Sistem Pengapian Elektronik

Gambar Sistem Pengapian Elektronik

Pada sistem pengapian elektronik pengendalian saat pegapian dilakukan dengan transistor, sehingga  arus pada rangkaian primer bisa lebih tinggi dan daya pengapian jadi lebih besar.

Pada pengapian elektronik TCI-I dan TCI-H, ECU memiliki fungsi-fungsi tambahan :

·     Regulasi sudut dwell minimum dan maksimum, pada putaran rendah agar koil tidak panas (arus primer diregulasi mengalir tidak terlalu lama), sebaliknya pada putaran mesin tinggi agar daya percikan busi tetap tinggi®sehingga pembakaran sempurna (± 18% s/d 80%).

·     Pembatas arus primer, sehingga arus primer maksimal selalu tetap (± 8A).

·     Pemutus arus primer, atas dasar jumlah pulsa yang dikirim pengirim sinyal, apabila kurang dari 10 pulsa/menit maka pemutus arus akan memberi informasi kepada penguat sehingga darlington akan memutus arus primer.

·     Pembatas putaran maksimal, pada saat motor berputar sudah mencapai maksimum (6200 rpm) maka pembatas putaran memberitahu kepada penguat supaya darlington tidak memutus arus primer lagi sehingga tidak terjadi induksi tegangan tinggi pada koil.

Pengapian elektronik TCI-k

 

Pada sistem ini rangkaian primernya dikendalikan transistor, sinyal pengendali transistor dengan kontak pemutus yang daliri arus kecil (kontaknya lebih awet), arus primer koil bisa lebih tinggi sehingga daya pengapian juga lebih tinggi.

Kelemahan yang masih ada :

·     Keausan ebonit dan cam

·     Dwell tetap

·     Pengaturan saat pengapian masih konvensional dengan Centrifugal Advancer dan Vacuum Advancer

Pengapian elektronik TCI- i

 

Pengapian TCI-i pengendali primernya menggunakan transistor daya lebih besar karena arus lebih besar, sinyal pengendali berupa induksi dari sebuah pulser berupa sinyal sinus.

Karena sudah tidak ada pegas penekan poros, maka bushing poros distributor akan lebih awet. Sudut dwell sudah dapat diatur secara elektronis.

Kelemahan yang masih ada :

·     Pengaturan saat pengapian masih konvensional dengan Centrifugal Advancer dan Vacuum Advancer

 Pengapian elektronik TCI-h

 

Pengapian TCI-h hampir sama dengan TCI-i, perbedaannya pada sinyal pengendali yang berupa sinyal dari hall generator yang berupa sinyal kotak.

Kelemahan yang masih ada :

·     Pengaturan saat pengapian masih konvensional dengan Centrifugal Advancer dan Vacuum Advancer Sistem Pengapian komputer

Ada 3 macam sistem pengapian komputer, yaitu:

·     Sistem pengapian komputer dengan distributor

·     Sistem pengapian komputer tanpa distributor / DLI (Distributorless Ignition System).

·     Sistem pengapian komputer langsung / DIS (Direct Ignition System)

Pada pengapian komputer, DLI dan DIS pemajuan saat pengapian berdasarkan putaran engine dengan sensor rpm (Ne/CKP) dan penyesuaian terhadap beban kendaraan dengan TPS (Trotle Position Sensor) atau MAP/PIM (Manifold Absolute Pressure)

Blok diagram dari pengapian elektronik sebagai berikut :

 

Sinyal Ne (gigi-gigi yang banyak) digunakan sebagai sensor putaran mesin.

Ketika muncul sinyal G1 digunakan untuk menentukan saat pengapian, ECU akan mengeluarkan sinyal IGT sebagai pemicu igniter.

Dari kombinasi Ne sinyal dan G sinyal ECU mengetahui silinder mana yang sedang langkah kompresi sehingga IGT dikeluarkan ke igniter yang silindernya sedang akhir langkah kompresi.

Ada pula sistem yang menggunakan satu buah sensor untuk menentukan kompresi silinder 1 sebagai berikut:

 

Penentuan top silindernya dengan referensi setelah sinyal yang panjang adalah posisi top silinder 1. Selanjutnya dengan menghitung jumlah gigi akan dapat digunakan untuk menentukan pengapian silinder lainnya sesuai urutan pengapian / firing order (FO).

Kondisi lain yang dipertimbangkan sebagai koreksi dari saat pengapian, seperti :

kondisi start, kondisi temperatur engine dingin, kondisi temperatur engine panas dan ketika ada detonasi

Pengoptimalan derajat pengapian sudah dilakukan secara presisi dengan elektronis/pemrograman sehingga lebih optimal dan memperoleh banyak keuntungan.

Gambar sistem pengapian komputer dengan distributor (DIS) 

Keterangan :

1. koil dengan igniter

2. distributor tegangan tinggi

3. busi

4. ECU

5. sensor temperatur

6. knok sensor

7. sensor rpm dan sensor top silinder 1

8. gigi-gigi untuk sensor

9. throtle position sensor (TPS)

10. Baterai

11. kunci kontak

Gambar sistem pengapian komputer tanpa distributor

Keterangan :

1. busi

2. koil individual

3. throtle position sensor (TPS)

4. ECU

5. sensor temperatur

6. knok sensor

7. sensor rpm dan sensor top silinder 1

8. gigi-gigi untuk sensor

9. baterai

10. kunci kontak

Ditinjau dari pelayanan pengapian oleh koil dapat dibedakan sistem pengapian individual dan sistem pengapian grup

Beban mesin dibaca dengan menggunakan TPS(Trotle Position Sensor) atau MAP (Manifold Absolute Pressure) yang sinyalnya berupa tegangan analog.

MAP sensor terbuat dari Piezo Resistive, berfungsi untuk mengetahui tekanan udara masuk yang akan menerjemahkan beban kendaraan.

 

Keterangan :

1,3 = Konektor                          5 = Gelas Isolator

2 = Vacum referensi                  6 = Rumah Vacum

4 = Silicon Chip Ukur                 7 = Input Vacum

Kondisi-kondisi kerja tertentu digunakan untuk mengoreksi saat pengapian yang tepat selama mesin beroperasi, diantaranya : Kondisi start, kondisi temperatur engine dingin, kondisi temperatur engine panas dan ketika ada detonasi.

Kondisi start Pada kondisi ini putaran engine rendah ±300 rpm, maka temperatur hasil kompresi masih rendah. Untuk mengatasi hal tersebut maka saat pengapian dibuat pada Titik Mati Atas (0°PE), Tujuan dari penentuan saat pengapian tersebut adalah supaya temperatur akhir kompresi tinggi, putaran lebih ringan dan tidak timbul detonasi.

Sensor start memanfaatkan sinyal dari kunci kontak terminal 50/ST yang dimasukkan kedalam ECU. Besar tegangan yang dimasukkan ke ECU dirubah menjadi 5 volt oleh sebuah DC-DC converter

Kondisi temperatur mesin dingin (t < 30 °C)Pada kondisi temperatur mesin yang masih dingin pembakaran campuran bahan bakar dan udara memerlukan waktu lebih lama. Pada kondisi ini bahan bakar dikondisikan lebih banyak karena untuk mengimbangi terjadinya pengembunan kembali bahan bakar yang sudah dikabutkan dan agar campuran yang terbentuk dalam keadaan mudah terbakar. Saat ini pengapian dimajukan ±5°PE sebelum TMA dari kondisi normal (tabel dasar).

Kondisi temperatur engine panas (t > 90 °C)Pada kondisi ini waktu pemkaran relatif lebih pendek dari kondisi normal, karena temperatur sudah panas, maka pengapian dimundurkan ±5°PE sebelum TMA dari kondisi normal (tabel dasar). Sensor temperatur menggunakan bahan thermistor, merupakan bahan solid-state variable resistor terbuat dari semiconductor. NTC (Negative Temperature Coefficient).

Sensor ini nilai tahanannya akan berkurang bila temperatur naik (nilai tahanan berbanding terbalik terhadap temperatur).

ECT terletak pada blok engine dekat dengan selang menuju radiator, sensor ini membaca temperatur air pendingin pada engine.

 

Pada temperatur 0ºC NTC mempunyai tahanan ± 5 K , dan pada temperatur 80ºC tahanan ± 250 .

Kondisi saat terjadi knocking/ detonasi

Ketika terjadi detonasi saat sensor kockingakan memberi informasi menuju ECU dan saat pengapian akan dimundurkan beberapa derajat sampai tidak terdapat detonasi lagi dan dijeda sebelum kembali ke saat pengapian yang semestinya.

Sensor knocking terbuat dari bahan Piezoceramic, terletak sensor knocking pada blok engine. Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi terjadinya detonasi pada engine dan informasi ini dimanfaatkan untuk merubah saat pengapian.

Referensi :

1. Modul diklat mesin mobil PPPPTK BOE – VEDC Malang

2. Toyota Material Training

3. BOSCH Automotive Hand Book