Sabtu, 21 Januari 2012

SISTIM PENGAPIAN ELEKTRONIK


SISTIM 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).

1.    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.






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.

2.    Sistem Pengapian Full Elektronik
Sistem pengapian full elektronik adalah pengembangan dari sistem pengapian semi transistor. Pada sistem pengapian semi transistor sinyal untuk memicu kerja transistor berasal dari kontak pemutus sedangkan pada sistem pengapian full transistor sinyal pemicu kerja transistor berasal dari sinyal generator yang menghasilkan tegangan ON dan OFF.






Rangkaian elektronik pada sistem pengapian ini terbagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian penghasil pulsa (pulse generator), bagian penguat pulsa (amplifier), dan bagian transistor daya yang berfungsi sebagai saklar. Generator pulsa berfungsi untuk menghasilkan sinyal tegangan untuk mengontrol kerja transistor. Sinyal tegangan ini biasanya dihasilkan dari beberapa macam, yaitu tipe induktif (medan magnet dan kumparan), tipe efek Hall (semikonduktor dan magnet), dan model infra merah atau model cahaya. Sinyal tegangan yang dihasilkan masih sangat lemah sehingga tidak bisa langsung dimanfaatkan untuk memicu kerja transistor sehingga perlu dikuatkan olah bagian penguat. Sinyal tegangan yang sudah kuat kemudian digunakan untuk memicu transistor sehingga dapat bekerja ON dan OFF untuk mengalirkan dan memutus arus primer koil.

A.  Tipe Induktif
Sistem pengapian dengan pembangkit pulsa model induktif terdiri dari penghasil pulsa, ignitier, koil, distributor dan komponen pelengkap lainnya. Sistem pembangkit pulsa induktif terdiri dari kumparan pembangkit pulsa (pick up coil), magnet permanen, dan rotor pengarah medan magnet. Secara sederhana rangkaian sistem pengapian ini digambarkan seperti skema berikut.








1)   Pada saat mesin mati
Pada saat kunci kontak ON arus mengalir menuju titik P. Besarnya tegangan pada titik ini (yang diatur oleh pembagi tegangan R1 dan R2) berada di bawah tegangan basis yang diperlukan untuk mengaktifkan transistor (melalui pick up coil). Hal ini menyebabkan transistor tidak aktif (OFF) selama engine mati sehingga tidak terjadi aliran arus pada kumparan primer koil.
2)   Pada saat mesin hidup
Saat mesin sudah hidup, rotor sinyal berputar (mendekati pick up coil) dan menyebabkan terjadinya pulsa tegangan AC pada pick up coil. Bila tegangan yang dihasilkan adalah positif, maka tegangan ini ditambahkan dengan tegangan yang terdapat pada titik P sehingga tegangan di titik Q naik dan besarnya melebihi tegangan basis transistor. Adanya arus basis ini menyebabkan transistor menjadi aktif (ON) sehingga kaki kolektor dan emitornya terhubung yang menyebabkan arus dari baterai mengalir ke kunci kontak, ke kumparan primer koil, ke kaki kolektor, ke emitor, kemudian ke massa. Aliran arus ke kumparan primer koil ini menyebabkan terjadinya medan magnet pada koil. Rotor selalu berputar, sehingga pada saat gigi rotor meninggalkan pick up coil terjadi tegangan AC dengan polaritas berbeda (negatif). Tegangan ini jika ditambahkan dengan tegangan yang terdapat dalam titik P menjadi tegangan yang besarnya di bawah tegangan kerja transistor. Akibatnya adalah transistor menjadi tidak aktif (OFF) dan antara kaki kolektor dan emitor transistor menjadi tidak terhubung. Hal ini menyebabkan aliran arus primer dengan cepat berhenti dan medan magnet pada koil dengan cepat berubah (collapse). Perubahan garis gaya magnet dengan cepat ini menyebabkan terjadinya tegangan induksi pada kumparan sekunder. Tegangan tinggi ini diteruskan ke distributor dan dibagikan ke tiap-tiap busi sesuai dengan urutan penyalaan (firing order).

B.     Tipe Half Effect
Pembangkit pulsa untuk mengaktifkan power transistor dengan model hall effect digambarkan sebagai berikut:











Apabila bahan semikonduktor dialiri arus listrik dari sisi kiri ke kanan dansemikonduktor tersebut berada dalam suatu medan magnet, maka pada arah tegak lurus terhadap aliran arus itu akan timbul tegangan yang disebut dengan tegangan Hall Vh (Hall adalah nama ilmuwan yang meneliti fenomena tersebut). Apabila medanmagnet yang berada di sekitar semikonduktor tersebut dihilangkan, maka tegangan yang tegak lurus terhadap aliran arus itu juga akan hilang. Pada gambar 9.45, medan magnet dihalangi oleh plat logam sehingga tidak melewati semi konduktor, dalam hal ini Vh = 0. Bila bilah logam dihilangkan, maka medan magnet dapat melewati semikonduktor dan Vh ≠ 0. Bila bilah logam itu secara teratur melintasi medan magnet maka pada tegangan Hall akan muncul dan hilang membentuk pulsa tegangan kotakkotak. Pulsa inilah yang digunakan untuk mentriger rangkaian transistor untuk memutus dan mengalirkan arus primer koil.
C.    Sistem Pengapian Model Iluminasi / Cahaya
Pada sistem pengapian iluminasi, cahaya dimanfaatkan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan phototransistor sehingga menghasilkan sinyal yang kemudian diperkuat oleh bagian amplifier untuk power transistor. Pada saat power transistor ON, arus mengalir melalui kumparan primer koil sehingga terbentuk medan magnet pada koil. Pada saat transistor OFF, arus primer terputus sehingga medan magnet dengan cepat hilang yang menyebabkan terjadinya induksi tegangan tinggi pada kumparan sekunder koil.






Sumber cahaya bisanya berasal dari dioda bercahaya yang menghasilkan sinar infra merah, dan cahaya tersebut diterima oleh phototransistor yang dapat aktif atau bekerja apabila terkena cahaya. Untuk menghalangi cahaya agar phototransistor OFF, digunakan rotor yang berbentuk bilah-bilah dengan lebar coakan / celah sebesar sudut dwell. Bila cahaya tidak terhalangi dan mengenai phototransistor, (hal ini identik dengan saat kontak pemutus tertutup pada sistem pengapian konvensional), atau saat terjadi aliran arus pada kumparan primer koil. Saat cahaya terhalangi oleh bilah rotor, identik dengan kontak pemutus terbuka dan arus primer koil terputus.

D.    Sistem Pengapian CDI
Kepanjangan dari CDI adalah Capasitive Discharge Ignition, yaitu sistem pengapian yang bekerja berdasarkan pembuangan muatan kapasitor. Konsep kerja sistem pengapian CDI berbeda dengan sistem pengapian penyimpan induktif (inductive storage system). Pada sistem CDI, koil masih digunakan tetapi fungsinya hanya sebagai transformator tegangan tinggi, tidak untuk menyimpan energi. Sebagai pengganti, sebuah kapasitor digunakan sebagai penyimpan energi. Dalam sistem ini kapasitor diisi (charged) dengan tegangan tinggi sekitar 300 V sampai 500 V, dan pada saat sistem bekerja (triggered), kapasitor tersebut membuang (discharge) energinya ke kumparan primer koil pengapian. Koil tersebut menaikan tegangan (dari pembuangan muatan kapasitor) menjadi tegangan yang lebih tinggi pada kumparan sekunder untuk menghasilkan percikan api pada busi. Saat bekerja, kapasitor dalam sistem pengapian ini secara periodik diisi oleh bagian pengisi (charging device) dan kemudian muatannya dibuang ke kumparan primer koil untuk menghasilkan tegangan tinggi.







Gambar Diagram blok sistem pengapian CDI


Secara sederhana sistem pengapian CDI digambarkan dengan skema seperti pada gambar di atas, dan rangkaian tersebut jika dikelompokkan menjadi elemenelemen yang lebih kecil sesuai dengan kerjanya masing-masing maka dapat dikelompokkan menjadi enam blok seperti pada gambar. Keenam bagian utama dari sistem pengapian CDI tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
a.    Converter DC ke DC.
Bagian ini berfungsi untuk mensuplai tegangan untuk pengisian kapasitor. Bagian ini pada prinsipnya terdiri dari rangkaian pengubah arus searah (DC) dari baterai menjadi (seolah-olah) arus bolak-balik (AC) dengan rangkaian flip-flop. Arus AC yang dihasilkan kemudian dinaikan tegangannya oleh transformator step up menjadi sekitar 300 sampai 500 Volt dan kemudian disearahkan kembali dengan dioda sistem jembatan. Tegangan tinggi inilah yang digunakan untuk mengisi kapasitor. Secara sederhana dapat dijelaskan bahwa bagian ini berfungsi untuk mengubah arus DC menjadi AC kemudian dinaikan tegangannya dan kemudian disearahkan kembali menjadi DC.
b.    Kapasitor berfungsi untuk menyimpan energi listrik yang disuplai oleh Konverter DC ke DC.
c.    Generator pulsa berfungsi sebagai pemicu (trigger) atau penghasil sinyal untuk mengaktifkan thyristor.
d.   Penguat pulsa (Amplifier) berfungsi sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh bagian pembangkit sinyal sehingga sinyal tersebut cukup kuat untuk mengaktifkan thyristor.
e.    Saklar thyristor (Thyristor switch)  berfungsi untuk mengalirkan energi dari kapasitor ke koil pengapian. Thyristor ini merupakan komponen semikonduktor yang akan bekerja (ON) oleh adanya pulsa tegangan pada kaki gate-nya. Pada saat distributor berputar, pulsa tegangan dihasilkan oleh pick up coil. Pulsa ini dikuatkan oleh amplifier untuk kemudian meng-ON-kan thyristor. Pada saat ON inilah kapasitor mengeluarkan energinya ke kumparan primer koil. Kemudian thyristor kembali OFF dan kapasitor terisi kembali.
f.     Koil  berfungsi sebagai transformator yang menghasilkan tegangan tinggi untuk disalurkan ke busi.

SISTEM STARTER

SISTEM STARTER
Sistem starter adalah sistem yang memberikan tenaga awal untuk menghidupkan mesin. Beberapa komponen yang ada pada motor starter di antaranya adalah baterai, kunci kontak, saklar netral pada transmisi (hanya pada model tertentu), saklar magnetik / solenoid (magnetic switch), dan motor starter.



















( Gambar Bagian-bagian Motor Starter Tipe Konvensional )


1.    Cara Kerja Sistem Starter Konvensional
Kerja sistem starter ini terbagi menjadi tiga keadaan, yaitu saat kunci kontak pada posisi posisi start (ST), saat gigi pinion berhubungan dengan gigi pada roda penerus (flywheel), dan saat kunci kontak kembali pada posisi ON atau IG. Berikut dijelaskan cara kerja sistem starter pada tiap posisi.
Ø Saat kunci kontak posisi start (ST)










Kunci kontak (ignition switch) yang diputar pada posisi start menyebabkan terjadinya aliran arus ke kumparan penarik (pull-in coil) dan ke kumparan penahan (hold-in coil) yang secara bersamaan.
Berikut adalah aliran arus ke masing-masing kumparan tersebut:
1)   Arus dari baterai mengalir ke kunci kontak → terminal 50 pada solenoid → kumparan pull-in coil → terminal C → kumparan medan (field coil) → sikat positif → kumparan armatur → sikat negatif → massa �� terbentuk medan magnet pada kumparan pull-in coil
2)   Arus dari baterai mengalir ke kunci kontak → terminal 50 pada solenoid → kumparan hold-in coil → massa �� terbentuk medan magnet pada kumparan hold-in coil.
Aliran arus pada kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menyebabkan terjadinya kemagnetan pada kedua kumparan tersebut. Letak punyer di dalam solenoid yang tidak simetris atau tidak berada di tengah kumparan, menyebabkan plunyer tertarik dan bergerak ke kanan melawan tekanan pegas pengembali (return spring). Karena ada aliran arus (kecil) dari pull-in coil ke kumparan medan dan ke kumparan armatur, maka medan magnet yang terbentuk pada kumparan medan dan armatur lemah sehingga motor starter berputar lambat.
Pada saat plunyer tertarik, tuas penggerak (drive lever) yang terpasang pada ujung plunyer juga akan tertarik ke arah kanan. Bagian tengah tuas penggerak terdapat baut yang berfungsi sebagai engsel sehingga tuas penggerak bagian bawah yang berkaitan dengan kopling starter (starter clutch) bergerak ke kiri mendorong gigi pinion agar berkaitan dengan ring gear. Pada kondisi plunyer tertarik (plat kontak belum menempel), motor starter berputar lambat. Putaran lambat ini membantu gigi pinion agar mudah masuk atau berkaitan dengan ring gear.

Ø Saat gigi pinion berhubungan dengan ring gear










Plunyer bergerak ke kanan pada saat kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menghasilkan medan magnet. Gerakan ini menyebabkan gigi pinion berkaitan penuh dengan ring gear dan plat kontak pada bagian ujung kanan plunyer menempel dengan terminal utama pada solenoid sehingga terminal 30 dan terminal C terhubung. Arus yang besar dapat mengalir melewati kedua terminal tersebut. Pada keadaan ini tegangan di terminal 50 sama dengan tegangan di terminal 30 dan terminal C. Karena tegangan di terminal C sama dengan tegangan di terminal 50, maka tidak ada arus yang mengalir ke kumparan pull-in coil dan kemagnetan di kumparan tersebut hilang. Secara rinci aliran arus pada keadaan ini dijelaskann sebagai berikut.
1)   Arus dari baterai mengalir ke terminal 50 → kumparan hold-in coil → massa�� terbentuk medan magnet pada kumparan hold-in coil.
2)   Arus yang besar dari baterai mengalir ke terminal 30 → plat kontak → terminal C → kumparan medan → sikat positif → komutator → kumparan armatur → sikat negatif → massa �� terbentuk medan magnet yang sangat kuat pada kumparan medan dan kumparan armatur, motor starter berputar.
Aliran arus yang besar melalui kumparan medan dan kumparan armatur menyebabkan terjadinya medan magnet yang sangat kuat sehingga motor starter berputar cepat dan menghasilkan tenaga yang besar untuk memutarkan mesin.
Medan magnet pada kumparan pull-in coil dalam kondisi ini tidak terbentuk karena arus tidak mengalir ke kumparan tersebut. Selama motor starter berputar plat kontak harus selalu dalam kondisi menempel dengan terminal utama pada solenoid. Oleh sebab itu, pada kondisi ini kumparan hold-in coil tetap dialiri arus listrik sehingga medan magnet yang terbentuk pada kumparan tersebut mampu menahan plunyer dan plat kontak tetap menempel. Dengan demikian, meskipun kumparan pada pull-in coil kemagnetannya hilang, plunyer masih dalam kondisi tertahan.

Ø Saat kunci kontak kembali ke posisi ON (IG)










Setelah mesin hidup, maka kunci kontak dilepas dan posisinya kembali ke posisi ON atau posisi IG (ignition). Namun demikian sesaat setelah kunci kontak di lepas, plat kontak masih dalam kondisi menempel. Pada keadaan ini terminal 50 tidak akan mendapatkan lagi arus listrik dari baterai. Aliran arus listrik pada kondisi ini dijelaskan sebagai berikut.
1)   Arus dari baterai mengalir ke terminal 30 → plat kontak → terminal C → kumparan medan → sikat positif → komutator → kumparan armatur → sikat negatif → massa �� masih terbentuk medan magnet yang sangat kuat pada kumparan medan dan kumparan armatur, motor starter masih berputar.
2)   Arus dari baterai mengalir ke terminal 30 → plat kontak → terminal C → kumparan pull-in coil → kumparan hold-in coil → massa �� kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menghasilkan medan magnet, namun arahnya berlawanan.

Seperti dijelaskan pada aliran arus nomor (1), motor starter masih dialiri arus yang besar sehingga pada saat ini motor starter masih berputar. Aliran arus seperti yang dijelaskan pada nomor (2) terjadi juga pada kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil. Dari penjelasan pada gambar tampak bahwa aliran arus dari terminal C ke kumparan pull-in coil dan kumparan holdin coil arahnya berlawanan sehingga medan magnet yang dihasilkan juga akan berlawanan arah kutubnya sehingga terjadi demagnetisasi atau saling menghilangkan medan magnet yang terbentuk oleh kedua kumparan tersebut. Akibatnya, tidak ada kekuatan medan magnet yang dapat menahan plunyer sehingga plunyer akan bergerak ke kiri dan kembali ke posisi semula sehingga plat kontak terlepas dari terminal 30 dan terminal C. Arus yang besar akan berhenti mengalir dan motor starter berhenti berputar.

2.    Trouble Shooting
Beberapa gejala gangguan, penyebab gangguan, dan tidakan yang perlu dilakukan pada sistem starter adalah sebagai berikut.

Gejala
Kemungkinan penyebab
Tindakan
Mesin tidak berputar
• Baterai sudah mati
• Fusible link sudah rusak
• Ada sambungan yang lepas
atau kendur
• Kerusakan pada kunci
kontak
• Kerusakan pada solenoid,
relay, saklar netral atau
saklar kopling
• Kerusakan mekanis pada
mesin
• Periksa keadaan baterai
• Ganti fusible link
• Bersihkan dan kencangkan
sambungannya
• Periksa kunci kontak, ganti
jika diperlukan
• Periksa bagian-bagiannya,
ganti bila perlu
• Periksa mesin
Mesin berputar lambat
• Baterai lemah
• Sambungan kendor atau
berkarat
• Kerusakan pada motor
starter
• Ada masalah mekanis pada
mesin atau motor starter
• Periksa baterai, ganti jika
Diperlukan
• Bersihkan dan kencangkan
sambungan
• Periksa dan lakukan
pengujian motor starter
• Cek mesin dan starter, ganti
komponen yang rusak

Starter
berputar
terus
• Kerusakan gigi pinion atau
ring gear
• Kerusakan plunyer pada
solenoid
• Kerusakan kunci kontak atau
rangkaian kontrolnya
• Kunci kontak macet
• Periksa gigi pinion dan ring
gear dari keausan atau
kerusakan
• Periksa dan Tes pull-in dan
hold-in coil
• Periksa kunci kontak dan
rangkaiannya
• Cek kunci kontak
Starter
berputar
tetapi mesin
tidak
berputar
• Kerusakan pada kopling
starter
• Kerusakan atau keausan
gigi pinion dan ring gear
• Periksa kopling starter,
periksa kerjanya
• Cek roda gigi dari keausan
dan kerusakan
Starter tidak
dapat
berkaitan
atau lepas
dengan
lembut
• Kerusakan pada solenoid
• Pinion gear atau ring gear
aus
• Periksa dan ganti jika perlu
• Cek roda gigi dari kerusakan
dan keausan, ganti jika pe

KESIMPULAN
Sistem starter bekerja untuk mengubah energi listrik dari baterai menjadi energi gerak (mekanik/putaran). Komponen utama untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik adalah motor listrik. Motor starter terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian motor listrik, dan bagian saklar magnetik atas solenoid. Motor merupakan bagian dari sistem starter yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak (putar). Bagianbagian utama motor starter konvensional ini adalah solenoid, bagian motor terdiri dari armatur, kumparan medan, kopling starter, gigi pinion, tuas penggerak, komutator, dan rumah starter. Solenoid merupakan bagian pengontrol kerja dari motor starter. Bagianbagian dari solenoid yaitu terminal-terminal solenoid (terminal 30, terminal 50 dan terminal C pada model tertentu kadang terdapat terminal B), plat kontak, kumparan pull-in coil, kumparan hold-in coil, plunyer, pegas pengembali, pengait tuas penggerak (stud bolt), dan bodi solenoid.
Motor starter terdiri dari beberapa model, yaitu tipe konvensional, tipe reduksi, tipe planetari, dan tipe magnet permanen. Meskipun tipenya berbeda, namun kerja motor starter pada prinsipnya sama saja. Pengujian yang dilakukan pada motor starter terdiri dari pengujian kumparan pull-in coil, hole in coil, dan pengujian tanpa beban.