Exhaust Gas Recirculation (EGR)

Memahami Fungsi Dan Memeriksa Kerusakan Sistem EGR Valve

Sistem Exhaust Gas Recirculation (EGR) berfungsi untuk mengurangi kandungan gas  NOx salah satu emisi gas buang yang sangat berbahaya terhadap lingkungan.

Sistem EGR pertama kali diterapkan pada mesin mobil sekitar awal tahun 1973,  dan saat ini hampir seluruh pabrikan sudah menerapkan teknologi ini pada mesin-mesinnya.

Jika terjadi gangguan  pada sistem EGR, misalnya terdapat kebocoran dan mengakibatkan sistem EGR tidak dapat bekerja, maka akan menimbulkan beberapa gejala pada mesin, seperti:

• Knocking saat akselerasi atau beban berat
• Putaran idle kasar
• Mesin pincang
• Mesin susah hidup
• Kandungan gas NOx dan HC pada gas buang akan meningkat drastis.

Selama sistem EGR berfungsi dengan baik maka tidak akan menimbulkan gangguan pada performa mesin.

Fungsi Sistem Exhaust Gas Recirculation (EGR)

EGR berfungsi megurangi pembentukan gas NOx dengan cara mensirkulasikan sejumlah kecil gas buang kembali ke dalam ruang bakar melalui intake manifold.

Jumlah gas buang yang disirkulasikan ke intake manifold hanya sekitar 6 sampai 10 %, dimana hal itu sudah cukup untuk "merusak" campuran bahan bakar dan udara yang akan memberikan efek "mendinginkan" temperatur ruang bakar.

Hal ini akan menjaga temperatur ruang bakar berada  di bawah angka 1500 derajat celcius sehingga dapat mengurangi pembentukan gas NOx.

Gas NOx merupakan gabungan antara gas nitrogen dan  oksigen. Kedua gas tersebut dapat menyatu karena temperatur ruang bakar yang terlalu tinggi.

Cara Kerja Sistem Exhaust Gas Recirculation (EGR)

Gas buang disirkulasikan kembali ke dalam ruang bakar melalui sebuah saluran yang dipasang antara saluran intake dan ekshaust manifold. Kevakuman di dalam intake manifold akan menghisap gas buang masuk ke dalam mesin.

Banyaknya gas buang yang disirkulasikan kembali ke dalam mesin harus dikontrol secara presisi karena jika berlebihan dapat memberikan dampak negatif pada mesin, seperti: putaran idle yang tidak stabil, penurunan tenaga mesin dll.


Sistem EGR yang pertama kali digunakan memanfaatkan kevakuman mesin untuk mengoperasikan pembukaan valvenya, sedangkan pada sistem yang terbaru saat ini, resirkulasi gas buang dikontrol menggunakan  EGR valve elektronik.

Saat mesin sedang idle, EGR valve tertutup dan tidak ada gas buang yang disirkulasikan ke dalam intake manifold. EGR Valve akan mulai membuka saat temperatur kerja mesin mulai panas dan mesin bekerja dalam beban berat.

Saat beban mesin bertambah berat maka secara otomatis temperaturnya juga akan beranjak naik. Saat inilah EGR valve akan terbuka dan mensirkulasikan  gas buang masuk ke dalam intake manifold.
Hal ini akan memberikan efek yang dapat menurunkan temperatur ruang bakar dan mengurangi pembentukan gas NOx.

Selain menggunakan EGR, pada beberapa kendaraan juga menggunakan sistem tambahan untuk mengurangi pembentukan gas NOx, seperti:

• Memperbesar overlapping valve
• Mendesain ulang ruang bakar
• Memodifikasi kurva pemajuan timing pengapian, dan 
• Menggunakan three way catalytic converter untuk mengurangi gas NOx pada saluran buang.

Beberapa mesin yang emisi gas buangnya memang sangat rendah tidak membutuhkan sistem EGR, karena kandungan NOx dalam gas buang mesin tersebut sudah sangat rendah dan sesuai dengan standard lingkungan hidup.

Jika sistem EGR tidak berfungsi atau rusak, efek "pendinginan" karena adanya sedikit gas buang yang dimasukkan kembali ke dalam mesin tidak tercapai.
Akibatnya saat beban berat temperatur mesin akan tinggi dan dapat menimbulkan knocking atau detonasi pada mesin saat akselerasi.
Knocking yang sering terjadi dalam waktu yang lama dapat merusak komponen mesin.

Jenis-Jenis Exhaust Gas Recirculation (EGR) Valve

Ada 6 Jenis EGR valve, yaitu:

Ported EGR Valve (1973 sampai 1980). 

Ported EGR valves

Jenis ported vacuum EGR valve mempunyai vakum diafragma yang terhubung  ke EGR valve untuk mengontrol aliran gas buang.
EGR Valve biasanya dipasang dengan spacer pada bagian bawah karburator atau intake manifold.

Sebuah pipa kecil yang berasal dari saluran ekshaust manifold atau saluran di cylinder head terhubung ke intake manifold sebagai jalur aliran gas buang dari ekshaust sampai ke valve.
EGR valve akan terbuka saat diberikan kevakuman.
Saat EGR valve terbuka maka kevakuman di intake manifold akan menghisap gas buang masuk ke dalam mesin.

Agar EGR valve tidak terbuka saat mesin masih dingin maka saluran vakum yang menuju ke EGR valve dihubungkan ke vacuum switch yang terpisah atau menggunakan solenoid yang dikontrol oleh ECU.

Kevakuman tidak akan diberikan ke EGR valve hingga mesin mulai panas. Sistem EGR tidak dibutuhkan saat mesin masih dingin, sistem ini hanya dibutuhkan bekerja ketika mesin sudah panas dan bekerja dengan beban berat.

Positive Backpressure EGR Valve (1973 keatas). 

Positive backpressure EGR valve

Backpressure EGR valve memanfaatkan  backpressure pada saluran ekshaust untuk mengontrol saat pembukaan dan mengatur besarnya aliran gas buang yang disirkulasikan kembali ke dalam mesin.

Pada mesin GM diberikan tanda berupa huruf di belakang part number pada bagian atas EGR valve. Huruf P menunjukkan EGR valve dengan backpressure positif, sedangkan huruf N menunjukkan backpressure negatif.


Di dalam difragma EGR valve back pressure terdapat diafragma kedua yang akan bereaksi pada backpressure di saluran ekshaust. Diafragma backpressure akan membuka atau menutup saluran bleed hole di saluran kevakuman utama EGR valve atau ruang diafragma.

Pembukaan saluran bleed hole akan mengurangi kevakuman pada ruang diafragma utama EGR valve sehingga EGR valve tidak dapat terbuka secara penuh.

Penutupan saluran bleed hole akan membuat kevakuman di ruang diafragma utama EGR valve menjadi maksimal sehingga EGR valve akan terbuka penuh untuk memaksimalkan sirkulasi gas buang.

Pada sistem  EGR valve backpressure positif, peningkatan back pressure pada saluran ekshaust akan membuat EGR valve terbuka. Hal ini akan menurunkan backpressure dan memungkinkan diafragma backpressure mengeluarkan kontrol kevakuman.

EGR Valve mulai menutup dan tekanan ekshaust naik kembali. EGR valve akan membuka dan menutup seiring dengan perubahan tekanan ekshaust untuk menjaga keseimbangan aliran.


Negative Backpresure Valve (1973 keatas)
EGR valve tipe negative back pressure bekerja dengan cara yang sama, perbedaannya adalah tipe ini bereaksi saat terjadi penurunan tekanan pada sistem ekshaust untuk mengontrol kerja EGR.

Penurunan tekanan backpressure terjadi saat beban mesin lebih ringan. Hal ini menyebabkan difragma backpresure membuka bleed hole dan mengurangi aliran EGR. Sistem kerjanya tidak berbeda dengan EGR tipe positive, hanya saja pengontrolan terjadi saat backpressure menurun.

CATATAN:
Pada sistem EGR yang belum dikontrol oleh komputer biasanya mempunyai temperature vacuum switch(TVS) atau ported vacuum switch yang terletak diantara EGR valve dan sumber kevakuman untuk mencegah EGR Valve bekerja sebelum mesin mencapai temperatur kerja.

Mesin harus mencapai temperatur kerja agar sistem EGR dapat bekerja. Jika mesin terasa pincang atau putarannya tidak stabil pada saat dingin  kemungkinan TVS mengalami kerusakan yang membuat sistem EGR langsung bekerja sesaat setelah mesin dihidupkan.

Jika TVS macet dalam posisi tertutup hal ini akan menyumbat saluran kevakuman ke EGR valve  sehingga tidak dapat berfungsi. Gejala yang dapat dirasakan dengan kejadian ini adalah emisi gas NOx yang berlebihan dan kemungkinan terjadinya knocking.

Pulse-width Modulated Electronic EGR Valve (awal 1980- ).

Tipe ini pertama kali digunakan oleh General Motor pada tahun 1984, EGR tipe ini menggunakan solenoid pulse width-modulated untuk mengontrol  EGR.

Dengan teknik ini, ECU membuat  EGR vacuum control solenoid ON dan OFF dengan cepat. Hal ini akan menghasilkan sinyal kevakuman yang bervariasi yang dapat mengatur kerja sistem EGR dengan akurat.

Lamanya waktu ON dan OFF solenoid EGR berkisar antara 0 sampai 100 persen.
Jumlah rata-rata lamanya ON atau OFF pada suatu waktu tertentu menjadi faktor penentu banyaknya aliran sirkulai gas buang yang terjadi.

Digital Electronic EGR Valve (akhir 1980 sampai  1990-an).

Digital EGR valve digunakan pada beberapa aplikasi. EGR Valve tipe ini juga menggunakan kevakuman untuk membuka valve, namun aliran sirkulasi gas buang dikontrol  menggunakan komputer.

Digital EGR valve mempunyai 3 buah orifice pengukur yang dibuka dan ditutup oleh solenoid. Aliran sirkulasi gas buang yang dibutuhkan oleh mesin diatur dengan membuka kombinasi dari ketiga orifice tersebut. Solenoid normalnya berada dalam posisi tertutup dan akan terbuka saat mendapatkan ground yang dikontrol oleh komputer.

Linear electronic EGR valve (awal 1990- sampai sekarang).

Tipe electronic EGR valve yang lain adalah  "linear" EGR valve. Sistem EGR tipe ini  tidak memanfaatkan kevakuman untuk mengontrol aliran sirkulasi gas buang melainkan menggunakan stepper motor yang dikontrol oleh sebuah komputer kecil.

Keuntungan sistem ini adalah EGR valve dapat bekerja secara independen tanpa tergantung kevakuman mesin.

Sistem ini digerakkan secara elektrikal dan dapat dibuka dalam beberapa tingkatan sesuai dengan perhitungan yang dilakukan komputer berdasarkan kebutuhan mesin saat itu.


Linear EGR valve biasanya juga dilengkapi oleh  EGR valve position sensor (EVP) untuk memberikan informasi kepada komputer menyangkut kerja dari EGR valve.

EVP sensor juga membantu untuk melakukan self diagnotic karena komputer membutuhkan petunjuk dari pergerakan sensor saat komputer memerintahkan EGR valve terbuka atau tertutup.

Cara kerja sensor ini mirip seperti kerja throttle position sensor yang akan berubah nilai tahanannya seiring pergerakan valve.
Tegangannya berkisar antara 0.3 volt saat tertutup dan 5 volt saat terbuka.

Mesin Tanpa EGR Valve

Pada mesin-mesin modern yang menerapkan Variable Valve Timing(VVT), tidak menggunakan EGR valve karena sistem VVT dapat mengatur timing pembukaan katup intake atau ekshaust yang memberikan efek yang sama seperti sistem EGR.

Dengan merubah titik penutupan katup eksahust saat mesin dalam beban berat, sedikit gas buang dapat akan tetap berada di ruang bakar untuk proses pembakaran berikutnya.

Hal ini akan memberikan efek penurunan temperatur ruang bakar  dan mengurangi pembantukan gas NOx, sama seperti efek yang diberikan oleh sistem EGR  dengan mensirkulasikan kembali gas buang ke intake manifold melalui EGR valve.

Perbedaan yang paling besar adalah sistem VVT dapat bereaksi terhadap perubahan beban mesin lebih cepat dan lebih presisi dibandingkan sistem EGR valve.

Menggunakan sistem VVT untuk mensirkulasikan gas buang mengurangi masalah yang biasanya muncul ketika menggunakan sistem EGR valve seperti valve yang macet karena adanya deposit karbon.

Permasalahan Yang Sering Terjadi Pada Sistem EGR

• Mesin nglitik atau knocking karena sistem EGR yang tidak bekerja, saluran ekshaust tertutup lapisan karbon, atau EGR valve tidak berfungsi.

• Idle yang tidak rata dan misfire karena EGR valve tidak tertutup dan menyebabkan kebocoran gas ekshaust ke intake manifold. Pada kendaraan yang sudah dilengkapi sistem OBD II akan memunculkan kode DTC random misfire P0300.

• Mesin susah hidup karena EGR valve tidak tertutup dan menyebabkan kebocoran kevakuman pada intake manifold.

Metode Pemeriksaan Kerusakan Pada Sistem EGR

Pertama-tama ketahui jenis EGR valve yang digunakan kendaraan tersebut agar dapat melakukan prosedur pemeriksaan yang tepat.

Informasi mengenai jenis sistem EGR valve dapat dilihat pada service manual mobil yang bersangkutan atau pada beberapa mobil terdapat label dibawah kap mesin yang menjelaskan hal tersebut.

Kemudian pahami juga sistem kontrol kevakuman yang digunakan, apakah menggunakan ported vacuum switch atau menggunakan solenoid..?
Telusuri saluran vakum mulai dari valve atau lihat petunjuk pada service manual.

Ada beberapa cara melakukan trouble shooting pada sistem EGR. Bisa dengan mengikuti prosedur trouble shooting yang terdapat pada service manual.

Pada mobil-mobil keluaran baru yang menggunakan sistem kontrol komputer kemungkinan akan muncul kode DTC yang terkait dengan sistem EGR jika ada kerusakan pada sistem tersebut.

Pada sistem seperti ini, hal yang pertama kali dilakukan adalah membaca kode DTC dengan menggunakan scantool  dan kemudian melakukan trouble shooting berdasarkan kode tersebut.

Daftar Kode DTC Pada Sistem EGR:

P0400....Exhaust Gas Recirculation Flow
P0401....Exhaust Gas Recirculation Flow Insufficient Detected
P0402....Exhaust Gas Recirculation Flow Excessive Detected
P0403....Exhaust Gas Recirculation Control Circuit
P0404....Exhaust Gas Recirculation Control Circuit Range/Performance
P0405....Exhaust Gas Recirculation Sensor 'A' Circuit Low
P0406....Exhaust Gas Recirculation Sensor 'A' Circuit High
P0407....Exhaust Gas Recirculation Sensor 'B' Circuit Low
P0408....Exhaust Gas Recirculation Sensor 'B' Circuit High
P0409....Exhaust Gas Recirculation Sensor 'A' Circuit


Pada sistem pre-OBD II di kendaraan GM, Kode DTC 32 menunjukkan adanya masalah pada sistem EGR.

Pada beberapa aplikasi kode DTC 32 akan muncul jika komputer mendeteksi campuran yang lebih kaya saat idle (menunjukkan tidak ada EGR).  Pada penerapan yang lainnya kode DTC tersebut akan muncul jika komputer berusaha mengaktifkan solenoid vakum EGR namun tidak mendeteksi terjadinya penurunan kevakuman di intake manifold.

Pada sistem Ford pre-OBD II, kode DTC 31 menunjukkan masalah pada EGR valve position sensor (EVP). Sistem kerjanya sama seperti throttle position sensor. Saat EGR valve tertutup tahanannya berkisar 5500 ohm dan akan menurun menjadi sekitar 100 ohm saat valve terbuka.

Kode DTC yang lain termasuk kode 32 mengindikasikan sirkuit EGR tidak terkontrol.
Kode 33 muncul jika  EVP sensor tidak menutup.
Kode DTC 34 mengindikasikan tidak ada aliran EGR.

Kode-kode DTC ini menunjukkan adanya masalah pada EGR valve dan masalah pada  EGRC atau EGRV vacuum solenoid.


Kode DTC yang lain seperti kode 83 (EGRC circuit fault) dan kode 84 (EGRV circuit fault). keduanya menunjukkan masalah sirkuit kelistrikan pada salah satu solenoid. Solenoid harus mempunyai nilai tahanan sekitar 30 - 70 ohm.

Masalah Sistem EGR pada Ford

Pada kendaraan Ford produksi tahun 1995 ke atas yang sudah menerapkan OBD II akan muncul kode DTC P0400 sampai P0409 jika terjadi kerusakan pada sistem EGR.

Masalah yang umum terjadi pada sistem EGR Ford adalah kerusakan sensor  DPFE (differential pressure).

Sensor DPFE  merupakan bagian dari sistem EGR yang berfungsi memonitor aliran gas buang saat EGR valve terbuka. Ini akan memberikan sinyal feedback ke ECU sehingga ECU dapat mengatur aliran EGR secara bervariasi sesuai dengan beban mesin.

Sensor PDFE biasanya dipasang pada mesin dan dihubungkan ke sebuah pipa yang menghubungkan ekshaust manifold dengan EGR valve.

Jika sensor rusak lampu check engine akan menyala dan biasanya akan memunculkan kode DTC P0171  dan  P0174 (lean code),  atau P0401 (insufficient EGR flow).

Prosedur Troubleshooting Kerusakan Sistem EGR

Berikut ini prosedur trouble shooting kerusakan sistem EGR secara umum yang tidak merujuk pada satu merk mobil tertentu.

1. Apakah terjadi knocking atau ngelitik pada mesin saat akselerasi dengan beban berat..?

Periksa spesifikasi derajat timing pengapian dan periksa timing pengapiannya. Lihat dari kemungkinan timing pengapian yang terlalu maju (over advance).

Jika timing pengapian sesuai spesifikasi, periksa temperatur kerja mesin. Kerusakan sistem pendingin yang menyebabkan mesin terlalu panas dapat menjadi penyebab terjadinya knocking.

Jika sistem pendingin berfungsi dengan baik dan temperatur mesin dalam keadaan normal periksalah kondisi busi.

Apakah tingkat panas busi yang digunakan sudah sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan mesin..?.

Langkah selanjutnya memeriksa kondisi campuran bahan bakar, oktan bahan bakar yang digunakan dan perubahan tekanan kompresi (yang diakibatkan pembentukan lapisn karbon di dalam ruang bakar ).
Pastikan melakukan pemeriksaan diatas sebelum melanjutkan pemeriksaan pada sistem EGR.

2. Periksa kevakuman pada selang suplai kevakuman yang menuju ke EGR valve.

Dengan menggunakan vacuum gauge ukur kevakuman mesin pada Rpm 2000 sampai 2500.
Vacuum gauge harus menunjukkan adanya kevakuman saat mesin sudah mencapai temperatur kerja. Jika tidak ada kevakuman  mengindikasikan adanya masalah, seperti:

• Selang yang kendur atau salah posisi pemasangan
• Ported vacuum switch atau solenoid tersumbat atau tidak berfungsi.

Terkadang tidak berfungsinya sistem EGR dapat disebabkan oleh kerusakan vacuum solenoid yang berada pada saluran kevakuman EGR valve.
Lihat jalur diagram selang kevakuman pada service manual untuk mengetahui letak solenoid tersebut.

Jika solenoid tidak dapat terbuka saat diaktifkan atau gagal berfungsi karena korosi pada konektor, konektor kendor, groundnya tidak baik , maka hal tersebut dapat mempengaruhi kerja dari EGR valve.

Gejala kerusakan yang terjadi pada mobil jika sistem EGR valve mengalami masalah adalah: sirkulasi EGR bisa tidak terjadi sama sekali, bisa terjadi terus menerus atau sirkulasi EGR-nya tidak cukup banyak.

Jika sistem EGR valve dapat bekerja ketika kevakuman solenoid yang dicurigai di bypass maka harus ditelusuri penyebab mengapa solenoid tersebut tidak bekerja. Kejadian seperti itu bisa saja hanya disebabkan oleh konektor yang kendor atau korosi.

3. Periksa EGR valve 

Karena lokasinya yang tersembunyi cukup sulit untuk dapat melihat pergerakan valve stem saat putaran mesin berkisara antara 1500 -2000 rpm.

Jika EGR valve berfungsi dengan baik valve stem harus terlihat bergerak. Untuk mempermudah pemeriksaan dapat menggunakan kaca. Hati-hati jangan samapai menyentuh valve karena suhunya sangat panas.

Jika valve stem tidak dapat bergerak saat mesin hidup (kevakuman ke EGR valve OK) kemungkinan ada masalah dengan EGR Valve.

Cara lain memeriksa EGR valve pada beberapa mesin dengan memberikan kevakuman secara langsung ke EGR valve.

Catatan:
Hal ini hanya dapat dilakukan pada ported vacuum EGR valve. Tidak berlaku untuk backpressure EGR valve atau electronic EGR valve.

Kevakuman harus dapat menarik valve sampai terbuka. Saat valve terbuka akan timbul gejala seperti terjadi kebocoran kevakuman yang sangat besar dan mengakibatkan putaran idle turun sesaat dan putaran idle agak kasar.

EGR valve tipe back pressure sedikit lebih sulit untuk diperiksa karena tekanan backpressure di saluran ekshaust harus cukup besar untuk membuka valve saat diberikan kevakuman.

Trik yang dapat dilakukan adalah dengan menyumbat tail pipe dengan sesuatu sambil memberikan kevakuman langsung ke valve untuk mengetahui apakah valve dapat membuka.

4. Lepaskan dan periksa EGR valve jika dicurigai terjadi masalah. 

Kebanyakan kerusakan disebabkan oleh  valve diafragmanya sobek atau bocor.
Pada EGR valve selain tipe backpressure, kevakuman akan terjaga saat diperiksa menggunakan han-held vacuum pump. Jika difragma tidak dapat menahan kevakuman maka harus diganti

CATATAN:
Metode ini tidak dapat dilakukan pada EGR valve tipe back pressure.

EGR valve tipe backpressure dapat tidak bekerja jika  valve stem yang berongga tersumbat deposit karbon atau kotoran.

Periksa apakah terdapat sumbatan di dalam valve stem. Jika ada, maka gantilah EGR valve karena sangat sulit membersihkan sumbatan tersebut.

Endapan karbon pada sekeliling bagian bawah EGR valve dapat menggangu pembukaan dan penutupan valve. Endapan ini dapat dihilangkan dengan menggunakan kawat atau merendam ujung katup dengan cairan pembersih.

Jangan merendam seluruh badan EGR valve di dalam cairan pembersih karena hal ini dapat merusak difragma  yang terdapat pada EGR valve.

5.Periksa jalur sirkulasi gas buang pada manifold dari kemungkinan tersumbat.

Dengan menggunakan kawat coba periksa apakah saluran sirkulasi gas buang di manifold tersumbat atau tidak.

Jika sumbatannya tidak terlalu keras dan banyak,  dapat dibersihkan dengan memasukkan kawat yang kaku untuk mengeluarkan kotoran di dalam saluran tersebut.

Jika tidak bisa, lepaskan manifold dan bersihkan secara menyeluruh . Bersihkan juga throttle body dan intake manifold dari endapan karbon yang menempel.

Hal Yang Harus diperhatikan Saat Akan Mengganti EGR Valve

Karena jenis EGR sangat bervariasi maka pastikan mendapatkan barang yang sama saat akan melakukan penggantian EGR Valve.

Bisa saja EGR valve tampak sama dari penampilan luarnya namun mempunyai cara kerja yang berbeda, oleh karena itu untuk mencegah terjadinya kesalahan, lihat informasi detail kendaraan seperti merk,tipe, tahun dan bahakan kalau perlu sertakan nomor VIN.

Ada masalah dengan mobil Anda...??  

Butuh Bantuan...???  

Silahkan hubungi kami..!!

www.montirpro.com  08111857333