Subyek:
- Umum
- Katup throttle untuk sistem injeksi monopoint
- Katup throttle pada sistem injeksi multipoint
- Kontrol menganggur
- Kontrol katup throttle untuk mesin yang lebih besar
- Sensor posisi throttle
- Pedal akselerator elektronik (throttle dengan kabel)
Umum:
Setiap mesin bensin memiliki katup throttle. Katup throttle dapat mengatur jumlah udara yang masuk ke dalam silinder. Mesin diesel juga mempunyai katup throttle, namun selalu terbuka penuh saat mesin hidup. Hal ini karena mesin diesel bekerja dengan kelebihan udara. Katup throttle pada mesin diesel hanya berfungsi agar mesin dapat mati dengan lancar; ketika katup menutup pasokan udara dimatikan. Mesin kemudian langsung mati. Oleh karena itu pasokan bahan bakar dihentikan. Dalam mesin diesel, ini juga disebut katup throttle, bukan katup throttle. Faktanya, katup throttle pada mesin bensin juga merupakan katup throttle: udara dicekik dalam semua kondisi kecuali beban penuh.
Bab selanjutnya tentang sistem injeksi monopoint dan multipoint tentu saja membahas tentang mesin bensin.
Katup throttle dengan sistem injeksi monopoint:
Untuk mesin dengan injeksi tunggal (sistem injeksi monopoint) satu injektor dipasang di depan katup throttle. Injektor ini menyemprotkan bahan bakar langsung ke katup throttle. Teknologi ini sudah tua dan tidak lagi digunakan pada mobil baru. Hal ini dikarenakan sistem ini mempunyai beberapa kelemahan. Karena injektor menyuntikkan ke katup throttle, ia bercampur dengan udara di sana. Intake manifold dibagi menjadi 4 silinder atau lebih. Jumlah bahan bakar tidak selalu sama persis di semua silinder. Misalnya, silinder 1 menerima bahan bakar paling banyak di udara, sedangkan silinder 4 menerima lebih sedikit bahan bakar. Oleh karena itu, sistem ini tidak, atau hampir tidak, dapat disesuaikan. Oleh karena itu, penggunaan monopoint tidak sesuai untuk memenuhi persyaratan lingkungan saat ini.
Saat ini, banyak injektor digunakan yang menginjeksikan jumlah bahan bakar yang persis sama per silinder. Jumlahnya bahkan bisa diatur per silinder. Inilah yang kami sebut sistem injeksi multipoint.
Katup throttle dengan sistem injeksi multipoint:
Pada mesin dengan injeksi ganda (sistem injeksi multipoint), injektor untuk injeksi tidak langsung dipasang di intake manifold setelah katup throttle. Injektor menyemprot ke katup masuk mesin. Dengan injeksi langsung, injektor menyuntikkan langsung ke ruang bakar. Mesin injeksi tidak langsung dan langsung memiliki throttle body yang dipasang seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Pengecualian adalah mesin dengan Valvetronic (BMW) dan Multi-air (Fiat). Throttle body dipasang di antara intake manifold dan tabung dengan pengukur massa udara. Hal ini dapat dikontrol secara elektrik menggunakan pedal akselerator elektronik (drive by wire) atau dengan kabel throttle (kabel Bowden).
Sistem manajemen mesin yang digunakan saat ini menggunakan kontrol posisi throttle. Motor penyetel pada katup throttle memastikan posisi katup throttle dapat diubah. Ini bisa untuk kontrol jelajah atau untuk kontrol idle. Potensiometer mengukur posisi katup throttle. Unit kendali mesin (ECU) menerima nilai dari potensiometer dan kemudian dapat mengontrol motor penggerak untuk membuka atau menutup katup throttle lebih banyak.
Kontrol menganggur:
Untuk berakselerasi, pedal akselerator ditekan. Katup throttle terbuka sehingga lebih banyak udara yang dapat dihisap. Saat melambat atau berhenti, pedal akselerator tidak dioperasikan; di sini throttle ditutup. Untuk mendapatkan saluran udara, kontrol idle digunakan. Kecepatan idle dijaga serendah mungkin oleh sistem manajemen mesin. Semakin rendah kecepatan idle, semakin rendah pula konsumsi bahan bakar dan keausan mesin. Kecepatan idle tidak boleh terlalu rendah; Hal ini menyebabkan mesin bekerja tidak teratur dan ada kemungkinan mati. Kecepatan idle yang diinginkan tidak selalu sama. Suhu udara masuk, AC yang dinyalakan, posisi pedal kopling atau tuas pemilih transmisi otomatis mempengaruhi pengendalian idle. Stabilisasi kontrol kecepatan dapat dicapai dengan berbagai cara:
- kontrol tingkat pengisian. Ini paling sering digunakan dalam kombinasi dengan penyesuaian waktu pengapian.
- mengubah komposisi campuran. Hal ini berdampak negatif pada emisi gas buang dan jangkauan kendalinya terbatas.
- mengatur waktu pengapian. Hal ini juga berdampak negatif terhadap emisi, namun memungkinkan pengendalian yang sangat cepat.
- sesuaikan timing katup. Ini memberikan opsi kontrol tambahan di atas kontrol tingkat pengisian yang ada.
Kontrol level pengisian menggunakan katup by-pass yang memungkinkan sirkulasi udara di luar katup gas, atau penyesuaian katup gas.
Katup pintas:
Katup bypass membuka atau menutup suplai udara di luar katup throttle sehingga kecepatan idle menjadi stabil. Gambar di bawah menunjukkan katup throttle terbuka sebagian di sebelah kiri. Di sisi kanan, katup bypass yang terbuka memungkinkan udara dialirkan ke saluran bypass oleh mesin. Ketika katup throttle membuka lebih jauh, katup by-pass akan menutup. Bagaimanapun, by-pass hanya diperlukan ketika katup gas ditutup. Sistem manajemen mesin menentukan seberapa jauh katup bypass harus dibuka. Sensor posisi throttle, yang menunjukkan sudut bukaan katup throttle, bersama dengan sensor suhu udara, memberikan informasi yang diperlukan.
Bypass yang sering digunakan adalah katup solenoid pegas termodulasi lebar pulsa. Sistem manajemen motor menyuplai kumparan magnet dengan sinyal PWM. Dengan memvariasikan siklus kerja, katup dapat dibuka, ditutup, atau ditempatkan pada posisi apa pun di antaranya. Katup by-pass juga dapat dilengkapi dengan motor stepper.
Katup solenoid bypass termodulasi lebar pulsa:
Gambar tersebut menunjukkan dua tampilan katup bypass yang dikontrol PWM. Dilihat dari tiga pin pada sambungan steker, ini sering kali merupakan versi dengan dua kumparan; satu untuk membuka katup dan satu lagi untuk menutupnya.
Diagram di bawah menunjukkan metode pengendalian kedua kumparan. Ketika "Relai Utama EFI" (relai untuk komputer manajemen mesin) dihidupkan, mikroprosesor disuplai dengan daya. Dua transistor dikendalikan di ECU.
Metode peralihan memungkinkan transistor bawah membalikkan sinyal PWM dari transistor atas. Sinyal PWM dicerminkan. Inilah yang Anda lihat pada ISC1 dan ISC2 (output ECU). ECU memvariasikan siklus kerja untuk setiap kumparan. Perbedaan kekuatan antara dua medan magnet menentukan posisi katup. Frekuensinya antara 100 dan 250Hz.
De kontrol siklus tugas dapat diukur dengan osiloskop. Pada gambar di bawah, katup setengah terbuka (duty cucle 50%). Pada ISC1 dan ISC2 pulsa positif dan negatifnya sama.
Katup solenoid bypass pegas termodulasi lebar pulsa:
Selain aktuator dengan dua kumparan, seringkali juga dilengkapi dengan satu kumparan. Dalam hal ini, sering kali terdapat dua pin pada sambungan steker: untuk kontrol PWM dan kabel ground. Pegas memastikan katup tertutup saat diam; ini membuat kumparan kedua menjadi mubazir.
Bypass dilengkapi dengan motor stepper:
Selain katup bypass yang dikontrol PWM, ada juga katup yang diatur melalui motor stepper. ECU mengontrol kumparan. Klik di sini untuk menuju ke halaman motor stepper.
Throttle body dengan aktuator:
Sistem manajemen mesin modern menggunakan kontrol posisi throttle untuk menstabilkan kecepatan idle. Katup bypass terpisah tidak perlu lagi digunakan. Semua komponen untuk kontrol posisi throttle terletak di dalam housing. Dua potensiometer catat posisi katup throttle untuk seluruh putaran sudut (di tengah gambar). Bersama dengan idling switch, yang mencatat idling (kiri), sinyal dikirim ke ECU. Motor DC atau DC pada throttle valve dikendalikan melalui sinyal PWM untuk mengatur posisi throttle valve. Di sini juga, ada kemungkinan motor stepper memutar katup throttle.
Bagian dalam throttle body telah dimodifikasi sehingga celah udara bertambah secara linier seiring dengan pergerakan sudut katup throttle. Kedengarannya sangat tepat. Oleh karena itu, penting untuk mengatur ulang posisi throttle ke pengaturan dasar menggunakan peralatan diagnostik setelah mengganti atau membersihkan katup throttle.
Kontrol katup throttle untuk mesin yang lebih besar:
Pada mesin besar, seperti mesin V12 BMW (ditunjukkan pada gambar di bawah), suplai udara melalui satu katup throttle terlalu kecil. Pada beban penuh, mesin memerlukan begitu banyak udara sehingga diameter katup throttle tunggal akan menjadi terlalu kecil. Oleh karena itu, dua badan throttle telah dipasang. Satu untuk setiap baris silinder. Versi ini memiliki dua rumah filter udara, dua pengukur massa udara, dan dua pipa hisap.
Sensor posisi throttle:
Di dalam throttle body terdapat a sensor posisi throttle yang mentransmisikan posisi katup throttle ke ECU sistem manajemen mesin. Posisi katup throttle menentukan jumlah udara yang dihisap, dan juga jumlah bahan bakar yang akan diinjeksikan. Berdasarkan posisi throttle, ECU dapat menyesuaikan kontrol kecepatan idle dengan kondisi pengoperasian: saat mesin dingin atau AC menyala, kecepatan idle harus dinaikkan sedikit, sehingga katup throttle harus terbuka sedikit lebih jauh. Lihat bagian: kontrol idle.
Pada diagram berikut kita melihat ECU dan potensiometer yang dihubungkan satu sama lain dengan tiga kabel. Potensiometer memiliki hubungan mekanis dengan katup throttle. Memutar katup throttle akan menyebabkan perpindahan gigi runner.
- Pada pin 3 potensiometer menerima tegangan suplai 5 volt;
- Potensiometer terhubung ke ground pada pin 1;
- Sinyal dari potensiometer dikirim ke ECU melalui pin 2: wiper (tanda panah) dipasang pada kabel ini.
Posisi pelari pada lintasan karbon potensiometer menentukan tegangan keluaran. Ketika runner diposisikan jauh ke kiri, tegangan keluarannya tinggi: arus hanya harus mengalir dalam jarak pendek melintasi resistor, sehingga lebih sedikit tegangan yang diserap. Semakin jauh pelari bergerak ke kanan, tegangan sinyalnya akan semakin rendah. Di halaman: potensiometer operasi ini dibahas secara lebih rinci.
Dengan multimeter Anda dapat mengukur tegangan suplai versus ground. Ini harus berupa tegangan stabil sebesar 5,0 volt. Sebaiknya ukur tegangan sinyal dengan osiloskop: mungkin terjadi gangguan pada sinyal AM yang tidak terlihat dengan pengukuran multimeter. Dua gambar di bawah ini menunjukkan sinyal yang benar (garis halus) dan sinyal dengan interferensi, dimana sinyal menunjukkan penurunan tegangan yang aneh dalam jangka waktu yang sangat singkat.
Dalam bahasa Inggris, namun terkadang juga dalam bahasa Belanda, dalam literatur kita sering melihat singkatan “TPS” digunakan. Ini adalah singkatan dari: “Throttle Position Sensor”, yang merupakan terjemahan dari bahasa Belanda “Throttle position sensor”.
Pedal akselerator elektronik (throttle by wire):
Saat ini katup throttle dikontrol secara elektronik: kita tidak lagi menemukan kabel (mekanis) antara pedal akselerator dan katup throttle. Posisi pedal akselerator dicatat oleh dua sensor posisi dan dikirim ke ECU sistem manajemen mesin. ECU memeriksa masuk akalnya sinyal dengan membandingkannya satu sama lain dan mengontrol aktuator throttle (motor penyetel) untuk menyebabkan katup mengambil posisi yang telah ditentukan. Kami menyebutnya “throttle by wire”, dalam bahasa Belanda: kontrol throttle melalui kabel.
Sensor posisi pedal akselerator dipasang di rumah atau di bagian atas pedal akselerator. Sinyal dari sensor ini harus sangat akurat dan dapat diandalkan: kami tidak ingin gangguan apa pun pada sinyal menyebabkan akselerasi yang tidak disengaja atau mesin mati dalam keadaan apa pun. Untuk memastikan keandalan, pabrikan memasang dua sensor posisi menambahkan:
- Produsen dapat memilih untuk mengirimkan sinyal dari kedua sensor pada level tegangan berbeda. Ketika tegangan sinyal sensor 1 meningkat dari 1,2 menjadi 1,6 volt, tegangan sinyal sensor 2 juga akan meningkat sebesar 400 mV, tetapi dari 2,2 menjadi 2,6 volt;
- Pilihan lainnya adalah mencerminkan dua sinyal yang identik: Gambar cakupan di bawah menunjukkan strategi ini. Saat pedal akselerator dioperasikan, sinyal pada saluran A (biru) meningkat dari 800 mV menjadi 2,9 volt dan sinyal pada saluran B (merah) menurun dari 4,3 menjadi 2,2 volt. Perkembangan sinyal dari Amplitudo (sinyal AM) persis sama, tetapi dalam bayangan cermin.
Ketika salah satu dari dua sinyal mengalami malfungsi: sinyal turun sebentar ke tanah atau menunjukkan noise, perbedaan terlihat pada kedua sinyal. ECU kemudian mungkin memutuskan untuk masuk ke mode lemas: posisi pedal akselerator tidak lagi dapat diandalkan. Dalam mode darurat, daya yang tersedia terbatas, yang memungkinkan seseorang mengemudi dengan kecepatan rendah ke tempat aman di sepanjang jalan, atau mungkin ke garasi.
Throttle dikendalikan oleh a Motor listrik DC dibuka dan ditutup. Motor penyetel throttle dikendalikan oleh a H-jembatan dikendalikan. Aktuator, seperti pedal akselerator, dilengkapi dengan dua potensiometer. Dua gambar di bawah menunjukkan motor kontrol throttle (3) dengan dua pilihan potensiometer ganda:
- Potensiometer dengan wiper mengarah ke atas: kedua sinyal identik, tetapi pada level tegangan berbeda;
- Potensiometer dengan pelari berlawanan satu sama lain: sinyal adalah bayangan cermin. Jika salah satu sinyal menjadi tinggi ketika katup throttle dibuka, sinyal lainnya menurun.
Di halaman H-jembatan metode kontrol motor listrik dijelaskan. Di halaman Potensiometer Pengoperasian dan pengukuran sensor posisi dibahas secara rinci.
