sistem pengisian

ENGINE ELECTRICAL-CHARGING SYSTEM 1

A. TINJAUAN UMUM SISTEM PENGISIAN

Baterai pada kendaraan berfungsi memberikan tegangan kepada berbagai macam beban yang

ada pada kendaraan seperti motor stater, lampu, wiper, horn (klaskson) dan lain sebagainya.

Akan tetapi kemampuan baterai sangat terbatas untuk memberikan tegangan kepada beban

secara terus menerus. Oleh karena itu baterai harus selalu terisi penuh agar mampu memberikan

tenaga (tegangan) yang memadai kepada beban saat kendaraan dioperasikan dan untuk

mencapai tujuan ini maka pada kendaraan terdapat sistem pengisian atau charging system.

Sistem ini berfungsi memberikan arus kepada baterai agar muatan baterai selalu terisi penuh

dan pada saat tertentu menyuplai tegangan kepada beban-beban kelistrikan pada kendaraan

B. PRINSIP PEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK DAN PRISIP KERJA ALTERNATOR

1. Induksi elektromagnetik

Bila sebuah penghantar digerakan di dalam sebuah medan magnet, maka pada penghantar

tersebut akan memotong garis-garis gaya magnet permanent. Kondisi ini lebih lanjut akan

menghasilkan tegangan induksi (gaya gerak listrik) pada penghantar tersebut., fenomena ini

disebut dengan induksi elektromagnetik.

Gambar 1. Galvometer akan bergerak saat konduktor memotong garis gaya magnet permanent

2. Arah gaya gerak listrik dan kaidah tangan kanan fleming

Arah gaya gerak listrik dipengaruhi oleh :

a. Arah garis-garis magnet

b. Arah gerakan penghantar

Untuk menentukan arah gaya gerak listrik, dapat dipahami dengan menggunakan kaidah

tangan kanan, perhatikan gambar 2.


Gambar 2. Kaidah tangan kanan Fleming gambar 3. Prinsip generator

3. Prinsip generator

Prinsip generator adalah memutar kawat atau kumparan di dalam medan magnet.

4. Prinsip alternator

Altenator membangkitkan arus listrik (menghasilkan gaya gerak listrik) dengan cara memutar

magnet listrik (rotor coil) di dalam kumparan (stator coil).

Gambar 4. Prinsip alternator

Besar gaya gerak listrik yang dihasilkan pada alternator bergantung pada beberapa faktor,

yaitu :

a. Jumlah lilitan kawat alternator

b. Kecepatan garis gaya magnet rotor memotong lilitan stator coil (kecepatan putar rotor

coil)

c. Kekuatan medan magnet rotor coil

Jumlah lilitan kawat kumparan alternator sudah tetap, oleh karena itu tidak dapat digunakan untuk mengontrol output (besar gaya gerak listrik) yang dihasilkan saat alternator bekerja, demikian juga memutuskan putaran rotor dari putaran mesin juga bukan merupakan cara yang efektif untuk mengontrol output alternator.

Pengaturan output alternator dilakukan dengan cara mengatur kekuatan medan magnet rotor.

Jika arus ke rotor besar kemagneten rotor kuat ouput alternator besar

Jika arus ke rotor kecil kemagnetan rotor lemah output alternator kecil


5. Pembangkitan arus bolak balik (alternating current)

Tegangan yang dihasilkan pada kumparan stator alternator merupakan tegangan bolak

balok. Tegangan maksimum akan tercapai saat medan magnet rotor coil memotong tegak

lurus kumparan (titik B dan D dan F). Kumparan stator yang dipergunakan pada alternator

terdiri dari 3 kumparan yang dirangkai seperti pada gambar 6. Rangkaian stator ini disebut

dengan rangkaian Y. Gelombang yang dihasilkan akan terlihat seperti gambar 7.

Gambar 5. Pembangkitan arus bolak balik kumparan stator Gambar 6. Rangakian Y

Gambar 7. Gelombang 3 fase

6. Prinsip kerja diode

Diode dalam rangkaian kelistrikan dapat berfungsi merubah arus bolak balik 3 fase menjadi arus searah. Saat sebuah penghantar tegangan positif di hubungkan ke anoda dan penghantar tegangan negatif dihubungkan ke katoda, arus mengalir melalui diode. Jika penyambungan ini dibalik, arus tidak akan dapat mengalir sebab pemblokiran

Gambar 8. Panjar mundur Gambar 9. Panjar maju


C. KOMPONEN SISTEM PENGISIAN

Komponen sistem pengisian terdiri dari beberapa komponen yaitu :

1. Kunci kontak

Pada saat kunci kontak posisi ON, arus baterai akan masuk ke rotor alternator

2. Alternator

Berfungsi merubah energy mekanik yang dihasilkan mesin menjadi energi listrik. Arus bolak

balik yang dibangkitkan dirubah oleh rangkaian beberapa diode

3. Voltage regulator

Berfungsi mengatur output atau tegangan yang dihasilkan oleh alternator. Pengaturan ini

dilakukan dengan cara memperbesar atau memperkecil arus yang mengalir ke rotor

alternator.

4. Baterai

5. Lampu indikator

Berfungsi sebagai lampu peringatan kepada pengemudi tentang kondisi sistem pengisian

6. Fuse atau sekering

Berfungsi sebagai pengaman rangkaian kelistrikan

Gambar 10. Komponen sistem pengisian


D. KONSTRUKSI ALTERNATOR

Gambar 11. Penampang alternator

Komponen-komponen alternator terdiri dari :

NO NAMA KOMPONEN

1 Bearing depan

2 Kipas pendingin

3 Rotor

4 Rumah stator

5 Carbon brush (arang)

6 Bearing belakang

7 diode

8 Diode holder/dudukan diode

9 Slip ring

10 stotor


Gambar 12. Komponen alternator

1. ROTOR

Berfungsi membangkitkan medan magnet. Rotor berputar bersama-sama dengan poros

alternator. Kumparan rotor digulung dengan arah yang sama dan saat arus mengalir satu inti

kutup menjadi kutup Utara dan yang lainnya menjadi kutup selatan

2. STATOR

Berfungsi membangkitkan tegangan bolak balik tiga fase. Frame besi terbuat dari besi tipis

dan memiliki alur sebagai tempat kumparan stator

Gambar 13. Rotor alternator Gambar 14. Stator alternator


3. DIODE DAN DIODE HOLDER (RECTIFIER)

Berfungsi merubah arus bolak-balik yang dihasilakan stator menjadi arus searah. Pada diode

holder terdapat 3 buah diode positif dan 3 diode negatif. Arus yang dibangkitkan stator

dialirkan ke diode holder pada sisi positif dan terisolasi dari end frame atau rumah belakang

alternator.

Gambar 15. Diode dan diode holder

E. CARA KERJA VOLTAGE REGULATOR KONVENSIONAL

Regulator mengalirkan arus ke kumparan rotor (field current) yang selanjutnya akan

menghasilkan gari gaya magnet. Garis gaya magnet yang dihasilkan sebanding dengan besar arus

yang mengalir ke kumparan rotor . Cara kerja voltage regulator adalah sebagai berikut :

1. Pada saat mesin berputar dengan kecepatan rendah

Gambar 16. Regulator coil saat kecepatan rendah

Tegangan yang dibangkitkan oleh stator lebih rendah dari tegangan baterai sehingga kemagnetan

yang terbentuk pada regulator coil masih lemah. Kondisi seperti ini menyebabkan lengan kontak

terhubung dengan titik P1 akibat tertarik oleh pegas. Dalam keadaan seperti ini, arus mengalir ke


rotor coil menjadi besar dan kemagnetan yang terbentuk juga besar, akibatnya arus yang

dihasilkan stator menjadi besar.

2. Pada saat mesin berputar dengan kecepatan tinggi

Gambar 17. Regulator coil saat kecepatan tinggi

Jika putaran alternator naik, tegangan pada stator coil akan naik melebihi tegangan baterai

dan tegangan ini akan dialirkan ke regulator coil sehingga kekuatan tarikan regulator coil

akan semakin besar dan lengan kontak akan terlepas dari titik P1. Arus dipaksa melewati

tahanan R sehingga arus yang menuju rotor menjadi kecil. Lebih lanjut, kemagnetan rotor

berkurang

3. Pada saat mesin berputar dengan kecepatan sangat tinggi

Gambar 18. Regulator coil saat kecepatan sangat tinggi

Bila alternator berputar lebih tinggi, tegangan yang dibangkitkan stator coil akan

memperkuat kemagnetan pada regulator coil dan menarik lengan kontak ke titik P2. Kondisi

seperi ini akan menyebabkan arus tidak mengalir ke rotor coil. Pada saat tidak ada arus yang


mengalir ke rotor, kemagnetan rotor akan hiling dan stator tidak membangkitkan tegangan

dan lengan kontak kembali terhubung dengan titik P1

Gambar 19. Regulator dan terminalnya gambar 20. Rangkaian sistem pengisian

F. CARA KERJA SISTEM PENGISIAN

1. Saat mesin mati dan kunci kontak ON


2. Saat mesin hidup dan putaran rendah sampai sedang

Bila P0 berhubungan dengan P2, maka tegangan rangakain sebelum dan sesudah lampu pengisian

akan sama

Jika kemagnetan pada voltage regulator besar dan mampu menarik PL0 dari PL1, maka arus ke

rotor masuk melewati resistor R sehingga arus menjadi kecil dan kemagnetan rotor mengecil

dan output alternator turun


3. Saat mesin hidup dan putaran sedang sampai tinggi

Bila putaran mesin bertambah, tegangan yang dihasilkan oleh kumparan stator naik, dan

gaya tarik dari kemagnetan kumparan voltage regulator menjadi lebih kuat. Dengan gaya

tarik yang lebih kuat, field current yang ke rotor akan mengalir terputus-putus

(intermittenly). Dengan kata lain, gerakan titik kontak PL0 dari voltage regulator kadang-

kadang membuat hubungan dengan titik kontak PL2.


G. PEMERIKSAAN SISTEM PENGISIAN DAN KOMPONENNYA

1. PEMERIKSAAN VISUAL SISTEM PENGISIAN

Pemeriksaan visual sistem pengisian meliputi :

a. Kondisi baterai

b. Kondisi sekering dan fusible link

c. Kondisi drive belt

d. Bunyi yang tidak normal

e. Pemeriksaan lampu indikator

2. PEMERIKSAAN TEGANGAN DAN ARUS PENGISIAN

3. PEMERIKSAAN VOLTAGE DROP SISTEM PENGISIAN

4. PEMERIKSAAN VOLTAGE REGULATOR

5. PEMERIKSAAN DIODE/RECTIFIER

6. PEMERIKSAAN ALTERNATOR

sistem pengisian

Documents