Suatu mesin tidak dapat mulai hidup (start) dengan serndirinya, maka mesin tersebut memerlukan tenaga dari luar untuk memutarkan poros engkol dan membantu untuk menghidupkan. Dari beberapa cara yang ada, mobil pada umumnya menggunakan motor listrik, 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 ). 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.
Suatu mesin pembakaran dalam tidak dapat distarter oleh dirinya sendiri, tetapi harus diengkol/diputar oleh energi lain sehingga mendapatkan pembakaran, yakni dengan memutar/mengengkol poros engkolnya. Pada umumnya metode yang sering digunakan untuk itu adalah dengan sistem elektrik.
Sistem starter elektrik terdiri atas beberapa komponen berikut.
- SAKELAR PENYALAAN
Sakelar penyalaan atau kunci kontak diatur oleh pengemudi guna menjalankan sistem starter. Salah satu terminal dari sakelar tersebut dihubungkan ke baterai dengan kabel LT, terminal lain dihubungkan ke selenoid dengan kabel biasa.
Sakelar starter ditempatkan pada panel iinstrumen. Sakelar tersebut bisa berjenis tombol tekan atau menyati (integrated).
- SAKELAR INHIBITOR
Sakelar ini merupakan bagian sistem starter dari kendaraan yang mempunyai transmisi otomatis. Gunanya untuk mencegah mesin dari pengengkolan/pemutaran jika transmisi masuk ke roda gigi penerus ( posisi menggerakkkan).
Sakelar dihubungkan ke kabel dari sakelar starter ke starter selenoid dan dijalankan oleh mekanisme garpu gigi transmisi. Sakelar ini bisa ditempatkan pada rakitan transmisi atau pada kolom kemudi.
- SELENOID
Kabel baterai dari baterai ke motor starter harus dibuat sependek mungkin agar menghasilkan voltase drop. Sakelar arus yang tinggi diinstal/dipasang ke kabel baterai untuk memutarkan motor starter pada On-Off. Sakelar ini disebut selenoid.
Selenoid ini dapat berupa satu unit yang terpisah dan satu unit yang menyatu (integrated). Selenoid satu unit terpisah adalah suatu kabel yang menghubungkan baterai ke selenoid dan menghubungkan selenoid lain ke motor starter. Selenoid jenis ini dipasang pada panel.
Pengemudi menjalankan selenoid dengan sakelar starter. Arus rendah dari sakelar starter digunakan untuk starter On pada arus tinggi yang diperlukan oleh motor starter.
- MOTOR STARTER
Suatu torsi yang tinggi arus searah (DC) dari motor mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik yang dipindahkan ke poros engkol mesin melalui roda gigi. Motor starter dipasang ke mesin dalam posisi yang memungkinkan bisa mengalirkan secara pas/cocok roda gigi pinion dengan roda gigi starter pada roda gigi penerus.
Kabel baterai memberikan arus tinggi dari baterai jika selenoid menutup. Ukuran dan bentuk dari motor starter bergantung pada karakteristik mesin yang dipasangkan.
- RAKITAN RODA GIGI REDUKSI
Torsi motor starter memiliki saluran yang tinggi tetapi tidak cukup tinggi untuk mengengkol/memutarkan mesin yang dingin. Oleh karena itu, motor starter mengerakkan poros engkol mesin melalui rakitan roda gigi reduksi. Reduksi roda gigi dengan perbandingan antara 8 : 1 dan 20 : 1 terdiri dari bagian berikut.
- Sebuah roda gigi pinion kecil dipasang ke poros jangkar motor starter
- Roda gigi ring/cincin berukuran besar yang ditempatkan pada roda penerus.
Salah satu gigi pada masing-masing pasangan gigi harus pas dan cocok dengan yang lain.
- PERALATAN PEMINDAH/PENARIK
Alat ini diperlukan untuk memindahkab /menggerakkan/menarik motor starter dari suatu mesin yang berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Kecepatan motor starter adalah antara 300 rpm. Perbandingan gigi reduksi adalah 15 : 1dDengan perputaran mesin mencapai 45000 rpm
Suatu peralatan pemindah otomatis dipasang pada pinion motor starter. Jenis peralatan pemindah tergantung pada ukuran dan penggunaan motor starter. Peralatan ini mudah dijalankan dengan kopling penjalan. Pada umumnya bentuk peralatan ini berjenis inersia dan pemindah positif.
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
CARA KERJA MOTOR STARTER
Motor starter pada sepeda motor berfungsi sebagai pengganti kick starter, agar pengendara tidak perlu lagi menendangkan kakinya untuk menghidupkan mesin. Meski demikian, sepeda motor yang memiliki motor starter dilengkapi juga dengan kick starter. Pengendara diheri pilihan untuk menggunakan salah satunya pada waktu tertentu. Misalnya ketika motor starter ada kerusakan maka kick starter seketika bisa dipakai.
- Kelemahan pada battery akan mengakibatkan motor starter kurang cepat berfungsi, atau suplai arus listrik untuk sistim pengapian akan berkurang (untuk mesin dengan sistim pengapian battery).
- Apabila pada saat tombol starter ditekan, tetapi mesin tidak berputar, salah satu kemungkinan penyebab adalah terjadi kerusakan pada motor starter.
Konstruksi Dasar Motor Starter
Motor starter mengubah energi listrik dan batere menjadi tenaga putar seketika untuk memicu hidupnva mesin. Gambar 4.1 memperlihatkan konstruksi dasar motor starter. Komponen utamannya terdiri atas kumparan medan (field coil), jangkar (armature), dan komponen pemindah tenaga dari motor starter ke bagian mesin (poros engkol).
Bagian-bagian yang termasuk sistem kelistrikan pada sepeda motor meliputi sistem starter (motor starter), sistem pengisian, sistem pengapian, atau listrik untuk instrumen. Sebagai sumber listrik utamanya ada yang menggunakan batere ada juga yang menggunakan pembangkit listrik AC yang disebut alternator.
Pada motor starter biasanya terdapat empat buah kumparan medan pole core yang masing-masing dengan jumlah lilitan yang dibuat banyak. Ini dimaksudkan untuk memperbesar medan magnet yang timbul. Demikian juga jumlah lilitan pada armature dibuat banyak (berbentuk gulungan ). Sehingga dapat dihasilkan tenaga putar cukup besar untuk memutarkan poros engkol.
Pada salah satu ujung armature terdapat gigi yang berfungsi memperkecil output putaran armature tetapi memperbesar momen putaran. Dalam memperbesar momen putar (tenaga putar) ini dibantu juga oleh adanya perbandingan gigi sprocket pada starter dan gigi sprocket pada poros engkol. Sehingga terjadi perbandingan reduksi sekitar 6 : 1 . Artinya j ika motor starter sudah berputar 6 kali maka poros engkol harus berputar 1 kali
Pada Saat Kunci Kontak ON Dan Mesin Mati
Bila kinci kontak diputar ke posisi ON , arus dari baterai akan mengalir ke rotor dan merangsang rotor coil.Pada waktu yang sama, arus baterai juga mengalir ke lampu pengisisan (CHG) dan akibatnya lampu menjadi menyala (ON).
Secara keseluruhan mengalirnya arus listrik sebagai berikut :
a. Arus yang ke field coil
Terminal(+)baterai→fusible link→kunci kontak (IG switch)→sekering→terminal IG
regulator→point PL→point PL→terminal F regulator→terminal F alternator→brush→slip ring→rotor coiil→slip ring→brush→terminal E alternator→massa→bodi.
Akibatnya rotor terangsang dan timbul kemagnetan yang selanjutnya arus ini
disebut araus medan (field current).
b. Arus ke lampu charge
Terminal (+) baterai→fusibler link→sakjelar kunci kontak IG (IG switch) sekering→lampu CHG→terminal L regulator→titik kontak P→titik kontak P→terminal E regulator→massa bodi.
Akibatnya lampu charge akan menyala.
Mesin dari kecepatan rendah ke kecepatan sedang.
Sesudah mesin hidup dan rotor berputar, tegangan/voltage dibangkitkan dalam stator coil, dan tegangan netral dipergunakan untuk voltage relay, karena itu lampu charge jadi mati.Pada waktu yang sama, tegangan yang dikeluarkan beraksi pada voltage regulator. Arus medan (field current) yang ke rotor dikontrol dan disesuaikan dengan tegangan yang dikeluarkan terminal B yang beraksi pada voltage regulator.
Demikianlah, salah satu arus medan akan lewat menembus atau tidak menembus resistor R, tergantung pada keadaaan titik kontak PL.
Catatan :
Bila gerakan P dari voltage relay, membuat hubungan dengan titik kontak P, maka pada sirkuit sesudah dan sebelum lampu pengisian (charge) tegangannya sama. Sehingga pada aris tidak akan mengalir ke lampu dan akhirnya lampu mati. Untuk jelasnya aliran arus pada masing-masing peristiwa sebagai berikut :
- Tegangan Netral
Terminal N alternator→terminal N regulator→magnet coil dari voltage relay→terminal E reguilator→massa bodi.
Akibatnya pada magnet coil dari voltage relay akan terjadi kemagnetan dan dapat
menarik titik kontak P dari P dan selanjutnya P akan bersatu dengan P. Dengan demikian lampu pengisian (charge) jadi mati.
- Tegangan yang keluar (output Voltage)
Terminal B alternator→trminal B regulator→titik kontak P→titik kontak P→magnet coil dari voltage regulator→terminal E regulator→massa bodi.
Akibatnya pada coil voltage regulator timbul kemagnetan yang dapat mempengaruhi posisi dari titik kontak (point) PL.
Dalam hal ini PL akan tertarik dari PL sehingga pada kecepatan sedang PL akan mengambang (seperti terlihat pada gambar diatas).
c. Arus yang ke field
Termional B alternator→IG switch→Fuse→terminal IG regulator→Point PL→Point PL→Reristor R→Terminal F regulator→Terminal F alternator→Rotor coil→terminal E alternator→massa bodi.
Dalam hal ini jumlah arus/tegangan yang masuk ke rotor coil bias melalui dua saluran.
Bila kemagnetan di voltage regulator besar dan mampu menarik PL dari PL,
maka arus yang ke rotor coil akan melalui resistor R.Akibatnya arus akan kecil dan
kemagnetan yang ditimbulkan rotor coil-pun kecil (berkurang).
d. Out Put current
Terminal B alternator →baterai dan beban→massa bodi.
Mesin dari Kecepatan Sedang ke Kecepatan Tinggi
Bila putaran mesin bertambah , voltage yang dihasilkan oleh kumparan stato naik, dan gaya tarik dari kemagnetan kumparan voltage regulator menjadi lebih kuat. Dengan daya tarik yang lebih kuat, field current yang ke rotor akan mengalir terputus-putus (intermittently).Dengan kata lain , gerakan titik kontak PL dari voltage regulator kadang-kadang membuat hubungan dengan titik kontak PL .
Catatan :
Bial gerakan titik kontak PL pada regulator berhubungan dengan titik kontak PL,field current akan dibatasi. Bagaimanapun juga point dari voltage relay tidak akan terpisah dari point P,sebab tegangan netral terpelihara dalam sisa flux dari rotor. Aliran arusnya adalah senagai berikut :
a. Voltage Netral (Tegangan Netral)
Terminal N alternator→terminal N regulator→magnet coil dari voltage relay→terminal E regulator→massa bodi.
Arus ini juga sering disebut netral voltage.
b. Out Put Voltage
Terminal B alternator→terminal B regulator→point P→point P→magnet coil dari N regulator terminal E regulator.
Inilah yang disebut dengan Output voltage.
c. Tidak ada arus ke Field Current
Terminal B alternator →IG switch→fuse→terminal IG regulator→reristor R→Terminal F regulator→terminal F alternator→rotor coil→atau→point PL→Point P→ground (NO.F.C)→Terminal E alternator→massa (F Current).
Bila arus resistor R→mengalir teminal Fregulator→rotor coil→massa, akibatnya arus yang ke rotor ada, tapi kalau PL-maka arus mengalir ke massa sehingga yang ke rotor coil tidak ada.
d. Out Put Current
Terminal B alternator→baterai/load→massa.
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.
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 dengan itu 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.
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:
Baterai→terminal 30→main switch→terminal C 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
Fungsi baterai pada automobile adalah untuk mensuplai kebutuhan listrik pada komponen-komponen listrik pada mobil tersebut seperti motor starter, lampu-lampu besar dan penghapus kaca. Namun demikian kapasitas baterai sangatlah terbatas, sehingga tidak akan dapat mensuplai tenaga listrik secara terus menerus.
Dengan demikian, baterai harus selalu terisi penuh agar dapat mensuplai kebutuhan listrik setiap waktu yang diperlukan oleh tiap-tiap komponen-komponen listrik.Untuk itu pada mobil diperlukan siatem pengisian yang akan memproduksi listrik agar baterai selalu terisi penuh.
Sistem pengisian (charging system) akan memproduksi listrik untuk menngsi kembali baterai dan mensuplai kelistrikan ke komponen yang memerlukannya pada saat mesin dihidupkan.
Sebagian besar mobil dilengkapi dengan alternator yang menghasilkan arus bolak-balik yang lebih baik dari pada dynamo yang menghasilkan arus searah dalam hal tenaga listrik yang dihasilkan maupun daya tahannya.
Mobil yang menggunakan arus searah (direct current), arus bolak-balik yang dihasilkan oleh alternator harus disaerahkan menjadi arus searah sebelum dikeluarkan.
Fungsi Alternator
Fungsi alternator adalah untuk mengubah energi mekanis yang didapatkan dari mesin tenaga listrik . Energi mekanik dari mesin disalurkan sebuah puli, yang memutarkan roda dan menghasilkan arus listrik bolak-balik pada stator. Arus listrik bolak-balik ini kemudian dirubah menjadi arus searah oleh diode-diode. Komponen utama alternator adalah : rotor yang menghasilkan medan magnet listrik, stator yang menghasilkan arus listrik bolak-balik, dan beberapa diode yang menyearahkan arus.
Komponen tambahan lain adalah : sikat-sikat yang mensuplai arus listrik ke rotor untuk menghasilkan kemagnetan (medan magnet), bearing-bearing yang memungkinkan rotor dapat berputar lembut dan sebuah kipas untuk mendinginkan rotor, stator dan diode.