SISTEM PENGAPIAN

A. PendahuluanAda berbagai jenis sistem pengapian. Sebagian besar sistem ini dapat ditempatkan ke dalam salah satu dari tiga kelompok yang berbeda: pemutus jenis sistem konvensional titik pengapian (digunakan sejak awal 1900-an), sistem pengapian elektronik (populer sejak pertengahan tahun 70-an), dan sistem pengapian distributor less (diperkenalkan di pertengahan 80-an).Sistem pengapian otomotif memiliki dua fungsi dasar antara lain mengontrol percikan dan waktu spark plug tembak untuk menyesuaikan berbagai kebutuhan mesin, dan harus menaikkan tegangan baterai ke titik di mana itu akan mengatasi perlawanan yang ditawarkan oleh spark plug gap dan api steker.B. Tujuan Sistem PengapianTujuan penggunaan system pengapian pada kendaraan adalah menyediakan percikan bunga api bertegangan tinggi pada busi untuk membakar campuran udara/bahan bakar di dalam ruang bakar engine.

Maksud dari penggunaan sistem pengapian elektronik adalah agar platina dapat bekerja lebih efisien dan tahan lama, atau justru platina ini dihilangkan sama sekali. Bila platinanya dihilangkan, maka sebagai penggantinya adalah berupa gelombang listrik atau pulsa yang relatip kecil, dimana pulsa ini berfungsi sebagai pemicu (trigger). Rangkaian elektronik dari sistem pengapian ini terdiri dari transistor, diode, capacitor, SCR (Silicon Control Rectifier) dan sebagainya. Keunggulan sistem pengapian elektronik adalah tidak dibutuhkannya penyetelan berkala seperti pada sistem pengapian biasa. Api pada busi dihasilkan cukup besar dan stabil, baik pada putaran mesin lambat ataupun pada putaran mesin tinggi dan mesin menjadi mudah hidup dalam cuaca yang buruk. Pulsa yang memicu rangkaian elektronik berasal dari putaran magnet (sebagai pengganti hubungan pada sistem pengapian biasa). Magnet akan melewati sebuah kumparan kawat yang kecil yang efeknya dapat memutuskan dan menyambungkan arus pada kumparan primer di dalam koil pengapian. Jadi dalam sistem ini koil pengapian masih tetap harus digunakan. Sebab rangkaian elektronik tidak dapat menggantikan fungsi koil pengapian, kecuali pada mesin mesin yang harganya mahal dan istimewa kelasnya, di mana sistem yang digunakan adalah capacitor discharge.C. Cara Kerja Sistem PengapianSebuah sistem pengapian otomotif dibagi menjadi dua sirkuit listrik - sirkuit primer dan sekunder. Rangkaian utama membawa tegangan rendah. Sirkuit ini hanya beroperasi pada baterai saat ini dan dikendalikan oleh poin pemutus dan saklar pengapian. Rangkaian sekunder terdiri dari gulungan sekunder di kumparan, memimpin ketegangan tinggi antara distributor dan koil (biasanya disebut kawat koil) pada distributor koil eksternal, tutup distributor, distributor rotor, spark plug memimpin dan busi . Ini switch arus utama dan mematikan dan mendistribusikan arus ke percikan tepat steker setiap kali percikan diperlukan. distributor adalah stasioner perumahan yang mengelilingi sebuah poros yang berputar. poros yang digerakkan dengan kecepatan mesin satu-setengah oleh camshaft mesin melalui roda gigi distributor drive Sebuah cam di dekat bagian atas poros distributor memiliki satu lobus untuk setiap silinder mesin. cam beroperasi titik kontak yang sudah terpasang di piring dalam perumahan distributor. Sebuah rotor melekat ke atas poros distributor. Ketika tutup distributor di tempat, sepotong pegas logam di bagian tengah topi membuat kontak dengan strip logam di atas rotor. Ujung luar rotor melewati sangat dekat dengan kontak tersambung ke busi memimpin sekitar bagian luar tutup distributor. Pada dasarnya, itu tak lebih dari sebuah transformator yang mengambil tegangan relatif rendah (12 volt) yang tersedia dari baterai dan meningkatkan ke titik di mana ia akan api busi sebanyak 40.000 volt. Istilah "kumparan" yang mungkin keliru karena sebenarnya ada dua gulungan kawat luka tentang inti besi. Koil ini terisolasi dari satu sama lain dan seluruh hadirin terlampir dalam kasus-diisi minyak. Kumparan primer, yang terdiri dari ternyata relatif sedikit dari kawat berat, terhubung ke dua terminal utama yang terletak di atas kumparan. Kumparan sekunder terdiri dari banyak berubah dari kawat halus. Hal ini terhubung dengan sambungan tegangan tinggi di atas kumparan (menara dimana kabel koil dari distributor adalah terpasang). Dalam kondisi pengoperasian normal, daya dari baterai diberi melalui resistor atau hambatan kawat dengan rangkaian kumparan utama dan kemudian didasarkan melalui titik pengapian di distributor (poin ditutup). Kumparan energi rangkaian primer dengan tegangan baterai menghasilkan arus melalui gulungan primer, yang menginduksi medan, sangat besar magnetik intens. Ini medan magnet tetap selama arus dan poin tetap tertutup. Sebagai distributor berputar cam, poin didorong terpisah, melanggar sirkuit primer dan menghentikan aliran arus. Mengganggu aliran arus primer menyebabkan medan magnet runtuh. Sama seperti saat ini mengalir melalui kawat menghasilkan medan magnet, medan magnet bergerak melintasi sebuah kawat akan menghasilkan arus. Sebagai runtuh medan magnet, garis-garis gaya salib gulungan sekunder, mendukung arus di dalamnya. Karena ada ternyata lebih banyak dari kawat di gulungan sekunder, tegangan dari gulungan primer jauh diperbesar hingga 40.000 volt. Tegangan dari kumparan gulungan sekunder mengalir melalui koil memimpin tegangan tinggi ke tengah tutup distributor, dimana didistribusikan oleh rotor ke salah satu terminal luar di tutup. Dari sana, mengalir melalui spark plug mengarah ke busi. Proses ini terjadi dalam hitungan detik dan diulang setiap kali membuka dan menutup poin, yang sampai 1500 kali per menit pada mesin 4-silinder di siaga. Untuk mencegah tegangan tinggi dari pembakaran titik, kondensor yang dipasang di sirkuit. Ia menyerap sebagian kekuatan gelombang arus listrik yang terjadi selama runtuhnya medan magnet. kondensor ini terdiri dari beberapa lapisan aluminium foil dipisahkan oleh isolasi. Lapisan-lapisan dari aluminium foil mampu menyimpan listrik, membuat kondensor tangki surge listrik. Tegangan tepat setelah poin terbuka dapat mencapai 250 volt karena jumlah energi yang tersimpan di gulungan primer dan medan magnet berikutnya. Sebuah kondensor yang rusak atau tidak benar grounded tidak akan menyerap kejutan dari sungai yang bergerak cepat listrik ketika poin terbuka dan arus dapat memaksa melintasi kesenjangan titik, menyebabkan pitting dan terbakar.D. Kontak Pemutus dan Sudut Dwell1. Kontak PemutusKontak pemutus atau yang lebih sering dikenal dengan nama platina. Platina mobil berupa plat kontak yang berfungsi sebagai penghubung & pemutus yang di hubungkan oleh ebonit/kaki platina dan di kontrol oleh nokdelco(Distributor), apabila kaki ebonit tidak terdorong oleh nok delco maka plat kontak akan terhubung sekaligus mengalirkan aliran listrik primer koil ke ground dan menciptakan medan magnet pada primer coil, dan pada saat nok delco menyentuh/mendorong ebonit platina maka listrik dari primel coil akan terputus, pada saat listrik primer coil terputus maka terjadi GGL/induksi tegangan tinggi pada sekunder coil, dengan adanya kondesor/kapasitor yang terhubung secara paralel dengan platina akan membantu meningkatkan besar induksi dan menghilangkan bunga api pada saat platina mulai terbuka/memutus, hal ini bertujuan agar plat kontak platina tidak mudah terbakar dan mampu berumur panjang. Jadi dapat disimpulkan bahwa fungsi dari platina ialah memutuskan dan menghubungkan arus primer agar terjadi induksi tinggi pada sirkuit sekunder.Besar/lamanya saat platina terhubung di pengaruhi oleh lebar Permukaan AS delco yang rata/datar hal ini di sebut dengan sudut dwell, dimana sudut/lama saat platina menghubungkan aliran listrik ke primer coil. Apabilacelah platinarapatmakasudut dwellakanmenjadi besardan kebalikannya. Kesetiaan menggunakan sistem pengapian konvensional pada mobil sering terjadi pada orang-orang yang belum percaya pada sistem elektronik terutama mereka yang lebih memahami sistem konvensional platina yang mudah di stel berulang kali, walau padahal kalau sudah menggunakan sistem pengapian elektronik cukup sekali stel untuk selamanya(jangka waktu yang panjang). Berikut akan ditunjukkan bagaimana langkah- loangkah peyetelan platina.2. Sudut DwellDevinisi sudut dwelladalah sudut yang terbentuk dari titik pertama pada saat kontak pemutus mulai menutup sampai dengan titik pada saat kontak pemutus mulai terbuka. Atau dengan kata lain sudut yang terbentuk dari titik pertama pada saat celah rubbing blok dengan as distributor mulai renggang sampai dengan titik pada saat celah rubbing blok dengan as distributor mulai menutup.a. Sudut dwell kecil Waktu penutupan kontak pemutus pendek Arus primer tidak mencapai maksimum Kemampuan pengapian kurang

Celah platina kecilb. Sudut dwell besar Kemampuan pengapian baik, tetapi waktu mengalir arus terlalu lama Kontak pemutus menjadi panas Kontak pemutus cepat aus

Celah platina besarBesar sudut dwel merupakan kompromis antara kemampuan pengapian dan umur kontak pemutusa. Celah kontak pemutus kecil Sudut buka kecil ( b ) Sudut Dwel besar ( a)b. Celah kontak pemutus besar Sudut buka besar ( b ) Sudut Dwel kecil ( a)Penjelasan :Sudut pengapian = Z = jumlah silinderSudut dwell 60% x sudut pengapianContoh : Menghitung sudut dwell motor 4 silinder dan 6 silindera. Motor 4 silinderSudut pengapian motor 4 silider = 360 4 = 90Sudut dwel = 60% x 90 = 54toleransi 2Besar sudut dwel= 54 2 atau sudut dwel = 52 56

b. Motor 6 silinderSudut pengapian = 360 6 = 60Sudut dwel = 60% x 60= 36toleransi 2Besar sudut dwel = 36 2 atau sudut dwel =34 38

Perlu diketahui bahwa angka toleransi masing-masing pabrikan berbeda.

Besar sudut Dwell dan kemampuan pengapian Kemampuan pengapian ditentukan oleh kuat arus primer.Untuk mencapai arus primer maksimum, diperlukan waktu pemutusan kontak pemutus yang cukup. Sudut dwell kecil

Waktu penutupan kontak pemutus pendek ->Arus primer tidak mencapai maksimum >Kemampuan pengapian kurang Sudut dwell besar

Kemampuan pengapian baik,tetapi waktu mengalir arus terlalu lama, kontak pemutus menjadi panas dankonntak pemutus cepat aus.E. Komponen Sistem Pengapian1. BateraiBaterai ialah alat elektro kimia yang dibuat untuk mensuplai arus listrik ke sistem pengapian. Alat ini menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia, yang dikeluarkannya bila diperlukan dan mensuplainya ke alat yang memerlukannya. Baterai menyediakan arus listrik tegangan rendah (biasanya 12 Volt) untuk ignition coil. Di dalam baterai mobil terdapat elektrolit asam sulfat, elektroda positif dan elektroda negatif dalam bentuk plat. Plat-plat dibuat dari timah atau berasal dari timah.2. Coil PengapianKoil berfungsi untuk merubah arus listrik 12 Volt yang diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi (15 Kilo Volt atau lebih) untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi. Pada koil, kumparan primer dan kumparan sekunder digulung pada inti besi. Kumparan-kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima dari baterai menjadi tegangan yang sangat tinggi dengan cara induksi magnet listrik (induksi sendiri dan induksi bersama).

Gambar 2. Konstruksi Coil Pengapian yang umumCoil pengapian terdiri dari rumah logam yang meliputi lembar pelapis logam untuk mengurangi kebocoran medan magnet. Lilitan sekunder, yamg mempunyai lilitan lebih kurang 20.000 lilitan kawat tembaga halus dililitkan secara langsung ke inti besi yang dilaminasi dan disambungkan ke terminal tegangan tinggi yang terdapat pada bagian tutup coil. Karena tegangan tinggi diberikan pada inti besi, inti harus diisolasi oleh tutup dan insolator tambahan diberikan di bagian dasar. Lilitan primer, terdiri dari 200-500 lilitan kawat tembaga yang relative tebal, di tempatkan dekat dengan bagian luar sekelililng lilitan sekunder. Panjang dan lebar kawat akan menyebabkan resistansi lilitan primer berubah tergantung pada penggunaannya. Coil pengapian adalah transformator peningkat tegangan. Coil menghasilkan pulsa-pulsa tegangan tinggi yang dikirimkan ke busibusi untuk menyulut campuran bahan bakar/udara di tabung engine.Lilitan primer coil, menyimpan energi dalam bentuk medan magnet. Pada waktu yang ditentukan kontak poin terbuka, arus primer berhenti mengalir dan medan magnet kolap memotong coil sekunder menghasilkan tegangan tinggi ke dalamnya. Tegangan sekunder menyalakan busi.3. DistributorDistributor dalam sistem pengapian berperan sebagai penyalur tegangan tinggi, tegangan tinggi yang dibangkitkan pada kumparan sekunder ignition coil mengalir dari terminal sekunder ignition coil ke elektroda pusat pada tutup distributor melalui kabel tegangan tinggi yang kemudian disalurkan ke masing-masing busi sesuai dengan urutan penyalaannya.

Gambar. Distributor

Nama nama komponen Distributor cupDistributor cup (tutup distributor) dibuat dari injectionmolded epoxy resin yang memiliki daya tahan panas yang tinggi dengan kemampuan isolasi yang kuat. Pada tutup distributor terdapat carbon center contact piece yang berhubungan dengan elektroda pusat yang terbuat dari alumunium melalui pegas untuk membagikan tegangan tinggi. Elektroda sisi yang terbuat dari alumunium ditempatkan pada sisi sekeliling tutup distributor dan menerima arus tegangan tinggi dari elektroda pusat melalui rotor. Elektroda rotor mempunyai celah sebesar 0,8 mm dengan elektroda sisi untuk mencegah agar tidak terkena putaran rotor. Selama pengaliran tegangan tinggi terjadi ionisasi yang membentuk ozon, maka pada tutup distributor diberikan lubang kecil untuk fentilasi.

Gambar. Distributor Cup RotorRotor dibuat dari epoxy resin, sama halnya dengan tutup distributor. Ujung elektroda rotor yang diberi lapisan kekuatan seperti sudah terkena oksidasi karena pengaliran listrik, tetapi ini sebenarnya sebagai hasil flame coating (pelapisan dengan lapisan tahanan listrik).

Gambar. Rotor Signal generatorSignal generator adalah semacam generator AC (arus bolak balik) yang berfungsi untuk menghidupkan power transistor di dalam igniter untuk memutuskan arus primer ignition coil pada saat pengapian yang tepat.

Gambar. Signal GeneratorSignal generator terdiri dari magnet permanen yang memberi magnet kepada pick-up coil untuk membangkitkan arus bolak balik dan signal rotor yang menginduksi tegangan bolak balik di dalam pick-up coil sesuai dengan saat pengapian.

Gambar. Konstruksi Signal Generator Posisi Signal rotorPosisi signal rotor, perubahan garis gaya yang terjadi, dan EMF yang dibangkitkan pada pick-up coil dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Bila gigi rotor berada pada posisi A, celah dengan pick- up coil adalah celah yang terbesar, jadi flux density sangat lemah. Pada posisi A tidak ada EMF yang dibangkitkan. Signal rotor terus berputar lebih jauh dari posisi A, maka celah udara mengecil dan flux density menjadi besar.Perubahan flux yang terbesar dan dibangkitkan EMF maksimum terjadi pada posisi B dan posisi D, karena EMF dalam pick-up coil diinduksikan dengan arah melawan perubahan garis gaya, arah EMF terbalik pada saat gigi signal rotor mendekati pick-up coil seperti terlihat pada gambar B dan saat signal rotor bergerak menjauhi pick-up coil seperti terlihat pada gambar D. Pada posisi gambar C perubahan flux berkurang dan EMF yang dibangkitkan juga berkurang. Vacuum ignition advancerUntuk mendapatkan saat pemajuan yang diperlukan saat putaran engine naik, distributor mempunyai mekanisme sentrifugal yang terdiri dari dua buah pemberat yang mempunyai titik tumpu di bagian bawah distributor. Kedua pemberat ini ditahan pada dudukannya oleh pegas dan berputar dengan sumbu distributor. Jika kecepatan putar naik, pemberat terlempar ke arah luar (karena pengaruh gaya sentrifugal) melawan tarikan pegas dan akhirnya memajukan bubungan kontak point

Titik putar

Gambar. Salah satu contoh Mekanisme Pemaju Pengapian Jenis SentrifugalHubungan dapat bergerak bebas pada poros distributor dan saat pemberat bergerak ke arah luar akibat gaya sentrifugal, bubungan bergeser, atau berputar, searah dengan perputaran poros. Hal ini membuat bubungan kontak poin bersinggungan lebih cepat dengan kontak poin, dengan demikian terjadilah pemajuan pengapian. Centrifugal governor advancerInterval waktu antara saat terjadinya penyalaan dan saat diperoleh tekanan kompresi maksimum adalah tidak tetap, tetapi berubah-ubah sesuai kecepatan pembakaran. Jika campuran kaya dan tekanan kompresi tinggi, dia akan terbakar dengan sangat cepat sewaktu di sulut. Jika campuran miskin dan tekanan kompresi rendah, campuran akan terbakar dengan lambat vacuum diafragma ditahan pada posisinya oleh pegas. Pelat dudukan dan kontak poin akan berputar saat diafragma berhubungan dengan kevacuuman saluran masuk engineGambar. Centrifugal Governor AdvancerCara kerjaPembukaan katup throttle yang kecil akan memberikan tingkat kevacuuman yang tinggi pada diafragma yang mengakibatkan pelat dudukan berputar mempercepat saat pengapian. Saat pembukaan katup throttle membuka semakin lebar, pengaruh kevacuuman akan menurun mengurangi pemajuan saat pengapian. Pembukaan penuh katup throttle akan memberikan tekanan udara luar (tidak ada kevacuuman) terhadap diafragma mengakibatkan tidak terjadi pemajuan saat pengapian.4. Condenser

CondenserGambar. Kondensor Dipasang Pada DistributorKondensor mencegah percikan bunga api pada poin-poin pada saat poin-poin tersebut mulai membuka. Arus yang berlebihan mengalir ke dalam kondensor pada saat poin-poin terpisah. Sebuah Kondensor terdiri dari beberapa lembar kertas timah masing-masing lapisan diberi isolasi kertas paraffin, lembar tersebut digulung dengan ketat sehingga berbentuk silinder, masing-masing kumpulan plat dihubungkan dengan satu kawat Modul OPKR 50-011 B sebagai kutub positif dan negatif. Kondensor biasanya dipasang didalam distributor dan ada juga yang dipasang diluar distributor.

Kondensor itu diperlukan karena: Poin-poin membuka dan menutup secara mekanis; gerakan tersebut sangat lambat dibandingkan dengan kecepatan aliran arus Poin-poin tersebut hanya membuka sedikit Tegangan di dalam coil dapat menjadi sangat tinggiCara kerja condenser Tahap 1. Poin Tertutup

Gambar. Cara Kerja Kondensor Kontak-Poin Tertutup. Dan Osiloskop MenunjukkanTegangan KondensorArus mengalir melalui lilitan primer ke masa melalui poin yang tertutup. Medan magnit terbentuk di sekeliling coil pengapian. Pola osiloskop mengilustrasikan perubahan polaritas tegangan pada rangkaian kondensor coil. Tingkat tegangan adalah 12 V pada satu arah. Tahap 2. Poin Terbuka

Gambar. Cara Kerja Kondensor Poin Terbuka. Dan Ositoskop Tegangan Kondenwr Naik

Medan magnit kolap, menginduksi tegangan ke dalam lilitan sekunder. Karena medan magnit juga kolap memotong lilitan primer maka tegangan tinggi (kira-kira 300 V) diinduksi kedalamnya juga. Tegangan ini akan menyebabkan arus mengalir ke dalam kondensor. Tegangan kondensor akan naik sampai tegangannya sama dengan tegangan coil.

Tahap 3.

Gambar 10. Pengosongan Kondensor dan Osiloskop Tegangan Kondensor turun

Tegangan primer mulai menurun. Tegangan kondensor sekarang akan mendorong balik arus listrik kembali ke lilitan primer coil, hal ini memaksa medan magnet yang kolap mengalami kolap lebih cepat yang akan menghasilkan percikan bunga api sekunder yang lebih besar. Gaya medan magnet yang kolap menghasilkan tegangan induksi dengan arah yang berlawanan. Tahap 4

Gambar 11. Langkah Pengisian/dan Osiloskop Pengosongan Kondensor

Berkaitan dengan pengaruh medan magnet kondensor dan arus pada lilitan sekunder, gerak gaya listrik balik dihasilkan pada lilitan primer beberapa kali. Arus akan mengalir masuk dan keluar pada kondensor melalui lilitan sampai energy listriknya hilang. Hal ini menimbulkan efek osilasi.5. BusiBusi berguna untuk menghasilkan bunga api dengan menggunakan tegangan tinggi yang dihasilkan oleh koil. Bunga api yang dihasilkan oleh busi kemudian di pergunakan untuk memulai pembakaran campuran bahan bakar dengan udara yang telah di kompresikan di dalam selinder.

Gb. Konstruksi busi