Pengapian motor konvensional

Sistem Pengapian Konvensional

Motor bensin merupakan mesin penghasil tenaga dengan mengubah energi kimiabahan bakar menjadi energi gerak melalui proses pembakaran di dalamsilindernya. Dengan adanya pembakaran, ruang di atas piston akan mengalamipeningkatan tekanan yang selanjutnya tekanan ini digunakan untuk menekanpiston. Tekanan di atas piston mendorong piston untuk bergerak turun naik Gerakan ini selanjutnya diubah menjadi gerak putar melalui mekanisme batangpiston sehingga poros engkol dapat berputar sebagai wujud dari energi hasilpembakaran.Proses pembakaran pada motor bensin dan motor Diesel mempunyai konsep yangsama. Perbedaan yang ada terletak pada bagaimana proses pembakaran dimulai.Pada motor Diesel, terbakarnya campuran udara dan bahan bakar dimulai saatbahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang bakar, namun pada motor bensin, prosesini dimulai dengan adanya letikan bunga api pada busi. Untuk dapat menghasilkanpercikan bunga api ini diperlukan system pengapian yang mdapat merubahtegangan rendah menjadi tegangan tinggi sehingga busi dapat memercikkan bungaapi didalam ruang bakar. System pengapian inilah yang menjadi ciri khas danyang membedakan antara motor bensin dan motor diesel.Tegangan tinggi pada busi (antara 10.000 sampai dengan 30.000 volt) diperlukanagar busi dapat meloncatkan listrik diantara electrode-nya didalam ruang bakar.Tegangan sebesar puluhan ribu volt tersebut ditujukan untuk melawan tahanangap busi yng cukup besar (jarak antara elektroda tenga dan samping antara 0.7

 

1mm) dan tahan pada ruang bakar. Pada ruang bakar, campuran udara dan bahanbakar yang terkompresi juga mempunyai tahanan yang tinggi. Simpulan, keduaalasan inilah yang menyebabkan diperlukannya tegangan tinggi dari systempengapian. Loncatan listrik pada ujung electrode busi ini lah yang merupakanloncatan bunga api dan selanjutnya dapat memicu proses pembakaran.Agar dapat menyegarkan ingatan kembali tentang system pengapian, maka dalampembahasan awal ini perlu disampaikan terlebih dahulu prinsip kerja systempengapian konvensional yang diawali dengan mengingat kembali fungsikomponen-komponen pada system pengapian motor bensin.Komponen – komponen yang terdapat pada sistem pengapian seperti terlihat padagambar satu.Gambar 1,

 

 Rangkaian dan komponen system pengapianFungsi komponen – komponen sistem pengapian adalah sebagai berikut:

Baterai berfungsi sebagai sumber energi listrik pada sistem pengapian

 

Kunci kontak berfungsi sebagai pengontrol arus listrik bagi sistempengapian dengan memutus memutus dan menghubungkan arus listrik.

Ignition Coil 

berfungsi sebagai pengubah tegangan listrik dari teganganrendah menjadi tegangan tinggi. Ignition coil termasuk trafo step up.

Kontak pemutus/

Breaker point 

/ platina berfungsi untuk memutus danmenghubungkan arus primer pada rangkaian primer coil.

Kondensor berfungsi untuk mengurangi terjadinya letikan bunga api padakontak platina.

Distributor berfungsi untuk membagikan listrik ke busi sesuai denganurutan pengapian (firing order).

Busi berfungsi untuk meletikkan bunga api dengan cara meloncatkanlistrik di antara elektrodanya

Centrifugal advancer 

berfungsi untuk merubah atau memajukan saatpengapian sesuai dengan perubahan / kenaikan putaran mesin

Fungsivacuum advancer 

untuk memajukan / merubah saat pengapiansesuai dengan perubahan beban mesin

a. Prinsip kerja Sistem Pengapian Konvensional

 Arus listrik mengalir dari baterai menuju ke kunci kontak. Pada saat starter arus listrik dari

ignition switch

(kunci kontak) mengalir langsung menujuterminal B pada ignition coil, sedangkan pada saat mesin hidup, arus darikunci kontak terlebih dahulu melalui external resistor dengan tujuan untuk mengurangi efek pemanasan pada ignition coil

Gambar 2. Rangkaian sistem pengapian konvensional 

•

Saat Kontak point (platina ) menutup

:Pada saat platina menutup, arus dari kunci kontak mengalir ke ignitioncoil melalui kumparan primer coil dan mendapatkan massa padaplatina.Pada inti besi coil ignition akan terjadi kemagnetan. Besarnyakemagnetan bergantung pada besarnya arus listrik yang mengalir danwaktu / lamanya pengaliran arus listrik.

•

Kontak point membuka :Pada saat platina membuka, maka arus listrik yang mengalir melaluirangkaian primer coil akan terputus akibat platina tidak dapatmemberikan masa. Hal ini akan menyebabkan kemagnetan pada intibesi coil akan menghilang. Peristiwa ini akan menyebabkan terjadinyaperubahan garis gaya magnet pada sekitar inti besi. Dampak yangditimbulkan adalah terjadinya induksi pada kumparan primer dan

 

kumparan sekunder Coil. Pada kumparan primer besarnya induksimenghasilkan tegangan ± 300 volt, sedangkan pada saat yangbersamaan pada kumparan sekunder menghasilkan tegangan sekunder sebesar ± 10.000 volt. Tegangan ini selanjutnya dialirkan ke distributor untuk dibagikan ke masing-masing busi pada silinder mesin sesuaidengan urutan pengapian.Secara umum, terdapat dua persyaratan utama dalam pengapian yaitu kualitasapi pada busi dan waktu pengapian (

timing ignition

). Dari kualitas, teganganpada busi harus tinggi untuk dapat meloncatkan listrik pada elektrodenyasehingga menimbulkan bunga api. Besarnya tegangan pada busi adalahberkisar pada 10.000 – 30.000 volt. Tegangan ini diperhitungkan cukup untuk melawan resistansi tambahan akibat proses kompresi pada mesin.Sementara itu ketepatan waktu pengapian dibutuhkan agar waktu yangdiperlukan untuk membakar campuran bahan bakar dan cukup sehinggasemua campuran dapat terbakar dengan baik. Hal yang paling penting adalahdari proses pembakaran akan dapat menghasilkan tekanan maksimal didalamsilinder tercapai pada titik yang ditetapkan yaitu berkisar antara 10– 20 derajat setelah TMA bergantung pada desain dan konstruksi mesin (misal : besarnyaoffset mesin). Titik terjadinya tekanan maksimum ini harus selaludipertahankan agar tenaga dorong pada torak yang dihasilkan oleh prosespembakaran dapat dimanfaatkan secara maksimal menjadi tenaga

Gambar 3, Grafik tekanan pada proses pembakaranTerjadinya tekanan maksimum yang lebih awal menyebabkan gangguan padamesin yaitu terjadinya

knocking 

yang dapat merusak komponen mesindidalam silinder akibat tekanan yang tidak terkontrol. Sebaliknya apabilatekanan maksimal berlangsung terlambat, tekanan hasil pembakaran ini tidak dapat maksimal memberi gaya dorong pada piston, akibat penambahanvolume ruang diatas piston yang sangat cepat sehingga tekanan akancenderung konstan atau bahkan menurun.Pada saat kenaikan putaran mesin, akan menyebabkan semakin banyaknyacampuran bahan bakar udara yang harus dibakar. Karena tekanan maksimalhasil dipertahankan pada titik yang tetap maka mulainya saat pengapian harusberlangsung lebih awal atau pemajuan saat pengapian.Mekanisme pemaju saat pengapian (sistem advancer) pada sistem pengapiankonvensional terdiri atas dua jenis yaitu vacuum advancer dan centrifugaladvancer.

Letak mekanisme advancer dapat dilihat pada gambar 4

Gambar 4, Mekanisme pemaju saat pengapian

Gambar 4, Vacuum advancer

Vacuum advancer bekerja berdasarkan perubahan baban mesin ataupembukaan katup throotle sedangkan centrifugal advancer bekerjaberdasarkan putaran mesin. Kedua komponen ini terpasang pada distributor.Pembukaan katup

throttle

pada karburator mempengaruhi besarnya tekanannegatif (vakum) pada diafragma. Semakin besar pembukaan

throotle

makakevakuman dapat melawan tahanan pegas diafragma yang selanjutnya akanmenggerakkan link / tuas diafragma untuk memutar 

breaker plate

ke arah  pemajuan timing pengapian. Semakin besar pembukaan throotle maka akansemakin besar sudut pergerakan cam plate yang berarti saat

pengapiansemakin maju. Pemajuan pengapian berdasarkan beban ini

dibatasi padagerakan maksimum cam plate

 

pemajuan timing pengapian. Semakin besar pembukaan throotle maka akansemakin besar sudut pergerakan cam plate yang berarti saat pengapiansemakin maju. Pemajuan pengapian berdasarkan beban ini dibatasi padagerakan maksimum cam plate.Gambar 5, Centrifugal advancer Pada mekanisme Centrifugal advancer, pemajuan timing dilakukanberdasarkan putaran mesin. Naiknya putaran mesin akan menambah besarnyagaya sentrifugal pada governor weight. Governor weight akan bergerak kearah luar melawan tahanan pegas (

return spring ). Semakin tinggi putaranmaka gerakan governor weight akan semakin besar dan meggerakkan cambase pada sudut yang lebih besar. Gerakan cam base akan memutar cam /nok berlawanan arah putaran poros distributor sehingga pembukaan dan penutupankontak point akan dipercepat atau terjadi pengajuan saat pengapian. Gerakanmaksimal pemajuan pengapian dengan centrifugal advancer ini maksimumterjadi pada saat weight pin mencapai ujung terluar dari slot pada cam base