motor starter

MOTOR STARTER

1.      Fungsi dan Jenis Motor Starter

Motor starter adalah motor yang digerakan oleh tenaga listrik. Motor starter merupakan bagian komponen dari mesin yang berfungsi untuk memutarkan poros engkol (Cranking) melalui roda gigi pada fly wheel (roda gaya), saat mau menghidupkan mesin.

 Pada saat ini motor starter yang digunakan pada mobil dapat dibedakan, antara lain :

a.       Motor starter jenis konvensional

b.      Motor starter jenis reduksi

c.       Motor starter jenis planetary

Berikut ini gambar rakitan Motor Starter :

a.       Jenis Konvensional

 

   Jenis Reduksi

 

c.       Jenis Planetary

 

2.      Nama dan Fungsi Komponen-komponen Motor Starter

2.1.Yoke & Pole Core (Rumah dan Inti besi medan magnet)

Yoke dibuat dari logam yang berbentuk silinder dan berfungsi sebagai tempat pole core yang diikat dengan sekrup. Pole core berfungsi sebagai penopang field coil dan untuk memperkuat medan magnet yang ditimbulkan oleh field coil.

2.2.Field Coil

Field coil dibuat dari lempengan tembaga, sedangkan fungsinya untuk membangkitkan medan magnet. Jumlah field coil biasanya empat.

2.3.Armature & Shaft

Armature terdiri dari sebatang besi yang berbentuk silindris dan diberi slot-slot (alur-alur), poros, komutator, serta komparan armature. Fungsi Armature adalah untuk merubah tenaga/energy listrik menjadi energi mekanik putar.

2.4.Brush (Sikat)

Brush terbuat dari tembaga lunak, dan berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari field coil ke armature coil langsung ke massa melalui komutator. Umumnya  starter mempunyai empat buah brush yang terdiri dari dua brush positif dan dua brush negative.

2.5.Armature Brake

Armature brake berfungsi sebagai pengerem putaran armature setelah lepas dari perkaitan dengan roda penerus.

2.6.Drive Lever ( Tuas Penggerak )

Drive lever berfungsi untuk mendorong pinion gear kearah posisi berkaitan dengan roda penerus, dan melepaskan perkaitan pinion gear dari perkaitan roda penerus.

                                                                                                                                                                                                                                   

2.7.Starter Clutch ( Kopling Starter )

Starter clutch berfungsi untuk memindahkan momen puntir dari armature shaft kepada roda penerus, sehingga dapat berp utar. Starter clutch juga berfungsi sebagai pengaman dari armature coil bilamana roda penerus cenderung memutarkan pinion gear.

2.8.Saklar Magnet ( Magnetic Switch )

Saklar magnet berfungsi untuk menghubungkan dan melepaskan pinion gear ke atau dari roda penerus sekaligus mengalirkan arus listrik yang besar pada sirkuit motor starter melalui terminal utama.

CARA KERJA MOTOR STARTER

1.    Pada saat Starter Switch ON

Apabila starter switch diputar ke posisi ON (terminal ST ON), maka arus baterai mengalir dari ST ke terminal 50 pada switch magnetic, ke hold in coil, terus ke massa. Selain itu juga mengalir ke pull in coil, ke field coil, ke armature terus ke massa. Dengan adanya aliran listrik itu, maka pada hold in coil dan pull in coil terjadi/membentuk gaya magnet dengan arah yang sama, karena arah arusnya sama.Pengaruh dari gaya magnet yang timbul, kontak plate (plunger) akan bergerak dan menghubungkan main switch (saklar utama), sehingga  terminal 30 (dari baterai) ke terminal C tersambung. Selanjutnya arus litrik mengalir ke field coil, ke armature, terus ke massa.

Disisi lain drive lever (tuas penggerak) bergerak menggeser starter clutch (kopling gigi pinion) untuk berhubungan dengan ring gear (roda gigi) pada fly wheel (roda penerus/roda gaya).

Untuk lebih jelasnya aliran listrik pada rangkaian starter pada posisi awal sesaat terminal ST tersambung, adalah sebagai berikut :

Baterai(+) -- >  terminal ST -->  terminal 50 --> hold in coil -- > massa

Baterai (+) - Terminal ST -terminal 50 -pull in coil – terminal C - field coil –armature – massa.

Oleh karena arus yang mengalir ke field coil pada saat ini masih relative kecil, maka armature berputar lambat dan memungkinkan perkaitan pinion gear dengan ring gear terjadi secara lembut. Pada keadaan ini kontak plate (saklar utama) belum menutup (belum berhubungan).

2.    Pada saat Pinion Berkaitan Penuh

 

Bila pinion gear sudah berkaitan penuh dengan ring gear, kontak plate akan mulai menutup penuh terhadap saklar utama. Pada saat ini arus litrik akan mengalir sebagai berikut :

Baterai--terminal ST--terminal 50 -- hold in coil--massa.

Baterai--saklar utama--terminal C--field coil –armature—massa

Seperti pada gambar di atas, di terminal C ada arus, maka arus dari pull in coil tidak dapat mengalir, akibatnya kontak plate ditahan oleh kemagnetan hold in coil saja. Bersamaan dengan itu arus yang besar akan mengalir dari baterai ke field coil ke armature ke massa melalui saklar utama (terminal 30 dan C).

Akibatnya starter dapat menghasilkan momen puntir yang besar yang mampu digunakan untuk memutarkan ring gear fly wheel dan poros engkol. Apabila mesin sudah hidup, akan terjadi sebaliknya yaitu ring gear akan memutarkan armature melalui pinion gear. Untuk menghindari kerusakan pada starter akibat hal tersebut, maka kopling starter dibuat sedemikian rupa, sehingga akan membebaskan dan melindungi armature dari putaran yang berlebihan.

3.    Pada saat Starter Switch (ST) OFF

 

Apabila saklar Starter (ST) dilepas berarti arus listrik OFF, dan saklar utama belum membuka (belum bebas dari kontak plate), maka aliran arusnya sebagai  berikut :

Baterai--terminal 30--saklar utama--terminal C--field coil--armature—massa

Oleh karena saklar starter (ST), OFF maka pull in coil dan hold in coil tidak mendapat arus dari terminal 50, melainkan dari terminal C. Sehingga aliran arusnya akan menjadi :

Baterai--Terminal 30--saklar utama – terminal C – Pull in coil – Hold in coil – massa.

Karena arus pull in coil dan hold in coil berlawanan maka arah gaya magnet yang dihasilkan juga berlawanan sehingga kedua-duanya saling meniadakan, hal ini mengakibatkan kekuatan pegas pengembalian pada plunger dapat mengembalikan kontak plate ke posisi semula. Dengan demikian drive lever menarik starter clutch dan pinion gear terlepas dari perkaitan

 

                          

sistem pengisian kendaraan

SISTEM PENGISIAN

(CHARGING SYSTEM)

Fungsi baterai pada automobile adalah untuk mensuplai kebutuhan listrik pada komponen-komponen yang membutuhkan energi listrik. Namun kemampuan / kapasitas baterai sangat terbatas. Sehingga tidak akan mampu mensuplai tenaga secara terus menerus tanpa pengisian. Oleh karena itu pada mobil diperlukan sistem pengisian (Charging system).

Komponen utama pada sistem pengisian terdiri dari : Alternator; dan regulator.

ALTERNATOR

Fungsi alternator adalah untuk merubah energi mekanik berbentuk putaran menjadi energi listrik. Prinsip kerja alternator sesuai dengan kaidah tangan kanan Fleming. Alternator pembangkit listrik, sebagaimana pembangkit listrik non kimia, besar kecilnya listrik yang dihasilkan sangat ditentukan oleh kondisi tiga faktor, yaitu : Jumlah lilitan (kumparan); jumlah garis-garis gaya magnet (fluxi); dan jumlah gerakan (putaran). Adapun yang bergerak bisa fluxi atau kumparan.

Alternator dapat menghasilkan energi listrik karena adanya sejumlah komponen yang bekerja sesuai dengan fungsinya. Komponen-komponen tersebut adalah :

Rotor yang menghasilkan medan magnet listrik; Stator yang menghasilkan arus listrik bolak balik; dan beberapa diode (rectifier) yang menyearahkan arus; Sikat-sikat (brush) yang mensuplai arus listrik ke rotor untuk menghasilkan medan magnet; bearing-bearing yang memungkinkan rotor berputar lembut; kipas untuk mendinginkan alternator; dan puli untuk tempat tali kipas penggerak rotor.

        

RAKITAN KOMPONEN ALTERNATOR

a.    Rotor

Rotor merupakan bagian yang berputar di dalam alternator, pada rotor terdapat kumparan rotor (rotor coil) yang berfungsi untuk membangkitkan kemagnetan. Kuku-kuku pada rotor berfungsi sebagai kutub-kutub magnet, dua slip ring yang terdapat pada poros rotor berfungsi sebagai penyalur listrik ke kumparan rotor.

b.   Stator

Stator merupakan bagian yang diam dan terdiri dari tiga kumparan yang pada salah satu ujung-ujungnya dijadikan satu yang dikenal sebagai hubungan “Y” atau bintang tiga fhase. Bagian tengah yang menjadi satu adalah pusat gulungan dan bagian ini disebut titik netral (neutral point) atau biasa disebut terminal “N”. Sedangkan pada bagian ujung kabel lainnya akan menghasilkan arus bolak-balik (AC) tiga phase.

c.    Rectifier (Diode)

Rectifier atau rakitan diode yang fungsinya menyearahkan arus bolak balik (AC) yang dihasilkan oleh stator coil menjadi arus searah (DC), selain itu juga mencegah arus balik dari baterai ke alternator.

d.   Kipas (Fan)

Fungsi kipas untuk mendinginkan diode dan kumparan-kumparan pada alternator.

e.    Puli (Pully)

Puli berfungsi untuk tempat tali kipas yang menghubungkan putaran dari puli poros engkol ke poros rotor

REGULATOR

Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa tegangan listrik yang dihasilkaan dari alternator sangat tergantung pada jumlah putaran rotor; banyaknya fluxi pada rotor; dan jumlah lilitan (kumparan) pada stator. Sedangkan putaran rotor akan mengikuti putaran mesin yang tentunya akan berubah-ubah. Sementara banyaknya Fluxi tergantung pada besar kecilnya jumlah arus litrik yang masuk ke kumparan rotor. Agar tegangan dan arus listrik yang dihasilkan alternator memberikan pengisian yang setabil, maka harus menggunakan Regulator. Jadi fungsi Regulator adalah mengatur besar-kecilnya arus listrik yang masuk ke dalam rotor coil, sehingga magnet listrik yang timbul pada rotor menjadi berbanding terbalik dengan putaran rotor coil. Akibatnya tegangan yang dihasilkan oleh alternator relatif konstan. Selain itu Regulator juga berfungsi mematikan lampu tanda pengisian.

Ada dua tipe regulator, yaitu tipe point (point type); dan tipe tanpa point (pointless type). Untuk tipe tanpa point juga biasa disebut tipe IC Regulator, karena terdiri dari integrated circuit.

 

CARA KERJA SISTEM PENGISIAN DENGAN REGULATOR               TIPE POINT

1.    Cara Kerja pada saat Kunci Kontak ON dan Mesin Mati

Bila kunci kontak diputar ke posisi ON, arus dari baterai akan mengalir ke rotor  dan menghasilkan magnet lirtrik. Pada waktu yang sama, arus baterai juga mengalir ke lampu pengisian (CHG) dan lampu jadi menyala.

Secara keseluruhan mengalirnya arus litrik sebagai berikut :

a.      Arus yang ke Rotor Coil

Terminal (+) baterai > fusible link > kunci kontak (IG Switch) > sekring >   terminal IG Regulator >  kontak point PL₁ >  point PL_o > terminal F regulator > terminal F alternator > brush  > slip ring > rotor coil > slip ring > brush  > terminal E alternator  > massa  bodi.

Akibatnya pada rotor timbul magnet yang disebut arus medan (field current).

b.      Arus ke Lampu Charge

Terminal (+) baterai > fusible link > saklar > kunci kontak IG >  sekering >  lampu CHG  > terminal L regulator > titik kontak Po >  titik kontak P₁>     terminal E regulator >  massa bodi.

Akibatnya lampu charge akan nyala.

2.    Cara kerja pada saat mesin hidup dari kecepatan rendah ke kecepatan sedang

Mesin hidup, rotor berputar, stator menghasilkan tegangan listrik. Tegangan listrik dari kutub N (netral) digunakan untuk voltage relay yang menyebabkan timbul magnet dan menarik titik kontak Po berhubungan dengan P₂, lepas dari P₁. Arus listrik dari terminal B mengontrol arus dari L, sehingga lampu CHG padam. Untuk lebih jelasnya aliran arus litrik pada masing-masing peristiwa sebagai berikut :

a.    Tegangan Neutral

Terminal N alternator – terminal N regulator – magnet coil dari voltage relay – terminal E regulator – massa bodi.

Akibatnya pada magnet coil dari votage reray akan terjadi kemagnetan dan dapat menarik titik kontak Po dari P₁, selanjutnya berhubungan dengan P₂. Akibatnya lampu pengisian CHG mati.

b.   Tegangan yang keluar (output voltage)

Terminal B alternator – terminal B regulator – titik kontak P₂ – titik kontak Po – magnet coil dari voltage regulator – terminal E regulator --  massa bodi. Akibatnya pada coil voltage regulator timbul kemagnetan yang dapat mempengaruhi posisi dari titik kontak PLo. Dalam hal ini PLo akan tertarik dari PL₁, sehingga pada kecepatan sedang PLo akan mengambang (lihat gambar).

c.    Arus yang ke rotor coil (Field Current)

Terminal B alternator – IG switch – fuse – terminal IG regulator – titik kontak PL₁ – kontak Plo – Resister R – Terminal F regulator – terminal F alternator – rotor coil – terminal E alternator – massa bodi.

Dalam hal ini jumlah arus/tegangan yang masuk ke rotor coil bisa melalui dua saluran.

۩ Bila kemagnetan di voltage regulator besar dan mampu menarik PLo dari PL₁, maka arus yang masuk ke rotor coil akan melalui resister R. Akibatnya arus akan kecil dan kemagnetan yang timbul di rotor coil pun kecil.

         ۩ Sedangkan kalau kemagnetan pada voltage regulator lemah dan PLo tidak tertarik dari PL₁, maka arus yang ke rotor coil akan tetap melalui PL₁ – Plo. Akibatnya arus tidak melalui resistor dan arus yang masuk ke rotor coil akan  normal kembali.

d.   Out put current

Terminal B alternator – baterai dan beban – massa bodi.

3.    Cara kerja pada saat mesin kecepatan sedang ke kecepatan tinggi

Bila putaran mesin bertambah, voltage yang dihasilkan oleh kumparan stator naik, dan gaya tarik dari kemagnetan kumparan  voltage regulator menjadi lebih kuat.

Dengan gaya tarik yang lebih kuat field current yang  mengalir ke rotor akan terputus-putus. Dengan kata lain gerakan titik kontak PLo dari voltage regulator kadang-kadang  membuat hubungan dengan PL₂. Akan tetapi pada sisi lain point Po selamanya tetap berhubungan dengan P₂, sebab tegangan N terpelihara dalam sisa Fluxi dari rotor.

Aliran arus yang terjadi pada kondisi ini sebagai berikut :

a.      Voltage Neutral (Tegangan Neutral)

Terminal N alternator --- terminal N regulator --- magnet coil dari voltage relay --- terminal E regulator --- masa bodi.

b.      Out put voltage

Terminal B alternator --- terminal B regulator –- point P₂ –- Point Po --- magnet coil dari N regulator --- terminal E regulator.

     Inilah yang disebut Out put Voltage

c.       Tidak ada arus ke Field Current (rotor coil)

Terminal B alternator --- IG switch --- fuse --- terminal IG regulator --- resistor R --- terminal F regulator --- terminal F alternator --- rotor coil ---atau --- point PLo --- point PL₂ ---ground (tanpa field current) --- terminal E alternator --- massa (F current).

Bila arus melalui resistor R --- terminal F regulator --- rotor coil --- massa, akibatnya arus yang ke rotor ada, akan tetapi bila PLo nempel ke PL₂ maka arus mengalir ke massa sehingga yang ke rotor coil tidak ada.

d.      Out put current

Terminal B alternator --- baterai/beban --- massa.