SISTEM STATER

SMK NEGERI 1 LINTAU BUO

TEKNIK KENDARAAN RINGANENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM

DEDI IRWAN EKA PUTRA

ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 2

A. TINJAUAN UMUM SISTEM STATER

Mesin tidak akan dapat start sebelum melakukan siklus operasionalnya berulang-ulang. Motor

starter minimal harus dapat memutarkan mesin pada kecepatan minimum yang diperlukan

untuk memperoleh pembakaran awal. Kecepatan putar minimum yang diperlukan untuk

menghidupkan mesin berbeda tergantung pada konstruksi dan kondisi operasinya tetapi pada

umumnya 40 sampai 60 rpm untuk motor bensin dan 80 sampai 100 rpm untuk motor diesel.

Alasannya mengapa mesin tidak akan hidup sampai kecepatan putarannya mencapai tingkat

tertentu meliputi:

Bahan bakar tidak teratomisasi sepenuhnya pada putaran rendah. Pada motor bensin,

kecepatan udara masuk berpengaruh terhadap kerja karburator. Pada motor diesel,

kecepatan putaran pompa injeksi yang rendah tidak memungkinkan terjadinya atomisasi

bahan bakar secara sempurna.

Temperatur yang terlalu rendah. Pada motor bensin, temperatur silinder yang rendah

menghambat pengabutan bahan bakar. Pada motor diesel, hingga temperatur udara yang

dikompresikan di dalam silinder tercapai, bahan bakar masih dapat saja gagal terbakar.

Karena karakteristik motor starter semakin rendah putarannya, ia akan mengambil arus lebih

besar dari baterai, dan baterai mungkin tidak mampu untuk memberikan tenaga yang cukup ke

sistem pengapian (pada motor bensin) selama pemutaran awal, karena tegangan di terminal

baterai banyak turun. Bila ini terjadi, maka kemampuan pembakaran akan menurun, karena

tegangan yang masuk ke kumparan primer dari ignition coil tidak cukup, menyebabkan tegangan

sekunder yang dikirimkan ke busi tidak cukup.

Fungsi sistem stater adalah memberikan putaran awal tertentu kepada engine, agar engine

dapat memulai siklus kerjanya

B. KOMPONEN DAN WIRING SISTEM STATER

Sistem stater pada umumnya terdiri dari beberapa komponen berikut :

1. Kunci kontak (ignition switch)

Berfungsi sebagai saklar, untuk menghubungkan terminal 50 motor stater dengan positif

BATT

2. Fuse (fusible link)

Berfungsi sebagai pembatas arus atau pengaman rangkaian

3. Baterai

Berfungsi sebagai sumber tegangan pada motor stater


4. Motor stater

Berfungsi untuk memberikan putaran awal minimum kepada engine agar dapat memulai

siklus kerja engine

5. Kabel penghubung

Berfungsi sebagai penghubung komponen-komponen sistem stater. Kabel yang

menghubungkan antara terminal positif baterai dengan terminal 30 motor stater memiliki

diameter yang besar.

Gambar 1. Komponen sistem stater gambar 2. Rangkaian kelistrikan sistem stater

C. PRINSIP KERJA SISTEM STATER

1. bila arus mengalir pada suatu penghantar, maka akan dibangkitkan medan magnet

disekitar penghantar tersebut (kaidah ibu jari kanan)

Gambar 3. Kaidah tangan kanan

2. jika penghantar yang dialiri arus listrik diletakkan di dalam medan magnet, maka

penghantar akan cenderung bergerak ke arah tertentu bergantung arah medan magnet

dan arah arus listrik pada penghantar tsb (kaidah tangan kiri fleming)


Gambar 4. Kaidah tangan kiri fleming

Dalam simbol listrik dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 5

Arus menjauhi kita.

Arah garis gaya magnet searah putaran

jarum jam

Gambar 6

Arus mendekati kita.

Arah garis gaya magnet berlawanan

putaran jarum jam.

Bila penghantar yang dialiri arus listrik ditempatkan diantara dua kutup magnet permanen maka

garis-garis gaya magnet pada magnet permanen dan pada penghantar akan saling berinteraksi

sebagi berikut:

Gambar 7. Pengahantar berarus listrik di dalam medan magent

Garis gaya magnet yang searah akan saling memperkuat dan garis gaya magnet yang

berlawanan saling memperlemah.

Arah garis gaya magnet


Pada kumparan akan timbul gaya elektro magnet sehingga kumparan terdorong kebawah

(sesuai arah panah)

Gambar 8. Kumparan di dalam medan magnet

Sebuah penghantar berbentuk U ditempatkan diantara dua kutup magnet permanen, kemudian

pada penghantar tersebut dialiri arus listrik maka penghantar akan berputar.

Sisi penghantar terdorong keatas dan sisi penghantar terdorong kebawah, sehingga

pada sumbu penghantar terdapat gaya saling berlawanan (kopel) dan penghantar akan

berputar searah putaran jarum jam.

Prinsip kerja Motor starter satu siklus dengan kumparan armature tunggal dijelaskan sebagai

berikut :

Arus listrik mengalir dari baterai sikat positif komutator sikat negatif baterai . .

Sisi kumparan (arus menjauhi kita) membentuk medan magnet dengan garis gaya

magnet searah putaran jarum jam.

Medan magnet yang timbul diantara kutup-kutup, magnet saling berinteraksi dengan

medan magnet yang timbul pada kumparan menghasilkan gaya magnet yang mengarah

kebawah (arah panah).


gambar 9. Siklus kerja motor listrik

Sisi kumparan (arus mendekati kita) membentuk medan magnet, dengan garis gaya

magnet berlawanan arah putaran jarum jam.

Medan magnet yang timbul antara kutub-kutub magnet saling berinteraksii dengan medan

magnet pada kumparan dan menghasilkan gaya magnet mengarah keatas.

3. Untuk menentukan polaritas kumparan yang dialiri arus listrik, digunakan kaidah tangan

kanan

Gambar 10. Kaidah tangan kanan

Gambar 11. Perbedaan polaritas ujung-ujung lilitan


Pada gambar 11. A, diberikan polaritas seperti pada gambar, pada lilitan PC arah utara

kutup medan magnet yang terbentuk ditunjukkan oleh tanda panah, begitu juga

dengan lilitan HC. Kondisi seperti ini akan saling memperkuat medan magnet yang

terbentuk.

Pada gambar 11. B, pada ujung lilitan PC diberikan polaritas +, kondisi seperti ini

menyebabkan pada kumparan Hc tidak terjadi kemagnetan.

Pada gambar 11. C, polaritas positif hanya terjadi pada ujung lilitan PC, kondisi seperti

ini menyebabkan arah utara kutup medan magnet lilitan PC mengarah ke atas dan

arah utara medan magnet HC mengarah ke bawah. Kondisi sperti ini akan

menyebabkan kedua medan magnet yang terbentuk akan saling melemahkan.

D. KONSTRUKSI MOTOR STATER

Gambar 12. Konstruksi motor stater tipe pinion shift

1. MAGNETIC SWITCH

FUNGSI :

switch utama yang mengatur masuk arus ke fiel coil

menggerakkan pinion sehingga berkaitan dengan flywhell

TERMINAL PADA MAGNETIC SWITCH

Terminal 30 : berhubungan dengan positif baterai

Terminal 50 : berhubungan dengan terminal ST Ignition switch

Terminal C : Berhubungan dengan Field Coil motor stater

2. YOKE ASSY

Terdiri dari fiel coil, yoke core (bodi stater, pole core dan brus positif. Field coil berfungsi

sebagai pengganti magnet permanen dan dihubungkan secara seri dengan armature coil


Gambar 13. Magnetic switch gambar 14. Yoke assy

3. ARMATURE ASSY

terdiri dari comutator, gulungan armature

Gambar 15. Armature assy gambar 16. Over running clutch

4. Over running clutch

Berfungsi untuk meneruskan torsi dari armature shaft ke flywhell melalui pinion gear dan

melepaskan perkaitan pinion gear dengan flywhell setelah mesin menyala.

Apabila pinion gear berhubungan dengan gigi

flywheel dimana akan terjadi gesekan antara inner

barrel dan roller. Pada saat itu jika outer barrel

berputar kearah panah maka roller akan tertekan

oleh pegas kearah ruangan (alur) yang menyempit.

Akibatnya outer barrel dan inner barrel akan

berputar kearah tanda panah sebagai satu unit yang utuh.

Tetapi setelah mesin hidup, pinion gear di putar oleh gear

flywhell dan putaran flywhell lebih cepat dari putaran

armature shaft. Dalam keadaan seperti ini, pinion akan

berputar lebih cepat dari outer barrel. Dan roller akan


bergerak kearah celah yang lebih besar sehingga putaran

armature shaft tidak dipercepat oleh putaran flywheel dan

saat ignition switch diposisikan ke IG, makan perkaitan

pinion gear dan gear pada flywheel akan mudah dilepaskan.

5. Drive end frame

Berfungsi sebagai penutup over running clutch dan drive lever dari debu dan udara luar.

Terdapat oiless brush yang dipres pada bagian ujung drive end frame.

Gambar 17. Drive end frame gambar 18. Rear end frame

6. Rear end frame

Juga terdapat oiless brush yang dipreskan pada rear end frame. Terdapat mekanisme brake

yang berfungsi menghentikan putaran armature setelah return spring menarik pinion gear

7. Brush dan Brush holder

Brush berfungsi untuk menghantarkan arus ke komutator

8. Drive lever

Gambar 19. Brush dan holder gambar 20. Drive lever

E. TIPE-TIPE MOTOR STATER

1. Tipe reduksi

Motor stater tipe ini terdiri dari magnetic switch, motor DC, dan gigi reduksi, pinion

gear dan stater clutch

Gigi reduksi akan meningkatkan momen yang dihasilkan motor listrik

Digunakan pada kendaraan niaga

2. Tipe pinion shift (konvensional)


Pinion gear satu poros dengan armature

Putaran armature langsung diteruskan ke pinion gear

3. Tipe planetary gear

Memiliki mekanisme planetary gear yang dapat meningkatkan torsi pada pinion gear

Digunakan pada kendaraan penumpang

Gambar 21. Tipe reduksi gambar 22. Tipe pinion shift

Gambar 23. Tipe planetary

F. CARA KERJA SISTEM STATER

1. Saat ignition switch pada posisi ST

Gambar 24. Aliran arus saat posisi ST

Apabila saklar starter diputar ke posisi ON, maka arus baterai mengalir melalui hold in coil

ke massa dan dilain pihak pull in coil, Field coil dan ke massa. Pada saat ini hold in coil dan


pull in coil membentuk gaya magnet dengan arah yang sama, dikarenakan arah arus yang

mengalir pada kedua kumparan tersebut sama, seperti pada.gambar di atas. Maka plat

kontak (plunyer) akan bergerak ke arah menutup saklar utama, sehingga lengan penggerak

menggeser kopling jalan bebas ke arah posisii berkaitan dengan roda gaya. Untuk lebih jelas

lagi jalannya arus adalah sebagai berikut :

Oleh karena arus yang mengalir ke Field coil pada saat itu, relatif kecil maka armature

berputar lambat dan memungkinkan perkaitan pinion dengan roda gaya menjadi lembut.

Pada keadaan ini plat kontak belum menutup saklar utama.

2. Saat pinion gear berkaitan penuh

Gambar 25 . aliran arus saat pinion gear berkaitan penuh

Bila pinion gear sudah berkaitan penuh dengan gigi roda gaya, maka plat kontak akan mulai

menutup saklar utama, lihat gambar di atas. Pada saat ini arus akan mengalir sebagai

berikut:

Seperti terlihat pada gambar, di terminal C ada arus, maka arus dari pull in coil tidak dapat

mengalir, akibatnya plat kontak ditahan oleh kemagnetan yang ada pada hold in coil saja.

Bersamaan dengan itu arus yang besar akan mengalir dari baterai ke Field coil armature

massa melalui saklar utama. Akibatnya starter dapat menghasilkan momen puntir yang

besar yang digunakan memutar roda gaya. Bilamana motor sudah mulai hidup, roda gaya

Baterai terminal 50 hold in coil massa

Baterai terminal 50 pull in coil Field coil armature massa

Baterai terminal 50 hold in coil massa

Baterai saklar utama terminal C fiel coild armature massa


akan memutarkan armature melalui pinion. Untuk menghindari kerusakan pada starter

akibat hal tersebut maka kopling jalan bebas akan membebaskan dan melindungi armature

dari putaran yang berlebihan.

3. Saat ignition switch pada posisi IG

Gambar 26. Aliran arus saat posisi IG

Sesudah saklar starter diputar ke Off, dan saklar utama dalam keadaan belum membuka

(belum bebas dari plat kontak). Maka aliran arusnya sebagai berikut:

Oleh karena saklar starter diputar ke posisi Off maka pull in coil dan hold in coil tidak

mendapat arus dari terminal 50 melainkan dari terminal C sehingga aliran arusnya akan

menjadi:

Karena arus pull in coil dan hold in coil berlawanan maka arah gaya magnet yang dihasilkan

juga berlawanan sehingga kedua-duanya saling menghapuskan, hal ini mengakibatkan

kekuatan pegas pengembali dapat mnegembalikan plat kontak ke posisi semula. Dengan

demikian lengan penggerak menarik kopling jalan bebas dan pinion gear terlepas dari

perkaitan

G. PEMERIKSAAN SISTEM STATER DAN KOMPONENNYA

Pemeriksaan sistem stater dapat dikelompokkan menjadi :

Baterai Terminal 30 Terminal utama Terminal C field coil

Armature Massa

Baterai Terminal 30 Terminal utama Terminal C Pull in coil Hold in

coil Massa


1. Pemeriksaan pada kendaraan

Dilakukan saat motor stater masih terpasang pada engine dan rangkain ke sistem

pengapian harus diputus.

Dilakukan pengukuran voltage drop pada beberapa titik berikut ini

Gambar 27. Pengukuran voltage drop pada sistem stater

Sistem stater yang baik akan menunjukkan nilai sebagai berikut :

2. Test kemampuan beban

Dilakukan dengan cara melepas motor stater dari engine. Tindakan ini direkomendasikan

dilakukan terlebih dahulu sebelum melakukan over haul motor stater agar dapat melokalisir

letak permasalahan. Pengujian ini haru dilakukan dengan cepat (kurang dari 10 dtk) agar

magnetic switch tidak terbakar

Test kemampuan beban terdiri dari :

a. test pull in coil

terminal + baterai dihubungakan

dengan terminal 50

terminal - baterai dihubungkan

dengan massa dan terminal C

hubungan terminal C dan motor

dilepas

PINION GEAR HARUS BERGERAK

KELUAR

V1 = 9.6 volt atau lebih




b. Test hold in coil

Dilakukan dngn melanjutkan rangkaian

seperti pull in coil

Hubungan terminal – baterai ke

terminal C dilepas

PINION HARUS TERTAHAN DILAUR

c. Test kembalinya pinion

Dilakukan dengan melanjutkan rangkain

seperti test hold in coild

Hubungan terminal – baterai dilepas

dengan massa stater

PINION GEAR HARUS KEMBALI MASUK

d. Test tanpa beban

Dilakukan dng merangkai seperti gambar

berikut ini:

Motor stater harus berputar dengan

baik saat switch dihubungkan

Motor stater harus berhenti dengan

cepat saat switch diputus

H. OVER HAUL DAN PEMERIKSAAN MOTOR STATER

Melakukan pembongkaran motor stater harus merujuk kepada buku manual motor stater

tersebut. Pemeriksaan yang dilakkuan terhadap komponen-komponen motor stater adalah

sebagai berikut :


1. Pemeriksaan armature coil

ITEM PEMERIKSAAN SKETSA GAMBAR KONDISI BAIK

Hubungan komutator dngn

armature coil core

Tidak ada hubungan

Hubungan segmen komutator Ada hubungan

Hubungan komutator dngn shaft Tidak ada hubungan

2. Pemeriksaan fiel coil


Hubungan antar brush positf Ada hubungan

Hubungan field coil dngan massa Tidak hubungan


3. Pemeriksaan magnetic switch


Kembalinya pinion Setelah ditekan, pluner

kembali dengan cepat

Hubungan term 50 dngan masa Ada hubungan

Hubungan term 50 dngan term

C

Ada hubungan

4. Pemeriksaan brush holder


Pemeriksaan hubungan brush

holder + dengan brush holder -

Tidak ada hubungan

5. Pemeriksaan over running clutch


Pemeriksaan kondisi over

running clutch

Berputar searah jarum

jam dan tidak berputar

dalam arah berlawanan

jarum jam

Documents

SISTEM STATER