KD 3 SISTEM STARTER (STARTING SYSTEM)

SISTEM STARTER (STARTING SYSTEM)

7.1.     Pendahuluan

Saat mesin dalam keadaan mati, tidak ada tenaga yang dihasilkannya. Karena itu mesin tidak dapat memutarkan dirinya sediri pada saat akan dihidupkan. Tenaga untuk memutarkan mesin pertama kali harus berasal dari luar mesin. Gerakan awal untuk memutarkan mesin diperlukan untuk melakukan proses kerja mesin mulai dari langkah isap, kompresi (saat akhir langkah kompresi busi memercik pada motor bensin atau bahan bakar diinjeksikan pada motor diesel), kemudian usaha (terjadi pembakaran) sehingga mesin dapat hidup, dan langkah buang. Jadi yang memberikan tenaga pertama kali untuk melakukan proses kerja mesin berasal dari luar mesin. Sistem yang memberikan tenaga awal untuk menghidupkan mesin disebut dengan sistem starter.

Gambar di atas memperlihatkan mesin sebuah kendaraan. Motor starter pada mesin tersebut terletak di bagian belakang mesin karena saat bekerja motor starter harus berkaitan dengan roda penerus (flywheel) pada mesin tersebut. Jika motor starter bekerja atau berputar, roda gigi (pinion gear) pada motor starter memutarkan roda penerus sehingga poros engkol berputar. Gerakan putar inilah yang menyebabkan piston bergerak untuk melakukan proses isap, kompresi, usaha, dan buang sehingga mesin dapat hidup. Sistem starter pada kendaraan meliputi beberapa komponen yaitu motor starter, kunci kontak, baterai, dan kabel-kabel penghubung antar komponen (harness). Sumber energi untuk menggerakan motor starter berasal dari baterai.

Sistem starter bekerja untuk mengubah energi listrik dari baterai menjadi energi gerak (mekanik/putaran). Komponen utama untuk mengubah energi listrik
menjadi energi mekanik adalah motor listrik. Motor ini harus dapat membangkitkan momen puntir yang besar untuk dapat memutarkan mesin saat pertama kali dihidupkan. Kecepatan minimum yang diperlukan untuk menghidupkan mesin berbeda tergantung dari konstruksi dan kondisi kerja mesin.

7.1.1. Prinsip Dasar Sistem Starter

Motor starter memanfaatkan medan magnet yang terjadi akibat aliran arus listrik dalam suatu penghantar untuk menghasilkan tenaga mekanik sebagai penggerak awal mesin. Jika arus mengalir pada suatu penghantar menjauhi kita, medan magnet yang dibangkitkan searah dengan jarum jam. Sebaliknya, jika arus mengalir pada penghantar mendekati kita, maka medan magnet yang dibangkitkan berlawanan arah dengan jarum jam.

Gambar 7.2. Arah aliran arus dan arah medan magnet yang dihasilkan

Jika penghantar yang dialiri arus listrik seperti ditunjukkan gambar di atas ditempatkan di dalam suatu medan magnet (gambar di bawah), maka garis-garis gaya magnet dari kutub utara ke kutub selatan akan berbelok mengikuti arah garis gaya magnet yang berasal dari penghantar. Garis-garis gaya magnet dari kutub utara ke selatan tersebut akan berbelok ke bagian atas penghantar. Apabila garis-garis gaya magnet yang berbelok itu diumpamakan sebagai karet, maka karet itu akan mendorong penghantar ke arah bawah. Demikian juga dengan garis-garis gaya magnet tersebut akan mendorong penghantar untuk bergerak atau terlempar ke bawah.

Gambar 7.3. Efek penghantar yang dialiri arus dalam suatu medan magnet

Arah gerakan penghantar yang dialiri arus digambarkan dengan hukum tangan kiri Fleming. Jari telunjuk menggambarkan arah medan magnet dari utara ke selatan, jari tengah menunjukkan arah arus, dan ibu jari menunjukkan arah gerakan penghantar. Pada gambar di atas, arah aliran arus adalah meninggalkan kita sehingga medan magnet berbelok ke atas dan mendorong penghantar bergerak ke bawah. Jika penghantar tersebut dibentuk seperti huruf U (gambar 7.4 a) dan diletakkan dalam suatu medan magnet, maka arah aliran arusnya ada dua yaitu mendekati dan menjauhi kita. Kedua arah arus ini akan membentuk medan magnet yang arahnya berbeda pula sehingga garis-garis gaya magnet (gambar 7.4 c) akan berbelok ke arah bawah (pada arus yang mendekati kita) dan berbelok ke atas (pada arus yang meninggalkan kita). Hal ini akan menimbulkan arah gerakan penghantar yang berbeda, satu ke atas dan satu ke bawah.

Gambar 7.4. Penghantar dengan bentuk U dalam medan magnet

Gerakan naik dan turun ini hanya terjadi satu kali saja karena arus tidak dapat berubah arah dengan sendirinya. Untuk mendapatkan putaran yang kontinyu, gerakan ini harus terjadi berulang-ulang dengan cepat dan arah arus yang mendekati kita harus selalu berada di sisi sebelah kiri (gambar 7.4 c) dan arus yang meninggalkan kita harus selalu berada di sisi sebelah kanan. Untuk itu, maka dipasang suatu komponen yang berfungsi untuk menjamin sisi sebelah kiri adalah arus yang mendekati kita dan sebelah kanan adalah arus yang meninggalkan kita. Komponen ini adalah cincin belah (komutator) yang dipasang pada ujung penghantar. Satu segmen untuk sisi kiri dan satu segmen untuk sisi kanan (gambar 7.5). Pada masing-masing segmen komutator terdapat sikat. Sikat berfungsi untuk mengalirkan arus dari baterai ke komutator.

Apabila penghantar sebelah kiri terdorong ke atas dan yang sebelah kanan terdorong ke bawah, maka kedua penghantar tersebut juga menyebabkan komutator ikut berputar pada porosnya. Komutator akan berputar searah jarum jam, dan komutator yang berhubungan dengan sikat negatif akan bergerak menjauhi sikat negatif, begitu pula komutator yang berhubungan dengan sikat posistif akan menjauhi sikat posistif. Karena efek putaran ini, komutator yang bertanda negatif akan mendekati sikat positif dan kemudian terhubung dengan sikat positif. Sekarang, komutator yang semula berhubungan dengan sikat negatif berganti dan berhubungan dengan sikat positif dan komutator yang semula berhubungan dengan sikat positif berganti dan berhubungan dengan sikat negatif. Proses tersebut terjadi secara berulang sehingga kumparan akan terus berputar.

Motor starter yang digunakan pada kendaraan umumnya menggunakan magnet tidak permanen. Medan magnet dihasilkan dari kumparan pada field coil atau kumparan medan yang dialiri arus. Gambar 7.6 memperlihatkan dasar motor starter. Penghantar dililitkan pada inti besi untuk menghasilkan medan magnet kutub utara (N = north) dan dihubungkan lagi dengan inti besi lainnya untuk menghasilkan medan magnet kutub selatan (S =south), kemudian penghantar tersebut dihubungkan dengan komutator, dan komutator lainnya ke negatif baterai. Saat motor bekerja arus mengalir dari terminal positif baterai ke kumparan medan (N), ke kumparan medan (S), ke komutator positif, ke kumparan pada armatur, ke komutator negatif, kemudian ke massa (negatif baterai). Akibatnya terjadi medan magnet pada kedua inti besi kumparan medan, dan arus yang mengalir melalui kumparan armatur juga akan menghasilkan medan magnet dan efeknya adalah terjadi fenomena seperti yang telah digambarkan pada gambar 7.4.c. Maka armatur atau penghantar berputar seperti juga yang telah dijelaskan melalui gambar 7.5.

Untuk lebih jelas dan detail mempelajari materi ini silahkan download materi dengan link : https://drive.google.com/file/d/1q7l_zGwzGHQQb9i75PP1Z2OSTKJptbqN/view?usp=sharing