KD 5 SISTEM PENGAPIAN

SISTEM PENGAPIAN (IGNITION SYSTEM)

9.1.     Pendahuluan

Sistem pengapian merupakan sistem yang berfungsi untuk menghasilkan percikan bunga api pada busi yang kuat dan tepat untuk memulai pembakaran campuran udara bahan bakar di ruang bakar pada motor bensin. Percikan api yang terjadi pada busi harus terjadi pada saat yang tepat (pada akhir langkah kompresi) untuk menjamin pembakaran yang sempurna sehingga mesin bekerja dengan halus dan ekonomis. Secara umum komponen sistem pengapian terdiri dari baterai, kunci kontak, koil, distributor, kabel tegangan tinggi dan busi. Di dalam distributor terdapat beberapa komponen pendukung lainnya yaitu kontak pemutus (atau pulse generator pada sistem pengapian elektronik), kondensor, cam, vakum dan sentrifugal advancer.

Gambar 9.1. Sistem pengapian

Fungsi dari masing-masing komponen system pengapian adalah 1) baterai sebagai sumber arus, 2) kunci kontak untuk menghidupkan dan mematikan sistem pengapian, 3) koil untuk menaikan tegangan baterai menjadi tegangan tinggi di atas 10000 volt. Tegangan tinggi pada kumparan sekunder terjadi karena jumlah kumparan sekunder jauh lebih banyak dari kumparan primer, 5) distributor berfungsi untuk mendistribukan tegangan tinggi dari koil ke tiap busi sesuai dengan urutan penyalaannya, 6) kabel tegangan tinggi berfungsi untuk menghantarkan tegangan tinggi dari koil sampai ke busi, 7) busi berfungsi untuk meloncatkan bunga api.

Beberapa syarat dari sistem pengapian adalah 1) sistem pengapian harus mempunyai suatu sumber energi, 2) sistem pengapian harus mampu mensuplai arus yang cukup (ke koil) untuk menghasilkan medan magnet yang kuat untuk mendapatkan energi yang tinggi sehingga dapat menghasilkan bunga api untuk membakar campuran udara bahan bakar di dalam ruang bakar, 3) sistem pengapian harus menghasilkan tegangan puncak yang lebih tinggi dari pada syarat batas tegangan busi pada semua tingkat kecepatan, 4) durasi loncatan api harus cukup lama dengan energi yang cukup untuk menjamin terjadinya penyalaan campuran udara dan bahan bakar, 5) sistem pengapian harus mendistribusikan tegangan tinggi ke tiap busi pada saat yang tepat dalam tiap siklus, 6) sistem pengapian harus mempunyai ketahanan yang cukup untuk menahan getaran dan panas yang dihasilkan oleh mesin.

9.1.1. Prinsip Dasar Sistem Pengapian

Pembangkitan tegangan tinggi pada sistem pengapian terjadi di koil. Apabila kontak pemutus (breaker point) dalam keadaan tertutup (gambar 9.2 kiri), maka arus dari baterai akan mengalir ke kumparan primer, ke kontak pemutus, kemudian ke massa. Aliran arus pada kumparan ini akan menyebabkan terjadinya medan magnet di sekeliling kumparan. Pada keadaan ini, energi listrik yang mengalir diubah menjadi energi dalam bentuk medan magnet. Apabila secara tiba-tiba kontak pemutus terbuka (gambar 9.2 kanan), maka dengan cepat arus pada kumparan primer terputus. Terputusnya aliran arus ini menyebabkan medan magnet di sekitar kumparan hilang dengan cepat. Perubahan garis gaya magnet dengan cepat di sekitar kumparan menyebabkan terjadinya tegangan pada kumparan tersebut. Jadi, energi dalam bentuk medan magnet tersebut dikembalikan ke kumparan dalam bentuk energi listrik. Pada kedua kumparan akan terjadi tegangan induksi. Pada kumparan primer disebut dengan induksi diri (self induction) dan pada kumparan sekunder disebut induksi mutual (mutual induction). Apabila pada ujung kumparan sekunder terdapat celah di antara elektroda positif dan negatif akan terjadi loncatan bunga api.

Pembakaran pada motor bensin diawali dengan pecikan bungan api pada busi (titik 1) sekitar 10⁰ menjelang titik mati atas (TMA) pada akhir langkah kompresi (lihat gambar 9.3). Pembakaran dimulai pada titik 2 dengan mulai terjadinya perambatan api dan pembakaran maksimum terjadi di sekitar 10⁰ setelah TMA. Proses pembakaran di dalam ruang bakar membutuhkan waktu yang relatif konstan baik pada putaran lambat maupun tinggi. Dari mulai dipercikan api (titik 1) sampai terjadi pembakaran dengan tekanan maksimum (titik 3) membutuhkan waktu sekitar 0,003 detik. Pada putaran tinggi, diperlukan waktu yang sama untuk pembakaran yaitu 0,003 detik. Karena pada putaran tinggi poros engkol berputar lebih cepat, maka untuk memenuhi waktu 0,003 detik saat pengapian harus dimajukan untuk memenuhi waktu pembakaran sehingga tekanan maksimum pembakaran tetap berada sekitar 10⁰ setelah titik mati atas baik

pada putaran rendah maupun tinggi. Pemajuan saat pengapian ini dilaksanakan oleh sentrifugal advance dan vakum advance (pada sistem pengapian konvensional). Secara khusus ini akan dibahas pada bagian lain dalam bab ini.

Selang waktu di antara busi memercikan api (titik 1) dan dimulainya pembakaran (titik 2) disebut dengan kelambatan pengapian (ignition delay). Apabila ignition delay pada motor bensin terlalu singkat (karena nilai oktan bahan bakar terlalu maka akan mengakibatkan terjadinya knocking atau ketukan. Hal ini terjadi karena kecepatan atau laju pembakaran tidak sesuai dengan gerakan piston.

Untuk lebih detail dan jelasnya silahkan download link berikut: https://drive.google.com/file/d/1Pig0eDuBV42eyJCgJHXbnmyl4i4E4WVi/view?usp=sharing