tugas akhir studi kasus sistem pengisian beban pemakaian arus
advertisement
Tugas Akhir TUGAS AKHIR STUDI KASUS SISTEM PENGISIAN BEBAN PEMAKAIAN ARUS LISTRIK PADA KIJANG SERI 5K Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1) Oleh : SAHAT MAROLOAN SITIO 4130411-041 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2008 1 Universitas Mercubuana Tugas Akhir LEMBAR PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir STUDI KASUS SISTEM PENGISIAN BEBAN PEMAKAIAN ARUS LISTRIK PADA KIJANG SERI 5K Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1) Laporan Tugas Akhir ini Telah Diteliti & Disetujui : Oleh : Jakarta, Agustus 2008 Mengetahui Pembimbing Ka. Prodi Teknik Mesin ( Nanang Ruhyat ST.M ) ( Ir. Rully Nutranta M.Eng ) 2 Universitas Mercubuana Tugas Akhir PERYATAAN KEASLIAN ISI SKRIPSI Bersama ini, Nama Lengkap : Sahat Maroloan Sitio Nomor Mahasiswa : 4130411-041 Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana MENYATAKAN Bahwa skripsi yang saya buat ini adalah hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain ,kecuali sudah disebutkan sumbernya. Jakarta, Agustus 2008 Sahat Maroloan Sitio 3 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Abstrak Oleh : Sahat Maraloan 4130411-0 Sistim pengisian merupakan bagian dari elektrikal grup ada kendaraan khususnya otomotif, dalam kerja nya sistim pengisian berfungsi untuk memberikan pelengkap acecoris pada kendaraan, dalam sistem pengisian awalnya sebagai pelengkap dalam kendaraan dengan memberikan penerangan pada kendaraan sewaktu berjalan, tetap pada perkembangannya sistim pengisian sangat mutlak di perlukan dalam kendaraan agar si pemakai kendraan bisa menggunakan beberapa accesories tambahan pada kendraannya, kalau kita lihat sekarang ini banyak kendaraan makai perangakat sound sistem bahkan inventer yang berkapasitas tinggi sehingga pendingin pun seperti kulkas bisa di masukkan ke dalam mobil atau kendaraan hal ini tidak terlepas dari sistim pengisian. Ada tiga metode utama dalam sistim pengisian agar bisa berkerja maksimal dan bisa kita gunakan fungsinya secara maksimal seperti penjelasan aplikasi diatas yang diantaranya adalah,daya pemakai pada sistim pengisian cukup ,kapasitas batere mendukung suplai arus yang akan di lepas dan di isi, serta daya alternator sebagai generator pembangkit listrik bisa mempunyai daya yang besar atau seimbang sesuai beban yang kita inginkan. Dari hasil penganalisaan beban pemakaian arus listrik pada kijang Kehilangan tegangan Sistem Pengisian tidak boleh lebih dari : Sistem Pengisian 7 Volt 0,2 Volt 14 Volt 0,4 Volt 28 Volt 0,8 Volt Kata Kunci : Alternator 4 Universitas Mercubuana seri 5 K, Tugas Akhir KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang selalu melimpahkan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Penyusunan tugas akhir ini merupakan akhir dari masa studi yang harus ditempuh guna melengkapi syarat ujian kesarjanaan Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak khususnya pada dunia industri. Karena keterbatasan penulis,masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu saran dan kritik sangat penulis harapkan demi perbaikan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas perhatiannya serta dorongan yang diberikan kepada penulis selama menyelesaikan studi dan skripsi, ucapan kepada : 1. Ayah S.Sitio dan Ibu R.Raja Guk-guk tercinta atas doa, perhatian dan dorongan semangat baik secara langsung dan tidak langsung yang tidak pernah kenal kata lelah. 2. Abang, kakak serta adik-adikku terkasih.Dan keluarga Teristimewa Ester Vivi Rianty Hutasoit, sebagai bagian hidup yang membuatku seperti sekarang ini. 3. Bapak Nanang Ruhyat ST.M selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan saran kepada penulis. 4. Bapak Ir. Rulli Nutantra M.Eng selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri 5 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 5. Seluruh staff dan dosen pengajar Program Studi Teknik Mesin dan seluruh tim penguji khususnya program studi teknik mesin industri yang selama ini telah memberikan sumbangsih dalam proses perkuliahan. 6. Teman - teman sekerja yang telah membantu penulis dalam dalam mengumpulkan data dan materi skripsi 7. Rekan – rekan seangkatan Program Studi Teknik Mesin Angkatan V Universitas Mercu Buana. Selanjutnya sebagai manusia penulis mengakui bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna untuk itu penulis mengaharapkan saran dan bukan kritik demi kebaikan penulis. Jakarta, Agustus 2008 Penulis 6 Universitas Mercubuana Tugas Akhir DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i HAL.PENGESAHAN DOSEN ..................................................................... ii HAL.PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ............................................. iii ABSTRAK ...................................................................................................... iv KATA PENGANTAR .................................................................................... v DAFTAR ISI................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii DAFTAR TABEL .......................................................................................... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................... 1 1.2 Tujuan Penulisan ............................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ................................................................................ 2 1.4 Metode Penulisan............................................................................... 2 1.5 Jadual Pelaksanaan ............................................................................ 3 1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................ 6 BAB II DASAR TEORI 1.1 Sistim pengisian ................................................................................. 7 1.1.1. Alternator ................................................................................. 7 1.1.2.Konstruksi Alternator ............................................................... 8 1.1.3.Fungsi komponen alternator ..................................................... 9 7 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 1.1.4.Rumah Alternator ..................................................................... 10 1.1.5.Roda puli ................................................................................... 11 Tugas alternator dan perbedaannya dengan generator....................... 12 1.2.1.Prinsip pembangkit tegangan .................................................... 13 1.2.2.Konstruksi rotor dan terjadinya pembentukan medan magnet . 14 1.2.3.Pembagian listrik 3 phase ......................................................... 15 1.2.3.1.Arti pembangkit listrik 3 phase..................................... 15 1.2.3.2.Perbedaan rangkaian bintang dengan segitiga ............. 16 Diode (Penyearah arus)...................................................................... 17 1.3.1.Tugas diode ............................................................................... 17 1.3.2.Perbedaan diode positif dengan negatif .................................... 18 Regulator............................................................................................ 19 1.4.1.Regulator tegangan konvensional ............................................. 19 1.4.2.Prinsip kerja regulator konvensional ........................................ 20 1.4.2.1.Cara kerja regulator 1 kontak ....................................... 20 1.4.2.2.Cara kerja regulator 2 kontak ....................................... 21 1.4.3.Regulator tegangan elektronik .................................................. 21 1.5 Diode zener ........................................................................................ 22 1.6 Transistor ........................................................................................... 23 1.2 1.3 1.4 BAB III ANALISA BEBAN ARUS LISTRIK PADA KENDARAAN 3.1 Syarat pengisian, cara mengukur dan tabel ....................................... 8 Universitas Mercubuana 25 Tugas Akhir 3.2 Mengukur kehilangan tegangan pada system pengisian .................... 28 BAB IV OVERHOUL DAN TROUBLE SHOOTING 4.1 Overhoul dan pemeriksaan komponen .............................................. 30 4.2 Assemblying alternator ...................................................................... 32 4.3 Pengetesan dan penggantian diode .................................................... 34 4.4 Pengetesan diode ............................................................................... 35 4.4.1.Cara pelepasan diode dari braketnya ........................................ 37 4.4.2.Pemeriksaan stator .................................................................... 38 4.4.3.Pemeriksaan rotor ..................................................................... 39 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 42 5.2 Saran .................................................................................................... 42 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 41 DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. 42 9 Universitas Mercubuana Tugas Akhir DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Alternator built in ........................................................................ 7 Gambar 2.2. Konstruksi alternator ................................................................... 8 Gambar 2.3. Rotor, stator, dioda ...................................................................... 9 Gambar 2.4. Rumah bantalan alternator. ........................................................ 10 Gambar 2.5. Puli alternator .............................................................................. 11 Gambar 2.6. Prinsip pembangkit tegangan ...................................................... 13 Gambar 2.7. Medan magnit pada rotor ............................................................ 14 Gambar 2.8. Pembagian listrik 3 phase ........................................................... 15 Gambar 2.9. Pembagian listrik 2 phase ........................................................... 15 Gambar 2.10.Perbedaan rangkaian bintang dan segitiga ................................. 16 Gambar 2.11.Teori dioda ................................................................................. 17 Gambar 2.12.Beda diode positif dan negatif ................................................... 18 Gambar 2.13.Konstruksi regulator ................................................................... 19 Gambar 2.14. meregulasi tegangan alternator ................................................. 20 Gambar 2.15. Cara kerja alternator 1 kontak ................................................... 20 Gambar 2.16. Cara kerja alternator 2 kontak ................................................... 21 Gambar 2.17. Perbedaan diode zener dengan diode biasa ............................... 22 Gambar 2.17. Perbedaan diode zener dengan diode biasa ............................... 22 Gambar 2.18. Simbol transistor ....................................................................... 23 10 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Gambar 2.19. Rangkaian relay dan transistor .................................................. 24 Gambar 3.1. Rangkaian Ampermeter dan Voltmeter ..................................... 27 Gambar 3.1. Pengukuran kehilangan tegangan pada system pengisian.......... 28 Gambar 4.1. Overhoul Alternator ................................................................... 31 Gambar 4.2. Assemblying Alternator ............................................................. 33 Gambar 4.3. Pengetesan dan penggantian dioda ............................................ 34 Gambar 4.4. Pengetesan diode ........................................................................ 36 Gambar 4.5. Cara pelepasan diode dari braketnya ......................................... 37 Gambar 4.6. Pemeriksaan stator ..................................................................... 38 Gambar 4.7. Pemeriksaan rotor ...................................................................... 41 11 Universitas Mercubuana Tugas Akhir DAFTAR TABEL DAN GRAFIK Tabel 1.1. Metodologi penelitian ..................................................................... 4 Tabel 1.2. Jadual penelitian ............................................................................. 5 Tabel 2.1. Prinsip kerja alternator .................................................................... 12 Tabel 3.1. Perhitungan daya dan arus pemakaian ............................................ 25 Tabel 3.2. Daya dan arus pemakaian ............................................................... 26 Tabel 3.3. Toleransi pengisian alternator ......................................................... 27 Tabel 4.1. Pengetesan diode............................................................................. 35 12 Universitas Mercubuana Tugas Akhir BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Otomotif tidak terlepas dari yang namanya sistim pengisian(charging system), dalam kerjanya sistim pengisian tidak luput dari sukses berkerja nya mesin dalam kendaraan, hal ini di maksud adalah bagaimana peran penting mesin untuk bisa melakukan kerjanya dalam kondisi konstan,idle atau pun speeding, di mana ritme mesin kondisi tersebut akan berefek pada pada siklus dan trigger dari sistim pengisian, dalam kerjanya sistim pengisian mempunyai beberapa komponen utama yang di antaranya adalah : accu, alternator,regulator dan komponen pendukung lainnya, pada intinya dimana pada ketiga komponen tersebut mempunyai beberapa komponen elektronika yang secara fungsi dan karakteristik berbeda dalam kerjanya. Ada tiga hal utama dalam kerjanya suatu sistim pengisian bisa di katakan sukses dalam melakukan trigger terhadap kebutuhan kelistrikan pada kendaraan yaitu diantranya adalah : 1. daya pemakaian arus 2. kapasitas batere 3. daya alternator Dari ketiga hal tersebut syarat dimana pengisian bisa berkerja secara maksimal, sebagai gambaran daya pemakaian arus harus di lakukan perhitungan terhadap jumlah komponen listrik yang akan di pasang ke dalam kendaraan, disisi lain kita juga harus bisa melihat kapsitas dari batere kita lihat specifikasi pemakaian daya dan kemampuan batere dalam menyimpan arus yang di kirim oleh sistim pengisian, kemudian yang terpenting juga bagaimana daya alternator bisa mensuplai arus awal yang belum di lakukan regulasi oleh komponen regulator, bila alternator sebagai 13 Universitas Mercubuana Tugas Akhir sumber utama arus sudah tidak bisa menghasilkan daya yang bagus, secara global fungsi dari alternator juga akan berakibat fatal yaitu timbulnya kegagalan dalam sistim pengisian. 1.2. Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk menjelaskan komponen komponen sistim pengisian belakang pada mesin cut-way sebagai alat simulasi, cara kerja dari komponen sistim pengisian dan study kasus analisa beban pemakaian arus listrik pada kendaraan 1.3. Batasan Masalah Permasalahan yang akan di bahas dalam tugas akhir ini penulis menitik beratkan pada penjelasan fungsi komponen sistem pengisian dan study khasus analisa beban pemakaian arus listrik pada kendaraan 1.4. Metode Penulisan Metode penulisan dalam menyusun tugas akhir ini adalah di lakukan dengan melalui beberapa tahapan, yang di antaranya : 1.4.1 Studi reverensi, dilakukan oleh penulis guna mendukung dalam penulisan serta mencari referensi data yang bersifat teoritis, pengembangannya asapek teknologi dan lingkungan. Metode observasi,dilakukan dengan cara melakukan pengamatan cara kerja sistim pengisian secara detail sebelum melakukan study kasus analisa beban pemakaian arus listrik pada kendaraan 1.4.2 Metode pengujian, dilkukan terhadap mesin cut-way yang di simulasikan secara langsung. 14 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 1.4.3 Diskusi dengan beberapa dosen dalam waktu-waktu tertentu sebagai tambahan reverensi terhadap pembahasan tugas akhir ini. 1.5. Jadual Pelaksanaan Berdasarkan metode penelitian yang telah di jelaskan pada bagian sebelumnya, penelitian dalam setudy khasus ini di jadualkan untuk dilaksanakan dalam kurun waktu lima bulan dan secara garis besar dibagi ke dalam enam tahap,yang meliputi : • Tahap 1, yaitu persiapan penelitian dalam setudy khasus, yang mencakup aktivitas penentuan tujuan dalam penelitian,mencari landasan teori, indentifikasi variable- variabel penelitian serta indentifikasi elemen-elemen dari setiap variable penelitian study kasus sistim pengisian tersebut. • Tahap 2, yaitu study pendahuluan study pengamatan terhadap sistim kerja bagianbagian sistim pengisian serta pemilihan study khasus analisa beban arus pemakaian listrik pada kendaraan. • Tahap 3, yaitu study khasus yang mencakup indetifikasi data yang di perlukan ,indentifikasi cara pengumpulan data dan indentifikasi sampel penelitian.Pada tahap ini akan dilakukan penelitian terhadap alat yang sudah ada dan kemudian di sinkronisasikan dengan media cut-way engine untuk di buat simulasi cara kerja dari sistim pengisian. • Tahap 4, yaitu aplikasi perhitungan dimana hasil dari study khasus tersebut kemudian di realisasikan dalam bentuk throuble shooting dalam sistim pengisian (charging system) 15 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Tujuan penelitian:studi khasus sistim pengisian dan beban pemakian arus listrik Landasan teori Indentifikasi Variabel‐ variabel penelitian : ‐ Konstruksi alteranator ‐ Cara kerja sistim pengisian ‐ Perhitungan analisa beban arus yang di pakai pd kendaraan Identifikasi Penentuan kegagalan sistim STUDI PERANCANGAN PENDAHULUAN Cut-way Studi Dokumentasi,obyek penelitian :pustaka,website /internet Survay Lokasi Pabrikasi & penempatan lokasi Observasi obyek study khasus Pemilhan topik bahasan study khasus Perancangan cut‐way engine untk simulasi Indentifikasi komponen Verifikasi Rancangan KESIMPULAN Pabrikasi cut‐way Perakitan sistim pengisian cut‐way PENGUJIAN AWAL Hasil Pengujian dan Kendala‐ Kedala Pengujian Running Test Kondisi Setelah Awal Pengujian Saran Dan Perbaikan Perbaikan dan modifikasi Kreteria keberhasilan simulasi sistim pengisian Perhitungan tingkat keberhasilan Gambar 1.1. Metodologi Study Khasus yang di terapkan Tahap 5,yaitu pengolahan data study khasus sistim pengisiandan pengujian awal yang mencakup aktifitas persiapan data karakteristik obyek penelitian dan proses transfer teknologi 16 Universitas Mercubuana Tugas Akhir beserta factor-faktor yang mempengaruhinya.hal ini di maksudkan unntuk mendapatkan hasil yang optimal dalam analisa, • Tahap 6,yaitu penyusunan laporan akhir,yang mencakup aktifitas analisa dan penarikan kesimpulan dari study khasus dan simulasi/ runnig test alat cut-way enggine yang telah di buat sebagai media untuk simulasi.pada tahapan ini akan di susun hasil yang telah di dapat dari penelitian sehingga bisa menghasilkan suatu laporan yang komprehensif. Bar chart/tabel dari jadwal penelitian dapat dilihat di bawah ini : Tabel 1.1 Jadual penelitian KEGIATAN Minggu ke- feb 2008 1 2 3 mar2008 4 1 2 3 Apr 2008 4 1 2 3 Mei 2008 4 1 2 3 Juni 2008 4 1 2 3 Juli 2008 4 1 2 1.persiapan penelitaian 2.Studi pendahuluan 3.Perancangan 4.pabrikasi pembuatan cutway 5.penyusunan laporan 1.6. Sistematika Penulisan Untuk memudahkan proses penulisan dan pembahasan study khasus ini penulis membuat sistimatika penulisan berdasarkan data yang di dapat sebagai berikut : 17 Universitas Mercubuana 3 4 Tugas Akhir BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini menjelaskan latar belakang penulisan,tujuan penulisan,pembatasan masalah,metodologi penulisan dan sistimatika penulisan. BAB II TEORI DASAR Berisi tentang teori dasar sistim pengisian dan cara kerja beberapa komponen-komponen sistim pengisian yang di gunakan untuk menunjang dalam study khasus systim pengisian pada cut-way engine sebagai media untuk simulasi, dengan menggunakan hipotesa dan pendekatan rumus bantuan dalam penentuan analisa beban arus listrik pada kendaraan. BAB III PERHITUNGAN ANALISA BEBAN ARUS LISTRIK PADA TOYOTA KIJANG SERI 5K Pada bab ini berisi tentang study khasus dan contoh perhitungan perhitungan beban pemakaian arus pada kendaraan. BAB IV OVERHOUL DAN THROUBLE SHOOTING SISTIM PENGISIAN Pada bab ini berisi tentang metode dan cara-cara overhoul serta assymbly komponen utama sistim pengisian dan cara pemngukuran komponen elektronika sistim pengisian. BAB V PENUTUP Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan tugas akhir ini dan di sertai saran-saran pengembangan. BAB II TEORI DASAR 2.1 SISTIM PENGISIAN 18 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 2.1.1. Alternator1 2 5 1 6 9 10 8 Gambar.2.1. Alternator built in 7 Keterangan : 1. Dioda 6. Kipas pendingin 2. Plat dudukan dioda 7. Rotor (kumparan medan) 3. Cincin gesek 8. Sikat arang 4. Kumparan pembangkit (stator) 9. Bearing belakang 5. Bearing depan 10. Rumah stator 2.1.2. Konstruksi alternator2 1 Bahan Ajar VEDC 2007‐2008 2 www.modul smsk.com 19 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Gambar .2.2. konstruksi alternator 2.1.3. fungsi komponen alternator 20 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Rotor Fungsi :Membentuk medan magnet pada kuku rotor Stator Fungsi : Membangkitkan tegangan bolak-balik 3 phase Diode Fungsi : Menyearahkan arus bolak-balik 3 phase dan startor Gambar. 2.3. Rotor, stator,Diode 2.1.4. Rumah Alternator 21 Universitas Mercubuana Fungsi : Menyediakan tempat berputar bagi startor dengan celah sekecil Tugas Akhir mungkin Rumah bantalan muka Rumah bantalan belakang Gambar.2.4.Rumah bantalan Alternator 22 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Kipas Pendingin Fungsi : • Mendinginkan dioda-dioda • Putaran pulley dapat dibolakbalik Fungsi : • Mendinginkan dioda-dioda • Putaran pulley tidak dapat dibolakbalik 2.1.5. Roda Puli Fungsi : • Memindahkan tenaga putar dari mesin ke rotor • Menentukan perbandingan putaran mesin dengan alternator Gambar.2.5.Puli alternator 2.2. Tugas Alternator dan Perbedaannya dengan Generator 23 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Tugas Alternator : Saat mesin hidup, sebagai y Sumber energi untuk seluruh kebutuhan energi listrik dalam mobil y Pengisi baterai agar selalu siap pakai Alternator pertama kali dibuat pada tahun : 1967 Karena dapat diproduksi dioda penyearah berdaya besar. o Table Perbedaan prinsip kerja alternator dengan generator Tabel.2.1.prinsip kerja alternator Alternator Generator Kumparan pembangkit y Diam y Berputar Kumparan medan y Berputar y Diam Penyearah y Dioda y Komutator Produksi arus y Tidak diregulasi y Perlu diregulasi Keuntungan y Pada putaran rendah tegangan y Jika hubung singkat generator aman cukup y Tidak perlu tempat yang luas y Pada putaran rendah tegangan kecil Kerugian Bila hubung singkat alternator rusak y perlu tempat relatif luas 2.2.1. Prinsip Pembangkit Tegangan 24 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Gambar.2.6.prinsip pembangkit tegangan Keterangan gambar: 1. Volt meter 2. Rotor magnet 3. Kumparan pembangkit 4. Medan magnet 5. Poros rotor 25 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 2.2.2. Konstruksi rotor dan terjadinya pembentukan medan magnet 1. Kumparan medan 2. Poros Rotor 1. Kuku – kuku magnet 2. Kumparan magnet 3. Poros rotor 1.Pembentukan medan magnet pada rotor Gambar.2.7.medan magnit pada rotor 26 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 2.2.3.Pembangian Listrik 3 Phase dengan Rangkaian Bintang dan Segitiga 1.2.3.1. Arti pembangkit listrik 3 pase Pembangkit listrik dari 3 sumber Pembangkit 3 phase dengan 1 pasang pada magnet / rotor membutuhkan 3 pasang pada stater Gambar.2.8.pembagian listrik 3 phase Pembangkit 3 phase dengan 6 pasang pol magnet / rotor membutuhkan 3 * 6 = 18 pasang pol stator. Gambar.2.9.pembagian listrik 2 phase 27 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 2.2.3.2.Perbedaan rangakain bintang dengan rangkaian segitiga Gambar.2.10. perbedaan rangkaian bintang dan segitiga 2.3. Diode (Penyearah arus) 28 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 2.3.1.Tugas diode : Menyearahkan arus bolak – balik dari stator Prinsip penyearah diode Penghambatan : Bila katoda diberi polaritas positif dan anoda diberi polaritas negatif, maka arus terhambat lampu mati Pengaliran : Bila katoda diberi polarotas (+) dan anoda diberi polaritas (-), maka arus mengalir lampu menyala Gambar.2.11.Teori dioda 29 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 2.3.2.Perbedaan diode positif dengan negatif Diode Positif Diode Negatif Plat dudukan dioda negatif Plat dudukan dioda positif Diode positif dan negatif hanya digunakan pada teknik mobil, supaya sesuai dengan pelat pendingin Gambar.2.12.Beda diode positif dan negatif 2.4. Regulator3 3 www.modul smk.com 30 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Gambar.2.13. Konstruksi regulator 2.4.1. Regulator Tegangan Konvensional Mengapa tegangan alternator perlu diregulasi ? Untuk menyesuaikan tegangan kerja sistem kelistrikan dengan stabil Mengapa arus alternator tidak diregulasi ? Karena dibatasi oleh konstruksi alternator Apa tugas dari regulator ? Meregulasi tegangan agar tetap stabil pada tegangan kerja / regulasi 2.4.2.Prinsip kerja regulator konvensional : Untuk meregulasi tegangan alternator dilakukan dengan cara menghubungkan arus yang ke kumparan medan / rotor 31 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Gambar.2.14. meregulasi tegangan alternator Sakelar tertutup : Medan magnet besar tegangan besar Sakelar terbuka : Medan magnet kecil tegangan kecil 2.4.2.1. Cara kerja regulator 1 kontak Gambar.2.15. Cara kerja regulator 1 kontak Keuntungan Kerugian Konstruksi sederhana y Meregulasi tidak stabil y Tegangan regulasi kasar / tidak stabil 2.4.2.2. Cara kerja regulator 2 kontak 32 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Gambar.2.16. Cara kerja regulator 2 kontak Keuntungan Kerugian y Meregulasi tegangan dengan halus dan y Konstruksi rumit stabil y Tegangan regulasi rata / konstan 2.4.3. Regulator Tegangan Elektronik Regulator elektronik menggantikan regulator konvensional dengan hasil yang lebih baik Keuntungan : 1. Meregulasi tegangan lebih teliti 2. Meregulasi tegangan sangat sangat peka (> 200 Hz) 3. Lebih kecil, memerlukan sedikit tempat 4. Bebas korosi pegas, bebas keausan kontak Rangkaian keterangan untuk kode – kode di bawah ini : 33 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 2.5. R1/R2/R3 = Tahanan Z = Dioda Zener T1/T2 = Transistor D+ : Dari positif alternator E : Emitor DF : Ke kumparan medan B : Basis D- : Ke masa alternator C : Kolektor Diode Zener Perbedaan dengan diode biasa : Zener diode Diode Pemakaian pada arah : penghambatan Pemakaian pada arah : pengaliran Gambar.2.17. Perbedaan diode zener dengan diode biasa 34 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Sifat – sifat : Tegangan hambat (Uz) adalah besar tegangan yang tetap mengalirkan arus melalui diode Zener (Contoh ≈ 10 V) Tegangan alir diode zener sama seperti diode biasa Tugas diode zener pada regulator : Sama dengan pengatur tegangan ( Pada regulator konvensional kumparan) Keuntungan : Bekerja lebih teliti dan peka (pada kumparan di pengaruhi oleh tutup regulator dan celah magnet) 2.6. Transistor Simbol transistor C E B B NPN C E PNP Gambar.2.18. Simbol transistor Cara kerja : 35 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Transistor bekerja seperti relai Warnailah arus pengendali ! Warnailah arus utama ! Berilah kode terminal pada transistor ! Apa fungsi R ? Membatasi arus basis supaya transistor tidak rusak Gambar.2.19. Rangkaian relai dan transistor Tugas transistor pada regulator Sebagai pemutus dan penghubung arus medan yang dikontrol oleh Zener Diode Keuntungan : Anti korosi, bisa mengatur besar arus medan dan lebih cepat untuk buka tutupnya. BAB III 36 Universitas Mercubuana Tugas Akhir ANALISA BEBAN ARUS LISTRIK PADA KENDARAAN 3.1. Syarat Pengisian, Cara Mengukur dan Tabel Tiga hal utama Syarat Pengisian yang harus disesuaikan : 1.Daya pemakai 2.Kapasitas bateray 3.Daya alternator • Menghitung daya dan arus pemakai (Pp) alternator 14 volt Tabel 3.1. perhitungan daya dan arus pemakaian Pemakai tetap/faktor 1,0 Watt Pemakai tidak tetap (PP2) (PP1) Daya Faktor Watt Pengapian 20 Daya rata – rata watt Kipas listrik 80 0,5 40 Pompa bensin listrik 170 Pemanas kaca 60 0,5 30 Radio 12 Penghapus kaca 80 0,25 20 Lampu dekat 100 Kipas radiator listrik 120 0,70 84 Lampu kota 40 Lampu jauh tambahan 110 0,10 11 Lampu nomor 10 Lampu kabut 110 0,10 11 Lampu panel 8 Lampu parkir 42 0,70 29,4 Lampu tanda samping 16 Lampu tanda belok 84 0,70 58,2 Jumlah daya pemakai tetap PP = Jumlah daya pemakai tidak tetap PP1 + PP2 ---- PP 37 Universitas Mercubuana14 V PP = ______________Watt Tugas Akhir Arus pemakai (IP) = • PA ----- IP = ______________Amper Menentukan daya alternator 14 Volt (PA) = 14 Volt x Ip Berdasarkan pengalaman teknik dibuat tabel. Tabel 3.2.daya dan arus pemakaian Daya pemakai (PP) 14 Volt Arus alternator (IA) 250 28 250... 350... 450... 550... 675... 800... 350 450 550 675 800 950 35 45 55 Menentukan kapasitas baterai dari segi alternator Kapasitas baterai arus alternator x 1 jam. Bila kapasitas baterai tidak sesuai : • Terlalu kecil ; baterai cepat penuh • Terlalu besar ; baterai lama penuh Cara pengukuran Rangkaian Ampermeter dan Voltmeter pada sistem pengisian : 38 Universitas Mercubuana 65 75 90 Tugas Akhir Gambar.3.1. Rangkaian Ampermeter dan Voltmeter P = Lampu indicator U = Tegangan alternator T = Variabel resistor A = Arus alternator B.Menginterprestasi hasil ukur dengan tabel Contoh alternator 14 V 45 V. Hasil ukur yang baik adalah voltmeter menunjuk 14 volt bersamaan ampermeter menunjuk 45 amper bila langsung diukur pada alternator. Di dalam teknik dibuat toleransi seperti contoh tabel pengisian alternator : Tabel.3.3.toleransi pengisian alternator Jenis alternator Hasil regulasi tegangan (V) Besaran arus (A) 6V 40 A 6,8 .......................... 7,2 38 ............................... 40 12 V 30 A 13,8 .......................... 14,5 28 ............................... 30 28 V 55 A 27,7 .......................... 29 43 ............................... 55 y Pemilihan tegangan alternator tergantung pemakaian sistem tegangan pada mobil. y Penentuan besar arus alternator tergantung perhitungan jumlah pemakaian. 39 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 3.2. Mengukur kehilangan tegangan pada sistem pengisian Kehilangan tegangan adalah : Ada tegangan yang tidak dapat dimanfaatkan saat sistem bekerja. Contoh kehilangan tegangan • Kehilangan tegangan pada kabel • Kehilangan tegangan pada saklar • Kehilangan tegangan pada terminal Pengukuran kehilangan tegangan adalah pada kabel pengisian positif dan massa yang diukur dengan Voltmeter pada saat arus maksimal. Rangkaian Voltmeter untuk mengukur kehilangan tegangan positif dan massa: Gambar.3.2. Pengukuran kehilangan tegangan pada system pengisian Kehilangan tegangan tidak boleh lebih dari : Sistem Pengisian : 7 Volt 0,2 Volt 40 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 14 Volt 0,4 Volt 28 Volt 0,8 Volt BAB IV OVERHOUL,ASSEMBLY ALTERNATOR DAN THROUBLE SHOOTING 41 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 4.1. Overhoul Alternator dan pemeriksaan komponen Langkah Kerja : Pembongkaran alternator y Beri tanda pada rumah depan dan belakang supaya mudah pada saat perakitan lagi y Lepas roda dan puli dengan sabuk khusus 42 Universitas Mercubuana Tugas Akhir y Lepas baut pengikat rumah belakang dengan depan y Pisahkan unit rumah belakang dari unit rumah depan y Rotor dilepas dari rumah dengan cara dipres menggunakan alat khusus y Kontrol kelonggaran bantalan. Bila aus lepas pengikat bantalan rotor dan lepas bantalan rotor dari rumah dengan dipres y Lepas pelat diode dari rumah belakang y Lepas stator dari diode dengan menggunakan solder y Lepas rumah sikat – sikat dan meng-ukur panjangnya. Bila terlalu pendek ganti dengan menggunakan solder y Jaga gulungan stator jangan lecet (akibat benturan benda keras) y Pres bantalan pada rumah belakang (beri oli supaya pengepresan mudah) y Solder sikat arang pada rumahnya. Jepit kabel sikat dengan tang lancip supaya panas mengalir ke tang y Pasang rumah sikat Gambar.4.1 Overhoul Alternator 43 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 4.2.Assemblying Alternator y Solder gulungan stator dengan diode – diode sesuai rangkaian y Masukkan stator pada rumah belakang dan pasang pelat diode – diode y Jaga gulungan stator dari benturan benda keras y Kontrol isolasi pelat diode positif dengan lampu kontrol 110 volt y Bersihkan sisa – sisa timah penyolderan y Pasang bantalan pada rotor dengan dipres menggunakan alat khusus (beri oli supaya pengepresan mudah) y Pasang bantalan dengan rotor pada rumah depan. (Beri pengepresan mudah) 44 Universitas Mercubuana oli supaya Tugas Akhir y Tahan sikat – sikat dengan batang khusus (kawat las) supaya tidak patah saat unit rumah depan dengan unit belakang dirakit y Rakit unit rumah depan dengan unit rumah belakang dengan posisi yang betul y Pasang baut pengikat rumah y Pasang unit kipas, roda puli dan kencangkan baut pengikatnya dengan sabuk khusus y Kontrol kondisi mekanis alternator. Tidak boleh ada suara berisik, macet atau longgar. Gambar.4.2 Assemblying Alternator 4.3. Pengetesan dan penggantian dioda Langkah kerja : Pengetesan kondisi diode 45 Universitas Mercubuana Tugas Akhir • Lepas pelat diode positif dan negatif dan diode pengatur dari alternator Gambar.4.3 Pengetesan dan penggantian diode Pengetesan kondisi diode – diode pada arah pengaliran dan arah penghambat dapat dilakukan menggunakan lampu kontrol dengan baterai, Ohmeter, Pipser dan diode tester 4.4.Pengetesan diode Tabel.4.1. pengetesan diode 46 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Alat pengetes Interprestasi hasil Baik Rusak Baik Rusak Lampu Lampu tidak Lampu tidak Lampu menyala menyala menyala menyala ≈ 0 Ohm ≈∞ ≈∞ Menunjuk Lampu kontrol dan baterai Ohmmeter batas Ukur 10 k ≈0 Ohm Pisper (bunyi kontrol) Bunyi Piiip! Tidak bunyi Tidak bunyi Bunyi Piiip ! Diode tester Jarum Jarum diam Jarum menunjuk menunjuk batas batas baik Contoh salah satu diode tester 47 Universitas Mercubuana Jarum diam Tugas Akhir Aliran penghambatan dan atau pengaliran : baik jarum menunjuk baik rusak jarum diam Bila hasil rusak maka diode perlu dikeluarkan dan diganti yang baru jangan lupamengetes diode yang baru, Tujuannya adalah : 1. Memastikan kondisi diode 2. Menentukan diode positif dan negative Mengalir diode positif Menghambat diode negative Gambar.4.4 Pengetesan diode 4.4.1. Cara pelepasan Dioda Dari Braketnya • Pelepasan diode dari pelat pendingin : 48 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Pres diode keluar dari pelat pendingin menggunakan alat khusus • Pemasangan diode pada pelat pendingin : Pres diode masuk pada pelat pendingin menggunakan alat khusus. Pengepresan tidak boleh melebihi dari batas / bentuk diode. Setelah dipres kontrol kondisi diode lagi. Petunjuk : Ada diode yang bila rusak perlu diganti semua pelat pendinginnya. Gambar.4.5 Cara pelepasan Dioda Dari Braketnya 4.4.2. Pemeriksaan Stator Langkah kerja pemeriksaan Stator : 49 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Pemeriksaan hubungan singkat antara gulungan menggunakan Ohmmeter pada tiap ujung gulungan Pemeriksaan putus tidaknya gulungan menggunakan baterai dan lampu pada tiap ujung gulungan Lampu menyala ------------ baik Pemeriksaan hubungan singkat pada massa menggunakan tegangan bolak – balik 110 Volt dan lampu 15 Watt antara tiap ujung gulungan dengan pol stator Lampu tidak menyala -------- baik Gambar.4.6 Pemeriksaan Stator 4.4.3 Pemeriksaan rotor Langkah kerja pemeriksaan Stator : 50 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Pemeriksaan hubungan singkat antara gulungan menggunakan Ohmmeter Pemeriksaan putus tidaknya gulungan rotor dengan baterai dan lampu Lampu menyala ---------- baik 51 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Pemeriksaan hubungan singkat pada massa mengunakan tegangan bolak – balik 110 Volt dan lampu antara ujung gulungan dengan pol rotor Lampu tidak menyala --------- baik Pemeriksaan keausan dan keolengan rotor menggunakan dial indikator : y Batas keausan diameter cincin komutator sesuai manual y Batas keolengan cincin komutator 0,03 mm y Batas keolengan permukaan pol rotor 0,05 mm y Bila cincin komutator oleng atau tidak rata dapat diratakan dengan mesin bubut dengan syarat diameter masih sesuai manual y Bila keausan diameter tidak sesuai lagi dengan manual perlu diganti dengan cincin komutator yang baru y Lepas ujung – ujung gulungan rotor dari cincin komutator dengan solder 52 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Tarik cincin komutator dari poros rotor menggunakan traker Pres cincin komutator yang baru pada poros rotor menggunakan alat pres (ujung gulungan harus masuk di dalam cincin komutator !) Solder kembali ujung – ujung gulungan stator pada cincin komutator. Bila hasil solderan tidak rata, ratakan dengan mesin bubut. Lem ujung gulungan dengan pol rotor Gambar.4.7 Pemeriksaan Rotor 53 Universitas Mercubuana Tugas Akhir BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN Berdasarkan hasil study kasus dan perhitungan dari data yang penulis dapat menyimpulkan 1. Kondisi komponen electrical baik itu dari rangkaian maupun kualitas dari komponen sistim pengapian sangat mempengaruhi hasil dari sistim pengisian pada kendaraan 2. Dalam menyuplai arus pada sistim pengisian sangat berpengaruh terhadap penggerak utama mesin kendaraan terutama putaran mesin yang bersangkutan. 3. Ada tiga (3) syarat dalam suksesnya sistim pengisian pada kendaraan yaiiu : daya pemakai,kapasitas batere,dan daya alternator 4. Dalam perhitungan beban daya dan arus pemakai mengacu pada jumlah daya arus tetap di tambah jumalah daya arus tidak tetap sama dengan watt total pemakaian daya (PP = PP1 + PP2 –PP = ______________Watt) Arus pemakai (IP) = ----- IP = ______________Amper 14V 5. Dalam keberhasilan overhaoul dan assemblying komponen sistim pengisian sst (special tools) sangat di perlukan agar komponen yang di bongkar dan di pasang tidak rusak,untuk alat ukur elektronik dalam kondisi kalibrasi 5.2 Saran Selama kegiatan study kasus yang penulis lakukan terhadap Toyota kijang dengan mesin seri 5 K penulis mempunyai saran sebagai berikut : 1. Dalam melakukan pengambilan data, pada saat overhoul dan assembly sistim pengisian agar di perhatikan keselamatan kerja. 2. Disarankan untuk pengukuran beban arus dan suplai arus dari alternator agar posisi standard guna menghindari efek low charging atau over charging 54 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 3. Penambahan beban tidak tetap arus agar di perhatikan dengan selalu menghitung suplai arus utama dari alternator atau arus tetap DAFTAR PUSTAKA 55 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 1. BPM.Arends dan H.Berenshcot di terjemahkan oleh Umar Sukrisno,Motor Bensin,Jakarta : PT.Erlangga,1997. 2. Hino Indonesia MFG (2000), Enggine Texs Throuble shooting vol 1, Jakarta, Hino Motors Co Japan 3. Merc, Versi Basic 1999 , kumpulan spesifikasi,jakarta, PT.Stars Motors Jakarta 4. PT. Stars Motors Indonesia (2001), WhokshopSeminar, Jakarta, Mercedes Benz Truck and Bus 5. VEDC, Bahan Ajar Dan Training texs,panduan ajar SMK oleh VEDC Malang 20072008 6. http/www.trustmechanic.com/ 11 agustus 2008 7. http/www.modul smk.com/google 11 agustus 2008 8. Motor Plus, No.209/IV. Sabtu, 1 Maret 2003 9. Serial modifikasi elektrik : Mari Menghitung beban arus litrik kendaraan, Jakarta : Tabloid 10. Toyota stap 1 (1988),basic training,jakarta, PT.Toyota Astra Motor 11. Lampiran 56 Universitas Mercubuana Tugas Akhir DAFTAR LAMPIRAN 57 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 58 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 59 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 60 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Terminal alternator Regulator 61 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 62 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Brushless Alternator 63 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 64 Universitas Mercubuana Tugas Akhir 65 Universitas Mercubuana Tugas Akhir Alternator Kompak 66 Universitas Mercubuana
