SISTEM PENGAPIAN BATERAI KONVENSIONAL PADA MOBIL 4 SILINDER
SISTEM PENGAPIAN BATERAI KONVENSIONAL
PADA MOBIL 4 SILINDER
Uraian
Sistem pengapian adalah salah satu sistem yang ada di dalam motor
bensin yang menjamin agar motor dapat bekerja. Motor pembakaran dalam
(internal combustion engine) menghasilkan tenaga dengan jalan membakar
campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder. Pada motor bensin,
loncatan bunga api pada busi diperlukan untuk menyalakan campuran
udara-bahan bakar yang telah dikompresikan oleh torak di dalam silinder.
Sedangkan pada motor diesel udara dikompresikan dengan tekanan yang
tinggi sehingga menjadi sangat panas, dan bila bahan bakar disemprotkan
ke dalam silinder, akan terbakar secara serentak. Karena pada motor
bensin proses pembakaran dimulai oleh loncatan api tegangan tinggi yang
dihasilkan oleh busi, beberapa metode diperlukan untuk menghasilkan arus
tegangan tinggi yang diperlukan. Sistem pengapian (ignition system)
pada automobile berfungsi untuk menaikan tegangan baterai menjadi 10 kv
atau lebih dengan mempergunakan ignition coil dan kemudian
membagi-bagikan tegangan tinggi tersebut ke masing-masing busi melalui
distributor dan kabel tegangan tinggi. Tipe sistem pengapian baterai ini
dipergunakan pada seluruh motor bensin untuk mobil modern khususnya
pada mobil 4 silinder. Sistem pengapian baterai biasanya terdiri
baterai, kunci kontak, koil pengapian (ignition coil), distributor,
kabel tegangan tinggi, busi, motor listrik, dimer dan tachometer.
A. Sistem kerja
Gb. Sirkuit pengapian pada mesin 4 silinder
Apabila kunci kontak dihubungkan, arus lisirik akan mengalir dari
baterai melalui kunci kontak ke kumparan primer, ke platina (breaker
point) dan ke masa. Dalam keadaan seperti ini platina (breaker pont)
masih dalam keadaan tertutup. Akibat mengalirnya arus pada kumparan
primer, maka inti besi menjadi magnet. Bila platina (breaker point)
membuka arus yang mengalir pada kumparan primer akan terputus dan
kemagnetan pada inti besi akan segera hilang. Hilangnya kemagnetan ini
akan menyebabkan pada kumparan primer dan kumparan sekunder timbul
tegangan induksi. Karena jumlah kumparan pada kumparan sekunder lebih
banyak dari kumparan primer, maka tegangan yang timbul pada kumparan
sekunder akan lebih besar atau dengan kata lain pada kumparan sekunder
akan timbul tegangan tinggi. Tegangan tinggi ini akan disalurkan ke
rotor distributor untuk dibagi-bagikan ke busi pada tiap si1inder yang
mengakhiri langkah kompresinya. Selanjutnya tegangan tinggi pada busi
akan diubah menjadi percikan bunga api guna pembakaran bahan bakar pada
ruang bakar.
B. FUNGSI DARI BAGIAN SETIAP KOMPONEN
Gb. Komponen sistem pengapian
A. Baterai
Baterai adalah alat elektrokimia yang dibuat untuk mensuplai arus
listrik ke sistem starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan sistem
kelistrikan lainnya. Alat ini menyimpan arus listrik dalam bentuk
energi kimia yang dikeluarkan bila diperlukan dan mensuplainya ke
masing- masing sistem kelistrikan atau alat yang memerlukannya. Dalam
baterai terdapat terminal positif dan negatif dalam bentuk pint.
Plat-plat tersebut biasanya terbuat dan timbal dan timah. Karena itu
baterai sening disebut baterai timah. Ruang dalamnya dibagi menjadi
beberapa sel dan dalam masing masing sel terdapat beberapa elemen yang
terendam di dalam larutan elektrolit. Baterai menyediakan arus listrik
tegangan rendah (12 Volt). Kutub negatif baterai dihubungkan dengan
masa, sedangkan kutub positif baterai dengan koil, pengapian (ignition
coil) melalui kunci kontak.
Gb. Konstruksi baterai
B. Kunci kontak
Kunci
kontak berguna untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari baterai ke
koil pengapian (ignition coil). juga berhubungan dengan motor starter,
jika dinyalakan akan memutarkan motor starter.
C. Koil
Koil
pengapian (ignition coil) berfungsi menaikkan tegangan yang diterima
dan baterai (12 V) menjadi tegangan tinggi (10 KV atau lebih), agar
dapat terjadi loncatan bunga api listrik pada elektroda busi sehingga
dapat memungkinkan terjadinya pembakaran di ruang bakar. Pada koil
pengapian (ignition coil), kumparan primer dan sekunder digulung pada
inti besi. Kumparan-kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima
dan baterai menjadi tegangan tinggi dengan cara induksi elektromagnet.
Inti besi (core), yang dikelilingi oleh kumparan, terbuat dan baja
silikon tipis yang digulung ketat, Kumparan sekunder dan kawat tembaga
tipis (diameter 0,05-0,1 mm) yang digulung 15000-30000 kali lilitan pada
inti besi, sedangkan kumparan primer terbuat dan kawat tembaga yang
relatif lebih tebal (diameter 0,5-1,0 mm) yang digulung l50-300 kali
lilitan mengelilingi kumparan sekunder. Untuk mencegah terjadinya
hubungan singkat (chort circuit,) antar 1apisan yang berdekatan, antara
lapisan satu dengan lainnya disekat dengan kertas yang mempunyai tahanan
sekat yang tinggi. Seluruh ruangan kosong dalam tabung kumparan diisi
dengan minyak atau campuran penyekat untuk menambah daya tahan terhadap
panas. Salah satu ujung dan kumparan primer dihubungkan dengan terminal
negatif primer sedangkan ujung yang lain dihubungkan dengan terminal
positif primer. Kumparan sekunder dihubungkan dengan cara serupa, dengan
ujungnya dihubungkan dengan kumparan primer lewat terminal positif
primer, sedangkan ujung yang lain dihubungkan dengan terminal tegangan
tinggi melalui sebuah pegas. Kedua kumparan digulung dengan arah yang
sama, dengan kumparan primer pada bagian luar. Koil pengapian (ignition
coil) mempunyai tiga terminal yaitu:
a. Terminal (+) dihubungkan dengan baterai.
b. Terminal (-) dihubungkan dengan platina (breaker point) dan kondensor.
c. Terminal tegangan tinggi dihubungkan dengan busi.
Gb. Hubungan koil pengapian ( Ignition coil )
D. Kontak pemutus
Berfungsi menguhungkan dan memutuskan arus primer agar terjadi induksi
tegangan tinggi pada sirkuit sekunder sistem pengapian.
E. Distributor
Berfungsi membagi dan menyalurkan arus tegangan tinggi ke setiap busi sesuai dengan urutan pengapian.
Gb. Distributor
Bagian dari distributor adalah :
Ø Cam (nok)
Nok
(cam lobe) berfungsi untuk membuka dan menutup platina (breaker point)
pada sudut poros engkol crank shaft yang tepat untuk masing-masing
silinder sehingga platina (breaker point) dapat memutus dan
mcenghubungkan arus listrik pada kumparan primer koil
Gb. Cam ( NOK )
Ø Platina (breaker point)
Platina (breaker point) berfungsi memutuskan arus listrik yang mengalir
melalui kumpaian primer dan koil pengapian (ignition coil), untuk
menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan
jalan induksi magnet listrik. Induksi terjadi saat platina (breaker
point) diputus atau terbuka.
Gb. Platina ( breaker point )
Ø Condensor/Capasitor
Kondensor berguna untuk mencegah timbulnya bunga api pada kontak
pemutus arus sewaktu membuka dan mempercepat arus primer menjadi pulih
kembali dengan tujuan menaikkan tegangan koil sekunder. Kemampuan dan
suatu kondensor dapat ditunjukkan dengan berapa besar kapasitasnya.
Kapasitas kondensor diukur dalam mikrofarad ( μ f).
Gb. Kondensor
Ø Centrifugal Governor Advancer
Centrifugal Governor Advancer berfungsi untuk memajukan saat pengapian
sesuai dengan putaran mesin. Prinsip kerja governor advancer ini
memanfaatkan kecepatan putar pada suatu benda yang selanjutnya timbul
gaya sentrifugal, karena kecepatan putar dan masa dan benda yang
berputar tersebut. Gaya sentrifugal ini se1anjutnya digunakan untuk
merubah poisi nok (cam lobe) yang akan membuka platina (breaker point,)
lebih awal dibandingkan pada waktu putaran lambat. Bagian ini terdiri
dari governor weight dan governor spring.
Gb. Centrifugal Governor Advancer
Ø Vaccum Advancer
Vaccum
Advancer berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai dengan beban
mesin (kevakuman). Bagian ini terdiri dan plat pembawa (breaker plate)
dan vaccum advancer. Prinsip kerja vaccum advancer adalah memanfaatkan
kevakuman yang terjadi pada lubang di atas throtle valve ,yang
selanjutnya dinibali menjadi gaya tarik tersebut di teruskan untuk
menggerakkan plat pembawa (breaker plale), dengan gerakan putar yang
berlawanan dengan putaran bubungan (cam lobe,). Karena platina (breaker
point,) menempel pada breaker plate maka dengan berputarnya plat pembawa
(breaker plale) ini menyebabkan platina (breaker point) lebih awal
membukanya. Hal ini berarti pelayanan busi terjadi lebih awal (lebih
cepat).
Gb. Vaccum Advancer
Ø Rotor
Rotor
berfungsi untuk membagikan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan
oleh koil pengapian (ignition coil) ke tiap-tiap busi sesuai dengan
urutan pengapian.
Gb. Rotor
Ø Distributor Cap
Tutup
distributor berfungsi untuk membagikan arus listrik tegangan tinggi
yang dihasilkan oleh koil pengapian (ignition coil) dan rotor ke kabel
tegangan tinggi untuk masing-masing silinder sesuai dengan urutan
pengapian.
Ø Kabel tegangan tinggi
Kabel tegangan tinggi berfungsi untuk mengalirkan arus listrik tegangan
tinggi dan koil pengapian (ignition coil) ke busi. Kabel tegangan
tinggi harus mampu mengalirkan arus listrik tegangan tinggi yang
dihasilkan di dalam koil pengapian (ignition coil) ke busi melalui
distributor tanpa adanya kebocoran. OIeh sebab itu, penghantar (core)
dibungkus.
Gb. Kabel tegangan tinggi
F. Busi
Busi berfungsi
untuk memberikan loncatan bunga api melalui elektrodanya ke dalam ruang
pembakaran, apabila ada arus tegangan energi mengalir ke busi.
Gb. Busi
Komponen utama busi yaitu:
a) Insulator
keramik, berfungsi untuk memegang elektroda tengah dan berguna sebagai
insulator antara elektroda tengah dengan wadah (cassing). Gelombang
yang dibuat pada permukaan insulator keramik berguna untuk memperpanjang
jarak permukaan antara terminal dan wadah (cassing) untuk mencegah
terjadinya loncatan bunga api tegangan tinggi. Insulator terbuat dari
porselen aluminium murni yang mempunyai daya tahan panas yang sangat
baik, kekuatan mekanikal, kekuatan dielektrik, pada temperatur tinggi
dan penghantar panas (thermical conductivity).
b) Cassing, berfungsi untuk menyangga insulator keramik dan juga sebagai mounting busi terhadap mesin.
c) Elektroda tengah terdini dari:
I. Sumbu pusat : mengalirkan arus dan meradiasikan panas yang ditimbulkan oleh elektroda.
II. Seal
glass : merapatkan antara poros tengah (center
shaft) dan insulator keramik dan mengikat antara poros tengah (center
shaft) dan elektroda tengah.
III. Resistor : mengurangi suara pengapian untuk mengurangi gangguan frekuensi radio.
IV. Copper core (inti tembaga) : merambatkan panas dan elektroda dan ujung insulator agar cepat dingin.
V. Elektroda
tengah : membangkitkan loncatan bunga api ke masa (elektroda
masa). Elektroda masa, dibuat sama dengan elektroda tengah, dengan
tujuan memudahkan loncatan bunga api agar menaikkan kemampuan pengapian.
Gb. Elektroda Busi
G. Motor Listrik
Motor
listrik menggerakan distributor dengan kecepatan tertentu melalui
puli-puli yang dipasang pada motor dan distributor. Pada saat kunci
kontak diposisikan pada posisi ON, maka motor akan berputar menyebabkan
puli yang terpasang pada motor dan poros distributor ikut berputar
sehingga akan memutar distributor.
H. Dimer
Dimer
ini berfungsi untuk menambah atau mengurangi kecepatan motor. Dengan
menggunakan dimmer kita dapat menambah atau mengurangi kecepatan motor
sehingga diperoleh Rpm yang diinginkan.
I. Tachometer
Tachometer
adalah alat untuk mengukur putaran mesin. Dan Tachometer dapat
diketahui motor ini pada Rpm berapa sehingga kita bisa mengamati
pengapiannya.
C. Analisia Gangguan dan Cara Mengatasi pada Sistem Pengapian
Adapun kemungkinan masalah-masalah yang timbul pada sistem pengapian antara lain sebagai berikut :
- Mesin sukar hidup saat dingin
Suatu
mesin dikatakan sukar hidup jika saat start harus dilakukan
berkali-kali baru mesin tersebut dapat hidup. Penyebab utama mesin sukar
hidup adalah kemampuan sistem pengapian untuk membakar gas di dalam
silinder terganggu. Terganggunya kemampuan untuk membakar gas ini adalah
sebagai akibat dari tidak normalnya kerja dan beberapa komponen di
dalam sistem pengapian, antara lain:
Koil pengapian (ignition coil) rusak
Kerusakan yang terjadi pada koil pengapian (ignition coil) yang dapat mengakibatkan mesin sukar hidup saat dingin adalah:
a) Kotor
pada bagian yang terbuat dan ebonit akan menyebabkan terjadinya
hubungan singkat antara terminal tegangan tinggi dengan terminal posilif
(+) terminal negatif (-) atau dengan bodi koil pengapian (ignition
coil).
b) Ebonit
yang pecah berakibat pada bocornya tegangan tinggi dan terminal
tegangan tinggi ke bodi. Dengan bocornya tegangan tinggi seperti uraian
diatas, mengakibatkan busi tidak bisa memercikan bunga api pada waktu
pembakaran tiba. Untuk menangani hal tersebut, maka koil pengapian (ignition coil) itu harus diganti dengan yang baru (masih bagus).
Distributor rusak.
Kerusakan
pada tutup distributor dapat berupa adanya kotoran pada tutup
distributor, retak tutup distributornya, dan retak rotornya. Kerusakan
ini selanjutnya akan membocorkan tegangan tinggi ke masa. Untuk mengatasi kerusakan tersebut, dengan cara menggantinya dengan komponen yang baru.
Busi kurang baik.
Celah
busi akan menjadi besar jika terus digunakan dalam mesin, jika celah
busi besar maka tegangan yang dibutuhkan juga menjadi besar. Sebaliknya
jika tegangan yang dihasilkan tetap, sedangkan celah elektroda
membesar, loncatan bunga api pada elektroda busi menjadi kecil dan lemah
sekali sehingga menyebabkan mesin akan sukar hidup dalam keadaan
dingin. Untuk menanganinya dengan menyetel celah busi sesuai standarnya (0,7 mm).
Kabel tegangan tinggi putus.
Pada
daerah dimana inti kabel tegangan tinggi putus terdapat konsentrasi
tegangan, yang selanjutnya akan menyebabkan tegangan tersebut bocor
keluar dari kabel dan mengalir ke masa. Tegangan yang disalurkan lebih
kecil dari yang dibutuhkan, sehingga mengakibatkan busi tidak akan
meloncatkan bunga api. Untuk menanganinya dengan mengganti kabel tegangan tinggi atau memperbaikinya.
Baterai lemah.
Sumber
tegangan dalam sistem pengapian baterai adalah baterai. Tegangan yang
dihasilkan dari koil pengapian (ignition coil) tergantung dari arus
primer yang di dapat dari baterai. Jika tegangan baterai saat start
mengalami penurunan yang drastis, maka tegangan tinggi yang dihasilkan
oleh koil pengapian (ignition coil) juga mengalami penurunan, sehingga
yang sampai pada elektroda busi menjadi kecil dan sukar untuk
meloncatkan bunga api. Untuk menanganinya dengan mengisi (carging)
kembali baterai agar tegangannya menjadi normal dan dapat digunakan
untuk memutarkan motor starter.
- Missfiring saat putaran lambat.
Saat
mesin berputar pada putaran rendah (idling), jika pada keadaan
tersebut fluktuasi putaran yang melebihi 500 Rpm dan mesin cenderung
untuk mati, berarti pada mesin tersebut terjadi missfiring pada putaran
lambat. Gejala ini timbul karena pada sistem pengapian, dalam hal ini
tegangan yang dihasilkan koil pengapian (ignition coil) terjadi
penurunan tegangan (unsteady voltage) yang disebabkan oleh beberapa
faktor yang terjadi pada komponen-komponen di bawah ini.
Koil pengapian (ignition coil).
Kondisi
yang bocor pada ebonit dari koil pengapian (ignition coil) berakibat
adanya hubungan singkat antara terminal tegangan tinggi dengan terminal
positif (+) atau terminal negatif (-) melalui kotoran yang terdapat pada
ebonit ini. Tegangan tingi ini selanjutnya akan mengalir melalui
kotoran yang tendapat pada ebonit tersebut. Selanjutnya hal itu akan
menyebabkan tidak adanya loncatan bunga api pada busi. Tidak adanya
loncatan bunga api pada busi, menyebabkan mesin cenderung untuk mati dan
hidup kembali tergantung dari besar kecilnya tahanan dari kotoran yang
menghubungkan terminal-terminal pada ebonit koil pengapian (ignition
coil). Untuk mengatasinya dengan membersihkan ebonit koil pengapian (ignition coil) atau menggantinya dengan yang baru.
Distributor
Terjadinya penurunan tegangan (unsteady voltage) pada distributor disebabkan oleb faktor sebagai berikut :
a) Pada
platina (breaker point) terdapat kotoran atau permukaannya sudah tidak
rata. Jika putaran mesin masih rendah cenderung timbul loncatan bunga
api pada platina, yang selanjutnya akan menurunkan tegangan tinggi yang
dihasilkan kumparan sekunder.
b) Kapasitas
kondensor terlalu kecil atau mendekati sirkuit pendek (short circuit),
kondisinya akan sama dengan kondisi dimana platina (breaker point)
terdapat kotoran.
c) Bocornya
ebonit tutup distributor. Untuk menanganinya dengan cara : pada platina
(breaker ponit) dengan membersihkannya menggunakan amplas (jika permukaannya sudah tipis maka platina itu harus diganti), mengganti kondensor dengan kapasitas yang sesuai, membersihkan tutup distributor sampai bersih.
Busi
Jika
celah busi terlalu besar dan pada elektroda busi terdapat kotoran,
tegangan yang dibutuhkan oleh busi menjadi lebih besar, padahal tegangan
yang dihasilkan oleh koil pengapian (ignition coil) pada putaran lambat
itu cenderung sama. Sehingga busi akan sulit untuk meloncatkan bunga
api saat pembakaran. Untuk menanganinya dengan menyetel gap (celah) busi sesuai standar dan membersihkan kotoran yang menempel pada elektroda busi.
Kabel busi
Kabel
tegangan tinggi yang intinya putus, pada bagian inilah akan terdapat
konsentrasi tegangan tinggi yang memudahkan tegangan tinggi tersebut
untuk bocor keluar. Untuk menanganinya dengan mengganti kabel busi yang bocor dengan yang baru.
- Missfiring saat putaran tinggi
Jika
suatu mesin tidak dapat berputar pada putaran maksimum atau putaran
mesin tidak dapat mencapai maksimun, berarti pada mesin tersebut
terjadi missfiring pada putaran tinggi. Missfiring pada putaran
tinggi berarti pada mesin tersebut saat berputar dengan kecepatan
tinggi tidak terjadi pembakaran atau tidak terjadi proses pembakaran.
Penyebab missfiring pada putaran tinggi adalah sebagai berikut :
Adanya kerusakan pada koil pengapian (ignition coil)
Jika
kumparan koil pengapian (ignition coil) ada sebagian yang terbakar,
jumlah gulungannya akan berkurang, tegangan tinggi yang dihasilkan
juga berkurang. Dengan kecilnya tegangan yang dihasilkan, maka pada saat
putaran tinggi, tegangan yang dihasilkan akan lebih kecil. Untuk menanganinya dengan mengganti koil pengapian (ignition coil).
Adanya kerusakan pada distributor
Gangguan yang dimaksud adalah sebagai berikut :
Ø Gangguan
pada CDA (Cam Dweel Angle). Harga CDA harus sesuai dengan spesifikasi
mesin tersebut. Jika harga CDA tidak sesuai maka akan terjadi:
ü Celah
(point gap) yang terlalu besar, CDA akan terlalu kecil dan lamanya
platina (breaker point) menutup akan singkat tegangan yang dihasilkan
akan rendah saat mesin berputar pada kecepatan tinggi.
ü Celah
(breaker point) yang terlalu kecil, CDA akan terlalu besar dan
lamanya platina (breaker point) menutup akan menghasilkan tegangan pada
koil yang besar. Jika hal ini berlangsung terus menerus akan
mengakibatkan terjadinya kenaikan temperatur pada kumparan primer
yang selanjutnya akan menaikkan harga tahanan dari kumparan primer
tersebut. Untuk menanganinya dengan menyetel harga CDA sesuai spesifikasi mesin tersebut (tidak terlalu besar atau kecil).
Gangguan
pada platina (breaker point). Adanya kotoran pada permukaan platina
(breaker point) akan menambah hambatan pada rangkaian primer sehingga
mempunyai tahanan total besar, arus primer akan menjadi kecil dan
tegangan tinggi dihasilkan sangan rendah pada putaran tinggi. Untuk menanganinya dengan membersihkan permukaan platina (breaker point) dari kotoran yang menempel. Adanya kerusakan atau kelainan pada busi
Kerusakan atau kelainan pada busi menyebabkan missfiring adalah sebagai berikut :
a) Gap (celah) busi terlalu besar
Jika
gap busi teralu besar, tegangan yang dibutuhkan juga besar. Kebutuhan
tegangan yang besar ini jika putaran mesin dinaikkan, antara tegangan
yang dihasilkan koil pengapaian (ignition coil) dengan tegangan yang
dibutuhkun busi akan saling berpotongan. Gap busi yang besar
disebabkan karena ausnya elektroda busi terutama elektroda positif. Untuk menanganinya dengan menyetel busi atau mengganti busi dengan yang baru.
b) Busi terlalu dingin
Busi
yang masih dingin, akan akan membutuhkan tegangan yang sangat besar.
Dengan menggunakan busi dingin, temperatur busi tetap rendah walaupun
putaran mesin dinaikkan. Menggunakan busi dingin menyebabkan
elektrodanya lambat laun akan ditutupi dengan endapan karbon,
selanjutnya endapan karbon tersebut akan menyebabkan bocornya tegangan
tinggi dari elektroda. Untuk menanganinya dengan mengganti tipe busi dengan busi panas.
Adanya
kelainan pada tegangan sistem kelistrikan. Tegangan yang dibutuhkan
saat mesin hidup adalah sekitar 13,8-14,8 Volt. Harga tegangan yang
diluar spesifikasi akan timbul gejala missfiring.
I. Jika
tegangan baterai lebih kecil dan 12 Volt. Tegangan baterai yang lebih
kecil dari 12 Volt, pada sistem saat mesin hidup juga akan kecil dari
12 Volt. Tegangan ini akan menyebabkan missfiring saat mesin berputar
pada kecepatan tinggi. Untuk menanganinya dengan mengisi (charge) baterai.
II. Jika
tegangan sistem saat hidup lebih besar dai 14,8 Volt. Pada kumparan
primer akan terjadi induksi yang cenderung membuat percikan bunga api
pada platina (breaker point) yang dapat menyebabkan platina (breaker
point) terbakar. Untuk menanganinya dengan cara memeriksa sistem pengisian atau mengganti baterai.
Adanya kerusakan pada kabel busi
No comments:
Post a Comment