Post on 16-Jun-2015
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 3
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)
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 4
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 5
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).
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 6
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 7
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 8
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 9
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)
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 10
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 11
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 12
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
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 13
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
V2 = 8.0 volt atau lebih
V3 = 8.0 volt atau lebih
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 14
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 :
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 15
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
ITEM PEMERIKSAAN SKETSA GAMBAR KONDISI BAIK
Hubungan antar brush positf Ada hubungan
Hubungan field coil dngan massa Tidak hubungan
ENGINE ELECTRICAL-STARTING SYSTEM 16
3. Pemeriksaan magnetic switch
ITEM PEMERIKSAAN SKETSA GAMBAR KONDISI BAIK
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
ITEM PEMERIKSAAN SKETSA GAMBAR KONDISI BAIK
Pemeriksaan hubungan brush
holder + dengan brush holder -
Tidak ada hubungan
5. Pemeriksaan over running clutch
ITEM PEMERIKSAAN SKETSA GAMBAR KONDISI BAIK
Pemeriksaan kondisi over
running clutch
Berputar searah jarum
jam dan tidak berputar
dalam arah berlawanan
jarum jam