Makalah Sistem Pengisian

SISTEM PENGISIAN

Ø PENDAHULUAN

Sistem pengisian merupakan sistem yang berfungsi untuk menyediakan arus listrik yang nantinya dimanfaatkan oleh komponen kelistrikan pada kendaraan tersebut dan sekaligus mengisi ulang arus pada baterai, karena seperti yang kita ketahui baterai pada automobile berfungsi untuk mensuplai kebutuhan listrik dalam jumlah yang cukup besar pada bagian–bagian kelistrikan.Akan tetapi, kapasitas baterai terbatas dan tidak mampu memberikan semua tenaga yang diperlukan secara terus menerus oleh mobil.

Sistem pengisian akan memproduksi tenaga listrik untuk mengisi baterai serta untuk memberikan arus yang dibutuhkan oleh bagian–bagian kelistrikan yang cukup selama mesin bekerja. Sistem pengisian bekerja apabila mesin dalam keadaan berputar, selama mesin hidup sistem pengisian yang akan menyuplai arus listrik bagi semua komponen kelistrikan yang ada, namun jika pemakaian arus tidak terlalu banyak dan ada kelebihan arus, maka arus akan mengisi muatan di baterai. Dengan demikian baterai akan selalu penuh muatan listriknya dan semua kebutuhan listrik pada mobil dapat terpenuhi.

Ø Prinsip Pembangkitan Tenaga Listrik

Induksi elektromagnet adalah apabila sebuah penghatar (2) bergerak melintas garis-garis gaya magnet, maka pada penghantar tersebut akan mengalir arus listrik, apabila dipasang sebuah galvanometer (1) dan penghantar digerakan maju-mundur diantara kutub utara dan kutub selatan magnet, maka jarum galvanometer akan bergerak.

Fenomena ini menyimpulkan bahwa, arah gerakan jarum galvanometer akan bervariasi mengikuti arah gerakan penghantar atau magnet dan besarnya gerakan jarum galvanometer akan semakin besar sebanding dengan kecepatan gerakan. Penghantar dilewatkan melalui garis gaya magnet, maka dalam penghantar akan terbangkit gaya gerak listrik. Peristiwa ini disebut dengan induksi elektromagnet dan mengubahnya menjadi tenaga listrik.

Ø Alternator

Alternator berfungsi untuk mengubah energi mekanik dari mesin menjadi energi listrik. Energi mekanik dari mesin diterima melalui sebuah pulley yang memutarkan rotor dan membangkitkan arus bolak-balik pada stator. Arus bolak-balik ini diubah menjadi arus searah oleh diode.

Bagian-bagian utama dari alternator adalah rotor yang membangkitkan elektromagnet, stator yang membangkitkan arus listrik dan diode yang menyearahkan arus. Sebagai tambahan, terdapat pula sikat arang yang mengalirkan arus ke rotor koil untuk membentuk garis gaya magnet, bearing untuk memperhalus putaran rotor dan fan/kipas untuk mendinginkan rotor, stator serta diode. Semua bagian tersebut dipasang pada front dan rear frame(rumah bagian depan dan belakang)

Sistem pengisian memiliki beberapa komponen utama, antara lain: Kunci Kontak,Baterai, Lampu CHG, Alternator,Regulator

1)   KUNCI KONTAK

Kunci kontak berfungsi untuk memutus dan menghubungkan arus dari batteray ke beban. (Sistem pengapian, lampu tanda, dll)

2)   BATERAI

Baterai berfungsi untuk menyimpan arus listrik sementara,sumber energi listrik saat starter,serta berfungsi sebagai stabilizer arus dan tegangan sistem pengisian.

3)   LAMPU CHG

Berfungsi memberikan tanda kepada pengemudi bahwa sistem pengisian bekerja. Pada saat kunci kontak ON mesin mati lampu CHG menyala, tetapi pada saat mesin hidup lampu pengisian harus mati.

4)   ALTERNATOR

Alternator merupakan salah satu komponen dari sistem pengisian yang berfungsi untuk merubah energi mekanis yang dihasilkan dari mesin menjadi energi listrik. Energi mekanik dari mesin disalurkan sebuah sebuah pully yang memutarkan rotor dan menghasilkan arus listrik bolak–balik pada stator, arus listrik yang dihasilkan kemudian dirubah menjadi arus searah oleh rectifier (dioda).

Berikut ini saya akan menjelaskan tentang komponen yang ada didalam sebuah alternator.

Alternator  memiliki beberapa komponen utama, antara lain :

Keterangan : 1       Rumah bagian belakang 2.      Plat dudukan dioda 3.      Diode daya 4.      Diode arus medan 5.      Regulator Elektronik

6        Stator 7        Rotor 8        Kipas 9        Puly 10    Rumah bagian depan

Ø Komponen–komponen altenator:

1. Rotor  merupakan gulungan kawat yang akan menjadi  electromagnet saat dialiri arus.Kumparan rotor berfungsi untuk menghasilkan medan magnet pada kuku kuku rotor. Di dalam rotor terdapat dua buah slip ring. Satu slip ring negative dan satu slip ring positif.Slip ring berfungsi sebagai terminal  kumparan rotor.
                                
2. Stator merupakan gulungan kawat magnet yang diam. Kumparan stator berfungsi membangkitan tegangan bolak-balik 3 fase sehingga arus yang dihasilkan akan lebih rapat dan tidak hamper tidak putus – putus.

                                   

3. Rectifier (rangkaian dioda)

Dioda / rectifier berfungsi untuk menyearahkan arus listrik. Didalam alternator terdapat 2 buah rectifier, yaitu rectifier negative dan rectifier positif. Rectifier positif ditandai dengan adannya terminal B pada alternator. Terminal B pada alternator biasannya berupa baut yang dibuat lebih panjang dan atau lebih besar.
                                    

4. Regulator (alat pengatur voltase) bekerja mengatur voltase accu dan voltase stator, regulator akan mengatur kemampuan kumparan rotor untuk menghasilkan output dari alternator dan pengaturannya tergantung dari kecepatan putaran mesin.

                                 

Ø  CARA KERJA SISTEM PENGISIAN DENGAN IC REGULATOR TIPE B

1. Kunci Kontak “ON” dan Mesin Belum Berputar

Saat kunci kontak “ON” dan mesin belum berputar, pada stator coil belum ada tegangan induksi, sehingga terjadi aliran arus :

Battery > fuse > S alternator > S IC regulator > BIC > BAT alternator > B IC regulator > BIC

Aliran arus diatas membuat BIC meng”ON”kan transistor karena mendeteksi tegangan battery kurang dari 14,7 volt. Sehingga terjadi arus :

Battery > fuse > starter switch > IG alternator > dioda > R IC regulator > tahanan > L IC regulator > rotor coil > F IC regulator > Tr “ON” > E (massa).

Aliran arus tersebut membuat kemagnetan pada rotor coil kecil sekali. Hal ini menyebebkan aliran arus seperti berikut :

Battery > fuse > starter switch > IG alternator > dioda > R IC regulator > tahanan > L IC regulator > L alternator > kumparan charge relay > ZD “OFF”.

Karena aliran arus diatas, kumparan charge relay tidak menjadi magnet dan menghaslkan aliran arus seperti di bawah ini :

Battery > fuse > starter switch > charge light > plat kontak CHG relay > massa.

Akibatnya, charge light menyala.

2. Mesin Hidup dan Tegangan Output Di Bawah Standar (<14,7 Volt)

Saat mesin hidup pada stator coil terjadi tegangan induksi, sehingga terjadi aliran arus :

Stator coil > dioda > BAT alternator > S alternator > S IC reg > BIC > B IC regulator > BIC

Hal diatas membuat BIC meng”ON”kan transistor karena mendeteksi tegangan output ku-rang dari 14,7 volt dan membuat aliran arus seperti berikut :

Stator coil > field dioda > rotor coil > F IC regulator > Tr “ON” > E IC regulator > E alternator > massa.

Sehingga rotor coil menjadi magnet dan membuat arus seperti dibawah ini :

Stator coil > field dioda > L alternator > kumparan charge relay > ZD ”ON” > massa

Hal tersebut membuat kumparan charge relay menjadi magnet dan menarik plat kontak ke atas, sehingga charge light mati karena tidak ada beda potensial.

3. Mesin Hidup Tegangan Output Di Atas Standar (14,7 Volt)

Saat mesin hidup pada stator coil terjadi tegangan induksi, sehingga terjadi aliran arus :

Stator coil > dioda > BAT alternator > S alternator > S IC reg > BIC > B IC regulator > BIC

Sehingga BIC meng”OFF”kan transistor karena mendeteksi tegangan output lebih dari 14,7 volt. Hal ini membuat aliran arus seperti di bawah ini :

Stator coil > field dioda > rotor coil > F IC regulator > Tr “OFF”

Sehingga rotor coil tidak menjadi magnet dan membuat aliran arus :

Stator coil > field dioda > L alternator > kumparan charge relay > ZD ”ON” > massa

Aliran arus diatas membuat kumparan charge relay menjadi magnet dan menarik plat kontak ke atas, sehingga charge light mati karena tidak ada beda potensial.

SISTEM STARTER

Ø PENDAHULUAN

Suatu mesin tidak dapat mulai hidup (start) dengan serndirinya, maka mesin  tersebut memerlukan tenaga dari luar untuk memutarkan poros engkol dan membantu untuk menghidupkan.Hal itulah yang menyebabkan keharusan adanya sisten starter pada kendaraaan, mobil pada . Umumnya menggunakan motor listrik yang digabungkan dengan magnetic switch yang memindahkan gigi pinion yang berputar ke ring gear yang dipasangkan ke pada  bagian luar dari fly wheel, sehingga ring gear berputar ( dan juga poros engkol ).

Tetapi pada jaman dulu sebelu motor starter ditemukan.untuk menghiduokan kendaraan dibutuhkan tenaga dari seseorang untuk memutar poros engkol.selain itu ada juga motor starter yang meggunakan energy listrik namun masih sangat kuno,seiring perkembangan jaman kini telah bayak ditemukan motor starter yang lebih modern dan tentunya lebih baik. Motor starter harus dapat menghasilkan momen yang besar dari tenaga yang kecil  yang tersedia pada baterai. Hal lain yang harus diperhatikan ialah bahwa motor  starter harus sekecil mungkin. Untuk itulah , motor serie DC (arus searah) umumnya yang dipergunakan.

                

             

Gambar Sistem Starter pada Mobil

Ø Motor  Starter

Motor starter yang dipergunakan pada automobile dilengkapi dengan magnetic
switch yang memindahkan gigi yang berputar (selanjutnya disebut gigi pinion )
untuk berkaitan atau lepas dari ring gear yang dipasangkan mengelilingi fly wheel
(roda gila) yang dibuat pada poros enngkol. Saat ini kita mengenal dua tipe motor
starter yang digunakan pada kendaraan atau truck-truck kecil, yaitu motor starter
konvensional dan reduksi. Mobil-mobil yang dirancang untuk dipergunakan pada
daerah dingin mempergunakan motor starter tipe reduksi, yang dapat
menghasilkan momen yang lebih besar yang diperlukan untuk mensart mesin
pada cuaca dingin. Motor starter tipe ini dapat menghasilkan momen yang lebih
besar dari pada motor starter konvensional untuk ukuran dan berat yang sama.,
saat ini mobil cenderung mempergunakan tipe ini meskipun untuk daerah yang
panas. Pada umumnya motor starter digolongkan (diukur) berdasarkan output
nominalnya (dalam KW) makin besar output makin besar kemampuan starternya

               

  

Ø Komponen - komponen Motor Starter

ü  Yoke dan Pole Core

Yoke dibuat dari logam yang berbentuk silinder dan berfungsi sebagai tempat pole
core yang diikat dengan sekrup.Pole core berfungsi sebagai penopang field coil dan
memperkuat medan magnet yang ditimbulkan oleh field coil.

ü  Field Coil

Field coil dibuat dari lempengan tembaga, dengan maksud dapat memungkinkan
mengalirnya arus listrik yang cukup kuat/besar. Field coil berfungsi untuk dapat
membangkit medan magnet.

Pada starter biasanya digunakan empat field coil yang berarti mempunyai empat
core.

ü  Armature dan Shaft

Armature terdiri dari sebatang besi yang berbentuk silindris dan diberi slot-
slot,poros,komulator serta kumparan armature. Dan berfungsi untuk merubah
energi listrik menjadi energi mekanik, dalam bentuk gerak putar.

ü  Brush

Brush terbuat dari tembaga lunak, dan berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari
field coil ke armature coil langsung ke massa melalui komutator. Umumnya sarter
memiliki empat buah brush, yang dikelompokkan menjadi dua.

• Dua buah disebut dengan brush positif.
• Dua buah disebut dengan brush negative

ü  Armature Brake

Armature brake berfungsi sebagai pengereman putaran armature setelah lepas
dari perkaitan dengan roda penerus.

ü  Sarter Clutch

Sarter clutch berfugsi untuk memindahkan momen punter saft kepada roda
penerus, sehingga dapat berputar.Sarter clutch juga berfungsi sebagai pengaman
dari armature coil bilamana roda penerus cenderung memutarkan pinion gear

ü  Sakelar Magnet (Magnetic Switch)

Sakelar magnet digunakan untuk menghubungkan dan melepaskan pinion gear
ke/dari roda penerus, sekaligus mengalirkan arus listrik yang besar pada sirkuit
motor starter melalui teminal utama.

Ø Cara Kerja Motor Starter

v  Pada saat motor Switch On

Apabila starter switch diputar ke posisi ON, maka arus baterai mengalir melalui hold in coil ke massa dan dilain pihak pull in coil, field coil dan ke massa melalui armature. Pada saat in hold dan pull in coil membentuk gaya magnet dengan arah yang sama, dikarenakan arah arus yang mengalir pada kedua kumparan tersebut sama.

Seperti pada gambar diatas.  Dari kejadian ini kontak plate (plunger) akan bergerak kea rah menutup main switch, sehingga drive lever bergerak menggeser starter clutch kea rah posisi berkaitan dengan ring gear. Untuk lebih jelas lagi aliran arusnya adalah sebagai berikut:

·         Baterai   →   terminal   50  →   hold in coil     →   massa

·         Baterai → terminal 50 → pull in coil → field coil → armature → massa

Oleh karena arus yang mengalir ke field coil pada saat itu , relative kecil maka armature berputar lambat dan memungkinkan perkaitan pinion dengan ring gear menjadi lembut. Pada kendaraan ini kontak plate belum menutup main switch.

                       

v  Pada saat Pinion Berkaitan Penuh

Bila pinion gear sudah berkaitan penuh dengan ring gear , kontak plate akan mulai menutup main switch, lihat gambar diatas, pada saat ini arus akan mengalir sebagai berikut:

·         Baterai→terminal 50→hold in coil→massa

·         Baterai→main switch→terminal c→field coil→armature→massa

Seperti pada gambar diatas di terminal C ada arus , maka arus dari pull in coil tidak dapat mengalir, akibatnya kontak plate ditahan oleh kemagnetan hold in coil saja. Bersama denganitu arus yang besar akan mengalir dari baterai ke field coil→armature→massa melalui main switch. Akibatnya starter dapat menghasilkan momen punter yang besar yang digunakan memutarkan ring gear. Bilaman mesin sudah mulai hidup, ring gear akan memutarkan armature melalui pinion.Untuk menghindari kerusakan pada starter akibat hal tersebut maka kopling sarter akan membebaskan dan melindungi armature dari putaran yang berlebihan.

v  Pada saat starter Switcf OFF

Sesudah starter switch dihidupkan ke posisi off, dan main switch dalam keadaan belum membuka (belum bebas dari kontak plate).Maka aliran arusnya sebagai berikut:

·         Baterai → terminal 30 → main switch → terminal C Field coil → armature → massa.

Oleh karena starter switch off maka pull in coil dan hold in coil tidak mendapat arus dari teminal 50 melainkan dari teminal C.Sehingga aliran arusnya akan menjadi:

o   Baterai→terminal 30→main switch→terminal C

o   Pull in coil→Hold in coil→massa

Karena arus pull in coil berlawanan maka arah gaya magnet yang dihasilkan juga berlawanan sehingga kedua-duanya saling menghapuskan, hal iini mengakibatkan kekuatan return spring dapat mengembalikan kontak plate ke posisi semula.Dengan demikian drive lever menarik sarter clutch dan pinion gear terlepas dari perkaitan