Bayangkan injeksi bahan bakar elektronik sebagai penerus digital karburator. Otak yang terkomputerisasi mengontrol campuran di dalam mesin. Jika salah melakukannya, Anda dapat membuang bahan bakar dan merusak mesin. Jika Anda melakukannya dengan benar, semuanya akan baik-baik saja.
Karburator telah berkuasa selama beberapa dekade. Lalu datanglah injeksi bahan bakar elektronik. Ini menjadi aksesori di akhir tahun 1950an dan perlengkapan standar di tahun 1990an. Saat ini, jika mobil Anda tidak memiliki EFI di dalam mobil.
Peta Bahan Bakar adalah jantung dari sistem ini. Ini memberi tahu komputer berapa banyak bahan bakar yang harus disuntikkan berdasarkan kondisi waktu nyata. Setiap keputusan dibuat berdasarkan tiga tujuan:
- Performa: Maksimalkan kecepatan dan akselerasi.
- Efisiensi: Menghemat setiap mil dari tangki.
- Emisi: Menjaga saluran pembuangan tetap bersih.
Memahami cara kerja pemetaan ini adalah langkah pertama dalam mendiagnosis masalah atau melakukan penyesuaian untuk hasil yang lebih baik. Langkah selanjutnya adalah memahami perangkat keras yang memungkinkan hal ini.
Perangkat keras di belakang peta
Peta pintar tidak mungkin dicapai tanpa perangkat keras pintar. Sistem EFI mengandalkan jaringan sensor dan aktuator yang berkomunikasi dengan unit kendali mesin (ECU).
Sensor adalah mata dan telinga Anda. Pantau aliran udara, suhu mesin, posisi throttle, dan tingkat oksigen buang. Informasi ini diumpankan ke ECU.
Aktuator adalah otot. Yang terpenting adalah injektornya. Menginjeksikan bahan bakar langsung ke intake manifold atau silinder. ECU mengontrol berapa lama injektor terbuka. Durasi ini disebut lebar pulsa.
Bagian lainnya termasuk pompa bahan bakar, yang memberi tekanan pada saluran bahan bakar, dan throttle body, yang mengatur aliran udara masuk. Setiap bagian harus bekerja secara sinkron. Jika salah satu sensor gagal, peta akan menjadi tidak akurat. Mesinnya tidak bekerja dengan baik. Penghematan bahan bakar menurun. Emisi meningkat.
Anda tidak dapat benar-benar memahami peta bahan bakar Anda kecuali Anda mengetahui dari mana data tersebut berasal. Inti dari semua sistem Electronic Fuel Injection (EFI) adalah Engine Control Unit (ECU). Anggap saja sebagai otak mobil Anda. Dibutuhkan data mentah dari sensor di seluruh ruang mesin dan kokpit dan mengubah kebisingan menjadi keputusan yang menjaga mesin tetap berjalan lancar.
ECU sendiri hanya berupa kotak plastik berwarna hitam. Ada sirkuit di dalamnya. Namun, di mana menemukannya tergantung pada pabrikannya. Beberapa orang memasangnya di kompartemen mesin dekat baterai. Beberapa orang menyembunyikannya di samping kolom kemudi, di bawah kotak sarung tangan, atau bahkan di bawah kursi penumpang. Lokasinya bervariasi. Fungsinya tidak.
Namun otak tanpa indera tidak ada gunanya. Hal yang sama berlaku untuk ECU. Diperlukan masukan. Ada banyak sensor yang dapat menyalakan lampu “periksa mesin” yang ditakuti, tetapi hanya sebagian tertentu yang dapat membuat peta bahan bakar. Ini adalah input penting yang memberitahu ECU berapa banyak gas yang harus disuntikkan ke dalam silinder.
Sensor yang Menentukan Peta
Itu tidak mencantumkan semua sensor yang dipasang di kendaraan. Inilah satu-satunya faktor yang menentukan rasio udara terhadap bahan bakar.
- Sensor Aliran Udara Massal (MAF): Sensor ini mengukur jumlah udara yang masuk ke mesin. Menganggur? Karena tidak ada cukup udara, ECU memutar kembali bahan bakar. Apakah Anda ingin membuka throttle? Udara masuk dengan cepat. ECU bereaksi dengan menyuntikkan lebih banyak bahan bakar sesuai dengan aliran udara. Ini berhubungan langsung.
- Sensor Oksigen (O2): Sensor yang dipasang di knalpot ini memantau emisi mesin. Lebih khusus lagi, ia mencari oksigen dan bahan bakar yang tidak terbakar. Jika campurannya terlalu kaya atau sedikit, ECU secara dinamis menyesuaikan laju injeksi untuk meningkatkan efisiensi. Ini adalah cara ECU mengoreksi diri sendiri.
- Throttle Position Sensor (TPS): Ini memberi tahu komputer seberapa keras dan cepat Anda menekan pedal gas. Semakin banyak Anda mendorongnya, semakin lebar pelat throttle terbuka. Pelat yang lebih lebar berarti lebih banyak udara. Lebih banyak udara berarti ECU harus menambahkan lebih banyak bahan bakar untuk mempertahankan rasio akselerasi target.
- Sensor Tekanan Absolut Manifold (MAP): Sensor ini mengukur perubahan tekanan pada intake manifold. Ini pada dasarnya memberi tahu ECU berapa banyak beban yang ditanggung mesin. Apakah Anda akan menarik trailer? Mendaki bukit yang curam? ECU mendeteksi tekanan tinggi dan mengetahui,
bahwa ia perlu berusaha lebih keras. Tekanan tinggi menurunkan derajat vakum dan jumlah bahan bakar yang disuntikkan meningkat dengan cepat.
Tekanan yang lebih rendah berarti beban yang lebih sedikit, sehingga ECU menghasilkan lebih sedikit bahan bakar.
* Sensor Kecepatan Kendaraan (VSS): Sederhana namun penting. Ini mentransmisikan kecepatan mobil ke ECU. Data ini menyesuaikan penyaluran bahan bakar berdasarkan kecepatan, tetapi juga mengontrol speedometer dan cruise control.
Dimana petanya?
Dengan kata lain, perangkat kerasnya sudah ada. Ada sensor yang memberikan informasi. Tapi dimana peta aslinya? Ini bukan objek fisik. Saya tidak dapat menemukannya di kotak sarung tangan. Ini adalah potongan teka-teki selanjutnya. Siapkan kertas grafik.
Peta bahan bakar
Peta Bahan Bakar pada dasarnya adalah grid 3D yang disimpan dalam memori ECU. Ini bukanlah angka tunggal. Ini adalah matriks titik data yang kompleks. Setiap titik menghubungkan beban mesin (biasanya ditentukan oleh sensor MAP atau MAF) dengan kecepatan mesin.
Pada putaran rendah dan beban rendah (bayangkan saat idle atau jelajah lembut), peta memerlukan hybrid ramping yang sangat spesifik. Tujuannya di sini adalah efisiensi. Namun saat Anda membuka throttle pada putaran tinggi, petanya berubah. Anda membutuhkan campuran yang lebih kaya. Mengapa? Karena membutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk membutuhkan lebih banyak bahan bakar. ECU memindai jaringan ini jutaan kali per detik.
Itu tidak statis. ECU modern dapat beradaptasi. mereka belajar. Jika sensor O2 melaporkan kondisi kaya dari waktu ke waktu, ECU dapat sedikit memiringkan peta untuk mengimbanginya. Saat Anda mengubah kebiasaan mengemudi, penyesuaian bahan bakar jangka pendek ECU akan menyesuaikan dalam hitungan detik. Peta adalah fondasinya, namun keajaiban sebenarnya adalah bagaimana ECU memprosesnya secara real time.
Di sinilah teori bertemu jalannya. Memahami grid ini akan membantu menjelaskan mengapa sebuah nada dapat membuat mobil Anda lebih cepat, bagaimana sensor MAF yang buruk dapat mengurangi penghematan bahan bakar dan alasannya.
Unit kontrol mesin (ECU) tidak memerlukan alat bantu visual untuk menjalankan mobil Anda. Itu hanya menghitung. Tapi bagaimana dengan kita manusia? Visualisasi dapat membantu. Anda tidak memerlukan kertas grafik sebenarnya, tetapi membayangkannya akan membuat logikanya lebih jelas. Ini adalah peta bahan bakar. Ini seperti aljabar sekolah menengah, tetapi menentukan cara mobil bernafas.
Pertimbangkan sumbu X-Y sederhana. Sumbu X berjalan secara horizontal. Ini menunjukkan putaran per menit (RPM). Begitulah cepatnya putaran bagian dalam mesin. Itu tergantung pada apa yang Anda lakukan. Mempercepat. Pemalasan. Menarik beban berat.
Sumbu Y berjalan secara vertikal. Mewakili beban mesin. Ini adalah energi yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas. Beban tinggi berarti kebutuhan energi tinggi. Beban rendah berarti berlayar atau berhenti.
Selanjutnya, sebarkan titik-titik pada grafik ini. Setiap titik adalah skenario mengemudi yang spesifik. Ada ratusan kombinasi ini. Pada setiap titik, ECU memutuskan apa yang harus dikatakan kepada injektor.
Pertimbangkan untuk menarik kemping roda lima mendaki Pegunungan Rocky dengan kecepatan jalan raya. Mesin berada di bawah beban berat. Itu membutuhkan banyak energi. ECU mengumpulkan data dari sensor. Ini memeriksa kecepatan kendaraan. Ini mengukur tekanan asupan udara. Pantau suhunya. Ini memplot titik tertentu pada kotak imajiner itu. Komputer diprogram untuk merespons koordinat yang tepat ini. Ini mengirimkan sinyal ke injektor. Tidak diperlukan masukan dari pengemudi. Itu berhasil.
Saat ECU memproses data sensor berdasarkan peta, ECU menyesuaikan tiga variabel kunci untuk menjaga mesin tetap bekerja optimal.
- Laju aliran bahan bakar: Berapa banyak gas yang disuntikkan.
- Waktu percikan api: Saat busi menyala.
- Kecepatan idle: Seberapa cepat mesin berputar saat berhenti.
Sistemnya otomatis. Tapi Anda bisa melakukan intervensi. ECU juga bisa diubah. Sensor dapat ditingkatkan. Anda dapat menyesuaikan sendiri petanya. Selanjutnya, kami melihat peningkatan dan pemecahan masalah sistem pemetaan bahan bakar.
Ubah peta bahan bakar
Mencari Drag Wins atau MPG?
Anda biasanya termasuk dalam salah satu dari dua kubu ketika Anda mulai mengotak-atik peta bahan bakar. Ada pemburu performa, yang sangat membutuhkan setiap sepersekian detik dari waktu seperempat mil mereka. Lalu ada pula yang kikir bahan bakar, yang dengan senang hati akan menukar tenaga kuda dengan jarak tempuh yang lebih baik.
Jika Anda mengejar kemenangan di drag strip Sabtu malam, Anda mungkin memprogram ulang ECU untuk membuang lebih banyak bahan bakar ke dalam campuran. Tentu, Anda akan membuang-buang bensin. Tentu, Anda mungkin akan melihat hidrokarbon yang tidak terbakar mencekik knalpot Anda. Namun jika hal tersebut membuat ban tetap berputar dan waktu terus berjalan, itulah trade-offnya.
Balikkan skripnya. Jika Anda termasuk dalam kelompok penghemat bahan bakar, Anda menginginkan rasio udara/bahan bakar yang lebih ramping. Anda mengorbankan kekuatan mentah di sini. Mesin menghabiskan lebih sedikit bahan bakar, yang berarti mil per galon lebih baik. Anda membakar lebih sedikit barang untuk menyelesaikan pekerjaan yang sama. Pihak aftermarket juga mengetahui hal ini. Terdapat sensor MAP yang dapat disesuaikan di pasaran yang dirancang khusus untuk membantu pengemudi ini menghasilkan efisiensi ekstra.
Perangkap Sensor
Inilah hasil tangkapan yang dilewatkan kebanyakan orang. Data internal ECU hanya secerdas sensor yang menyalurkannya. Jika salah satu sensor tersebut rusak, maka otak menjadi buta. Ia tidak dapat menyetel injektor dengan benar karena terbang berdasarkan informasi yang salah.
Kegagalan biasanya bukan merupakan gangguan teknologi tinggi. Seringkali, itu hanya sensor yang berdebu. Atau sambungan listrik yang terkorosi. Terkadang kabelnya lepas. Kadang-kadang, sensor itu sendiri melepaskan bayangannya dan mulai mengirimkan sinyal sampah.
Apa yang Terjadi Jika MAF Gagal
Mari kita kembali ke skenario beban berat itu. Anda sedang menarik kemping ke tanjakan curam di Pegunungan Rocky. Mesinnya bekerja keras. Jika Sensor Aliran Udara Massal (MAF) Anda tidak berfungsi, ECU mungkin diberitahu bahwa sangat sedikit udara yang masuk ke mesin.
Komputer mempercayainya.
Ini menggeser titik operasi pada peta bahan bakar berdasarkan kebohongan ini. Ia tidak menyadari bahwa Anda membutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk menangani aliran udara yang besar itu. Itu tidak memberi sinyal pada injektor untuk terbuka. Hasilnya? Mesinnya mati. Rasanya lamban. Ia kekurangan energi untuk menarik beban itu karena campurannya salah.
Peta bahan bakar di dalam ECU mampu mengoptimalkan campuran udara/bahan bakar untuk efisiensi dan performa maksimum dalam kondisi apa pun. Tapi hanya jika sensor mengatakan yang sebenarnya.
Banyak Informasi Lebih Lanjut
Artikel Terkait HowStuffWorks
-
Cara Kerja Sistem Injeksi Bahan Bakar
-
Cara Kerja Sistem Pengapian Mobil
-
Cara Kerja Mesin Mobil
-
Cara Kerja Pengonversi Katalitik
-
Cara Kerja Bensin
-
Cara Kerja Ekonomi Hidrogen
Tautan Hebat Lainnya
-
Majalah Kerajinan Mobil
-
Autostalk.com
Sumber
-
Majalah Kerajinan Mobil. “EFI: Aliran Massa vs. Kepadatan Kecepatan.” (diakses 18/12/2008) http://www.carcraft.com/techarticles/electronic_fuel_injection/index.html
-
Teknologi Bahan Bakar Digital PowerCard. “Pertanyaan yang Sering Diajukan.” (diakses 18/12/2008)http://www.powercardtuning.com/support/faqs.aspx
-
Smith, Jeff. “Panduan Memahami Injeksi Bahan Bakar Elektronik.” Performa Tinggi Chevy. (diakses 18/12/2008)http://www.chevyhi Performance.com/techarticles/49279_fuel_injection_basics/index.html
-
Robinson, Kelsey, dkk. “Teknik Otomotif: Desain Peta Bahan Bakar.” Universitas Rutgers, 2007. (diakses 18/12/2008)http://www.osd.rutgers.edu/gs/07papers/auto.pdf
-
Torbjornsen, Tom. “Kursus Singkat dalam Elektronik Otomotif.” Pameran Mobil Amerika. (diakses 18/12/2008)http://www.americascarshow.com/Detail.aspx?dct=54&id=3079&mid=1638
