Sistem Pengapian
Fungsi sistem pengapian pada motor bensin adalah untuk menyalakan campuran udara-bahan bakar yang telah dikompresikan di dalam ruang pembakaran. Hal ini akan terjadi pada saat yang tepat untuk mengawali terjadinya pembakaran.
Pembakaran dimulai dengan sistem pengapian memasok suatu bunga api listrik yang akan melompati celah di pinggir ruang pembakaran pada busi. Panas dari busi akan menyalakan campuran udara-bahan bakar yang terkompresi.
Campuran yang terbakar akan menaikkan tekanan di dalam silinder sehingga mendorong torak ke bawah silinder, untuk selanjutnya mesin dapat “hidup”. Apabila bunga apinya lemah (tidak cukup panas) atau terjadi pada saat yang salah, tekanan pembakaran maksimum tidak terbentuk di dalam ruang pembakaran
- Sistem Pengapian baterai
Sistem pengapian baterai biasanya terdiri dari baterai, koil pengapian (ignition coil), distributor, kondensor, kabel tegangan tinggi dan busi.
Ada pun komponen-komponen dalam sistem pengapian adalah sebagai berikut:
1). Baterai (Accumulator)
Baterai adalah alat elektrokimia yang dibuat untuk mensuplai arus listrik ke sistem starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan system kelistrikan lainnya. Alat ini menyimpan arus listrik dalam bentuk energy kimia yang dikeluarkan bila diperlukan dan mensuplainya ke masing-masing sistem kelistrikan atau alat yang memerlukannya. Dalam baterai terdapat terminal positif dan negatif dalam bentuk plat. Plat-plat tersebut biasanya terbuat dan timbal dan timah. Karena itu baterai sening disebut baterai timah. Ruang dalamnya dibagi menjadi beberapa sel (biasanya untuk baterai mobil 6 sel) dan dalam masing-masing sel terdapat beberapa elemen yang terendam di dalam larutan elektrolit. Baterai menyediakan arus listrik tegangan rendah (12 Volt). Kutub negatif baterai dihubungkan dengan masa, sedangkan kutub positif baterai dengan koil, pengapian .
BACA JUGA: sistem bahan bakar motor bensin karburator
a) Baterai Basah
Susunan akumulator dalam keadaan kosong atau belum terisi dengan tenaga listrik terdiri dari sebuah baki dari gelas atau ebonit yang didalamnya diisi dengan larutan asam sulfat (H2SO4) yang ditempatkan paling sedikit tiga buah pelat yang terdiri dari oksidasi plumbum (PbO). Ketiga pelat tersebut dipasang dalam akumulator secara sejajar. Antara pelat yang satu dengan pelat yang lain dipasang sebuah pemisah yang terbuat dari serbuk kayu yang dimampatkan, dan dikenal dengan istilah separator. Pelat yang berada ditengah separator akan menjadi pelat positif, sedangkan pelat yang berada disebelah kanan dan kiri saparatif akan menjadi pelat negatif, oleh karena sel belum terisi sumber tenaga listrik, maka pelat-pelat tersebut dalam keadaan tidak bermuatan. Besarnya kuat arus yang dihasilkan sebuah akumulator tergantung pada luas pelat yang digunakan sehingga semakin besar pelat yang dipakai, maka semakin besar pula kuat arus yang dihasilkan.
Pada akumulator dalam keadaan terisi tenaga listrik, maka susunannya akan berubah secara kimiawi yaitu terdiri dari Pb sebagai anoda (kutub negatif) dan PbO2 sebagai katoda (kutub positif), serta elektrolit larutan asam sulfat (H2SO4). Oleh karena sudah diisi muatan listrik, maka dalam asam sulfat (SO4 2− ). Tiap sel pada akumulator mempunyai beda potensial ± 2 volt, sehingga akumulator yang berpotensial 6 volt mempunyai 3 buah sel yang dihubungkan secara seri. Baterai penyimpan arus listrik (aki) yang dirancang untuk kendaraan bermotor memiliki beberapa bagian antara lain :
1) Kotak dengan dinding penyekat untuk memisahkan sel-sel
Kotak baterai tersusun dari penutup dan bahan penahan asam (karet atau plastik). Kotak baterai modern mengganjal tepi-tepi sekeliling dasar kotak bagian luar untuk tujuan pengganjalan. Didalam kotak baterai, sisa-sisa elemen mengalir sepanjang memenuhi lantai kotak dan kaki batas dasar pelat yang ada,berupa partikel padat yaitu kerak pada pelat selama pengoperasian. Ruangan antara sisa elemen terbentuk dikenal dengan ruang endapan/ruang sedimen.. Lapisan kerak ini, yang terdiri dari timah dan dapat menghantarkan listrik, dapat berakumulasi dalam ruang ini tanpa menyentuh ujung terbawah pelat yang dapat menyebabkan hubungan pendek. Kotak akumulator ditambahkan dengan penyekat dalam masing-masing sel. Sel-sel itu terkumpul rapat dalam konstruksi akumulator. Didalamnya ditempatkan elemen-elemen separator atau pemisah antara pelat positif dan pelat negatif.
BACA JUGA: sistem bahan bakar motor bensin karburator
2) Satu lembar penutup dengan sel pembuka dan sumbat ventilasi
Pada sel baterai modern menyatu dengan elemen-elemen, semua ditutup dan direkatkan oleh sebuah penutup. Penutup ini mempunyai satu pembuka untuk masing-masing sel sehingga sel-sel dapat diisi dengan elektrolit. Pembuka ini ditutup dengan ventilasi yang disekrup pada tempatnya, masing-masing sumbat mempunyai sebuah lubang.
3) Elemen-elemen
Eleman terdiri dari pelat positif dan pelat negatif yang dipasang bersama dengan pemisah atau separator antara masing-masing pelat. Bahan aktif pelat muatan positif berisi timah peroxida (PbO2) warna cokelat gelap. Ketika bahan aktif pada pelat muatan negatif berisi timah murni dalam bentuk timah karang (Pb, warna abu-abu metalik). Masing-masing kelompok pelat positif dan pelat negatif tersambung secara bersama oleh sabuk pengikat pelat tersendiri dimana pelat berada. Masing-masing biasanya mempunyai satu lebih banyak pelat negatif dari pada pelat positif, jadi dua pelat bagian luar biasanya negatif.
4) Pemisah/separator antara masing-masing pelat.
Pelat-pelat harus ditutup satu sama lain tetapi tidak boleh bersentuhan, hal ini dapat terjadi apabila pelat bengkok atau ketika partikel menggumpal pada permukaannya. Karena hal itu dapat menyebabkan hubungan pendek ketika sebuah elemen diselipkan. Penyekat ini dipastikan bahwa pelatdengan polaritas berlawanan, dipisahkan secukupnya satu sama lain dengan secara listrik, dengan harapan untuk mengalirkan elektron, ditutup satu sama lain.
5) Sel penghubung
Masing-masing sel dalam baterai dihubungkan dalam hubungan seri. Hubungan ini dipakai dalam penghubung sel, dalam rangka mengurangi bagian dalam dan berat.
6) Plastik pemisah
Berfungsi untuk pelindung masing-masing sel terhadap kotak pemisah sel/rangka.
7) Terminal positif negatif
Pengikat pelat menggabungkan pelat positif dalam sel pertama yang dihubungkan dengan terminal positif pada baterai dan juga sabuk pelat menghubungkan pelat negatif dalam sel terakhir yang dihubungkan dengan terminal positif dan negatif pada baterai, voltase maksimum berada antara dua terminal 6 atau 12 volt.
b) Baterai Kering
Akumulator kering yang dirancang untuk kendaraan bermotor memiliki beberapa bagian antara lain :
1) Kotak akumulator
Bak akumulator kering terbuat dari besi yang dilapisi dengan bahan plastik pada bagian luarnya. Penggunaan bahan besi ini dimaksudkan karena zat asam yang digunakan(KOH) dapat melarutkan semua zat kecuali besi.
a) Satu lembar penutup dengan sel pembuka
Pada akumulator ini semua ditutup dan direkatkan oleh sebuah penutup. Penutup ini mempunyai satu pembuka untuk untuk lubang pengisi cairan elektrolit (KOH.)
b) Elemen-elemen.
Elemen terdiri dari pelat positif terdapat di dalam tabung-tabung positif dan pelat negatif pada kantung-kantung negatif yang dipasang bersama dengan pemisah atau separator antara masing-masing pelat. Masa aktif dari plat positif maupun dari plat negatif dicampur dengan zat-zat yang dapat menambah penghantar dan berliang renik (berpori). Campuran ini dimasukkan dalam tabung-tabung gepeng dari besi dan dari susunan tabung-tabung ini merupakan suatu pelat. Dan sebagai hubungan keluarnya menggunakan besi.
c) Terminal positif negatif
Pengikat pelat menggabungkan pelat positif dalam sel positif yang dihubungkan dengan terminal positif pada baterai dan juga sabuk pelat menghubungkan pelat negatif dalam sel negative
Prinsip Kerja Baterai (akumulator)
Akumulator bekerja berdasarkan reaksi kimia yaitu reaksi redoks yang terjadi baik selama pengisian maupun selama pengosongan. Reaksi kimia pada akumulator tersebut bersifat reversible, artinya reaksi kima yang terjadi selama pengisian sangat berlawanan dengan reaksi yang terjadi pada saat pengosongan.
Selama pengisian terjadi pengubahan energi listrik ke energi kimia, dan sebaliknya pada saat pengosongan terjadi pengubahan energi kimia menjadi energi listrik. Ketika akumulator dalam keadaan kosong (tidak ada energi listrik) maka elektroda-elektroda dihubungkan dengan sumber tenaga listrik dari luar. Kutub positif dari sumber tenaga listrik dari luar sebagai katoda dihubungkan dengan kutub positif akumulator. Dan kutub negatif sumber tenaga listrik dari luar sebagai anoda dihubungkan dengan kutub negatif akumulator.
BACA JUGA: sistem bahan bakar motor bensin karburator
Dengan demikian pada sumber energi listrik terjadi aliran listrik yaitu elektron mengalir dari anoda ke katoda dan arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Sedangkan aliran listrik yang terjadi pada akumulator basah yaitu elektron yang mengalir dari katoda ke anoda, dan arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Dengan adanya aliran listrik tersebut, maka akan menimbulkan reaksi kimia (reaksi redoks) yang mengakibatkan terbebasnya zat-zat dalam akumulator yaitu 4 PbSO menjadi Pb, PO2, ion H + , dan ion SO4 2− , sedangkan pada akumulator kering terjadi reaksi kimia Ni(OH) 2 akan berubah menjadi Ni(OH) 3 , sedangkan Fe(OH) 2 karena dikurangi zat asamnya berubah menjadi Fe.
Selama pengosongan pada akumulator, juga terjadi perubahan energi yaitu dari energi kimia menjadi energi listrik. Pada pengosongan, terjadi pengaliran listrik yaitu elektron mengalir dari Pb atau kutub negatif (sebagai anoda) ke PbO2 atau kutub positif (sebagai katoda). Sedangkan arus listrik mengalir dari kutub positif atau PbO2 (sebagai katoda) ke kutub negatif atau Pb (sebagai anoda) sehingga adanya aliran tersebut mengakibatkan terjadinya reaksi kimia. Pada akumulator kering elektron mengalir dari kutub negatif Fe(OH) 2 , ke Ni(OH) 2 atau kutub positif. Sedangkan arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.
2) Kunci Kontak (Ignition Switch)
Kunci kontak berguna untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari baterai ke koil pengapian (ignition coil). juga berhubungan dengan motor starter, jika dinyalakan akan memutarkan motor starter.
3) Koil Pengapian (Ignition Coil)
Koil pengapian (ignition coil) berfungsi menaikkan tegangan yang diterima dari baterai (12 V) menjadi tegangan tinggi (10 KV atau lebih), agar dapat terjadi loncatan bunga api listrik pada elektroda busi sehingga dapat memungkinkan terjadinya pembakaran di ruang bakar. Pada koil pengapian (ignition coil), kumparan primer dan sekunder digulung pada inti besi. Kumparan-kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima dan baterai menjadi tegangan tinggi dengan cara induksi elektromagnet.
BACA JUGA: sistem bahan bakar motor bensin karburator
Inti besi (core), yang dikelilingi oleh kumparan, terbuat dan baja silikon tipis yang digulung ketat, Kumparan sekunder dan kawat tembaga tipis (diameter 0,05-0,1 mm) yang digulung 15000-30000 kali lilitan pada inti besi, sedangkan kumparan primer terbuat dan kawat tembaga yang relatif lebih tebal (diameter 0,5-1,0 mm) yang digulung l50-300 kali lilitan mengelilingi kumparan sekunder.
Untuk mencegah terjadinya hubungan singkat (chort circuit,) antar 1apisan yang berdekatan, antara lapisan satu dengan lainnya disekat dengan kertas yang mempunyai tahanan sekat yang tinggi. Seluruh ruangan kosong dalam tabung kumparan diisi dengan minyak atau campuran penyekat untuk menambah daya tahan terhadap panas. Salah satu ujung dan kumparan primer dihubungkan dengan terminal negative primer sedangkan ujung yang lain dihubungkan dengan terminal positif primer. Kumparan sekunder dihubungkan dengan cara serupa, dengan ujungnya dihubungkan dengan kumparan primer lewat terminal positif primer, sedangkan ujung yang lain dihubungkan dengan terminal tegangan tinggi melalui sebuah pegas.
BACA JUGA: sistem bahan bakar motor bensin karburator
Kedua kumparan digulung dengan arah yang sama, dengan kumparan primer pada bagian luar. Koil pengapian (ignition coil) mempunyai tiga terminal yaitu:
- Terminal (+) dihubungkan dengan baterai.
- Terminal (-) dihubungkan dengan platina (breaker point) dan kondensor.
- Terminal tegangan tinggi dihubungkan dengan busi.
4) Distributor
Distributor berfungsi sebagai alat pemutus dan pembagi arus pengapian yang akan di salurkan ke spark plug (busi)
a) Rotor
Rotor merupakan suatu komponen dalam system pengapian. Rotor berfungsi sebagai pembagi arus ke beberapa busi, sesuai dengan system pengapiannya.
b) Platina
Platina (breaker point) berfungsi memutuskan arus listrik yang mengalir melalui kumpaian primer dan koil pengapian (ignition coil), untuk menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan jalan induksi magnet listrik. Induksi terjadi saat platina (breaker point) diputus atau terbuk
c) Tutup distributor
Tutup distributor berfungsi sebagai penutup platina dan sebagai tempat kabel yang dialiri oleh arus. Tutup distributor berfungsi untuk membagikan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan oleh koil pengapian (ignition coil) dan rotor ke kabel tegangan tinggi untuk masing-masing silinder sesuai dengan urutan pengapian.
d) Kondensor
Kondensor berguna untuk mencegah timbulnya bunga api pada kontak pemutus arus sewaktu membuka dan mempercepat arus primer menjadi pulih kembali dengan tujuan menaikkan tegangan koil sekunder. Kemampuan dan suatu kondensor dapat ditunjukkan dengan berapa besar kapasitasnya. Kapasitas kondensor diukur dalam mikrofarad (μ f).
e) Vaccum Advancer
Vaccum Advancer berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai dengan beban mesin (kevakuman). Bagian ini terdiri dan plat pembawa (breaker plate) dan vaccum advancer. Prinsip kerja vakum advancer adalah memanfaatkan kevakuman yang terjadi pada lubang di atas throtle valve, yang selanjutnya dinibali menjadi gaya tarik tersebut di teruskan untuk menggerakkan plat pembawa (breaker plale), dengan gerakan putar yang berlawanan dengan putaran bubungan (cam lobe,).
BACA JUGA: sistem bahan bakar motor bensin karburator
Karena platina (breaker point,) menempel pada breaker plate maka dengan berputarnya plat pembawa (breaker plale) ini menyebabkan platina (breaker point) lebih awal membukanya. Hal ini berarti pelayanan busi terjadi lebih awal (lebih cepat).
- Kabel Tegangan Tinggi
Kabel tegangan tinggi berfungsi untuk mengalirkan arus listrik tegangan tinggi dan koil pengapian (ignition coil) ke busi. Kabel tegangan tinggi harus mampu mengalirkan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan di dalam koil pengapian (ignition coil) ke busi melalui distributor tanpa adanya kebocoran. OIeh sebab itu, penghantar (core) dibungkus.
7. Busi
Busi berfungsi untuk memberikan loncatan bunga api melalui elektrodanya ke dalam ruang pembakaran, apabila ada arus tegangan energi mengalir ke busi. Komponen utama busi yaitu:
- Insulator keramik,
Insulator berfungsi untuk memegang elektroda tengah dan berguna sebagai insulator antara elektroda tengah dengan wadah (cassing). Gelombang yang dibuat pada permukaan insulator keramik berguna untuk memperpanjang jarak permukaan antara terminal dan wadah (cassing) untuk mencegah terjadinya loncatan bunga api tegangan tinggi. Insulator terbuat dari porselen aluminium murni yang mempunyai daya tahan panas yang sangat baik, kekuatan mekanikal, kekuatan dielektrik, pada temperature tinggi dan penghantar panas (thermical conductivity).
- Cassing
Casing berfungsi untuk menyangga insulator keramik dan juga sebagai mounting busi terhadap mesin.
- Elektrode Tengah
Elektroda tengah terdiri dari:
1) Sumbu pusat : mengalirkan arus dan meradiasikan panas yang ditimbulkan oleh elektroda.
BACA JUGA: sistem bahan bakar motor bensin karburator
2) Seal glass : merapatkan antara poros tengah (center shaft) dan insulator keramik dan mengikat antara poros tengah (center shaft) dan elektroda tengah.
3) Resistor : mengurangi suara pengapian untuk mengurangi gangguan frekuensi radio.
4) Copper core (inti tembaga) : merambatkan panas dan elektroda dan ujung insulator agar cepat dingin.
5) Elektroda tengah: membangkitkan loncatan bunga api ke masa (elektroda masa).
- Elektroda Masa
Elektroda Masa dibuat sama dengan elektroda tengah, dengan tujuan memudahkan loncatan bunga api agar menaikkan kemampuan pengapian.
