Sejarah Hingga Tips dan Trik Merawat Mesin bersistem EFI ( Electronic Fuel Injection )

Injeksi bahan bakar adalah sebuah sistem untuk mengakui bahan bakar ke dalam mesin pembakaran internal . Hal ini telah menjadi sistem pengiriman bahan bakar utama yang digunakan dalam otomotif mesin bensin , memiliki hampir sepenuhnya diganti karburator pada akhir 1980-an. Sebuah sistem injeksi bahan bakar yang dirancang dan dikalibrasi khusus untuk jenis bahan bakar itu akan menangani. Sistem injeksi bahan bakar yang paling adalah untuk bensin atau diesel aplikasi. Dengan munculnya injeksi bahan bakar elektronik (EFI), perangkat keras solar dan bensin telah menjadi serupa. EFI yang diprogram firmware telah diizinkan hardware umum untuk digunakan dengan bahan bakar yang berbeda.Karburator adalah metode utama yang digunakan untuk bahan bakar mesin bensin meter pada sebelum meluasnya penggunaan injeksi bahan bakar. Berbagai sistem injeksi telah ada sejak penggunaan awal dari mesin pembakaran internal.

Electronic Fuel Injection (Pengertian lanjut, Tips dan Trik Perwatan Mesin EFI)

Tips Merawat Mesin EFI

Perbedaan utama antara karburator dan injeksi bahan bakar adalah bahwa injeksi bahan bakar atomizes bahan bakar dengan paksa memompa melalui sebuah nozzle kecil di bawah tekanan tinggi, sementara karburator bergantung pada hisapan diciptakan oleh asupan udara bergegas melalui venturi untuk menarik bahan bakar ke dalam aliran udara.

Tujuan

Tujuan fungsional untuk sistem injeksi bahan bakar dapat bervariasi. Berbagi semua tugas utama memasok bahan bakar untuk proses pembakaran, tetapi merupakan keputusan desain bagaimana sistem tertentu akan dioptimalkan. Ada beberapa tujuan yang bersaing seperti:  daya output bahan bakar emisi kinerja  kemampuan untuk mengakomodasi bahan bakar alternatif  keandalan driveability dan kelancaran operasi awal biaya biaya pemeliharaan  Kemampuan diagnostik berbagai operasi lingkungan

Tuning mesin

Kombinasi tertentu dari tujuan ini bertentangan, dan itu tidak praktis untuk sistem kontrol mesin tunggal untuk sepenuhnya mengoptimalkan semua kriteria secara bersamaan. Dalam prakteknya, insinyur otomotif berusaha untuk yang terbaik memenuhi kebutuhan pelanggan kompetitif. Modern digital sistem injeksi bahan bakar elektronik jauh lebih mampu untuk mengoptimalkan tujuan tersebut bersaing konsisten daripada karburator.Karburator memiliki potensi untuk menyemprotkan suatu cairan bahan bakar yang lebih baik (lihat Pogue dan Caggiano Allen paten).

Manfaat Operasi mesin

Manfaat operasional untuk pengemudi mobil bahan bakar disuntikkan termasuk respon mesin halus dan lebih diandalkan selama cepat throttle transisi, mudah dan mesin yang lebih dapat diandalkan mulai, operasi yang lebih baik pada temperatur ambien yang sangat tinggi atau rendah, interval pemeliharaan meningkat, dan efisiensi bahan bakar meningkat. Pada tingkat yang lebih dasar, injeksi bahan bakar tidak jauh dengan choke yang pada karburator-dilengkapi kendaraan harus dioperasikan ketika memulai mesin dari dingin dan kemudian disesuaikan sebagai mesin menghangat.


Udara / bahan bakar rasio Sebuah mesin harus tepatnya dikendalikan dalam segala kondisi operasi untuk mencapai performa mesin yang diinginkan, emisi, driveability, dan ekonomi bahan bakar. Modern injeksi bahan bakar elektronik sistem bahan bakar meter yang sangat akurat, dan menggunakan loop tertutup kuantitas injeksi bahan bakar-kontrol berdasarkan berbagai sinyal umpan balik dari sensor oksigen , sebuah aliran udara massa (MAF) atau bermacam-macam tekanan absolut (MAP) sensor, sebuah throttle posisi (TPS) , dan setidaknya satu sensor pada poros engkol dan / atau camshaft (s) untuk memonitor posisi rotasi mesin. Sistem bahan bakar injeksi dapat bereaksi cepat terhadap input berubah seperti tiba-tiba throttle gerakan, dan mengontrol jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan kebutuhan dinamis mesin di berbagai kondisi operasi seperti beban mesin, suhu udara ambien, suhu mesin, bahan bakar tingkat oktan , dan tekanan atmosfer.


Sebuah bahan bakar sistem injeksi multipoint umumnya memberikan massa yang lebih akurat dan setara bahan bakar untuk setiap silinder daripada yang bisa karburator, sehingga meningkatkan distribusi silinder-ke-silinder.Pembuangan emisi lebih bersih karena pengukuran bahan bakar lebih tepat dan akurat mengurangi konsentrasi sampingan pembakaran beracun meninggalkan mesin, dan karena perangkat pembersihan knalpot seperti catalytic converter dapat dioptimalkan untuk beroperasi secara lebih efisien karena knalpot komposisi yang konsisten dan dapat diprediksi.


Injeksi bahan bakar umum meningkatkan efisiensi bahan bakar mesin. Dengan distribusi silinder-silinder untuk bahan bakar, bahan bakar kurang dibutuhkan untuk output daya yang sama. Bila silinder-silinder untuk distribusi kurang dari ideal, seperti yang selalu terjadi untuk beberapa derajat dengan injeksi bahan bakar karburator atau throttle tubuh, beberapa silinder menerima bahan bakar yang berlebihan sebagai efek samping untuk memastikan bahwa semua silinder menerima bahan bakar yang cukup. Output daya yang asimetris sehubungan dengan udara / bahan bakar rasio; pembakaran bahan bakar tambahan dalam silinder kaya tidak mengurangi kekuatan hampir secepat pembakaran bahan bakar terlalu sedikit dalam silinder ramping. Namun, menjalankan kaya-silinder yang tidak diinginkan dari sudut pandang emisi gas buang, efisiensi bahan bakar, memakai mesin, dan kontaminasi oli mesin. Penyimpangan dari sempurna udara / distribusi bahan bakar, bagaimanapun halus, mempengaruhi emisi, dengan tidak membiarkan peristiwa pembakaran berada di (kimia yang ideal stoikiometri rasio) udara / bahan bakar. Masalah distribusi grosir akhirnya mulai mengurangi efisiensi, dan masalah distribusi grossest akhirnya mempengaruhi daya. Semakin miskin udara / distribusi bahan bakar mempengaruhi emisi, efisiensi, dan kekuasaan, dalam urutan itu. Dengan mengoptimalkan homogenitas silinder-silinder untuk distribusi campuran, semua potensi maksimum silinder pendekatan kekuasaan mereka dan output daya keseluruhan mesin membaik.


Sebuah mesin injeksi bahan bakar seringkali menghasilkan daya lebih dari mesin karburator setara. Injeksi bahan bakar saja tidak selalu meningkatkan potensi output maksimum mesin itu. Peningkatan aliran udara diperlukan untuk membakar lebih banyak bahan bakar, yang pada gilirannya melepaskan lebih banyak energi dan menghasilkan lebih banyak daya. Proses pembakaran mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi panas, apakah bahan bakar dipasok oleh injektor bahan bakar atau karburator. Namun, aliran udara ini sering ditingkatkan dengan injeksi bahan bakar, komponen-komponen yang memungkinkan kebebasan desain lebih untuk meningkatkan jalur udara ke mesin. Sebaliknya, pilihan karburator yang mounting terbatas karena lebih besar, itu harus hati-hati berorientasi sehubungan dengan gravitasi, dan itu harus berjarak sama dari masing-masing silinder mesin ke tingkat praktis maksimal. Kendala ini umumnya kompromi desain aliran udara ke dalam mesin. Selain itu, karburator bergantung pada ketat venturi untuk membuat perbedaan tekanan udara lokal, yang memaksa bahan bakar ke dalam aliran udara. Kerugian yang disebabkan oleh aliran venturi, bagaimanapun, adalah kecil dibandingkan dengan kerugian aliran lain dalam sistem induksi. Dalam sistem induksi yang dirancang dengan baik karburator, venturi bukanlah pembatasan aliran udara yang signifikan.


Bahan bakar disimpan sementara mobil meluncur karena gerakan mobil adalah membantu untuk menjaga mesin berputar, sehingga lebih sedikit bahan bakar yang digunakan untuk tujuan ini. Kontrol unit di mobil modern bereaksi terhadap ini dan mengurangi atau menghentikan aliran bahan bakar ke mesin mengurangi keausan pada rem.

Sejarah dan pengembangan


Herbert Akroyd Stuart mengembangkan sistem pertama diletakkan pada baris yang modern (dengan pompa injeksi yang sangat akurat untuk pengeluaran bahan bakar minyak pada tekanan tinggi ke injektor. Sistem ini digunakan pada mesin bohlam panas dan diadaptasi dan diperbaiki oleh Robert Bosch dan Clessie Cummins untuk digunakan pada mesin diesel - Rudolf Diesel 's sistem yang asli mempekerjakan rumit 'sistem udara-ledakan' menggunakan udara sangat padat.


Penggunaan pertama dari injeksi bensin langsung berada di mesin Hesselman diciptakan oleh Swedia insinyur Jonas Hesselman pada tahun 1925.Hesselman menggunakan mesin ultra ramping membakar prinsip; bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresi, kemudian dinyalakan dengan sebuah busi . Mereka sering dimulai pada bensin dan kemudian beralih ke solar atau minyak tanah. injeksi bahan bakar yang digunakan komersial luas dalam mesin diesel pada pertengahan tahun 1920-an. Karena kekebalan yang lebih besar untuk berubah liar g-kekuatan pada mesin, konsep itu diadaptasi untuk digunakan dalam pesawat bertenaga bensin selama Perang Dunia II , dan injeksi langsung dipekerjakan dalam beberapa desain terkenal seperti Junkers Jumo 210 , yang Daimler-Benz DB 601 , yang 801 BMW , yang Shvetsov Ash-82FN (M-82FN) dan versi selanjutnya dari Wright R-3350 yang digunakan dalam Superfortress B-29 .


Alfa Romeo menguji salah satu sistem pertama injeksi listrik ( Caproni -Fuscaldo) di Alfa Romeo 6C2500 dengan tubuh "spessa Ala" pada tahun 1940 Mille Miglia . Mesin memiliki enam injector elektrik dioperasikan dan diberi makan oleh sebuah sistem semi-tinggi tekanan bahan bakar pompa sirkulasi.

Bagian - Bagian Electronic Fuel Injection

Sistem Electronic Fuel Injection (EFI) merupakan perkembangan dari sistem sebelumnya yaitu karburator. Dalam dunia otomotif, sistem EFI merupakan suatu sistem terbaru dalam pengaturan perbandingan bahan bakar dan udara secara optimal. Komponen-komponen yang terdapat pada sistem EFI umumnya merupakan komponen elektronik.

Komponen EFI terdiri dari beberapa macam sensor yang melakukan pengukuran dalam hal antara lain : jumlah udara yang dihisap, beban mesin, temperatur air pendingin, temperatur udara masuk, saat akselerasi maupun deselerasi, dan lain-lain, kamudian mengirim sinyal tersebut ke Electronic Computer Unit (ECU) dan ECU menjamin perbandingan bahan bakar dan udara (air-fuel ratio) ke silinder-silinder dengan menentukan volume penginjeksian bahan bakar yang bekerja secara kelistrikan sesuai dengan kondisi dan beban dari mesin.

Tujuan EFI (Electronic Fuel Injection) dibuat adalah untuk menutupi kelemahan system bahan bakar konvensional dengan menggunakan karburator. Dimana pada karbuarator terjadi ketidak konsistenan AFR (Air Fuel Ratio/Perbandingan Bahan bakar dengan Udara) yg dihasilkan. Angka AFR yg ideal adalah 14,7 (stoichiometri) pada setiap tingkatan putaran mesin (RPM). Pada karburator biasanya terjadi saat rpm rendah AFR cenderung kaya (rich) sedangkan pada rpm tinggi malah terjadi campuran miskin (lean) atau bisa juga terjadi hal hal sebaliknya.
Kelemahan lain pada karburator adalah proses jalannya hasil pengkabutan bahan bakar + udara dari karburator menuju ruang bakar mengalami kesulitan, krn harus melalui lekukan dan sudut sudut yg tajam pada saluran masuk(intake manifold), dan hasil pengkabutan bahan bakar tsb adalah tidak merata pada setiap silindernya bagi mesin yg menganut multi silinder, tetapi bagi yg menganut single silinder tentu hal tsb tidak menjadi masalah.

Karena keterbatasan peran karburator tsb maka para tukang insinyur menciptakan system bahan bakar pada sebuah mesin dengan menggunakan bantuan perangkat elektronik agar hasilnya lebih efisien terutama adalah menutupi kelemahan2 pada karburator.
Komponen-komponen utama pada EFI system terdiri dari :

1. Injector
2. ECU (Electronic Control Unit) ==> otaknya dari EFI
3. Wiring Harness (Kabel Body)
4. Fuel Pump (Pompa bahan bakar)
5. Fuel Pressure Regulator (Pengatur Tekanan Bahan Bakar)
6. Sensor-sensor, sebagai contoh :
- TPS (Throttle Position Sensor),
- MAP (Manifold Absolute Pressure) Sensor,
- AFM (Air Flow Mass) Sensor,
- IAT (Intake Air Temperature) Sensor,
- RPM Sensor
- Coolant Temperature Sensor
- Vacuum Sensor,
- Crank/Cam sensor... dan lain lain. masih banyak lagi macam sensor sensor.

Cara kerja secara sederhananya adalah :

1. Pada saat kunci kontak di nyalakan ECU akan memeriksa terlebih dahulu kondisi sensor sensor
2. Setelah dapat data input dari sensor sensor spt data suhu udara dari IAT, suhu coolant, crank/cam sensor mengenai basic timing ignition dll
3. ECU akan mengkalkulasi semua input tsb guna menghitung seberapa banyak bahan bakar yg akan disemprotkan melalui injector
4. Start engine ==> engine running
5. Setelah engine running, pada periode ini ECU terus memonitor pengoperasian parameter-parameter mesin melalui sensor2 tsb, gunanya adalah untuk menentukan proses penentuan jumlah bahan bakar yg akan di injeksi kan.

Memang ada benarnya pada mesin2 EFI ini gak perlu di setel setel lagi. jadi boleh dibilang lebih jarang datang ke bengkel. Namun ada bbrp point penting yg harus diperhatikan untuk perawatan mesin EFI ini , yaitu :

1. Jaga kebersihan filter bensin dan udara
2. Jaga kebersihan fuel system ==> injector sangat sensitive dengan kotoran krn lobang2nya sangat halus
3. Jaga kondisi accu agar tetap dalam kondisi prima, krn nyawa ECU berasal dari accu
4. Jaga kondisi wiring / kabel2 dan soket2nya agar tetap bersih dan tersambung dengan benar, ada short (korslet) sedikit aja akan berakibat fatal bagi ECU
5. Perawatan selebihnya sama aja dengan karburator.

Selanjutnya sistem penakar bahan bakar baik yang menggunakan karburator atau sistem injeksi bahan bakar berfungsi sebagai berikut:

* Penakar jumlah udara dan bahan bakar agar diperoleh campuran udara-bahan bakar yang dapat dibakar dengan cepat dan sempurna di dalam silinder
* Atomisasi dan penyebar bahan bakar di dalam aliran udara

Dalam hal ini dikenal parameter yang disebut dengan Air-Fuel Ratio (AFR) yaitu perbandingan jumlah udara terhadap bahan bakar dalam berat. Nilai perbandingan teoritis untuk proses pembakaran sempurna atau disebut juga dengan AFR stoichiometri untuk motor bensin sekitar 14,7. Sistem bahan bakar harus mampu menghasilkan perbandingan udara-bahan bakar yang dibutuhkan di silinder sesuai dengan kondisi operasi mesin. Sebagai contoh pada waktu start dingin, dibutuhkan campuran yang kaya bahan bakar. Dalam kondisi mesin masih dingin otomatis bahan bakar yang menguap hanya sebagian sehingga diperlukan extra bahan bakar untuk memperoleh campuran yang siap dibakar di dalam silinder.

Dewasa ini sudah banyak kendaraan yang menggunakan sistem injeksi bahan bakar sebagai pengganti karburator dengan pertimbangan sebagai berikut:

* Karburator tidak mampu mengalirkan campuran udara-bahan bakar dengan harga perbandingan yang sama untuk setiap silinder.
* Uap bahan bakar yang lebih berat daripada udara , akan mengalami kesulitan ketika mengalir melalui belokan dan sudut-sudut tajam dari saluran isap (intake manifold)
* Dengan sistem injeksi, bahan bakar dapat dikabutkan langsung ke dalam saluran isap, dekat dengan katup isap
* Lebih presisi dalam mengatur jumlah bahan bakar yang dikabutkan sebagai fungsi dari kondisi operasi mesin yang dideteksi oleh berbagai sensor

Ada dua jenis sistem injeksi bahan bakar untuk motor bensin berdasarkan posisi injektornya, yaitu:

1. Multipoint fuel-injection atau Port fuel injection (PFI), dimana injektor terletak di atas lubang isap (intake port) pada setiap silinder.
2. Single-point fuel-injection atau disebut juga Throttle-body fuel injection (TBI), dimana injektor dipasang sebelum saluran isap yaitu di atas katup throttle.

Kelebihan PFI dibandingkan dengan TBI adalah distribusi campuran udara-bahan bakar yang lebih seragam untuk masing-masing silinder, respon terhadap perubahan posisi throttle lebih cepat, dan lebih akurat dalam mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan kondisi operasi. Dengan demikian prestasi mesin menjadi lebih baik, emisi berkurang, dan pemakaian bahan bakar lebih irit. Sebaliknya TBI hanya memerlukan lebih sedikit injektor dan sistemnya lebih sederhana. Dalam sistem ini, distribusi campuran udara-bahan bakar sangat dipengaruhi oleh desain saluran isap.

Selain itu berdasarkan metoda penyaluran bahan bakar, dikenal juga sistem sebagai berikut:

* Injeksi kontinu atau Continuous Injection System (CIS), dimana bahan bakar diinjeksikan secara kontinu dengan laju aliran massa yang terkontrol.
* Injeksi tak kontinu, dimana bahan bakar diinjeksikan selama selang waktu tertentu pada saat diperlukan.

Menghidupkan dan Memanaskan Mesin EFI (Electronic Fuel Injection)

1. Hidupkan mesin dengan pedal gas yang tidak diinjak sedikitpun;
2. ECU (Electronic Control Unit) pada mesin EFI yang masih dingin akan mengkompensasi putaran mesin secara otomatis, dimana ketinggian putaran mesin tergantung pada suhu udara luar. Semakin dingin udara luar, semakin tinggi putaran mesin. Jadi jangan menginjak pedal gas sama sekali;
3. Putaran mesin akan turun secara otomatis. Untuk suhu pagi hari di Jakarta, biasanya putaran mesin akan turun dalam waktu 5-10 detik semenjak mesin hidup;
4. Mulai jalankan kendaraan perlahan-lahan, jangan di-akselerasi tiba-tiba atau dipaksa berputar pada RPM tinggi atau pada RPM terlalu rendah. Kisaran 2.000 s/d 3.000 RPM cukup ideal untuk periode pemanasan mesin ini. Ya, mesin Anda masih butuh pemanasan, namun bukan pemanasan di tempat seperti yang dilakukan kebanyakan orang melainkan pemanasan sambil jalan!

Perawatan Mesin Sistem Electronic Fuel Injection (EFI)

Pada dasarnya, sistem EFI dibuat tangguh untuk segala kondisi jalan, suhu dan cara mengemudi. Kerusakan atau masalah pada sistem EFI terutama disebabkan oleh:

1. Kualitas BBM yang buruk (nilai oktan yang rendah, bensin oplosan, kandungan sulfur yang amat tinggi pada semua jenis BBM di Indonesia dan ketiadaan aditif pada BBM Pertamina);
2. Kelembapan udara tropis yang sangat tinggi sehingga kandungan sulfur pada BBM bereaksi dengan uap air menjadi asam sulfat di sistem bahan bakar kendaraan dan menimbulkan sumbatan-sumbatan pada injektor dan saluran bahan bakar;
3. Modifikasi sistem kelistrikan kendaraan yang tidak benar, termasuk penggantian kabel busi non-OEM (Original Equipment Manufacturer) maupun pemasangan alarm;
4. Upaya membersihkan injector dengan sistem Ultrasound;
5. ECU (electronic Control Unit) yang kemasukan air;
6. Melepas aki dengan cara yang tidak benar, melakukan jump start dengan cara yang tidak benar serta melepas ECU dengan sembarangan (lihat tips mengenai cara-cara yang benar untuk melakukan hal ini).

Oleh karenanya, lakukankah Tips berikut ini:

1. Ketika menghidupkan mesin perhatikan bilamana indikator tulisan/gambar "Check Engine" pada panel instrumen (tergantung merek mobil) tetap menyala setelah mesin hidup selama beberapa detik, segeralah hubungi mekanik anda;
2. Ketika sedang berkendara dan bilamana indikator Check Engine menyala, segeralah hubungi mekanik anda;
3. Bersihkan dan gantilah saringan udara secara berkala atau tepat pada waktunya;
4. Gantilah saringan bensin (fuel filter) secara berkala, sebaiknya setiap 15.000km atau lebih sering mengingat kondisi BBM di Indonesia yang memiliki kandungan sulfur teramat tinggi;
5. Bersihkanlah throttle body dan idle regulator/ stepper motor secara berkala;
6. Bersihkanlah connector sensor-sensor, connector pengapian dan connector ECU secara berkala;
7. Ganti busi secara berkala dan periksa keregangan celah busi setiap 5.000km atau lebih sering. Gunakan busi tipe R, yaitu yang menggunakan resistor;
8. Hindari ECU (Electronic Control Unit) dari air;
9.Usahakan aki dan sistem pengisian kelistrikan (altenator dan voltage regulatornya) selalu dalam kondisi prima;
10. Jangan sekalipun berpikir untuk memodifikasi voltage regulator dengan sistem cut-out, Anda akan merusak ECU maupun modul pengapian (igniter/ CDI);
11. Jangan berusaha menghidupkan mesin ketika soket injektor dalam posisi terlepas;
12. Jangan sekalipun berusaha menghubungkan injektor dengan arus aki langsung (12 volts) karena injektor beroperasi dengan tegangan 9 volts;
13. Bersihkanlah injektor dan sistem bahan bakar secara berkala dengan sistem pembersih yang aman, misalnya Interject Service;
14. Jangan sekalipun menggunakan sistem pembersih injektor Ultrasound;
15. Jika handak memasang alarm, yakinkan alarm itu dibuat oleh pabrikan besar dan memiliki reputasi internasional, misalkan merek Clifford, Alpine, Kenwood, Avital, dll. Lakukan pemasangan alarm hanya di authorized dealer. Alarm buatan pabrikan yang tidak memiliki reputasi internasional dapat menimbulkan RFI/ MRI yang akan mengganggu fungsi ECU;
16. Jika hendak mengganti kabel busi dgn tipe high performance/ racing, yakinkan bahwa kabel terbuat dari bahan yang tidak menimbulkan RFI/MRI yang dapat mengganggu fungsi ECU.

Pada umumnya sistem injeksi bahan bakar dikontrol secara elektronik atau yang kita kenal dengan Electronic Fuel Injection (EFI). Sistem ini dikontrol oleh Electronic Control Module (ECM) atau disebut juga Electronic Control Unit (ECU), yaitu berupa chips yang terdiri dari microprosessor dan memory yang dipasang on board pada mobil. ECU ini menerima input berupa sinyal-sinyal elektronik dari semua sensor dan memprosesnya untuk menentukan jumlah bahan bakar yang diperlukan dengan mengatur bukaan katup pada injektor. Tujuan penggunaan dan pengembangan EFI sampai saat ini adalah untuk memperbaiki prestasi motor bakar dan mengurangi emisi gas buang.

Seperti diketahui, beberapa produsen kendaraan di Indonesia telah lama mengaplikasikan Mesin EFI (Electronic Fuel Injection) pada produknya, termasuk merek Astra Group. Namun kita yang masih awam barangkali hanya sedikit tahu tentang apa itu EFI, apa kelebihannya. Mesin EFI adalah mesin yang dilengkapi piranti EFI atau Elecronic Fuel Injection, menggantikan sistem karburator.

Pada karburator, bensin dari tangki disalurkan ke ruang pelampung dalam karburator melalui pompa bensin (mekanis/elektrik) dan saringan bensin. Selanjutnya bensin masuk ke mesin melalui lubang jet dalam ruang venturi (ruang untuk menambah kecepatan aliran udara masuk ke mesin). Sehingga jumlah bensin yang masuk tergantung pada kecepatan aliran udara yang masuk dan besar lubang jet.

Pada EFI, bensin diinjeksikan ke dalam mesin menggunakan injektor dengan waktu penginjeksian (injection duration and frequency) yang dikontrol secara elektronik. Injeksi bensin disesuaikan dengan jumlah udara yang masuk, sehingga campuran ideal antara bensin dan udara akan terpenuhi sesuai dengan kondisi beban dan putaran mesin. Generasi terbaru EFI dikenal dangan sebutan Engine Management System (EMS), yang mengontrol sistem bahan bakar sekaligus juga mengatur sistem pengapian (duration, timing, and frequency of ignition).

Tujuan pengaplikasian sistem EFI adalah meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar (fuel efficiency), kinerja mesin lebih maksimal (optimal engine performance), pengendalian/pengoperasian mesin lebih mudah (easy handling), memperpanjang umur/lifetime dan daya tahan mesin (durability), serta emisi gas buang lebih rendah (low emissions).

Lantas bagaimana prinsip kerja sistem EFI? Jumlah aliran/massa udara yang masuk ke dalam silinder melalui intake manifold diukur oleh sensor aliran udara (air flow sensor), kemudian informasikan ke ECU (Electronic Control Unit). Selanjutnya ECU menentukan jumlah bahan bakar yang harus masuk ke dalam silinder mesin. Idealnya untuk setiap 14,7 gram udara masuk diinjeksikan 1 gram bensin dan disesuaikan dengan kondisi panas mesin dan udara sekitar serta beban kendaraan. Bensin dengan tekanan tertentu (2-4 kali tekanan dalam sistem karburator) telah dibangun oleh pompa bensin elektrik dalam sistem dan siap diinjeksikan melalui injektor elektronik.

ECU akan mengatur lama pembukaan injektor, sehingga bensin yang masuk ke dalam pipa saluran masuk (intake manifold) melalui injektor telah terukur jumlahnya. Bensin dan udara akan bercampur di dalam intake manifold dan masuk ke dalam silinder pada saat langkah pemasukan. Campuran ideal siap dibakar.

Kemudian, mengapa campuran bensin dan udara harus dikendalikan? Kalau tidak dikendalikan, akan menimbulkan kerugian. Jika perbandingan udara dan bahan bakar tidak ideal (tidak dikendalikan) menjadikan bensin boros pada campuran yang terlalu banyak bensin. Selain itu, pembakaran tidak sempurna, akibatnya emisi gas buang berlebihan dan tenaga tidak optimal karena energi kinetis yang dihasilkan pun tidak maksimal. Kerusakan mesin pada jangka pendek maupun jangka panjang lebih cepat terjadi. Kemudian, beban kerja mesin dan kondisi lingkungan (suhu dan tekanan) yang variatif akan memerlukan pengaturan relatif kompleks. Sistem EFI lebih mampu mengatasi kondisi variatif ini secara optimal dibandingkan sistem karburator.

Kelebihan Sistem EFI :

Beberapa tahun terakhir ini, telah banyak pabrikan kendaraan mengaplikasikan teknologi injeksi bahan bakar di setiap produknya. Beberapa produsen otomotif memberi namanya macam-macam dan memberi kesan canggih, namun tetap bersistem kerja injection. Lantas, apa kelebihan sistem ini jika dibandingkan dengan karburator?
Teknologi EFI (Electronic Fuel Injection) sebenarnya tidak dapat dikatakan sebagai teknologi yang terbaru, karena teknologi ini sudah diterapkan beberapa tahun lalu. Dan EFI sebenarnya baru diterapkan pada kendaraan keluaran dasawarsa 1990-an.
Penggunaan EFI saat itu masih terbatas pada jenis sedan (passenger car). Baru di akhir 1990-an dan awal 2000, kendaraan tipe minivan seperti Kijang atau SUV ikut mengadopsi. Pada era sekarang istilah EFI mulai memperoleh saingan: PGM-FI, EPFI, ECFI, T-DIS, VVT-i, i-VTEC, MIVEC, VANOS, Valvetronic, dan sebagainya.
Istilah-istilah itu kemudian diangkat oleh para pabrikan mobil sebagai salah satu nilai jual produk mereka.

Teknologi EFI sebetulnya erat kaitannya dengan sistem manajemen engine (SME). Engine di sini bukan dalam arti mesin, terjemahan dari kata machinery, melainkan motor bakar. Di sinilah bahan bakar minyak (BBM) dicampur dengan udara untuk menghasilkan gaya gerak yang membuat mobil bisa melaju.

SME muncul seiring dengan menipisnya persediaan bahan bakar minyak sehingga menuntut engine yang semakin efisien tanpa kehilangan kinerja yang dihasilkannya.
Selain itu juga adanya tuntutan untuk memperbaiki kualitas lingkungan hidup, terutama akibat polusi udara. Oleh karena tuntutan itu, para ahli engine di setiap perusahaan otomotif dan perusahaan konsultan rekayasa setiap hari berusaha menemukan cara meningkatkan efisiensi engine yang ada.

Untuk mencapai tujuan itu, para pabrikan berlomba-lomba mencari dan menerapkan banyak teknologi baru. Mulai dari peralatan dan perlengkapan yang digunakan untuk mendesain engine, pencarian dan penggunaan material baru, terobosan dalam proses produksi, dan yang terpenting, campur tangan kontrol elektronik dan komputer untuk mengatur kinerja engine dan peralatan pendukungnya.

Engine yang ideal membakar jumlah bahan bakar sesuai dengan kebutuhan serta menyalakan busi pada saat yang tepat sesuai dengan kondisi operasi. Dari sini didapatkan efisiensi pemakaian bahan bakar yang optimal pada setiap kondisi operasi dari engine. Kondisi ini akan menghasilkan emisi gas buang lebih baik.
Sebelum muncul sistem EFI, untuk mencampur bahan bakar dengan udara digunakan karburator. Dalam karburator ini bahan bakar dikabutkan sebagai akibat dari isapan vakum dari venturi.

Proses ini mirip semprotan obat nyamuk bertipe pompa. Namun, sebagai alat yang murni mekanikal, karburator punya keterbatasan sehingga hanya efektif pada daerah operasi tertentu. Sehingga karburator dirancang efektif untuk engine putaran tinggi alias mobil sport. Jadi, tidak cocok untuk dipasang pada mobil minivan yang lebih mementingkan torsi dan tenaga di putaran bawah dan menengah.
Begitupun dengan sistem pengapian, arus listrik dari ignition coil disalurkan ke masing-masing busi melalui distributor. Di sini terdapat mekanisme untuk memajukan atau memundurkan waktu pengapian agar sesuai dengan kondisi engine, yang merupakan gabungan dari vacuum advancer dan centrifugal advancer. Namun, sebagaimana karburator, sistem distributor konvensional ini juga punya keterbatasan, karena hanya optimum pada daerah operasi yang terbatas sesuai dengan karakteristik engine.

Mengingat keterbatasan sistem mekanis itu, para perekayasa berusaha menggabungkan sistem mekanis dengan kontrol elektronik. Gunanya agar diperoleh fleksibilitas yang lebih dalam daerah operasinya sehingga menghasilkan engine dengan kinerja optimum dalam daerah operasi yang lebih luas. Lahirlah apa yang disebut SME tadi.
SME kemudian menjadi perlengkapan wajib bagi mobil-mobil modern. Karena merupakan komponen penting, para pabrikan membungkusnya dalam nama yang berbeda dari pabrikan lain. Toyota dan Daihatsu memberi nama Electronic Fuel Injection alias EFI, sedangkan nama Bosch Motro-nic dipakai oleh BMW dan Peugeot.
Berbagai macam cara dan usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar gas buang beracun yang dihasilkan oleh mesin-mesin kendaraan bermotor seperti penggunaan BBM bebas timbal, penggunaan katalis pada saluran gas buang, dll.
Sebagaimana mesin 2 langkah yang harus digantikan oleh mesin 4 langkah, sistem karburasi manual akhirnya juga akan digantikan oleh sistem karburasi digital.
Sistem injeksi bahan bakar elektronik (karburasi digital) sudah mulai diterapkan pada mesin sepedamotor, perlahan tapi pasti akan menggantikan sistem yang sudah lama bertahan yaitu karburator (karburasi manual).

Karena mesin mobil merupakan kombinasi reaksi kimia dan fisika untuk menghasilkan tenaga, maka kita kembali ke teori dasar kimia bahwa reaksi pembakaran BBM dengan O2 yang sempurna adalah:
14,7:1 = 14,7 bagian O2 (oksigen) berbanding 1 bagian BBM
Teori perbandingan berdasarkan berat jenis unsur, pada prakteknya perbandingan diatas (AFR – Air Fuel Ratio) diubah untuk menghasilkan tenaga yang lebih besar atau konsumsi BBM yang ekonomis.

Karburator juga mempunyai tujuan yang sama yaitu mencapai kondisi perbandingan sesuai teori kimia diatas namun dilakukan secara manual. Karburator cenderung diatur untuk kondisi rata-rata dimana mobil digunakan sehingga hasilnya cenderung kearah campuran BBM yang lebih banyak dari kebutuhan mesin sesungguhnya.
Untuk EFI karena diatur secara digital maka setiap ada perubahan kondisi penggunaan mobil, ECU akan mengatur supaya kondisi AFR ideal tetap dapat dicapai.
Contohnya: Pada sistem Karburator ada perbedaan tenaga jika mobil digunakan siang hari dibandingkan malam hari, hal ini karena kepadatan oksigen pada volume yang sama berbeda, singkatnya jumlah O2 berubah pasokkan BBM tetap (ukuran jet tidak berubah).

Hal ini tidak terjadi pada sistem EFI karena adanya sensor suhu udara (Inlet Air Temperature) maka saat kondisi kepadatan O2 berubah, pasokkan BBM pun disesuaikan (waktu buka injector ditambah atau dikurangi). Jadi mobil yang menggunakan EFI digunakan siang atau malam tetap optimum alias tenaga tetap sama.

Perbedaan utama Karburator dibandingkan EFI adalah:

Karburator : BBM dihisap oleh mesin, Pengapian Terpisah
EFI : BBM diinjeksikan/disemprotkan ke dalam mesin, Sistem Pengapian menyatu
Komponen-komponen dasar EFI

ECU – Electrical Control Unit
Pusat pengolah data kondisi penggunaan mesin, mendapat masukkan/input dari sensor-sensor mengolahnya kemudian memberi keluaran/output untuk saat dan jumlah injeksi, saat pengapian.

Fuel Pump
Menghasilkan tekanan BBM yang siap diinjeksikan.

Pressure Regulator
Mengatur kondisi tekanan BBM selalu tetap (55~60psi).

Temperature Sensor
Memberi masukan ke ECU kondisi suhu mesin, kondisi mesin dingin membutuhkan BBM lebih banyak.

Inlet Air Temperature Sensor
Memberi masukan ke ECU kondisi suhu udara yang akan masuk ke mesin, udara dingin O2 lebih padat, membutuhkan BBM lebih banyak..

Inlet Air Pressure Sensor
Memberi masukan ke ECU kondisi tekanan udara yang akan masuk ke mesin, udara bertekanan O2 lebih padat, membutuhkan BBM lebih banyak.

Atmospheric Pressure Sensor
memberi masukan ke ECU kondisi tekanan udara lingkungan sekitar mobil, pada dataran rendah (pantai) O2 lebih padat, membutuhkan BBM lebih banyak.

Crankshaft Sensor
Memberi masukan ke ECU posisi dan kecepatan putaran mesin, putaran tinggi membutuhkan buka INJECTOR yang lebih cepat.

Camshaft Sensor
Memberi masukan ke ECU posisi langkah mesin, hanya langkah hisap yang membutuhkan buka INJECTOR.

Throttle Sensor
Memberi masukan ke ECU posisi dan besarnya bukaan aliran udara, bukaan besar membutuhkan buka INJECTOR yang lebih lama.

Fuel Injector / Injector
Gerbang akhir dari BBM yang bertekanan, fungsi utama menyemprotkan BBM ke dalam mesin, membuka dan menutup berdasarkan perintah dari ECU.

Speed Sensor
Memberi masukan ke ECU kondisi kecepatan mobil, memainkan gas di lampu merah dibanding kecepatan 90km/jam, buka INJECTOR berbeda.

Vehicle-down Sensor
Memberi masukan ke ECU kondisi mobil, jika mobil terguling dengan kondisi mesin hidup maka ECU akan menghentikan kerja FUEL PUMP, IGNITION, INJECTOR, untuk keamanan dan keselamatan.

Electronic Fuel Injection memang lebih unggul dibanding karburator, karena dapat menyesuaikan takaran BBM sesuai kebutuhan mesin standar. ECU diprogram untuk kondisi mesin standar sesuai model sepedamotor, di dalam ECU terdapat tabel BBM yang akan dikirim melalui Injector sesuai kondisi mesin standar. Jika ada perubahan dari kondisi standar misalnya filter udara diganti atau dilepas, walaupun ada pengukur tekanan udara (inlet air pressure sensor) pasokkan BBM hanya berubah sedikit, akhirnya sepedamotor akan berjalan tidak normal karena O2 terlalu banyak (lean mixture).

Tabel ECU standar biasanya tidak dapat dirubah, karena tujuan utama EFI adalah pengurangan kadar emisi gas buang beracun.
Untuk mesin modifikasi memerlukan modifikasi tabel dalam ECU, hal ini dapat dilakukan dengan:
1. Software yang dapat masuk ke dalam memory ECU – hanya dimiliki oleh ATPM atau dealer.
2. Piggyback alat tambahan diluar ECU - bekerja dengan cara memanipulasi sinyal yang dikirim ke Injector untuk membuka lebih lama.
3. Tukar ECU aftermarket yang dapat diprogram tabel memory-nya, sesuai modifikasi, sesuai kondisi sirkuit.

Demikian Penjelasan mengenai EFI secara lebig banyak dan lebih lengkap, semoga bermanfaat happy blogging :)