1 Engine Control.pdf

Mechanic Development IMM

•Major topic

HEUI Electronic Control System

Pengenalan

Dalam bab ini akan dibahas 3408E / 3412E Hydraulic Electroni Unit Injection (HEUI) Engine control dalam semua aplikasi.

Pokok bahasan diurutkan sbb :

- Pengenalan dan komponen utama - Sistem kontrol elektronic - Sistem injeksi bahan bakar - Sistem Hydraulic - Sistem power suplply - Sensor Elektronik dan sistem - Aplikasi alat

1

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

Pandangan umum Engine 3408E/3412E yang dilengkapi dengan HEUI fuel system banyak dipakai dalam peralatan konstruksi dan industri. Mesin industri memakai keduanya 3408C/3412C (pump line fuel system) dan 3408E/3412E versi HEUI Unit Caterpillar yang memakai engine 3408E/3412E dengan keistimewaan HEUI adalah : •HEUI applications

- 769D/771D/773D Off-high way truks - 988F/990 Series II Wheel loader - D9R/D10R Track type tractors - 631E/637E/657E Wheel tractors scrapers - 24H Motor grader

•System feature

HEUI engine mempunyai banyak keistimewaan dan manfaat yang tidak mungkin ada pada mekanikal fuel sistem. Keistimewaan ini termasuk gas buang yang sangat bersih, perbaikan konsumsi fuel, start pada kondisi dingin, perawatan yang gampang dengan sedikit pemakaian part, dan mengurangi biaya operasi. Sistem ini mempunyai keuntungan lain yang mana akan dijelaskan lebih lanjut pada bab berikutnya.

2

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

Komponen utama Gambar skematik diatas menunjukan beberapa komponen pada HEUI fuel sistem. Penjelasan detail dari sistem dan komponen dari sistem ini akan dijelaskan pada bab selanjutnya. • Electronically similar to EUI system

Elektronik komponen yang ada pada HEUI fuel sistem sama dengan komponen yang dipakai pada EUI sistem. Hanya saja pada HEUI sistem, injektor tidak digerakan oleh camshaft.

• Hydraulic pump raises pressure

Sebuah pompa hidrolik tekanan tinggi, yang menghisap oil dari sisi bertekanan dari pompa pelumasan, menaikan tekanan sampai maksimal 22800 kpa (3300 psi). Tekanan ini dikontrol oleh Electronic Control Module (ECM). Aliran hidrolik langsung menuju ke penggerak hidrolik pada masing -masing injektor.

• Hydraulic pressure controlled by ECM • Injectors electronically signalled

Injektor diberi signal secara elektronik (sama seperti pada sistem EUI) agar oil bertekanan tinggi dapat mengalir untuk menggerakan piston yang kemudian akan menggerakan fuel plunger.

3

Mechanic Development IMM

• Seven major component types : 1. Hydraulic supply pump group 2. ECM 3. Throttle control 4. Speed/Timing Sensor 5. Injector 6. Temperature Sensor 7. Pressure Sensor

HEUI Electronic Control System

Gambar diatas menunjukan tujuh tipe komponen utama pada HEUI fuel system. •Hydraulic Supply Pump Group (1) terdiri dari : - High pressure hydraulic pump - Pump control valve - Transfer pump •ECM (2) •Throttle control (3) •Speed/Timing Sensor (4) •Injector (5) •Temperature Sensor (6) •Pressure Sensor (7)

• CAT Data Link and coolant flow switch (not shown)

CAT data link (tidak ditunjukan) menyediakan komunikasi dua arah antara HEUI system dan rangkaian elektonik yang lain atau sistem yang ada pada unit. CAT Data Link juga memungkinkan service tool untuk melakukan komunikasi dengan sistem elektronik pada engine.

4

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

• 3400 HEUI engine top view

Komponen yang paling penting pada HEUI system, Electonic Control Module (1) terpasang pada bagian kanan atas valve cover bagian depan.

• ECM-the “heart”of the system

ECM adalah jantung dari engine. ECM yang memerintahkan engine,mengatur timing, dan membatasi pemakaian fuel. ECM juga membaca sensor dan mengkomunikasikanya ke instrument display sistem melalui CAT Data Link.

• Personality module access panel located below ECM

Personality Module digunakan untuk memprogram ECM dengan semua informasi nilai/harga untuk penggunaan yang terpisah. Personality module dapat dirubah dengan penggantian langsung atau dengan memprogram ulang dengan menggunakan komputer. Saluran (access) panel Personality Module terletak dibagian bawah ECM.

• Hydraulic supply pump group

Hydraulic Supply Pump Group (2) terpasang pada vee engine pada posisi yang sama seperti fuel pump dan governor untuk 3408C/3412C engine. Aliran dari pompa ini mensupply tekanan untuk penggerak injektor. Fuel transfer pump terpasang pada bagian belakang dari pompa ini.

• Wiring harness

Diantara komponen yang tampak adalah Wiring Harness dan 40 Pin Connectors yang ke ECM.

5

Mechanic Development IMM

• Engine upper left side fiew 1.Fuel temperature sensor 2.Atmospheric pressure sensor 3.Lubrication oil pressure sensor 4.Hydraulic temperature sensor 5.Machine interface connector 6.Ground bolt

HEUI Electronic Control System

Ini adalah engine dipandang dari atas sebelah kiri yang memperlihatkan Fuel Temperature Sensor (1). Atmospheric Pressure Sensor (2) yang terpasang pada adapter hydraulic supply pump group. Terpasang pada hydraulic supply pump group adalah Lubrication Oil Pressure Sensor (3). Sensor ini digunakan oleh ECM untuk membangkitkan peringatan oil tekanan rendah kepada operator. Yang juga terpasang pada hydraulic supply pump group adalah Hydraulic Temperature Sensor (4). Sensor ini oleh ECM digunakan untuk mengkompensasikan kekentalan untuk menjaga konsistensi delivery fuel dan timing injektor tanpa memperhatikan perubahan kekentalan yang berubah yang diakibatkan oleh variasi temperatur hidrolik. Ke dua sensor diulirkan ke dalam case supply pump. 40 pin Machine interface connector (5) terpasang dibelakang hydraulic supply pump group. Komponen ini menghubungkan antara engine dan unit dengan wiring harness. Part yang sangat penting dari wiring assembly adalah Ground Bolt (6) yang terpasang pada bracket machine interface connector. Catatan : Oil yang mengalir dari hydraulic supply pump group akan disebut sebagai “hydraulic”untuk menghindari kebingungan dengan sistem pelumasan.

6

Mechanic Development IMM

1.Timing calibration connector 2.Hydraulic pressure sensor 3.Injector connector

HEUI Electronic Control System

Timing calibration connector (1) terletak didekat ECM. Hydraulic (injection actuation) Pressure Sensor (2) terletak diantara dudukan valve cover pada fluid supply manifold sebelah kanan. Injector connector (3) adalah satu dari empat konektor pada 3408E. (tiap konektor mensupply arus ke dua solenoid injektor)

7

Mechanic Development IMM

• Coolant temperature sensor (arrow)

HEUI Electronic Control System

Coolant Temperature Sensor (tanda panah) terletak didepan silinder head sebelah kanan. Sensor ini oleh ECM digunakan untuk mengontrol beberapa fungsi. Sistem/rangkaian berikut ini menggunakan temperature sensor output ke ECM : Vital Information Management System (VIMS) atau Caterpillar Monitoring System Coolant Temperature gauge melalui CAT Data Link. High Coolant Temperature Warning Alert Indicator LED dan Gauge pada VIMS atau panel Caterpillar Monitoring System. (Informasi tersebut dipindahkan melalui CAT Data Link) Jika terpasang engine demand fan control, menggunakan pembacaan sensor signal ini untuk menyediakan kecepatan fan yang sesuai. Cat Electronic Technician (ET) status screen coolant temperature indication. (pembacaan temperatur air pendingin pada screen ET)

• Coolant flow switch (not visible)

Coolant Flow Switch (tidak tampak pada gambar diatas) terpasang dibawah coolant temperature sensor pada inlet yang akan masuk ke oil cooler.

8

Mechanic Development IMM

• Secondary speed/timing sensor (arrow)

HEUI Electronic Control System

Gambar diatas menunjukan salah satu dari Speed/Timing Sensor (tanda panah). Sebuah sensor dipasang pada tiap sisi dari timing gear housing. Gambar diatas menunjukan secondary speed/timing sensor. Primary speed/timing sensor terletak paling dekat dengan ECM. Kedua sensor ini digunakan untuk mengkalkulasi kecepatan engine dan posisi crankshaft untuk keperluan timing. Kedua sensor ini self-adjusting, tetapi perhatian khusus diperlukan pada saat pemasangan untuk menghindari kerusakan. (akan dijelaskan pada bab selanjutnya) Catatan : ke dua sensor ini mempertahankan zero clearance dengan timing wheel.

9

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

• Timing wheel

Gambar diatas menunjukan Timing wheel dilepas dari engine.

• 50/50 size slot and tooth (arrow)

Perhatikan lebar ukuran 50/50 slot dan ukuran tooth yang sama (tanda panah) yang dipotong dari timing wheel. 23 Slot yang lain ukuranya relative sama yaitu 80/20. Slot/tooth ukuran 50/50 oleh ECM digunakan sebagai panduan untuk menentukan posisi dari engine untuk fuel timing (akan dijelaskan secara detail pada bab selanjutnya). Speed/timing sensor dapat mengidentifikasi tooth ini karena tooth ini membangkitkan signal yang berbeda daripada teeth yang lain.

• Timing mark

Sebuah tanda timing “H”, pada bagian belakang timing wheel digunakan untuk menunjukan saat relative wheel terhadap timing gear yang lain dan crankshaft TDC.

10

Mechanic Development IMM

• Turbo inlet pressure sensor (arrow)

HEUI Electronic Control System

Turbo inlet pressure sensor (tanda panah) terpasang diantara filter udara dan turbo charger. Tidak semua unit dipasang sensor ini. Sensor ini (jika terpasang) digunakan bersama dengan atmospheric pressure sensor untuk mengukur hambatan saringan udara untuk melindungi engine. Perbedaan antara dua tekanan yang diukur disebut sebagai filter differential pressure. ECM memakai kalkulasi ini untuk menentukan apakah diperlukan pengurangan tenaga untuk melindungi engine.

11

Mechanic Development IMM

• Turbo outlet pressure sensor (arrow)

HEUI Electronic Control System

Pada bagian depan engine, silinder head sebelah kanan dipasang Turbo outlet (Boost) Pressure Sensor (tanda panah). Sensor ini oleh ECM digunakan untuk mengontrol perbandingan udara/fuel secara elektronik. Keistimewaan ini memungkinkan pengontrolan gas buang yang sangat presisi, yang tidak mungkin dilakukan oleh engine dengan mekanikal governor. Sensor ini juga memungkinkan boost pressure dapat dibaca menggunakan service tool.

12

Mechanic Development IMM

• Identify component : 1.Atmospheric pressure sensor 2.Fuel temperature sensor 3.Primary speed/timing sensor 4.Secondary speed/timing sensor

HEUI Electronic Control System

Atmospheric pressure sensor (1) terpasang pada adapter hydraulic supply pump group dan dihubungkan ke atmosphere. Sensor ini mempunyai beberapa fungsi yang akan dijelaskan secara detail pada bab selanjutnya. Plug busa dibawah sensor membantu mencegah masuknya debu ke dalam sensor. Dengan ringkas ,sensor mempunyai beberapa fungsi sbb : -Pengukuran tekanan udara sekitar secara otomatis mengkompensasikan ketinggian dan saringan udara. -Pengukuran tekanan mutlak untuk mengontrol perbandingan fuel, ET, mengkalkulasi tekanan Caterpillar Monitoring System panel (gauge). Fuel temperature sensor (2) digunakan untuk mengkompensasikan secara otomatis fuel temperature. Primary (3) dan Secondary (4) Speed/Timing Sensor terletak pada bagian belakang timing gear housing.

13

Mechanic Development IMM

1.Oil supply line

HEUI Electronic Control System

Beberapa komponen terpasang pada Hydraulic Supply Pump Group. Oil Supply Line (1) dari oil galery dengan diameter saluran lebih besar agar dapat mengalirkan oil secara maksimal pada waktu beroperasi pada kondisi dingin. Hydraulic pump tergantung pada pompa pelumasan pada tahap awal kenaikan pressure.

3.Pump control valve

Compensation valve (2) terpasang pada bagian belakang pompa. Dibawah compensation valve adalah Pump Control Valve (3). Valve ini dapat juga disebut sebagai “injection actuation pressure control valve.”Valve ini mengontrol sudut swashplate, yang akan memvariasikan output pompa.

4.Fuel transfer pump

Fuel Transfer Pump (4) terpasang pada bagian belakang Hydraulic supply pump dan digerakan oleh shaft penggerak utama melalui supply pump.

2.Compensation valve

Pada gambar diatas terlihat saluran inlet dan outlet fuel transfer pump dan juga pressure dan temperature sensor.

14

Mechanic Development IMM

•Lubrication oil pump

•Supplies oil to lubrication and hydraulic injection actuation systems

HEUI Electronic Control System

Lubrication oil pump terpasang didalam oil pan. Pompa ini mensupply oil kira-kira 400 kpa (65 psi) ke oil galery untuk pelumasan engine. Oil juga dikirimkan ke pompa hidrolik untuk keperluan tenaga penggerak injeksi. Untuk alasan ini, pompa pelumasan engine HEUI lebih besar daripada pompa engine sebelumnya untuk mengakomodasi bertambahnya kebutuhan pelumasan dan sistem penggerak hidrolik untuk injeksi.

15

Mechanic Development IMM

•Timing calibration sensor (arrow)

HEUI Electronic Control System

Timing calibration sensor (tanda panah) dipasang di flywheel housing jika diperlukan. Sensor ini (magnetic pickup) dipasang pada lubang yang biasanya dipersiapkan untuk timing pin. (pin yang digunakan untuk menandai posisi crankshaft terhadap no.1 piston pada TDC) Pada beberapa aplikasi, sebagai contoh pada beberapa track type tractor dimana jangkauanya terbatas, sensor ini terpasang permanen

16

Mechanic Development IMM

1.Water separator and primary filter

HEUI Electronic Control System

Water separator (1), yang juga berfungsi sebagai primary fuel filter, adalah part yang penting dari fuel sistem. Pada fuel sistem tekanan tinggi dengan tekanan kerja kira-kira 150000 kpa (22000 psi),kualitas fuel sangat penting. Air didalaam fuel dapat menyebabkan korosi dari plunger dan barrel. Kotoran dapat menyebabkan keausan dini pada komponen yang sama. Water separator berisi 30 micron filter. Priming pump dipasang pada dudukan filter.

2.Two micron secondary filter

Untuk alasan yang sama, two micron secondary filter (2) harus digunakan disistem. Celah antara plunger dan barrel kira-kira 5 microns. Jika ada 3-8 micron abrasive material akan menyebabkan keausan dini pada komponen fuel sistem.

• Water separator service intervals

Water separator dirawat tiap hari dengan membuang air dari lubang drainya. Filter water separator diganti tiap 500 jam operasi. Fuel tekanan tinggi yang disebutkan pada keterangan disini untuk memenuhi keperluan adanya regulasi lingkungan tentang gas buang dan emisi. Juga untuk menjaga konsumsi fuel yang baik, HEUI sistem memenuhi dan melampaui keperluan tersebut.

17

Mechanic Development IMM

• Engine component identification

HEUI Electronic Control System

Skematik diatas menunjukan komponen engine HEUI bagian luar (ditunjukan dalam skematik ini harness dibagian engine). Komponen yang ditunjukan pada diagram sebelah kiri terpasang pada engine dan yang sebelah kanan terpasang pada unit. Perhatikan bahwa tekanan inlet turbo terpasang pada unit.

18

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

19

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

ELECTRONIC CONTROL SYSTEM Pada bab ini akan dijelaskan sistem control elektonik termasuk komponen sbb : ECM Personality module HEUI Solenoid Timing Wheel juga menyangkut beberapa berhubungan dengan :

subsistem

dan

prosedur

yang

Timing control Fuel quantity control Speed control Cold modes Timing calibration

20

Mechanic Development IMM

• ECM : - Governor - Fuel system computer - Injection pressure controller - Injection timing controller • Same ECM used in all applications

HEUI Electronic Control System

Electronic control module (ECM) berfugnsi sebagai governor dan komputer fuel sistem. ECM menerima signal dari semua sensor dan mengaktifkan solenoid injektor untuk mengontrol timing dan kecepatan engine. ECM disegel kecuali untuk akses ke piranti lunak yang terdapat pada personality module (gambar selanjutnya). ECM ini generasi kedua dari Advanced Diesel Engine Management System dan akan sering disebut sebagai “ADEM II “ ECM digunakan pada semua aplikasi dari 3408E/3412E engine. ECM juga dapat dipindahkan dari aplikasi satu dengan lainya, walaupun diperlukan password untuk mengaktifkan ECM ketika dipasang software baru. ECM mempunyai catatan yang sangat bagus terhadap ketangguhanya. Oleh karena itu, beberapa masalah disistem kebanyakan terdapat pada konektor dan wiring harness. Dengan kata lain, ECM normalnya harus pada item yang terakhir bila melakukan trouble shooting.

21

Mechanic Development IMM

• Personality module contains software

HEUI Electronic Control System

Personality Module (ditunjukan dilepas dari ECM) berisi software dengan semua informasi penyetelan fuel (horsepower, torque rise dan besarnya perbandingan udara/fuel) dimana akan menentukan bagaimana engine akan bekerja. Personality module terpasang pada bagian bawah dari ECM, dibelakang access panel. Sampai saat ini, ada dua cara yang dapat digunakan untuk memperbarui software :

• Two methods to upgrade software

1.Flash programming : memprogram ulang software personality module secara elektronik. (cara ini lebih disukai ketika mengupdate/memperbarui software) 2.Remove and replace personality module. (cara ini dapat digunakan jika ketika mengupdate/memperbarui menggunakan flash programming tidak memungkinkan. Meng upgrade software bukan kegiatan rutin, tetapi mungkin diperlukan untuk alasan update/perbaruan produk, perbaikan dayaguna atau perbaikan kerusakan produk.

• ECM is sealed except for ECM disegel dan tidak butuh penyetelan atau perawatan rutin. personality module Personality module terpasang didalam ECM. Pemasangan personality module hanya untuk masuk ke ECM. Pekerjaan ini normalnya dilakukan pada saat pemasangan ECM atau update software.

22

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

Fuel Injection • Unit injector • Electrically signaled, hydraulically actuated

3400 HEUI unit injektor bekerja dengan elektrik sejenis dengan 3500 electronic unit injector. Injektor dikontrol secara elektrik oleh ECM tetapi digerakan secara hidrolik. Signal dari ECM mengontrol pembukaan dan penutupan solenoid valve. Solenoid valve mengontrol aliran oil hidrolik tekanan tinggi yang menuju injektor. Sistem ini memungkinkan ECM untuk mengontrol jumlah fuel, timing dan tekanan hidrolik untuk injeksi (tekanan hydraulic supply pump). Peringatan : Solenoid injektor dioperasikan pada 105 Volt DC, area sekitar injektor harus selalu bersih pada waktu engine hidup untuk menghindari electric shock.

23

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

Tiga pengetesan dapat dilakukan untuk menentukan silinder atau injektor yang tidak berfungsi : • Injector testing

INJECTOR SOLENOID TEST Tes ini dilakukan ketika engine mati. Solenoid injektor dapat dites otomatis dengan Injector Solenoid Test service tool. Fungsi alat ini untuk mengetes solenoid secara individual secara berurutan dan mengindikasikan jika ada short atau open sirkuit. CYLINDER CUT-OUT (manual test) Tes ini dilakauakan pada saat engine hidup/berputar. Pulsa 105 volt dapat diputus secara individual untuk membantu troubleshooting misfire pada injektor dan silinder. AUTOMATIC INJECTOR TEST Tes ini dilakukan dengan service tool ketika engine hidup. Tes ini membuat evaluasi perbandingan dari semua injektor dan berurutan sesuai nomor menunjukan hasilnya. Tes ini memungkinkan mengevaluasi injektor pada engine (0n-engine evaluation) Jika pengetesan semua solenoid injektor memuaskan tanpa suatu pesan diagnosa ini menunjukan mungkin terjadi masalah mekanikal pada silinder.

24

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

Fuel injection control system • Fuel timing control

Diagram diatas menunjukan timing control logic didalam ECM.

• Inputs to timing control Input signal putaran engine, jumlah fuel (menyesuaikan beban), dan temperatur oil hidrolik diterima oleh timing kontrol. Signal temperatur oil hidrolik menetukan kapan cold mode harus diaktifkan. Kombinasi input signal ini menentukan awal dari injeksi fuel. Timing control menghasilkan timing yang optimal pada semua kondisi. Manfaat dari “smart”timing control adalah : • Benefits of a “smart” timing control

-Mengurangi pembentukan partikel dan emisi yang lebih rendah -Memperbaiki konsumsi fuel selama performancenya masih terjaga -Memperpanjang umur engine -Memperbaiki cold starting

25

Mechanic Development IMM

• Fuel quantity control • Inputs to fuel quantity control

HEUI Electronic Control System

Empat input kontrol jumlah fuel : 1. Engine speed 2. Injection actuation (hydraulic) pressure 3. Throttle position 4. Boost

• Start of injection determines timing

• Injection duration and injection actuation pressure determine fuel quantity

Signal signal ini diterima oleh electronic governor pada ECM. Governor kemudian mengirim fuel signal yang diinginkan ke fuel injection dan kontrol hidrolik injection. Fuel quantity control logic juga menerima signal-signal dari fuel ratio dan torque control. Tiga faktor yang mempengaruhi timing engine : -Start of injection menentukan engine timing -Injection duration dan injection actuation (hydraulic) pressure menentukan jumlah fuel yang akan diinjeksikan

26

Mechanic Development IMM

• Speed/timing sensors

• Three functions of the speed/timing sensor

HEUI Electronic Control System

Dua buah speed/timing sensor terpasang : primary dan secondary. Speed/timing sensor mempunyai tiga fungsi dalam sistem : 1. Mengukur kecepatan engine 2. Mengukur engine timing 3. Memastikan lokasi silinder dan TDC Speed/timing sensor yang terpasang pada housing bagian depan dibawah timing gear wheel dapat meng-adjust sendiri (self-adjusting) pada saat terpasang dan mempunyai zero clearance terhadap timing wheel.

• Sensor instalation

Pada saat pemasangan head dipanjangkan terlebih dahulu.Dengan mengulirkan ke dalam, sensor mendorong head kembali ke body sampai head contact dengan timing wheel. Kontak ini hanya sementara ketika engine start. Setelah start, head akan bekerja dengan zero clearance.

27

Mechanic Development IMM

• Primary sensor

• Secondary sensor

• Power supply

HEUI Electronic Control System

Primary speed/Timing sensor (sebelah kanan dari engine) megukur kecepatan engine untuk pengaturan fuel (governing),dan posisi crankshaft untuk keperluan timing dan mengidentifikasi cylinder. Secondary speed/timing sensor (sebelah kiri dari engine) memungkinkan melanjutkan kerja dari speed/timing sensor jika primary sensor gagal/rusak. Kerusakan pada primary sensor akan menyebabkan ECM secara automatis memindahkan ke secondary sensor. Dan juga engine check lamp akan ON. ECM mensupply 12.5±1 Volt ke primary dan secondary speed/timing sensor. Connector A dan B menghubungkan power supply ke sensor. Connector C menghubungkan signal yang terpisah dari masingmasing sensor ke ECM sebagai back up. Catatan : Speed/timing sensor mempunyai sebuah power supply khusus. Jangan menyambungkan circuit lain kedalam power supply ini.

28

Mechanic Development IMM

• Timing wheel

HEUI Electronic Control System

Timing wheel adalah sebuah kesatuan bagian dari drive gear untuk pompa. Timing mark digunakan untuk meletakan wheel pada posisi yang relative benar terhadap crankshaft. Timing wheel ini terdapat pada semua engine 3408/3412E. Seprti telah diutarakan sebelumnya, timing wheel mempunyai total 24 teeth. 23 teeth berukuran besar dengan celah kecil diantaranya (80/20 ukuran relative). Tooth dan celah yang lain mempunyai ukuran yang sama (50/50 ukuran relative). Susunan ini digunakan oleh ECM untuk menentukan TDC pada cylinder no.1. _______________________________________________________ _ PERHATIAN Head dari sensor TIDAK BOLEH diposisikan pada celah yang lebar pada timing wheel saat pemasangan. Kesalahan memasang akan menyebabkan rusaknya head sensor. _______________________________________________________ _

29

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

Speed/timing sensor diposisikan tegak lurus terhadap teeth. • Sensors generate a PWM signal from timing wheel teeth.

• Failure modes

Teeth dan sensor membangkitkan sebuah Pulse Width Modulated (PWM) output signal untuk keperluan timing dan frequency modulated output signal untuk pengukuran kecepatan. Secondary speed/timing sensor berfungsi sama seperti primary sensor. Secondary speed/timing sensor digunakan ketika signal dari primary sensor hilang atau berubah/menyimpang. Jika secondary sensor dipilih, sensor ini akan terus digunakan sampai engine dimatikan dan di crank. Kemudian, primary sensor akan dipilih. Selama engine belum dicrank, ECM tidak akan memindahkan dari secondary ke primary sensor. Kelebihan ini mencegah pemindahan yang tetap antara sensor jika terjadi kesalahan yang hanya sesaatsesaat.

30

Mechanic Development IMM

• Cranking • Timing wheel teeth and spacing

HEUI Electronic Control System

Speed/timing sensor menggunakan timing wheel dengan teeth yang telah diatur seperti yang ditunjukan untuk menetukan : - Top dead center no.1 (ketika didapatkan, cylinder dapat dikenali) - Engine speed Urutan signal yang ditunjukan pada kolom kedua (duty cycle) dianalisa oleh ECM. Pada saat ini, tidak ada fuel yang akan diinjeksikan sampai kondisi yang diinginkan telah didapat. Tidak seperti EUI engine, engine ini tidak mempercayakan pada bentuk/susunan tooth untuk mencegah terbaliknya putaran. Pompa pelumasan dan hydraulic tidak akan menghasilkan tekanan pada saat putaran terbalik. Dan tidak akan menggerakan injektor untuk memompa fuel. Karena itu, engine tidak bisa berputar kebalik.

31

Mechanic Development IMM

• After pattern recognition

• Initial firing sequence

HEUI Electronic Control System

Pada saat start up, awalnya sensor memonitor pulsa yang dihasilkan saat melewati teeth dan mengenali urutanya seperti ditunjukan pada gambar. Setelah satu putaran lengkap, control dapat mengenali lokasi TDC dari pola seperti yang ditunjukan pada ilustrasi diatas. Selama awal putaran, tidak ada fuel yang yang diinjeksikan sampai : Timing wheel telah melalui satu putaran penuh. TDC untuk semua cylinder telah dikenali oleh kontrol. Setelah sensor telah menetapkan signal-signal yang diperlukan, ECM siap untuk start injeksi (jika hydraulic pressure yang cukup tersedia pada injektor). Catatan : Referensi yang ada pada ilustrasi diposisikan pada timing wheel dari yang mana control mengukur/menghitung titik injeksi dan TDC.

32

Mechanic Development IMM

• Normal operation

HEUI Electronic Control System

Pada saat operasi normal, ECM dapat menentukan timing dari urutan titik referensi untuk tiap cylinder. Titik referensi disimpan oleh ECM setelah kalibrasi dilakukan.

Timing injeksi dikalibrasi dengan menghubungkan sebuah TDC • Signal pattern identifies probe ke service access konektor pada engine harness, dan dengan mengaktifkan calibration squence dengan caterpillar ET service tool. TDC ECM menaikan putaran engine sampai 800 rpm ( untuk • Conditions for injection mengoptimalkan ketepatan pengukuran) membandingkan actual lokasi no.1 TDC untuk mengasumsikan lokasi cylinder no.1 TDC, dan menyimpan data didalam EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) Catatan : Range/jarak kalibrasi offset dibatasi ±10 derajat crankshaft. Jika jaraknya dilampaui, offset diset ke nol ( no calibration) dan pesan kalibrasi diagnostic muncul.

33

Mechanic Development IMM

• Timing calibration sensor

HEUI Electronic Control System

Timing calibration sensor (magnetic pick up) dipasang pada fly wheel housing selama pengkalibrasian. Konektor terletak diatas ECM. (Pada beberapa unit, contoh D9R/D10R, sensor ini terpasang permanen) Dengan menggunakan Caterpillar ET service tool,timing kalibrasi terselenggara secara automatis untuk kedua sensor ketika dipilih pada screen yang cocok. Kecepatan engine yang diinginkan diset pada 800rpm. Langkah ini diambil untuk menghindari ketidakstabilan dan untuk meyakinkan bahwa tidak ada backlash yang dihasilkan pada timing gear selama proses kalibrasi.

34

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

• Timing calibration

Ketika speed/timing sensor menggunakan timing wheel untuk referensi timing, timing calibration memperbaiki keakuratan fuel injeksi dengan mengoreksi toleransi yang sangat kecil antara crankshaft, timing gear dan timing wheel.

• Nulls out small crankshaft to timing gear tolerances

Selama kalibrasi, offset tersimpan didalam control module EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Jarak offset kalibrasi dibatasi ± 10 derajat crankshaft. Jika timing keluar dari jarak yang ditentukan, kalibrasi dibatalkan. Harga/nilai sebelumnya akan dipetahankan dan pesan diagnostic akan disimpan. Timing kalibrasi biasanya dilakukan setelah beberapa prosedur sbb : 1. Penggantian ECM 2. Penggantian speed/timing sensor 3. Penggantian timing wheel

35

Mechanic Development IMM

• Unit injector current flow

HEUI Electronic Control System

Illustrasi diatas menunjukan bagaimana arus listrik naik pada awalnya untuk menarik injection coil dan menutup poppet valve. Kemudian dengan sangat cepat memutus dan menghubungkan 105 volt,aliran arus listrik dipertahankan. Injeksi berakhir pada saat supply arus distop dan hydraulic pressure turun. Karena itu, fuel pressure turun sangat cepat pada injektor.

36

Mechanic Development IMM

HEUI Electronic Control System

• Poppet valve movement Diagram diatas menunjukan bahwa poppet valve akan terbuka hanya setelah ECM mengaktifkan solenoid. Poppet valve menghubungkan hydraulic pressure untuk mendorong injector intensifier piston yang kemudian akan mendorong plunger injektor.

37

Mechanic Development IMM

• Timing relative to : 1.Injector current flow 2. Poppet valve movement 3. Injection rate

HEUI Electronic Control System

Gambar diatas menunjukan ilustrasi timing dengan grafik : 1. ECM mulai mengirimkan signal ke injektor untuk start injection 2. Injektor solenoid membuka poppet valve 3. Nilai/harga/jumlah injeksi meningkat

38

Mechanic Development IMM

• Fuel system limits

HEUI Electronic Control System

Bila MUI engine mempunyai mekanikal limit untuk menentukan maksimum fuel delivery pada saat full load,full torque dan akselerasi, HEUI system juga mempunyai electronic limit untuk melindungi engine. Limit-limit ini adalah : -Maksimum Horsepower -Torque Limit (menentukan karakteristik torque rise) -Fuel Ratio Control (membatasi fuel sesuai dengan boost) -Cold Mode Limit (membatasi fuel ketika engine dingin untuk mengontrol white smoke) -Cranking Limit (membatasi fuel pada saat cranking) Akselerasi ditunda pada saat start-up mempertahankan engine pada low idle selama dua detik sampai oil pressure mencapai 140 kpa (20psi).

• Variable horsepower

• Economy Shift Mode

Off-high way truck mempunyai system yang dapat menaikan horsepower engine ketika berjalan dengan direct drive. System ini melindungi driveline dari torque yang berlebihan pada gigi yang lebih rendah. Off-highway truck juga mempunyai service tool programmable feature yang didesain untuk menurunkan titik perpindahan dan fuel limit untuk menghemat fuel konsumsi sesuai permintaan customer.

39

Mechanic Development IMM

• Cold modes

HEUI Electronic Control System

HEUI fuel system didesain untuk memodifikasi karakteristik kerja engine saat cold operation. Modifikasi ini dilakukan untuk melindungi lingkungan, engine dan untuk memperbaiki karakteristik kerja dari engine. Sebagai contoh: -Pressure hidrolik untuk injeksi akan berfariasi sesuai temperatur engine. -Kecepatan putar engine mungkin dinaikan pada cold mode.

40

Mechanic Development IMM

• Fuel system derates

HEUI Electronic Control System

Ketika system membatasi fuel untuk beberapa kondisi, pengurangan/ penurunan fuel juga dilengkapi didalam system untuk perlindungan.Penurunan/pengurangan fuel ini akan dijelaskan tesendiri pada bab selanjutnya, tetapi terangkum sbb : -Automatic Altitude Compensation (pengurangan fuel terhadap ketinggian) -Automatic Filter compensation (pengurangan fuel terhadap hambatan filter udara jika dipasang) -Engine Warning Derate (Pengurangan fuel terhadap low oil pressure dan temperatur pendingin yang terlalu tinggi; tidak terpasang pada semua pemakaian) Jika terjadi kehilangan boost output sensor, ECM akan menganggap boost pressure nol. Walaupun tidak dengan pengurangan yang ekstrem, Tenaga di tekan/diturunkan ± 50-60%.

• Power correction

-Fuel Temperature Compensation (mengkompensasi sampai 5% kehilangan tenaga yang diakibatkan oleh fuel yang panas)

41