|
1. |
Fungsi sistem pengisian |
Mobil
dilengkapi dengan banyak bagian kelistrikan untuk alasan keamanan dan
kenyamanan. Sistem kelistrikan tidak saja diperlukan pada saat jalan tetapi
juga diperlukan pada saat berhenti.
Karena itu
diperlukan baterai sebagai catu daya dan sistem pengisian untuk seluruh
keperluan kelistrikan pada saat mesin hidup. Sistem ini menjamin ketersediaan
listrik serta pengisian kembali baterai.
|
2. |
Konstruksi sistem pengisian dan
aliran listrik |
Konstruksi
sistem pengisian
Sistem pengisian umumnya terbagi
dalam bagian seperti berikut :
|
|
|||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
Aliran listrik dalam sistem
pengisian |
|
||||||||||||||
|
Mari kita lihat aliran listrik
pada setiap posisi di dalam sistem pengapian. |
|
||||||||||||||
|
3. |
Fungsi alternator |
|
||||||||||||||
Alternator berperan besar dalam
sistem pengisian. Sebagai pembangkit listrik, penyearah arus,pengatur tegangan.
|
Pembangkit |
||
|
Meneruskan gerakan mesin ke pulley
lewat v ribbed belt ke rotor yang mempunyai daya elektromagnetik. Hal
ini menyebabkan mengalirnya arus listrik ke stator coil. |
||
|
Penyearah arus |
||
|
Stator coil menghasilkan listrik arus
bolak-balik (AC). Arus ini tidak bisa digunakan pada peralatan listrik yang
memerlukan arus searah( DC) yang terpasang di beberapa bagian kendaraan. Alat
penyearah arus akan bertugas mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. |
||
|
|
Pengatur tegangan |
|
|
IC Regulator mengatur tegangan
listrik yang dihasilkan menjadi konstan meski alternator berputar lebih cepat
sehingga arus yang masuk ke sistem kelistrikan berfluktuasi. |
||
DASAR-DASAR ALTERNATOR
|
1. |
Tiga fase arus bolak-balik |
Bila magnet
berputar dalam kumparan, akan menghasilkan tegangan diantara dua ujung
kumparan. Ini akan berkembang menjadi arus bolak-balik.
Hubungan antara
arus yang dihasilkan dalam kumparan dan posisi magnet ditunjukkan seperti dalam
gambar. Arus paling besar dihasilkan saat kutub magnet N dan S menutup kumparan.
Arus mengalir berlawanan arah pada setiap setengah lingkaran magnet. Perubahan
dari 360° di dalam gambar menunjukkan satu putaran dan perubahan nomor yang
terjadi pada setiap detik dinamakan frekwensi.
Untuk
menghasilkan listrik yang lebih efisien alternator menggunakan tiga kumparan
seperti ditunjukkan dalam gambar
Setiap kumparan A, B dan C menempati 120 secara terpisah.
Bila magnet berputar diantaranya arus bolak balik muncul dari setiap kumparan.
Gambar menunjukkan hubungan antara tiga set arus bolak balik dan magnet. Tiga
set arus listrik bolak-balik ini menunjukkan tiga fase arus listrik
bolak-balik. Umumnya alternator yang sudah modern menggunakan sistem tiga fase
arus bolak-balik ini.
|
2. |
Penyearah arus |
Mekanisme
penyearah dalam alternator
|
|
Konstruksi Bentuk rangkaian penyearah arus
pada alternator yang disebut rectifier .Untuk menselaraskan arus dari
sistem 3 fase ini digunakan 6 diode. Rangkaian penyearah arus ini dibuat
dalam rectifier holder seperti tampak dalam gambar. |
Fungsi
Bila
rotor membuat satu putaran di dalam stator koil ,daya listrik akan timbul pada
setiap koil seperti ditunjukkan di (a) ke (f) pada gambar 3. Pada keadaan (a)
listrik positif (+) timbul dari koil III
Arus
mengalir sebagai beban via diode 3 kemudian kembali ke koil II via diode 5.
Pada saat ini tidak ada arus yang melewati koil 1 .
Dengan
logika yang sama , pada keadaan (b) sampai (f) arus bolak-balik masing-masing
diselaraskan melalui 2 diode dan sejumlah beban arus listrik
akan mengalir dengan tegangan yang konstan.
Alternator
dengan Tegangan Titik Netral
Tegangan
titik netral
Alternator
konvensional memakai diode untuk mensearahkan 3 fase arus searah/ AC (Alternating
Current) ke arus bolak balik/ DC (Direct Current). Output
tegangannya yang timbul pada titik netral digunakan sebagai sumber daya untuk
mengisi relay lampu indikator peringatan. Diketahui bahwa rata-rata tegangan
pada titik netral adalah 1/2 dari output tegangan DC. Saat output arus mengalir
ke alternator, tegangan pada titik netral hampir DC, tetapi masih mengandung
sedikit AC.
Porsi AC adalah
induksi dari setiap fase dari mengalirnya output arus. Bila kecepatan
alternator bertambah dari 2.000 ke 3.000 rpm, nilai puncak dari porsi AC
melebihi output tegangan DC.
|
Ini artinya
dibanding dengan karakteristik output alternator tanpa diode titik netral,
output meningkat secara gradual, meningkat dari pertengahan 10 ke 15%, pada
keadaan normal kecepatan alternator sekitar 5.000 rpm. |
Rangkaian
dan Konstruksi
Untuk menambah variasi potensial pada titik netral ke
tegangan output DC dalam penggunaan alternator yang memakai diode titik netral,
dipasang 2 penyearah arus (rectifier) di antara output terminal (B) dan ground
(E) yang dihubungkan dengan titik netral. Diode ini dipasang pada pemegang
rectifier.
Mengatur
Pembangkit Listrik
|
|||
|
Pada umumnya
jumlah listrik yang dihasilkan bisa diubah dengan cara sebagai berikut : |
|
|
Peningkatan dan Penurunan daya
magnetik (rotor) |
|
|
Cepat dan lambatnya putaran magnet |
Ketika
metode ini dijalankan pada alternator kendaraan, kecepatan rotor tidak bisa
dikendalikan karena putarannya tergantung mesin. Dengan kata lain, yang bisa
diubah pada alternator kendaraan adalah daya magnetik (rotor). Sedangkan
mengubah jumlah arus listrik yang mengalir ke koil rotor (arus field)
akan mengubah gaya magnetik pula. IC Regulator mengatur jumlah listrik dalam
alternator dengan cara mengendalikan arus filed, jadi voltasenya
cenderung konstan menurut perubahan kecepatan perputaran rotor dan jumlah pemakaian
listrik (penambahan dan berkurangnya beban listrik).
Kendali
diri untuk arus output maksimum.
Karakteristik alternator adalah
aliran arus keluarnya hampir selalu konstan jika melebihi kecepatan tertentu
(kontrol diri).
Oleh karena
itu, ketika terjadi beban besar yang melebihi arus output maksimum voltasenya
akan turun. Karakteristik lainnya adalah bahwa output arusnya lebih kecil saat
panas dibanding ketika dingin. Hal ini karena nilai tahanan masing-masing
komponen berubah tergantung dari temperatur, meski kecepatannya tidak berubah.
PETUNJUK SERVIS:
|
|
Jika v-ribbed belt lepas,
kecepatan alternator akan menurun dan listrik yang dihasilkan juga menurun. Hal
ini tentu menyebabkan baterai tidak terisi.
|
|
|
|
Jika listrik yang dipakai lebih
besar dari yang dihasilkan, akan mengambil listrik dari baterai dan baterai
akan kosong. |
Control
out put
Kontrol
Output melalui IC Regulator
Berikut ini adalah penjelasan mekanisme mengapa IC regulator
mampu menjaga voltase tetap konstan dan bagaimana cara kerjanya berdasarkan
karakteristik yang dimilikinya. Sensor baterai, sebagai contoh
1. Berjalan
dengan normal
(1) Ketika
switch pengapian ON dan mesin berhenti
Ketika menghidupkan mesin, terdapat voltase baterai pada
terminal IG. Lalu, M·sirkuit (rangkaian) IC diaktifkan dan Tr1 aktif
menyebabkan rotor coil mengalirkan arus pusar. Pada saat ini listrik tidak
dibangkitkan, jadi regulator mengurangi pengosongan baterai sebanyak mungkin
dengan membuat Tr1 aktif dan mati secara bergantian. Saat ini terminal P
voltasenya 0 V dan M· IC menangkap keadaan ini dan mentransmisikan sinyal ke
Tr2 yang akan menyalakan lampu peringatan pengisian.
(2) Ketika
alternator membangkitkan listrik (ketika di bawah voltase yang dibangkitkan)
Mesin hidup dan kecepatan alternator meningkat, M·IC
mengaktifkan Tr1 supaya ada arus yang mengalir dan dengan spontan membangkitkan
voltase. Pada saat ini jika voltase pada terminal B melebihi voltase baterai,
listrik mengalir mengisi baterai dan dipasok ke alat listrik. Maka voltase
baterai pada terminal P naik. M·IC menangkap pembangkitan itu dan
mentransmisikan sinyal off pada Tr2 yang lalu mematikan lampu peringatan
pengisian.
(3) Ketika alternator
membangkitkan listrik (jika voltase di atas)
Jika Tr1 terus berlangsung, voltase Tr1 pada terminal B
naik. Lalu voltase pada terminal S melebihi voltase yang dibangkitkan, maka
M·IC akan menangkap kejadian ini dan mematikan Tr1. Akibatnya arus pusar di
rotor coil berkurang melalui dioda penyerapan tenaga elektromotif balik, D1 dan
voltase (yang dibangkitkan) pada terminal bakan menjadi turun. Lalu jika
voltase pada terminal S turun di bawah yang dibangkitkan, maka M·IC akan
menangkapnya dan menyalakan Tr1. Oleh karena itu arus pusar pada rotor coil
naik dan voltase (yang dibangkitkan) pada terminal B akan naik juga. IC
regulator menjaga voltase pada terminal S (voltase terminal batterai) tetap
konstan dengan mengulangi operasi di atas tersebut.
2. Berjalan
abnormal
(1) Ketika
rotor coil terbuka
Ketika alternator berputar, jika rotor coil berputar maka
akan menyebabkan alternator berhenti membangkitkan listrik dan voltase yang
keluar (output) di terminal P menjadi 0 V.
Ketika M·IC menangkap keadaan ini, maka dia akan merubah Tr2
menjadi menyala dan membuat lampu peringatan pengisian menyala sebagai indikasi
adanya ketidaknormalan.
(2) Ketika
rotor coil terputus
Ketika alternator berputar, jika rotor coil terputus maka
akan menyebabkan voltase terminal B mengalir ke terminal F dan arus listrik
yang sangat besar akan mengalir. Ketika M·IC menangkap keadaan ini, dia akan
mematikan Tr1 untuk melindungi dan menyalakan Tr2 pada saat bersamaan sehingga
lampu peringatan pengisian menyala untuk menandakan adanya gangguan.
(3) Ketika
terminal S terputus
Ketika alternator berputar dan terminal S dalam keadaan
terbuka, M·IC menangkap "tidak ada sinyal input dari terminal S"
untuk menyalakan Tr2 guna menyalakan lampu peringatan pengisian. Pada saat yang
sama pada M·IC, terminal B mengganti terminal S untuk menyalakan Tr1 sehingga
voltase terminal B menjadi voltase yang seharusnya (kira-kira 14 V), tujuannya
untuk melindungi dari lonjakan voltase yang tidak normal dari terminal B.
(4) Ketika
terminal B terputus
Ketika alternator berputar dan terminal B terbuka maka
pengisian baterai tidak terjadi, menyebabkan voltase baterai turun sedikit demi
sedikit (voltase pada terminal S). Hal ini menyebabkan IC regulator
meningkatkan arus pusar untuk membangkitkan listrik. Akibatnya voltase di
terminal B akan naik terus. Itulah sebabnya M·IC mengatur arus supaya voltase
pada terminal B tidak melebihi 20 V dan bisa melindungi alternator dan IC
regulator.
Ketika voltase pada terminal S menurun (kira-kira antara 11
V dan 13 V), M·IC menyatakan bahwa baterai tidak bisa diisi. Maka dia akan
menyalakan Tr2 supaya menyalakan lampu peringatan pengisian dan mengatur arus
pusar sehingga voltase pada terminal B turun seketika untuk melindungi
alternator dan IC regulator.
(5) Ketika
antara terminal F dan terminal E terputus
Pada saat alternator berputar dan terminal F dan E terputus,
voltase di terminal B turun dari terminal E lewat rotor coil tanpa melalui Tr1.
Akibatnya voltase output alternator menjadi berlebihan. Hal ini karena arus
pusar tidak diatur oleh Tr1 meskipun voltase terminal S melebihi voltase
seharusnya. Jika M·IC menangkap kejadian ini, dia akan menyalakan Tr2 dan
menyalakan lampu peringatan pengisian yang mengindikasikan adanya
ketidaknormalan.
Pemeriksaan
Pemeriksaan
Sistem Pengisian
1. Test
Tanpa beban ( periksa sirkuit pengisian dalam keadaan tanpa beban)
Dalam test tanpa beban, tegangan yang ditimbulkan berada
dalam keadaan konstan (voltase yang disetel) tetap di periksa, meskipun
kecepatan alternator diubah ketika beban listriknya minimum (maksimum 10A).
Tes tanpa beban dibutuhkan dalam keadaan arus listrik
yang keluar maksimum 10A. Bila lebih maka hasilnya membutuhkan nilai tertentu
sekalipun IC regulator bermasalah dan voltase yang disetel tidak bisa diperiksa
dengan benar.
Pada alternator tipe IC regulator, nilai voltase yang
disetel kira-kira 13.5V dan 15V (dalam kecepatan 2,000 rpm).
Jika hasil pengukuran di luar nilai yang ditentukan, akan
terjadi masalah di alternator. Jika nilainya lebih tinggi dari batas maksimum, dipastikan
masalahnya ada di IC regulator. Sedangkan jika nilainya di bawah batas minimum,
masalahnya ada di komponen alternator, kecuali pada IC regulator.
2. Tes beban
(Pemeriksaan sirkuit pengisian dengan beban)
Dalam tes beban, ketika beban listrik dimulai, alternator
bisa mengeluarkan arus menurut beban yang diperiksa dengan mengukur arus yang
keluar.
Yang penting dalam test ini adalah menggunakan beban
sebanyak mungkin.
Jika beban listrik tidak cukup meskipun alternator dalam
keadaan normal, kemungkinan tidak akan bisa mencapai lebih dari 30A (mesin
dalam kecepatan 2000 rpm).
Oleh karena itu, jika pengeluaran arus maksimum 30A maka
penting untuk menambah beban listrik dan memeriksanya lagi. Jika hasil
pengukuran kurang dari nilai yang ditentukan maka alternator dikatakan salah.
Pada masalah ini malfungsi terjadi pada komponen yang berfungsi meningkatkan
atau menyearahkan arus.
PETUNJUK:
Meskipun hasil pengukuran melebihi 30A, tenaga maksimum
tidak selalu keluar. Laju tenaga maksimum bisa dicari dengan mengukur batas
arus yang ditentukan dimana voltase tetap konstan dan kecepatan mesin sekitar
2.000 rpm dan beban listrik meningkat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar