SISTEM PENGAPIAN ELEKTRONIK

LAPORAN PRAKTIK

SISTEM PENGAPIAN ELEKTRONIK

JST/OTO/OTO318/02

LISTRIK DAN ELEKTRONIKA OTOMOTIF

 

Disusun oleh :

              CHAMDAN NOR ICHWAN TS                            13504241036

              DWI PRASETYO                                                    13504241040

              MUHAMMAD REZKY FATHURROCHIM       13504241043

              KELAS          : A3

PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2015

B.     ISI LAPORAN

I.       JUDUL LAPORAN

Laporan ini berjudul “SISTEM PENGAPIAN ELEKTRONIK” yang telah dipraktikkan dan diketahui hasil analisanya.

          II.      KOMPETENSI

Sistem Pengapian Elektronik

       III.      SUB KOMPETENSI

Setelah melaksanakan praktik, mahasiswa diharapkan dapat :

1.      Memasang sistem pengapian elektronik sebagai pengganti pengapian konvensional.

2.      Memeriksa komponen sistem pengapian elektronik.

3.      Mengidentifikasi keuntungan penggunaan sistem pengapian elektronik.

       IV.      ALAT DAN BAHAN

1.      Alat Utama           : - 1 set Toolbox

2.      Alat Ukur              : - 1 buah Multimeter

: - 1 buah Feeler Gauge

                                                : - 1 buah Timing Light

                                                : - 1 set Engine Tuner (Seri EA-800)

3.      Alat Bantu                        : - 1 set Alat Tulis

: - 1 set Majun

4.      Bahan                    : - 1 buah Engine Stand Kijang 5 K

          V.      KESELAMATAN KERJA

1.      Berdoa sebelum melaksanakan kegiatan praktik.

2.      Menjaga kebersihan alat, bahan, tangan, dan lingkungan praktik.

3.      Hati-hati saat bekerja dengan obyek yang berhubungan dengan arus listrik dan saat menghidupkan mesin.

4.      Gunakan alat praktikum sesuai dengan fungsinya.

5.      Laksanakan praktikum sesuai dengan prosedur kerja.

6.      Tanyakan pada instruktur apabila mengalami permasalahan praktikum.

7.      Bersihkan alat dan bahan praktik, kemudian kembalikan alat dan bahan praktik ke tempat semula.

8.      Bersihkan area praktik setelah selesai melakukan kegiatan praktik.

       VI.      DASAR TEORI

Perbandingan Rangkaian Pengapian

Perbedaan utama antara pengapian elektronik dengan yang menggunakan kontak poin adalah pada bagian rangkaian primer. Kontak poin digantikan oleh pembangkit sinyal elektronik dan sebuah unit pengendali pengapian elektronik. Pembangkit sinyal digunakan untuk memberikan impuls listrik untuk memberikan sinyal saat pengapian pada unti pengendali pengapian elektronik. Unit pengendali akan mensaklarkan rangkaian primer pengapian sebagai sinyal oleh pembangkit sinyal.

Gambar 01. Perbandingan Rangkaian

 Keuntungan sistem pengapian elektronik

-      Tidak menggunakan kontak poin.

-      Tidak memerlukan perawatan kontak poin.

-      Sudut Dwell ditetapkan oleh unit pengapian.

-      Saat pengapian lebih tepat.

-      Percikan bunga api lebih besar dan lebih lama sangat berguna untuk mengendalikan emisi gas buang.

Sistem pengapian  elektronik memanfaatkan transistor untuk memutus dan mengalirkan arus primer koil. Jika pada sistem pengapian konvensional pemutusan arus primer koil dilakukan secara mekanis dengan membuka dan menutup kontak pemutus, maka pada sistem pengapian elektronik pemutusan arus primer koil dilakukan secara elektronis melalui suatu power transistor yang difungsikan sebagai saklar (switching transistor).

Gambar 02. Rangkaian Sistem Pengapian Elektronik

Pada sistem pengapian transistor signal generator dipasang di dalam distributor untuk menggantikan breaker point (platina) dan cam. Signal generator membangkitkan tegangan untuk mengaktifkan transistor pada igniter untuk memutus arus primer pada ignition coil.

  

Signal Generator

Signal generator berfungsi untuk menghidupkan power transistor di dalam igniter untuk memutuskan arus primer ignition coil pada saat pengapian yang tepat.

Pembangkit pulsa sistem pengapian elektronik

Ada beberapa cara untuk menghasilkan pulsa sinyal pada distributor.

a)    Pembangkit pulsa.

b)   Pembangkit efek Hall.

c)    Sensor optik.

Dalam laporan ini akan dibahas pemnangkit pulsa sistem pengapian elektronik dengan sensor penghimpun magnet (magnetic pick-up sensor).

Sensor Penghimpun Magnet (Pembangkit Pulsa)

Konstruksi

Signal generator terdiri dari magnet permanen yang memberi magnet kepada pick up coil, pick up coil kemudian membangkitkan arus bolak-balik (AC) dan signal rotor yang menginduksi tegangan AC di dalam pick up coil sesuai dengan saat pengapian. Signal rotor mempunyai gigi-gigi sebanyak jumlah silinder.

Gambar 03. Konstruksi Pembangkit Pulsa

Cara kerja

Ketika benda logam mengganggu keseimbangan medan magnet, tegangan listrik terbentuk pada lilitan kawat. Tegangan ini dibangkitkan pada lilitan kawat. Sinyal tegangan ini diperkuat oleh mikrokomputer.

Gambar 04.  Konstruksi Sensor Posisi Poros Engkol

Sensor posisi poros engkol (CP, Crankshaft position) adalah salah satu contoh dari penghimpun magnet. Sensor CP mempunyai perangkat penghimpun magnet.  Sensor CP biasanya di tempatkan pada blok engine. Cincin pulsa poros engkol ditempatkan pada poros engkol. Tonjolan logam ditempatkan di bagian pinggiran cincin pulsa

Saat cincin pulsa berputar, tonjolan sejajar dengan ujung sensor posisi poros engkol. Tonjolan logam tersebut memotong medan magnet. Gangguan terhadap medan magnet membangkitkan tegangan sinyal tegangan pada lilitan kawat. Sinyal tegangan ini diperkuat oleh ECU. Penghimpun magnet yang digunakan pada sistem pengendali elektronik mencakup:

-      Sensor posisi poros engkol.

-      Sensor kecepatan kendaraan.

-      Penghimpun saat pengapian.

Tegangan yang dihasilkan pembangkit pulsa adalah arus bolak-balik (AC). Saat kecepatan meningkat, tegangan dan frekwensinya juga meningkat. CPU memantau frekwensi sinyal untuk menghitung kecepatanporos dan posisinya.

Gambar 05.  Bentuk Gelombang Pembangkit Pulsa

Perubahan terjadi dalam perencanaan pembangkit pulsa, tetapi semuanya menggunakan dasar kerja yang sama.

Gambar 06.  Perubahan Rancangan Pembangkit Pulsa

Prinsip Pembangkitan EMF

Garis gaya magnet (magnetic flux) dari magnet permanen mengalir dari signal rotor melalui pick up coil. Celah udara antara rotor dengan pick up coil yang berubah-ubah akan menyebabkan kepadatan garis gaya magnet pada pick up coil berubah. Perubahan kepadatan garis gaya (flux density) ini membangkitkan EMF (tegangan) dalam pick up coil.

Gambar 07. Diagram Pembangkitan EMF

Igniter

Igniter terdiri dari sebuah detektor yang mendeteksi EMF yang dibangkitkan oleh signal generator. Signal amplifier dan power transistor, yang melakukan pemutusan arus primer ignition coil pada saat yang tepat sesuai dengan signal yang diperkuat.

Pengaturan dwell angle untuk mengoreksi primary signal sesuai dengan bertambahnya putaran mesin disatukan di dalam igniter. Sirkuit pembatas arus (current limiting circuit) untuk mengatur arus primer maksimum.

Gambar 08. Rotor Position To Pick-Up Coil

  

    VII.      LANGKAH KERJA

1.      Memeriksa oli pelumas, air pendingin, kabel baterai dari kekendoran dan memastikan baterai dalam keadaan baik.

Gambar 09. Memeriksa Air Radiator

2.      Menghidupkan mesin hingga mencapai temperature kerja.\

 

Gambar 10. Menghidupkan Mesin

3.      Mengambil data yang meliputi: putaran mesin, tegangan baterai, tegangan primer koil, sudut dwell dan timing pengapian (saat vacuum dilepas dan kondisi terpasang).

 

Gambar 11. Pengambilan Data pada Engine Tuner

4.      Membandingkan data dengan spesifikasi engine yang ada. Jika tidak sesuai, lakukan perbaikan yang diperlukan. Melakukan kembali pengukuran pada langkah 3 hingga diperoleh data sesuai spesifikasi, lalu mematikan mesin.

5.      Melepas kabel negatif baterai, kemudian melepaskan platina dari breaker plate.

Gambar 12. Platina yang Telah Terlepas dari Breaker Plate

6.      Memasang pick up coil pada breaker plate dan reluctor pada poros distributor. Menyetel gap antara reluctor dan breaker plate ± 0,4 mm.

 

Gambar 13. Pick Up Coil dan Reluctor yang Telah Terpasang

 

Gambar 14. Menyetel Gap Antara Reluctor dan Breaker Plate

7.      Mengukur tahanan pick up coil dengan menggunakan multimeter.

8.      Memasang modul pengapian pada coil.

 

Gambar 15. Memasang Modul Pengapian pada Coil

9.      Memeriksa kembali rangkaian yang telah dipasang, kemudian menghidupkan mesin.

10.  Mengambil data seperti pada langkah nomor 3, meliputi: putaran mesin, tegangan baterai, tegangan pick up coil, sudut dwell dan timming pengapian (saat vacuum dilepas dan kondisi terpasang).

11.  Membandingkan data yang diperoleh dengan data sebelumnya seperti pada langkah nomor 3, kemudian mendiskusikan hasilnya dengan anggota kelompok.

12.  Setelah selesai, melepas semua komponen sistem pengapian elektronik dan pasang kembali sistem pengapian konvensional. Memastikan mesin dapat bekerja dengan baik.

Gambar 16. Melepas Komponen Sistem Pengapian Elektronik

13.  Setelah selesai kegiatan praktikum, mematikan mesin, membersih-kan alat dan bahan praktik.

14.  Mengembalikan alat dan bahan praktikum pada tempatnya dan membersihkan tempat praktikum.

 VIII.      ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

1.      Rangkaian Sistem Pengapian Elektronik

Gambar 17. Rangkaian Sistem Pengapian Elektronik

a.   Mesin mati

Gambar 18. Saat Mesin Mati

Pada saat kunci kontak ON maka arus mengalir dari battery Ü R1 Ü R2 Ü massa. Saat ini transistor mendapat tegangan sangat kecil sehingga tidak mampu meng “ON”kan transistor, yang menyebabkab kumparan primer tidak dialiri arus.

b.   Mesin hidup (tegangan positif dihasilkan pada pick up coil)

Gambar 19. Saat Mesin Hidup (Tegangan Positif)

Bila mesin dihidupkan, maka signal rotor pada distributor akan berputar, menghasilkan tegangan AC dalam pick up coil. Bila tegangan yang dihasilkan adalah positif, tegangan ini ditambahkan dengan tegangan dari battery, untuk menaikkan tegangan pada titik Q di atas tegangan kerja transistor, dan transistor ON. Akibatnya arus primer ignition coil mengalir ke transistor dari collector ke emitter.

c.    Mesin hidup (tegangan negatif dihasilkan pada pick up coil)

Gambar 20. Saat Mesin Hidup (Tegangan Negatif)

Bila tegangan yang dihasilkan dalam pick up coil adalah negatif, tegangan ini akan mengurangi tegangan battery pada titik P sehingga tegangan pada titik Q turun di bawah tegangan kerja transistor dan transistor OFF. Akibatnya arus primer terputus dan terjadi induksi tegangan tinggi pada kumparan sekunder  

2.      Pemeriksaan Kerja Sistem Pengapain Konvensional

Putaran Mesin	Tegangan Baterai	Tegangan Primer Coil	Sudut Dwell	Timming Pengapian
				Vacuum dilepas	Vacuum Terpasang
Putaran idle ±750 rpm	8,5 V	7 V	52 º	> 0 º setelah TMA	8 º sebelum TMA
Putaran menengah ± 2000 rpm	11 V	6 V	54 º	> 0 º setelah TMA	20 º sebelum TMA
Putaran Tinggi ± 3500 rpm	11,5 V	5 V	56 º	> 0 º setelah TMA	> 20º sebelum TMA

Keterangan : pada system pengapian konvensional, ketika rpm mesin tinggi maka timming pengapian diajukan secara mekanik oleh governor advance dan juga sentrifugal advance. Karena masih secara mekanik, maka besarnya pengajuan saat pengapian terlalu besar. Serta pada pengapian konvensional memerlukan tegangan primer koil yang besar pula, hal ini menyebabkan tegangan pada baterai menjadi berkurang.

3.      Pemeriksaan Kerja Sistem Pengapian Elektronik

Putaran Mesin	Tegangan Baterai	Tegangan Primer Coil	Sudut Dwell	Timming Pengapian
				Vacuum dilepas	Vacuum Terpasang
Putaran idle ±750 rpm	13 V	0,75 V	14 º	> 0 º setelah TMA	10 º sebelum TMA
Putaran menengah ± 2000 rpm	13, 5 V	1,6 V	22 º	> 0 º setelah TMA	15 º sebelum TMA
Putaran Tinggi ± 3500 rpm	15 V	1,8 V	30 º	> 0 º setelah TMA	20º sebelum TMA

Keterangan : pada pengapian elektronik, pada rpm mesin tinggi timming pengapian selain diajukan secara mekanik juga dikontrol secara elektronik oleh modul pengapian, akibatnya saat rpm mesin tinggi timming pengapian masih tepat. Pada pengapian elektronik juga hanya membutuhkan tegangan yang kecil di primer koil, akibatnya baterai tidak terlalu terbebani dan tegangan batterai tidak terlalu berkurang banyak.

Penjelasan : dari kedua tabel diatas terlihat perbedaaan mencolok salah satunya pada sudut dwell. Jika pada sistem pengapian konvensional sudut dwell berkisar 52-56 derajat sedangkan pada sistem pengapian elektronik sudut dwell berkisar 14-30 derajat. Hal ini disebabkan karena pada sistem pengapian konvensional membutuhkan waktu yang lama untuk mencapai arus besar dimana untuk menghasilkan medan magnet di inti koil, maka sudut dwellnya besar. Sedangkan pada sistem pengapian elektrik hanya membutuhkan waktu yang singkat untuk mencapai arus besar dimana untuk menghasilkan medan magnet di inti koil, maka sudut dwellnya kecil.

       IX.      PERTANYAAN DAN TUGAS

a.       Buatlah uraian secara singkat perbandingan antara system pengapian konvensional dan system pengapian elektronik!

b.      Jelaskan minimal 2 keuntungan dan kerugian system pengapian elektronik!

 Jawaban :

a.       System pengapian konvensional berbeda dengan system pengapian elektronik. Perbedaan utama antara system pengapian konvensional dan system pengapian elektronik adalah pada rangkaian primernya. Pada system pengapian konvensional menggunakan kontak point (platina) untuk memutus dan menghubungkan arus primer koil yang berfungsi sebagai sensor timming pengapian yang tepat. Sedangkan pada pengapian elektronik peran platina telah digantikan oleh pembangkit sinyal elektronik dan unit pengendali pengapian elektronik. Dalam system pengapian yang dipakai untuk praktik disebut pick up sensor dan modul pengapian. Pembangkit sinyal digunakan untuk memberikan sinyal saat pengapian pada modul pengendali pengapian elektronik. Modul pengapian akan mensaklarkan rangkaian primer pengapian sebagai sinyal oleh pembangkit sinyal.

b.      Keuntungan dan kerugian system pengapian elektronik.

Keuntungan :

·         Tidak menggunakan kontak point. Dalam system pengapian elektronik, fungsi platina digantikan oleh pick up sensor, hal ini tentu akan sangat menguntungkan karena bebas perawatan dan tidak memerlukan penyetelan celah platina karena hanya perlu menyetel celah antara reluctor dan breaker plate yaitu sebesar ± 0,4 mm.

·         Sudut dwell ditetapkan oleh unit pengapian. Jika pada pengapian konvensional sudut dwell diatur oleh celah platina, namun pada system pengapian elektronik tidak. Hal ini tentu akan menghilangkan efek platina mengambang saat mesin berputar pada rpm yang tinggi seingga sudut dwell selalu tepat.

·         Percikan bunga api lebih besar dan lebih lama. Hal ini sangat berguna untuk memberikan performance pada kendaraan agar optimal dan juga mengendalikan emisi gas buang karena campuran bahan bakar dan udara terbakar dengan sempurna.

·         Kerja system pengapian elektronik lebih stabil karena tidak terjadi keausan komponen.

·         Timming pengapian lebih tepat karena timming dikontrol secara elektronik dan secara mekanik, bukan seperti pada pengapian konvensional yang hanya menggunakan control mekanik saja.

Kerugian :

·         Harga komponen yang relative lebih mahal jika dibandingkan dengan harga komponen pada system pengapian konvensional.

·         Pengaturan saat pengapian masih secara konvensional yaitu masih menggunakan sentrifugal advancer dan governor advancer.

          X.      KESIMPULAN

Berdasarkan analisis data hasil praktik dan pembahasan diperoleh kesimpulan, pada pemeriksaan sistem pengapian konvensional didapatkan hasil: semakin tinggi kecepatan putaran engine, maka tegangan baterai semakin tinggi, tegangan primer koil semakin rendah, dan sudut dwell relatif stabil (kenaikan kecil). Pada pemeriksaan sistem pengapian elektrik didapatkan hasil: semakin tinggi kecepatan putaran engine, maka tegangan baterai semakin tinggi, tegangan primer koil semakin tinggi, dan sudut dwell semakin tinggi pula. Keuntungan dari sistem pengapian elektronik adalah tidak menggunakan konatk point, sudut dwell ditentukan oleh unit pengapian, percikkan bunga api lebih besar dan lebih lama, kerja sistem pengapian lebih stabil, dan timming pengapian lebih tepat.

       XI.      SARAN

Kepada mahasiswa disarankan untuk selalu memperhatikan posisi kunci kontak pada praktik ini karena jika tidak diperhatikan maka akan terjadi kecelakaan kerja yaitu tersetrum ketika memegang kabel tegangan tinggi coil ketika kunci kontak masih dalam kondisi “ON”.

C.    BAGIAN AKHIR LAPORAN

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.https://qtussama.wordpress.com/materi-kelas-xi-kendaraan-ringan/sistem-pengapian/. Dalam artikel yang berjudul “Sistem Pengapian” yang diakses pada hari Rabu, 18 Februari 2015 pukul 22.32 WIB.