Sistem Pengapian

Prosedur Cara Kerja Sistem Pengapian

Sistem Pengapian

Tujuan penggunaan system pengapian pada kendaraan adalah:

-

Menyediakan percikan bunga api bertegangan tinggi pada busi untuk membakar campuranudara/bahan bakar di dalam ruang bakar engine.

-

Mengatur saat pengapian untuk mendapatkan unjuk kerja terbaik dari engine pada seluruhkondisi kerja engine.

Gambar 1. Sistem Pengapian dengan Coil Pengapian Konvensional 

Tegangan batere kendaraan biasanya 12 atau 24 volt, nilai yang terlalu rendah untuk dapat menghasilkanpercikan bunga api pada celah busi di dalam silinder yang bertekanan.Sistem pengapian menghasilkan tegangan sekunder yang tinggi yang dapat mencapai 40.000 volt.Batere atau alternator menyediakan sumber listrik yang diperlukan oleh rangkaian primer system pengapianuntuk menghasilkan medan magnet di sekeliling lilitan primer coil pengapian.Kontak poin distributor atau perangkat sakelar elektronik lainnya mengendalikan pembentukan dan kolapnyamedan magnet. Lilitan sekunder coil pengapian di bawah pengaruh medan magnet menghasilkan keluarantegangan sekunder yang tinggi. Coil pengapian bekerja seperti transformator step-up.Rotor, tutup distributor dan kabel tegangan tinggi mendistribusikan tegangan sekunder pada busi yang sesuaikebutuhan.

Ionisasi 

Tegangan pembakaran menyebabkan celah percikan antara kedua elektroda busi menjadi penghantar listrik(yaitu “ionisasi) dan dengan demikian memungkinkan percikan bunga api melompat disepanjang celah.Percikan bunga api listrik mempunyai energi panas yang cukup untuk membakar campuran udara/bahanbakar yang kemudian akan terbakar secara menyeluruh dengan sendirinya.

Hal-hal yang Menentukan Diperlukannya Tegangan Tinggi 

Tegangan pada lilitan sekunder meningkat sampai tegangan pada busi cukup kuat untuk meloncat (ionisasi)pada celah yang ada sehingga percikan bunga api terjadi pada celah busi, dan sebagian tenaga sekunder inimuncul dalam bentuk busur api yang akan membakar campuran udara/bahan bakar.Tegangan yang diperlukan untuk menimbulkan percikan bunga api pada busi tergantung pada banyak halseperti:a.Tekanan kompresi engineb.Putaran enginec.Perbandingan campuran bahan bakar.d.Temperatur busi.e.Celah busi.

Cara Kerja Sistem Pengapian 50-011-11/8

 

RI - Bahan Pelatihan NasionalOtomotif Perbaikan Kendaraan Ringan

Electrical 

Catatan:

Ionisasi – Tegangan yang sangat tinggi akan menyebabkan elektron pada suatu substansi bertahanantinggi bergerak bebas. Substansi ini yang kemudian disebut ‘konduktif’Tegangan yang sebenarnya yang dihasilkan system sekunder ditentukan oleh kebutuhan busi.Busi yang telah dipakai bisa jadi memerlukan sebanyak 5.000 volt dan lebih tinggi lagi pada busi yang baru,berkaitan dengan penambahan celah busi dan perubahan bentuk elektroda tengah yang terjadi akibatpemakaian.Penyetelan kembali celah busi akan menurunkan kebutuhan tegangan kira-kira sama dengan busi baru,selama busi tidak mengalami kerusakan.Kebutuhan tegangan maksimum terjadi pada saat melakukan percepatan dari putaran rendah sampai 20.000volt.Tegangan lebih rendah diperlukan saat kecepatan konstan (kecepatan jelajah)Misalnya 60 Km perjam12.000 volt100 Km per jam18.000 voltLebih banyak tenaga diperlukan maka tegangan akan naik pada batas yang diperlukan untuk melakukanionisasi pada celah busi.Tegangan pada putaran langsam adalah rendah – 5.000 – 8.000 volt.Kondisi engine ‘tidak ada pembakaran’ pertama terjadi pada putaran rendah, kondisi percepatan yang berat.Tegangan yang dibutuhkan akan melebihi tegangan maksimum yang diijinkan.Tegangan yang diperlukan 50.000 volt, yang tersedia 40.000 volt, maka tidak akan terjadi pembakaran.

Lamanya Percikan

Lamanya percikan pembakaran, atau panjangnya waktu loncatan bunga api listrik, menjadi sangat pentingyang hubungannya dengan pengendalian gas buang.Campuran kurus perlu untuk mendapatkan tingkat emisi gas buang yang rendah. Bagaimanapun jugadengan campuran kurus, jika lamanya waktu pembakaran tidak cukup, campuran tidak akan terbakar denganbaik. Lamanya waktu pembakaran harus berada antara 0,8 – 2 millidetik dengan arus antara 100 – 150milliamper untuk mendapatkan pembakaran yang baik.Banyak osiliskop produksi terakhir mempunyai sekala millidetik sehingga memungkinkan melakukanpengukuran tersebut

.

Gambar 2. Osiloskop Pola bentuk gelombang Sekunder tunggal 

Energi – Energi Pembakaran dan Putaran Engine

Hasil penelitian menunjukkan pembakaran campuran udara/bahan bakar dan demikian juga dengan unjukkerja engine dapat dipengaruhi oleh jenis busi, saat pembakaran dan energi pembakaran.

Catatan:

Diperlukan kira-kira 0,2 millijoule (mJ) pada setiap pembakaran untuk membakar campuran udara/bahanbakar dengan percikan bunga api. Campuran kurus dan gemuk memerlukan lebih dari 3 mJ.

Cara Kerja Sistem Pengapian 50-011-12/8

 

RI - Bahan Pelatihan NasionalOtomotif Perbaikan Kendaraan Ringan

Electrical 

Energi yang terdapat pada percikan bunga api tergantung pada energi yang tersimpan pada coil primer selama masa dwell (kontak poin dalam keadaan menutup), dan pada coil, semakin tinggi arus primer semakin tinggi pula tenaga keluarannya. Mungkin terjadi percikan dengan energi rendah dan hal ini tidakakan menghasilkan pembakaran.Jika energi pembakaran yang tersedia tidak mencukupi, pembakaran tidak terjadi; campuran tidak dapatdibakar dan akan terjadi kegagalan pembakaran. Inilah sebabnya mengapa energi pembakaran yang cukupharus disediakan untuk menjamin bahwa, bahkan dalam kondisi eksternal yang paling buruk, campuranudara/bahan bakar selalu terbakar. Hal ini mencukupi untuk membakar sedikit uap gas yang mudah terbakar dan kemudian gas yang telah terbakar ini akan membakar seluruh campuran di dalam silinder, dengandemikian menghasilkan pembakaran bahan bakar.Sistem pengapian modern sementara menghasilkan tegangan yang lebih tinggi, adalah lebih pentingmenghasilkan percikan bunga api dengan lebih banyak energi dalam bentuk yang lebih sederhana (nyalayang lebih besar).Kebutuhan untuk menghasilkan energi yang besar maka arus pada lilitan primer adalah 7 – 8 amper. (SistemPengapian Energi Tinggi)

Saat Pengapian

Tegangan sekunder harus diteruskan pada seluruh kondisi kerja engine sehinga engine dapat menghasilkantenaga maksimum.Untuk mendapatkan tenaga engine maksimum, pembakaran harus dilakukan sebelum piston mencapai titikmati atas (TMA) pada saat langkah kompresi. Campuran bahan bakar akan disulut, mulai terbakar dan akanmencapai tekanan pembakaran maksimum setelah piston melampaui TMA. Piston kemudian akan ditekanke bagian bawah silinder dengan tenaga penuh hasil pembakaran.

Pembakaran Normal

Gambar 3. Percikan bunga api terjadi 

Pada saat piston bergerak ke atas pada langkah kompresi, percikan bunga api terjadi pada saat yang tepatuntuk membakar campuran dan meneruskan proses pembakaran.

Gambar 4. Pembakaran dimulai 

Piston masih bergerak ke atas, campuran sedang terbakar dengan ‘nyala depan’ dengan stabil merambat keseluruh ruang bakar.

Cara Kerja Sistem Pengapian 50-011-13/8