oleh : agung pratama lpustaka.unp.ac.id/file/abstrak_kki/abstrak_ta/9_agung pratama l… · 2. drs....

i

SISTEM PENGISIAN MESIN DIESEL KAMA 5K

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan

Program Studi Teknik Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang

Oleh :

AGUNG PRATAMA L.S

03358/2008

PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMOTIF

JURUSAN TEKNIK OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2012

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr.wb

Alhamdulillahirobbil’alamin. Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah

SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga akhirnya

penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan judul “Sistem

Pengisian Pada Engine Diesel KAMA 5 K “. Yang merupakan salah satu syarat

untuk dapat menyelesaikan Program Studi Diplomat III (D-3) pada Fakultas

Teknik, Jurusan Teknik Otomotif Universitas Negeri Padang.

Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa tanpa

bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, penulis belumlah tentu dapat

menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Untuk itu ucapan terima kasih yang

sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada bapak Drs. H. Raudi Syukur, M.Pd

selaku pembimbing yang telah mengarahkan dan memberikan masukan baik

moril dan kepada penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir.

Rasa hormat dan terima kasih yang tulus juga penulis sampaikan kepada:

1. Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.

2. Drs. Martias M.Pd selaku Ketua Jurusan Teknik Otomotif Fakultas Teknik

Universitas Negeri Padang

3. Drs.Andrizal, M.Pd selaku Ketua Program Studi Diploma III (D-3) Teknik

Universitas Negeri Padang

4. Irma Yulia Basri, S.Pd, M.Eng selaku Sekretaris Jurusan Teknik Otomotif

Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang

5. Bapak Drs. Andrizal, M.Pd Selaku pembimbing dalam penyelesaian Tugas

Akhir

6. Bapak Drs. Andrizal, M.Pd Selaku Penasehat Akademik Jurusan Teknik

Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.

7. Karyawan dan karyawati Jurusan Teknik Otomotif Fakultas Teknik

Universitas Negeri Padang yang telah membagi ilmu pengetahuan dan

pengalaman yang berharga.

ix

8. Teman-teman “Otomotif Angkatan 2008 dan 2009”, yang banyak

memberikan semangat dan bantuan untuk penyusunan dalam mengikuti

studi di jurusan Teknik Otomotif Universitas Negeri Padang.

9. Seterusnya kepada semua pihak yang telah membantu demi kelancaran

Tugas Akhir dan Penulisan Laporan ini.

Rasa cinta dan bangga juga penulis haturkan buat kedua orang tua dan

adik-adik tersayang. Semoga segala cinta dan dukungan yang tulus dari mereka

mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT. Amin Yaa Robbal’alamin.

Penulis sangat menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih jauh dari

kesempurnaan, sehingga penulis sangat mengharapkan saran serta kritik yang

bersifat membangun guna demi kesempurnaan laporan tugas akhir ini.

Akhirnya penulis berharap agar laporan ini dapat memberikan sumbangan,

pemikiran dan informasi yang bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa serta para

pembaca pada umumnya

Padang, Jul 2012

Penulis

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................ iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... v

KATA PENGANTAR .................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... x

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ...................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah .............................................................. 2

C. Pembatasan Masalah ............................................................. 3

D. Perumusan Masalah ............................................................... 3

E. Tujuan .................................................................................... 3

F. Manfaat .................................................................................. 3

BAB II. LANDASAN TEORI

A. Prinsip Kerja SistemPengisian

1. Induksi Elektromagnetik ................................................... 5

2. Prinsip Generator Arus Bolak-Balik ................................. 8

3. Arah Gaya Gerak Listrik .................................................. 13

4. Prinsip Generator .............................................................. 14

5. Generator Arus Bolak-Balik ............................................. 15

B. Komponen Dan Fungsi Sistem Pengisian

1. Fungsi Sistem Pengisian ................................................... 16

2. Komponen Sistem Pengisian ............................................ 16

3. Sistem Pengisian IC Regulator ......................................... 22

xi

C. Prinsip Alternator

1. Magnet Berputar Di Dalam Kumparan ............................. 24

2. Kumparan Menghasikan Elektromagnet Magnet Berputar Di

Dalam Kumparan .............................................................. 26

3. Arus Bolak-Balik Tiga Phase ........................................... 27

4. Penyearahan ...................................................................... 29

D. Alternator Dengan Neutural-Point Diode

1. Tegangan Neutral Point .................................................... 31

2. Sirkuit DanKonstruksi ...................................................... 32

3. Cara Kerja ......................................................................... 33

4. Alternator Dengan 3-Dioda Exciting .............................. 34

5. Pengatur Tengangan ......................................................... 35

BAB III. PERENCANAAN SISTEM PENGISIAN

A. Perencanaan Sistem Pengisian Pada Engine Stand Diesel Kama 5K

1. Perencanaan Stand ............................................................ 39

2. Skema Rangkaian Sistem Pengisian ................................. 39

3. Alat Dan Bahan ................................................................. 41

4. Keselamatan Kerja ............................................................ 42

B. Proses Pengerjaan ................................................................... 43

C. Anggaran Dana ....................................................................... 46

BAB IV. PENUTUP

A. Kesimpulan ............................................................................. 48

B. Saran ....................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Anggaran dana .............................................................................. 46

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Induksi Elektromagnet .............................................................. 5

Gambar 2.2 Prinsip Kerja Generator Arus Bolak balik ................................ 8

Gambar 2.3 Kumparan Penghasil Elektromagnet ......................................... 9

Gambar 2.4 Pembangkit dan Grafik Arus AC Satu Phase ............................ 10

Gambar 2.5 Pembangkit dan Grafik Arus Bolak Balik Tiga Phase .............. 11

Gambar 2.6 Penyambungan Type Delta ....................................................... 12

Gambar 2.7 Penyambungan Type Bintang (Y) ............................................. 13

Gambar 2.8 Sirkuit Penyearah ..................................................................... 13

Gambar 2.9 Hukum tangan kanan ................................................................ 13

Gambar 2.10 Prinsip Generator..................................................................... 14

Gambar 2.11 Prinsip Kerja Generator Arus Bolak balik .............................. 15

Gambar 2.12 Konstruksi Puli ........................................................................ 17

Gambar 2.13 Konstruksi Rotor Coil ............................................................. 18

Gambar 2.14 Konstruksi Stator Coil ............................................................. 18

Gambar 2.15 Konstruksi Silicon Diode ........................................................ 19

Gambar 2.16 Konstruksi Frame .................................................................... 20

Gambar 2.17 Konstruksi Regulator............................................................... 21

Gambar 2.18 Kontruksi Regulator ................................................................ 23

Gambar 2.19 Prinsip Alternator .................................................................... 24

Gambar 2.20 Prinsip Kerja ............................................................................ 25

Gambar 2.21 Prinsip Kerja ............................................................................ 25

Gambar 2.22 Elektromagnet ........................................................................ 26

Gambar 2.23 Arus Bolak-Balik Tiga Phase .................................................. 27

Gambar 2.24 perubahan 3600 ....................................................................... 28

Gambar 2.25 Arus Bolak-Balik Tiga Phase .................................................. 29

Gambar 2.26 Arus Bolak-Balik Tiga Phase ................................................ 29

Gambar 2.27 arus searah ............................................................................... 30

Gambar 2.28 Grafik Penyearahan ................................................................. 30

xiv

Gambar 2.29 Arus Kumparan ...................................................................... 30

Gambar 2.30 Arus Kumparan ...................................................................... 31

Gambar 2.31 Voltage Wave Appearing At Neutral Point Under Load ........ 32

Gambar 2.32 Arus Performance Characteristics .......................................... 32

Gambar 2.33 Circuitry Of Alternator With Neutral Point

Diodes (Eximple) .................................................................. 33

Gambar 2.34 Sirkuit Dan Konstruksi ........................................................... 33

Gambar 2.35 Voltage Above 14 V ............................................................... 34

Gambar 2.36 Voltage Above 0 V ................................................................. 34

Gambar 2.37 Pengatur Tegangan ................................................................. 35

Gambar 2.38 Regulator Coil ........................................................................ 37

Gambar 2.39 Regulator Coil (Arus Mengalir Ke P2) ................................... 37

Gambar 3.1 Perencanaan Sistem Pengisian .................................................. 39

Gambar 3.2 Rangkain Sistem Pengisian IC Regulator................................... 39

Gambar 3.3 Dudukan Dinamo Cas ............................................................... 43

Gambar 3.4 Dudukan pully Temeng Bell ..................................................... 44

Gambar 3.5 Dudukan Batang Sirip ............................................................... 45

Gambar 3.6 Dudukan GearPenggerak........................................................... 45

Gambar 3.7 Dudukan Gear Penghubung ...................................................... 46

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi membawa

perkembangan pada semua sektor. Salah satu sektor yang berkembang pesat

saat ini yaitu teknologi otomotif. Sehingga menghasilkan kendaraan dengan

kualitas dan performance yang lebih baik, mudah pengoperasiannya, hemat

bahan bakar dan ramah lingkungan.

Kemajuan teknologi tersebut harus juga diikuti oleh ketersediaan

sumber daya manusia yang memiliki kesanggupan dalam menciptkan suatu

sistem yang baru,disini kami akan merencakan suatu terobosan yang baru

yaitu Pembuatan Sistem Starter Pada Mesin Kama 5 K,yang mana fungsinya

yaitu agar memudahkan pengguna mesin 5K untuk menghidupkan mesin

tersebut.

Salah satu lembaga yang mengemban tugas dalam pengadaan sumber

daya manusia di bidang otomotif adalah Jurusan Teknik Otomotif Fakultas

Teknik Universitas Negeri Padang (UNP), disini mahasiswa dididik dan

dilatih untuk dapat menguasai teknologi otomotif yang terus berkembang.

Mahasiswa diberi kesempatan yang seluas-luasnya dalam belajar, baik dalam

lingkungan kampus maupun di dunia industri agar mahasiswa dapat

menguasai teknologi otomotif dengan sebaik-baiknya.

2

Walaupun berbagai usaha telah dilakukan oleh lembaga untuk

kemajuan pendidikan, namun masih saja ditemui kesulitan dalam menguasai

teknologi otomotif yang tergolong baru tersebut, tanpa didukung oleh sarana

dan prasarana yang memadai. Biasanya penguasaan materi pelajaran akan

lebih mudah jika mahasiswa dapat melihat dan melakukan kegiatan tersebut

secara langsung pada objek yang sesungguhnya.

Disini penulis sebagai salah satu elemen mahasiswa yang turut

berpartisipasi dalam proses Pendidikan Otomotif di Jurusan Teknik Otomotif

Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang, berusaha mengembangkan ilmu

yang di dapat pada bangku perkuliahan dan di luar perkuliahan dengan

mencoba melakukan Pembuatan Sistem Stater Pada Mesin Kama 5 K.

Tugas Akhir merupakan syarat untuk program studi Diploma III, dan

penulis telah menabung mata kuliah untuk menyelesaikan program Diploma

III Jurusan Teknik Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang,

karena itu penulis mengajukan rencana pembuatan tugas akhir yang terdiri

dari empat (4) orang. Dalam pembuatan tugas akhir ini penulis mengambil

judul “Pembuatan sistem pengisian Pada Mesin Kama 5 K ”.

B. Identifikasi Masalah

1. Perkembangan teknologi di dunia otomotif yang harus diikuti oleh

persiapan dari dunia pendidikan yang menghasilkan tenaga kerja yang

mempunyai keahlian dibidangnya.

2. Masih kurangnya sarana pratikum di workshop Jurusan Otomotif Fakultas

Teknik Universitas Negeri Padang khususnya tentang Mesin Diesel.

3

C. Pembatasan Masalah

Mengingat keterbatasan waktu, biaya, dan pengetahuan serta

pengalaman penulis, batasan masalah tugas akhir ini pada “Pembuatan Sistem

pengisian pada Mesin Diesel Kama 5 K’.

D. Perumusan Masalah

1. Bagaimana cara pengoperasian sistem pengisian pada mesin KAMA 5 K ?

2. Bagaimana cara kerja sistem pengisian pada Mesin KAMA 5 K?

3. Bagaimana cara mengidentifikasi kemungkinan kerusakan pada sistem

pengisian pada Mesin Kama 5 K ?

E. Tujuan Penulisan

1. Mendiskripsikan cara kerja sistem pengisian pada Mesin KAMA 5 K ?

2. Mendiskripsikan cara aplikasi sistem pengisian pada mesin KAMA 5 K ?

3. Mendiskripsikan cara kerja mengidentifikasi kemungkinan kerusakan dan

perbaikan sistem pengisian pada Mesin Kama 5 K ?

F. Manfaat Penulisan

Manfaat tugas akhir ini adalah:

1. Untuk menambah sarana pembelajaran di Workshop Jurusan Teknik

Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang, yang nantinya

sangat bermanfaat untuk menunjang mahasiswa dalam menguasai

teknologi diesel.

2. Sebagai wacana dan bahan bacaan bagi teknisi dan pengguna Mesin Diesel

KAMA 5 K.

4

3. Untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Program Diploma III

Jurusan Teknik Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.

5

BAB II

PENDAHULUAN

A. PRINSIP KERJA SISTEM PENGISIAN

1. Induksi elektromagnetik

Bila garis gaya magnet dipotong atau dilewati arus listrik yang

bergerak di antara medan magnet, akan timbul gaya gerak listrik pada

penghantar dan arus akan mengalir apabila penghantar tersebut bagian dari

sirkuit lengkap.

Gambar 2.1 Induksi Elektromagnet

(PT. Toyota Astra Motor Fundamentals Of Electricity Step 2)

Seperti ditunjukan pada gambar 1, jarum Galvanometer (Ammeter

yang dapat mengukur arus yang sangat kecil) akan bergerak karena gaya

gerak listrik yang dihasilkan pada saat penghantar digerakkan maju

mundur di antara kutub utara dan kutub selatan magnet, maka gaya gerak

listrik mengalir dari kanan ke kiri. dari akses ini dapat disimpulkan bahwa.

6

1. Jarum galvanometer akan bergerak bila penghantar atau magnet

digerakan

2. Arah gerakan jarum akan bervariasi mengikuti arah gerakan

penghantar atau magnet

3. Besarnya gerakan jarum akan semakin besar sebanding dengan

kecepatan gerakan

4. Jarum tidak akan bergerak bila gerakan dihentikan

Bila dengan beberapa cara penghantar dilewatkan melalui garis

gaya magnet maka dalam penghantar akan terbangkit gaya gerak listrik

fhenomena ini disebut dengan induksi electromagnet generator

menghasilkan gaya gerak listrik dengan cara induksi electromagnet dan

mengubahnya menjadi tegangan listrik (tegangan dan arus). Gaya megnet

tersebut adalah hukum faraday.

Hukum Faraday berbunyi :

“Bila sebuah konduktor digerakkan di dalam medan magnet, maka

akan timbul arus induksi pada konduktor tersebut”

a. Arah Gaya Gerak Listrik

Arah gaya gerak listrik yang dibangkitkan didalam penghantar

diantara medan magnet bervariasi mengikuti perubahan arah garis gaya

magnet dan gerakan penghantar. Apabila penghantar digerakkan,

diantara kutup magnet utara dan selatan, maka gaya gerak listrik akan

mengalir dari kanan kekiri. Arah garis gaya magnet dapat dipahami

7

dengan menggunakan hukum tangan kanan fleming (Fleming’s Right

Hand Rule).

b. Hukum Tangan Kanan Fleming

Apabila sebuah penghantar bergerak keluar memotong garis

gaya magnet, maka gaya gerak listrik akan mengalir dari kanan ke kiri.

Arah gaya gerak listrik dapat diketahui dengan menggunakan hukum

tangan kanan fleming dimana, jari telunjuk menunjukkan arah fluksi

magnet, ibu jari menunjukkan arah gerakan konduktor, dan jari tengah

menunjukkan arah arus induksi.

c. Besarnya Gaya Gerak Listrik

Bila perubahan medan magnet berlangsung dengan cepat maka

gaya gerak listrik yang dibangkitkan pada kumparan akan semakin

besar. Hubungan ini dapat dinyatakan dengan rumus

E = N x dθ E = Gaya gerak listrik yang dibangkitkan

dt N = Jumlah gulungan

dθ = Perubahan flux magnet

dt = Waktu

8

2. Prinsip Generator Arus Bolak–balik (AC)

Untuk menghasilkan arus searah, arus bolak-balik juga bisa diubah

menjadi arus searah dengan rectifier (dioda). Altenator mobil

menggunakan kumparan pembalut (stator coil), bertujuan untuk

mendinginkan altenator yang panas karena aliran arus dalam kumparan

yang dibangkitkan dengan volume tinggi secara terus menerus.

Prinsip kerja pembangkit arus bolak-balik (AC) dapat dilihat pada

gambar 2 yaitu gambar point (1) rotor mulai berputar dari 0º sampai 180º

pada porosnya dan menghasilkan tegangan yang positif (+). Gambar point

(2) menunjukkan saat stator tidak menghasilkan arus dan tegangan listrik

(lampu padam) dan gambar point (3) rotor bergerak terus pada putaran

180º sampai 360ºpada saat tegangan yang dihasilkan adalah negatif (-),

kemudian seterusnyaterjadi proses seperti yang pertama.

Gambar 2.2 Prinsip Kerja Generator Arus Bolak balik

(PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2)

Komponen kelistrikan pada mobil menggunakan tegangan 12 – 24

volt, listrik yang dibangkitkan pada saat magnet berputar besarnya

9

tergantung pada kecepatan magnet, melalui proses elektromagnet semakin

cepat kumparan membangkitkan GGL dan tegangannya berubah-ubah,

maka untuk menghindari tegangan yang berubah-ubah dan diharapkan

tegangan tetap di dalam kumparan,dilakukan dengan cara mengganti

magnet permanen dengan elektromagnet, yang garis gaya magnetnya

berubah-ubah sesuai dengan putaran altenator.

Elektromagnet mempunyai inti besi dengan kumparan yang

dililitkan di sekelilingnya, saat arus mengalir melalui kumparan, inti besi

tersebut menjadi magnet. Jadi pada saat altenator berputar pada kecepatan

rendah, maka arus naik. Sebaliknya jika altenator berputar pada kecepatan

tinggi arus menurun.

Gambar 2.3 Kumparan Penghasil Elektromagnet


Pada mobil sekarang ini umumnya menggunakan altenator dengan

arus bolak-balik tiga phase, pada saat magnet berputar didalam kumparan,

elektromagnet akan dibangkitkan pada ujung kumparan, dan listrik yang

terjadi adalah arus bolak-balik dan jumlah serta arahnya berubah secara

10

periodik, hubungan antara pembangkit arus dalam kumparan dan posisi

dari magnet dapat dilihat pada gambar. Jumlah terbesar dari arus yang

dibangkitkan ketika magnet N dan S sedang menutupi kumparan tetapi

arus mengalir dalam arah berlawanan setiap setengah dari putaran magnet.

Listrik yang dibentuk dalam sebuah gelombang dalam cara ini disebut

arus bolak-balik satu phase. Perubahan dari 360º dalam grafik

menunjukkan satu siklus dan banyaknya perubahan yang terjadi dalam

satu detik disebut frequency.

Gambar 2.4 Pembangkit dan Grafik Arus AC Satu Phase


Pada kedudukan nomor 1, rotor berada pada posisi tegak lurus

terhadap penghantar sehingga tidak ada perpotongan antara garis gaya

magnet dengan penghantar dan tidak terbangkit tegangan listrik. Rotor

terus berputar, garis-garis gaya magnet sudah berpotongan dengan

penghantar, sehingga pada posisi pada nomor 2 kedudukan rotar sudah

bergerak 90º dan garis gaya magnet yang paling kuat memotong

penghantar, hasilnya tegangan maksimum akan terbangkit. Perpindahan

11

dari posisi nomor 2 ke nomor 3, memperkecil garis gaya magnet yang

terpotong sehingga arus induksi melemah dan akhirnya sama sekali tidak

ada. Perpindahan posisi nomor 3 pada posisi nomor 4 sama dengan posisi

nomor 1 dan nomor 2, tetapi kutub magnet sudah berubah posisi sehingga

arus induksi yang dihasilkan arahnya terbalik.

Gambar 2.5 Pembangkit dan Grafik Arus Bolak Balik Tiga Phase


Perpindahan dari posisi nomor 4 ke posisi nomor 5, sama dengan

posisi nomor 2 pada posisi nomor 3, yaitu pembangkit lemah. Dengan

berputarnya rotor 360º, maka dihasilkan arus bolak-balik. Kurva tegangan

seperti tegangan yang terdapat pada gambar biasanya disebut gelombang

sinus. Untuk membangkitkan arus listrik dengan lebih efisien, altenator

mobil menggunakan tiga kumparan yang dirangkai seperti pada gambar

diatas. Masing-masing kumparan A, B, C berjarak 120, pada saat magnet

berputar diantara kumparan, maka arus listrik bolak-balik akan

dibangkitkan pada masing-masing kumparan.

12

Penyambungan kumparan tiga phase ada dua cara yaitu :

a. Penyambungan Delta ( delta connection)

Gambar 2.6 Penyambungan Type Delta


Dengan penyambungan delta, ketiga kumparan tersebut

dihubungkan (disambungkan) antara ujung dengan ujungnya seperti

gambar. Jika terjadi hal semacam ini jumlah listrik yang dihasilkan

lebih besar pada kecepatan tinggi, tetapi akan berkurang agak besar

pada putaran rendah. Oleh karena ini, tipe ini jarang dipakai karena

pada putaran rendah arus yang dihasilkan kurang rata.

b. Penyambungan Model Bintang (Y)

Dengan menggunakan model bintang atau Y, kumparan

dihubungkan bersama hanya satu kumparan-kumparan itu

disambungkan disebut terminal netral (N) dan tegangan pada tempat

ini adalah tegangan netral, tegangan netral ini dipakai untuk

mengontrol regulator. Oleh karena itu, tipe bintang menghasilkan arus

listrik yang cukup sama pada putaran rendah maka kumparan tipe ini

sering dipakai pada altenator.

13

Gambar 2.7 Penyambungan Type Bintang (Y)


Arus dari stator adalah arus bolak balik tiga fase seperti terlihat

seperti pada gambar, sebelum arus ke baterai arus akan melewati dioda

selain ke baterai arus juga akan mengalir ke massa namun arus tidak

dapat mengalir lagi stator karena dicegah oleh dioda.

3. Arah gaya gerak listrik

Gambar 2.9 Hukum tangan kanan


Arah gaya gerak listrik yang ditimbulkan di dalam penghantar di

antara magnet bermacam-macam, mengikuti arah gaya medan magnet dan

gerakan penghantar. Arah garis gaya magnet dapat dimengerti dengan

menggunakan hukum tangan kanan fleming (fleming right hand rule)

14

seperti terlihat pada gambar. Dengan ibu jari, telunjuk dan jari tengah

kanan dibuka dengan sudut yang tepat satu sama lain, telunjuk akan

menunjukkan garis gaya magnet, ibu jari akan menunjukkan arah gerakan

penghantar dan jari tengah menunjukkan arah gaya gerak listrik.

4. Prinsip Generator

Bila satu buah penghantar disambung dari ujung ke ujung, maka

akan timbul gaya gerak listrik yang dihasilkan bila sebuah penghantar

diputar dalam medan magnet, sebenarnya gaya yang dihasilkan sangat

kecil. (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals Of Electricity Step 2, 1994

:5). Bila penghantar terbentuk dalam dua kumparan, jumlah total gaya

gerak listrik yang dibangkitkan menjadi lebih besar. Demikian juga tenaga

listrik yang dihasilkan, generator membangkitkan tenaga listrik dengan

jalan memutar sebuah kumparan di dalam medan magnet. Ada dua macam

arus listrik, arus searah dan arus bolak-balik dan tergantung cara

menghasilkan listrik generator.

Gambar 2.10 Prinsip Generator


Bila penghantar terbentuk dalam dua kumparan, jumlah total gaya

gerak listrik yang dibangkitkan menjadi lebih besar. Demikian juga

15

besarnya tenaga listrik yang dihasilkan. Generator membangkitkan tenaga

listrik dengan jalan memutar sebuah kumparan di dalam medan magnet.

Ada dua macam arus listrik, arus searah dan arus bolak-balik dan

tergantung pada cara menghasilkan listrik generator.

5. Generator arus bolak-balik

Bila arus listrik yang dibangkitkan oleh kumparan diberikan

melalui slip ring dan brush sehingga kumparan dapat berputar, besarnya

arus yang mengalir ke lampu akan berubah pada saat yang sama, demikian

arah alirannya. (PT. Toyota Astra, 1994 : 4). Pada saat kumparan berputar,

arus yang dihasilkan pada setengah putaran pertama akan dikeluarkan dari

brush pada sisi A, mengalir melalui lampu dan kembali ke brush pada sisi

B. Pada setengah putarannya selanjutnya, arus akan diberikan dari B dan

kembali ke A. Lihat gambar 11.

Gambar 2.11 Prinsip Kerja Generator Arus Bolak balik


Generator arus bolak-balik memberikan arus yang dihasilkan oleh

kumparan dalam medan magnet. Altenator yang digunakan pada sistem

pengisian mobil menggunakan dioda untuk menyearahkan arus

16

(menyearahkan menjadi arus searah) sebelum dialirkan ke sistem

pengisian.

B. FUNGSI SISTEM PENGISIAN

1. Fungsi Sistem Pengisian

Sistem pengisian berfungsi untuk mengisi arus listrik ke battery dan

mensuplai arus listrik ke seluruh sistem kelistrikan setelah mesin hidup.

Sistem Pengisian ini terbagi 2 :

a. Generator yang berfungsi untuk menghasilkan arus searah (Direct

Current) digunakan awal tahun 60-an.

b. Alternator berfungsi untuk merubah energi mekanik yang didapatkan

dari mesin menjadi tenaga listrik. Energi mekanik mesin dihubungkan

oleh pully yang memutarkan rotor sehingga membangkitkan arus bolak-

balik pada stator yang diubah menjadi arus searah oleh dioda sebelum

digunakan olehkomponen komponen kendaraan yang membutuhkan

ataupun untuk mengisi baterai kendaraan.

2. Komponen Sistem Pengisian

Bagian utama dari sebuah Alternator terdiri dari sebuah rotor yang

membangkitkan elektromagnetik, stator yang membangkitkan arus listrik

dan dioda yang menyearahkan arus listrik. Sebagai tambahan terdapat pula

brush yang mengalirkan arus ke rotor coil untuk membentuk garis gaya

magnet, bearing untuk memperhalus putaran motor dan fan untuk

mendinginkan rotor, stator, dan dioda. Semua bagian tersebut dipegang

oleh front dan rear frame.

17

Konstruksi Alternator terdiri dari:

a. Puli (Pully)

Puli berfungsi untuk tali kipas.

Gambar 2.12 Konstruksi Puli


b. Kipas (Fan)

Fungsi kipas untuk mendinginkan diode dan kumparan-

kumparan pada Alternator.

c. Rotor coil

Rotor tersusun dari inti kutub magnet (pole core), Field coil

(rotor koil), slip ring dan rotor shaft. Field coil tersebut digulung

dengan cara penggulungan yang arahnya sama dengan putarannya, dan

masing-masing ujungnya dihubungkan pada slip ring, kedua inti kutub

dipasang pada kutub ujung kumparan sebagai penutup field coil. Garis

gaya magnet akan timbul pada saat arus mengalir, salah satu kutub

menjadi kutub N dan yang lain menjadi kutub S. Slip ring tersebut

dibuat dari logam baja putih (stainless stell) dengan permukaan yang

berhubungan dengan brush dan dikerjakan sangat halus. Slip ring

dipisahkan dari poros rotor (rotor shaft).

18

Gambar 2.13 Konstruksi Rotor Coil


d. Stator coil

Stator terdiri dari inti magnet dan kumparan, bagian depan dan

belakangdipasang frame sebagai pelindung. Gulungan terdiri dari

kawat tembaga yang dilapisi dengan lapisan tipis yang bersifat isolator.

Di bagian dalam terdapat slotslot yang terdiri dari tiga kumparan yang

terdiri dari tiga kumparan yang bebas.Inti magnet bertugas sebagai

saluran garis-garis gaya magnet. Gulungan kawat pada stator

berjumlah tiga pasang yang dipasangkan secara segi tiga atau

bintang,namun yang paling banyak dipakai adalah hubungan bintang,

arus listrik yang dihasilkan adalah arus bolak balik tiga phase.

Gambar 2.14 Konstruksi Stator Coil


19

e. Rectifier (silicon diode)

Pada diode holder terdapat tiga buah diode positif dan tiga buah

diode negative. Arus yang dibangkitkan oleh alternator dialirkan dari

diode holder pada posisi positif sehingga terisolasi dari end frame.

Selama proses penyearah, diode menjadi panas sehingga diode holder

bekerja meradiasikan panas ini dan mencegah diode menjadi terlalu

panas. Pada model yang lama bagian diode positif (+) mempunyai

rumah yang lebih besar dari bagian negative (-). Selainperbedaan

tersebut ada lagi perbedaannya yaitu strip merah pada diode positif dan

strip hitam pada diode negatif.

Gambar 2.15 Konstruksi Silicon Diode


f. Frame

Mempunyai dua fungsi yaitu sebagai pendukung rotor dan

sebagai pemegang dengan mesin, kedua frame mempunyai beberapa

saluran udara untuk meningkatkan kemampuan pendinginan.

20

Gambar 2.16 Konstruksi Frame


g. Konstruksi Regulator

Tegangan listrik yang dihasilkan dari alternator tidak selalu

konstan atau sama hasilnya. Karena hasil listrik dari alternator

tergantung dari kecepatan putaran motor, makin cepat putaran

motornya, makin besar pula listrik yang dihasilkan demikian pula

sebaliknya makin rendah putaran motor, maka makin rendah pula

listrik yang dihasilkan.

Rotor berfungsi sebagai magnet. Adapun magnet yang

dihasilkan adalah magnet listrik, maka dengan menambah atau

mengurangi arus listrik yang masuk ke rotor coil akan mempengaruhi

daya magnet tersebut sehingga hasil pada stator coil pun akan

terpengaruh. Jadi hasil alternator salah satunya sangat dipengaruhi oleh

adanya arus listrik yang masuk ke rotor coil.

21

Gambar 2.17 Konstruksi Regulator


Fungsi regulator adalah mengatur besar kecilnya arus yang

masuk ke dalam rotor, sehingga arus yang dihasilkan dari stator coil

akan tetap konstan atau sama menurut harga yang telah ditentukan

walaupun putaran mesin berubah - ubah. Selain daripada itu regulator

juga berfungsi untuk mematikan lampu tanda pengisian, lampu tanda

pengisian akan secara otomatis mati apabila alternator sudah

menghasilkan arus listrik. Regulator terdiri dari titik-titik kontak,

kumparan magnet (coil magnet) dan tahanan (resistor).

h. Aplikasi dalam Sistem Pengisian (charging system)

Sirkuit atau rangkaian dari system pengisian yang menggunakan

regulator dua titik kontak seperti yang ditunjukkan dalam gambar di

bawah ini. Kebutuhan tenaga yang menghasilkan medan magnet

(magnetic flux) pada rotor Altenator disuplai dari terminal F, arus ini

diatur dalam arti ditambah atau dikurangi oleh regulator sesuai dengan

tegangan terminal B dan dipakai untuk mensuplai kembali beban-

beban yang terjadi pada lampu besar (head light), wiper, radio dan

lain-lain dalam penambahan untuk kembali mengisi baterai.

22

Lampu pengisian akan menyala bila alternator tidak

mengirimkan jumlah arus listrik yang normal. Hal tersebut terjadi bila

tegangan dari terminal N alternator kurang dari jumlah yang

ditentukan. Seperti ditunjukan pada gambar di bawah ini, apabila

sekering terminal IG putus, arus listrik tidak akan mengalir ke rotor

dan akibatnya alternator tidak dapat membangkitkan arus listrik.

Walaupun sekering charge (CHG) putus alternator akan tetap

berfungsi. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan bantuan sirkuit

pengisian

3. Sistem Pengisian IC Regulator

IC Regulator mempunyai fungsi membatasi tegangan yang

dikeluarkan alternator dengan mengatur arus field yang mengalir pada

rotor coil. Perbedaan antara keduanya adalah pemutusan arus, sedangkan

pada regulator type poinpemutusan arus oleh relay. IC (Integrited Circuit)

adalah sirkuit yang dikecilkanyang terdiri dari bagian-bagian listrik dan

elektronik kecil (transistor, dioda, resistor, kapasitor, dan lain-lain).

Regulator tipe titik point (point type) maupun IC regulator

mempunyai fungsi yang sama yaitu untuk membatasi tegangan output

yang dihasilkan oleh altenator dengan cara mengatur arus field yang

mengalir pada rotor coil.

23

Gambar 2.18 IC Regulator (type point)

(Yunan, listrik otomotif)

IC regulator sangat kompak dan ringan serta mempunyai

kemampuan yang tinggi karena tidak mempunyai titik kontak mekanik. IC

regulator biasa terpasang langsung pada altenator, sehingga lebih efektif

bila dibandingkan tipe point

Keuntungan dari IC regulator dibandingkan dengan tipe titik kontak

(type point) adalah:

a. Rentang tegangan outputnya lebih sempit dan variasi tegangan

outputnya dalam waktu singkat.

b. Tahan terhadap getaran dan dapat digunakan dalam waktu lama karena

tidak banyak bagian-bagian yang bergerak (mekanik)

c. Tegangan outputnya rendah suhunya naik, pengisian baterai dapat

dilakukan dengan baik.

IC regulator mempunyai titik kelemahan jika dibandingkan dengan

regulator tipe point yaitu mudah terpengaruh oleh tegangan dan suhu yang

melebihi batas kemampuan IC regulator.

24

C. PRINSIP ALTERNATOR

1. Magnet Berputar di Dalam Kumparan

Gambar 2.19 Prinsip Alternator

(Sumber: New Step 2 Electrical Toyota)

Arus listrik dibangkitkan dalam kumparan pada saat kumparan

diputarkan dalam medan magnet. Jenis arus listrik yang dibangkitkan

adalah arus bolak-balik yang arah alirannya secara konstan berubah-ubah

dan untuk merubahnya menjadi arus searah, diperlukan sebuah komutator

dan brush (sikat-sikat). Ini adalah untuk menarik arus searah yang

dibangkitkan pada setiap stator coil. Armature dengan komutator dapat

diputarkan didalam kumparan. Akan tetapi, konstruksi armatur akan

menjadi rumit dan tidak dapat diputarkan pada kecepatan tinggi. Kerugian

yang lainnya adalah bahwa arus mengalir melalui kometator dan sikat

(brush), maka keausan akan cepat terjadi karena adanya lompatan api.

25

Gambar 2.20 Prinsip Kerja

(Sumber: New Step 2 Toyota)

Untuk mendapatkan arus searah dapat dilakukan dengan

menyearahkan arus bolak-balik yang dihasilkan oleh stator coil tepat

sebelum dijadikan output dengan menggunakan rectifier, atau dengan car

menggantikan putaran stator coil dengan memutarkan magent didalam

kumparan. Semakin besar volume listrik yang dibangkitkan di dalam

kumparan, maka kumparan semakin panas dikarenakan aliran arus. Oleh

karena itu pendinginan akan menjadi lebih baik kalau stator coil

ditempatkan diluar dengan rotor coil berputar didalamnya. Untuk tujuan

itulah maka alternator mobil menggunakan kumparan pembangkit (stator

coil) dengan magnet berputar (rotor coil) di dalamnya.

Gambar 2.21 Prinsip Kerja


26

2. Kumparan Menghasikan Elektromagnet

Biasanya, komponen-komponen kelistrikan mobil menggunakan

tegangan listrik 12 atau 24 volt dan alternator untuk sistem pengisian harus

menghasilakan tegangan tersebut.

Listrik dibangitkan pada saat magnet diputarkan di dalam

kumparan dan besarnya tergantung pada kecepatan putaran magnet. Jadi,

melalui proses induksi elektromagnet. Semakin cepat kumparan

memotong garis-garis gaya magnet semakin besar kumparan

membangkitkan gaya gerak listrik. Selanjutnya dapat kita lihat bahwa

tegangan berubah-ubah tergantung pada ketepatan putaran magnet.

Untuk memperoleh tegangan yang tetap, maka diperlukan putaran

magnet yang tetap, ini tidak mungkin dipertahankan karena mesin akan

berputar dengan kecepatan yang tidak tetap sesuai dengan kondisi

pengemudian.

Gambar 2.22 Elektromagnet


Untuk mengatasi kesulitan ini, sebagai pengganti magnet permanen

maka dipakai elektromagnet untuk mempertahankan tegangan supaya

27

tetap. Elektromagnet, garis gaya magnetnya berubah-ubah sesuai dengan

putaran alternator.

Elektromagnet mempunyai inti besi dengan kumparan dililitkan

disekelilingnya. Pada saat arus mengalir melalui kumparan, inti besi akan

menjadi magnet. Besarnya magnet yang dibangkitkan tergantung pada

besarnya arus yang mengalir melalui kumparan. Jadi pada saat alternator

berputar dengan kecepatan rendah, arusnya naik, sebaliknya jika alternator

berputar dengan kecepatan tinggi arusnya menurun. Arus yang mengalir

melalui elektromagnet diberikan oleh battery dan besarnya diatur oleh

voltage regulator. Karena dalam hal ini, maka alternator akan mengalirkan

tegangan yang tetap meskipun putaran mesin berubah-ubah.

3. Arus Bolak-Balik Tiga Phase

Pada saat magnet berputar di dalam kumparan akan timbul

tegangan diantara kedua ujung kumparan. Ini akan memberikan kenaikan

pada arus bolak-balik.

Gambar 2.23 Arus Bolak-Balik Tiga Phase

(Sumber: New Step 2 Electrical Toyotal)

Hubungan antara arus yang dibangkitkan dalam kumparan dengan

posisi magnet adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar. Arus tertinggi

28

akan bangkit pada saat kutub N dan S mencapai jarak yang terdekat

dengan kumparan. Bagaimanapun, setiap setengah putaran arus akan

mengalir dengan arah yang berlawanan. Arus yang membentuk gelombang

sinus dengan cara ini disebut “arus bolak-balik satu phase”. Perubahan

360 pada grafik berlaku untuk satu siklus dan banyaknya perubahan yang

terjadi pada setiap detik disebut dengan “frekuensi”.

Gambar 2.24 perubahan 3600


Untuk membangkitkan listrik dengan lebih efisien alternator mobil

menggunakan tiga kumparan yang dirangkai seperti terlihat pada gambar.

Masing-masing kumparan A, B dan C berjarak 120 . Pada saat magnet

berputar diantara mereka, akan bangkit arus bolak-balik pada masing-

masing kumparan. Gambar menunjukkan hubungan antara ketiga arus

bolak-balik pada masing-masing kumparan. Gambar menunjukkan

hubungan antara ketiga arus bolak-balik dengan magnet. Listrik yang

mempunyai tiga arus bolak-balik seperti ini disebut “arus bolak-balik tiga

phase”, alternator mobil membangkitkan arus bolak-balik tiga phase.

29





4. Penyearahan

Bagian-bagian kelistrikan mobil membutuhkan arus searah untuk

kerjanya dan battery memerlukan arus searah untuk pengisian. Alternator

menghasilkan arus bolak-balik tiga phase tetapi system pengisian tidak

dapat menggunakannya kecuali jika dirubah menjadi arus searah menjadi

arus bolak-balik menjadi arus searah disebut penyearahan.

Penyearahan dapat dilakukan dengan beberapa cara tetapi

alternator mobil menggunakan dioda yang sederhana dan efektif.Dioda

memungkinkan arus hanya mengalir pada satu arah. Seperti terlihat pada

gambar, jika dipergunakan enam buah dioda, arus bolak-balik tiga phase

tersebut dirubah menjadi arus searah dengan jalan penyearahan gelombang

30

penuh. Karena alternator mobil menggunakan dioda yang dipasang di

dalam, maka output listriknya arus searah.

Gambar 2.27 arus searah


Gambar 2.28 Grafik Penyearahan


Dapat kita lihat bahwa arus dari masing-masing kumparan

sampai ke dioda terus menerus berubah arah pada ketiga lead wire

sehingga arah arus dari diode tidak berubah tetapi membentuk sirkuit

dengan polaritas yang tidak berubah-ubah.

Gambar 2.29 Arus Kumparan


31

Gambar 2.30 Arus Kumparan


D. ALTERNATOR DENGAN NEUTRAL-POINT DIODE

1. Tegangan Neutral-Point

Alternator konvensional menggunakan enam buah diode untuk

menyearahkan arus AC tiga phase menjadi DC. Tegangan output yang

dibangkitkan pada titik neutral dipergunakan sebagai sumber listrik untuk

relay lampu charge. Diketahui bahwa tegangan netral point adalah

tegangan output DC. Selama arus output mengalir melalui alternator

tegangan pada neutral point sebagian besar DC tetapi juga mempunyai

bagian AC.

Bagian AC terinduksi pada masing-masing phase oleh aliran arus

output. Pada saat kecepatan putaran alternator melampaui 2000 rpm

sampai 3000 rpm, peak value dari bagian AC ini melebihi tegangan output

DC. Ini berarti bahwa dibandingkan dengan karakteristik dari alternator

tanpa neutral-point diode, outputnya naik secara bertahap 10 sampai

15 pada putaran tertentu sekitar 5000 rpm.

32

Gambar 2.31 Voltage Wave Appearing At Neutral Point Under Load


Gambar 2.32 Arus Performance Characteristics


2. Sirkuit Dan Konstruksi

Untuk menambah variasi potensial pada titik neutral ini ke output

DC yang dikeluarkan oleh alternator dengan neutral-point diode, dua diode

penyearah dipasang pada terminal output (B) dan massa (E) dan di

hubungkan ke neutral-point. Diode-diode ini dipasang pada rectifier

holder.

33

Gambar 2.33 Circuitry Of Alternator With Neutral Point Diodes (Eximple)


Gambar 2.34 Sirkuit Dan Konstruksi


3. Cara Kerja

Pada saat tegangan neutral-point menjadi lebih tinggi dari pada

tengangan DC output atau lebih rendah dari nol volt, arus mengalir melalui

neutral-point diode dan ini ditambahkan ke arus output. ( ini sesuai dengan

bagian yang di stabilo pada grafik ) “VOLTAGE WAVE APPEARING

AT NEUTRAL POINT UNDER LOAD” pada halaman terdahulu).

34

Gambar 2.35 Voltage Above 14 V


Gambar 2. 36 Voltage Above 0 V


4. Alternator Dengan 3-Dioda Exciting

Alternator ini dilengkapi dengan tiga field dioda untuk merangsang

field coil sebagai tambahan bagi enam dioda output biasa untuk

penyearahan. Pada alternator ini, bila kunci kontak ON akan mengalirkan

arus field melalui dioda pencegah arus balik dan initial exciting resistor

dari terminal IG.

Karena initial exciting resistor berada di dalam sirkuit, maka arus

fieldnya 0,5 A pada saat alternator berhenti dengan kunci kontak ON.

35

Oleh karena itu, pengeluaran dari baterai kecil. Pada saat alternator

mulai bekerja, sebagian arus yang dibangkitkan dialirkan langsung dari

tiga dioda field selama pembangkitan tenaga.

Penurunan pada arus field menjadi berkurang dikarenakan tahanan

external wiring dan sejenisnya dan oleh karena itu maka output dapat

bertambah. Ketiga dioda field, initial exciting resistor dan dioda untuk

mencegah arus balik dipasang pada rectifier holder.

5. Pengatur Tegangan

Tegangan arus yang dihasilkan oleh alternator bervariasi tergantung

pada kecepatan putaran alternator dan banyaknya beban (arus output)

alternator.

Gambar 2.37 Pengatur Tegangan


Putaran mesin yang terus berubah-ubah, demikian juga putaran

alternator, selanjutnya beban, (lampu-lampu, wiper, heater dan lain-lain)

selalu berubah-ubah mempengaruhi kondisi pengisian baterai. Oleh karena

itu, agar alternator dapat memberikan tegangan standard yang tetap perlu

dilakukan pengaturan tegangan dengan regulator dan untuk tujuan itu

36

maka sistem pengisian pada mobil menggunakan voltage regulator

(general regulator) bersama-sama dengan alternator.

Regulator mengalirkan arus ke elektromagnet (rotor coil) yang

menghasilkan garis gaya magnet yang diperlukan untuk ketiga kumparan

(stator coil) alternator untuk membangkitkan arus bolak-balik tiga phase

karena elektromagnet mempunyai inti besi yang dililit kumparan, inti besi

akan menjadi magnet pada saat dialiri arus. Banyaknya garis gaya magnet

sebanding dengan besarnya arus yang dialirkan pada kumparan

disekeliling inti besi. Dengan kata lain, generator menjamin alternator

dapat menghasilkan tegangan yang tetap dengan jalan mengalirkan arus

yang besar ke rotor coil (field coil) pada saat alternator berputar lambat

atau berbeban berat dan mengurangi arus pada alternator pada saat

berputar cepat atau berbeban ringan.

Regulator mengatur pengaliran arus ke rotor coil dengan menarik

dan membebaskan titik kontak sesuai dengan tegangan yang diberikan ke

regulator coil. Pada saat alternator berputar dengan RPM rendah dan

tegangan stator coil lebih renda dari tegangan baterai, titik kontak yang

bergerak akan berhubungan dengan P1 sehingga arus dari baterai akan

mengalir ke rotor coil melalui P1.

Dalam hal lain, jika alternator berputar dengan RPM tinggi,

tegangan pada stator coil naik melebihi teganagan baterai, tegangan ini

dialirkan ke regulator coil sehingga oleh kekuatan tarikan yang lebih besar

maka P1 akan terputus.

37

Gambar 2.38 Regulator Coil


Pada saat titik kontak bergerak menjauhi P1 arus yang ke rotor coil

melalui resistor R dan intensitasnya menurun. Jika arus mengalir ke rotor

coil berkurang, maka tegangan yang dibangkitkan pada stator coil

berkurang dan ini akan mengakibatkan gaya tarik pada kumparan menurun

sehingga lengan titik kontak akan akan kembali dan berhubungan dengan

P1. Hal ini akan menaikkan arus yang mengalir pada rotor coil dan

kemudian titik kontak akan terputus lagi dari P1.

Bila alternator berputar dengan kecepatan yang lebih tinggi,

tegangan yang dibangkitkan oleh stator coil akan naik memperkuat gaya

tarik pada regulator coil sehingga menghubungkan titik kontak

berhubungan dengan P2. Akibatnya, arus yang melalui resistor akan

mengalir ke P2 dan tidak ke rotor coil.

Gambar 2.39 Regulator Coil (Arus Mengalir Ke P2)


38

Pada saat tidak ada arus yang mengalir ke rotor coil, stator tidak

ada arus yang mengalir ke rotor coil, stator tidak dapat membangkitkan

gaya gerak listrik sehingga tegangan alternator turun dan hubungan titik

kontak P2 terputus. Sekali lagi tegangan alternator akan naik dan lengan

kontak akan tertarik.

Dengan kata lain, pada saat alternator berputar dengan kecepatan

rendah, lengan kontak akan menaikkan dan menurunkan arus yang

mengalir ke rotor coil dengan berhubungan dan memutuskan hubungan

dari P1. Pada saat alternator berputar dengan kecepatan tinggi, arus akan

dialirkan secara terputus-putus ke rotor coil tergantung apakah lengan

kontak berhubungan kontak berhubungan atau putus dengan P2.

39

BAB III

PEMBAHASAN

A. Perencanaan Sistem Pengisian Pada Engine Stand Diesel Kama 5K

1. Perencanaan Stand

Gambar 3.1 Perencanaan Sistem Pengisian Pada Engine Stand diesel Kama 5K

2. Skema Rangkaian Sistem Pengisian

Gambar 3.2 Rangkain Sistem Pengisian IC Regulator

(PT. Toyota Astra Motor Materi Pelajaran Engine Group Step 2)

http://3.bp.blogspot.com/-HtxovqqIULk/TbLGv6Mbb9I/AAAAAAAAALw/sEk6cvnzmpM/s1600/SAAT+KONTAK+ON+MESIN+MATI.JPG

40

Saat kunci kontak “ON” mesin belum berputar pada stator coil

belum ada teganggan induksi, sehingga terjadi aliran arus: dari battery ke

fuse ke S alternator terus ke S regulator ke BIC ke BAT alternator ke BIC

regulator dan ke BIC maka BIC meng “ON”kan transistor karena

mendeteksi tegangan battery kurang dari 14,7 volt. dari battery ke fuse

dan stater switch terus ke IG alternator ke dioda ke R IC regulator dan ke

tahanan terus ke L IC regulator ke rotor coil ke F IC regulator ke Tr “ON”

terus ke E (massa) maka kemagnetan pada rotor coil kecil sekali. arus dari

battery mengalir ke fuse ke stater swtich terus ke IG alternator ke dioda ke

R IC regulator terus ke tahanan L IC ke L alternator terus ke kumparan ke

charge relay terus ke ZD “OFF” maka kumparan charge relay tidak

menjadi magnet. Arus mengalir dari battery terus ke fuse ke stater switch

ke charge relay ke plat kontak CHG relay terus ke massa maka charge

light akan menyala.

Saat mesin hidup pada stator coil terjadi tegangan induksi, sehingga

terjadi aliran arus: Stator coil ke dioda terus ke BAT alternator terus ke S

alternator terus ke S IC regulator ke BIC terus ke BIC regulator maka BIC

meng”ON” kan transistor karena mendeteksi tegangan output kurang dari

14,7 volt. Dari stator coil ke field dioda terus ke rotor coil terus ke FIC

regulator ke TR “ON” teurs ke E IC regulator terus ke E alternator dan ke

massa maka rotor coil menjadi magnet. Arus dari stator coil ke field coil

ke L alternator terus ke kumparan charge relay terus ke ZD “ON” dan ke

41

massa maka kumparan charge relay menjadi magnet menarik plat kontak

ke atas sehingga charge light mati karena tidak ada benda potensial.

Saat mesin hidup pada stator coil terjadi tegangan induksi, sehingga

terjadi aliran arus: Arus dari stator menggalir dari dioda ke BAT alternator

terus ke S alternator terus ke S regulator ke BIC dan terus ke BIC regulator

maka BIC meng“OFF“kan transistor karena mendeteksi tegangan output

lebih dari 14,7 volt. Dari stator coil ke field coil ke rotor coil ke FIC

regulator ke Tr “OFF” maka rotor coil tidak menjadi magnet. Dari stator

coil ke field coil ke L alternator terus ke kumparan charge relay dan ke

ZD”ON” KE massa maka kumparan charge relay menjadi magnet menarik

plat kontak keatas sehingga charge light mati karena tidak ada beda

potensial.

3. Alat dan bahan

1. Alat

a) Gergaji dan peralatannya.

b) Las listrik dan peralatannya.

c) Mesin gerinda.

d) Mesin bor tangan dan perlengkapannya.

e) Ragum.

f) Palu.

g) Mistar.

h) Peralatan pengecatan.

i) Dan lain-lain.

42

2. Bahan

a) Dinamo Cas zebra espass.

b) Baterai yuasa.

c) Kunci kontak.

d) Soket/Terninal kabel.

e) kabel.

f) fly well.

g) Besi Plat.

h) Batang Strip.

i) Bering.

j) Temeng Bel.

k) Rantai sepeda motor.

l) Baut/reng/mor.

m) Elektroda las (kawat las)

n) Cat.

4. Keselamatan Kerja

Sebelum melakukan suatu pekerjaan maka seharusnya

memperhatikan beberapa kriteria keselamatan kerja agar alat, bahan dan

pekerjaan terhindar dari kecelakan kerja. keselamatan kerja itu mencakup

beberapa bagian yaitu:

1. Gunakan selalu pakaian praktek dengan baik dan benar.

2. Gunakan selalu sepatu kerja.

3. Bekerjalah diruang yang mempunyai sirkulasi udara yang lancar.

43

4. Bekerjalah berdasarkan buku pedoman.

5. Utamakan kebersihan kerja.

6. Bekerjalah dengan serius, cermat dan hati-hati.

B. Proses Pengerjaan

1. Penempatan dudukan dinamo cas

a) Dinamo cas ditempatkan sejajar dengan dudukan mesin.

b) Las pada bagian ujung dudukan mesin yang telah dilebihkan untuk

penempatan dinamo cas.

c) Buat lubang tempat pemasangan baut pada bodi dinamo cas.

Gambar 3.3 Dudukan dinamo cas

(Sumber : Dokumentasi)

Dudukan pada dinamo cas harus kokoh dan tepat agar pada saat

motor di star tidak terjadi getaran yang mengakibatkan dinamo cas

tidak bekerja dengan baik.

2. Penempatan dudukan temeng bell.

a) Temeng bell ditempatkan sesuai dengan ruang gerak dinamo cas saat

dinamo cas pada posisi pengisian.

44

b) Temeng bell disambungkan pada batang strip (input) yang telah

sesuai penempatannya di sejajar pada puli dinamo cas.

c) Temeng bell kemudian dilas agar posisinya tidak berpindah pada

saat melakukan star.

Gambar 3.4 Dudukan temeng bell


Dalam penempatan pully temeng bell ini, temeng bell harus

dapat bersentuhan dengan dinamo cas pada saat melakukan pengisian.

Maka dberilah temeng bell dapat berputar, di sambung dengan batang

strip kemudian ujung temeng bell dipasang bearing agar dapat berputar

dengan baik.

3. Penempatan ring gear penghubung ke poros engkol

a) Reng gear ditempatkan sejajar dengan fly well.

b) Pada ring gear diberi plat agar ring gear dapat di ditempatkan pada

poros strip (input).

c) Kemudian plat diberi lobang agar ring gear dapat dipasang dengan

mengunakan baut.

45

d) Plat dilas pada poros strip (input) agar tidak berpindah-pindah saat

mesin hidup.

Gambar 3.5 Dudukan Batang Sirip


Batang stip penghubung berperan besar dalam menbantu dinamo

cas dalam pengisian mesin. Karena batang stip penghubung juga

menghubungkan gear penggerak pada mesin.

4. Pada mesin juga diberi plat yang mana plat tersebut ditempatkan pada

poros engkol mesin dan kemudian dilas, diberi lobang untuk

penempatan baut pada ring gear.

Gambar 3,6 Dudukan Gear Pengerak


Gear penggerak mesin diberi tambahan dengan plat yang telah

dibuat sesuai ukuran yang telah ditentukan, karna gear penggerak

mengunakan gear pada sepeda motor.

46

5. Penghubung poros strip (input) dengan poros engkol mesin di beri

rantai penghubung agar dapat memutar mesin saat melakukan star,

sampai mesin dimatikan kembali.

Gambar 3.7 Dudukan Gear Penghubung


Gear penghubung sama halnya dengan gear penggerak yang

mana gaer penghubung ditempatkan pada poros engkol mesin dengan

menambah plat yang telah ditentukan, kemudian dihubungkan dengan

poros engkol degan cara mengelas plat dengan poros engkol.

C. Angaran Dana

Angaran dana untuk Sistem Pengisian Pada Engine Stand Mesin

Diesel Kama 5K dapat dilihat pada table berikut:

Tabel 3.1:

Anggaran Dana

No Bahan Keterangan Jumlah Harga (Rp)/

Unit

Harga

(Rp)

01 Mesin KAMA 1 Unit - 1.500.000

02 Stater 1 Buah - 500.000

03 Dinamo Charger 1 Buah - 500.000

04 Ring gear 2 Buah - 80.000

05 Rantai 1 Buah - 50.000

06 Kunci Kontak 1 Unit - 100.000

07 Oli Mesin 1 Liter 30.000 30.000

08 Fuse Box 6 Buah 3.000 18.000

47

09 Fuse 10, 15, 20, 12 Buah 1.000 12.000

10 Kabel Acesoris 2 Gulung 30.000 35.000

11 Soket Banana 20 Buah 700 14.000

12 Soket Jantan 20 Buah 700 14.000

13 Isolasi 1 Buah - 6.000

14 Cat Silver 1 Kaleng - 16.000

15 Cat merah 2 Kaleng 22.500 45.000

16 Kuas 1” 1 Buah 7.500 8.000

17 Tinner 3 Kaleng 8.000 24.000

18 Baut 12 10 Buah 500 10.000

19 Baut 14 20 Buah 500 10.000

20 Baut 14 20 Buah 1000 20.000

21 Timah Solder 1 Gulung - 15.000

22 Terminal Baut 8 Buah 1.000 8.000

23 Amplas 3 Lembar 7.000 21.000

24 Kabelti 1 Bungkus - 18.000

25 Silikon Red 1 Buah - 23.000

26 Lem Tribon 1 Buah - 28.000

27 Mega Cool 1 Buah - 25.000

28 Roda 4 buah 20.000 80.000

TOTAL 3.200.000

Angaran dana merupakan harga barang yang baru di pasar.

Besarnya angaran perorang tidak sebesar angaran dana diatas. Hal ini

karena Engine stand Mesin Diesel Kama 5K ini dibuat secara

berkelompok dan tidak semua komponen yang dibeli dalam keadan

baru,seperti Mesin unit, alternator. Jadi setelah semua angaran dana

dihitung dalam kelompok, anggaran dana perorangan sekitar Rp

800.000/orang,-.

48

BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan

Sistem Pengisian Regulator, sesuai dengan prinsip kerjanya yaitu untuk

memproduksi listrik agar baterai selalu terisi penuh melalui alternator dan

regulatornya haruslah beropeasi dengan baik tanpa ada gangguan, sehingga

sistem pengisian ini sangat berperan penting dalam mengisi kembali baterai

dan mensuplai kelistrikan ke komponen yang memerlukannya pada saat

mesin di. Akhirnya kita harus merawat “Sistem Pengisian Regulator” sesuai

dengan kriteria yang telah ada agar sistem pengisian yang kita gunakan dapat

bekerja dengan benar.

IC Regulator mempunyai fungsi membatasi tegangan yang dikeluarkan

alternator dengan mengatur arus field yang mengalir pada rotor coil.

Perbedaanantara keduanya adalah pemutusan arus, sedangkan pada regulator

type poinpemutusan arus oleh relay. IC (Integrited Circuit) adalah sirkuit yang

dikecilkan yang terdiri dari bagian-bagian listrik dan elektronik kecil

(transistor, dioda, resistor, kapasitor, dan lain-lain).

Fungsi regulator adalah mengatur besar arus listrik yang masuk ke dalam

rotor coil sehingga tegangan yang dihasilkan oleh alternator tetap constant

(sama) menurut harga yang telah ditentukan walaupun putarannya berubah-

ubah. Selain dari pada itu regulator juga berfungsi untuk mematikan tanda dari

lampu pengisian, lampu tanda pengisian akan secara otomatis mati apabila

alternator sudah menghasilkan arus listrik

49

Tegangan listrik yang dihasilkan dari alternator tidak selalu konstan atau

sama hasilnya. Karena hasil listrik dari alternator tergantung dari kecepatan

putaran motor, makin cepat putaran motornya, makin besar pula listrik yang

dihasilkan demikian pula sebaliknya makin rendah putaran motor, maka makin

rendah pula listrik yang dihasilkan.

C. Saran

1. Hendaknya utamakan keselamatan kerja ketika memperbaiki sistem

pengisian yang bermasalah atau ketika mengganti komponennya.

2. Sebagai satu-satunya komponen pensuplai listrik pada kendaraan

hendaknya kita selalu menservis setiap terjadi gangguan yang

mengganggu kelancaran sistem pengisian tersebut, agar komponen sistem

pengisian tersebut tetap bekerja sesuai dengan fungsinya.

3. Hendaknya selalu mengganti komponen-komponen pada sistem pengisian

yang asli dan terjamin kualitasnya.

50

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1994. Training Manual Drive Train Group. Jakarta: Penerbit PT.

Toyota Astra Motor.

Fakultas Teknik UNP. 2000. Pedoman Proyek Akhir. Padang: FT.UNP.

Toyota Astra Motor, Step 2 Electrical Group 1993.

Toyota New Step 1. Training Manual. Jakarta: PT. Toyota-Astra Motor.

Toyota Step 2. Materi pelajaran engine group. PT. Toyota-Astra Motor.

Toyota Step 2. Training Manual, Fundamentals Of Electricity. PT. Toyota-Astra

Motor.

Toyota Teknik-Teknik Servis Dasar, Mesin Dan Komponen-Komponen

Kelistrikan. PT.Toyota-Astra Motor.

Wiranto Arismunandar. 2001. Pedoman untuk mencari gangguan dan

Menjalankan Motor. Jakarta: PT. Pradnya Paramita.

Yunan. 1999. ”Listrik Otomotif”. Bandung: PT.Angkasa.

51

LAMPIRAN

oleh : agung pratama lpustaka.unp.ac.id/file/abstrak_kki/abstrak_ta/9_agung pratama l… · 2. drs....

Documents