VIENIDMY Masuk Mulai latihan

Beranda › Materi › Perawatan Otomotif (Tokutei 2)

Peralatan Kelistrikan, Sistem Kontrol Elektronik, dan Alat Diagnostik Eksternal

Perawatan Otomotif (Tokutei 2) · 自動車整備分野(2号) · Disusun oleh Tokutei Pass berdasarkan materi resmi; tidak disalin kata per kata.

Karakteristik Pengosongan, Berat Jenis, GGL, dan Perhitungan Kapasitas Baterai Timbal

'Baterai timbal (aki asam timbal)' untuk mobil memiliki tegangan nominal sekitar 2,0V per sel (gaya gerak listrik/GGL sekitar 2,1V), dengan 6 sel yang dihubungkan secara seri membentuk baterai 12V.

'Kapasitas laju 5 jam (5-hour rate capacity)' menyatakan jumlah listrik (Ah = arus A × waktu h) saat dikosongkan terus-menerus dengan arus konstan selama 5 jam pada suhu sekitar 25℃ hingga mencapai 'tegangan akhir pengosongan 1,75V per sel (10,5V untuk seluruh 6 sel)'.

Kapasitas baterai menjadi 'lebih besar' semakin tinggi suhu cairan elektrolit (dalam rentang di bawah sekitar 50℃) karena reaksi kimia semakin aktif, dan sebaliknya menjadi 'lebih kecil' semakin besar arus pengosongannya.

Berat jenis standar cairan elektrolit (asam sulfat encer) saat terisi penuh adalah '1,280 pada suhu cairan 20℃'; karena berat jenis turun 0,0007 setiap kenaikan suhu cairan 1℃, nilainya dikoreksi dengan rumus konversi 20℃: 'S20 = St + 0,0007 × (t − 20)'.

Selain itu, gaya gerak listrik (GGL) baterai memiliki karakteristik 'sedikit meningkat' semakin tinggi berat jenis elektrolit dan semakin tinggi suhu elektrolit (pernyataan yang menyebut menurun adalah salah).

Poin penting


  • Tegangan akhir pengosongan pada laju 5 jam adalah '1,75V per sel (10,5V untuk seluruh baterai 12V)'.

  • Semakin tinggi suhu elektrolit (di bawah 50℃) kapasitas semakin besar, serta semakin tinggi berat jenis dan suhu maka GGL juga semakin tinggi.

  • Berat jenis standar saat terisi penuh adalah '1,280 pada 20℃', berubah sebesar 0,0007 setiap perubahan suhu 1℃.

  • Contoh: Arus pengosongan terukur untuk mengosongkan baterai berkapasitas laju 5 jam 45Ah hingga tegangan akhir (1,75V/sel) dalam 5 jam → 45 ÷ 5 = 9A

  • Contoh: Bila berat jenis terukur pada suhu cairan 30℃ adalah 1,273, maka berat jenis konversi 20℃ (S20) → 1,273 + 0,0007 × (30 − 20) = 1,280
KosakataArti
kapasitas laju 5 jam (Ah)
tegangan akhir pengosongan (1,75V/sel)
berat jenis elektrolit (1,280 pada 20℃)
gaya gerak listrik (GGL) dan arus pengosongan

Alternator (Generator AC): Hubungan Bintang (Y) vs Delta (Δ), Penyearah, dan Pengaturan Tegangan

Alternator tersusun atas 'rotor coil (kumparan medan)' yang membuat medan magnet, 'stator coil (kumparan jangkar)' yang menghasilkan arus bolak-balik (AC) 3 fase, 'dioda silikon (rectifier)' yang menyearahkan gelombang penuh dari AC ke DC, serta 'IC regulator' yang menjaga tegangan pembangkitan tetap konstan.

Metode hubungan kumparan stator terdiri atas 'hubungan bintang (hubungan Y)' dan 'hubungan segitiga (hubungan Δ)'. Dibandingkan hubungan Δ, hubungan Y memiliki sambungan kumparan yang lebih sederhana dan memiliki 'titik netral (neutral point)' tempat bertemunya 3 kumparan sehingga tegangan titik netral dapat dimanfaatkan.

Lebih lanjut, pada hubungan Y, tegangan antar-saluran sebesar √3 kali (sekitar 1,73 kali) tegangan fase sehingga 'unggul dalam karakteristik output putaran rendah (cepat membangkitkan listrik pada RPM rendah)', namun arus output maksimumnya 'lebih kecil' daripada hubungan Δ.

Sebaliknya, hubungan Δ tidak memiliki titik netral, tetapi arus salurannya sebesar √3 kali arus fase sehingga memiliki ciri 'arus output maksimum yang besar' dan digunakan pada kendaraan yang membutuhkan arus besar.

IC regulator mengatur ON dan OFF (kontrol duty) arus medan yang mengalir ke rotor coil secara cepat menggunakan power transistor, sehingga menjaga tegangan pengisian tetap konstan pada kisaran 14,0V–14,5V meskipun putaran mesin atau beban listrik berubah.

Alternator (Generator AC): Hubungan Bintang (Y) vs Delta (Δ), Penyearah, dan Pengaturan Tegangan

Poin penting


  • Dibandingkan hubungan Δ, hubungan Y (bintang) memiliki keunggulan: 'sambungan kumparan mudah', 'memiliki titik netral', dan 'unggul dalam karakteristik output putaran rendah'.

  • Arus output maksimum pada hubungan Y 'lebih kecil' daripada hubungan Δ (pernyataan bahwa arus maksimum hubungan Y lebih besar adalah salah).

  • IC regulator mengontrol ON/OFF arus pada 'rotor coil (kumparan medan)' untuk menjaga tegangan yang dihasilkan tetap konstan.
KosakataArti
hubungan bintang (hubungan Y) dan titik netral
hubungan segitiga (hubungan Δ)
stator coil dan rotor coil
IC regulator dan rectifier (penyearah)

Karakteristik Output dan Mekanisme Penggerak Starter Tipe Seri (Series-Wound)

Pada 'motor DC lilitan seri (series-wound DC motor)' yang digunakan untuk starter, field coil (kumparan medan) pembuat medan magnet dan armature coil (kumparan jangkar) yang berputar dihubungkan secara 'seri', sehingga arus jangkar dengan besar yang sama mengalir melalui kedua kumparan tersebut.

Sebagai karakteristik starter tipe seri, sesaat ketika sakelar dinyalakan saat 'kecepatan putar pinion adalah 0 (kondisi tertahan/terkunci)', 'gaya gerak listrik lawan (counter-EMF) adalah 0', sehingga arus jangkar mencapai nilai 'maksimum' dan torsi penggerak yang dihasilkan juga 'maksimum'.

Selanjutnya, seiring naiknya kecepatan putar pinion, gaya gerak listrik lawan menjadi semakin besar sehingga arus jangkar berkurang dan torsi pun ikut turun drastis. Perlu dicatat bahwa daya output (kW) starter bernilai 0 saat kecepatan putar 0, dan mencapai maksimum pada kisaran arus menengah.

Magnetic switch dilengkapi dengan 'pull-in coil' yang mendorong pinion berkaitan ke ring gear dan 'hold-in coil' yang menahan posisinya; begitu kontak utama menutup, arus berhenti mengalir ke pull-in coil.

Selain itu, 'overrunning clutch (kopling satu arah)' akan berputar bebas ketika ring gear berputar lebih cepat daripada pinion setelah mesin hidup, guna mencegah kerusakan armature akibat putaran berlebih (overrun).

Poin penting


  • Pada starter tipe seri, saat kecepatan putar pinion '0', GGL lawan bernilai 0 sehingga arus jangkar 'maksimum' dan torsi juga 'maksimum'.

  • Semakin tinggi kecepatan putar pinion, GGL lawan semakin bertambah, sedangkan arus jangkar dan torsi berkurang.

  • Overrunning clutch mencegah armature ikut terputar balik secara berlebihan oleh ring gear setelah mesin hidup.
KosakataArti
starter tipe lilitan seri (series-wound starter)
GGL lawan (counter-EMF) dan arus jangkar
magnetic switch (sakelar magnet)
overrunning clutch (kopling satu arah)

Kontrol Saat Pengapian (ESA), Kontrol Sudut Dwell, dan Nilai Panas (Heat Range) Busi

Pada sistem pengapian kontrol elektronik (ESA), ECU mesin menghitung saat pengapian dasar dari 'jumlah udara masuk (atau tekanan intake manifold)' dan 'kecepatan putar mesin', lalu mengoreksinya berdasarkan suhu air pendingin dan sinyal sensor ketukan/knock sensor (memundurkan pengapian/retard saat terjadi knocking).

Pada 'kontrol stabilisasi putaran stasioner (idle)', ketika putaran idle turun di bawah target akibat beban AC dan sebagainya, ECU 'memajukan (advance)' saat pengapian untuk meningkatkan torsi pembakaran dan mencegah fluktuasi putaran.

Sementara itu pada 'kontrol sudut hantar (dwell angle control)', ketika putaran mesin meningkat sehingga waktu mengalirnya arus primer koil pengapian menjadi singkat, ECU 'mempercepat waktu ON (awal pengaliran arus)' pada power transistor guna memastikan kecukupan arus primer dan tegangan sekunder.

Mengenai 'nilai panas (heat range / tingkat pelepasan panas)' busi, 'busi tipe nilai panas rendah (tipe panas / hot type)' dibandingkan tipe nilai panas tinggi (tipe dingin) memiliki 'kaki isolator yang lebih panjang dan volume ruang gas yang lebih besar', sehingga panas sulit lepas dan mudah mencapai suhu pembersihan sendiri (sekitar 450–500℃) meskipun berjalan lambat.

Sebaliknya, 'busi tipe nilai panas tinggi (tipe dingin / cold type)' memiliki kaki isolator pendek dan ruang gas kecil sehingga cepat melepas panas, mencegah terjadinya pre-ignition (penyalaan dini) akibat panas berlebih saat beroperasi kecepatan tinggi dan beban berat terus-menerus.

Poin penting


  • Kontrol stabilisasi idle 'memajukan (advance)' saat pengapian ketika putaran idle turun guna mencegah fluktuasi putaran.

  • Kontrol sudut dwell 'mempercepat waktu ON' power transistor seiring naiknya putaran mesin untuk mencegah penurunan arus primer (memperlambat waktu OFF adalah salah karena akan mengubah saat pengapian).

  • Busi tipe nilai panas rendah (tipe panas) memiliki 'kaki isolator lebih panjang dan ruang gas lebih besar' daripada tipe nilai panas tinggi (tipe dingin) sehingga panas tidak mudah lepas.
KosakataArti
kontrol saat pengapian elektronik (ESA)
kontrol stabilisasi idle (memajukan pengapian)
kontrol sudut dwell (waktu pengaliran arus primer)
busi nilai panas rendah (tipe panas) dan nilai panas tinggi (tipe dingin)

Karakteristik Berbagai Sensor Sistem Injeksi Bahan Bakar Elektronik (EFI)

'Vacuum sensor (sensor tekanan intake manifold)' yang mendeteksi jumlah udara masuk secara tidak langsung pada sistem D-Jetronic memanfaatkan efek piezoresistif chip silikon, dengan karakteristik 'semakin tinggi tekanan absolut intake manifold (mendekati tekanan atmosfer), semakin tinggi tegangan outputnya'.

'Sensor posisi katup gas (TPS) tipe elemen Hall' mendeteksi bukaan throttle tanpa kontak: magnet permanen yang berputar bersama poros throttle mengubah kerapatan fluks magnet yang menembus Hall IC, lalu mengeluarkan tegangan yang sebanding dengan bukaan throttle.

'Sensor O₂ tipe zirkonia' yang mendeteksi konsentrasi oksigen dalam gas buang menghasilkan gaya gerak listrik sekitar 1V ketika 'perbedaan konsentrasi oksigen antara gas buang dan atmosfer besar (sisi kaya/rich dari rasio stoikiometri 14,7)', dan sekitar 0V pada sisi kurus (lean).

Di sisi lain, 'sensor rasio udara-bahan bakar (sensor A/F)' yang mendeteksi rasio campuran secara linier (kontinu) pada rentang luas memiliki karakteristik garis lurus: dengan rasio stoikiometri sebagai acuan, 'semakin kurus (lean) rasio udara-bahan bakar, semakin tinggi tegangan (sinyal) outputnya'.

Perlu diingat, sensor suhu air pendingin dan sensor suhu udara masuk menggunakan 'termistor karakteristik negatif (NTC)', sehingga semakin tinggi suhu, nilai resistansinya semakin kecil dan tegangan outputnya semakin rendah.

Karakteristik Berbagai Sensor Sistem Injeksi Bahan Bakar Elektronik (EFI)

Poin penting


  • Vacuum sensor (sensor tekanan intake manifold): semakin 'tinggi' tekanan intake manifold, tegangan output semakin 'tinggi'.

  • Sensor O₂ tipe zirkonia: menghasilkan GGL sekitar 1V saat perbedaan konsentrasi oksigen dengan atmosfer 'besar (saat campuran kaya/rich)'.

  • Sensor rasio udara-bahan bakar (sensor A/F): semakin 'kurus (lean)' campuran, tegangan output meningkat secara linier menjadi semakin 'tinggi'.

  • Sensor suhu air dan suhu udara masuk (termistor NTC): semakin tinggi suhu, nilai resistansi dan tegangan output semakin 'rendah'.
KosakataArti
vacuum sensor (sensor tekanan intake manifold)
throttle position sensor (TPS) tipe elemen Hall
sensor O₂ tipe zirkonia
sensor rasio udara-bahan bakar (sensor A/F)

Kontrol Injeksi Bahan Bakar oleh ECU serta Fungsi Fail-Safe dan Backup

ECU mesin menghitung 'durasi injeksi dasar' dari jumlah udara masuk dan putaran mesin, menambahkan koreksi pengayaan pemanasan (warm-up), pengayaan akselerasi, dan umpan balik rasio udara-bahan bakar, lalu menambahkan 'durasi injeksi tidak efektif (invalid injection time)' sesuai tegangan baterai untuk menentukan total waktu pengaliran arus injektor.

'Durasi injeksi tidak efektif' (waktu tunda hingga katup jarum injektor terbuka) menjadi semakin panjang saat tegangan baterai rendah, sehingga ECU mengoreksi waktu pengaliran arus menjadi lebih lama saat tegangan turun agar jumlah semprotan bahan bakar aktual tetap konstan.

Selain itu, saat deselerasi putaran tinggi dengan throttle tertutup penuh (fuel cut) atau saat melampaui batas putaran mesin/kecepatan maksimum, ECU menghentikan sementara semprotan bahan bakar dari injektor demi penghematan BBM dan perlindungan mesin.

Ketika terjadi ketidaknormalan seperti putus atau hubung singkat pada sensor atau kabel, fungsi di mana ECU menggantinya dengan 'nilai standar yang telah disimpan sebelumnya (misalnya 80℃ saat sensor suhu air rusak)' agar kendaraan tetap dapat berjalan minimal disebut 'fungsi Fail-safe'.

Sebaliknya, ketika mikrokomputer (CPU) di dalam ECU itu sendiri mengalami gangguan atau rusak, fungsi di mana IC cadangan (backup IC) khusus mengalihkan durasi injeksi dan saat pengapian ke 'nilai tetap (fixed value)' agar kendaraan dapat berjalan darurat menuju tempat aman disebut 'fungsi Backup'.

Poin penting


  • Durasi injeksi tidak efektif semakin panjang saat tegangan baterai semakin rendah, sehingga ECU memperpanjang waktu pengaliran arus injektor.

  • Saat sensor bermasalah, tindakan ECU melanjutkan kontrol menggunakan nilai standar (sinyal pengganti) disebut 'fungsi Fail-safe'.

  • Saat CPU itu sendiri bermasalah, tindakan IC cadangan mengontrol jalan darurat dengan nilai tetap disebut 'fungsi Backup'.
KosakataArti
durasi injeksi dasar dan durasi injeksi tidak efektif
kontrol umpan balik (feedback) rasio udara-bahan bakar
fungsi Fail-safe (kontrol nilai standar)
fungsi Backup (kontrol nilai tetap)

Fungsi Alat Diagnostik Eksternal (Scan Tool) dan Penghapusan Kode Kerusakan

Dengan menghubungkan 'alat diagnostik eksternal (scan tool)' ke 'DLC (Data Link Connector: 16 pin)' di dekat ruang kaki pengemudi, teknisi dapat berkomunikasi dengan setiap ECU kendaraan untuk melakukan diagnosis kerusakan tingkat lanjut dan dukungan pekerjaan servis.

Fungsi utama scan tool meliputi: (1) membaca dan menghapus kode diagnosis (DTC: Diagnostic Trouble Code), (2) membaca 'Freeze Frame Data' yang merekam kondisi mesin tepat pada saat kerusakan terdeteksi, dan (3) 'Data Monitor' untuk melihat nilai sensor secara real-time.

Selain itu terdapat: (4) 'Active Test' untuk menggerakkan paksa aktuator seperti injektor, throttle elektronik, atau kipas elektrik langsung dari scan tool guna memeriksa kerjanya, serta (5) 'fungsi Work Support' untuk melakukan kalibrasi aiming atau pembelajaran awal.

Setelah selesai memperbaiki kerusakan, bila 'menghapus kode diagnosis (DTC) menggunakan alat diagnostik eksternal (scan tool)', hanya kode kerusakan dan Freeze Frame Data yang tersimpan di ECU yang akan terhapus.

Pada saat ini, berbeda dengan cara melepas terminal negatif (-) baterai, penghapusan menggunakan scan tool memiliki keuntungan besar yaitu 'memori jam, pengaturan radio/audio, maupun nilai pembelajaran (learned values) sistem normal lainnya TIDAK ikut ter-reset'.

Fungsi Alat Diagnostik Eksternal (Scan Tool) dan Penghapusan Kode Kerusakan

Poin penting


  • Penghapusan DTC dengan scan tool eksternal menghapus kode kerusakan dan Freeze Frame Data, tetapi 'jam, pengaturan audio, dan nilai pembelajaran TIDAK ter-reset'.

  • 'Freeze Frame Data' adalah data rekaman putaran mesin, suhu air, kecepatan kendaraan, dll. tepat pada saat ECU mendeteksi ketidaknormalan.

  • 'Active Test' adalah fungsi menggerakkan paksa aktuator dari scan tool untuk memeriksa kondisi kerjanya.
KosakataArti
alat diagnostik eksternal (scan tool) dan DLC
kode kerusakan diagnostik (DTC)
Freeze Frame Data (data rekaman saat terjadi masalah)
Data Monitor dan Active Test

Poin yang Sering Keluar di Ujian dan Cara Mengingatnya

Pada bidang kelistrikan dan kontrol elektronik ujian teori tingkat 2 (2号), soal jebakan kebalikan mengenai apakah suatu nilai 'bertambah atau berkurang' selalu muncul setiap tahun, jadi rangkum dan hafalkan karakteristik tiap komponen.

Aturan ke-1 adalah baterai, alternator, dan starter: 'Tegangan akhir laju 5 jam = 1,75V/sel; berat jenis = 1,280 pada 20℃; suhu & berat jenis tinggi = kapasitas & GGL tinggi', 'Alternator hubungan Y = ada titik netral, unggul di putaran rendah, arus maksimum lebih kecil dari Δ', 'Starter seri pada putaran 0 = arus & torsi maksimum'.

Aturan ke-2 adalah pengapian dan busi: 'Putaran idle turun = majukan (advance) saat pengapian', 'Kontrol sudut dwell putaran tinggi = percepat waktu ON', 'Busi nilai panas rendah (tipe panas) = kaki isolator panjang dan ruang gas besar'.

Aturan ke-3 adalah sensor dan scan tool: 'Vacuum sensor = tekanan tinggi berarti tegangan tinggi', 'Sensor A/F = campuran kurus (lean) berarti tegangan tinggi', 'Sensor O₂ = beda oksigen besar (rich) menghasilkan ~1V', 'Hapus DTC dengan scan tool = jam dan radio tidak terhapus'.

Poin penting


  • Baterai timbal: tegangan akhir 5 jam 1,75V/sel, berat jenis 1,280 (20℃), semakin tinggi suhu (di bawah 50℃) kapasitas dan GGL semakin besar.

  • Alternator hubungan Y: memiliki titik netral, unggul pada output putaran rendah, arus output maksimum lebih kecil daripada hubungan Δ.

  • Starter tipe seri: saat putaran pinion 0, GGL lawan adalah 0, sehingga arus jangkar maupun torsi mencapai maksimum.

  • Pengapian & busi: saat idle turun 'majukan' pengapian, saat putaran tinggi 'percepat waktu ON', busi nilai panas rendah memiliki 'kaki isolator panjang dan ruang gas besar'.

  • Sensor & scan tool: tekanan manifold tinggi = tegangan tinggi; A/F kurus (lean) = tegangan tinggi; hapus DTC dengan scan tool = jam/nilai pembelajaran tidak hilang.
KosakataArti
tegangan akhir pengosongan (1,75V)
hubungan Y (titik netral, output putaran rendah)
busi tipe nilai panas rendah (tipe panas)
penghapusan kode diagnosis (DTC)

Kelistrikan, Kontrol Elektronik & Alat Diagnosis

Latihan soal bab ini di aplikasi

Referensi resmi

💬

Zalo