Cara Sistem Injeksi Bahan Bakar Mendayangi Mesin Mobil Modern

Apakah Anda tahu cara bahan bakar disuplai ke ruang bakar dalam mesin otomotif? Saya yakin Anda tidak memikirkan karburator melainkan fuel injector. Mereka sekarang sudah ketinggalan zaman terutama untuk mesin pembakaran dalam. Proses yang efektif dikenal sebagai sistem injeksi bahan bakar.

Injeksi bahan bakar adalah perkenalan bahan bakar dalam mesin pembakaran dalam, sebagian besar mesin otomotif, menggunakan injektor. Proses ini diperkenalkan untuk menyesuaikan hukum emisi dan efisiensi bahan bakar. Selama bertahun-tahun, produsen mobil melihat keuntungan besar dari fuel injector yang dimulai keterpurukan karburator.

Dari tahun 1980 ke depan, injeksi bahan bakar menjadi alternatif karburator pada mesin bensin. Perbedaan antara injeksi bahan bakar dan karburasi adalah injeksi bahan bakar mengatomisasi bahan bakar melalui nozel kecil di bawah tekanan tinggi. Sedangkan karburator bergantung pada pengambilan bahan bakar ke dalam arus udara melalui tabung venturi.

Penelitian menunjukkan semua mesin diesel menggunakan injeksi bahan bakar perancang. Mesin bensin dapat menggunakan injeksi bensin langsung, di mana bahan bakar langsung diantar ke ruang bakar pembakaran dalam. Injeksi tidak langsung juga dapat digunakan, di mana bahan bakar dicampur dengan udara sebelum stroke masuk.

Apa itu Fuel Injektor?

Fuel injector adalah nozel kecil yang dikontrol secara elektronik untuk mengatomisasi bahan bakar di bawah tekanan tinggi ke ruang bakar mesin. Ini berisi katup yang mampu membuka dan menutup banyak kali per detik.

Sebelum keberadaan fuel injector, karburator banyak digunakan pada mesin, dan hingga saat ini mesin ini masih ada. Faktanya, banyak mesin lain seperti mesin pengukur rumput dan gergaji rantai masih menggunakan karburator. Namun karena komponen menjadi rumit mencoba mengontrol semua persyaratan pada mobil, alternatif yang lebih baik dirilis.

Karburator pertama kali diganti dengan sistem injeksi bahan bakar throttle body. Sistem ini juga dikenal sebagai single point atau central fuel injection system. Ini adalah katup injektor yang dikontrol listrik ke dalam throttle body.

Ini hampir alternatif terbaik, yang memungkinkan produsen mobil tidak perlu membuat perubahan drastis pada desain mesin.

Bertahapnya, seiring dirancangnya mesin baru, multi-port fuel injection menggantikan throttle body fuel injection. Multi-port fuel injection ini juga dikenal sebagai port, multi-point atau sequential fuel injection.

Sistem ini berisi fuel injector untuk setiap silinder yang menyemprot langsung ke katup masuk. Ini memberikan pengukuran bahan bakar yang lebih akurat dan respons yang lebih cepat.

Fungsi Fuel Injektor

Berikut adalah fungsi fuel injector dalam mesin pembakaran dalam:

• Tujuan utama sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel adalah desainnya sangat dipengaruhi oleh komponen.
• Fuel injector membantu mengantarkan bahan bakar ke silinder.
• Ini meningkatkan mesin dari segi performa, emisi, dan karakter kebisingan.
• Bahan bakar diantarkan di bawah tekanan injeksi yang sangat tinggi.
• Bahan dasarnya dirancang untuk menahan stres yang lebih tinggi untuk daya tahan yang cocok dengan kerja mesin.
• Tujuan lain dari sistem injeksi adalah bahan bakar disuntik pada waktu yang tepat. Artinya, waktu injeksi dikontrol.
• Jumlah bahan bakar yang benar harus diantarkan untuk memenuhi kebutuhan daya mesin. Itulah sebabnya pengukuran injeksi dikontrol.
• Injektor terbuat dengan presisi dan toleransi manufaktur yang lebih tinggi untuk memastikan efisiensi kerjanya. Ini juga mencegah kebocoran.
• Fuel injector mengatomisasi bahan bakar menjadi partikel bahan bakar yang sangat kecil memastikan setiap titik tipis bahan bakar menguap dan mengalami proses pembakaran.
• Terdapat cukup oksigen untuk dicampur dengan bahan bakar yang diatomisasi dan memastikan pembakaran sempurna.

Bagian Utama Sistem Injeksi Bahan Bakar

Bagian utama sistem injeksi bahan bakar dibagi menjadi dua yang meliputi sisi tekanan rendah dan sisi tekanan tinggi, bagian tekanan rendah adalah tangki bahan bakar, filter bahan bakar, dan pompa pasokan bahan bakar. Sementara sisi tekanan tinggi mencakup pompa tekanan tinggi, fuel injector, accumulator, dan nozel fuel injector. Nozel injeksi memiliki desain penggerak yang berbeda untuk berbagai tipe sistem injeksi bahan bakar.

Saat bahan bakar perlu dipindahkan dari tangki bahan bakar ke sistem injektor, perannya adalah sistem bahan bakar tekanan rendah. Sedangkan, dari fuel injector ke ruang bakar adalah sistem tekanan tinggi. Berikut adalah peran bagian-bagian yang disebutkan di atas:

• Tangki bahan bakar – bagian tempat bahan bakar disimpan.
• Pompa bahan bakar – memompa bahan bakar dari tangki bahan bakar ke sistem injeksi bahan bakar.
• Pompa injeksi – bagian ini mengukur dan menekan bahan bakar untuk injeksi.
• Governor – pasokan bahan bakar sesuai beban.
• Fuel injector – menyuplai bahan bakar dari pompa injeksi ke silinder.
• Filter bahan bakar – untuk menyaring kotoran, debu, dan partikel pengikis dari memblokir sistem injeksi.

Sistem injeksi bahan bakar bekerja secara tepat untuk menyediakan jumlah bahan bakar yang benar untuk setiap kondisi operasi. Engine control unit (ECU) digunakan untuk memantau sebagian besar sensor masukan. Berikut adalah beberapa bagian yang menggunakan sensor untuk kerja yang tepat:

• Oxygen sensor – mencatat jumlah oksigen dalam gas buang, yang memungkinkan ECU untuk menentukan apakah campuran bahan bakar kaya atau kurus. Ini menyesuaikan sesuai kebutuhan.
• Throttle position sensor – sensor ini memantau posisi katup throttle untuk mengetahui berapa banyak udara yang masuk ke mesin. ECU merespons perubahan dengan cepat, meningkatkan atau menurunkan laju bahan bakar sesuai kebutuhan.
• Mass airflow sensor – memberi tahu ECU jumlah bahan bakar yang masuk ke mesin.
• Coolant temperature sensor – menentukan saat mesin mencapai suhu operasi yang benar ke ECU.
• Manifold absolute pressure sensor – menentukan tekanan udara di saluran masuk.
• Engine speed sensor – memantau kecepatan mesin, itulah sebabnya digunakan untuk menghitung lebar pulsa.
• Voltage sensor – menentukan tegangan sistem di mobil untuk mengetahui saat ECU menaikkan kecepatan idle. Ini mungkin saat tegangan menurun yang akan menunjukkan beban listrik tinggi.

Tipe Sistem Injeksi Bahan Bakar

Single-Point atau Throttle Body Injection:

Tipe single-point injeksi adalah injeksi bahan bakar paling awal dan paling sederhana yang menggantikan karburator. Ini berisi satu atau dua nozel injektor di throttle body, yaitu tenggorokan saluran masuk udara mesin.

Sistem injektor ini tidak presis seperti sistem yang selanjutnya tetapi dibandingkan dengan karburator, memiliki kontrol yang lebih baik, lebih murah dan lebih mudah dirawat.

Port atau Multiport Fuel Injection:

Pada multiport fuel injector, separator injektor nozzles terkandung di setiap silinder, di port masuknya. Itulah sebabnya sistem ini kadang-kadang disebut port injektor, menyemburkan uap bahan bakar dekat titik masuk, memastikan benar-benar ditarik ke dalam silinder.

Salah satu manfaat injektor ini adalah ukuran bahan bakar lebih presis dibandingkan dengan single point. Ini juga sempurna untuk mencapai rasio udara-bahan bakar yang diperlukan dan secara virtual menghilangkan kemungkinan bahan bakar akan menguap atau berkumpul di saluran masuk.

Sequential Fuel Injection:

Tipe fuel injector ini juga dikenal sebagai sequential port fuel injection atau time injection. Ini adalah tipe multiport injection meskipun multiport dasar menggunakan beberapa injektor. Semua menyemprot bahan bakar mereka pada waktu yang sama atau secara berurutan, membuat bahan bakar tetap ada selama 150 milidetik saat mesin idle.

Manfaat sequential fuel injection adalah sistem merespons lebih cepat jika pengemudi membuat perubahan tiba-tiba. Ini karena katup hanya perlu menunggu katup masuk berikutnya membuka, daripada putaran lengkap mesin.

Direct Injection:

Direct injection umum pada mesin diesel, meskipun mulai umum pada desain mesin bensin. Kadang-kadang disebut DIG untuk direct-injection gasoline. Dalam prosesnya, bahan bakar disuntik langsung ke ruang bakar, melewati katup.

Pengukuran bahan bakar lebih presis dari tipe injeksi bahan bakar lainnya. Direct fuel injection memberi insinyur variabel lain untuk memengaruhi secara tepat bagaimana pembakaran terjadi dalam silinder. Ilmu desain mesin memeriksa bagaimana campuran udara-bahan bakar berputar di dalam silinder. Dan juga bagaimana ledakan berjalan dari titik pengapilan.

Direct injection pada mesin bensin dapat menangani hal-hal seperti bentuk silinder dan piston. Juga, lokasi port dan busu, waktu, durasi, dan intensitas pengapian. Jumlah busu per silinder. Semua ini memengaruhi seberapa sempurna dan merata bahan bakar terbakar dalam mesin bensin.

Prinsip Kerja

Kerja sistem injektor bahan bakar cukup menarik dan mudah dipahami. Kerja utama adalah dari injektor bahan bakar ke ruang bakar setelah bahan bakar dipompa ke sana dari tangki bahan bakar.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, injektor bahan bakar adalah perangkat mekanis yang dikontrol secara elektronik yang bertanggung jawab untuk menyemprot bahan bakar. Injektor diaktifkan dan elektromagnetik memindahkan plunger yang membuka katup. Katup ini memungkinkan bahan bakar bertekanan menyembur keluar melalui nozel kecil. Nozel dirancang untuk mengatomisasi bahan bakar, yang bertanggung jawab untuk membuat bahan bakar mudah terbakar.

Jumlah waktu injektor bahan bakar tetap terbuka akan menentukan bahan bakar yang diantarkan ke mesin. Ini dikenal sebagai "pulse width" dan dikontrol oleh perangkat ECU. Sistem injektor bahan bakar dipasang langsung pada saluran masuk sehingga bahan bakar dapat disemprot langsung ke katup masuk.

Terdapat pegas di dalam injektor konvensional yang memegang katup jarum dalam posisi tertutup. Ini memegang katup jarum ini sampai garis tekanan tinggi mencapai nilai tertentu. Terdapat pipa yang disebut "fuel rail" yang menyuplai bahan bakar bertekanan ke injektor.

Jumlah bahan bakar yang benar diantarkan ke bagian yang diperlukan. Berbagai bagian mesin dilengkapi dengan sensor yang memberikan informasi ke ECU tentang jumlah bahan bakar dan melakukan penyesuaian jika diperlukan. Berbagai sensor telah tercantum dan dijelaskan di bagian atas artikel ini.

Gejala Fuel Injektor yang Rusak dan Cara Mencegahnya

Kegagalan terjadi pada fuel injector setelah bekerja berlebihan, dan jika tidak dirawat secara teratur, dapat mengembangkan kesalahan serius atau tersumbat. Berikut adalah gejala fuel injector yang rusak dan cara mencegah kegagalan:

• Performa mesin yang kasar
• Komplikasi saat menyalakan kendaraan
• Bau bahan bakar
• Oli cair
• Gagal emisi
• Mesin gagal mencapai RPM penuh
• Performa kendaraan yang buruk
• Kegagalan mesin yang katastrofis
• Emisi asap
• Konsumsi bahan bakar yang meningkat
• Polusi

Masalah sering terjadi pada fuel injector ketika ada kotoran, partikel karbon, oli bahan bakar atau penumpukan residu yang menyebabkan fuel injector tersumbat. Masalah terjadi setelah keranjang filter mengumpulkan sisa yang mencegah bahan bakar mengalir melalui itu.

Cara yang benar untuk mencegah fuel injector gagal adalah pemeliharaan rutin. Bagian kendaraan harus diperiksa secara teratur. Meski fuel injector memiliki toleransi yang baik, masih perlu dilakukan inspeksi pada komponen.

Untuk hasil yang lebih andal, menambahkan etanol atau aditif penyerap kelembaban, supervisi visual, melakukan pembersihan ultrasonik. Dan juga, pola aliran aktual untuk pengujian volume dan penyemprotan akan membantu.

Keuntungan dan Kerugian Sistem Injeksi Bahan Bakar

Keuntungan:

Di bawah ini adalah manfaat sistem injeksi bahan bakar:

• Campuran bahan bakar yang presis dari bahan bakar dan udara memastikan efisiensi bahan bakar maksimum dan produksi daya.
• Proses pembakaran jauh lebih efisien dalam mesin dengan injeksi bahan bakar.
• Mesin injeksi bahan bakar lebih hemat dan memaksimalkan serta meminimalkan tingkat emisi.
• Penyalaran dingin dihilangkan dalam mesin injeksi bahan bakar, sehingga tidak perlu choking manual.
• Ini juga digunakan pada sepeda motor performa modern.
• Sistem injeksi bahan bakar secara otomatis menyeimbangkan campuran udara-bahan bakar mempertimbangkan situasi lingkungan.
• Getaran mesin berkurang dan masalah kotoran busu diminimalkan.

Kerugian

Meskipun semua manfaat sistem injeksi beberapa keterbatasan masih terjadi. Berikut adalah kerugian sistem ini:

• Ini adalah perangkat elektronik yang kompleks yang bekerja dengan beberapa sensor elektronik.
• Pemeliharaan dan perbaikan sistem sangat terbatas. Artinya, tidak semua bengkel dapat melakukannya.
• Sistem injeksi bahan bakar cukup mahal.
• Bahan berkualitas tinggi dan bahan bakar sangat direkomendasikan.
• Tidak ada solusi untuk biaya rendah dan kapasitas rendah.

Kesimpulan, sistem injeksi bahan bakar telah sepenuhnya menggantikan karburator dalam mesin otomotif. Kami telah membahas fungsi-fungsinya yang salah satunya adalah mengantarkan bahan bakar dengan tekanan tinggi ke silinder. Sistem injeksi bahan bakar berjenis-jenis yang mencakup throttle body dan multi-port, kami juga mengungkap komponennya di sisi tekanan rendah dan tekanan tinggi. Kerjanya, gejala, serta keuntungan dan kerugian sistem injeksi bahan bakar.

Itu saja untuk artikel ini. Saya harap Anda menyukai bacaan ini, jika demikian, silakan berkomentar, berbagi, dan merekomendasikan situs ini kepada siswa teknik lainnya. Terima kasih!