Sistem pengapian berfungsi untuk menghasilkan percikan api yang kuat dan tepat untuk membakar campuran udara dan bahan bakar di dalam ruang bakar. Secara umum komponen sistem pengapian terdiri dari baterai, kunci kontak, koil, distributor, kabel tegangan tinggi dan busi. Di dalam distributor terdapat beberapa komponen pendukung lainnya yaitu kontak pemutus (atau pulse generator pada sistem pengapian elektronik), kondensor, cam, vakum dan sentrifugal advancer.
Gambar 1 Komponen Sistem Pengapian
Fungsi dari masing-masing komponen system pengapian adalah 1) baterai sebagai sumber arus, 2) kunci kontak untuk menghidupkan dan mematikan system pengapian, 3) koil untuk menaikan teggangan baterai menjadi tegangan tinggi di atas 10000 volt. Tegangan tinggi pada kumparan sekunder terjadi karena jumlah kumparan sekunder jauh lebih banyak dari kumparan primer, 5) distributor berfungsi untuk mendistribukan tegangan tinggi dari koil ke tiap busi sesuai dengan urutan penyalaannya, 6) kabel tegangan tinggi berfungsi untuk menghantarkan tegangan tinggi dari koil sampai ke busi, 7) busi berfungsi untuk meloncatkan bunga api.
Gambar 2 Detail Komponen sistem pengapian
Kontak pemutus (platina) berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan arus ke kumparan primer koil. Lamanya arus mengalir ke kumparan primer terjadi selama kontak pemutus tertutup. Sudut yang terbentuk pada cam di mana kontak pemutus dalam keadaan tertutup disebut sudut dwell. Kondensor berfungsi untuk mengurangi percikan bungan api pada kontak
pemutus akibat adanya induksi diri kumparan pada primer. Cam berfungsi untuk mendorong tumit kontak pemutus sehingga bisa terbuka dan tertutup kembali oleh pegas. Vakum dan sentrifugal advancer berfungsi untuk memajukan atau memundurkan saat pengapian sesuai dengan putaran dan beban mesin. Saat pengapian (ignition timing) pada suatu motor bensin adalah saat di mana busi memercikan bungan api dengan tepat pada akhir langkah kompresi untuk memulai pembakaran di dalam ruang bakar.
Gambar 3 DIagram pembakaran motor bensin
Gambar 4 Pemajuan saat pengapian
Pembakaran pada motor bensin diawali dengan pecikan bungan api pada busi (titik 1) sekitar 100 menjelang titik mati atas (TMA = TDC) pada akhir langkah kompresi. Pembakaran dimulai pada titik 2 dengan mulai terjadinya perambatan api dan pembakaran maksimum terjadi di sekitar 100 setelah TMA Proses pembakaran di dalam ruang bakar membutuhkan waktu yang relative konstan baik pada putaran lambat maupun tinggi. Oleh karena itu, pada putaran tinggi
saat pengapian harus dimajukan untuk memenuhi waktu pembakaran sehingga tekanan maksimum pembakaran tetap berada sekitar 100 setelah titik mati atas baik pada putaran rendah maupun tinggi.
Skema dan Cara Kerja Sistem Pengapian
Secara sederhana sistem pengapian konvensional dapat digambarkan dengan skema berikut.
Gambar 5-6 Sekema sistem pengapian konvensional
Gambar 7 Sistem Pengapian Konvensional
Prinsip kerja dari sistem pengapian di atas dapat dijelaskan sebagai berikut. Saat kunci kontak on, platina tertutup, arus baterai mengalir ke kunci kontak, (+) koil (-) koil kontak poin massa. Akibatnya terjadi kemagnetan pada coil. Saat platina terbuka, arus yang mengalir ke kumparan primer seperti dijelaskan di atas terputus dengan tiba-tiba. Akibatnya kemagnetan di sekitar koil hilang / drop dengan cepat. Karena medan magnet hilang dengan cepat, maka pada kumparan sekunder terjadi induksi tegangan tinggi, dan pada kumparan primer juga terjadi tegangan induksi. Tegangan pada kumparan sekunder disalurkan ke distributor dan kabel tegangan tinggi sehingga terjadi loncatan api pada busi. Tegangan pada kumparan primer disalurkan ke kondensor dan muatan yang diserap kondensator itu dibuang ke massa saat kontak poin tertutup. Proses tersebut terjadi secara terus menerus.
Aliran arus primer koil pada saat kontak pemutus tertutup berbentuk eksponensial. Hal ini disebabkan adanya efek counter electromotor force pada saat arus mengalir pada kumparan primer koil yang menyebabkan terbentuknya medan magnet di sekitar koil. Semakin tinggi putaran mesin, maka semakin singkat kontak pemutus menutup sehingga arus primer koil juga menjadi semakin kecil bila dibandingkan dengan rendah atau sedang. Hal ini akan menurunkan kemampuan system pengapian.
Perhitungan Tegangan Sekunder Berdarkan Arus Primer Koil
Saat kontak pemutus tertutup, arus primer koil naik berangsur-angsur (gradually) secara eksponensial (Helt, 1965 : 489). Lamanya rangkaian primer tertutup bervariasi tergantung kecepatan engine. Perubahan besarnya arus primer akibat perubahan waktu dinyatakan dengan persamaan berikut (Heywood,1989 : 438).
Ip adalah arus yang mengalir pada kumparan primer (Amper), t waktu rangkaian tertutup (detik), Vo tegangan sumber (Volt), R adalah tahanan total rangkaian primer, dan Lp induktansi rangkaian primer (Henry). Arus maksimum pada kumparan primer adalah 4 Amper dengan resistensi rangkaian primer 3 Ohm dan tegangan 12 Volt. Besarnya energi magnetik yang disimpan dalam suatu induktansi yang membawa arus I adalah (Heywood, 1989 : 439)
Apabila kontak pemutus terbuka, arus primer turun menjadi nol dan terjadi tegangan tinggi pada kumparan sekunder. Harga puncak tegangan ini adalah tegangan maksimum yang disebut available voltage (Va). Energi maksimum yang ditransfer ke rangkaian sekunder adalah (Heywood, 1989 : 439).
Cs adakah kapasitansi rangkaian sekunder (Farad). Berdasarkan persamaan 2, jika energi yang tersimpan dalam rangkaian primer koil adalah ½ LpIp 2, ditransfer ke rangkaian sekunder, maka:
Energi yang dapat ditransfer ke kumparan sekunder akibat adanya kerugiankerugian adalah 85% (Obert, 1973 : 540). Koil mempunyai kumparan sekunder sekitar 20000 lilit dan kumparan primer sebanyak 200 lilit, sehingga perbandingan kumparan sekunder dan primernya adalah 100. Untuk koil dengan perbandingan kumparan sekunder dan primer = 100, maka harga induktansinnya Lp = 5 mH, dan kapasitansi Cs = 60 pF (Obert, 1973 : 540). Dengan menggunakan persamaan 2 dan besarnya arus primer misalnya 2,7A, energi yang dapat
disalurkan ke kumparan sekunder sekitar 85% (Obert, 1973 : 540) adalah 0.01526 joule sehingga dengan persamaan 4 atau 5 tegangan tinggi sekunder (Va) yang terjadi adalah 19,17 kV. Berapa tegangan sekunder koil jika arus pimer koil yang mengalir adalah 3,5A ?
Diambil dari berbagai sumber, semoga bermanfaat...
0 Comments
Silahkan Tinggalkan Komentar Anda