sistem pengisian mesin diesel kama 5k tugas akhir program studi
advertisement
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 i iii 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. viii 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 ix 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. 3 Manfaat .................................................................................. 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 x 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 xi DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Anggaran dana .............................................................................. xii 46 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 0 Gambar 2.24 perubahan 360 ....................................................................... 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 xiii 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 xiv 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. 1 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. 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. 5 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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) (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals Of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals Of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 bolakbalik 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) b. Kipas (Fan) Fungsi kipas untuk mendinginkan diode dan kumparankumparan 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals of Electricity Step 2) 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 (PT. Toyota Astra Motor Fundamentals Of Electricity Step 2) 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 bebanbeban 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 menyearahkan arus bolak-balik searah dapat dilakukan dengan 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 memotong garis-garis elektromagnet. gaya magnet Semakin cepat kumparan semakin kumparan besar 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 masingmasing 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 Gambar 2.25 Arus Bolak-Balik Tiga Phase (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) Gambar 2.26 Arus Bolak-Balik Tiga Phase (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) Gambar 2.28 Grafik Penyearahan (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 31 Gambar 2.30 Arus Kumparan (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 15 pada putaran tertentu sekitar 5000 rpm. sampai 32 Gambar 2.31 Voltage Wave Appearing At Neutral Point Under Load (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) Gambar 2.32 Arus Performance Characteristics (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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) (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) Gambar 2.34 Sirkuit Dan Konstruksi (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) Gambar 2. 36 Voltage Above 0 V (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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 (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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) (Sumber: New Step 2 Electrical Toyota) 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. 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) 39 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 (Sumber : Dokumentasi) 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 (Sumber : Dokumentasi) 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 (Sumber : Dokumentasi) 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 (Sumber : Dokumentasi) 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 01 02 03 04 05 06 07 08 Mesin KAMA Stater Dinamo Charger Ring gear Rantai Kunci Kontak Oli Mesin Fuse Box Keterangan Jumlah 1 Unit 1 Buah 1 Buah 2 Buah 1 Buah 1 Unit 1 Liter 6 Buah Harga (Rp)/ Unit 30.000 3.000 Harga (Rp) 1.500.000 500.000 500.000 80.000 50.000 100.000 30.000 18.000 47 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Fuse 10, 15, 20, Kabel Acesoris Soket Banana Soket Jantan Isolasi Cat Silver Cat merah Kuas 1” Tinner Baut 12 Baut 14 Baut 14 Timah Solder Terminal Baut Amplas Kabelti Silikon Red Lem Tribon Mega Cool Roda 12 Buah 2 Gulung 20 Buah 20 Buah 1 Buah 1 Kaleng 2 Kaleng 1 Buah 3 Kaleng 10 Buah 20 Buah 20 Buah 1 Gulung 8 Buah 3 Lembar 1 Bungkus 1 Buah 1 Buah 1 Buah 4 buah TOTAL 1.000 30.000 700 700 22.500 7.500 8.000 500 500 1000 1.000 7.000 20.000 12.000 35.000 14.000 14.000 6.000 16.000 45.000 8.000 24.000 10.000 10.000 20.000 15.000 8.000 21.000 18.000 23.000 28.000 25.000 80.000 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,-. 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 berubahubah. 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 48 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 Kelistrikan. PT.Toyota-Astra Motor. Wiranto Dan Komponen-Komponen Arismunandar. 2001. Pedoman untuk mencari Menjalankan Motor. Jakarta: PT. Pradnya Paramita. Yunan. 1999. ”Listrik Otomotif”. Bandung: PT.Angkasa. gangguan dan 51 LAMPIRAN 52 53
