Sistem Pengapian

Sistem Pengapian

Sistem pengapian (ignition system) merupakan salah satu sistem yang ada pada sebuah kendaraan bermotor. sistem ini berfungsi merubah arus listrik DC 12 Volt yang diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi (10 KV atau lebih) untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi.

Sistem pengapian ini digunakan khusunya kendaraan berbahan bakar bensin. Hal ini disebabkan karena pada motor bensin, campuran bahan bakar dengan udara yang dikompresikan pada ruang bakar tidak bisa terbakar jika tidak ada percikan bunga api. Dengan demikian pada motor bensin diperlukan sistem pengapian agar dapat menghasilkan percikan bunga api busi melalui busi.Namun pada kendaraan berbahan bakar diesel, itu tidak memakai sistem pengapian karena udara yang dikompresi dapat menghasilkan panas yang tinggi, sehingga pada akhir kompresi diinjeksikan bahan bakar, maka langsung dapat terbakar oleh panas yang dihasilkan oleh udara yang dikompresi tersebut.
komponen sistem pengapian secara umum sebagai berikut; baterai, kunci kontak, koil, platina, kondensor, distributor, busi.

Fungsi dari masing-masing komponen pengapian konvensional yaitu:

1. baterai berfungsi sebagai sumber arus tegangan rendah

2. Kunci Kontak berfungsi sebagai pemutus dan penyambung arus dari baterai ke koil pengapian

3. Koil berfungsi sebagai pembangkit arus tegangan tinggi sekitar 15.000 - 20.000 volt

4. Platina berfungsi sebagai pemutus arus dan penghubung arus primer dari negatif koil ke massa

5. Kondensor berfungsi sebagai penyerap terjadinya loncatan bunga api pada celah platina, serta berfungsi memperkuat kemagnetan pada lilitan primer setelah platina menutup.

6. Distributor berfungsi sebagai pengatur aliran tegangan tinggi ke masing-masing busi sesuai dengan urutan pengapian (Firing Order)

7. Busi berfungsi untuk menghasilkan percikan bunga api pada ruang bakar.

Apa Sih Beda Mesin DOHC dan SOHC

KETIKA pabrikan mobil meluncurkan mobil baru, pada brosurnya selalu tertulis spesifikasi mesin yang digunakan. Umumnya tulisan yang dicantumkan adalah teknologi mesin seperti mesin SOHC, 4 silinder, 8 katup segaris atau DOHC, 4 silinder dan 16 katup.

Tentu timbul pertanyaan, apa itu SOHC dan DOHC? Kemudian mengapa mesin yang memiliki jumlah silinder sama bisa berbeda jumlah katupnya ?

Antara SOHC dengan DOHC memang memiliki perbedaan konsep yang besar. Kedua istilah tersebut berbicara mengenai mekanisme pergerakan katup. SOHC merupakan singkatan dari Single OverHead Camshaft, sedangkan DOHC adalah kepanjangan dari Double OverHead Camshaft. Terlihat dari dari kedua singkatan tersebut ada satu kata yang sama yaitu, camshaft atau noken as. Memang pada noken as inilah terletak perbedaan kedua teknologi tersebut.

Camshhaft atau noken as memiliki fungsi untuk membuka tutup katup isap dan katup buang. Katup isap bertugas untuk mengisap campuran bahan bakar udara ke dalam ruang bakar. Sebaliknya, katup buang memiliki tugas untuk menyalurkan sisa pembakaran ke knalpot.

Sebenarnya teknologi mekanisme katup tidak hanya SOHC dan DOHC, tetapi masih ada sistem lain yang disebut OHV (Over Head Valve). Mekanisme kerja katup ini sangat sederhana dan memiliki daya tahan tinggi. Penempatan camshaft-nya berada pada blok silinder yang dibantu valve lifter dan push rod diantara rocker arm.

Mekanisme OHV banyak dipakai oleh mesin diesel truk yang hanya membutuhkan torsi. Karena pengembangan teknologinya terbatas, sistem OHV sudah jarang digunakan lagi pada mesin bensin.

Para ahli otomotif terus berpikir untuk menciptakan sistem mekanisme katup baru. Mereka pun beralih ke model OverHead Camshaft (OHC) yang menempatkan noken as di atas kepala silinder. Noken as langsung menggerakkan rocker arm tanpa melalui lifter dan push rod. Camshaft digerakkan oleh poros engkol melalui rantai atau tali penggerak.

Tipe ini sedikit lebih rumit dibandingkan dengan OHV. Karena tidak menggunakan lifter dan push rod, bobot bagian yang bergerak menjadi berkurang. Ini membuat kemampuan mesin pada kecepatan tinggi cukup baik karena katup mampu membuka dan menutup lebih presisi pada kecepatan tinggi. OHC yang memakai noken as tunggal sebagai tempat penyimpanan katup isap dan buang sering disebut sebagai SOHC. Setiap noken as untuk setiap silinder hanya mampu menampung 2 katup, 1 isap, dan 1 buang. Oleh karena itu, mesin yang memiliki 4 silinder pasti hanya bisa memakai 8 katup.

Keinginan untuk membuat mesin yang lebih bertenaga dibandingkan model SOHC, mendorong lahirnya teknologi DOHC. Mesin DOHC mempunyai suara yang lebih halus dan performa mesin yang lebih baik dari pada SOHC karena masing-masing poros pada mesin DOHC memiliki fungsi berbeda untuk mengatur klep masuk dan buang. Sementara itu, pada mesin SOHC, satu poros sekaligus bertugas mengatur buka/tutup klep masuk/buang sehingga pembakaran yang terjadi pada mesin DOHC lebih maksimal dan akselerasi mobil bermesin DOHC menjadi lebih baik.

DOHC memakai dua noken as yang ditempatkan pada kepala silinder. Satu untuk menggerakkan katup isap dan satu lagi untuk menjalankan katup buang. Sistem buka tutup ini tidak memerlukan rocker arm sehingga proses kerja menjadi lebih presisi lagi pada putaran tinggi.

Konstruksi tipe ini sangat rumit dan memiliki kemampuan yang sangat tinggi dibandingkan dua teknologi lainnya. Mekanisme katup DOHC bisa dibagi menjadi dua model, yaitu single drive belt directly dan noken as intake (isap) yang digerakkan roda gigi.

Pada teknologi pertama, dua noken as digerakkan langsung dengan sebuah sabuk. Sedangkan pada model kedua, hanya salah satu noken as yang disambungkan dengan sabuk. Umumnya ada lah bagian roda gigi katup intake. Antara roda gigi intake disambungkan dengan roda gigi exhaust (buang), sehingga katup exhaust akan turut bergerak pula.

Adanya dua batang noken as memungkinkan pabrikan untuk memasangkan teknologi multikatup dan katup variabel pada mesin DOHC. Dalam satu silinder bisa dipasang lebih dari satu katup. Saat ini umumnya pabrikan menggunakan model 2 katup isap dan 2 katup buang, sehingga mesin DOHC yang memiliki 4 silinder bisa memasang 16 katup sekaligus.

Sebenarnya mesin 4 langkah mempunyai 4 proses kerja, yaitu langkah isap, kompresi, usaha, dan buang. Tetapi bekerjanya katup hanya membutuhkan katup isap dan buang, karena sisa proses lainnya terjadi di ruang bakar. Mekanime pergerakan katup diatur sedemikian rupa sehingga noken as berputar satu kali untuk menggerakkan katup isap. Sedangkan untuk katup buang sebanyak 2 kali berputarnya poros engkol.

Gerakan "noken as"

Noken as membuka dan menutup katup sesuai timing yang telah diprogram. Noken as digerakkan oleh poros engkol dengan beberapa metode, yaitu timing gear, timing chain, dan timing belt. Metode timing gear digunakan pada mekanisme katup jenis mesin OHV yang letak sumbunya di dalam blok silinder. Timing gear umumnya menimbulkan bunyi yang besar dibandingkan model rantai (timing chain), sehingga mesin bensin OHV menjadi kurang populer dibandingkan model lainnya.

Model timing chain dipakai untuk mesin SOHC dan DOHC. Noken as digerakkan oleh rantai (timing chain) dan roda gigi sprocket sebagai ganti dari timing gear. Timing chain dan roda gigi sprocket dilumasi dengan oli.

Tegangan rantai diatur oleh chain tensioner. Vibrasi getaran rantai dicegah oleh chain vibration damper. Noken as yang digerakkan rantai hanya sedikit menimbulkan bunyi dibandingkan dengan timing gear, sehingga banyak diadopsi pabrikan.

Teknologi timing belt lahir dari kebutuhan akan mesin yang bersuara senyap. Model sabuk ini tidak menimbulkan bunyi kalau dibandingkan dengan rantai. Selain itu tidak memerlukan pelumasan dan penyetelan tegangan. Kelebihan lainnya adalah belt lebih ringan dibandingkan rantai. Belt penggerak dibuat dari fiberglass yang diperkuat karet sehingga memiliki daya regang yang baik. Belt juga tidak mudah meregang bila terjadi panas. Oleh karena itu, model belt kini banyak dipasang pada mesin modern. (ovi/bk)***

Perbedaan Mesin OHV, OHC, SOHC, DOHC

MESIN OHV


OHV berarti overhead Valve - sebuah desain mesin dimana camshaft terinstal di dalam blok mesin dan katup dioperasikan melalui lifters, pushrods dan lengan rocker (OHV mesin yang juga dikenal sebagai "Pushrod" mesin). Although an OHV design is a bit outdated, it has been successfully used for decades. Walaupun sebuah OHV desain agak sedikit lama, sudah berhasil digunakan untuk dekade. An OHV engine is very simple, has more compact size and proven to be durable. OHV mesin yang sangat sederhana, memiliki ukuran lebih kompak dan tahan lama yang akan membuktikan.
Downside: it's difficult to precisely control the valve timing at high rpm due to higher inertia caused by larger amount of valve train components (lifter-pushrod-rocker arm). Also it's very difficult to install more than 2 valves per cylinder or implement some latest technologies such as Variable Valve Timing - something that could be easily done in a DOHC engine. Downside: sangat sulit untuk mengontrol katup tepat waktu di rpm tinggi karena lebih tinggi inertia lebih besar disebabkan oleh jumlah katup kereta komponen (alat-pushrod-rocker arm). Selain itu ia sangat sulit untuk menginstal lebih dari 2 katup per silinder atau menerapkan beberapa terbaru teknologi seperti Variable Valve Timing - sesuatu yang dapat dengan mudah dilakukan dalam sebuah mesin DOHC

OHC atau mesin SOHC


OHC pada umumnya berarti Overhead Cam sambil SOHC berarti Single Overhead Cam.
In the SOHC engine the camshaft is installed in the cylinder head and valves are operated either by the rocker arms or directly through the lifters (as in the picture). Pada SOHC mesin camshaft yang dipasang di kepala silinder dan katup dioperasikan baik oleh rocker lengan atau langsung melalui lifters (seperti pada gambar).
The advantage is that valves are operated almost directly by the camshaft - easy to achieve the perfect timing at high rpm. Also it's possible to install three or four valves per cylinder Keuntungan yang hampir katup yang dioperasikan secara langsung oleh camshaft - mudah untuk mencapai tepat waktu di rpm tinggi. Juga mungkin untuk menginstal tiga atau empat katup per silinder
The disadvantage - an OHC engine requires a timing belt or chain with related components - more complex and more expensive design. Yang merugikan - sebuah mesin OHC memerlukan waktu sabuk atau rantai yang terkait dengan komponen - lebih kompleks dan lebih mahal desain.

DOHC atau Twin cam mesin

DOHC atau Double Overhead Cam - setup digunakan pada hari ini banyak mobil. Since it's possible to install multiple valves per cylinder and place intake valves on the opposite side from exhaust vales, DOHC engine can "breath" better meaning that it can produce more horsepowers with smaller engine volume. Compare: The 3.5-liter V6 DOHC engine of 2003 Nissan Pathfinder has 240 hp, similar to 245 hp of the 5.9-liter V8 OHV engine of 2003 Dodge Durango. Karena mungkin untuk menginstal beberapa katup per silinder dan tempat intake katup pada sisi berlawanan dari knalpot vales, mesin DOHC bisa "nafas" yang berarti lebih baik yang dapat menghasilkan lebih horsepowers dengan volume mesin lebih kecil. Bandingkan: The 3,5 liter V6 DOHC dari mesin 2003 Nissan pathfinder memiliki 240 hp, sama dengan 245 hp dari 5,9-liter mesin V8 OHV dari 2003 Dodge Durango.
Pros: High efficiency, possible to install multiple valves per cylinder and adopt variable timing. Pros: efisiensi yang tinggi, kemungkinan untuk menginstal beberapa katup per silinder dan mengadopsi variabel waktu.
Cons: More complex and more expensive design. Cons: Lebih kompleks dan lebih mahal desain.

Keuntungan mesin 4 tak dan 2 tak

KEUNTUNGAN MESIN 4 TAK DENGAN MESIN 2 TAK

A. Mesin 4 TAK

a. Keuntungan:

- Karena proses pemasukan, kompresi, kerja, dan buang prosesnya berdiri sendiri-sendiri sehingga lebih presisi, efisien dan stabil, jarak putaran dari rendah ke tinggi lebih lebar (500- 10000 rpm).

- Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil dibanding mesin dua langkah sehingga

pemakaian bahan bakar lebih hemat.

- Putaran rendah lebih baik dan panas mesin lebih dapat didinginkan oleh sirkulasi oli

- Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan dan tekanan efektif rata-rata lebih baik

- Panas mesin lebih rendah dibanding mesin dua langkah

b. Kerugian:

- Komponen dan mekanisme gerak klep lebih banyak, sehingga perawatan lebih sulit

- Suara mekanis lebih gaduh

- Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar tidak stabil, perlu jumlah silinder lebih dari satu dan sebagai peredam getaran.

c. Ciri-ciri umum 4 TAK:
- Gas buang tidak berwarna (kecuali ada kerusakan)
- Bahan bakar lebih irit

- Menggunakan satu minyak pelumas untuk melumasi ruang engkol, piston, dinding silinder dan transmisi

B.

MESIN 2 TAK

a. Keuntungan :

- Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata.

- Tidak memerlukan klep, komponen part lebih sedikit, perawatan lebih mudah dan relatif

murah

- Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga menghasilkan gerakan yang halus

- Bila dibandingkan dengan mesin empat langkah dalam kapasitas yang sama, tenaga yang dihasilkan lebih besar

- Proses pembakaran terjadi 2 kali, sehingga tenaga lebih besar

b. Kerugian :

- Langkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian langkah tekanan kembali gas buang lebih tinggi

- Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara ring piston dan lubang akibatnya ring piston akan lebih cepat aus.

- Karena lubang buang terdapat pada bagian silinder maka akan mudah timbul panas
- Putaran rendah sulit diperoleh
- Konsumsi pelumas lebih banyak.

c. Ciri-ciri umum 2 TAK:

- Sistem pelumasannya dicampurkan ke dalam bensin maka gas buang mesin dua langkah berwarna putih

- Suara mesin lebih halus karena setiap dua langkah terjadi satu kali pembakaran bensin

- Pemakaian bahan bakar lebih boros

- Menggunakan dua fungsi pelumasan yaitu untuk melumasi ruang engkol, piston, dan dinding silinder serta untuk melumasi transmisi.

- Memiliki dua buah ring piston, yaitu ring kompresi pertama dan ring kompresi kedua

Mesin 4 tak dan 2 tak

SISTEM KERJA MESIN 4 TAK

Four stroke engine adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah tenaga memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as, dan satu putaran noken as (camshaft).

Empat proses tersebut terbagi dalam siklus :

Langkah hisap : Bertujuan untuk memasukkan kabut udara – bahan bakar ke dalam silinder. Sebagaimana tenaga mesin diproduksi tergantung dari jumlah bahan-bakar yang terbakar selama proses pembakaran.

Prosesnya adalah ;

1. Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB).

2. Klep inlet terbuka, bahan bakar masuk ke silinder

3. Kruk As berputar 180 derajat

4. Noken As berputar 90 derajat

5. Tekanan negatif piston menghisap kabut udara-bahan bakar masuk ke silinder

LANGKAH KOMPRESI

Langkah Kompresi

Dimulai saat klep inlet menutup dan piston terdorong ke arah ruang bakar akibat momentum dari kruk as dan flywheel.

Tujuan dari langkah kompresi adalah untukmeningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan bakar dapat bersenyawa. Rasio kompresi ini juga nantinya berhubungan erat dengan produksi tenaga.

Prosesnya sebagai berikut :

1. Piston bergerak kembali dari TMB ke TMA

2. Klep In menutup, Klep Ex tetap tertutup

3. Bahan Bakar termampatkan ke dalam kubah pembakaran (combustion chamber)

4. Sekitar 15 derajat sebelum TMA , busi mulai menyalakan bunga api dan memulai proses pembakaran
5. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat)
6. Noken as mencapai 180 derajat

LANGKAH TENAGA

Langkah Tenaga

Dimulai ketika campuran udara/bahan-bakar dinyalakan oleh busi. Dengan cepat campuran yang terbakar ini merambat dan terjadilah ledakan yang tertahan oleh dinding kepala silinder sehingga menimbulkan tendangan balik bertekanan tinggi yang mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier dari piston ini dirubah menjadi gerak rotasi oleh kruk as. Energi rotasi diteruskan sebagai momentum menuju flywheel yang bukan hanya menghasilkan tenaga, counter balance weight pada kruk as membantu piston melakukan siklus berikutnya.

Prosesnya sebagai berikut :
1. Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar
2. Piston terlempar dari TMA menuju TMB

3. Klep inlet menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang mulai sedikit terbuka.
4. Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as
5. Putaran Kruk As mencapai 540 derajat
6. Putaran Noken As 270 derajat

Pengenalan Mesin

Sudah kita ketahui sebuah mesin baik mesin mobil maupun mesin pada sepeda terdiri dari beberapa komponen utama yaitu:
1. Poros Engkol (Crankshaft)
2. Stang Piston (handlebars piston)
3. Piston
4. Katup (rocker arm)
5. Poros Nok (Noken As)
6. Timing Belt
7. Blok Mesin

Mesin disini terdapat dua macam yaitu mesin bensin (Otto) dan mesin diesel (diesel)
Cara kerja mesin bensin :
- Poros engkol bergerak dari TMA menuju ke TMB
- Terjadilah pengisapan bahan bakar yaitu melalui karburator, bensin yang berupa kabut bercampur dengan udara yang akan masuk ke ruang bakar melalui "Katup Isap" sebelumnya melalui intake manipold
- Poros engkol kembali bergerak dari TMB menuju ke TMA dengan putaran searah jarum jam
- Sebelum mencapai titik TMA campuran bahan bakar tadi secara otomatif terjadi pemanasan akibat pemampatan oleh piston
- Setelah mencapai titik TMA dengan sempurna maka keluarlah percikan api dari busi
- Terjadilah pembakaran dalam ruang bakar (langkah kerja)
- Akibat pembakaran tadi mengakibatkan poros engkol berputar dari TMA menuju ke TMB yang disebut langkah usaha
- Poros engkol terus bergerak kembali dari TMB menuju ke TMA dan mengeluarkan sisa-sisa pembakaran tadi melalui katup, exhaus manipold hingga akhirnya menuju knalpot
- Secara konstan begitu seterusnya

Cara kerja mesin diesel :
- Poros engkol bergerak dari TMA menuju ke TMB
- Terjadilah pengisapan udara melalui intake manipold
- Poros engkol kembali bergerak dari TMB menuju ke TMA dengan putaran searah jarum jam
- Bahan bakar udara tadi yang telah berada di ruang bakar kini dipampatkan dengan bergeraknya poros engkol dari TMB menuju TMA
- Terjadilah perubahan suhu pada bahan bakar udara menjadi panas
- Setelah mencapai titik TMA maka bahan bakar solar disemprotkan melalui nozzle dimana slar berbentuk kabut
- Terjadilah pembakaran yang menyebabkan peros engkol bergerak kembali menuju titik TMB (langkah kerja)
- Poros engkol terus berputar hingga akhirnya kembali lagi pada titik TMA
- Sisa hasil pembakaran dibuang melalui katup menuju saluran exhaus manipold hingga akhirnya keluar dari knalpot
- Secara konstan begitu seterusnya

Jadi intinya pada setiap mesin terjadi beberapa langkah yaitu :
- Langkah Isap
- Langkah Bakar
- Langkah Usaha
- Langkah Buang