age 1 of 20

VEHICLE CONTROL SYSTEM ENGINE CONTROL SYSTEM

AKTUATOR I. Pendahuluan

Aktuator merupakan salah satu bagian utama dari sistem kontrol yang fungsinya

melaksanakan apa yang diperintahkan oleh ECU sebagai komputer yang ada di kendaraan.

Posisi aktuator dari sistem kontrol sebagai berikut:

Dari gambar diatas dapat ditarik pengertian bahwa pengolahan dan perhitungan

sinyal dari sensor-sensor oleh ECU akan dikeluarkan berupa sinyal pengendali kerja

aktuator, sehingga kerja aktuator sangat dipengaruhi kondisi-kondisi sinyal dari sensor dan

aturan kerja pada ECU (program).

AKTOR ( Unit Aktuator )

II. Macam-macam Aktuator pada EMS

Ada berbagai macam aktuator pada EMS, yaitu:

1. Relay Pompa Bensin

2. Injektor

3. ISC (Idle Speed Control)

4. Koil Pengapian

5. Lampu Kontrol (Engine Check)

6. Lain-lain

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

1 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 2 of 20

III. Fungsi dan Cara Kerja Aktuator

1. Relay Pompa Bensin (Relay Kombinasi)

EFI tipe L konstruksi relai pompa bensin sebagai berikut:

Pada tipe ini pompa bensin akan bekerja pada saat ada sinyal start dan apabila

saklar Air Flow Meter menutup, yaitu apabila ada aliran udara melewati flap pada

Air Flow Meter.

EFI tipe D konstruksi relai pompa bensin sebagai berikut:

Pada sistem ini pompa bensin bekerjanya dipengaruhi oleh dua hal: posisi

starter dan sinyal putaran dari distributor.

Sehingga ketika mesin distarter pompa bensin bekerja dan setelah ada putaran

pompa dipertahankan tetap bekerja, ketika mesin dimatikan pompa akan berhenti

bekerja.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

2 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 3 of 20

2. Injektor

Injektor merupakan aktuator yang berfungsi menyemprotkan bahan bakar

kedalam mesin.

Injektor bekerja berdasarkan elektro-

magnetis yang diatur oleh ECU. Bahan

bakar disemprotkan dengan sangat halus.

Terkadang tiap injektor dirangkai dengan

tahanan luar

Konstruksi

1 = Lubang penyemprot

2 = Batang katup jarum

3 = Kumparan magnet listrik

4 = Pegas

5 = Terminal

6 = Saringan

7 = Saluran masuk bensin

X = Celah pengangkatan katup jarum

Injektor yang terpasang di engine memiliki dua terminal, salah satu terminal

terhubung ke relay kombinasi, dimana setiap kunci kontak pada posisi ON sudah

terdapat tegangan bateray (stanby), terminal satunya dihubungkan ke ECU sebagai

pengatur kerja injektor, dengan sinyal aktif LOW.

Ditinjau dari urutan penyemprotan pada EFI dapat digolongkan menjadi dua

macam, yaitu :

- Penyemprotan Group (Group 1,3 dan Group 2,4)

- Penyemprotan Skwensial (sesuai IO)

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

3 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 4 of 20

6 5 1 5 0 5 1 0

Penyemprotan Group

Penyemprotan Skwensial

Keterangan:

= katup isap terbuka

= penyemprotan bensin

= saat pengapian

Hal-hal yang perlu diperhatikan terhadap pemeriksaan injektor:

a. Jika injektor memiliki tahananan 1,0-3,0 ohm harus dirangkaikan resistor 5,0-8,0

ohm secara seri sebelum dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt, tetapi

jika injektor memiliki tahanan 15-17 ohm dapat langsung di sambungkan dengan

tegangan 12 volt.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

4 19

age 5 of 20

b. Bentuk penyemprotan yang baik adalah berbentuk tirus dan sama pada setiap

injektor.

c. Pemeriksaan kebocoran dilakukan dengan memberi tekanan sesuai tekanan yang

dipertahankan oleh regulator tekanan, selama 60 detik semestinya tidak terdapat

tetesan.

d. Dengan tekanan kerja normal, rata-rata penyaluran sekitar 0,2-0,25 liter selama

160 detik, tetapi dapat juga sampai 0,45 liter tergantung petunjuk buku manual.

e. Perawatan yang lebih baik dilakukan dengan pembersihan menggunakan

Pembersih Ultrasonik. Hal tersebut memungkinkan pembersihan bagian dalam

injektor selama beberapa menit, ikuti petunjuk penggunaan dari pembuat alat.

f. Terkadang saringan dan tutup ujung jarum harus diganti.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

5 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 6 of 20

Durasi penyemprotan injektor berkisar 1 sampai 14 mili detik. Bentuk osilasi

kerja injektor dapat dilihat dengan osiloskop atau engine tester, durasi penyemprotan

dapat terukur.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

6 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 7 of 20

3. ISC (Idle Speed Control) / IAC (Idle Air Control)

Idle speed control biasanya dipasangkan pada saluran by-pass pada intake

manifold, memungkinkan penambahan udara masuk kemesin. Perubahan jumlah

udara memungkinkan perubahan campuran bahan bakar dan udara selama start

dingin dan selama pemanasan awal.

Ada juga yang mengatur putaran idel dengan membuka katup gas sedikit yang

diterapkan pada single point injector.

Macam-macam ISC/IAC

a. Model Katup Bimetal

Katup dipasangkan dimesin dan bersinggungan langsung dengan temperatur

mesin. Pada katup terdapat pegas bimetal yang dilengkapi dengan pemanas.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

7 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 8 of 20

Ketika temperatur mesin dingin katup terbuka sehingga ada tambahan udara

masuk dan putaran mesin idel tinggi. Setelah temperatur berangsur naik bimetal akan

melengkung menekan katup menutup saluran by pass secara bertahap dan putaran

idel akan turun.

Sistem diatas tidak dikontrol oleh ECU, bukan termasuk bagian EMS.

b. Model Katup Selenoid

ISC ini bekerjanya diatur oleh ECU yang disesuaikan dengan bermacam

masukan sensor, selain itu juga beban-beban kendaraan.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

8 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 9 of 20

Ketika temperatur mesin masih dingin dan putaran mesin idel, ECU akan

mengeluarkan sinyal untuk mengoperasikan selenoid menarik katupnya melawan

pegas yang ada dibelakangnya, sehingga saluran by pass terbuka dan udara yang

masuk kemesin bertambah, akibatnya putaran idel jadi tinggi.

Setelah temperatur mesin panas ECU akan menghentikan sinyal yang menuju

selenoid sehingga pegas yang ada dibelakang katup selenoid akan mendorong katup

selenoid menutup saluran dan putaran idel jadi turun karena tambahan udara

dihentikan.

c. Model Katup Rotari

Pada IAC ini didalam saluran by pass dipasangkan katup rotary yang

gerakannya dibatasi 90. Penggerak dari katup rotari berupa motor DC.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

9 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 10 of 20

Ketika temperatur mesin masih dingin ECU mengeluarkan sinyal berupa duty

cycle yang besarnya tergantung dari sensor temperatur dan RPM mesin. Semakin

dingin temperatur semakin besar duty cycle yang dikelurakan ECU sehingga semakin

lebar pembukaan saluran by pass dan semakin tinggi putaran idel.

d. Model Katup dengan Motor Step

Motor step memiliki empat buah kumparan dan memungkinkan digunakan

sebagai penentu posisi yang presisi dengan derajat tertentu. ISC yang menggunakan

motor step dikontrol oleh ECU dengan sinyal yang urutannya tertentu.

Urutan untuk mengurangi udara: Urutan untuk menambah udara:

Tr1 Tr2 Tr3 Tr4 Tr4 Tr3 Tr2 Tr1

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

10 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 11 of 20

Contoh sebuah motor step:

e. Model Katup Selenoid Pembuka Katup Gas

ISC jenis ini biasanya berupa motor DC bergigi reduksi dan dilengkapi

dengan saklar. Jenis ini banyak dipasang pada Mono Jetronics.

Keterangan:

1. Katup Gas

2. Motor DC

3. Terminal / konektor

4. Saklar Idel

Ketika kondisi mesin idle dan dingin ECU mengeluarkan tegangan dan

menggerakkan motor maju kedepan, posisi motor akan tertahan disana oleh gigi

reduksi. Motor ini baru akan mundur jika ECU memberikan tegangan dengan arah

kebalikan.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

11 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 12 of 20

Ada juga yang konstruksinya sebagai berikut:

Keterangan:

1. ISC position sensor

2. Pegas pengembali

3. ISC aktuator

4. Throtle Position Sensor

5. Saklar CTP (Closed throttle

Position)

6. Alur Kabel Katup Gas

4. Koil Pengapian

Koil Pengapian merupakan aktuator yang bekerjanya dengan menghasilkan

tegangan induksi yang sangat tinggi untuk disalurkan menuju busi.

Sistem yang masih dilengkapi dengan Distributor, maka koilnya satu melayani

seluruh silinder.

Sistem yang tidak dilengkapi dengan distributor (Distributorless Ignition

System) ada yang tiap koil melayani 2 silinder (Group).

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa busi silinder 1 dan 6 menyala

bersamaan, busi silinder 3 dan 4 nyala bersamaan, dan busi silinder 2 dan 5 juga nyala

bersamaan masing-masing setiap akhir langkah kompresi dan buang.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

12 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 13 of 20

Ada juga yang setiap silinder dipasangkan satu buah koil. Sehingga untuk

mesin 6 silinder terdapat 6 buah koil.

Dua koil untuk 4 silinder

koil untuk masing-masing silinder

Gambar diatas ditunjukkan koil yang individual. Pengaturan urutan penyalaan

diatur oleh ECU, yaitu setiap akhir langkah kompresi.

5. Lampu Kontrol (Engine Check) / MIL (Malfunction Indicator Lamp)

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

13 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 14 of 20

Lampu control/MIL umumnya terpasang di papan instrument (dashboard)

ruang kemudi.

Fungsi dari MIL adalah untuk memberi informasi kepada pengemudi keadaan

sistem, apakah sistem OK atau terdapat masalah.

Pada diagram diatas ditunjukkan sebuah posisi MIL hubungannya dengan

ECU.

Apabila sistem pada kendaraan tidak terdapat masalah, maka saat mesin hidup

MIL akan mati, sebaliknya bila ada masalah MIL akan menyala. Tidak semua masalah

akan menyalakan MIL. Umumnya terdapat ketentuan kapan MIL akan menyala

kaitannya dengan permasalahan yang terjadi. Apabila data yang terkirim oleh sensor

masih berada pada rentang kerja sensor tersebut, walaupun data semestinya jauh

berbeda, maka MIL tetap tidak menyala.

Hal diatas menunjukkan tetap perlunya diagnosa untuk membandingkan data

terbaca dengan data semestinya pada kondisi pengukuran.

Sekarang telah banyak Scantool dipasaran yang dapat membantu kita untuk

lebih cepat menentukan letak permasalahan serta membantu kebutuhan diagnosa.

Pada buku manual umumnya dijelaskan juga cara mengakses kode

permasalahan jika tidak memiliki Scantool.

6. Lain-Lain

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

14 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 15 of 20

Pada kebanyakan kendaraan sekarang masih dilengkapi dengan beberapa

actuator lain, misalnya untuk kebutuhan perbaikan emisi gas buang dilengkapi dengan:

pemanas sensor lambda, solenoid EGR, Selenoid V-TEC, Katup Pernafasan Tanki,

dan juga untuk efisiensi pendinginan mesin dilengkapi dengan relay pengendali motor

pendingin mesin.

Semua aktuator tersebut prinsip kerjanya sama dengan aktuator-aktuator

utama yang telah dijelaskan, hanya kondisi apa dan kapan semuanya diatur dalam

pemrograman yang ada di ECU.

IV. Perancangan Driver

Driver merupakan rangkaian elektronika yang dipicu oleh sinyal output ECU

untuk menggerakkan aktuator. Umumnya driver merupakan rangkaian transistor.

Transistor sebenarnya seperti sebuah relay yang dimanfaatkan untuk

mengoperasikan sebuah sistem arus besar dengan pengendali arus kecil. Sehingga dikenal

istilah Transistor Gain.

Arus basis emitor mengendalikan arus

kolektor emitor.

Gambar disamping menunjukkan arus 0,01A

mengendalikan 1A, sehingga gainnya adalah

100.

Terdapat 2 macam transistor : NPN dan PNP namun keduanya sama-sama dapat digunakan sebagai driver dari aktuator.

6 5 1 5 0 5 1 0

Gambar disamping menunjukkan

penerapan transistor NPN sebagai

Transistor NPN Transistor PNP

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

15 19

age 16 of 20

driver Lilitan, misalnya lilitan primer

koil.

Gambar disamping menunjukkan

penerapan transistor PNP sebagai

driver Lilitan, misalnya lilitan primer

koil

Terkadang didunia otomotif tidak disebut dengan istilah driver tetapi dengan

nama yang spesifik, misalnya untuk driver koil pengapian sebutan yang populer adalah

igniter. Igniter sebenarnya berupa rangkaian pasangan Transistor (darlington).

Pada kendaraan, driver terkadang sudah terangkai jadi satu didalam box ECU.

Tetapi ada juga driver yang ditaruh diluar ECU jadi satu dengan aktuator.

Mengingat bervariasinya kebutuhan arus dan tegangan pada berbagai aktuator,

agar kemungkinan kerusakan transistor tidak menjalar ke bagian utama ECU, keluaran

ECU tidak langsung mengendalikan transistor tetapi dilewatkan terlebih dahulu melalui

optokopler.

Perancangan driver memperhitungkan beberapa hal, diantaranya besarnya

tegangan kerja, arus kerja yang diperlukan dan adanya tegangan induksi dari kumparan.

Driver untuk aktuator yang sifatnya selenoid termasuk didalamnya relay mungkin

hanya diperlukan transistor berdaya rendah dan tidak perlu pengaman transistor. Tetapi

untuk aktuator yang berupa motor diperlukan transistor yang dayanya lebih besar dan

kemungkinan perlu pengaman dari timbulnya induksi kumparan. Driver untuk koil perlu

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

16 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 17 of 20

perancangan yang lebih khusus, mengingat arus kerja koil cukup tinggi dan tegangan

induksi kumparannya juga sangat tinggi.

6 5 1 5 0 5 1 0

ECU

OPTOKOPLER

TRANSISTOR

AKTUATOR

OPTOKOPLER

Optokopler merupakan kombinasi sebuah dioda dan

foto transistor (transistor dengan pemicu cahaya).

Untuk mendapatkan arus yang lebih besar dapat dengan mengkombinasi dua buah

transistor (transistor daya rendah dengan transistor daya tinggi) kombinasi kedua transistor

tersebut disebut darlington. Dipasaran telah tersedia transistor darlington dengan berbagai

macam daya. Namun kita juga dapat merancang darlington sendiri.

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

17 19

age 18 of 20

Variasi rangkaian darlington

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

18 19 6 5 1 5 0 5 1 0

age 19 of 20

Dikeluarkan oleh : Tanggal : M. Muchlas 3.`06

Program Studi :

OTOTRONIK N a m a :

Halaman :

19 19 6 5 1 5 0 5 1 0

Halaman:

20