja normal atau pada saat starter. Control unit mangkalkulasi waktu pembukaan bagi injector agar sesuai dengan perbandingan stoichiometric dan kebutuhan mesin pada saat itu. Disamping itu juga diperhitungkan mode injeksi yang sedang dilaksanakan. Adapun mode injeksi dapat digolongkan menjadi tiga bagian yaitu mode simultan / serempak, group / kelompok dan sequential.
Pada model simultan, bahan bakar dinjeksikan dalam waktu yang bersamaan untuk semua silinder. Mode ini merupakan metode penyemprotan model lama dan untuk model baru diaplikasikan pada saat start dan kondisi temperatur air pendingin masih rendah.
2. Kontrol Sistem Induksi Udara
Pada awalnya, fungsi piranti elektronik yang ada pada system induksi udara adalah hanya sebagai sensor, guna mengetahui jumlah atau volume udara yang masuk ke intake manifold dan temperatur udara agar ECU dapat menghitung massa udara yang dimasukkan ke ruang bakar. Dewasa ini pengontrolan telah dapat dilakukan khususnya pada putaran rendah untuk mengontrol putaran idle dan putaran tinggi guna meningkatkan efisiensi volumetric. Skema system control udara dapat dilihat pada gambar skema system induksi udara berikut ini.
Sistem aliran udara dimulai dari filter udara untuk menyaring dari kotoran, air metering (berupa sensor temperature dan air flow meter) menuju throttle body, intake manifold dan ke ruang bakar. Fungsi dan prinsip kerja sensor dan actuator didalam system ini dapat anda pelajari pada modul berikutnya yaitu pada modul sensor dan actuator.
Tujuan yang diharapkan dari sistem control engine pada saat engine bekerja pada putaran idle adalah
- Untuk menyeimbangkan torsi yang dihasilkan dengan perubahan beban engine, sehingga mesin dapat tetap berputar secara stabil meskipun ada penambahan beban-beban asesories (seperti AC, power steering, beban-beban listrik lain) dan proses terhubungnya transmisi otomatis.
- Untuk menyajikan putaran rendah yang halus dengan emisi gas buang dan konsumsi bahan bakar yang rendah mengingat lebih dari 30% pemakaian bahan bakar didalam kota digunakan pada putaran idle.
- Untuk mengontrol putaran idle, ECU menggunakan input dari water temperature sensor, throtle position sensor, air conditioner /AC, transmisi otomatis, power steering, sistem pengisian (charging system), putaran mesin dan kecepatan mesin.
Ada dua cara yang digunakan dalam mengontrol putaran idle yaitu dengan pengontrolan udara dan pengontrolan timing. Jumlah udara yang masuk melalui intake manifold oleh katup bypass atau oleh sebuah actuator. Katup bypass menggunakan motor listrik yang dikontrol oleh ECU yang bekerja membuka dan menutup saluran dengan besar pembukaan sesuai dengan nilai yang telah ditetapkan. Dengan katup throttle yang besar, maka pembukaannya akan sangat sensitif terhadap putaran mesin sehingga kecepatan idle susah dikontrol. Untuk itu digunakan katup bypass. Dengan menggunakan umpan balik dari rpm engine, ECU dapat menyetel jumlah udara yang mengalir untuk menambah atau mengurangi putaran idle. Kelemahan pada kontrol udara ini adalah relatif lebih lambat dalam merespon perubahan beban. Untuk mengatasi masalah ini, sistem kontrol udara sering dikombinasikan dengan kontrol sistem pengapian agar diperoleh putaran idle yang sesuai. Kebutuhan bahan bakar pada saat putaran idle ditentukan oleh beban dan putaran mesin. Dalam operasi kerja closed loop sistem nilai atau jumlah bahan bakar ini dioptimalkan oleh lambda close loop control.
c. Kontrol Sistem Pengapian
Tujuan pengontrolan mesin pada sistem pengapiannya adalah untuk dapat memberikan sistem pengapian yang optimal hingga dapat tercapai torsi yang optimum, emisi gas buang yang rendah, irit bahan bakar dan pengendaraan/pengendalian yang baik serta meminimalkan engine knock. Data dasar untuk timing pengapian (Base Engine Timing Value) yang mengacu pada beban dan putaran mesin tersimpan dalam ROM pada Electronic Control Unit (ECU). Data-data yang diterima ECU diolah untuk mencapai tujuan yang diharapkan seperti diatas. Koreksi terhadap waktu pengapian juga dibutuhkan guna mengakomodir efek temperatur, EGR, start pada saat panas, tekanan udara dan engine knock. Pada kendaraan yang menggunakan transmisi otomatis, timing ignition digunakan untuk memvariasikan torsi mesin agar memudahkan dalam pemindahan kecepatan ataupun pengontrolan putaran idle. Flow chart berikut menggambarkan metode perhitungan untuk ignition timing
SENSOR-SENSOR ENGINE MANAGEMENT SYSTEM (EMS)
1.Engine Coolant Temperature Sensor
Engine coolant temperatur berfungsi untuk mendeteksi suhu air pendingin didalam mesin.
2. Intake Air Temperatur Sensor (IATS)
Intake Air Temperatur Sensor (IATS ) berfungsi mendeteksi suhu udara yang akan masuk sebelum katup throttle.
3. Throttle Position Sensor (TPS)
Throttle Position Sensor (TPS) berfungsi Untuk mengetahui derajat pembukaan katup gas atau thottle.
4. Accelerator Pedal Position (APP)
Sensor Accelerator Pedal Position (APP) Sensor berfungsi mengkonversi kedalaman injakan pedal menjadi signal listrik yang selanjutnya dikirim ke ECU mesin.
5. Air Flow Sensor
Air Flow Sensor berfungsi mengetahui flow banyaknya aliran udara masuk.
6. Manifold Absolute Pressure Sensor
Manifold absolute Pressure Sensor berfungsi mengetahui tekanan udara masuk.
7. Sensor Induktif pada Distributor
Sensor Induktif pada distributor berfungsi Sebagai Sensor putaran mesin, sebagai tanda saat pengapian, sebagai tanda saat injeksi, untuk mendeteksi posisi camshaft/top kompressi, dan untuk mendeteksi posisi crankshaft.
8. Sensor Hall pada Distributor
Sensor Hall pada distributor berfungsi Sebagai Sensor putaran mesin, sebagai tanda saat pengapian, sebagai tanda saat injeksi, untuk mendeteksi posisi camshaft/top kompressi, dan untuk mendeteksi posisi crankshaft.
9. Crankshaft Position Sensor (CKP)
Crankshaft position sensor (CKP) berfungsi Sebagai Sensor putaran mesin, sebagai tanda saat pengapian, sebagai tanda saat injeksi, untuk mendeteksi posisi camshaft/top kompressi, dan untuk mendeteksi posisi crankshaft.
10. Camshaft Position Sensor (CMP)
Camshaft position sensor (CKP) berfungsi Sebagai Sensor putaran mesin, sebagai tanda saat pengapian, sebagai tanda saat injeksi, untuk mendeteksi posisi camshaft/top kompressi, dan untuk mendeteksi posisi crankshaft.
11. Sensor Knocking
Sensor Knocking berfungsi untuk mengetahui terjadi knocking, sistem closed-loop pengapian, mendeteksi oktan bahan bakar.
12. Oxygen Sensor
Oxygen Sensor (Sensor Gas buang) berfungsi untuk mendeteksi/memeriksa emisi gas buang dengan cara mengukur kandungan oksigen didalam gas buang, menentukan apakah mobil bekerja dengan campuran bahan bakar terlalu kurus atau terlalu gemuk.
13. Vehicle Speed Sensor
Sensor ini berada pada speedometer dan berfungsi untuk mengetahui berapa kecepatan kendaraan.
AKTUATOR ENGINE MANAGEMENT SYSTEM (EMS)
1. Relay Pompa Bahan Bakar
Relay Pompa Bahan Bakar berfungsi untuk mematikan kerja pompa bahan bakar ketika engine pada keadaan mati.
2. Injektor
Injektor berfungsi untuk menginjeksikan atau menyemprotkan bahan bakar menuju ke intake manifold atau ruang bakar.
3. Idle Speed Control (ISC)
Idle Speed Control (ISC) / Idle Air Control (IAC) berfungsi untuk mengontrol kecepatan putaran idle atau stasioner pada kendaraan.
4. Koil Pengapian
Koil Pengapian berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik dari aki yang kemudian diteruskan ke busi.
5. Lampu Indikator Engine Check / Malfunction Engine Lamp (MIL)
Lampu Indikator Engine Check berfungsi untuk memberi tanda kerusakan engine pada sistem EMS.
6. Control Cut Air Conditioner (AC)
Control Cut Air Conditioner berfungsi untuk mengontrol kerja air conditioner (AC).
7. Control Electronic Cooling Fan
Control Electronic Cooling Fan berfungsi untuk mengontrol kerja electric cooling fan, electric fan akan bekerja bila temperatur mencapai 98 derajat celcius. Electric fan bekerja bila kondisi AC ON.
0 Response to "Mengenal Engine Management System (EMS) pada Kendaraan : Pengertian, Fungsi, Kerja EMS"
Post a Comment