engine car

PENGAPIAN

Prosedur Cara Kerja Sistem Pengapian

Sistem Pengapian

- Tujuan penggunaan system pengapian pada kendaraan adalah:

- Menyediakan percikan bunga api bertegangan tinggi pada busi untuk membakar campuran

  udara/bahan bakar di dalam ruang bakar engine.

Mengatur saat pengapian untuk mendapatkan unjuk kerja terbaik dari engine pada seluruh

kondisi kerja engine.

Gambar 1. Sistem Pengapian dengan Coil Pengapian Konvensional

Tegangan batere kendaraan biasanya 12 atau 24 volt, nilai yang terlalu rendah untuk dapat menghasilkan

percikan bunga api pada celah busi di dalam silinder yang bertekanan.

Sistem pengapian menghasilkan tegangan sekunder yang tinggi yang dapat mencapai 40.000 volt.

Batere atau alternator menyediakan sumber listrik yang diperlukan oleh rangkaian primer system pengapian

untuk menghasilkan medan magnet di sekeliling lilitan primer coil pengapian.

Kontak poin distributor atau perangkat sakelar elektronik lainnya mengendalikan pembentukan dan kolapnya medan magnet. Lilitan sekunder coil pengapian di bawah pengaruh medan magnet menghasilkan keluaran tegangan sekunder yang tinggi. Coil pengapian bekerja seperti transformator step-up.

Rotor, tutup distributor dan kabel tegangan tinggi mendistribusikan tegangan sekunder pada busi yang sesuai kebutuhan.

Ionisasi

Tegangan pembakaran menyebabkan celah percikan antara kedua elektroda busi menjadi penghantar listrik (yaitu “ionisasi) dan dengan demikian memungkinkan percikan bunga api melompat disepanjang celah. Percikan bunga api listrik mempunyai energi panas yang cukup untuk membakar campuran udara/bahan bakar yang kemudian akan terbakar secara menyeluruh dengan sendirinya.

Hal-hal yang Menentukan Diperlukannya Tegangan Tinggi

Tegangan pada lilitan sekunder meningkat sampai tegangan pada busi cukup kuat untuk meloncat (ionisasi) pada celah yang ada sehingga percikan bunga api terjadi pada celah busi, dan sebagian tenaga sekunder ini muncul dalam bentuk busur api yang akan membakar campuran udara/bahan bakar.

Tegangan yang diperlukan untuk menimbulkan percikan bunga api pada busi tergantung pada banyak hal

seperti:

a. Tekanan kompresi engine

b. Putaran engine

c. Perbandingan campuran bahan bakar.

d. Temperatur busi.

e. Celah busi.

Catatan:

Ionisasi – Tegangan yang sangat tinggi akan menyebabkan elektron pada suatu substansi bertahanan

tinggi bergerak bebas. Substansi ini yang kemudian disebut ‘konduktif’

Tegangan yang sebenarnya yang dihasilkan system sekunder ditentukan oleh kebutuhan busi.

Busi yang telah dipakai bisa jadi memerlukan sebanyak 5.000 volt dan lebih tinggi lagi pada busi yang baru, berkaitan dengan penambahan celah busi dan perubahan bentuk elektroda tengah yang terjadi akibat pemakaian.

Penyetelan kembali celah busi akan menurunkan kebutuhan tegangan kira-kira sama dengan busi baru, selama busi tidak mengalami kerusakan. Kebutuhan tegangan maksimum terjadi pada saat melakukan percepatan dari putaran rendah sampai 20.000 volt, Tegangan lebih rendah diperlukan saat kecepatan konstan (kecepatan jelajah) Misalnya 60 Km perjam 12.000 volt 100 Km per jam 18.000 volt.Lebih banyak tenaga diperlukan maka tegangan akan naik pada batas yang diperlukan untuk melakukan ionisasi pada celah busi. Tegangan pada putaran langsam adalah rendah – 5.000 – 8.000 volt. Kondisi engine ‘tidak ada pembakaran’ pertama terjadi pada putaran rendah, kondisi percepatan yang berat. Tegangan yang dibutuhkan akan melebihi tegangan maksimum yang diijinkan. Tegangan yang diperlukan 50.000 volt, yang tersedia 40.000 volt, maka tidak akan terjadi pembakaran.

Lamanya Percikan

Lamanya percikan pembakaran, atau panjangnya waktu loncatan bunga api listrik, menjadi sangat penting yang hubungannya dengan pengendalian gas buang.

Campuran kurus perlu untuk mendapatkan tingkat emisi gas buang yang rendah. Bagaimanapun juga dengan campuran kurus, jika lamanya waktu pembakaran tidak cukup, campuran tidak akan terbakar dengan baik. Lamanya waktu pembakaran harus berada antara 0,8 – 2 millidetik dengan arus antara 100 – 150 milliamper untuk mendapatkan pembakaran yang baik.

Banyak osiliskop produksi terakhir mempunyai sekala millidetik sehingga memungkinkan melakukan

pengukuran tersebut.

Gambar 2. Osiloskop Pola bentuk gelombang Sekunder tunggal

Energi – Energi Pembakaran dan Putaran Engine

Hasil penelitian menunjukkan pembakaran campuran udara/bahan bakar dan demikian juga dengan untuk kerja engine dapat dipengaruhi oleh jenis busi, saat pembakaran dan energi pembakaran.

Catatan:

Diperlukan kira-kira 0,2 millijoule (mJ) pada setiap pembakaran untuk membakar campuran udara/bahan

bakar dengan percikan bunga api. Campuran kurus dan gemuk memerlukan lebih dari 3 mJ.

Energi yang terdapat pada percikan bunga api tergantung pada energi yang tersimpan pada coil primer selama masa dwell (kontak poin dalam keadaan menutup), dan pada coil, semakin tinggi arus primer semakin tinggi pula tenaga keluarannya. Mungkin terjadi percikan dengan energi rendah dan hal ini tidak akan menghasilkan pembakaran.

Jika energi pembakaran yang tersedia tidak mencukupi, pembakaran tidak terjadi; campuran tidak dapat dibakar dan akan terjadi kegagalan pembakaran. Inilah sebabnya mengapa energi pembakaran yang cukup harus disediakan untuk menjamin bahwa, bahkan dalam kondisi eksternal yang paling buruk, campuran udara/bahan bakar selalu terbakar. Hal ini mencukupi untuk membakar sedikit uap gas yang mudah terbakar dan kemudian gas yang telah terbakar ini akan membakar seluruh campuran di dalam silinder, dengan demikian menghasilkan pembakaran bahan bakar.

Sistem pengapian modern sementara menghasilkan tegangan yang lebih tinggi, adalah lebih penting menghasilkan percikan bunga api dengan lebih banyak energi dalam bentuk yang lebih sederhana (nyala yang lebih besar).

Kebutuhan untuk menghasilkan energi yang besar maka arus pada lilitan primer adalah 7 – 8 amper. (Sistem Pengapian Energi Tinggi)

Saat Pengapian

Tegangan sekunder harus diteruskan pada seluruh kondisi kerja engine sehinga engine dapat menghasilkan tenaga maksimum.

Untuk mendapatkan tenaga engine maksimum, pembakaran harus dilakukan sebelum piston mencapai titik mati atas (TMA) pada saat langkah kompresi. Campuran bahan bakar akan disulut, mulai terbakar dan akan mencapai tekanan pembakaran maksimum setelah piston melampaui TMA. Piston kemudian akan ditekan ke bagian bawah silinder dengan tenaga penuh hasil pembakaran.

Pembakaran Normal

Pada saat piston bergerak ke atas pada langkah kompresi, percikan bunga api terjadi pada saat yang tepat untuk membakar campuran dan meneruskan proses pembakaran.