SISTEM
PENGAPIAN
|
Pada motor bensin,
campuran udara dan bahan bakar dan udara yang dikompresikan didalam silinder
harus dibakar untuk mengjasilkan tenaga. DA;am hal ini proses pembakaran
dilakukan oleh system pengapian, yang berfungsi untuk membakar campuran udara
dan bahan bakar pada akhir langkah kompresi.
KOMPONEN SISTEM PENGAPIAN
1. Baterai
2. Sekering
( fuse )
3. Kunci
kontak ( switch )
4. External
resistor
5. Ignition
coil
6. Distributor
7. Busi
8. Kabel
tegangan tinggi
sekring
sekring
1. BATERAI
Baterai
adalah komponen yang berfungsi untuk mensuplai tenaga listrik pada system
pengapian. Baterai merupakan suatu
komponen elektrokimia yang menghasilkan tegangan dan menyalurkannya ke
rangkaian listrik. Baterai tidak menyimpan listrik, tetapi menampung zat kimia
yang dapat menghasilkan energilistrik. Dua bahan timah yang berbeda berada di
dalam asam yang bereaksi untuk menghasilkan tekanan listrik yang disebut
tegangan. Reaksi elektrokimia ini mengubah energi kimia menjadi energi listrik.
Syarat-syarat
yang harus dimilki baterai untuk baterai adalah ukurannya harus kecil, ringan dan
tahan lama, tahan terhadap gunjangan dan mudah dikontrol, mempunyai
kapasitas
yang besar dan harganya cukup murah, baterai harus bisa mensuplai arus
listrik
ke seluruh peralatan listrik yang ada pada kendaraan. Apabila alternator
mengalamai
kerusakan, baterai harus bisa dipakai sebagai sumber listrik pada saat
kendaraan
melaju. Baterai harus dapat mengatur kesimbangan antara output dari
alternator
dan beban pemakaian. Namun begitu, baterai bukanlah sumber utama untuk
peralatan listrik yang ada pada kendaraan.
Tipe Baterai
Tipe ataupun jenis baterai antara
lain:
1. Baterai tipe timah-asam (lead
acid). Pada baterai tipe ini suatu logam (timah)
direndam
dalam suatu larutan elektrolit. Tegangan atau energi listrik dihasilkan
dari
reaksi kimia antara logam dan larutan elektrolitnya.
2. Baterai berventilasi. Pada
baterai ini, terdapat tutup ventilasi yang dapat dibuka
untuk
mengecek elektrolit atau untuk menambahkan air suling jika diperlukan
untuk
mengembalikan kondisinya. Tutup ini juga berfungsi untuk mengeluarkan
gas
hidrogen yang dihasilkan selama proses pengisian.
3. Baterai rapat (sealed
baterai). Baterai ini menggunakan juga timah-asam tetapi
tidak
mempunyai tutup yang dapat dilepas untuk mengecek elektrolit atau
menambah
elektrolit. Pada beberapa tipe baterai ini, mempunyai mata kecil untuk
menunjukkan
tingkat isi dari baterai.
4. Baterai bebas perawatan. Pada
baterai jenis ini larutan elektrolit tidak dapat
ditambahkan
sehingga tidak diperlukan perawatan baterai secara khusus.
Konstruksi
Baterai
1. Kotak
baterai. Bagian ini berfungsi sebagai penampung dan pelindung bagi
semua komponen baterai yang ada di
dalamnya, dan memberikan ruang untuk
endapan-endapan baterai pada bagian
bawah.
2.
Tutup
baterai. Bagian ini secara permanen menutup bagian atas baterai, tempat dudukan
terminal-terminal baterai, lubang ventilasi, dan untuk perawatan baterai
seperti pengecekan larutan elektrolit atau penambahan air.
3. Plat baterai. Plat positif dan plat negatif
mempunyai grid yang terbuat dari
antimoni dan paduan timah. Plat positif
terbuat dari bahan antimoni yang dilapisi
dengan lapisan aktif oksida timah (lead
dioxide, PbO2) yang berwarna coklat dan
plat negatif terbuat dari sponge lead
(Pb) yang berwarna abu-abu.
4. Separator atau penyekat. Penyekat yang berpori
ini ditempatkan di antara plat
positif dan plat negatif. Pori-pori yang
terdapat pada penyekat tersebut
memungkinkan larutan elektrolit
melewatinya. Bagian ini juga berfungsi mencegah hubungan singkat antar plat.
5. Sel adalah unit plat positif dan plat negatif
yang dibatasi oleh penyekat di antara
kedua plat posotif dan negatif disebut
dengan sel atau elemen. Sel-sel baterai
dihubungkan secara seri satu dengan
lainnya, sehingga jumlah sel baterai akan
menentukan besarnya tegangan baterai
yang dihasilkan. Satu buah sel di dalam
baterai menghasilkan tegangan kira-kira
sebesar 2,1 volt, sehingga untuk baterai
12 V akan mempunyai 6 sel.
6. Penghubung sel (cell connector)
merupakan plat logam yang dihubungkan
dengan plat-plat baterai. Plat
penghubung ini untuk setiap sel ada dua buah , yaitu untuk plat positif dan
plat negatif. Penghubung sel pada plat positif dan negatif disambungkan secara
seri untuk semua sel.
7. Pemisah sel (cell
partition). Ini merupakan bagian dari kotak baterai yang memisahkan tiap sel.
8. Terminal
baterai. Ada dua terminal pada baterai, yaitu terminal positif dan terminal
negatif yang terdapat pada bagian atas
baterai. Saat terpasang pada kendaraan,
terminal-terminal ini dihubungkan dengan
kabel besar positif (ke terminal positif
baterai) dan kabel massa (ke terminal
negatif baterai).
9. Tutup
ventilasi. Komponen ini terdapat pada baterai basah untuk menambah atau
memeriksa air baterai. Lubang ventilasi
berfungsi untuk membuang gas hidrogen
yang dihasilkan saat terjadi proses
pengisian.
10. Larutan
elektrolit, yaitu cairan pada baterai merupakan campuran antara asam
sulfat (H2SO4) dan air (H2O). Secara
kimia, campuran tersebut bereaksi dengan
bahan aktif pada plat baterai untuk
menghasilkan listrik. Baterai yang terisi penuh
mempunyai kadar 36% asam sulfat dan 64%
air. Dengan campuran 36% asam dan 64% air, maka berat jenis larutan elektrolit
pada baterai sekitar 1,270.
3. FUSE
/ SEKERING
Sekering adalah komponen
kelistrikan yang berguna untuk menjaga komponen - komponen kelistrikan lainnya
dari kerusakan yang disebabkan karena arus listrik yang berlebihan . Kapasitas
sekering biasanya tertera pada bagian luar dari sekering tersebut. Apabila arus
listrik yang mengalir dalam sekering melebihi kapasitas kemampuan sekering
tersebut, maka logam dalam sekering tersebut akan mencair sehingga
sekering akan memutuskan aliran listrik.
Cara menentukan besarnya kapasitas sekering yang digunakan dalam suatu instalasi kelistrikan adalah :
I = P : E
I = Kuat arus listrik ( Ampere )
P= Daya litrik ( watt )
E = Tegangan listrik ( volt)
Cara menentukan besarnya kapasitas sekering yang digunakan dalam suatu instalasi kelistrikan adalah :
I = P : E
I = Kuat arus listrik ( Ampere )
P= Daya litrik ( watt )
E = Tegangan listrik ( volt)
Untuk menghitung besarnya kapasitas sekering yang dipergunakan diperlukan faktor aman 2 kali dari hasil rumus di atas . Contoh :
daya lampu = 24 watt
tegangan baterai = 12 volt
Besar sekering yang diperlukan = ( 24 : 12 ) x 2 = 4 Ampere
Sekering yang digunakan pada otomotif terdiri atas 3 macam :
·
Sekering tabung ; sekering
ini berbentuk tabung kaca , namun memiliki kelemahan yaitu mudah pecah karena
ada bagian yang terbuat dari kaca.
·
Sekering model blade :
sekering inilah yang sekarang paling banyak digunakan pada kendaraan otomotif
keluaran terbaru, karena tidak mudah pecah di mana bahan pembungkus sekeringnya
terbuat dari plastik, serta memiliki kelebihan lainnya yaitu lebih ringan ,
bagian yang berhubungan lebih luas dan lebih tahan terhadap arus yang terputus
- putus.
·
Fusible link : adalah
sekering utama dari mobil yang dipasangkan antara termminal positir baterai dan
box sekering , jadi ini adalah sekering induk dari sebuah mobil ;. Sekering ini
terbuat dari sebuah kabel campuran tambaga.
4. KUNCI
KONTAK
5.
IGNITION COIL (KOIL PENGAPIAN)
Koil pengapian berfungsi mengubah daya baterai yang lemah
dan menjadikannya sebuah percikan yang cukup kuat untuk memicu's bahan bakar
terbakar.
Ada dua gulungan di kumparan pengapian. Gulungan dibedakan
sebagai primer dan sekunder.
Koil pengapian biasanya dilengkapi dengan resistor yang dihubungkan seri dengan kumparan primer koil. Ada dua macam koil yang dilengkapi dengan resistor,yaitu koil dengan resistor yang terpasang di luar (external resistor) dan koil dengan resistor di dalam (internal resistor). Koil dengan resistor di luar mempunyai tiga terminal, yaitu terminal positif, terminal negatif, dan terminal tegangan tinggi (terminal sekunder). Koil dengan resistor di dalam mempunyai empat terminal, yaitu terminal B,terminal positif, terminal negatif dan terminal tegangan tinggi
Besarnya
resistansi pada rangkaian primer koil adalah 3 ohm, terdiri dari 1,5
ohm
nilai resistansi resistor luar dan 1,5 ohm dari kumparan primernya. Jika
tegangan
baterai
12 V, maka arus maksimum yang dapat mengalir ke kumparan primer koil
adalah
I = V/R = 12/3 = 4 A. Jika tidak dipasang resistor pada koil, maka jumlah
kumparan
primer koil harus lebih banyak untuk memenuhi tahanan 3 ohm. Jumlah
kumparan
yang banyak akan menyebabkan tegangan induksi diri yang lebih tinggi
atau
dapat menyebabkan terjadinya gaya lawan elektromotif yang lebih besar yang
arahnya
melawan aliran arus dari baterai ke koil sehingga dapat menyebabkan
pencapaian arus
maksimum pada koil makin lambat
-
Ignition koil tanpa resistor
A. Putaran
rendah
1. Waktu
tertutup platina lebih lama
2. Arus
yang megalir kr kumparan primer cukup mesti ada self induction
3. Tegangan
tinggi pada kumparan sekunder tetap
B. Putaran
tinggi
1. Waktu
tertutup platina lebih cepat
2. Arus
yang mengalir kekumparan primer berkurang
3. Tegangan
tinggi pada kumparan sekunder menurun
-
Ignition koil dengan pengapian
A. Putaran
rendah
1. Waktu
tertutup platina lebih lama
2. Arus
yang megalir kr kumparan primer cukup mesti ada self induction
3. Tegangan
tinggi pada kumparan sekunder tetap
B. Putaran
tinggi
1. Waktu
menutup platina lebih cepat
2. Karena
harga tahanan primer lebih kecil, arus yang mengalir masih cukup untuk
membentuk kemagnetan
3. Tegangan
tinggi yang dihasilkan kumparan sekunder tetap besar
Pada
saat mesin start , arus dari baterai lebih banyak ke motor starter , sehingga
tegangan baterai akan drop dan mengurangi arus yang mengalir kr kumparan
primer. Akibatnya tegangan tinggi pada kumparan sekunder berkurang dan bung a
api pada busi lemah, mesin sulit hidup.
Guna
mencegah itu terjadi, saat posisi start arus yang mengalir kekumparana primer
di by pass langsung tanpa melewati resistan, sehingga arus yang mengalir kr
kumparan primer mencukupi.
6. DISTRIBUTOR
Distributor pada sistem pengapian
berfungsi untuk mendistribusikan atau
membagi-bagikan tegangan tinggi
yang dihasilkan oleh koil ke tiap-tiap busi sesuai
dengan
urutan penyalaan (firing order).
yang ada pada distributor
tersebut. Bagian-bagian tersebut meliputi :
1) bagian pemutus
arus primer koil yaitu kontak
pemutus (breaker point) pada sistem pengapian
konvensional atau pembangkit
pulsa dan transistor di dalam igniter pada sistem
pengapian elektronik dan
kondensor
2) bagian pembagi arus
3) bagian pemajuan saat pengapian (ignition
timing advancer),
1.
Bagian pemutus arus
Bagian-bagian
1. Kam distributor 6. Sekrup pengikat
2. Kontak tetap ( wolfram ) 7.
Tumit ebonit
3. Kontak lepas ( wolfram ) 8.
Kabel ( dari koil - )
4. Pegas kontak pemutus 9. Alur penyetel
5. Lengan kontak pemutus
Jalan
Arus Pada Kontak Pemutus
Kemampuan suatu kondensor dinyayakan dengan besarnta
kapasitas. Untuk Daihatsu besarnya kapasitas kondensor dapat ditentukan melalui
warna kabel yang digunakan, table dibawah ini adalah contohnya:
Warna kabel
|
Kapasitas kondensor
|
Hijau
|
0,18 uf
|
Kuning
|
0,22 uf
|
Biru
|
0,25 uf
|
Putih
|
0,27 uf
|
Bagian
Pemaju Pengapian
1.
Sentrifugal
advancer
Sebelum bekerja:
-
Pemberat/ bandul belum mengembang
-
Cam plate belum tertekan
-
Salah satu pegas pembalik masih longgar
Saat bekerja :
-
Pemberat/ bandul centrifugal mulai
mengembang sampai maksimum
-
Cam plate mulai tertekan
-
Tejadi sudut pemajuan pengapian maksimal
-
Kedua pegas pengembali bekerja
2.
Vacuum
advancer
Vaccum
advancer berfungsi untuk memajukan pengapian sesuai dengan besarnya beban
mesin/ posisi katup gas. Mekanisme pemajuannya adalah dengan menggerakan
breaker plate dengan memanfaatkan kevacuman di intake manifold.
Cara kerja:
a. Vacuum
advance belum bekerja.
Kevacuuman pada intake manifold
masih rendah, sehingga diafragma/ membrane belum terhisap oleh kevacuuman.
b. Vacuum
advance bekerja
Kevacuuman pada intake manifold
tinggi, sehingga dafragma/ membran terhisap, dan batang kait tertarik dan
menggeser dudukan platina (breaker plate), akibatnya pembukaan platina
dipercepat.
BAGAIMANA
PROSES TERJADINYA PENGAPIAN?
BUSI
( SPARK PLUG )
Busi memiliki dua fungsi utama:1. Memberikan pengapian pada campuran bahan bakar dan udara pada mesin
2. Mentransfer panas dari ruang bakar mesin
Untuk dapat memberikan pengapian, maka busi harus dialiri mendapatkan voltage listrik yang memadai dari sistem pengapian agar percikan api dapat tercipta pada gap busi. Hal ini dinamakan “electrical performance”.
Suhu pada ujung busi harus cukup rendah untuk mencegah terjadinya pre-ignition, tapi cukup tinggi untuk menghindari fouling. Hal ini dinamakan thermal performance, dan ditentukan oleh rentang panas yang dipilih.
Busi dikatakan foul ketika insulator pada ujung busi terlapisi oleh bahan luar seperti bahan bakar, oli atau karbon.
BAGIAN-BAGIAN BUSI
1. Terminal
Bagian atas busi, berupa terminal yang dihubungkan ke sistem pengapian.
2. Insulator
Bagian utama dari insulator terbuat dari porselen (porcelain). Fungsi utamanya adalah untuk memberikan dukukan mekanis terhadap elektroda tengah, selain menginsulasi listrik tegangan tinggi.
3. Ribs
Dengan memperpanjang permukaan antara terminal tegangan tinggi dan metal case yang dibumikan (grounded) dari busi, maka bentuk fisik dari rib memberkan fungsi untuk meningkatkan insulasi listrik dan mencegah kebocoran energi listrik sepanjang permukaan insulator, dari terminak ke metal case.
4. Insulator tip
Ujung insulator, merupakan bagian dari metal body yang masuk ke dalam ruang bakar mesin, yang harus dapat menahan temperatur tinggi dan menjaga insulasi elektrik. Untuk mencegah elektroda kepanasan, maka bagian ini harus memiliki konduktifitas panas yang baik. Karena insulator porcelain tidak mencukupi, maka digunakan sintered alumunium oxide yang mempau bertahan pada suhu 650°C dan listrik 60,000 V.
Kompoisisi dan panjang dari insulator menentukan rentang panas dari busi. Insulator pendek disebut busi dingin, sementara insulator yang diperpanjang ke betal body disebut busi panas.
Berdasar kemampuan mentransfer panas, busi dibagi dalam dua tipe yaitu:
Busi Panas
Busi tipe panas adalah busi yang lebih lambat untuk mentransfer panas yang diterima. Cepat mencapai temperatur kerja yang optimal namun jika untuk pemakaian yang berat bisa terbakar. Biasa digunakan pada motor-motor standard untuk penggunaan jarak dekat.
Busi Dingin
Busi tipe dingin lebih mudah mentransfer panas ke bagian head cylinder. Biasanya digunakan untuk penggunaan yang lebih berat misalnya untuk balap atau pemakaian jarak jauh karena sifatnya yang mudah dalam pendinginan.
Masing-masing produsen busi menerapkan nilai rating panas yang berbeda. NGK memberikan rating panas sampai dingin dengan nilai dari 2 ~ 11, Denso menetapkan rating dari 9 ~ 37 sedangkan Champion memberikan rating dari 1 ~ 25. Pada umumnya, pabrikan sepeda motor menggunakan busi dengan tipe medium misalkan untuk merk NGK menggunakan rating 6, 7 atau 8 dan untuk merk Denso menggunakan rating 22 atau 24 karena penggunaan oleh konsumen yang bervariasi.
Seals
Seal ini mencegah kebocoran dari ruang bakar mesin.
Metal case
Metal case menanggung torque ketika memasangkan busi ke mesin, berfungsi untuk mengarik panas dari insulator dan menyalurkannya ke kepala cylinder, juga berfungsi sebagai ground bagi spark melalui center electrode ke side electrode. Karena fungsinya sebagai ground, maka metal case ini dapat berbahaya jika disentuh dalam kondisi pengapian.
Center electrode
Center electorde terhubung ke terminal melalui kabel internal dan serangkaian tahanan keramisk untuk mengurangi emisi gangguan radio yang dihasilkan dari pengapian. Ujungnya dapat terbuat dari kombinasi copper, nickel-iron, chromium, atau metal bernilai tinggi.
Side electrode, atau ground electrode
Side electrode terbuah dari nickel steel dan di patrikan di sisi metal case.
GAP BUSI
Busi biasanya didesain untuk memiliki jarak (gap) yang dapat disesuaikan oleh teknisi pemasang busi, dengan metode pembengkokan ground electrode, baik membuatnya mendekat atau menjauh dari center electrode. Setiap mesin akan membutuhkan gap yang berbeda. Biasanya sebuah mesin automobile akan memiliki gap 0.045″-0.070″ (1.2-1.8mm).
Jika salah menyetel gap, maka mesin dapat berjalan buruk, atau tidak berjalan sama sekali. Gap yang terlalu sempit akan menyebabkan pengapian terlalu kecil dan lemah untuk secara efektif membakar bahan bakar, sementara gap yang terlalu renggang akan menghalangi terjadinya pengapian. Hal ini biasanya tidak langsung terasa, tetapi akan terlihat dari berkurangnya kinerja mesin dan efisiesnsi bahan bakar.
Kekurangan : pengapian mungkin terlalu lemah atau kecil untuk membakar bahan bakar
Keuntungan : Busi selalu memercikan api pada setiap putaran mesin
Gap renggang :
Kekurangan : pengapian mungkin tidak terjadi pada kecepatan tinggi
Keuntungan : Pengapian kuat untuk pembakaran sempurna
KLASIFIKASI TIPE BUSI
Klasifikasi busi biasanya didasarkan oleh faktor-faktor sbb:
1. Jarak antara electroda tengah dengan insulator (ukuran volume gas). Busi tipe panas mempunyai volume yang lebih besar.
2. Konduktifitas thermal insulator dan electroda
3. Konstruksi electroda
4. Dimensi gap pada ujung electroda
MEMILIH BUSI
Pemilihan tipe busi yang sesuai didasarkan pada:
* Campuran bahan bakar yang digunakan
* Perbandingan kompresi.
* Ignition timing (waktu pengapian)
* Kualitas bahan bakar dan kadar oktannya.
* Kondisi pemakaian seperti untuk balap atau pemakaian sehari-hari
* Pola ulir pada kepala busi.
Berdasarkan keterangan diatas, maka penggantian
busi dengan tipe yang berbeda dari spesifikasi standard harus disesuaikan. Tipe
busi dapat diketahui dari kode yang terdapat pada sisi insulator.
Dicontohkan satu kode busi sbb:BPR5ES-11 (NGK)
B : menandakan diameter ulir busi (B ~ 14 mm)
P : menunjukkan tipe insulator
R : tipe busi dengan resistor
5 : tingkat panas busi ( jika nilainya semakin besar berarti bertipe lebih dingin )
E : panjang ulir (19 mm)
S : tipe pengggunaan busi (S berarti standard)
-11 : Gap / celah busi yang direkomendasikan ( gap 1,1 mm)
W24ES-U (Denso)
W : menandakan diameter ulir busi (W ~ 14 mm)
24 : tingkat panas busi ( jika nilainya semakin besar berarti bertipe lebih dingin )
E : panjang ulir (19 mm)
S : tipe pengggunaan busi (S berarti standard)
U : konfigurasi gap busi
Untuk sepeda motor yang masih dalam masa garansi, diharuskan untuk menggunakan standard yang tertera pada data spesifikasi (owners manual)
MEMBACA KODE BUSI
Masing-masing busi memiliki kode. Cara membacanya bisa dilihat
TIPS
Penggunaan busi tidak hanya sebagai pembakar besin, tapi juga sebagai jendela mesin dan dapat digunakan sebagai alat diagnosa. Seperti termometer, busi akan memperlihatkan gejala-gejala kondisi mesin. Seorang teknisi yang berpengalaman akan mampu menganalisa kondisi busi untuk mencari akar masalah mesin. Bentuk-bentuk diagnosa kesalahan yang dapat terjadi pada busi dapat dilihat di gambar dibawah ini:
MASALAH-MASALAH PADA BUSI
CARA
KERJA SISTEM PENGAPIAN KONVENSIONAL
Secara
sederhana rangkaian system pengapian digambarkan sebagai berikut:
Cara
kerjanya adalah sebagai berikut:
Saat kunci kontak on, kontak
pemutus tertutup, arus dari terminal positif baterai
mengalir ke kunci kontak (lihat
gambar (a) di atas), ke terminal positif (+) koil, ke terminal
negatif (-) koil, ke kontak
pemutus, kemudian ke massa. Aliran arus ke kumparan primer
koil menyebabkan terjadinya
kemagnetan pada coil (gambar (b)).
Jika kontak pemutus terbuka, arus
yang mengalir ke kumparan primer seperti
dijelaskan di atas terputus
dengan tiba-tiba. Akibatnya kemagnetan di sekitar koil
hilang / drop dengan cepat
sehingga terjadi tegangan induksi.
Karena saat kontak pemutus
terbuka arus listrik terputus, maka
medan magnet pada koil hilang dengan
cepat atau terjadi perubahan garis-garis gaya
magnet dengan cepat sehingga pada
kumparan sekunder terjadi induksi tegangan.
Pada kumparan primer juga terjadi
tegangan induksi. Tegangan induksi pada
kumparan sekunder disebut dengan
tegangan induksi mutual sedangkan pada
kumparan primer disebut tegangan
induksi diri.
Tegangan tinggi pada kumparan
sekunder (10000 V atau lebih) disalurkan ke
distributor melalui kabel
tegangan tinggi dan dari distributor diteruskan ke tiap-tiap busi
sesuai dengan urutan penyalaannya
sehingga pada busi terjadi loncatan api pada
busi.
PENGAPIAN ELEKTRONIK
Sistem Pengapian Elektronik
Sistem pengapian ini
memanfaatkan transistor untuk memutus dan
mengalirkan arus primer
koil. Jika pada sistem pengapian konvensional pemutusan
arus primer koil dilakukan
secara mekanis dengan membuka dan menutup kontak
pemutus, maka pada sistem
pengapian elektronik pemutusan arus primer koil
dilakukan secara
elektronis melalui suatu power transistor yang difungsikan sebagai
saklar (switching transistor)
Sistem Pengapian Semi Elektronik
Sistem pengapian semi
elektronik adalah sistem pengapian yang proses
pemutusan arus primer koil
menggunakan transistor, tetapi masih menggunakan
kontak pemutus sebagai
pengontrol kerja transistor. Pada sistem ini kontak pemutus
hanya dilewati arus yang
sangat kecil sehingga tidak terjadi percikan api pada kontakkontaknya
dan efek baiknya adalah
kontak pemutus awet dan tidak cepat aus. Kontak
pemutus ini hanya
digunakan untuk mengalirkan arus basis pada transistor yang
sangat kecil jika
dibandingkan dengan langsung digunakan untuk memutus arus
primer koil seperti pada
sistem pengapian konvnesional.
Kerja sistem tersebut
adalah sebagai berikut. Perhatikan gambar (c) di atas.
Apabila kontak pemutus tertutup,
maka arus dari positif baterai mengalir ke kaki emitor
E transistor, ke kaki
basis B, ke kontak pemutus, kemudian ke massa. Aliran arus ke
kaki basis ini menyebabkan
transistor ON sehingga kaki emitor dan kolektor dari
transistor terhubung.
ON-nya transistor ini menyebabkan arus mengalir juga
(perhatikan gambar di
bawah) dari baterai ke kaki emitor E, ke kaki kolektor C, ke
kumparan primer koil,
kemudian ke massa. Aliran arus ini menyebabkan terjadinya
medan megnet pada koil.
Cam selalu berputar pada
saat mesin hidup, sehingga pada saat tertentu cam
akan mendorong kontak
pemutus. Dorongan cam ini menyebabkan kontak terbuka
dan arus primer koil
dengan cepat terhenti sehingga medan magnet yang tadi
terbentuk dengan cepat
hilang. Perubahan garis-garis gaya magnet yang sangat cepat
ini menyebabkan terjadinya
tegangan tinggi pada kumparan sekunder koil yang
kemudian diteruskan ke
busi melalui distributor. Dengan demikian pada elektroda busi
akan terjadi percikan
bunga api yang digunakan untuk membakar campuran udara
bahan bakar di dalam ruang
bakar.
c.
Sistem
Pengapian Full Transistor.
Sistem pengapian full transistor menggunakan transistor untuk memutus
dan menghubungkan arus pada kumparan primer koil pengapian. Sedangkan
untuk menghidupkan dan mematikan transistor menggunakan signal rotor dan
generator yang cara kerjanya dengan induksi listrik. Ada juga yang untuk
mematikan dan menghidupkan transistor ini dengan menggunakan sensor infra
merah.
Sistem pengapian full transistor menggunakan transistor untuk memutus
dan menghubungkan arus pada kumparan primer koil pengapian. Sedangkan
untuk menghidupkan dan mematikan transistor menggunakan signal rotor dan
generator yang cara kerjanya dengan induksi listrik. Ada juga yang untuk
mematikan dan menghidupkan transistor ini dengan menggunakan sensor infra
merah.
d. Integrated Ignition Assembly ( IIA )
Sistem pengapian ini menggunakan sistem pengapian full transistor hanya saja
keunggulannya adalah koil pengapian disatukan didalam distributor sehingga
dari segi konstruksi lebih kompak dan praktis.
e. Electronic Spark Advancer ( ESA )
Sistem pengapian ini juga menggunakan sistem pengapian full transistor
seperti pada IIA , keunggulannya adalah mekanisme pemajuan saat pengapian
tidak lagi di kontrol secara mekanik tetapi dikontrol menggunakan komputer
sehingga pemajuan saat pengapian lebih akurat baik berdasar putaran mesin
ataupun beban mesin.
Sistem pengapian ini juga menggunakan sistem pengapian full transistor
seperti pada IIA , keunggulannya adalah mekanisme pemajuan saat pengapian
tidak lagi di kontrol secara mekanik tetapi dikontrol menggunakan komputer
sehingga pemajuan saat pengapian lebih akurat baik berdasar putaran mesin
ataupun beban mesin.
f. Distributor Less Ignition ( DLI )
Sesuai namanya sistem ini tidak lagi menggunakan distributor. Sistem ini
menggunakan sebuah koil untuk dua buah busi. Pengaturan arus yang masuk
ke kumparan primer dikontrol langsung oleh komputer. Keunggulan sistem ini
adalah koil pengapian dapat ditempatkan dekat dengan busi sehingga kabel
tegangan tinggi dapat diperpendek, selain sistem ini tidak memerlukan
penyetelan-penyetelan seperti pada sistem yang lain. ( Fundamental of
Electricity Step 2, 1996 : 44 )
g. Sistem Pengapian IIA.
Sistem pengapian full transistor yang dikembangkan untuk menghapuskan
perlunya pemeliharaan berkala seperti pada sistem pengapian konvensional, yang
pada akhirnya mengurangi biaya pemeliharaan bagi pemakai. Pada sistem
pengapian transistor, signal generator dipasang didalam distributor untuk
menggantikan breaker point dan cam. Signal generator membangkitkan tegangan
untuk mengaktifkan transistor pada igniter untuk memutus arus primer pada koil
pengapian. Sedang pada IIA ( Integrated Ignition Assembly ) koil pengapian
terletak didalam distributor sehingga lebih praktis dan kompak.
1. Komponen Sistem Pengapian IIA Baterai.
Baterai adalah sebuah elemen kimia yang bekerja sedemikian rupa
sehingga mampu menyimpan arus listrik. Dalam sistem ini baterai berfungsi
sebagai penyuplai arus baik ke koil pengapian maupun ke igniter untuk
mengaktifkan power transistor.
Pemeriksaan kondisi baterai meliputi pemeriksaan tinggi elektrolit yaitu
berada diantara tanda upper dan lower . Jika berada dibawah tanda tersebut isi
dengan air suling sampai batas upper . Pemeriksaan lainnya adalah
pemeriksaan tegangan dan arus baterai dengan menggunakan multimeter
tester.
Spesifikasi baterai yang digunakan pada sistem pengapian IIA ditunjukkan
pada tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi baterai
Keterangan Spesifikasi
Tegangan baterai
Kapasitas baterai
12 volt
minimal 40 Ah
a. Distributor.
Distributor adalah komponen yang vital dalam sistem ini. Di dalam
distributor sistem ini terdapat beberapa komponen dan yang membedakan
sistem IIA ini adalah koil pengapian yang terletak didalam distributor.
Komponen komponen pada distributor adalah :
1. Rotor koil.
Berfungsi mendistribusikan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan
koil pengapian ke masing-masing silinder sesuai Firing Order ( urutan
penyalaan ).
2. Signal generator
Perbedaan utama pada sistem pengapian transistor dengan sistem
pengapian konvensional adalah pada signal generator dan igniter yang
menggantikan breaker point dan cam. Signal generator adalah semacam
generator arus bolak balik yang berfungsi untuk menghidupkan power
transistor didalam igniter untuk memutuskan arus primer pada koil pengapian
pada saat pengapian yang tepat.
Signal generator terdiri dari magnet permanen yang memberi garis gaya
magnet kepada pick up coil yang berfungsi untuk membangkitkan arus AC
dan signal rotor yang menginduksi tegangan AC didalam pick up coil sesuai
dengan saat pengapian. Signal rotor mempunyai gigi-gigi sebanyak jumlah
silinder. Pada Nissan twin cam jumlah gigi pada signal rotor berjumlah 4
buah sesuai jumlah silindernya.
Gambar 8. Konstruksi signal generator.
Garis gaya magnet dari magnet permanen mengalir dari signal rotor
melalui pick up coil. Celah udara antara rotor dan pick up coil menyebabkan
kepadatan garis gaya magnet berubah-ubah sehingga membangkitkan
tegangan pada pick up coil.
Saat gigi rotor berada pada posisi A , celah dengan pick up coil adalah
yang terbesar sehingga gaya magnetnya pun sangat lemah dan tidak ada
tegangan yang dibangkitkan. Pada posisi B perubahan garis gaya magnet
adalah yang terbesar dan gaya gerak listrik yang dihasilkan maksimum. Pada
posisi antara B dan C perubahan garis gaya magnet berkurang dan gaya listrik
yang dihasilkan juga berkurang.Karena gaya gerak listrik dalam pick up coil
diinduksikan dengan arah melawan perubahan garis gaya maka arah gaya
listrik terbalik pada saat gigi signal rotor mendekati pick up coil seperti
terlihat pada posisi B dan posisi D, dan pada posisi itulah tegangan yang
dihasilkan tertinggi dengan arah yang berkebalikan.
Pemeriksaan pada signal generator meliputi pemeriksaan celah udara dan
pemeriksaan tahanan pick up coil.
Spesifikasi signal generator sistem pengapian IIA ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Spesifikasi signal generator.
Keterangan Spesifikasi
Tahanan pick up coil
Celah udara
420-540 Ω
0,35-0,45 mm
3. Igniter.
Perubahan gaya listrik yang terjadi pada signal generator akan dideteksi
oleh igniter. Igniter adalah sebuah detektor yang terdiri dari detektor yang
berfungsi menerima signal dari signal generator, amplifier yang berfungsi
untuk menguatkan signal tersebut, dan power transistor yang akan memutus
dan menghubungkan arus primer pada koil pengapian sesuai signal yang
diterima dari signal rotor.Igniter juga dilengkapi Dwell control yang berfungsi
untuk mengatur lamanya arus yang masuk ke kumparan primer pada koil
pengapian. Igniter juga dilengkapi dengan sirkuit pembatas arus yaitu untuk
membatasi arus maksimum pada kumparan primer yang disebut Current
limiting circuit.
4. Sentrifugal advancer.
Berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai putaran mesin, yaitu
saat putaran mesin naik maka sentrifugal akan menggeser base plate untuk
memajukan saat pengapian.
Pemeriksaan komponen pada sentrifugal dapat dilakukan dengan cara
menghidupkan mesin, lepas vacuum hose dan sumbat vacuum hose tersebut.
Naikkan putaran mesin dan periksa saat pengapian dengan timing light apakah
terjadi pemajuan saat pengapian sesuai pertambahan putaran mesin, jika tidak
terjadi pemajuan saat pengapian maka lepas distributor dan periksa dan
gantilah sentrifugal spring.
5. Vacuum advancer.
Berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai beban mesin, yaitu saat
kevakuman dalam karburator naik maka tekanan dalam diafragma bertambah
dan menekan spring serta controler rod sehingga akan menggeser base plate
untuk memajukan saat pengapian.
Pemeriksaan vacuum advancer dapat dilakukan dengan cara
menghidupkan mesin, hubungkan vacuum pump ke nipple dan tambahkan
vacuum pada vacuum pump secara bertahap dan periksa apakah terdapat
pemajuan saat pengapian sesuai penambahan vacuum pada vacuum pump. Jika
tidak terjadi pemajuan saat pengapian kemungkinan besar terjadi gangguan
pada diafragma atau pada spring. Untuk kerusakan tersebut lepaskan ditributor
dan gantilah komponen yang mengalami gangguan.
6. Koil Pengapian.
Berfungsi untuk menaikkan tegangan baterai dari 12 volt menjadi ±12 kV
agar mampu menjadi percikan bunga api pada elektroda busi.
Pemeriksaan pada koil pengapian meliputi pemeriksaan tahanan kumparan
primer dan tahanan kumparan sekunder.Spesifikasi koil pengapian sistem
pengapian IIA ditunjukkan pada tabel 3.
Tabel 3. Spesifikasi koil pengapian.
Keterangan Spesifikasi
Tahanan kumparan primer
Tahanan kumparan sekunder
0,9-1,2 Ω
20-29 kΩ
b. Kabel Tegangan Tinggi.
Kabel tegangan tinggi berfungsi untuk menyalurkan arus listrik tegangan
tinggi dari distributor ke busi.
Pemeriksaan pada kabel tegangan tinggi meliputi pemeriksaan cap
terhadap keretakan dan pemeriksaan tahanan kabel tegangan tinggi.
Spesifikasi tahanan kabel tegangan tinggi sistem pengapian IIA ditunjukkan
pada tabel 4.
Tabel 4. Spesifikasi tahanan kabel tegangan tinggi.
No 1 No 2 No 3 No 4
± 11,4 kΩ ±9,0 kΩ ±8,8 kΩ ±6,4 kΩ
c. Kondensor.
Kondensor berfungsi untuk menyimpan sementara arus listrik kumparan
primer pada saat terjadi self induction sewaktu terjadi pemutusan arus primer.
Pemutusan arus primer secara tiba-tiba menyebabkan efek self induction
sehingga tegangan primer naik, untuk itulah digunakan kondensor untuk
menyimpan sementara arus tersebut dan melepaskannya saat arus primer
terhubung kembali.
Spesifikasi kapasitas kondensor sistem pengapian IIA adalah 0,5 μF.
d. Busi.
Busi berfungsi untuk membuat loncatan bunga api dari tegangan tinggi
yang dihasilkan oleh koil pengapian.
Pemeriksaan pada busi meliputi pemeriksaan keausan pada elektroda busi,
pemeriksaan elektroda terhadap endapan karbon, dan pemeriksaan insulator
porselen dari keretakan. Spesifikasi busi yang digunakan pada sistem
pengapian IIA ditunjukkan pada tabel 5.
Tabel 5. Spesifikasi busi.
Pabrik Pembuat Tipe Busi
NGK
Nippon Denso
Champion
BP6ES
W20EP
N9YC
Spesifikasi celah busi adalah : 0,7-0,8 mm.
2. Prinsip Kerja Sistem Pengapian IIA
Aliran arus saat sistem pengapian ini bekerja sangat kompleks, terutama
aliran arus pada igniter. Oleh karena itu rangkaian igniter pada gambar berikut ini
akan disederhanakan pada kerja power transistor.
a. Mesin Mati.
Saat kunci kontak ON maka tegangan dialirkan ke titik P. Tegangan pada
titik P berada dibawah tegangan basis yang diperlukan untuk mengaktifkan
transistor melalui pengatur tegangan R1 dan R2, akibatnya transistor akan
tetap OFF selama mesin mati, dan tidak ada arus yang mengalir ke kumparan
primer koil pengapian. ( Fundamental of Electricity Step 2, 1996 : 38 )
b. Mesin Hidup ( Pick up coil menghasilkan tegangan positif )
Saat mesin dihidupkan maka signal rotor pada distributor akan berputar,
dan menghasilkan tegangan AC dalam pick up coil. Bila tegangan yang
dihasilkan adalah positif tegangan ini ditambahkan dengan tegangan dari
batere yang dialirkan ke titik P untuk menaikkan tegangan pada titik Q diatas
tegangan kerja transistor, dan transistor ON. Akibatnya arus primer koil akan
mengalir melalui C ke E. ( Fundamental of Electricity Step 2, 1996 : 38 )
c. Mesin Hidup ( Pick up coil menghasilkan tegangan negatif )
Bila tegangan AC yang dihasilkan dalam pick up coil adalah negatif,
tegangan ini ditambahkan pada tegangan titik P sehingga tegangan pada titik
Q turun dibawah tegangan kerja transistor dan transistor OFF. Akibatnya arus
primer koil terputus dan tegangan tinggi diinduksi pada kumparan sekunder
koil pengapian. ( Fundamental of Electricity Step 2, 1996 : 39 )
d. Diagram Sirkuit Pengapian IIA.
Rangkaian kelistrikan sistem pengapian IIA dapat digambarkan sebagai
berikut:
C. Trouble Shooting Sistem Pengapian IIA
Gangguan pada sistem pengapian dapat diatasi dengan cepat jika telah
diketahui penyebab dari gangguan tersebut. Oleh karena itu jika terjadi gangguan,
langkah pertama yang harus dilakukan adalah mengkonsentrasikan perhatian pada
gejala gangguan. Jika penyebab gangguan telah diketahui maka dapat diambil
tindakan yang tepat untuk mengatasinya.
Pemeriksaan pada sistem dengan urutan mulai dari yang terkuat
kemungkinannya sebagai penyebab dapat mempersingkat waktu yang dibutuhkan
dalam mendapatkan penyebab gangguan tersebut. Jika tidak ditemukan gangguan
pada sistem pengapian maka barulah dicari penyebabnya pada sistem yang lain.
Dari pengalaman selama pengerjaan proyek akhir, setelah melakukan observasi
selama praktik industri, dan dari tanya jawab selama menyelesaikan proyek akhir,
gangguan yang sering terjadi pada sistem pengapian IIA adalah:
1. Mesin sulit distart.
Kemungkinan penyebabnya adalah:
a. Tegangan baterai lemah.
b. Kabel tegangan tinggi putus.
c. Busi aus.
d. Koil pengapian lemah.
e. Igniter rusak.
Cara mengatasinya adalah:
a. Periksa tegangan batere saat distart, jika tegangannya dibawah 8 volt saat
distart, charge atau ganti baterai.
b. Periksa tahanan kabel tegangan tinggi, jika tidak sesuai spesifikasi ganti.
c. Periksa kondisi busi dari keausan elektroda, kotoran, atau celah yang tidak
tepat.
d. Periksa tahanan primer dan sekunder koil pengapian, jika tidak sesuai nilai
standar ganti.
e. Pemeriksaan igniter sulit dilakukan, jadi untuk mengetahui apakah sebuah
igniter masih bagus atau tidak caranya dengan mencoba dengan igniter
yang lain.
2. Mesin pincang.
Kemungkinan penyebabnya adalah:
a. Salah satu kabel tegangan tinggi ada yang putus.
b. Salah satu busi ada yang mati.
Cara mengatasinya adalah:
a. Hidupkan mesin dan cabut salah satu kabel tegangan tinggi, jika terdapat
perubahan kondisi mesin maka kabel tersebut masih bagus, tetapi jika
setelah dicabut tidak terdapat perubahan pada kondisi mesin maka kabel
tersebut harus diperiksa.
b. Cara pemeriksaannya sama dengan point diatas, yaitu apabila setelah kabel
dicabut tidak terdapat perubahan pada kondisi mesin, maka periksa apakah
terdapat loncatan bunga api pada ujung kabel atau periksa tahanan kabel,
jika tahanannya sesuai maka cobalah dengan mengganti busi.
3. Akselerasi mesin lemah.
Kemungkinan penyebabnya adalah:
a. Saat pengapian tidak tepat.
b. Sentrifugal Advancer tidak bekerja.
c. Vacuum Advancer tidak bekerja.
Cara mengatasinya adalah:
a. Periksa saat pengapian sesuai prosedur yaitu dengan menggunakan timing
light pada putaran stasioner (±800 rpm) saat pengapian pada ± 8 º sebelum
TMA.
b. Hidupkan mesin, lepas dan sumbat vacuum hose dan naikkan putaran
mesin. Periksa apakah pertambahan timing sesuai pertambahan kecepatan.
Jika tidak sesuai lepaskan distributor dan ganti sentrifugal spring.
c. Hidupkan mesin dan biarkan pada putaran stasioner. Hubungkan vacuum
pump pada nipple dan tambahkan vacuum pump secara bertahap dan
periksa advance apakah sesuai dengan penambahan kevakuman. Jika tidak
terdapat perubahan maka gantilah diafragma.
4. Koil pengapian putus.
Kemungkinan penyebabnya adalah kapasitas kondensor yang menurun,
tetapi tidak terdeteksi secara dini dan akhirnya sampai kondensor tersebut
rusak. Kerusakan kondensor ini mengakibatkan penurunan kemampuan sistem
pengapian, jika hal ini dipaksakan maka akan menyebabkan kumparan primer
pada koil pengapian menjadi panas dikarenakan tidak ada penyerapan
tegangan induksi pada kumparan primer, dan akhirnya koil tersebut putus dan
tidak mampu menghasilkan tegangan tinggi.
Cara mengatasi gangguan ini adalah dengan penggantian koil pengapian
dan kondensornya. Sedangkan untuk mencegah agar hal tersebut tidak terjadi
adalah dengan melakukan pemeriksaan komponen apabila terjadi penurunan
kinerja mesin, dan jangan memaksakan menggunakan mesin yang mengalami
gangguan tersebut.
0 komentar:
Post a Comment