sistem pengapian

A. Sistem Pengapian
1. Pengapian dengan Sistem magnet
Pengapian dengan sistem magnet banyak digunakan pada motor kecil, misalnya sepeda motor. Komponen sistem magnet adalah sebagai berikut :

a. Kumparan pembangkit tenaga.
Ujung kumparan dihubungkan dengan ignition coil dan ujung lainnya dengan massa.
b. Ignition coil yang berfungsi sebagai pembangkit arus induksi pada saat arus primer terputus.
c. Pemutus arus
d. Busi
e. Kunci Kontak
f. Kondensor
g. Poros nok


Cara kerja sistem pengapian magnet:
Kunci kontak yang berfungsi untuk menghubungkan rangkaian primer dngan massa, diputar mengontak (ON) maka hubungan antara rangkaian primer dengan massa melalui kunci tersebut putus. Dengan demikian, arus primer mengalir dari kumparan magnet menuju ke kumparan primer ignition coil, ke kontak pemutus arah kemudian ke massa, dan kembali ke kumparan magnet lagi. Cakra magnet berputar dan garis-garis gaya magnet memotng kumparan magnet. Arus listrik akan keluar dari kumparan magnet menuju ke koil terus ke massa dan kembali ke kumparan magnet. Apabila pada saat itu kontak platina dibuka maka terjadilah pemutusan arus primer. Pada kumparan sekunder dari koil terjadi arus induksi tegangan tinggi yang mengalir ke busi terus ke massa dan kembali ke kumparan sekunder melalui kumparan magnet dan kumparan primer. Pada busi terjadi loncatan bunga api.
Pada waktu kunci kontak diputar mati (OFF), rangkaian primer berhubungan langsung dengan massa. Akibatnya, arus primer tidak akn terputus biarpun kontak platina membuka. Arus induksi tegangan tinggi yang mengalir ke busi tidak ada sehingga busi tidak mengeluarkan bunga api dan mesin mati.
Pada sistem pengapian magnet, ada pula yang tidak menggunakan ignition coil, misalnya yang digunakan untuk sepeda motor. Kumparan magnet terdiri atas kumparan primer dan kumparan sekunder. Salah satu ujung kedua kumparan tersebut disatukan berhubungan dengan massa. Apabila magnet berputar maka pada saat garis gaya magnet memotong kumparan, arus primer mengalir dari kumparan primer ke kontak platina terus ke massa.
Pada saat kunci kontak diputar ON, hubungan ke massa melalui kunci terputus. Apabila pada saat itu kontak platina membuka maka arus primer terputus. Akibatnya, pada kumparan sekunder timbul arus induksi tegangan tinggi yang mengalir ke busi terus ke massa kembali ke kumparandan pada busi terjadi loncatan bunga api.
Apabila kunci kontak diputar OFF, kumparan primer berhubungan ke massa. Akibatnya, arus primer tidak terputus walaupun kontak platina terbuka dan busi tidak mengeluarkan bunga api.
Diagram dan rangkaian listriknya seperti gambar dibawah ini.

2. Pengapian Elektronik
a. Dengan Transistor (Transistorized Controlled Ignition)
Sistem pengapian ini menggunakan transistor, diode, resistor, dan kapasitor dengan tujuan untuk memperbesar efisiensi pengapian. Sistem pengapian elektronik ada beberapa macam antara lain:

a. sistem pengapian elektronik dengan kontak pemutus arus
b. sistem capasitor discharge ignition (CDI)
c. sistem magnetik pulse
d. sistem photo electric cell

Sebuah transistor terdiri atas bagian positif dan negatif yang diikatkan satu sama lain. Emiter (emitor) sebagai tempat masuknya arus transistor (input), base (basis) dihubungkan ke kontak pemutus arus, dan collector (kolektor) sebagai tempat pengeluaran arus (output). Kolektor dihubungkan dengan baterai melalui kunci kontak.



Prinsip kerja
Pada saat kontak pemutus arus menutup, arus dari baterai mengalir ke emitor, sebagian arus ke kontak pemutus arus melalui basis dan sebagian lagi menuju kumparan primer melalui kolektor. Apabila kontak pemutus arus terbuka maka arus yang mengalir menuju ke kontak tersebut terputus. Demikian juga arus yang menuju ke kumparan primer jga terputus sehingga timbul arus induksi tegangan tinggi pada kumparan sekunder kemudian ke busi. Pada saat kontak pemutus arus menutup lagi, arus dari emitor menuju basis mengalir lagi. Demikian juga dari emitor ke kolektor.
Arus yang mengalir dari emitor ke basis sangat rendah dibandingka yang mengalir menuju kolektor. Besarnya arus yang keluar dari basis kira-kira 10% dari arus yang keluar dari kolektor. Jadi, apabila dibandingkan dengan pengapian konvensional, arus yang mengalir pada kontak pemutus arus pada sistem pengapian transistor jauh lebih kecil. Oleh karena itu, kontak pemutus arus menjadi lebih awet.



Arus yang mengalir dari emitor menuju basis kemudian ke kontak pemutus arus dan massa kira-kira satu ampere. Arus yang mengalir dari emitor ke kolektor lebih dari 9 ampere. Jadi, jauh lebih besar daripada pengapian konvensional yang hanya mencapai 3 s.d. 5 ampere. Oleh karena itu, tegangan arus induksinya juga lebih besar daripada semua kecepatan mesin.

b. Dengan EFI (electronic Fuel Injection)
komponen-komponen sistem EFI termasuk perlengkapan-perlengkapan tambahan, dapat dibagi sebagai berikut :


1. Sistem Bahan Bakar (Fuel Sysstem)
Komponen-komponen ini digunakan untuk menyalurkan bahan bakar ke mesin, yang terdiri dari tangki bahan bakar, pompa bahan bakar, saringan bahan bakar, pipa penyalur (delivery pipe), pressure regulator, pulsation damper, injector, cold start injector dll.
2. Sistem Induksi Udara (Air Induction System)
Komponen-komponen ini menyalurkan sejumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran, yang terdiri dari air cleaner, air flow meter, throttle body, air valve dll.
3. Sistem Kontrol Elektronik (Electronic control System)
Sistem ini terdiri dari beberapa sensor-sensor seperti air flow meter, water temperature sensor, throttle position sensor dan intake air temperature sensor. Pada sistem ini terdapat ECU. ECU ini sangat menentukan lamanya kerja injector-injector. Pada sistem ini juga terdapat komponen tambahan, main relay yang mensuplai tegangan ke ECU, start injector time switch yang mengatur kerja cold start injector selama menstart mesin, circuit opening relay yang mengatur kerja pompa bahan bakar dan resistor yang menstabilkan kerja injector.
c. Dengan CDI (Capactive Discharge Ignition)
Secara umum CDI merupakan alat yang mampu menghasilkan energi yang kuat dalam setiap rentang putaran mesin. Pada CDI, sinyal pengapian dari pick-up coil memutus arus yang ada di sirkuit utama modul CDI. Pada saat itu, kapasitor sebagai komponen utama sirkuit membuang seluruh energi listrik yang ada di kumparan primer koil . Fungsi koil adalah sebagai transformator yang menaikkan tegangan listrik hingga 40.000 volt. Adapun bagian-bagian pada CDI sebagai berikut :
1. Regulator
Tersusun dari Elco atau aluminium capacitor dan SCR (Silicon Rectifier). Fungsinya sebagai penyetabil tegangan dari aki agar tetap 12 volt.

2. Inverter
fungsinya mirip koil. Mengubah tegangan 12 volt DC (searah) jadi 250 volt AC (bolak-balik).
3. Penyearah tegangan
Tegangan 250 volt AC kembali disearahkan menjadi DC. Komponen hanya dioda, tegangan 250 volt AC jadi 200 volt DC.
4. Kapasitor
Berwarna merah dan disebut metal film capacitor. Fungsinya untuk menyimpan sementara tegangan atau arus listrik bila sensor pulser tidak memberikan sinyal.
5. Feed Back kontrol Tegangan
Fungsinya mendeteksi arus atau tegangan. Kemudian diumpan balik ke kontrol oscilator.
6. Pembangkit Iscilator
Fungsinya sebagai pembangkit kontrol sinyal ke inventer. Dengan memperhitungkan sinyal dari pulser dan dari feed back control.
7. IC (Intregated Computer)
Pada CDI analog dan digital terdapat perbedaan pada IC.

B. Sistem Pengisian
1. Sistem Generator DC
Dinamo atau generator merupakan pembangkit tenaga listrik yang akan digunakan untuk mengisi baterai pada saat mesin hidup. Dinamo pada mobil dirancang agar pada putaran tinggi tidak mengeluarkan arus terlalu besar. Sebaliknya, pada putaran rendah tidak mengeluarkan arus terlalu kecil.
Generator DC atau dinamo terdid atas komponen-komponen selubung (rumah), inti kutub, kumparan medan, jangkar, sikat-sikat dan pully.
a. Rumah dan inti kutub
Inti kutub dibuat dari besi lunak, jumlahnya ada 4 buah yang diikatkan pada rumahnya. Inti besi ini akan menjadi magnet jika kumpara medan yang melilitnya dialiri arus listrik sehingga akan terbentuk dua pasang kutub magnet. Di antara kutub-kutub tersebut terjadi garis-garis magnet.



b. Kumparan medan
Kumparan medan adalah kumparan yang digunakan untuk melilit inti besi. Jika lilitan ini dialiri arus listrik maka inti besi kan menjadi magnet. Besarnya kemagnetan yang dihasilkan tergantung dari banyak sedikitnya lilitan dan besar kecilnya arus yang mengalir. Arus yang mengalir ke kumparan medan dapat diambil melalui sikat positf (+) sedangkan massanya berada di luar. Dinamo ini dikenal dengan nama dinamo ekternal groundid. Arus ke kumparan medan juga dapa diambil dari sikat negatif (-). Dinamo ini dikenal dengan istilah dinamo internal groundid.


c. Jangkar
Jangkar merupakan kumparan yang dililitkan pada tabung silinder, ujung-ujung kumparan itu bertemu pada komutator.

Kumparan jangkar disebut juga armature. Armature diletakkan di antara inti besi, berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanis dalam bentuk gerak putar.

d. Sikat
Sikat pada dinamo berguna untuk menneruskan arus listrik dari kumparan jangkar. Oleh karena itu, sikat selalu menempel pada komutator. Apabila komutator berputar akan selalu bergesekan dengan sikat sehingga sikat akan mengalami keausan. Hubungan sikat dengan komutator harus kuat supaya tidak terjadi loncatan bunga api. Oleh karena itu, pada konstruksi ini dilengkapi pegas penekan.
e. Pully
Pully dipasang pada poros armature yang berguna sebagai penggerak kumparan jangkar. Pully ini digerakkan oleh poros engkol dengan menggunakan tali kipas. Tali kipas ini sekaligus sebagai penggerak pompa air.

2. Sistem Regulator Generator
Dinamo yang berfungsi sebagai penghasil arus listrik akan mengeluarkan arus tergantung dari besarnya kemagnetan pada inti besi dan kecepatan putar poros engkol. Arus yang besar dari dinamo tidak selalu menguntungkan karena arus yang masuk ke baterai tidak boleh terlalu besar. Oleh karena itu, perlu pembatas arus yang disebut regulator. Regulator generator terdiri atas 3 bagian antara lain:

a. Cut out relay, berguna untuk mencegah mengalirnya arus listrik dari baterai ke regulator.
b. Voltage regulator, berguna untuk membatasi tegangan yang dihasilkan oleh dinamo. Tegangan yang diijinkan antara 12,8 volt sampai 14,8 volt.
c. Current regulator, berguna untuk membatasi arus yang dihasilkan dinamo agar arus yang mengalir ke baterai tidak berlebihan.



Cara kerja sistem pengisian dinamo
Apabila kunci kontak dihubungkan (ON) maka arus listrik akan mengalir dari baterai - amperemeter - lampu indicator - sikat positif – kumparan medan – massa. Karena terjadi rangkaian tertutup, lampu indicator menyala dan inti besi pada dynamo menjadi magnet. Jika mesin hidup dan dynamo berputar maka kumparan jangkar akan menghasilkan arus listrik. Pada saat tegangan kurang dari 12 volt kemagnetan pada inti besi menjadi lemah, cut out relay tidak mampu menarik pelat kontak (Po) sehingga tidak terjadi pengisian.
Pada saat tegangan yang dihasilkan 12 volt- 13,8 volt, kemagnetannya menjadi lebih kuat sehhingga Po berhubungan dengan Pi. Dengan demikian, arus dari dynamo akan mengalir ke baterai melalui terminal A - Po - Pi - terminal B – amperemeter. Pada saat terjadi pengisian lampu indicator tidak menyala karena tidak terjadi beda potensial. Sementara arus yang mengalir ke pembatas arus dan pembatas tegangan tidak dapat menyebabkan plat kontak terputus, kemagnetan pada inti besi dinamo bertambah kuat.
Pada saat tegangan yang dihasilkan 13,8 volt – 14,8 volt kecepatan putar dinamo bertambah. Dengan demikian, kemagnetan inti besi pada pembats arus dan pembatas tegangan bertambah kuat sehingga P2 akan terputus hubungannya dengan P3 dan P4 terputus hubungannya P5. Hal ini mengakibatkan hubungan massa kumparan medan terputus sehingga arus yang mengalir ke kumparan medan harus melalui hambatan (R). Dengan demikian, kemagnetan yang terjadi pada inti besi menjadi kecil. Akibatnya, arus dan tegangan yang dihasilkan dinamo menurun sehingga pengisian arus ke baterai tidak terjadi. Penurunan arus dan tegangan dinamo ini menyebabkan P2 dan P3 berhubungan, demikian juga P4 dan P5. peristiwa ini terjadi berulang-ulang sela mesin berputar.