SISTEM PENGAPIAN

A . Sistem Pengapian Baterai

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 me-naikkan tegangan baterai menjadi 10 KV atau lebih dengan mempergunakan ignition dan kemudian membagi-bagikan tegangan tinggi sebut ke masing-masing busi melalui distributor kabel tegangan tinggi. Tipe sistem pengapian baterai ini dipergunakan pada seluruh motor bensin u n t u k mobil modern.

Sistem pengapian baterai biasanya terdiri dari baterai, ignition coil,

distributor, kabel tegangan tinggi dan busi seperti diperlihatkan di bawah

ini.

1. Sistem pengapian konvensional

2. Sistem pengapian transistor

• Tipe semi-transistor

• Tipe full-transistor

Pada pasal ini hanya akan diterangkan mengenai sistem pengapian

konvensional.

B. Fungsi Komponen-Komponen Sistem Pengapian 1. Baterai Menyediakan arus listrik tegangan rendah (biasanya 12V) untuk ignition coil. 2. Ignition Coil Menaikkan tegangan yang diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi yang diperlukan untuk pengapian. 3. Distributor 1). Cam (nok)

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

2). Breaker point (platina) Memutuskan arus listrik yang mengalir melalui kumparan primer dari ignition coil; untuk menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kurmparan sekunder dengan jalan (cara) induksi magnet listrik (electromagnetic induction).

3) Capasitor/Condenser

1

2

3

4 5

Gb. 1. Rangkaian system pengapian konvensional

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

4) Centrifugal Governor Advancer Memajukan saat pengapian sesuai dengan putaran mesin.

5) Vacuum Advancer Memajukan saat pengapian sesuai dengan beban mesin (vakum intake manifold). 6) Rotor

Membagikan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan oleh ignition coil ke tiap-tiap busi.

7) Distributor Cap Membagikan arus listrik tegangan tinggi dari rotor ke kabel tegangan tinggi untuk masing-masing silinder.

4. Kabel Tegangan Tlnggl (High Tension Cord)

Mengalirkan arus listrik tegangan tinggi dari ignition coil ke busi.

5. Busi Mengeluarkan arus listrik tega.ngan tinggi menjadi loncatan bunga api melalui ectrodanya.

Gb. 2. Rangkaian system pengapian konvensional

1. Ignition Coil Ignition coil bertungsi merubah arus listrik 12V yang dfterima dari baterai menjadi tegangan tinggi (10 KV atau lebih) untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi. Pada ignition coil, kumparan primer dan sekunder digulung pada inti besi. Kumpa-ran-kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima dari baterai menjadi tegangan yang sangat tinggi melalui (dengan cara) induksi elektromagnet/induksi magnet listrik (induksi sendiri dan induksi bersama). Inti besi (core), yang dikelilingi oleh kumparan, terbuat dari baja silicon tipis yang digulung ketat.Kumparan sekunder terbuat dari kawat tembaga tipis (~ 0,05 - 0,1 mm) yang digulung 15.000 sampai 30.000 kali lilitan pada inti besi, sedangkan kumparan primer terbuat dari kawat tembaga yang relatif tebal (~ 0,5 -1.0 mm) yang digulung 150 sampai 300 kali lilitan mengelilingi kumparan sekunder. Untuk mencegah terjadinya hubungan singkat (short circuit) antara lapisan kumparan yang berdekatan, antara lapisan satu dengan lapisan yang lain disekat dengan kertas yang mempunyai tahanan sekat yang tinggi. Seluruh ruangan kosong di dalam tabung kumparan diisi dengan minyak atau campuran penyekat untuk menambah daya tahan terhadap panas. Salah satu ujung dari kumparan primer dihubungkan dengan terminal, negatif primer, sedangkan ujung yang lain dihubungkan dengan terminal positif primer. Kumparan sekunder dihubungkan dengan cara serupa, dimana salah satu ujungnya dihubungkan dengan kumparan primer lewat (pada) terminal positif sedangkan ujung yang lain dihubungkan dengan tegangan tinggi melalui sebuah pegas. Kedua kumparan digulung dengan arah yang sama, dengan kumparan primer berada pada bagian luar.

2. Distributor Fungsi distributor dapat dibagi dalam 4 bagian seperti diperlihatkan di bawah ini. a., Bagian Pemutus (arus)

Pada bagian ini terdiri dari breaker point (atau biasa disebut contact point atau "point" saja), camlobe (nok) dan kondenser. Fungsi breaker point adalah untuk memutuskan arus listrik dan menghubungkannya dari kumparan primer coil ke massa agar terjadi induksi pada kumparan sekunder coil. Induksi terjadi pada saat breaker point diputus atau terbuka.

GAMBAR PENAMPANG IGNITION HUBUNGAN IGNITION COIL

Gb.3. Ignition coil ( koil pengapian )

Gb. 4. Break point

Fungsi camlobe untuk mengungkit breaker point agar dapat memutus dan menghubungkan arus listrik pada kumparan primer coil.

Condenser berfungsi untuk menghilangkan atau mencegah terjadinya loncatan api atau bunga api listrik pada breaker point. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar di bawah. Kemampuan dari suatu kondenser dapat ditunjukkan dengan berapa besar kapasitasnya. Kapasitas kondenser diukur dalam mikro farad (pf). Pada kendaraan Toyota, kondenser yang dipergunakan ada tiga macam yaitu : Condenser dengan kabel warna hijau, kapasitasnya adalah 0,15 pf. Condenser dengan kabel warna kuning, kapasitasnya adalah 0,22 gf. Condenser dengan kabel warna biru, kapasitasnya adalah 0,25 pf.

Gb.6. kondensor

Gb. 5. Break point ( platina)

Terbakarnya breaker point sering juga diakibatkan oleh condenser yang tidak sesuai dengan kapasitasnya atau kapasitasnya tidak normal.

b. Bagian Distributor Bagian ini berfungsi membagi-bagikan (mendistribusikan) arus

tegangan tinggi yang dihasilkan (dibangkitkan) oleh kumparan sekunder pada ignition coil ke busi pada tiap-tiap silinder sesuai dengan urutan pengapian (ignition order). Bagian ini terdiri dari tutup distributor dan rotor.

c. Bagian Governor Advancer Bagian ini berfungsi untuk memajukan saat pengaan sesuai dengan pertambahan putaran mesin. Bagian ini terdiri dari governor weight dan governor spring (pegas governor).Gambar di bawah menunjukkan konstruksi dari Governor Advancer.

Gb.7 Distributor

d. Bagian Vakum Advancer Bagian ini berfungsi untuk memundurkan memajukan saat pengapian pada saat beban bertambah atau berkurang.Bagian ini terdiri dari breaker plate dan vaku vancer, yang akan bekerja atas dasar kevakuman yang terjadi di dalam intake manifold.

Gb. 9 Saat kerja

Gb. 8. Sebelum kerja

3. Type Fully-Transistor

Sistem pengapian konvensional menghasilkan Tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan Jalan memutuskan arus listrik primer pada ignition. Oleh karena itu sistem pengapian kanvensional terdiri dari breaker point, cam (nok) dan kondensor.

Pada sistem pengapian fully-transistor, signal generator dipasangkan sebagai pengganti cam (nok) dan breaker point pada distributor. Signal generator akan menghasilkan tegangan, yang berguna untuk menyalakan transistor-transis-tor di dalam igniter untuk memutuskan arus primer pada ignition coil. Karena transistor-transistor yang dipergunakan untuk memutuskan arus primer tidak melibatkan bagian-bagian yang bergerak yang saling bersinggungan, maka tidak terjadi keausan dan tidak terjadi penurunan tegangan sekunder yang dihasilkan.

Gb. 10. Sebelum bekerja

diafragma

Gb. 11 Saat bekerja

4. Kabel Tegangan Tinggi Kabel-kabel tegangan tinggi (High-Tension Cord) harus mampu mengalirkan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan di dalam ignition coil ke busi-busi melalui distributor tanpa adanya kebocoran. Oleh sebab itu

Gb. 12. Sistem pengapian transistor

Distributor padasistem pengapian tipe fully-transistor ada kalanya ignition coil dan igniter dipasangkan didalamnya.

Ignition Coil

I g n I t e r

penghantar (core) dibungkus dengan insulator karet yang tebal seperti tampak pada gambar untuk mencegah terjadinya kebocoran arus listrik tegangan tinggi. Insulator karet (rubber insulator) kemudian dilapisi oleh pembungkus (sheath). Kabel resistive terbuat dari fiberglass yang dipadu (dicampur) dengan carbon dan karet sintetis yang digunakan sebagai core untuk memberikan peregangan yang cukup kuat untuk meredam bunyi pengapian (ignition noise) pada radio. Tanda tahanan dicetak pada permukaan pembungkus (sheath) sebagai pertanda bahwa inti dari kabel tegangan tinggi adalah kabel bertahanan (resistive wire).

PENTING !

Untuk melepaskan kabel tegangan tinggi (hightension cord), pegang dan tariklah setalu pada baglan pangkalnya (tutupnya). Jangan sekali-kali memegang dan menarik pada pembungkusnya, sebab dapat mengakibatkan kabel terlepas darl tutupnya (pangkalnya) dan dapat merusak kabel, mlsalnya terputus pada intinya (internal open circuit). Sirkuit terbuka atau hubungan yang kurang baik dari kabel tegangan tinggi dapat diketahui dengan mengukur tahanan inti (core) Seperti diperlihatkan pada halaman berikut.

Gb. 14. Melepas Kabel Tegangan Tinggi

Gb. 15. Pemeriksaan Kabel Tegangan Tinggi

karet sintetis yang digunakan sebagai core untuk memberikan peregangan yang cukup dan untuk ' meredam bunyi pengapian (ignition noise) pada radio. ' Tanda tahanan dicetak pada permukaan pembung- ; kus (sheath) sebagai pertanda bahwa inti dari kabel tegangan tinggi adalah kabel bertahanan (resistive wire). 5. BUSI

Arus listrik tegangan tinggi dari distributor menimbulkan (membangkitkan) bunga api dengan temperatur tinggi ,diantara elektroda tengah dan masa dari busi untuk menyalakan campuran udara-bahan bakar yang telah dikompresikan. Meskipun konstruksi dari busi sederhana, tetapi busi tersebut beroperasi pada kondisi yang sangat berat. Temperatur elektroda busi dapat mencapai kira-kira 2000°C (3632°F) selama langkah pembakaran (kerja), tetapi kemudian akan turun drastis pada langkah hisap karena didinginkan oleh campuran udara dan bahan bakar. Perubahan yang sangat cepat dari panas ke dingin tersebut terjadi berulang-ulang kali pada setiap dua putaran poros engkol.

Lebih jauh lagi, tekanan di dalam silinder juga bervariasi antara 1 atm (760 mm Hg atau 29,92 in Hg atau 101.33 kPa) pada saat langkah hisap, tetapi kemudian naik mencapai 45 atm pada langkah pembakaran (kerja). Busi harus bisa menjaga kemampuan penyalaan untuk jangka waktu. yang lama, meskipun mengalami temperatur tinggi dan perubahan tekanan, dan menjaga tahanan insulator dari tegangan tinggi antara 10 sampai 30 KV.

Komponen utama busi yaitu insulator, casing dan elektroda tengah.

a. Insulator Keramik

Insulator keramik (ceramic insulator) berfungsi untuk memegang elektroda tengah dan berguna sebagai insulator antara elektroda tengah dan casing. Gelombang yang dibuat pada permukaan insulator keramik berguna untuk memperpanjang jarak permukaan antara terminal dan casing 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 (thermal conductivity).

b. Casing

Casing bertungsi- untuk menyangga insulator keramik dan juga sebagai mounting busi terhadap mesin.

c. Elektroda Tengah Elektroda tengah terdiri dari komponen-komponen :

Gb. 16 Konstruksi Busi

Glass seal

Resistor Gasket Copper core Nose insulator

Ground electrode

1. Sumbu pusat (center shaft) : mengalirkan arus dan meradiasikan panas yang ditimbulkan oleh elektroda.

2. Seal glas (kaca) : membuat kerapatan (merapatkan) (untuk menghindari kebocoran udara), antara center shaft dan insulator keramik dan mengikat antara center shaft dan elektroda tengah.

3. Resistor : mengurangi suara pengapian untuk mengurangi gangguan frekwensi radio.

4. Coppercore (intitembaga) : merambatkan panasdari elektroda dan ujung

5. insulator agar cepat radiasi/ dingin. 6. Elektroda tengah : membangkitkan loncatan bunga api ke masa 7. (elektroda masa).

d. Elektroda Masa

Elektroda masa dibuat sama dengan elektroda tengah. Alur U (U-groove), Alur V (V-groove) dan bentuk khusus dari elektroda yang lain dibuat dengan tujuan agar memudahkan loncatan api agar menaikkan kemampuan pengapian.

Semoga bermanfaat