Perkembangan teknologi yang
sangat pesat termasuk di bidang otomotif, memicu diproduksinya
kendaraan-kendaraan yang dilengkapi dengan fitur-fitur yang canggih. Namun
demikian masih ada saja masyarakat yang menggunakan kendaraan-kendaraan dengan
teknologi yang masih konvensional. Oleh karena itu, teknologi konvensional
harus tetap dipelajari karena sebagai seorang mekanik tetap harus mampu
menangani kendaraan yang masih menggunakan teknologi konvensional. Pengguna
kendaraan teknologi konvensional ini tentu mempunyai pemikiran tersendiri
berkaitan dengan kendaraan yang mereka pakai, murah harganya, murah suku
cadangnya, mudah, tidak memerlukan alat yang canggih dan mahal untuk
merawatnya. Hal inilah yang menjadi pertimbangan mengapa teknologi yang
konvensional tetap masih dipelajari agar kemampuan mekanik menangani kendaraan
tidak diragukan lagi. Sistem pengapian (ignition system) pada kendaraan
berfungsi untuk menghasilkan percikan api pada busi guna membakar campuran
bahan bakar di dalam silinder dengan metode merubah tegangan listrik 12 Volt –
14 Volt menjadi 20.000 Volt – Volt, dan mengalirkan ke busi sehingga terjadi
percikan api pada busi. Sistem pengapian (ignition system) merupakan salah satu
dari tiga syarat utama yang menyebabkan mesin bensin (gasoline engine) dapat
dihidupkan, disamping ketersediaan bahan bakar yang cukup dan tekanan kompresi
pada mesin kendaraan yang memadai. Sistem pengapian (ignition system) merupakan
sistem kelistrikan pada kendaraan yang dikategorikan sebagai sistem kelistrikan
mesin (engine electrical system). Disebut sebagai sistem pengapian konvensional
(conventional ignition system) karena teknologi ini diaplikasikan pada
kendaraan-kendaraan keluaran awal. Untuk kendaraan-kendaraan modern saat ini
sudah tidak lagi menggunakan sistem pengapian konvensional, namun sudah
mengaplikasikan sistem pengapian yang memanfaatkan komponen-komponen
elektronik.
A. Sistem Pengapian Konvensional
pada Mesin Kendaraan
Sistem
pengapian (ignition system) yang digunakan pada kendaraankendaraan keluaran lama
masih mengaplikasikan sistem konvensional, yaitu memanfaatkan kontak platina (breaker
point) sebagai alat untuk memutus hubungkan aliran arus primer pada sistem. Selain
menggunakan platina, pada sistem pengapian konvensional juga menggunakan komponen
spesifik lain, yaitu kondensor. Kondensor atau kapasitor memiliki fungsi untuk mengeliminasi
terjadinya percikan bunga api listrik pada permukaan platina, sehingga platina
memiliki masa pakai lebih lama (awet).
Kondisi
putus-hubung pada rangkaian arus primer akan menimbulkan induksi listrik tegangan
tinggi pada koil pengapian (ignition coil). Arus listrik bertegangan tinggi
yang dihasilkan oleh koil pengapian selanjutnya didistribusikan ke masingmasing
busi oleh distributor sesuai dengan FO (firing order) mesin bersangkutan.
B. Komponen
dan Cara Kerja Sistem Pengapian Konvensional
1. Baterai
(battery)
Dalam
konteks sistem pengapian (ignition system), beterai memiliki fungsi memberi
atau mensuplay kebutuhan energi listrik untuk mengoperasikan komponen sistem
pengapian pada saat mesin kendaraan dihidupkan. Baterai mensuplay arus primer
12 volt yang dialirkan pada jalur primer sistem pengapian (beterai - fusible
link - kunci kontak - kumparan primer koil - platina - massa). Posisi
penempatan baterai pada masing-masing kendaraan berbeda- beda sesuai dengan
konstruksi kendaraan bersangkutan, yang terpenting diletakkan sejauh mungkin
dari ruang pengemudi maupun ruang penumpang dan sedekat mungkin dengan mesin.
2. Kunci
kontak (ignition switch)
Kunci
kontak pada sistem pengapian berfungsi untuk memutus atau menghubungkan arus
dari baterai ke sistem pengapian. Selain itu kunci kontak juga berfungsi untuk
mematikan mesin, karena dengan tidak aktifnya sistem pengapian maka mesin tidak
akan hidup karena tidak ada yang memulai pembakaran pada ruang bakar (motor
bensin). Kunci kontak biasanya terletak di bawah roda kemudi, pada jenis
kendaraan terbaru ada yang tanpa kunci kontak (key less) hanya dilengkapi
remote control. Posisi atau letak kunci kontak pada kendaraan dapat dilihat
pada gambar di bawah.
Kunci
kontak pada kendaraan terdiri dari empat terminal yang satu sama lain dapat
saling dihubungkan menggunakan anak kuncinya. Terminal-terminal pada kunci
kontak diantaranya terminal B yang dihubungkan dengan terminal positif baterai
melalui fusible link. Terminal ACC dihubungkan dengan sistem aksesoris yang ada
pada kendaraan. Terminal IG dihubungkan dengan sistem pengapian pada kendaraan.
Kemudian terminal ST dihubungkan dengan sistem starter pada kendaraan. Prinsip
kerja kunci kontak dalam konteks sistem pengapian, ketika posisi OFF maka akan
memutus arus listrik dari baterai menuju ke semua sistem kelistrikan pada
kendaraan, termasuk supply kelistrikan kepada sistem pengapian. Kemudian ketika
kunci kontak pada posisi ON maka akan menghubungkan arus listrik dari baterai
menuju ke semua sistem kelistrikan pada kendaraan, termasuk sistem pengapian,
terkecuali sistem starter. Kemudian ketika kunci kontak posisi START maka hanya
menghubungkan arus listrik dari baterai menuju sistem starter dan sistem
pengapian saja.
3. Koil
pengapian (ignition coil)
Koil
pengapian (ignition coil) pada sistem pengapian kendaraan merupakan sebuah
komponen yang dapat menaikkan tegangan input atau sebuah trafo. Sistem
pengapian membutuhkan koil pengapian karena untuk dapat menghasilkan percikan
pada elektroda busi dibutuhkan tegangan yang sangat tinggi (20.000 Volt s/d
30.000 Volt), sementara yang tersedia pada baterai adalah arus listrik yang
bertegangan 12 Volt. Sehingga untuk menaikkan tegangan ribuan volt dibutuhkan
koil pada sistem pengapian kendaraan. Koil pengapian biasanya diletakkan dekat
dengan mesin kendaraan, dengan tujuan bentangan kabel tegangan tinggi tidak
terlalu panjang. Kabel tegangan tinggi menghubungkan antara koil dan
distributor yang posisinya menempel pada mesin.
Prinsip
kerja koil pengapian (ignition coil) pada sistem pengapian adalah menaikkan
tegangan beterai 12 Volt menjadi tegangan pengapian sebesar 20.000 Volt –
30.000 Volt. Koil (coil) tersusun dari lilitan/gulungan kawat penghantar primer
dan lilitan/gulungan kawat penghantar sekunder. Lilitan (coil) primer memiliki
diameter kawat penghantar yang besar dan pendek, sedangkan lilitan sekunder
memiliki diameter kawat penghantar yang kecil/ lembut dan panjang. Besar
kecilnya tegangan listrik yang dapat diinduksikan oleh koil tergantung
perbandingan antara lilitan primer dan lilitan sekunder ini.
4.
Distributor (distributor)
Distributor
(distributor) memiliki fungsi untuk membagi arus listrik bertegangan tinggi
yang dibangkitkan oleh koil pengapian dan akan didistribusikan ke masing-masing
busi (spark plug) pada setiap silinder mesin sesuai dengan FO (firing order)
pengapian. Distributor unit terdiri dari sebuah poros yang diputar oleh mesin
melaui poros nok, rotor yang dipasang pada ujung poros dan berputar bersama
poros distributor, serta sebuah tutup distributor yang terdapat titik-titik
terminal sebagai dudukan ujung kabel tegangan tinggi menuju masing-masing busi.
Unit distributor merupakan satu kesatuan antara distributor, platina,
centrifugal advancer, vacuum advancer dan oktan selector, yang masingmasing
komponen tersebut memiliki fungsi yang spesifik dan bekerja saling mendukung
untuk mendapatkan performa mesin kendaraan yang optimal.
Prinsip
kerja distributor adalah membagi arus tegangan tinggi ke masingmasing busi
kendaraan dengan urutan pengapian sesuai dengan firing order mesin
bersangkutan. Arus listrik tegangan tinggi dari koil diterima oleh terminal
tengah yang ada pada tutup distributor dan disalurkan secara bergantian oleh
rotor terhadap masing-masing busi melalui terminal bagian tepi pada tutup
distributor.
5. Kontak
pemutus (breaker point)
Kontak
pemutus (breaker point) atau yang lebih populer dengan sebutan platina memiliki
fungsi untuk memutus-hubungkan aliran arus primer pada jaringan sistem
pengapian. Pada saat pemutusan arus primer akan terjadi induksi arus
bertegangan tinggi pada koil pengapian. Kondisi putus hubung terjadi
berulang-ulang selama mesin dinyalakan. Kontak pemutus (breaker point) terletak
di dalam distributor, dipasang di atas breaker plate atau bahasa bengkelnya
piringan platina/dudukan platina. Kontak pemutus (breaker point) dalam bahasa
bengkel disebut dengan platina. Posisi kontak pemutus (breaker point) dapat
dilihat pada gambar dibawah.
Prinsip
kerja dari kontak pemutus (breaker point) adalah mengubah gerak putar poros
distributor menjadi gerakan buka tutup pada kedua permukaan platina, gerakan
buka- tutup ini sebagai saklar yang selalu akan memutushubungkan jaringan
kelistrikan primer dari sistem pengapian. Sebagai efek dari pemutusan rangkaian
primer dengan tiba-tiba akan bangkit arus tegangan tinggi pada kumparan
sekunder koil pengapian.
6.
Kondensor/kapasitor (condensator/capasitor)
Kondensor/kapasitor
(condensator/capasitor) pada sistem pengapian memiliki fungsi untuk menyerap
arus listrik pada saat platina terbuka, sehingga kecepatan pemutusan arus lebih
tinggi dan induksi tegangan tinggi dari koil meningkat. Kondensor terletak
menempel pada bodi distributor, kabel kondensor dihubungkan dengan kabel dari
koil (-). Letak kondensor dapat dilihat pada gambar di bawah.
Prinsip
kerja kondensor/kapasitor (condensator/capasitor) seperti halnya prinsip kerja
baterai. Kondensor akan menyimpan arus listrik dalam durasi waktu yang sangat
singkat, yaitu selama platina membuka, ketika platina menutup arus yang tersimpan
akan dikeluarkan kembali. Oleh karena itu dengan adanya kondensor dapat
mencegah kemungkinan terjadinya percikan bunga api listrik pada permukaan
platina ketika platina mulai membuka, sehingga platina lebih awet.
7. Bobot
pemaju saat pengapian (centrifugal advancer)
Bobot
pemaju saat pengapian (centrifugal advancer) memiliki fungsi untuk memajukan
saat pengapian terutama pada saat putaran mesin (rpm) tinggi. Centrifugal
advancer ini merupakan komponen mekanis yang terdiri dari dua bobot sentrifugal
yang dipasangkan pada unit distributor di bawah plat dudukan platina.
Prinsip
kerja dari centrifugal advancer adalah memajukan saat pengapian dengan
memanfaatkan gaya sentrifugal yang bekerja pada bobot sentrifugal. Semakin
tinggi putaran poros distributor semakin tinggi gaya sentrifugal yang timbul.
Besarnya sudut pengapian yang diajukan berbanding lurus dengan besarnya gaya
sentrifugal yang terjadi.
8. Vakum
pemaju saat pengapian (vacuum advancer)
Vakum
pemaju saat pengapian (vacuum advancer) adalah komponen dari sistem pengapian
yang memiliki fungsi untuk memajukan pengapian terutama pada saat kevakuman
pada intake manifold tinggi. Kondisi ini dominan terjadi pada saat katup gas
posisi menutup atau pada saat putaran mesin (rpm) rendah. Komponen vacuum advancer
menjadi satu kesatuan dengan unit distributor. Vacuum advancer terdiri dari
sebuah ruangan yang disekat oleh lembaran membran, satu ruangan dihubungkan
dengan intake manifold menggunakan selang dan ruangan yang lain dihubungkan
dudukan platina menggunakan mekanisme batang penarik. Prinsip kerja dari vacuum
advancer adalah memanfaatkan kevacuuman yang terjadi pada intake manifold untuk
menggeser dudukan platina agar terjadi pemajuan saat pengapian. Kevacuuman
terjadi karena katup gas dalam kondisi menutup, kevacuuman yang terjadi menarik
membran pada ruang vacuum, membran menarik batang penarik yang dihubungkan
dengan plat dudukan platina di dalam distributor.
9. Kabel
tegangan tinggi (high tension cord)
Kabel
tegangan tinggi (high tension cord) pada sistem pengapian memiliki fungsi untuk
mengalirkan arus listrik bertegangan tinggi dari koil pengapian menuju terminal
tengah pada tutup distributor, dan dari terminal tepi pada tutup distributor
menuju ke masing-masing busi. Jumlah kabel tegangan tinggi pada setiap
kendaraan berbeda-beda sesuai dengan jumlah silindernya. Mesin empat silinder
menggunakan lima buah kabel tegangan tinggi dan mesin enam silinder menggunakan
tujuh buah kabel tegangan tinggi.
Prinsip
kerja kabel tegangan tinggi (high tension cord) pada sistem pengapian adalah
mengalirkan arus listrik bertegangan tinggi dari koil pengapian menuju
distributor dan dari distributor menuju masing-masing busi.
10.
Busi/pemantik api (spark plug)
Busi (spark
plug) merupakan komponen sistem pengapian yang memiliki fungsi untuk
memercikkan bunga api listrik di dalam ruang bakar mesin. Bunga api listrik
harus mampu memercik di dalam ruang bakar bertekanan tinggi karena adanya
langkah kompresi. Untuk memenuhi hal ini maka dibutuhkan arus listrik
bertegangan tinggi.
Prinsip
kerja busi (spark plug) pada sistem pengapian kendaraan adalah memercikkan
bunga api listrik di dalam ruang bakar mesin kendaraan. Bunga api akan
terpercik pada celah diantara elektroda pusat yang dihubungkan dengan kabel
tegangan tinggi dengan elektroda tepi yang dihubungkan dengan massa. Besar
kecilnya celah elektroda ini sangat berpengaruh terhadap kualitas percikan
bunga api listrik.
C. Pengkabelan
Sistem Pengapian Konvensional
Sistem
pengapian konvensional pada unit kendaraan ringan terdiri dari beberapa
komponen yang satu sama lain dihubungkan membentuk suatu rangkaian.
Komponenkomponen dari sistem pengapian konvensional diantaranya baterai
(battery), kunci kontak (ignition switch), koil pengapian (ignition coil),
distributor (distributor), kontak pemutus (breaker point), kondensator
(condensator), kabel tegangan tinggi (high tension cord) dan busi (spark plug).
Rangkaian dari komponen-komponen tersebut dapat diilustrasikan seperti gambar
di bawah ini.
Rangkaian
dari komponen-komponen sistem pengapian konvensional pada unit kendaraan ringan
dapat dilihat pada pengkabelan (wiring diagram) sebagai berikut.