Sistem Pengapian - Ignition System

Teknik Alat Berat, polman ASTRA.

Sistem Pengapian (Ignition System)

Motor pembakaran dalam ( internal combustion engine ) menghasilan tenaga dengan jalan membakar cmpuran udara dan bahan bakar di dalam silinder . Pada motor bensin, Loncatan bunga ap pda busi diperlukan untuk menyalakan campuran udara bahan bakar yang telah dikompresikan oleh tork di dalam silinder. Sedangkan pada motor diesel udara dikompresikan dengan tekanan yang tinggi menjadi sangat panas,dan bila bahan bakar disemprotkan ke dala silinder,kan terbakar secara serentak. Karena pada motor bensin proses pembakaran di mulai oleh loncatan api tegangan tinggi yang dihasilkan oleh busi, beberapa metode diperlukan untuk menghasilkan arus tegangan tinggi yang diperlukan.

Sistem pengapian pada auto mobil berfungsi unuk menaikkan tegangan bateraimenjadi 10 KV atau lebih dengan mempergunakan ignition col dan kemudian membagi-bagikan teganagn inggi tersebut ke masing-masing busi melalui distributor dan kabel tegangan tinggi. Pada motor bensin, campuran udara dan bahan bakar yang dikompresikan didalam silinder harus dibakar untuk menghasilkan tenaga sistem pengapian berfungsi untuk membakar campuran udara dan bensin didalam ruang bakar pada akhir langkah kompresi. Sistem pengapian yang digunakan adalah pengapian listrik, dimana untuk mengahsilkan percikan api digunakan tenaga listrik sebagai pemercik api.

Komponen sistim pengapian

Baterai :

(Gambar 1 : Baterai)

Sebagai sumber tenaga listrik

Ignition Switch :

(Gambar 2 : Ignition Switch)

Untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik dari baterai ke koil.

Fuse :

(Gambar 3 : Fuse)

Sebagai pengaman arus listrik

Ignition Coil / Koil Pengapian

Ignition Coil :

(Gambar 4 : Ignition Coil)

Ignition Coil berfungsi untuk merubah arus listrik 12V yang diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi ( 10 KV atau lebih ) untuk mengahasilkan oncatan bunag api yang kuat pada celah busi.Padaignition coil , kumparan primer dan sekunder di gulung pada inti besi. Kumparan – kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima dari baterai menjadi tegangan yang sanagt tinggi dengan cara induksi elektomagnet.

•   Kumparan Primer .

– Menciptakan medan magnet

– Penampang kawatnya besar

– Jumlah gulungan sedikit ( +/- 400 gulungan )

•   Kumparan Sekunder.

– Merubah induksi menjadi tegangan tinggi

– Penampang kawat kecil

– Jumlah gulungan banyak ( +/- 30.000 gulungan )

(Gambar 6  : Kumparan Primer dan Sekunder)

Ignition coil with resistor

Fungsi resistor :

            Untuk mengurangi penurunan tegangan pada Secundary Coil pada saat putaran mesin tinggi dan untuk menstabilkan arus yang masuk ke kumparan primer.

Ada 2 type resistor :

1. External resistor
2. Internal resistor

 (Gambar 7 : Resistor)

Resistor

Fungsi resistor :

Koil tanpa rersistor, nilai tahanan gulungan primer besar, sehingga membutuhkan waktu lama agar arus yang masuk ke gulungan primer mencukupi untuk pembentukan medan magnet.

Koil yang dilengkapi dengan resistor, nilai tahanan pada gulungan primer menjadi lebih kecil akibatnya arus yang masuk ke gulungan primer dapat segera mencukupi untuk pembentukan medan magnet.

Kontak pemutus ( platina / breaker point )

(Gambar 8 : Breaker Point)

Fungsi :

Untuk memutuskan dan menghubungkan arus yang mengalir ke kumparan pimer, agar terjadi tegangan induksi pada kumparan sekunder.

Kontak pemutus ( platina / breaker point )

Sudut pengapian :

•  Sudut putar cam distributor saat kontak pemutus mulai membuka 1 sampai kontak pemutus mulai membuka pada tonjolan cam  berikutnya 2
•  Sudut putar cam distributor dan saat platina mulai membuka ( B ) sampai mulai membuka pada tonjolan berikutnya ( C )

Sudut dweel ( dweel angle )

(Gambar 9 : Sudut Dwell)

Sudut dwell :

Sudut cam distributor pada saat platina mulai menutup ( A ) sampai platina mulai membuka ( B )

Pengaruh sudut dwell :

Sudut dwell besar

•   Celah platina kecil
•   Arus yang mengalir ke primer koil terlalu lama
•   Kemagnetan jenuh
•   Platina panas

Sudut dwell kecil

•  Celah platina lebar
•  Arus yang mengalir ke primer koil terlalu singkat
•  Kemagnetan tidak tercapai maksimum
•  Tegangan induksi kumparan sekunder kurang

Condensor

(Gambar 10 : Condensor)

Fungsi condenser :

Mencegah terjadinya loncatan bunga api listrik pada platina, dengan cara menyerap arus induksi

Governor advancer

Fungsi :

Untuk memajukan saat pengapian berdasarkan putaran mesin

Distributor
Cam (nok)

(Gambar 11 : Cam Distributor)

Membuka breaker point ( platina ) pada sudut crankshaft ( poros engkol) yang tepat untuk masing-masing silinder

Breaker point

(Gambar 12 : Breaker Point)

Memutuskan arus listrik yang mengalir melalui kumparan primer dari ignition coil untuk menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan jalan ( cara ) induksi magnet listrik ( electromagnetic sistem ).

Capasitor / Condensor

Menyerap loncatan bunga api yang terjadi antara breaker point pada saat membuka dengan tujuan untuk menaikkan tegangan coil sekunder.

Centrifugal Governor Advancer

Untuk memajukan saat pengapian sesuai dengan putaran mesin.

Vacuum Advancer

(Gambar 13 : Vacuum Advancer)

Memajukan saat pengapian sesuai dengan beban mesin.

Rotor

(Gambar 14 : Rotor)

Membagikan arus listrik tegangan tinggi yang diahasilkan oleh ignition coil ke tiap – tiap busi.

Distributor Cap

(Gambar 14 : Distributor Cap)

Membagikan arus listrik tegangan tinggi dari rotor ke kabel tegangan tingi untuk masing-masing silinder.

Busi  / sprak plug

Arus listrik tegangan tinggi dari distributor menimbulkan bunga apidengan temperature timggi diantara elektroda tenagh dan masa dari busi untuk menyalakan campuran udara bahan bakar yang telah di kompresikan. Meskipun konstruksi dari busi sederhana,tetapi busi tersebut beroperasi pada kondisi yamg sangat berat. Temperatur elektroda busi dapat mencapai kira-kira 200 derajat celcius selama langkah pembakaran,  Tetapi kemudian akan turun drastis pada langakah hisa karena didinginkan olaeh campuran bahan bakar dan udara . Perubahan sanagt cepat dari panas ke dingin tersebut terjadi berulang-ulangkal pada saat dua putaran poros engkol.

(Gambar 15 : Spark Plug)

Nilai panas Busi :

Suatu index ( harga ) yang menunjukkan jumlah panas yang dapat dipindahkan oleh busi

Busi panas :

Busi yang relatif sulit untuk membuang  panas yang diterima

Busi dingin :

Busi yang dengan cepat sekali membuang panas

Kondisisi busi

Kondisi Normal :

•  Isolator berwarna kuning atau coklat muda
•  Puncak isolator bersih, ( berwarna coklat muda atau abu – abu )

Kondisi Terbakar :

•  Electrode terbakar. Pada permukaan kaki isolator ada partikel – partikel kecil    mengkilap yang menempel
•   Isolator berwarna putih atau kuning

Penyebab :

•  Campuran terlalu kurus
•   Knocking
•   Saat pengapian terlalu awal
•   Type busi terlalu panas

Berkerak karena oli :

Kaki isolator elektroda sangat kotor,  warna coklat oli mesin

Penyebab :

•  Ring piston aus
•        Bush penghantar katup / katup aus
•  Ada penghisapan oli melalui sistim ventilasi karter ( blow by gass )

Berkerak karbon :

Kaki isolator elektroda rumah busi berkerak jelaga

Penyebab :

•   Campuran terlalu kaya ( karburator banjir )
•   Type busi terlalu dingin

Sistem starter

Pada motor starter umumnya dipergunakan elektromagnetik, yang terjadi pada field coil yang dirangkai secara seri dengan armature.

Karakteristik motor starter

•  Makin besar arus yang dipergunakan motor,  makin besar torsi yang dibangkitkan
•  Makin cepat berputarnya motor, makin besar gaya elektromotive yang dibangkitkan armature, tetapi semakin kecil arus yang  mengalir.

Motor starter konvensional

Terdiri dari :

•    Yoke             : untuk menopang pole core.
•    Pole core       : untuk menopang field dan memperkuat medan magnet.
•    Field coil       : untuk membangkitkan medan magnet.

Armature

Fungsi dari armature adalah untuk merubah energi listrik menjadi energi mekanik ( gerak putar ).

Brush holder dan brush negatif

Fungsi :

•  Sebagai pemegang brush.
•  Brush negatif untuk meneruskan arus dari armature koil ke massa.

Starter clutch ( overrunning clutch )

Fungsi :

•  Meneruskan putaran armature ke ring gear flywheel.
•  Mencegah terjadinya perpindahan putaran dari mesin ke armature

Cara kerja starter clutch ( overrunning clutch )

Pada saat start :

Jika outer race berputar lebih cepat dari inner race, maka roller akan terdorong oleh pegas ke sisi yang sempit, akibatnya inner race ikut berputar.

Setelah mesin hidup :

Jika inner race berputar lebih cepat dari outer race ( karena terbawa oleh putaran fly wheel ), roller akan terbawa ke sisi yang lebih lebar ( melawan pegas ), akibatnya inner race tidak berhubungan dengan outer race.

Magnetic switch

Fungsi :

•  Mendorong pinion gear agar dapat berhubungan dengan fly wheel dan memungkinkan arus yang besar dari baterai mengalir ke motor stater.