Tuntutan akan emisi engine yang lebih bersih, peningkatan tenaga, pengoperasian yang lebih senyap dan lebih baik dalam penghematan bahan bakar telah membantu menginspirasi pengembangan sistem injeksi bahan bakar yang lebih efisien. Electronic Unit Injection System mengintegrasikan injection pump dan nozzle menjadi satu modul. Artinya fungsi tekanan bahan bakar; waktu injeksi, atomisasi dan distribusi bahan bakar dilakukan dengan menggunakan satu komponen.
Unit injector dipasang langsung pada cylinder head diatas masing-masing combustion chamber. Injector digerakkan oleh engine camshaft melaluinya saja rocker arm seperti pada engine yang menggunakan overhead camshaft maupun yang menggunakan push rod (overhead valve). Penggerakan unit injector menggunakan overhead camshaft memungkinkan hal yang paling sedikit jumlah jeda injection-nya karena tidak ada push rod yang bengkok, saluran injector membengkak atau delivery valve untuk diangkat. Menghilangkan jeda injeksi (injection lag) memberikan waktu injeksi yang tepat dan tekanan tinggi dalam penyemprotan bahan bakar.
Tekanan injeksi bahan bakar terjadi secara mekanikal dengan fungsi governor, injection timing dan injection metering melalui pengaturan secara electronic. Tekanan puncak injeksi dapat mencapai 2500 bar (36000 Psi). Unit injector terdiri dari 3 bagian Utama yaitu :
- Pump section (spring-loaded plunger and barrel assembly)
- Actuator section (electric solenoid and fuel spill valve)
-
Injection section (needle valve/nozzle assembly)
- Solenoid
- Tappet
- Plunger
- Barrel
- Nozzle assembly
Injection Metering and Timing
Hampir semua jenis EUI memiliki prinsip pengoperasian yang sama. Arus listrik dikirim ke solenoid unit injector untuk menggerakkan spill valve/poppet yang mengatur aliran bahan bakar dalam jumlah yang tepat pada waktu yang tepat sesuai dengan yang disyaratkan oleh algoritma ECM dan pemetaan bahan bakar. Injeksi dilakukan dengan menghidupkan dan mematikan solenoid valve. Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan tergantung dari durasi arus listrik dan kecepatan plunger. Artinya semakin lama arus Listrik dialirkan pada solenoid, semakin banyak jumlah bahan bakar yang diinjeksikan. Waktu dimana solenoid unit injector diberikan arus listrik juga menentukan start of injection (awal mula injeksi). Karena waktu injeksi dikontrol secara elektronik, awal dan akhir injeksi sepenuhnya bervariasi.
Proses fuel injection diukur dengan injector response time (IRT), dan pulse width (PW). IRT adalah lamanya waktu dalam milidetik (ms) sejak spill valve terbuka hingga spill valve menutup. PW adalah durasi waktu unit injector mengisi bahan bakar mesin, diukur dalam derajat putaran crankshaft, yang ditentukan oleh ECU. Ketika unit injector benar-benar mulai melakukan injeksi, ini disebut dengan Beginning of Injection (BOI).
Injection Phase
A. Filling phase
Di dalam bagian atas unit injector terdapat plunger (1). Plunger didorong ke bawah oleh rocker arm, yang digerakkan oleh lobe camshaft. Plunger bergerak ke atas di dalam unit injector saat camshaft dan rocker arm bergerak terhadap camshaft base circle, fuel valve terbuka sehingga bahan bakar dapat dihisap masuk kedalam.
B. Spill phase
Saat camshaft berputar, rocker arm mendorong plunger ke bawah. Bahan bakar mengalir melalui fuel valve melalui lubang-lubang pada unit injector dan masuk ke dalam fuel gallery (2).
C. Injection phase
Ketika rocker arm terus menekan plunger, fuel valve menutup (solenoid energized) dan injeksi terjadi sehingga bahan bakar dapat keluar dari injector nozzle (3). Fase injeksi berakhir ketika fuel valve terbuka dan tekanan di dalam unit injector turun di bawah tekanan bukaan nozzle.
D. Pressure relief phase
Fuel valve membuka (solenoid de-energized) kembali sehingga tekanan bahan bakan akan diturunkan (relief/drop), injector nozzle(3) menutup dan injeksi berakhir dengan cepat dan tepat.
Trim Code
Secara teoritis, jika ada EUI sejenis maka semuanya harus memiliki performa yang sama karena dibuat dengan cara yang sama. Namun karena adanya sedikit perbedaan dalam toleransi mekanis, gesekan antar bagian, dan gaya magnet maka beberapa unit injector memiliki tingkat performa yang berbeda. Dengan menggunakan trim code untuk menyesuaikan durasi injeksi untuk setiap EUI, performa untuk setiap siklus dalam sebuah engine adalah sama.
Ketika beberapa pabrikan membuat EUI ini, pengetesan dilakukan untuk menguji keluaran bahan bakar yang benar. Jika keluaran bahan bakar tidak sesuai dalam kisaran spesifikasi, komputer akan mengontrol arus listrik sehingga keluaran bahan bakar berada dalam spesifikasi, kemudian diklasifikasikan dengan kode tertentu.
Tidak memasukan ulang trim code dapat mengakibatkan idle speed yang kasar, over-fueling, under-fueling, peningkatan emisi gas buang, dan kinerja engine yang tidak maksimal.
Memasukan data Trim Code setiap kali melakukan penggantian injector bertujuan mengatur durasi arus listrik yang mengalir ke solenoid untuk meningkatkan dan menurunkan fuel quantity yang diinjeksikan.
Kode tersebut tidak menunjukkan bahwa satu unit injector lebih baik dari yang lain. Kode ini hanya memberi Engine ECU penyesuaian pemetaan yang diperlukan untuk unit injector tertentu, memungkinkan injeksi bahan bakar yang sangat presisi dan kinerja idle yang halus. Nilai trim code ditentukan berdasarkan peforma injector ketika final test.
Injection quantity calculation method
Engine ECU atau Engine Control Module memiliki beberapa fungsi yaitu :
- Memberikan tegangan dan arus listrik terhadap electrical components
- Sensor, switch atau sender
- Actuator (injector, solenoid, electric motor).
- Monitoring kondisi operasi dan perubahan dari sensor, switch atau sender
- Fluid level, pressure and temperature
- Engine speed
- Mengatur engine speed (speed governing) dan torque limitation
- Ignition system
- Fuel injection timing
- Fuel-air ratio control (metering)
- Cold mode strategies
- Altitude derating
- Manajemen informasi
- Software
- Engine data
- Faultcode
