Bab 2 Sistem Starter

download Bab 2 Sistem Starter

of 16

  • date post

    06-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    468
  • download

    36

Embed Size (px)

Transcript of Bab 2 Sistem Starter

BAB II LANDASAN TEORI

A. Sistem Starting Sistem starter adalah suatu sistem yang dapat merubah energi listrik menjadi energi mekanik yang dapat mengerakkan motor starter. Motor starter harus bisa menghasilkan momen yang cukup besar meskipun daya tersedia pada baterai cuma 12 volt. Sekarang ini, kebanyakan kendaraan menggunakan jenis motor gulungan series yang sumber tenaganya battery untuk motor starter. Motor jenis gulungan series menghasilkan putaran rendah dengan daya yang besar. Apabila bebannya dikurangi, gaya putarnya akan berkurang namun kecepatan putarnya akan meningkat. Karena itulah, kecepatan putarannya akan beragam. Karena mesin tidak dapat berputar dengan sendirinya, dibutuhkan tenaga dari luar untuk mengengkol dan membantunya untuk hidup. Diantara berbagai peralatan yanga ada, sekarang automobil menggunakan motor listrik yang dikombinasikan dengan magnetic switch untuk mendorong pinion gear yang berputar ke dalam atau keluar dari/hubungan dengan ring gear yang ada pada roda penerus (flywheel) mesin. Motor starter harus dapat membangkitkan momen puntir yang besar dari sumber tenaga baterai yang terbatas. Pada waktu yang bersamaan harus ringa dan kompak. Oleh karena itu maka dipergunakanlah motor seri DC (direct current). Mesin tidak akan dapat start sebelum melakukan siklus operasionalnya berulangulang yaitu langkah hisap, kompresi, pembakaran dan buang. Langkah pertama untuk menghidupkan mesin, kemudian memutarkannya dan menyebabkan siklus

pembakaran pendahuluan. 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. Motor starter harus dapat menghasilkan gaya putar yang bisa tahan terhadap gaya kompresi dari cylinder mesin dan gaya gesek yang timbul dari komponen di dalam mesin, sehingga gaya putarnya harus cukup besar. Jenis yang paling cocok diantara jenis motor yang ada untuk keperluan tersebut adalah jenis motor gulungan series. Ketentuan yang diperlukan adalah sebagai berikut; gaya putar untuk starting mesin harus besar, harus bisa sekecil dan seringan mingkin dan mempunyai output yang besar, harus dapat bekerja dengan kapasitas arus yang kecil, tahan terhadap guncangan, dan tahan terhadap kejutan mekanis. 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. Kaidah ulir kanan: Bila arus mengalir dalam suatu penghantar (conductor), medan magnet akan bangkit pada arah yang terlihat pada ilustrasi di dibawah sesuai kaidah ulir kanan.

Gambar 2.1. Kaidah Ulir Kanan Kaidah tangan kiri Fleming : Jika tangan kiri diposisikan sehingga ibu jari, telunjuk dan jari tengah seperti terlihat pada gambar. Telunjuk digunakan untuk menunjukkan arah dari garis gaya magnet, dan jari tengah untuk menunjuk arah arus listrik, kemudian ibu jari menunjukkan arah pergerakan dari kawat.

Gambar 2.2. Kaidah Tangan Kiri Fleming

1. Prinsip Kerja Motor Starter Prinsip kerja dari motor starter adalah sebagai berikut: Saat kunci kontak start maka arus akan mengalir dari baterai menuju selenoid, brush starter kemudian ke komutator dan dilanjutkan ke brush negatif dan berakhir di massa. Motor starter berfungsi untuk mengerakkan fly wheel, fly wheel berfungsi untuk menerima dan mempertahankan daya putar poros engkol sehingga piston dapat bergerak turun naik melakukan proses pembakaran. starter selenoid berfungsi sebagai kontak penghubung antara kunci kontak dengan motor starter. Apabila pada starter selenoid terjadi aliran arus maka motor starter akan berputar. Sementara alternator berfungsi untuk mengisi baterai, output dari alternator diatur tetap konstan dengan menggunakan voltage regulator. Start motor terdiri dari tiga komponen utama sesuai dengan prinsip kerjanya. a) Komponen untuk meghasilkan gaya putar b) Komponen untuk menyalurkan gaya putar ke engine fly-wheel ring gear c) Komponen penghubung agar pinion dengan flywheel ring gear bisa bertemu melalui gerakan meluncur. Ketika komponen utama ini ukuran dan banyaknya kutub dan brush berbeda, mengikuti tegangan sumber dan outputnya. Namun demikian umumnya struktur dan prinsip kerjanya adalah sama.

Gambar 2.3. Prinsip Kerja Rangkaian Motor Starter 2. Gaya Putar Untuk Starting Gaya putar dan kecepatan yang diperlukan untuk motor starter mesin akan tergantung dari jenis mesinnya (volume cylinder, rasio kompresi, dan jenis pengapiannya) atau temperatur (temperatur daerah setempat atau temperatur oli pelumasi). Performa starting umumnya dipengaruhi oleh status battery, sumber kelistrikan. Karena itulah, pada saat akan menentukan performa starting motor kondisi mesin, karakteristik start motor dan performa battery harus dipertimbangkan juga. Tahanan putar pada mesin ditentukan oleh gaya yang diperlukan untuk menekan campuran udara dan bahan bakar di dalam cylinder dan gaya gesek pada cylinder, piston ring, bearing dan gear. Pada saat mesin distart, gaya putar yng diperlukan pada motor starter untuk memutar crank shaft melawan tahanan putar disebut dengan starting rotation force (gaya putar starter). Gaya putar starter dapat dinaikkan dengan cara memperbesar rasio antara flywheel ring gear dan pinion gear (sekitar 10-15:1). Rasio ini dapat diperloleh dengan

persamaan sebagai berikut. Gaya putar motor ini akan besar begitu voleme cylinder volume atau rasio kompresinya besar, begitu juga pengaruh dari tempratur luar. 3. Putaran Awal Untuk Start Mesin Untuk menghidupkan mesin, kecepatan dan gaya putar harus lebih dari gaya putar crankshaft. Jika kecepatan putarannya terlalu rendah, maka gas yang ditekan antara cylinder dan piston akan lemah, sehingga tekanan

kompresi untuk starting dapat diperoleh. Untuk mesin bensin, jika tegangan yang disuplai ke ignition coil terlalu rendah, maka pengapiannya akan gagal. Untuk mesin diesel, jika kompresi adiabatic tidak mencukupi untuk dilakukan, maka selanjutnya temperatur untuk membakar bahan bakar tidak akan dapat diperoleh. Batas terendah kecepatan putaran untuk menghidupkan mesin disebut dengan minimum starting rotation speed (kecepatan putar starting minimal). Kecepatan putaran mesin diesel sedikit lebih besar disbanding dengan mesin bensin. Umumnya kecepatan putaran minimal akan tinggi begitu

temperaturnya tinggi. Juga beragam tergantung dari jumlah cylinder, jumlah siklus, bentuk ruang bakar, jenis pengapian dan seterusnya. Untuk mesin 2 tak, kecepatan putaran minimum adalah sekitar 150-200 rpm dengan suhu 15 derat celcius. Untuk mesin 4 langkah, putarannya lebih dari 100 rpm untuk mesin bensin, dan 180 rpm untuk mesin diesel.(Rotation Resistance of engine) x (Tooth number of pinion gear) Rotating force = (Tooth number of flywheel ring gear)

4. Performa Starting Pada Mesin Output pada start motor beragam tergantung dari kapasitas battery dan temperatur. Gambar 2.4 menunjukkan satu contoh aneka karakteristik berdasarkan ragam battery yang mempunyai kapasitas berbeda untuk menjalankan start motor.

Gambar 2.4. Karakteristik Start Motor Berdasarkan Kapasitas Battery Pada saat kapasitas battery kecil, tegangan terminal akan turun dan kecepatan putarannya juga lambat untuk menghidupkan mesin, sehingga output-nya akan berkurang. kemudian, seperti tampak pada gambar Fig. 2.5, kapasitas aktualnya juga diturunkan begitu temperaturnya rendah, sehingga output pada start motor juga berkurang. Karena itulah, pada bebarapa hal, performa starting akan menurun.

Gambar 2.5. Karakteristik Start Motor Terhadap Temperatur Gambar 2.6 menunjukkan hubungan antara kecepatan putaran mesin yang diputar oleh motor starter dan gaya putar untuk menjalankan mesin melalui pinion gear dan flywheel ring gear. Ketika temperaturnya rendah, tingkat kekentalan oli pelumas akan naik, sehingga tahanan putar dari mesin juga akan naik. Namun, gaya putar penggeraknya akan berkurang karena penurunan kapasitas battery.

Gambar 2.6. Karakteristik Engine Starting

B. Komponen-Komponen Sistem Starter 1. Komponen Elektromotor/Komponen Berputar Komponen electromotor terdiri dari komponen yang berputar (armature, commutator, etc) dan komponen tetap (field coil, pole core, brush, dst.). a) Armature Armature terdiri dari shaft dan inti besi, kemajemukan gulungan armature coil yang dibungkus disekelilingnya dan commutator. Kedua ujung shaft ditopang oleh bearing dan dapat berputar dengan inti besi yoke. Shaft pada armature terbuat dari baja khusus untuk mencegah agat tidak mudah patah, penyok atau berubah dari gaya yang besar. Shaft tersebut mempunyai satu spline dimana pinion bisa meluncur. Shaft tersebut harus kuat agar tidak mudah aus. Inti besi dari armature terdiri dari banyak lembaran baja tipis yang dibungkus dan dilekatkan untuk mengalirkan magnetic flux dengan baik dan untuk mengurangi pusaran arus. Bahannya terdiri dari besi, nikel atau cobalt yang mempunyai daya permanen magnet yang besar. Untuk daerah luarnya, ada slot untuk armature coil dengan tujuan agar inti besinya tidak overheating. Inti besi pada armature akan menjadi sirkuit magnetik bagi medan magnet yang dihasilkan dari inti kutub dan merubah gaya

electromagnetic yang dihasilkan diantara gaya magnetik dari inti kutub dan armature coil ke gaya putar. Karena itulah, semakin besar armature coil, maka semakin besar pula gaya putarnya.

Gambar 2.7. Struktur Armature Armature coil