Vol. 1, No.1 Mei 2016
ENTHALPY – Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
e-ISSN:2502-8944
STUDI GEJALA KERUSAKAN PADA MESIN TOYOTA AVANZA BERTEKNOLOGI VVT-I TIPE MESIN K3-VE 1300 CC Asar1, Muhammad Hasbi2, Budiman Sudia3 1
2,3
Mahasiswa Teknik S-1 Mesin, Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo Dosen Pembimbing Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo
ABSTRACT In height requisition zoom users that vehicle have vigorous machine car but constant economical fueled and environmentally-friendly have become trigger arise ideal new technology by the name of Variable Valve Timing Intelligent or more recognized with the title i. VVT. VVT'S technology i. constitute technology that manage fueled incoming valve working system (intake) good electronic ala in term time and also open measure closes valve correspond to big machine lap so result optimal energy, penny wise fuel and environmentally-friendly. Peneltian this intent to know damage phenomena on Toyota Avanza's car gets VVT'S technology i. K3 VE'S machine Type 1300 CC and to know ECU'S functions (Control's electronics Unit on Electronic Fuel Injection (EFI) Toyota VVT's automobile engine i.. Result observationaling to point out that Timing Chain's slack, timing chain jumps to fill teeth, memanjang's chain on VVT censor / camshaft position circuit range / performance's censor therefore causes machine to tickle machine voice a part valve, machine attraction less maximal, heard by machines crude voice upon idling,unsmooth machine acceleration. Key word: Vehicle, VVT'-i technology, Toyota Avanza
ABSTRAK Tingginya tingkat permintaan para pengguna kendaraan agar memiliki mobil dengan mesin yang bertenaga namun tetap irit bahan bakar dan ramah lingkungan telah menjadi pemicu timbulnya teknologi baru yang ideal dengan nama Variabel Valve Timing-Intelligent atau lebih dikenal dengan sebutan VVT-i. Teknologi VVT-i merupakan teknologi yang mengatur sistem kerja katup pemasukan bahan bakar (intake) secara elektronik baik dalam hal waktu maupun ukuran buka tutup katup sesuai dengan besar putaran mesin sehingga menghasilkan tenaga yang optimal, hemat bahan bakar dan ramah lingkungan. Peneltian ini bertujuan untuk mengetahui gejala kerusakan pada mobil Toyota Avanza berteknologi VVT-i Tipe mesin K3-VE 1300 CC serta untuk mengetahui fungsi ECU (Elektronik Control Unit pada Electronik Fuel Injection (EFI) mesin mobil Toyota VVT-i. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Kendornya Timing chain, timing chain lompat gigi, rantai memanjang pada VVT-sensor /camshaft position sensor circuit range/performance maka menyebabkan mesin menggelitik suara mesin bagian valve, tarikan mesin kurang maksimal, terdengar suara kasar mesin pada saat idling,akselerasi mesin tersendat sendat. Kata Kunci : Kendaraan, Teknologi VVT-i, Toyota Avanza
30
Vol. 1, No.1 Mei 2016
ENTHALPY – Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
PENDAHULUAN Tingginya tingkat permintaan para pengguna kendaraan agar memiliki mobil dengan mesin yang bertenaga namun tetap irit bahan bakar dan ramah lingkungan telah menjadi pemicu timbulnya teknologi baru yang ideal dengan nama Variabel Valve Timing-Intelligent atau lebih dikenal dengan sebutan VVT-i. Teknologi VVT-i merupakan teknologi yang mengatur sistem kerja katup pemasukan bahan bakar (intake) secara elektronik baik dalam hal waktu maupun ukuran buka tutup katup sesuai dengan besar putaran mesin sehingga menghasilkan tenaga yang optimal, hemat bahan bakar dan ramah lingkungan. Adapun tujuan pada penelitian ini adalah untuk mengetahui gejala kerusakan pada mobil Toyota Avanza berteknologi VVT-i Tipe mesin K3VE 1300 CC dan untuk mengetahui fungsi ECU (Elektronik control Unit pada Electronik Fuel Injection (EFI) mesin mobil Toyota VVT-i.
e-ISSN:2502-8944
mendapatkan energi termal diperlukan proses pembakaran dengan menggunakan campuran bahan bakar dan udara di dalam mesin, sehingga motor bensin disebut juga sebagai motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine). Di dalam proses pembakaran ini, gas hasil pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja Motor. Bensin bekerja dengan gerakan torak bolak balik (bergerak naik turun pada motor tegak). Diagram P-V dan T-S Motor bensin adalah jenis motor bakar torak yang bekerja berdasarkan siklus volume konstan, karena saat pemasukan kalor (langkah pembakaran) dan pengeluaran kalor terjadi pada volume konstan. Siklus ini adalah siklus yang ideal. Seperti yang terlihat pada diagram P – V dan T-S berikut :
TEORI DASAR Motor bakar adalah jenis mesin kalor yang termasuk Mesin Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine). Internal Combustion Engine (I.C. Engine) adalah mesin kalor yang mengubah energi kimia bahan bakar menjadi kerja mekanis, yaitu dalam bentuk putaran poros. Energi kimia bahan bakar pertama diubah menjadi energi panas melalui proses pembakaran atau oksidasi dengan udara dalam mesin. Energi panas ini meningkatkan temperatur dan tekanan gas pada ruang bakar. Gas bertekanan tinggi ini kemudian berekspansi melawan mekanisme mekanik mesin. Ekspansi ini diubah oleh mekanisme link menjadi putaran crankshaft, yang merupakan output dari mesin tersebut. Crankshaft selanjutnya dihubungkan ke sistem transmisi oleh sebuah poros untuk mentransmisikan daya atau energi putaran mekanis yang selanjutnya energi ini dimanfaatkan sesuai dengan keperluan. Siklus Otto pada mesin bensin disebut juga dengan siklus volume konstan, dimana pembakaran terjadi pada saat volume konstan. Motor Bensin 2 Langkah Mesin 2 tak maksudnya adalah, satu kali putaran crankshaft dan 2 kali putaran gerakan piston(turun dan naik) untuk memperoleh 1x usaha. Pada mesin 2 tak, konstruksi mesinnya cukup sederhana, di mana terdapat piston, crankcase, katup masuk berupa membran, saluran bilas, dan saluran buang. Motor Bensin 4 Langkah Motor bensin merupakan salah satu penggerak mula yang berperan penting sebagai tenaga penggerak. Pada motor bensin untuk
Gambar 1. Diagram P – V dan T-S Siklus Otto (siklus Volume Konstan) 1. 2.
3.
4.
5.
Adapun siklus ini adalah sebagai berikut: Langkah 0 – 1 adalah langkah hisap, yang terjadi pada tekanan (P) konstan. Langkah 1 – 2 adalah langkah kompresi, pada kondisi isentropik. proses kompresi isentropic (adiabatic reversible) dimana piston bergerak menuju titik mati atas (TMA) mengkompresikan udara sampai volume clearance sehingga tekanan dan temperatur udara naik Langkah 2 – 3 adalah dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada volume konstan. pemasukan kalor konstan, piston sesaat pada titik mati atas (TMA) bersamaan kalor suplai dari sekelilingnya serta tekanan dan temperatur meningkat hingga nilai maksimum dalam siklus. Langkah 3 – 4 adalah proses ekspansi, yang terjadi secara isentropik. proses isentropik udara panas dengan tekanan tinggi mendorong piston turun menuju titik mati bawah (TMB), energi dilepaskan disekeliling berupa internal energi. Langkah 4 – 1 adalah langkah pengeluaran kalor pada volume konstan. proses pelepasan kalor pada volume konstan piston sesaat pada (TMB=titik mati bawah) dengan mentransfer kalor ke sekeliling dan kembali mlangkah pada titik awal.
31
Vol. 1, No.1 Mei 2016
6.
ENTHALPY – Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Langkah 1 – 0 adalah proses tekanan konstan.
Sistem Variable Valve Timing - Intelligent Sistim Variable Valve Timing – Intelligent (VVT-i) merupakan peranti untuk mengontrol penggerak camshaft. Maksudnya adalah menyesuaikan waktu bukaan katup dengan kondisi mesin. Sehingga bisa didapat torsi optimal di setiap tingkat kecepatan. Sekaligus menghemat bahan bakar dan mengurangi emisi gas buang.
Gambar 2. Sistem VVT-i
\ Electronic Control Unit ( ECU ) Electronic Control Unit (ECU) merupakan perangkat yang bertugas menerima masukan dari sensor yang kemudian dikalkulasi untuk mencari kondisi optimum dan memberi perintah ke aktuator untuk melakukan fungsinya. Camshaft Position Sensor Camshaft Position Sensor (CPS) berguna untuk mengetahui kedudukan camshaft. Jika ada perubahan beban mesin atau perubahan putaran mesin yang semuanya diolah oleh ECU dan dihitung untuk mendapatkan sebesar mungkin efisiensi volumetrik, dari perhitungan ECU ini didapatlah kedudukan camshaft yang harus diubah. ECU ini akan memerintahkan module VVT-i untuk merubah kedudukan camshaft. Setelah Module VVT-i menerima perintah dari ECU untuk mengubah kedudukan camshaft, maka module VVT-i akan mengirimkan signal ke OCV (Oil Control Valve) untuk mengatur “tekananan oli” yang akan diteruskan ke sprocket. Dengan adanya perubahan tekanan oli yang dilakukan oleh OCV ini yang sampai ke sprocket, maka sprocket akan berubah posisinya. Camshaft Timing Oil Control Valve Camshaft Timing Oil Control Valve mengendalikan posisi spool valve berdasarkan sinyal yang dikirim ECU hingga mengalokasikan tekanan oli ke VVT-i Controller untuk sisi maju dan sisi mundur. Ketika mesin berhenti, Camshaft Timing Oil Control Valve berada dalam sisi mundur.
e-ISSN:2502-8944
Crankshaft Position Sensor Crankshaft Position Sensor Sensor ini memberitahu ECU kecepatan putaran mesin dengan tepat. Pada sistem penyemprotan bahan bakar, sensor ini juga memberitahu ECU waktu yang tepat untuk menyemprotkan bahan bakar yang kemudian diteruskan ke fuel injector. METODE PENELITIAN Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah Global Tech Stream (GTS)“Vehicle Diagnostik Support Sofware”. Alat ini digunakan untuk mendeteksi masalah yang terjadi pada system kelistrikan kendaraan yang berhubungan dengan computer kendaraan, karena ada pada computer kendaraan dapat ditampilkan melalui alat ini, jadi apabila ada data yang tidak sesuai dengan petunjuk perbaikan manual dapat terdeteksi alat ini. Bahan yang digunakan pada penelitian ini mesin mobil Toyota Avanza Tipe K3 VE 1300 cc dengan Teknologi VVT-i dengan spesifikasi : Tipe : Motor bensin 4 langkah Nama : K3- VE VVT-i DOHC Volume langkah : 1298 cm3 Jumlah silinder : 4 buah segaris Jumlah katup : 16 buah Diameter (B) x Langkah (S) : 72 mm x 79.7 mm Daya Maksimum(ps/rpm) : 92/6000 Torsi Maksimum(Kgm/rpm) : 119/4400 Sistem bahan bakar : EFI Rasio Kompresi : 11 : 1 Prosedur pengujiannya adalah : Pasang soket kabel OBD II ke kendaraan pada vehicle interface module (OTC VIM ke GTS). 2. ON kan kunci kontak. 3. Klik dua kali icon Techtream (on the desktop to start GTS). 4. Layar teratas untuk GTS akan di perlihatkan dan lansung Connect to vehicle dan open scan data file. 5. Klik (Connect to vehicle) untuk menghubungkan kepada kendaraan pada sisi sebelah kanan dari layar (top screen for GTS/connect to vehicle) untuk memulai penghubung GTS ke kendaraan. 6. Selanjutnya akan tampil pemandu koneksi kendaraan pada layar yang ditayangkan. 7. Pilih parameter relevan dan klik berikutnya. 8. Berikutnya system pilih pada layar, yang ditampilkan ketika GTS telah menyelesaikan penghubung parameter releven dengan kendaraan. 9. Selanjutnya Klik Avanza pada layar yang di tampilkan pada Alat GTS. 10. klik select pade layar yang ditampilkan. 11. Klik tampilan (1111-) pada gambar, akan muncul system selection menu. 1.
32
Vol. 1, No.1 Mei 2016
ENTHALPY – Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
e-ISSN:2502-8944
12. Klik “Engine” pada layar tampilan akan muncul diagnostic code pada layar (trouble codes).
HASIL DAN PEMBAHASAN Berikut ini adalah hasil pengujian Toyota Avanza yang teknologi VVT-I dengan menggunakan GTS. Gejala Kerusakan : lampu engine menyala.
Tabel 1. Data hasil gejala kerusakan pada mesin VVT-i Berdasarkan tabel 1, dapat diketahui bahwa hasil gejala kerusakan yang terbaca pada alat Global Tech Stream ( GTS ) yang dihubungkan pada Mesin Mobil Toyota Avanza Tipe mesin K3-VE 1300 CC dengan Teknologi VVT-I adalah adanya Data trouble akan muncul Code P1346 dengan description VVT-Sensor/ Camshaft Position Sensor Circuit Range/ Performance. Tidak adanya arus yang mengalir ke VVTsensor /camshaft position sensor circuit range/ performance dengan kode P1346 disebabkan kerena : 1. Timing chain kendor Disebabkan tekanan oli yang tiba-tiba terlalu rendah ketika terjadi beban mesin. Tensioner rante macet disebabkan krak oli menumpuk 2. Timing chain lompat satu gigi mengakibatkan top tidak tepat sasaran 3. Timing chain memanjang 4. Gear camshaft aus. Dengan data trouble description dan faktor yang menyebebkan VVT- Sensor/Camshaft Position Sensor Circuit Range/ Performance pada Alat GTS maka menimbulkan menggelitik suara mesin bagian klep (valve), tarikan mesin kurang maksimal, terdengar suara kasar mesin pada saat idling, akselerasi mesin tersendat – sendat, bahan bakar boros. Di mana system VVT-i sebagai pengaturan maju dan mundurnya sprocket. Camshaft intake pembukaan katup secara variasi yang diatur oleh ECU berdasarkan informasi sensor-sensor dan actuator. Gejala kerusakan : lampu engine menyala
Tabel 2. Hasil diagnostic kode Berdasarkan tabel 2, dapat diketahui bahwa hasil gejala kerusakan yang terbaca pada alat Global Tech Stream ( GTS ) yang dihubungkan pada Mesin Mobil Toyota Avanza Tipe mesi K3VE 1300 CC dengan Teknologi VVT-i adalah adanya Data trouble akan muncul code P1656 dengan description OCV Circuit ( Oil control Valve). Yang menyebabkan munculnya kode P1656 dengan description OCV Circuit ( Oil control Valve) adalah OCV tidak maksimal mendeteksi. Dengan data trouble description dan faktor yang menyebabkan munculnya kode P1656 maka menimbulkan akselerasi mesin tersendat sendat, mesin menggeliik, performa mesin kurang, bahan bakar boros. Dimana Oil Control Valve (OCV) termasuk actuator yang berfungsi untuk mengatur oli mesin yang masuk Ke VVT-I Kontroller. karna sebuah system yang mengatur tentang waktu bukaan klep masuk yang bisa berubah-ubah untuk mencapai kondisi optimum dari saat idle putaran tinggi mesin sebab waktu bukaan yang variable ini diatur oleh tekanan oli di dalam cam timing sprocket, yang dideteksi Oleh OCV ( Oil Control Valve) berdasarkan sinyal dari ECU. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Adapun kesimpulan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Kendornya Timing chain, timing chain lompat gigi, rantai memanjang pada VVT-sensor /camshaft position sensor circuit range/performance maka menyebabkan mesin menggelitik suara mesin bagian valve, tarikan mesin kurang maksimal, terdengar suara kasar mesin pada saat idling,akselerasi mesin tersendat sendat. 2. Ketidakstabilan Pendeteksian Oil Control Valve (OCV) akan mengibatkan Mesin mobil tersendat sendat pada akselerasi, mesin menggeliik, performa mesin kurang, bahan bakar boros. Sebab kinerja dari VVT-i camshaft tentang waktu bukaan klep masuk yang bisa berubah-ubah untuk mencapai kondisi optimum dari saat idle putaran tinggi karna waktu bukaan yang variable ini diatur oleh tekanan oli di dalam cam timing sprocket yang dideteksi oleh Oleh OCV ( Oil Control Valve) berdasarkan sinyal dari ECU. 3. Electronic Control Unit ( ECU) pada Electronic Fuel Injection (EFI) menghitung lamanya penginjeksian dasar bahan bakar sesuai dengan dua sinyal :
33
Vol. 1, No.1 Mei 2016
ENTHALPY – Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
e-ISSN:2502-8944
1. Sinyal tekanan intake manifold atau sinyal volume udara masuk 2. Sinyal kecepata mesin : kalkulasinya berdasarkan program yang tersimpan di dalam memori ECU.
Saran Adapun saran yang dapat diberikan adalah kiranya penelitian sejenis dapat disempurnakan agar hasil yang diperoleh benar-benar dapat dijadikan referensi dalam pengembangan ilmu otomotif. DAFTAR PUSTAKA Arifuddin. Penggerak mula motor bakar torak, Univ. Gunadarma, Jakarta, 1999 Toyota Training Manual. Engine Group Step 2. Jakarta, 1996 Pulkrabek Willard W, Engineering Fundamentals of The Internal Combustion Engine, Prentice Hall, New Jersey Arismunandar Wiranto, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, ITB; 1983-B PT. Astra Daihatsu Motor Training Center, Diktat VVT-i Toyota, Repair Manual Toyota Step 3 Volume 1, 2004
34
