KELISTRIKAN MOBIL STARTER

 

Karena mesin tidak dapat di-start sendiri, maka diperlukan daya dari luar untuk membangkitkan tenaga pertama kali. Untuk men-start mesin, motor starter memutar crankshaft via ring gear.
Starter diperlukan untuk membangkitkan tenaga yang besar dari sumber tenaga yang kecil (baterai) .Untuk itulah diperlukan tenaga listrik arus searah dari motor untuk menggerakkan starter.
Untuk men-start mesin crankshaft harus berputar lebih cepat dari putaran minimum. Putaran minimum crankshaft ini berbeda satu dengan yang lain tergantung kondisi, konstruksi, dan cara kerja mesin. Tetapi umumnya sekitar 40 sampai 60 rpm untuk mesin berbahan bakar bensin dan 80 sampai 100 rpm untuk mesin diesel.

*Motor seri *DC (direct current)
Motor seri DC terdiri dari kumparan medan dan armatur yang dihubungkan secara seri, motor ini dipakai untuk membangkitkan torsi maksimum bila starter mulai berputar.

TYPE STARTER

Tipe Reduksi   Starter tipe reduksi meningkatkan torsi dengan mengurangi kecepatan putaran armatur melalui roda gigi reduksi.     Roda gigi pinion terletak pada sumbu yang sama dengan armatur dan berputar dalam kecepatan yang sama. Tuas penggerak dihubungkan dengan plunyer switch magnet untuk mendorong roda gigi pinion dan agar terhubung dengan ring gear.     Tipe Planetary   Starter tipe planetary memakai roda gigi planet untuk mengurangi kecepatan putaran armature. Roda gigi pinion terhubung dengan ring gear via tuas penggerak seperti pada tipe konvensional.     Motor tipe planetary reduction-segment conductor (PS)   Motor tipe planetary reduction-segment conductor (PS) men-start memakai magnet permanent dalam kumparan medannya. Mekanisme pertautan dan pelepasannya (engagement/disengagement) bekerja dengan cara yang sama dengan tipe planetary . KARAKTERISTIK STARTER     Karakteristik motor DC seri arus searah       Hubungan antara kecepatan starter , torsi dan arus     Sirkuit motor pada dasarnya terdiri hanya dengan koil. Nilai hambatan di dalam sirkuit sangat kecil karena hanya nilai hambatan koil yang ada dalam sirkuit. Sesuai dengan hukum Ohm nilai arus meningkat bila tegangan baterai ( 12 V) konstan dan nilai hambatan kecil. Maka arus mengalir ke starter dalam jumlah besar, dan torsi maksimum timbul saat setelah starter mulai berputar. Karena motor dan generator mempunyai konstruksi yang sama, arah gaya lawan elektromotif timbul bila motor berputar, sehingga mempengaruhi arus untuk mengalir dengan lembut. Karena gaya lawan elektromotif menjadi lebih besar saat kecepatan starter meningkat, arus masuk motor menjadi lebih kecil , torsi dan arus masuk berkurang. REFERENSI:   Ratio ring gear ke gigi pinion starter kurang lebih 1:10 sampai 1:15. Output menjadi rendah sesaat setelah starter mulai berputar karena torsi besar dan kecepatan starter rendah, tetapi output meningkat ke tingkat maksimum sesuai dengan perubahan torsi dan kecepatan starter , kemudian menurun. Output mengikuti kurva seperti ditunjukkan dalam gambar sesuai dengan perubahan torsi dan kecepatan starter.     Hubungan antara arus dan tegangan.   Bila starter mulai bergerak tegangan terminal baterai menurun karena arus mengalir dalam jumlah besar. Bila arus yang mengalir dalam jumlah besar maka hambatan internal baterai tidak bisa diabaikan. Sesuai dengan hukum Ohm tegangan turun lebih besar bila nilai arus lebih besar. Penurunan tegangan berkurang saat aliran arus berkurang dan tegangan baterai kembali normal.   KONSTRUKSI STARTER TYPE REDUKSI 1. Switch Magnet Switch magnet bekerja sebagai switch utama untuk mengatur arus masuk ke motor penggerak dan mengontrol roda gigi pinion dengan mendorong dan menariknya. Pull in coil dibungkus dengan kabel yang lebih tipis daripada hold in coil dan daya magnet dari pull in coil lebih besar dari pada daya magnet dari hold in coil. 2. Armature dan ball bearing Armature membangkitkan daya gerak putar dan ball bearing menopang putaran kecepatan tinggi dari armature. 3. Yoke sub-assembly Yoke sub assembly menghasilkan medan magnet yang dibutuhkan motor untuk bekerja. Cara kerja yoke sub-assembly ini seperti field coil.  Field coil dihubungkan dengan armatur coil secara seri.     4. Sikat dan Pemegang Sikat Sikat menekan komutator armatur dengan pegas sikat, membuat arus dari koil ke armatur pada arah yang tetap. Sikat ini terbuat dari paduan karbon dan tembaga, yang mempunyai daya konduksi tinggi dan tidak gampang aus. Pegas sikat menekan pada permukaan putaran armatur dan menahan putaran armatur tepat saat starter berhenti dengan menekan sikat.   PETUNJUK: Pegas sikat yang lemah bisa membuat kontak listrik antara sikat dan komutator menjadi lemah . Ini membuat hambatan yang berlebihan dan mengakibatkan suplai arus ke motor berkurang . . 5. Roda gigi reduksi Roda gigi reduksi meneruskan daya putar motor ke roda gigi pinion dan meningkatkan torsi dengan melambatkan putaran motor sedemikian rupa. Dengan rasio 1/3-1/4 dan roda gigi ini mempunyai overrunning clutch yang dibuat secara built-in. 6. Overrunning clutch   Overrunning clutch meneruskan putaran motor ke mesin via roda gigi pinion.. Overrunning clutch berfungsi untuk mencegah starter rusak karena putaran yang berlebihan. 7. Roda gigi pinion dan helical splines Roda gigi pinion dan ring gear meneruskan daya putar starter ke mesin dengan pengikatan satu dengan lainnya . Helical splines mengubah daya berputar dari motor ke tuas pinion dan sedemikian rupa menopang pertautan/pelepasan roda gigi pinion   STARTER KONVENSIONAL   1. Konstruksinya dibedakan antara tipe konvensional dan tipe reduksi   2. Pertautan dan pelepasan roda gigi pinion    (1) Switch Magnetik Konstruksi switch magnetik dari tipe konvensional pada dasarnya sama dengan tipe reduksi.  Betapa pun tipe ini mendorong plunyer untuk bertautan dan melepaskan dari roda gigi pinion, begitu pula tipe reduksi bekerja dengan prinsip yang sama.  (2) Tuas Penggerak Tuas penggerak meneruskan gerakan dari switch magnetik ke roda gigi pinion. Dengan tenaga gerakan ini gigi pinion bertautan dan melepaskan dirinya dengan ring gear.  (3) Pegas Penggerak Pegas penggerak dibuat di dalam tuas penggerak atau dalam switch magnetik. Pegas penggerak pada tipe konvensional bekerja dengan prinsip kerja yang sama dengan pegas pembalik pada tipe reduksi 3. Mekanisme penurunan kecepatan Lantaran tipe konvensional dapat menghasilkan puntiran yang cukup untuk men-start mesin dengan bentuk armature yang besar, mekanisme pengurangan kecepatan pada tipe ini tidak lagi diperlukan. Dengan alasan ini armature dihubungkan langsung ke roda gigi pinion. 4. Mekanisme Rem    (1) Umum Beberapa tipe konvensional dilengkapi dengan mekanisme pengereman, dengan menghentikan putaran motor bila mesin gagal dihidupkan. Mekanisme ini juga mengontrol kecepatan tinggi motor sesaat setelah mesin hidup.   REFERENSI: Tipe konvensional atau tipe reduksi tidak dilengkapi dengan mekanisme pengereman antara lain karena alasan:   Armature ringan dan lambat. Tekanan dari sikat cukup besar.   Kecepatan reduksinya menyebabkan gesekan.   Namun ada banyak starter ukuran besar ( tipe 24 V) yang dilengkapi mekanisme pengereman elektrik.    STARTER TYPE PLANETARY 1. Perbedaan konstruksi antara tipe planetary dan tipe reduksi serta tipe konvensional (gambar di samping)   2. Pertautan/pelepasan roda gigi pinion     Pegas penggerak (drive spring) Drive spring dibuat built in dalam  switch magnet. Drive spring bekerja dengan cara yang sama dengan tipe reduksi dan tipe konvensional . PETUNJUK: Switch magnetik dan drive lever bekerja dengan cara yang sama seperti tipe konvensional. Starter PS (Planetary reduction-Segment conductor motor) 1. Field coil Sebagai ganti field coil yang dipakai dalam starter konvensional , starter PS (Planetary Reduction-Segmen Conductor motor) memakai 2 tipe magnet permanen: magnet utama dan interpolar magnet. Magnet utama dan interpolar magnet diatur bergantian dalam yoke. Ini membuat fluks magnetik timbul antara magnet utama dan interpolar magnet, sehingga menambah daya magnet dari magnet utama. Selain meningkatkan jumlah fluks magnetik, konstruksinya dapat memperpendek bentuk yoke.         2. Armature Sebagai ganti kabel konduktor berbentuk melingkar  pada starter konvensional, starter PS (Planetary reduction-Segment conductor motor) memakai bentuk konduktor persegi. Dengan konstruksi pada tipe ini, konduktor persegi bisa meningkatkan kondisi yang sama dengan konduktor kabel berbentuk gulungan, tetapi tanpa meningkatkan massa. Hasilnya output pada coil armature berfungsi sebagai komutator, dan panjang starter PS menjadi pendek.