Sistem Pengapian

SISTEM PENGAPIAN KONVENSIONAL

Pada artikel kali ini saya akan membahas tentang Sistem Pengapian Konvensional pada kendaraan mobil.
  
Pada motor bensin, campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan didalam silinder harus dibakar untuk menghasilkan tenaga. Jadi sistim pengapian berfungsi untuk membakar campuran udara dan bensin didalam ruang bakar pada akhir langkah kompresi.

Sistim pengapian yang digunakan adalah sistim pengapian listrik, dimana untuk menghasilkan percikan api digunakan tegangan listrik sebagai pemercik api. Listrik diambil dari baterai.

KOMPONEN-KOMPONEN SISTIM PENGAPIAN

1. Baterai

2. Sikring (fuse)

3. Kunci kontak (switch)

4. External resistor

5. Ignition coil

6. Distributor

7. Busi

8. Kabel tegangan tinggi

      A.   BATERAI

Fungsi :

Di dalam system baterai berfungsi Sebagai sumber energi listrik sedang baterai sendiri berfungsi untuk menyimpan energy listrik dalam bentu kimia.

      B.   FUSE / SIKRING

Fungsi :

1. Sebagai pengaman apabila terjadi hubungan singkat (korsleting).

2. Sebagai pembatas arus yang berlebihan

      C.   KUNCI KONTAK / IGNITION SWITCH

Fungsi :                                                               

Untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik dari baterai ke coil.

      D.   EXTERNAL RESISTOR

Fungsi :

Mengurangi penurunan tegangan pada kumparan primer saat mesin berputar pada putaran tinggi

      E.   IGNITION COIL / COIL PENGAPIAN

Fungsi :

Untuk membangkitkan tegangan listrik, dari 12 Volt menjadi 15.000 – 30.000 Volt. Untuk dapat mempertinggi tegangan listrik tersebut, pada ignition coil terdapat 2 (dua) kumparan.

     1 .  Kumparan primer

            a.    Menciptakan medan magnet

            b.    Penampang kawat besar

            c.    Jumlah gulungan sedikit ± 400

     2.  Kumparan sekunder

            a.    Merubah induksi menjadi tegangan tinggi

            b.    Penampang kawat kecil

            c.   Jumlah  gulungan  banyak  ± 30.000

Ignition coil dengan resistor

Pada ignition coil yang dilengkapi dengan resistor, mempunyai sebuah resistor (tahanan luar) yang dihubungkan seri dengan kumparan primer pada coil.

Dibandingkan dengan ignition coil tanpa memakai resistor penurunan tegangan pada kumparan primer saat mesin berputar tinggi akan dapat dikurangi.

Ada 2 type resistor :

1            1.  External resistor type

2            2.  Integrated resistor type

                                       External reistor type

                                       Integrated resistor type

Ignition coil tanpa resistor

      a.    Putaran rendah.

-           1. Waktu tertutup platina lebih lama.

-           2. Arus yang mengalir ke kumparan primer cukup meski ada self induksi.

-           3.  Tegangan tinggi pada kumparan sekunder tetap.

      b.    Putaran tinggi.

-           1. Waktu tertutup platina lebih cepat

-           2. Arus yang mengalir kekumparan primer berkurang.

-           3. Tegangan tinggi pada kumparan sekunder menurun

Ignition coil dengan resistor

          a.   Putaran rendah

-               Peristiwanya sama seperti pada coil tanpa resistor

          b.  Putaran tinggi

-             1. Waktu menutup platina lebih cepat.

-             2. Karena harga tahanan primer lebih kecil, arus yang mengalir masih cukup untuk 
                   membentuk kemagnetan
             3. Tegangan tinggi yang dihasilkan kumparan sekunder tetap besar.

Pada saat start mesin, arus dari baterai lebih banyak mengalir ke motor starter, sehingga tegangan baterai akan drop dan mengurangi arus yang mengalir ke kumparan primer. Akibatnya tegangan tinggi pada kumparan sekunder berkurang dan bunga api pada busi lemah, mesin sulit hidup.

Guna mencegah kejadian seperti itu, saat posisi start arus yang mengalir kekumparan primer  di by pass langsung tanpa melewati resistan, sehingga arus yang mengalir ke kumparan primer mencukupi.

     F.    DISTRIBUTOR

Fungsi distributor adalah untuk membagikan arus listrik bertegangan tinggi dari coil kemasing-masing busi sesuai dengan waktu pengapian.

Adapun komponen-komponenya terdiri dari :
 

          1.    Distributor cap

          2.    Breaker points

          3.    Governor spring

          4.    Governor weight

          5.    Distributor  shaft

          6.    Rotor

          7.    Damper spring

          8.    Breaker plate

          9.    Condenser

        10. Vacuum advancer

        11. Ball bearing

Bagian-bagian distributor.

I.      I.  Bagian pemutus :                           

          a.  Cam lobe

          b.  Breaker point (platina)

II.     II. Bagian pembagi arus                                 

          a.  Rotor

          b.  Tutup distributor

III.    III. Bagian pemaju pengapian                       

           a.  Vacuum advancer

           b.  Governor advancer

I       IV. Condenser

TERBENTUKNYA TEGANGAN TINGGI 

Jika platina menutup, arus dari baterai dapat mengalir ke kumparan primer, sehingga inti besi menjadi sebuah magnet.

Ketika platina membuka, arus pada kumparan primer terputus, dan medan magnet menghilang.

Akibat menghilangnya medan magnet, akan dibangkitkan tegangan induksi pada kumparan sekunder yang diteruskan ke busi.

CARA KERJA SISTIM PENGAPIAN

1.  Kontak point (platina) sedang menutup.

       Arus mengalir dari  baterai > Ignition switch  >  (+) Coil  > Primary coil  >  Platina >  Massa

Ignition coil menjadi magnet.

  2.    Kontak point (platina) membuka.
 

        Arus primer terputus dengan cepat, maka :

  a.   Medan magnit menghilang 
  b.  Terjadi arus induksi tegangan tinggi pada kumparan sekunder

        c.  Terjadi lompatan api diantara elektroda busi.

Bagian kontak pemutus (platina)

Fungsi :

Untuk memutuskan dan menghubungkan arus yang mengalir kekumparan primer agar terjadi tegangan induksi pada kumparan sekunder.
Bagian-bagian Platina :

      1. Cam distributor

      2. Kontak tetap

      3. Kontak lepas
      4. Pegas
      5. Lengan kontak pemutus
      6. Sekrup pengikat
      7. Ebonit
      8. Kabel
     9. Alur penyetel

Sudut pengapian

Yaitu : Sudut putar cam distributor dan saat platina mulai membuka (1), sampai platina mulai membuka pada tonjolan cam berikutnya (2)

Contoh sudut pengapian

Mesin 2 silinder.
 

Sudut pengapian = 360°/2

  

Mesin 4 silinder

Sudut pengapian = 360°/4

Sudut dwell
 

Sudut buka platina A – B
Sudut tutup platina B – C

Kesimpulan :

Sudut dwell adalah sudut cam distributor pada saat platina mulai menutup (B) sampai platina mulai membuka kembali (C).

Sudut dwell    =         60% x Sudut pengapian

                        =         60% x 360/2
Toleransi        =         ± 2°

Contoh :        

Mencari sudut dwell mesin  4 silinder dan 6 silinder

Mesin 4 silinder

Sudut pengapian     = 360°/4.  =   90°

Sudut dwell               =.60% x 90° 
                                   = 54°

Toleransi                    =  ± 2°

Sudut dwell               =  52° - 56°

Mesin 6 silinder

Sudut pengapian     = 360°/6 
                                   = 60°

Sudut dwell               = 60% x 60°

                       =36°

Toleransi                   = ± 2° 
Sudut                        = 34° - 38°

Pengaruh sudut dwell

Sudut dwell besar
1.    Celah platina kecil
2.    Arus yang mengalir ke primer coil terlalu lama
3.    Kemagnetan jenuh
4.    Platina panas

Sudut dwell kecil

Celah platina lebar

1.   Arus yang mengalir ke primer coil terlalu singkat

2.   Kemagnetan tidak tercapai maksimum
3.  Tegangan induksi kumparan sekunder kurang

CONDENSER
 

Fungsi :

1.  Menghilangkan atau mencegah terjadinya loncatan bunga api listrik pada permukaan platina.

2. Tegangan induksi yang dihasilkan kumparan sekunder akan semakin besar, jika menghilangnya kemagnetan (self induksi) kumparan primer berlangsung singkat.

3.  Condensor akan mempercepat menghilangnya tegangan induksi kumparan primer dengan cara menyerap arus induksi tersebut. Dengan cara itu maka tegangan tinggi kumparan sekunder dapat dihasilkan.

Kemampuan dari suatu kondensor dinyatakan dengan  besarnya kapasitas.

Untuk besarnya kapasitas kondenser dapat ditentukan melalui warna kabel yang digunakan.

                        Warna kabel                                                 Kapasitas kondenser

                        Hijau                                                                           0,18    Uf

                        Kuning                                                                        0,22    Uf

                        Biru                                                                             0,25    Uf

                        Putih                                                                           0,27    Uf

Bagian pemaju saat pengapian 
Governor advancer

Fungsi :

Memajukan saat pengapian sesuai dengan  besarnya putaran mesin.

1.    Cam
2.    Spring support pin
3.    Guide pin
4.    Screw
5.    Governor spring
6.    Cam plate
7.    Fly weight
8.    Weight support pin
9.    Distributor shaft

Cara kerja :
Sebelum bekerja 
1.    Fly weight (pemberat) belum mengembang
2.    Cam plate belum ditekan
3.    Advance belum bekerja
4.    Salah satu pegas pembalik masih longgar

Saat bekerja

1.    Fly weight centrifugal mulai mengembang sampai maksimum
2.    Cam plate mulai ditekan
3.    Advance centrifugal mulai bekerja sampai maksimum
4.    Kedua pegas pengembali bekerja

Vacuum advancer
Fungsi :

Memajukan saat pengapian sesuai dengan besarnya beban mesin. Saat beban rendah atau menengah, kecepatan pembakaran rendah karena atomisasi campuran sedikit, campuran kurus. Oleh sebab itu pembakaran menjadi lama. Agar mendapatkan tekanan pembakaran maksimum tetap terjadi sesudah TMA, saat pengapian harus dimajukan
 

Bagian-bagian vacuum advancer : 
1.    Plat dudukan platina
2.    Rod (tuas)
3.    Diafraghma
4.    Pegas
5.    Selang untuk vacuum
6.    Langkah
7.    Advance port
8.    Throttle valve

Cara kerja

Vacuum advance belum bekerja

Kevacuman pada intake manifold masih rendah, sehingga diafraghma belum bekerja
 

Vacuum advance sedang bekerja

Kevacuman pada intake manifold tinggi, sehingga diafraghma terhisap dan rod (tuas) tertarik, akibatnya dudukan platina ikut bergerak, dan pembukaan platina dipercepat

G.   BUSI

Fungsi :

Meloncatkan bunga api listrik melalui elektrodanya
 

 Bagian-bagian Busi :

1. Insulator

2. Cincin perapat
3. Cincin perapat
4. Penghantar
5. Rongga pemanas
6. Terminal
7. Baut sambungan
8. Rumah busi
9. Elektroda pusat (+)
10. Celah elektroda
11. Elektroda massa (-)

Nilai panas

1.    Suatu index yang menunjukan jumlah panas yang dapat dipindahkan busi
2.    Kemampuan busi menyerap dan memindahkan panas tergantung pada bentuk kaki insulator
3.    Nilai panas busi harus sesuai dengan kondisi operasi mesin

Busi panas
 

1.    Luas permukaan insulator lebih besa
2.    Banyak menyerap panas
3.    Lintasan pemindah panas panjang, akibatnya pemindahan panas sedikit

Busi dingin

 

1.    Luas permukaan isolator kecil
2.    Sedikit menyerap panas
3.    Lintasan pemindah panas pendek

Permukaan muka busi

Normal

 

1.    Isolator berwarna kuning atau coklat muda
2.    Puncak isolator bersih, permukaan rumah isolator kotor berwarna coklat muda atau abu-abu
3.    Kondisi kerja mesin baik
4.    Pemakaian busi dengan nilai panas yang tepat

Terbakar

 

1.    Elektroda terbakar. Pada permukaan kaki isolator ada partikel-partikel kecil mengkilap yang menempel
2.    Isolator berwarna putih atau kuning

Penyebab :

a. Nilai oktan bensin terlalu rendah
b. Campuran terlalu kurus
c. Knoking (detonasi)
d. Saat pengapian terlalu awal
e. Type busi yang terlalu panas

Berkerak karena oli

 

a. Kaki isolator, elektroda-elektroda sangat kotor
b. Warna kotoran coklat/oli mesin

Penyebab :

a. Ring piston aus
b. Penghantar katup aus
c. Penghisapan oli melalui sistim ventilasi karter

Berkerak karbon

 

Kaki isolator, elektroda-elektroda, rumah busi berkerak jelaga

Penyebab :
a. Campuran terlalu kaya
b. Type busi yang terlalu dingin

Isolator retak

 

Penyebab :
1. Jatuh
2. Kelemahan bahan
3. Bunga api dapat meloncat dari isolator yang retak

SAAT PENGAPIAN
 

1. Pengapian terjadi sebelum piston mencapai TMA
2. Saat pengapian adalah saat busi meloncatkan bunga api untuk memulai pembakaran
3. Saat pengapian diukur dalam derajat poros engkol, sebelum atau sesudah TMA pengapian. Mulai dari saat pengapian sampai dan berakhir dibutuhkan waktu tertentu
1. Saat pengapian

2. Tekanan pembakaran maksimum

3. Akhir pembakaran

Kesimpulan:

1. Untuk mendapatkan langkah kerja yang efektip tekanan pembakaran maksimum terjadi beberapa derajat setelah TMA
2.  Agar tekanan pembakaran maksimum terjadi setelah TMA, maka saat pengapian harus di set sebelum TMA

           Saat pengapian dan kemampuan mesin

    

 
Saat pengapian terlalu awal
Mengakibatkan detonasi/knocking, daya mesin berkurang, mesin menjadi panas dan menimbulkan kerusakan pada piston, bearing, busi

Saat pengapian tepat 
Menghasilkan langkah kerja yang ekonomis, daya mesin maksimum

Saat pengapian terlalu lambat
Menghasilkan langkah kerja kurang ekonomis/tekanan pembakaran maksimum jauh setelah TMA, daya maksimum kurang, boros bahan bakar

Catatan :
Stel saat pengapian yang sesuai dengan rekomendasi dari pabrik

Demikianlah ulasan tentang sistem pengapian konvensional, semoda dapat bermanfaat untuk para pembaca.