MACAM MACAM KOPLING

Kali ini kita akan membahas mengenai kopling, atau dalam bahasa inggris dikenal dengan clutch. Kopling adalah sebuah sistem mekanis yang berfungsi untuk mentransmisi power (biasanya berupa gerakan putar) dari satu bagian (yang disebut penggerak) ke bagian yang lain (yang digerakkan).
Begitu banyak macam dari kopling yang telah dikembangkan oleh para ahli, berikut adalah diantaranya:
1. Friction Clutch
Friction clutch adalah tipe kopling yang paling umum dipahami oleh banyak orang. Kopling ini menghubungkan dua poros dengan menggunakan plat yang memiliki koefisien gesek tertentu. Berikut adalah gambar detailnya.

Prinsip Friction Clutch

2. Kopling Sentrifugal
Anda pasti tahu motor matic semacam Mio, Scoopy, Skydrive, sistem transmisi mereka menggunakan sistem kopling sentrifugal. Kopling ini menggunakan gaya sentrifugal untuk dapat secara otomatis meng-engage kopling pada saat putaran mesin naik mencapai nilai tertentu. Untuk lebih jelasnya silahkan simak video animasi berikut:

3. Cone Clutch
Sesuai dengan namanya, kopling jenis ini berbentuk cone pada bagian geseknya. Tipe ini masih termasuk dalam jenis friction clutch.

Cone Clutch

4. Kopling Basah dan Kering
Kopling basah berarti kopling tersebut terendam di dalam oli pelumas yang berfungsi sebagai pendingin, menjaga kebersihan di permukaan kopling, menghasilkan performa yang halus, serta lebih tahan lama. Kopling jenis ini sangat umum digunakan pada sepeda-sepeda motor.
Sedangkan kopling kering sesuai dengan namanya kopling ini tidak terendam di dalam oli, sehingga daya transmisi powernya yang dihasilkan lebih tinggi, dan debu dari gesekan antar plat koplingnya tidak akan mengotori oli mesin.
5. Kopling Belt
Kopling jenis ini menggunakan belt sebagai media transmisi antara kedua poros. Biasanya kopling jenis ini menggunakan mekanisme pulley tension untuk mengatur tegangan belt agar tidak selip atau sebaliknya belt terlalu tegang.

Belt Clutch

6. Kopling Hidrolik (Fluid Coupling)
Kopling jenis ini tidak menggunakan bidang gesek seperti kopling pada umumnya. Kopling ini menggunakan sistem hidrodinamik. Poros penggerak terhubung dengan pompa hidrolik, sedangkan poros yang digerakkan terhubung dengan motor hidrolik. Pompa dan motor hidrolik tersebut menggunakan media kerja oli hidrolik tertentu yang mampu bekerja di tekanan dan temperatur tinggi. Sistem kopling ini digunakan pada sistem transmisi otomatis mobil.

Skema Prinsip Kerja Fluid Coupling

SISTEM PENGEREMAN

Sistem pengereman (Brake System) adalah sebuah sistem mekanis yang berfungsi untuk menghalangi suatu gerakan. Jika dilihat dari prinsip kerjanya, sistem pengereman berlawanan dengan sistem kopling. Sistem kopling berfungsi untuk mentransmisikan gerak antara poros penggerak dengan poros yang digerakkan. Untuk pembahasan yang lebih dalam mengenai sistem kopling, Anda dapat membaca artikel kami di sini.
Sesuai dengan rumusan K = mv²/2, besar gaya kinetik akan naik sebesar kuadrat dari kecepatan suatu benda, sehingga sebuah benda yang memiliki kecepatan 10 m/s memiliki gaya kinetik 100 kali lebih besar daripada benda yang bergerak dengan kecepatan 1 m/s. Hal ini juga menandakan bahwa benda yang bergerak pada 10 m/s tadi membutuhkan jarak pengereman yang lebih jauh 100 kali daripada benda yang berkecepatan 1 m/s.

Sistem Pengereman Pada Mobil

Secara teori sistem pengereman mengurangi kecepatan suatu benda dengan jalan mengkonversi energi kinetik yang ada padanya ke dalam bentuk lain. Pada rem cakram atau tromol kendaraan bermotor misalnya, ia mengubah gaya kinetik pada putaran poros roda menjadi energi panas dan secara berangsur-angsur udara panas tersebut dilepaskan ke atmosfer.
Rem tromol atau cakram di atas termasuk ke dalam jenis rem friksi yang menggunakan gaya gesek dalam bekerja. Disamping itu juga ada beberapa jenis sistem rem yang lain, berikut di antaranya:
1. Rem Friksi
Jenis rem ini adalah yang paling umum digunakan dan paling banyak dipahami oleh orang-orang. Kendaraan-kendaraan bermotor menggunakan sistem pengereman ini. Rem dengan jenis ini menggunakan gaya gesek untuk mengurangi kecepatan dari sebuah benda yang bergerak. Pada kendaraan bermotor kita mengenal rem tromol (drum brake) serta rem cakram (disc brake) yang keduanya termasuk ke dalam jenis rem friksi. Rem hidrodinamik juga termasuk ke dalam sistem rem friksi. Rem hidrodinamik adalah sistem rem yang digunakan pada media fluida. Contoh dari rem ini adalah rem parasut pada mobil-mobil balap drag race, dan juga rem yang digunakan pada pesawat terbang saat berada di udara.
2. Rem Pompa
Apakah Anda mengenal istilah”Engine Brake“? Engine brake adalah pada saat sebuah sistem motor bakar yang sedang bekerja pada putaran/rpm tertentu, secara tiba-tiba dihentikan supply bahan bakarnya. Sehingga yang masuk ke ruang bakar hanya udara saja. Karena pada ruang bakar mesin tidak terjadi ledakan proses pembakaran, maka gerakan piston menjadi proses kompresi udara yang menggunakan tenaga dari putaran poros. Jika mesin tersebut adalah sebuah truk diesel, maka pada saat engine brake berlangsung, tenaga dorong truk akibat kelembamannya dihambat oleh piston mesinnya yang tidak mengalami proses pembakaran. Engine brake inilah yang dimaksud dengan pengereman dengan sistem pompa.

Video Engine Brake

Pada dunia otomotif ada sebuah alat tambahan pada mesin diesel bernama “Jake Brake“. Saat diaktifkan, alat ini berfungsi untuk membuka katub exhaust ruang silinder setelah siklus kompresi, menyebabkan udara di dalam silinder keluar dan memperlambat putaran mesin.
3. Rem Elektromagnetik
Sistem pengereman ini menggunakan gaya elektromagnetik untuk memperlambat suatu gerakan, yang umumnya adalah gerakan poros. Sebuah piringan dengan bahan logam non-ferromagnetik terpasang sebuah poros berputar. Piringan tersebut diapit oleh sisi stator berupa sistem lilitan elektromagnetik yang dapat membangkitkan medan magnet dari aliran listrik. Arus listrik menimbulkan medan magnet pada lilitan. Dan logam piringan yang memotong medan magnet tersebut akan menimbulkan arus eddy pada piringan itu sendiri. Arus eddy ini akan menimbulkan medan magnet yang arahnya berlawanan dengan medan magnet sebelumnya, sehingga menghambat gerakan putar dari poros tersebut.

Prinsip Rem Elektromagnetik

4. Rem Regeneratif
Pengereman regeneratif, atau yang lebih dikenal dalam Bahasa Inggris dengan istilah regenerative braking, menjadi satu model sistem pengereman yang dapat meminimalisir energi terbuang pada sistem pengereman konvensional. Secara etimologi regenerative berasal dari kata re-generate yang berarti dibangkitkan kembali atau singkat kata diregenerasi. Sehingga secara garis besar pengereman regeneratif adalah sebuah sistem pengereman dengan jalan mengkonversikan energi mekanis sistem menjadi bentuk energi lain yang dapat disimpan untuk digunakan kembali nanti pada saat dibutuhkan

MACAM MACAM SISTEM TRANSMISI

Sistem transmisi menjadi salah satu bagian dari sebuah sistem mesin penggerak yang berfungsi untuk mentransmisikan kecepatan, daya, dan torsi dari mesin penggerak ke bagian (poros) yang digerakkan, dengan perbandingan/rasio transmisi tertentu. Tenaga putar yang dihasilkan oleh mesin penggerak selalu memiliki nilai torsi optimum pada RPM tertentu, sedangkan kondisi beban yang dihadapi oleh mesin tersebut cenderung bervariasi. Kita akan mendapatkan efisiensi optimum mesin penggerak jika ia dapat selalu bekerja pada RPM optimumnya, dan untuk mengatasi variasi beban yang ada maka digunakanlah sistem transmisi yang dapat kita variasikan rasio transmisinya.
Namun jika pada sebuah sistem mesin penggerak beban yang ada adalah konstan, maka sistem transmisi yang digunakan adalah sistem transmisi tetap. Artinya adalah sistem ini mentransmisikan putaran mesin ke poros yang digerakkan dengan rasio yang tetap. Sistem transmisi tetap ini tidak akan kita bahas pada artikel ini. Yang akan kita bahas adalah sistem transmisi kendaraan bermotor yang tentu saja dapat kita variasikan rasio transmisinya (baca: percepatan). Dan berikut adalah macam-macam sistem transmisi tersebut:

Transmisi Gearbox Manual
Sesuai dengan namanya, transmisi gearbox menggunakan serangkaian roda gigi yang diatur sedemikian rupa sehingga dapat mentransmisikan putaran mesin pada berbagai rasio percepatan. Berbagai desain gearbox manual motor dan mobil telah dikembangkan. Ada 4-percepatan, 5-percepatan, 6-percepatan, dan lain sebagainya. Pemindahan percepatan pada transmisi gearbox manual dilakukan oleh pengendara kendaraan secara manual.

Transmisi Gearbox Manual

Transmisi gearbox manual memiliki karakteristik pemilihan rasio percepatan yang dipilih dengan jalan “mengunci” posisi roda gigi pada poros output. Pada saat pemindahan rasio dari posisi gigi satu ke yang lainnya, diperlukan komponen lain yaitu kopling yang melepas sementara putaran mesin penggerak ke poros penggerak.

Sistem transmisi gearbox manual masih dibagi ke dalam beberapa tipe berdasarkan prinsip kerjanya. Berikut diantaranya :

1. Transmisi Gearbox Sekuensial. Perpindahan rasio kecepatan pada sistem transmisi sekuensial terjadi secara berurutan. Sistem ini diadaptasi oleh sepeda-sepeda motor. Pada sepeda motor 4-percepatan misalnya, pemindahan rasionya harus selalu berurutan dari N-1-2-3- dan 4. Dari posisi 1 tidak bisa melompat ke posisi 3, dari 4 tidak bisa lompat ke posisi 2.
   
   Transmisi Manual Sepeda Motor
   Tuas persneling sepeda motor bekerja dengan sistem roda gigi searah, yang mengkonversikan gerakan dorongan ke depan dan ke belakang menjadi gerakan berputar. Gerakan putar tersebut menggerakkan sebuah barel selektor yang terdapat tiga atau empat tuas terpasang di sekitar barel tersebut. Tuas barel bergerak berdasarkan posisi putar dari barel. Tuas inilah yang menggerakkan posisi roda gigi sehingga didapatkan putaran keluar poros yang diinginkan.
2. Transmisi Gearbox non-Sekuensial. Transmisi jenis ini memungkinkan kita untuk memindahkan posisi roda gigi secara acak atau tidak berurutan. Sistem ini umum diadopsi oleh mobil, truk, dan kendaraan lainnya. Sistem ini memungkinkan kita untuk memilih posisi gigi langsung ke 2 tanpa harus melewati posisi gigi 1.
   
   
3. Transmisi Gearbox Tanpa Sinkronisasi. Desain sistem transmisi gearbox untuk pertama kali diperkenalkan oleh Louis-René Panhard dan Emile Levassor pada akhir abad ke-19. Mereka sudah mengembangkan sistem transmisi gearbox dengan beberapa roda gigi yang multi-rasio. Pemindahan gigi harus dilakukan pada saat kecepatan putar roda gigi penggerak sama dengan kecepatan putaran roda gigi yang digerakkan. Hal ini dilakukan dengan jalan mengatur besar tekanan pedal akselerasi mesin (pedal gas) sehingga didapatkan RPM yang tepat saat memindah gigi tersebut. Jika RPM tidak tepat, roda gigi tidak akan ter-engage di posisi yang diinginkan. Sekalipun kendaraan bermotor saat ini sudah umum menggunakan sistem transmisi synchronized, namun sistem transmisi non-synchronized masih banyak digunakan. Sistem ini biasa digunakan pada mesin truk-truk besar, sepeda motor balap, dan juga mobil-mobil balap. Tidak digunakannya sistem transmisi synchronized pada kendaraan-kendaraan balap adalah karena adanya sistem kopling yang lebih rentan terhadap keausan daripada roda gigi yang ada. Alasan lainnya adalah karena secara mekanis desain transmisi non-sinkronisasi lebih stabil (reliable) dan lebih murah. Selain itu pemindahan antar gigi pada sistem non-sinkronisasi lebih cepat dibandingkan pada sistem synchronized, yang menjadi satu poin penting pada setiap balap motor maupun mobil.
4. Transmisi Gearbox Dengan Sinkronisasi. Gearbox dengan sinkronisasi terdiri atas dua poros utama yang keduanya terdapat roda gigi-roda gigi yang saling bertemu, sehingga roda gigi penggerak selalu menggerakkan roda gigi yang digerakkan. Namun roda gigi yang digerakkan dapat berputar bebas, atau terkunci dengan porosnya sehingga poros ikut berputar. Sistem pengunci roda gigi mengatur roda gigi mana yang akan digunakan sesuai dengan tuas pemindah yang mengaturnya. Pada sistem ini digunakan sistem kopling yang dapat mengatur putaran poros, sehingga pada saat pemindahan roda gigi dapat berjalan halus.
5. Transmisi Gearbox Pre-Selektor. Sesuai dengan namanya, pengendara kendaraan dengan sistem transmisi pre-selektor menentukan rasio roda gigi yang akan digunakan sebelum proses perpindahan gigi pada sistem gearbox terjadi.

Transmisi Gearbox Otomatis

 Perpindahan antar rasio roda gigi pada sistem gearbox ini terjadi secara otomatis tanpa proses inisiasi dari pengendara. Pengendara cukup memilih transmisi D (Drive) untuk maju, R (Reverse) untuk mundur, P (Parking) untuk posisi parkir, dan N untuk posisi netral. Sekali saja pengendara memilih transmisi D, maka sistem transmisi akan secara otomatis memindah transmisinya ke berbagai rasio sesuai dengan kecepatan kendaraan dan medan yang dihadapi.
Saat ini perkembangan teknologi otomatisasi sistem transmisi gearbox sangat maju pesat. Hampir seluruh pabrikan merk mobil ternama mengembangkan teknologi sistem transmisi otomatis dengan teknologi yang berbeda-beda dan telah menjadi trademark masing-masing pabrikan tersebut. Menurut pendapat saya, sangat perlu bagi kita untuk mempelajari perkembangan teknologi ini. 

Sistem Transmisi Hidrolik Otomatis
Sebelum saya sebutkan dan jelaskan mengenai macam-macam teknologi sistem transmisi otomatis yang telah dikembangkan oleh berbagai merk mobil, saya akan menjelaskan satu teknologi dasar sistem transmisi gearbox otomatis yaitu sistem transmisi hidrolik otomatis. Sistem transmisi hidrolik adalah pengembangan dari sistem hidrolis berupa fluid coupling yang digabungkan dengan penggunaan sistem transmisi roda gigi di dalamnya. Komponen-komponen utama pada sistem transmisi hidrolis otomatis adalah sebagai berikut:

• Torsi Konverter (Torque Converter). Torsi konverter merupakan pengembangan dari kopling hidrolik (fluid coupling: baca artikel berikut) yang berfungsi untuk menghubungkan antara poros penggerak dari mesin dengan poros sistem transmisi gearbox otomatis. Torsi konverter menggantikan fungsi kopling gesek pada sistem transmisi manual. Hal ini bertujuan agar mesin penggerak dapat selalu bekerja sekalipun kendaraan dalam kondisi diam.
  
  Komponen-komponen Torque Converter
  Berbeda dengan fluid coupling, karakteristik torsi konverter adalah dapat meningkatkan torsi putaran pada saat kecepatan putaran poros penggerak berbeda dengan kecepatan putaran poros transmisi. Hal ini disebabkan karena adanya satu komponen berupa sudu stator yang terletak di tengah-tengah antara pompa dan turbin hidrolis.
• Pompa Hidrolis. Sebuah sistem transmisi hidrolis otomatis pasti membutuhkan pompa hidrolis berjenis pompa roda gigi yang dipasang pada poros di tengah-tengah antara torsi konverter dan sistem roda gigi. Pompa ini berfungsi untuk membangkitkan tekanan pada oli hidrolis yang selanjutnya digunakan untuk komponen-komponen sistem yang lain.
  
  Pompa Roda Gigi Pada Transmisi Otomatis
  Sumber penggerak dan pembangkit tekanan dari pompa ini adalah torsi konverter, sehingga semakin cepat putaran mesin maka akan semakin cepat pula debit aliran oli hidrolis yang dialirkan. Sedangkan tekanan yang dibangkitkan, juga tergantung dari kondisi beban (medan jalan) yang dihadapi kendaraan. Jika medan yang dihadapi berat, maka tekanan oli hidrolis juga akan tinggi. Konsep ini yang nantinya digunakan pada saat pemilihan rasio roda gigi transmisi secara otomatis.
• Sistem Planetary Gear. Komponen paling utama pada sistem transmisi otomatis adalah sebuah rangkaian sistem roda gigi planet. Sistem gearbox ini terdiri dari tiga bagian roda gigi yaitu roda gigi matahari, roda gigi planet, dan roda gigi luar. Hanya dengan mengatur konfigurasi distribusi putaran pada roda gigi sistem gearbox ini, kita akan mendapatkan 4 macam variasi sistem transmisi yaitu 3 transmisi maju (putaran searah) dan 1 transmisi mundur (putaran terbalik).
  
  Roda Gigi Planet
  Tiga komponen roda gigi planet tersebut, masing-masing dapat menjadi roda gigi penggerak, roda gigi yang digerakkan, atau roda gigi yang diam. Penentuan konfigurasi roda gigi tersebut akan menghasilkan perbandingan rasio yang beragam. Perhatikan jika kita tentukan jumlah gigi pada roda gigi luar adalah 72, dan roda gigi matahari adalah 30, maka akan kita dapatkan beberapa macam rasio gearbox dengan mengatur konfigurasi roda gigi tersebut. Perhatikan tabel berikut ini.
  
  
  Rasio Roda Gigi Planetary
  Sebagai tambahan, jika ada dua dari tiga roda gigi berada pada posisi lock-stationer (diam-terkunci), maka akan didapatkan rasio roda gigi 1:1. Sehingga secara keseluruhan terdapat 4 rasio roda gigi yang berbeda hanya dengan satu sistem roda gigi planetary ini, yaitu 3,4:1 (maju), 1:1 (maju), 0,71:1 (maju-overdrive), serta -2,4:1 (mundur).
  
  
  Mekanisme Perpindahan Rasio Planetary Gear
• Sistem Kontrol Hidrolis. Sistem transmisi otomatis membutuhkan sebuah sistem kontrol otomatis untuk mengatur perpindahan roda gigi pada planetary gear. Sistem kontrol ini berfungsi untuk mengatur locking dan unlocking roda gigi planetary terhadap poros penggerak atau poros yang digerakkan. Tiap-tiap roda gigi pada sistem planetary gear harus dapat ter-coupling atau juga ter-uncoupling (lepas) dari poros penggerak ataupun poros yang digerakkan.
  
  
  Sistem Kontrol Hidrolis Pada Transmisi Otomatis Mitsubishi Pajero th. 2001
  Sebuah sistem kontrol hidrolis transmisi otomatis memiliki komponen-komponen berupa kopling gesek (clutch), pita baja (bands), piston hidrolis, spring-loaded valve, sensor beban mesin, dan shift valve. Berikut adalah fungsi dari masing-masing komponen tersebut:
  
  • Kopling gesek menjadi penghubung antara poros penggerak maupun poros yang digerakkan dengan roda gigi-roda gigi planetary gear. Kopling gesek ini didesain secara kompleks sehingga masing-masing roda gigi dapat terhubung dengan poros yang digerakkan maupun poros penggerak.
    
    Salah satu kopling pada transmisi otomatis
    Satu sistem transmisi otomatis yang menggunakan planetary gear menggunakan 4 kopling gesek untuk mengatur kinerja roda gigi-roda gigi-nya. Satu kopling gesek diaktuasi oleh piston yang dilengkapi dengan pegas. Piston ini bekerja berdasarkan tekanan oli hidrolis, jika tekanan cukup maka piston akan teraktuasi, dan jika tekanan rendah maka piston akan kembali ke posisi awal dengan bantuan pegas di dalamnya.
  • Pita baja (bands) berfungsi untuk mengunci roda gigi planetary gear pada posisi stasioner (diam). Seperti halnya kopling, pita baja ini diaktuasi oleh piston yang juga bekerja berdasarkan tekanan oli hidrolis yang di-supply padanya. Jika piston teraktuasi, maka pita baja yang terletak melingkari roda gigi akan mengunci roda gigi tersebut dan menghubungkannya dengan bodi sistem transmisi sehingga roda gigi berada pada posisi stasioner.
    
    Pita Baja Transmisi Otomatis
  • Spring-loaded valve berfungsi sebagai sensor kecepatan putaran poros output yang terhubung dengan roda penggerak. Semakin cepat putaran poros, maka akan semakin besar bukaan valve ini sehingga supply tekanan oli hidrolis kepada sistem semakin besar. Jika putaran poros semakin pelan, maka valve akan semakin menutup yang dibantu dengan pegas yang ada di dalamnya.
    
    Spring-loaded valve terletak di dalam governor
  • Sistem transmisi otomatis harus mengetahui seberapa berat mesin bekerja, agar perpindahan rasio transmisi bisa sesuai dengan beban mesin yang dihadapi. Sehingga digunakanlah sensor beban mesin sebagai satu komponen utamanya. Sensor ini dapat menggunakan dua cara, cara yang pertama adalah dengan menggunakan kabel yang terhubung antara posisi pedal gas dengan sistem transmisi. Jika pedal gas semakin dalam ditekan, maka tekanan pada kabel juga meningkat. Cara yang kedua adalah dengan menggunakan modulator vakum, dengan menghubungkan intake manifold dengan sistem transmisi (shift valve). Semakin besar beban mesin, maka modulator vakum akan membaca kondisi sistem semakin vakum.
  • Shift valve adalah sebuah komponen yang bertugas untuk mengatur supply oli hidrolis yang akan menuju piston aktuator pada kopling dan pita baja. Tiap-tiap perpindahan rasio transmisi dibutuhkan satu shift valve, untuk rasio 1 dan 2 misalnya dibutuhkan satu shift valve, begitu pula dengan perpindahan rasio yang lain (2-3; 3-4). Tiap-tiap shift valve memiliki tekanan kerja yang berbeda-beda, semakin tinggi posisi shift valve, maka akan semakin tinggi tekanan kerja hidrolisnya. Sehingga perpindahan rasio transmisi tergantung tekanan kerja hidrolis yang diatur oleh spring-loaded valve sesuai dengan kecepatan putaran poros roda, yang selanjutnya akan mengaktuasi shift valve pada titik tekanan tertentu.
    
    Sistem Shift Valve
    Shift valve dan sensor beban mesin bekerja secara berlawanan. Tujuannya adalah jika beban mesin tinggi, maka shift valve tidak akan terlalu buru2 untuk berpindah ke rasio selanjutnya sampai tekanan kerja yang sesuai dengan spesifikasinya terpenuhi.
    

SISTEM PENGAPIAN

Motor pembakaran dalam ( internal combustion engine ) menghasilan tenaga dengan jalan membakar cmpuran udara dan bahan bakar di dalam silinder . Pada motor bensin, Loncatan bunga ap pda busi diperlukan untuk menyalakan campuran udara bahan bakar yang telah dikompresikan oleh tork di dalam silinder. Sedangkan pada motor diesel udara dikompresikan dengan tekanan yang tinggi menjadi sangat panas,dan bila bahan bakar disemprotkan ke dala silinder,kan terbakar secara serentak. Karena pada motor bensin proses pembakaran di mulai oleh loncatan api tegangan tinggi yang dihasilkan oleh busi, beberapa metode diperlukan untuk menghasilkan arus tegangan tinggi yang diperlukan.

Sistem pengapian pada auto mobil berfungsi unuk menaikkan tegangan bateraimenjadi 10 KV atau lebih dengan mempergunakan ignition col dan kemudian membagi-bagikan teganagn inggi tersebut ke masing-masing busi melalui distributor dan kabel tegangan tinggi. Pada motor bensin, campuran udara dan bahan bakar yang dikompresikan didalam silinder harus dibakar untuk menghasilkan tenaga sistem pengapian berfungsi untuk membakar campuran udara dan bensin didalam ruang bakar pada akhir langkah kompresi. Sistem pengapian yang digunakan adalah pengapian listrik, dimana untuk mengahsilkan percikan api digunakan tenaga listrik sebagai pemercik api.

Komponen sistim pengapian

Baterai :

Sebagai sumber tenaga listrik

Ignition Switch :

Untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik dari baterai ke koil.

Fuse :

Sebagai pengaman arus listrik

Ignition Coil / Koil Pengapian

Ignition Coil :

Ignition Coil berfungsi untuk merubah arus listrik 12V yang diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi ( 10 KV atau lebih ) untuk mengahasilkan oncatan bunag api yang kuat pada celah busi.Pada ignition coil , kumparan primer dan sekunder di gulung pada inti besi. Kumparan – kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima dari baterai menjadi tegangan yang sanagt tinggi dengan cara induksi elektomagnet.

•                      Kumparan Primer .

     - Menciptakan medan magnet

     - Penampang kawatnya besar

     - Jumlah gulungan sedikit ( +/- 400 gulungan )

•                      Kumparan Sekunder.

    - Merubah induksi menjadi tegangan tinggi

    - Penampang kawat kecil

    - Jumlah gulungan banyak ( +/- 30.000 gulungan )

Ignition coil with resistor

Fungsi resistor :

            Untuk mengurangi penurunan tegangan pada Secundary Coil pada saat putaran mesin tinggi dan untuk menstabilkan arus yang masuk ke kumparan primer.

Ada 2 type resistor :

1. External resistor
2. Internal resistor

Resistor

Fungsi resistor :

Koil tanpa rersistor, nilai tahanan gulungan primer besar, sehingga membutuhkan waktu lama agar arus yang masuk ke gulungan primer mencukupi untuk pembentukan medan magnet.

Koil yang dilengkapi dengan resistor, nilai tahanan pada gulungan primer menjadi lebih kecil akibatnya arus yang masuk ke gulungan primer dapat segera mencukupi untuk pembentukan medan magnet.

Kontak pemutus ( platina / breaker point )

Fungsi :

Untuk memutuskan dan menghubungkan arus yang mengalir ke kumparan pimer, agar terjadi tegangan induksi pada kumparan sekunder.

Kontak pemutus ( platina / breaker point )

Sudut pengapian :

·               Sudut putar cam distributor saat kontak pemutus mulai membuka 1 sampai kontak pemutus mulai membuka pada tonjolan cam berikutnya 2

·                    Sudut putar cam distributor dan saat platina mulai membuka ( B ) sampai mulai membuka pada tonjolan berikutnya ( C )

Sudut dweel ( dweel angle )

            Sudut dwell :

Sudut cam distributor pada saat platina mulai menutup ( A ) sampai platina mulai membuka ( B )

Pengaruh sudut dwell :

Sudut dwell besar

•          Celah platina kecil

•          Arus yang mengalir ke primer koil terlalu lama

•          Kemagnetan jenuh

•          Platina panas

Sudut dwell kecil

•         Celah platina lebar

•         Arus yang mengalir ke primer koil terlalu singkat

•         Kemagnetan tidak tercapai maksimum

•         Tegangan induksi kumparan sekunder kurang

Condensor

Fungsi condenser :

Mencegah terjadinya loncatan bunga api listrik pada platina, dengan cara menyerap arus induksi

Governor advancer

Fungsi :

Untuk memajukan saat pengapian berdasarkan putaran mesin

Distributor
Cam (nok)

Membuka breaker point ( platina ) pada sudut crankshaft ( poros engkol) yang tepat untuk masing-masing silinder

Breaker point

Memutuskan arus listrik yang mengalir melalui kumparan primer dari ignition coil untuk menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan jalan ( cara ) induksi magnet listrik ( electromagnetic sistem ).

Capasitor / Condensor

Menyerap loncatan bunga api yang terjadi antara breaker point pada saat membuka dengan tujuan untuk menaikkan tegangan coil sekunder.

Centrifugal Governor Advancer

Untuk memajukan saat pengapian sesuai dengan putaran mesin.

Vacuum Advancer

Memajukan saat pengapian sesuai dengan beban mesin.

Rotor

Membagikan arus listrik tegangan tinggi yang diahasilkan oleh ignition coil ke tiap – tiap busi.

Distributor Cap

Membagikan arus listrik tegangan tinggi dari rotor ke kabel tegangan tingi untuk masing-masing silinder.

Busi  / sprak plug

Arus listrik tegangan tinggi dari distributor menimbulkan bunga apidengan temperature timggi diantara elektroda tenagh dan masa dari busi untuk menyalakan campuran udara bahan bakar yang telah di kompresikan. Meskipun konstruksi dari busi sederhana,tetapi busi tersebut beroperasi pada kondisi yamg sangat berat. Temperatur elektroda busi dapat mencapai kira-kira 200 derajat celcius selama langkah pembakaran,  Tetapi kemudian akan turun drastis pada langakah hisa karena didinginkan olaeh campuran bahan bakar dan udara . Perubahan sanagt cepat dari panas ke dingin tersebut terjadi berulang-ulangkal pada saat dua putaran poros engkol.

Nilai panas Busi :

Suatu index ( harga ) yang menunjukkan jumlah panas yang dapat dipindahkan oleh busi

Busi panas :

Busi yang relatif sulit untuk membuang  panas yang diterima

Busi dingin :

Busi yang dengan cepat sekali membuang panas                  

Kondisisi busi

Kondisi Normal :

•                     Isolator berwarna kuning atau coklat muda

•                     Puncak isolator bersih, ( berwarna coklat muda atau abu – abu )

Kondisi Terbakar :

•                     Electrode terbakar. Pada permukaan kaki isolator ada partikel – partikel kecil    mengkilap yang menempel

•                      Isolator berwarna putih atau kuning

Penyebab :

•                     Campuran terlalu kurus

•                      Knocking

•                      Saat pengapian terlalu awal

•                      Type busi terlalu panas

Berkerak karena oli :

Kaki isolator elektroda sangat kotor,  warna coklat oli mesin

Penyebab :

•                     Ring piston aus

•               Bush penghantar katup / katup aus

•                     Ada penghisapan oli melalui sistim ventilasi karter ( blow by gass )

Berkerak karbon :

Kaki isolator elektroda rumah busi berkerak jelaga

Penyebab :

•                      Campuran terlalu kaya ( karburator banjir )

•                      Type busi terlalu dingin

Sistem starter

Pada motor starter umumnya dipergunakan elektromagnetik, yang terjadi pada field coil yang dirangkai secara seri dengan armature.

Karakteristik motor starter

•        Makin besar arus yang dipergunakan motor,  makin besar torsi yang dibangkitkan

•            Makin cepat berputarnya motor, makin besar gaya elektromotive yang dibangkitkan armature, tetapi semakin kecil arus yang mengalir.

Motor starter konvensional

Terdiri dari :

•           Yoke             : untuk menopang pole core.

•           Pole core       : untuk menopang field dan memperkuat medan magnet.

•           Field coil       : untuk membangkitkan medan magnet.

 Armature

Fungsi dari armature adalah untuk merubah energi listrik menjadi energi mekanik ( gerak putar ).

Brush holder dan brush negatif

Fungsi :

•                     Sebagai pemegang brush.

•                     Brush negatif untuk meneruskan arus dari armature koil ke massa.

Starter clutch ( overrunning clutch )

Fungsi :

•                     Meneruskan putaran armature ke ring gear flywheel.

•                     Mencegah terjadinya perpindahan putaran dari mesin ke armature

Cara kerja starter clutch ( overrunning clutch )

Pada saat start :

Jika outer race berputar lebih cepat dari inner race, maka roller akan terdorong oleh pegas ke sisi yang sempit, akibatnya inner race ikut berputar.

Setelah mesin hidup :

Jika inner race berputar lebih cepat dari outer race ( karena terbawa oleh putaran fly wheel ), roller akan terbawa ke sisi yang lebih lebar ( melawan pegas ), akibatnya inner race tidak berhubungan dengan outer race.

Magnetic switch

Fungsi :

•         Mendorong pinion gear agar dapat berhubungan dengan fly wheel dan memungkinkan arus yang besar dari baterai mengalir ke motor stater.

PRINSIP KERJA SISTEM PENGAPIAN KONVENSIONAL

Berikut akan dijelaskan mengenai prinsip kerja sistem pengapian konvensional.
Prinsip kerja sistem pengapian konvensional ada dua kondisi yaitu kondisi saat kunci kontak ON platina menutup dan Aliran arus listrik pada saat platina membuka.

1)  Pada saat kunci kontak ON, Platina menutup

Aliran Arus Listrik Saat Konci Kontak ON, Platina Menutup

Aliran arusnya adalah sebagai berikut:

Baterai —-> Kunci kontak —-> Primer koil —-> Platina —-> Massa.

Akibat aliran listrik pada primer koil, maka inti koil menjadi magnet.
2) Saat platina membuka

Aliran Arus Saat Platina terbuka

Saat platina membuka, arus listrik melalui primer koil terputus, terjadi induksi tegangan tinggi pada sekunder koil, sehingga arus akan mengalir seperti dibawah ini:

Sekunder koil —-> Kabel tegangan tinggi —-> Tutup distributor —-> Rotor —-> Kabel tegangan tinggi (kabel busi) —-> Busi —-> Massa.

Akibat aliran listrik tegangan tinggi dari sekunder koil, mampu meloncati tahanan udara antara elektroda tengah dengan elektroda massa pada busi dan menimbulkan percikan bunga api.

 KOMPONEN SISTEM PENGAPIAN KONVENSIONAL PADA MOBIL

Sistem pengapian konvensional terdiri dari beberapa komponen. Berikut akan dijelaskan apa saja komponen sistem pengapian beserta dengan fungsi masing-masing komponen sistem pengapian.

1. Baterai

Baterai berfungsi sebagai sumber energi listrik.

2.Kunci Kontak

Kunci kontak berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan listrik pada rangkaian atau mematikan dan menghidupkan sistem. Kunci kontak pada kendaraan memiliki 3 atau lebih terminal.

Terminal utama pada kontak adalah terminal B atau AM dihubungkan ke baterai, Terminal IG dihubungkan ke (+) koil pengapian dan beban lain yang membutuhkan, terminal ST dihubungkan ke selenoid starter. Jika kunci kontak tersebut memiliki 4 terminal maka terminal yang ke 4 yaitu terminal ACC yang dihubungkan ke accesoris kendaraan, seperti: radio, tape dan lain-lainnya.

2. Koil Pengapian
Koil pengapian berfungsi sebagai step up trafo, yaitu menaikan tegangan dari tegangan baterai 12 Volt menjadi tegangan tinggi lebih dari 15.000 Volt. Koil pengapian terdiri dari: inti besi lunak, primer koil, sekunder koil, rumah koil dan terminal koil.

 Hubungan terminal Pada Kunci Kontak

2. Koil Pengapian
Koil pengapian berfungsi sebagai step up trafo, yaitu menaikan tegangan dari tegangan baterai 12 Volt menjadi tegangan tinggi lebih dari 15.000 Volt. Koil pengapian terdiri dari: inti besi lunak, primer koil, sekunder koil, rumah koil dan terminal koil.

Konstruksi Koil Pengapian

3. Distributor
Distributor berfungsi untuk mendistribusikan induksi tegangan tinggi sekunder koil ke busi sesuai dengan urutan pengapian motor atau FO (firing order).
Distributor merupakan tempat sebagian besar sistem pengapian. Komponen yang ada pada distributor antara lain: platina (kontak breaker), kondensor, nok kontak pemutus arus, centrifugal advancer, vacum advancer, rotor distributor dan tutup distributor.

MERAWAT SISTEM PENGAPIAN KONVENSIONAL

Kinerja sistem pengapian sangat besar pengaruhnya terhadap kesempurnaan proses pembakaran di dalam silinder, dengan sistem pengapian yang baik akan diperoleh performa mesin optimal dan pemakaian bahan bakar yang hemat. Agar kinerja sistem pengapian selalu dalam kondisi baik maka sistem ini perlu dirawat dengan baik. Perawatan sistem pengapian dengan cara membersihkan, melumasi dan menyetel komponen atau mesin.

Sistem Pengapian Konvensional
Komponen sistem pengapian yang cepat kotor adalah busi, platina, ujung rotor dan terminal pada tutup distributor. Bagian tersebut diatas perlu diperiksa dan dibersihkan kotorannya menggunakan amplas.
Bagian sistem pengapian yang perlu diberi pelumas adalah Nok dan Rubbing block, Poros Nok dan Centrifugal Advancer.
Penyetelan sistem pengapian meliputi penyetelan celah busi, celah platina atau besar sudut dwell, dan penyetelan saat pengapian.
Bagi pemilik kendaraan perawatan dapat dilakukan sendiri dengan alat yang terdapat pada kelengkapan kendaraan, alat dan bahan yang diperlukan, yaitu:

• Bahan : Grease (pelumas); amplas.
• Alat : Kunci busi; kunci ring nomor 10, 12, 19; obeng (+); obeng (-); feeler gauge; lampu 12 volt dengan dua kabel; multimeter.

Selain alat diatas pada bengkel yang baik menggunakan beberapa alat, diantaranya:

• Spark plug cleaner and tester, merupakan alat untuk membersihkan dan memeriksa busi.
• Spark plug gauge, untuk mengukur dan menyetel celah busi.
• Tune up tester, untuk mengukur putaran dan sudut dweel.
• Timing tester, untuk mengetahui saat pengapian.
• Condensor tester, berfungsi untuk memeriksa kapasitas kondensor.

Langkah kerja dalam merawat sistem pengapian adalah sebagai berikut:

1. Memeriksa secara visual kelainan pada komponen dan rangkaian sistem pengapian.
2. Memeriksa, membersihkan dan menyetel celah busi.
3. Memeriksa dan membersihkan kabel tegangan tinggi.
4. Memeriksa, membersihkan rotor dan tutup distributor.
5. Memeriksa nok, centrifugal advancer dan vacum advancer.
6. Memeriksa koil pengapian.
7. Memeriksa, membersihkan dan menyetel celah platina atau menyetel sudut dwell.