LAPORAN PRAKTIKUM
LAPORAN PRAKTIKUM
MESIN INDUSTRI PERTANIAN
MESIN INDUSTRI PERTANIAN
ACARA I
ACARA I
SISTEM PELISTRIKAN MOTOR BAKAR
SISTEM PELISTRIKAN MOTOR BAKAR
Disusun oleh: Disusun oleh: Nama
Nama : Robiyatul Adawiyah: Robiyatul Adawiyah NIM
NIM : 11/313858/DTP/00: 11/313858/DTP/00635635 Kelompok/Shift
Kelompok/Shift : : A1/2A1/2 Hari,
Hari, Tanggal Tanggal : : Senin, Senin, 03 03 Desember Desember 20122012 Asisten
Asisten : : 1. 1. Fajar Fajar Tsani Tsani R.R. 2. Tri Bayu 2. Tri Bayu
LABORATORIUM ENERGI DAN MESIN PERTANIAN
LABORATORIUM ENERGI DAN MESIN PERTANIAN
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN DAN BIOSISTEM
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2012
2012
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Pada era modern ini manusia tidak bisa luput dari teknologi. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang cepat membawa dampak bagi perkembangan dunia industri terutama industri otomotif. Teknologi selalu berada selangkah didepan kita, namun yang selalu manjadi acuan dan kebutuhan sehari-hari ialah teknologi yang berhubungan dengan mesin kendaraan, karena mesin pada kendaraan atau motor bakar sangat memacu kenyamanan dan kelayakan suatu kendaraan dan motor untuk melakukan usaha. Mesin ialah suatu kontruksi yang menggunakan bahan bakar untuk menghasilkan tenaga gerak. Mengingat kebutuhan yang terus meningkat, para produsen mobil kini berlomba-lomba menampilkan mobil-mobil baru dengan berbagai keunggulan baik dari segi desain maupun keunggulan teknologinya.
Istilah lain dari mesin yaitu motor bakar. Motor bakar adalah salah satu fasilitas keteknikan yang banyak dipakai di suatu usaha sebagai penggerak untuk berbagai keperluan. Motor bakar mempunyai peran penting di bidang pertanian. Motor bakar banyak dipakai pada berbagai pemanfaatan, antara lain:
traktor, pompa air, bengkel pertanian, gilingan padi, penggerak pada mesin-mesin pengolah hasil pertanian, sarana angkut di perkebunan untuk pengangkutan alat, bahan, hasil pertanian, dan lain-lain.
Ditinjau dari cara memperoleh panas dari pembakaran, motor bakar dibagi menjadi 2 golongan, yaitu motor pembakaran luar (motor bakar luar) dan motor pembakaran dalam (motor bakar dalam). Pada praktikum ini membahas mengenai pengenalan motor bakar dan sistem pelistrikan motor bakar.
B. Tujuan
1. Mengetahui rangkaian dan bagian-bagian sistem pelistrikan pada motor bakar.
2. Memperdalam pemahaman mengenai fungsi dan mekanisme kerja dari suatu sistem pelistrikan
C. Manfaat
Dengan mengamati beberapa komponen dalam motor bakar, diharapkan bisa : 1. Dapat mengetahui bagian-bagian dari sistem pelistrikan pada motor bakar. 2. Dapat mengetahui fungsi dari komponen-komponen penyusun sistem
pelistrikan pada motor bakar.
3. Dapat mengetahui jenis-jenis/macam sistem pelistrikan berdasarkan fungsinya.
4. Dapat mengetahui mekanisme kerja dari sistem pengapian, pengengkolan, dan pengisian batere pada motor bakar.
BAB II
DASAR TEORI
Motor bakar adalah salah satu jenis dari mesin kalor, yaitu mesin yang mengubah energi termal untuk melakukan kerja mekanik atau mengubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis. Energi diperoleh dari proses pembakaran, proses pembakaran juga mengubah energi tersebut yang terjadi didalam dan diluar mesin kalor. Motor bakar torak menggunakan silinder tunggal atau beberapa silinder. Salah satu fungsi torak disini adalah sebagai pendukung terjadinya pembakaran pada motor bakar (Mubarok, 2012).
Motor bakar dapat dibedakan menjadi 2 yakni motor bakar pembakaran didalam silinder dan diluar silinder. Sedangkan untuk pembakaran didalam dapat dibedakan lagi menjadi motor bakar letup dan motor bakar diesel yang masing masing terdapat jenis 2 tak dan 4 tak. Motor bakar merupakan system yang merubah energi kimia bahan bakar menjadi energi panas pada proses pembakaran, kemudian diubah lagi menjadi energi mekanik yang berupa perputaran poros dan dapat diteruskan untuk menggerakkan alat dan mesin pertanian (Soemodihardjo, 1984).
Baterei yang digunakan untuk suplai darurat harus sesuai untuk penggunaan ini. Baterai kendaraan bermotor tidak cocok untuk penerangan darurat, kecuali pada sistem penstart generator yang dijalankan motor. Suplai bahan bakar kegenerator yang dijalankan motor harus cek. Ruang batery dari sistem baterei sentral harus memiliki ventilasi yang baik. Dan dalam hal generator yang dijalankan motor, harus dipanaskan dengan memadai untuk menjamin penyalaan yang tepat dan cuaca dingin. Sistem darurat biasanya diwadahi dalam
sistem penerangan, bersamaan dengan pengisian dan relay, membuat unnit lengkap. Unit yang lengkap lebih mudah dipasang dibandingkan sistem batery sentral. Tetapi baterey sentral memiliki kapasitas dan durasi yang lebih besar, dan membolehkan sederetan lampu besar dipasang (Lensley, 2004).
Pada umumnya pengisi batere menggunakan generator/alternator yang diputasr oleh motor itu sendiri untuk menghasilkan arus listrik. Oleh karen aitu tegangan dan arus yang dihasilkan generator tidak konstan (tergantung kecepatan putarasn poros engkol motor), maka agar proses pengisian berjalan baik
diperlukan generator regulator. Generator regulator umumnya terdiri dari 2 buah relai, yaitu (Purwadi, 2008) :
1. Cut Out Relay
Cut Out Relay berfungsi untuk mencegah mengalirnya arus listrik dari batere ke generator pada saat tegangan batere lebih besar dari tegangan generator. 2. Voltage Regulator
Voltage Regulator (pembatas tegangan) berfungsi untuk mengontrol besarnya tegangan listrik yang terbangkit dari generator agar tidak merusak alat-alat lainnya.
3. Current Regulator
Current Regulator (pembatas arus) berfungsi untuk mengontrol besarnya arus yang terjadi agar tidak terjadi terbakarnya komponen-komponen dalam generator
Sistem starter berfungsi untuk memutarkan mesin/menghidupkan mesin pertama kalinya. Tidak hidupnya starter dapat disebabkan oleh bermacam-macam hal yaitu rusaknya bagian-bagian sistem starter tersebut. Sistem starter terdiri atas dua macam yaitu sistem starter mekanis dan sistem starter elektris. Pada sistem starter mekanis menggunakan engkol pemutar untuk memutar poros engkol. Sedang pada motor starter elektris menggunakan motor starter. Motor starter akan berputar jika ada arus listrik yang berasal dari baterai (Arends, 1996).
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan 1. Alat
a. Papan diagram sistem pelistrikan batere pada motor bensin 4 silinder b. Unit pelayanan sistem magneto
c. Unit pelayanan CDI d. Generator dan regulator 2. Bahan
a. Buku panduan praktikum
B. Prosedur Praktikum
1. Masing-masing komponen pada setiap subsistem pelistrikan diamati dan disebutkan namanya.
2. Fungsi dan mekanisme kerja masing-masing komponen pelistrikan diuraikan.
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN ANALISA DATA
A. Bagian-Bagian Rangkaian Penyalaan 1. Rangkaian Penyalaan dengan Battery
Bagian-bagian rangkaian penyalaan batere dan fungsinya adalah: a. Baterai, fungsinya: sebagai sumber arus atau tegangan
b. Kontak penyalaan, fungsinya: sebagai saklar pemutus dan penghubung arus
c. Coil, fungsinya: menaikkan tegangan d. Kabel, fungsinya: menyalurkan arus
e. Kapasitor, fungsinya: mempercepat pemutusan arus f. Platina, fungsinya: memutus dan menyambung arus
g. Distributor, fungsinya: menyalurkan arus pada masing-masing busi secara bergantian
h. Busi, fungsinya: untuk pengapian
Mekanisme kerja:
Baterai menghidupkan motor starter kemudian menghidupkan atau memutar fly wheel, fly wheel yang berputar membangkitkan GGL induksi, koil menaikkan tegangan berkali-kali sehingga membangkitkan penyalaan busi. Untuk memutus dan menyambung arus pada busi menggunakan knock
cam.
2. Rangkaian Penyalaan dengan Magnet
Bagian-bagian rangkaian penyalaan magneto dan fungsinya adalah: 1. Magnet , fungsinya: menghasilkan GGL pada saat diputar
3. Coil, fungsinya: menaikkan tegangan
4. Breaker Coin, fungsinya: memutus dan menyambung arus 5. Cam Shaft, fungsinya: pengatur saklar
6. Kapasitor, fungsinya: mempercepat pemutusan arus
7. Distributor, fungsinya: membagi arus ke masing-masing busi secara bergantian
8. Busi, fungsinya: untuk pengapian
Mekanisme kerja:
Mesin menggerakkan rotor yang kemudian akan menghasilkan GGL induksi akibat adanya kumparan dan starter statis. GGL induksi ini kemudian akan digunakan untuk menghasilkan voltase tinggi pada busi untuk menghasilkan percikan bunga api listrik. Distributor sebagai pembagi tegangan tinggi untuk disalurkan ke busi, sehingga dapat diatur penyalaannya. Sebagian tegangan disimpan di dalam kapasitor. Nok camp digunakan untuk menggerakkan platina sebagai alat pemutus dan penghubung arus.
Generator Regulator
Bagian-bagian generator regulator adalah: 1. Baterai, fungsinya : sumber tegangan
2. Kumparan, fungsinya : pembangkit tegangan 3. Armature, fungsinya : bagian yang berputar
4. Sikat, fungsinya : penghasil tegangan yang dihasilkan komutator 5. Ruang generator, fungsinya : pelindung generator
6. Resistor, fungsinya : menghambat arus dan memutar tegangan yang tinggi ke cut out relay dan voltage regulator
7. Voltage regulator, fungsinya : mengontrol besarnya tegangan listrik 8. Curent regulator, fungsinya : mengontrol besarnya arus yang terjadi
9. Cut out relay, fungsinya : mengatur proses pengisian kembali
Mekanisme kerja:
Generator berputar lalu ada gesekkan sehingga menghasilkan ggl induksi. Arus kemudian masuk ke Cut Of Relay, sehingga besi menjadi medan magnet. Lalu daya medan magnet menarik gas kontak sehingga platina menutup. Arus listrik dari generator masuk ke baterai.
BAB V
PEMBAHASAN
Dalam praktikum ini, menggunakan beberapa rangkaian dalam motor bakar diantaranya yaitu rangkainan penyalaan, rangkaian pengisian dan starter.
Sistem penyalaan listrik (pengapian) terdapat pada motor bakar guna menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk memulai pembakaran dengan cara menyalakan busi di ruang bakar di dalam silinder. Pada motor diesel tidak dilengkapi sistem penyalaan listrik karena untuk menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk memulai pembakaran ditempuh dengan cara memampatkan (mengompresi) udara yang masuk ke ruang bakar di dalam silinder. Penyalaan pada Motor Bensin Pembakaran di ruang bakar di dalam silinder pada motor bensin dapat berlangsung apabila ketiga syarat pembakaran terpenuhi, yaitu: (1) bahan bakar (bensin), (2) udara (oksigen), dan (3) suhu yang cukup tinggi untuk
memulai pembakaran.
Suhu yang cukup tinggi untuk memulai pembakaran pada motor bensin diperoleh dari percikan atau loncatan bunga api listrik (spark) pada busi (spark plug). Bunga api listrik dihasilkan oleh sistem penyalaan listrik (ignition system) berupa unit alat penyala listrik (ignition unit), yaitu terdiri atas dua jenis: (1) unit alat penyala batere (battery ignition unit), dan (2) unit alat penyala magnet (magneto ignition unit). Fungsi Alat Penyala Listrik Suhu yang cukup tinggi untuk memulai pembakaran pada motor bensin diperoleh dari loncatan (percikan) bunga api listrik antara elektroda busi pada saat torak menjelang mencapai TMA
(titik mati atas) pada akhir langkah kompresi. Saat terjadinya percikan tersebut ditentukan oleh unit alat penyala listrik. Unit alat penyala listrik (ignition unit ) berfungsi untuk menghasilkan percikan bunga api listrik pada busi pada sesaat
menjelang torak mencapai TMA pada akhir langkah kompresi.
Rangkaian yang kedua yaitu pengisian. Sstem pelistrikan juga memiliki fungsi sebagai sistem pengisian kembali. Ada dua jenis sistem pengisian kembali pada motor bakar, yaitu generator dan generator regulator. Bagian-bagian dari
generator adalah magnet kumparan, kawat, magnet permanen, saklar, accu, sikat dan komutator. Pengisisan batere mengunakan generator yang diputar oleh motor itu sendiri untuk menghasilkan listrik. Karena tegangan dan arus yangg dihasilkan generator tidak konstan maka agar proses pengisian berjalan dengan baik diperlukan generator regulator. Untuk generator regulator terdiri dari generator yang berfungsi sebagai penghasil tegangan, cut out relay (COR) yang berfungsi untuk mencegah mengalirnya arus listrik dari baterai ke generator pada saat tegangan baterai lebih besar dari generator. Kemudian current regulator (CR) yang berfungsi untuk mengontrol besarnya arus yang terjadi agar tidak terjadi terbakarnya komponen dalam generator dan terakhir adalah voltage regulator (VR) yang berfungsi untuk mengontrol besar tegangan listrik yang berasal dari generator agar tidak merusak alat-alat lainnya. Pada generator regulator juga terdapat baterai. Generator bergerak, ada arus ke CR bila arus tinggi maka COR mengisi baterai, bila arus kecil maka digunakan untuk alat yang lain. Jika tegangan tinggi maka akan diputar melalui resistor dan akan kembali ke CR lagi dan voltage regulator kemudian ke generator.
Sistem pengengkolan (starter) berfungsi untuk memberikan gerakan awal ada motor, sehingga motor hidup. Sistem starter dibedakan atas 2 macam, yaitu sistem mekanis dan sistem starter elektris. Starter mekanis menggunakan engkol pemutar untuk memutar poros engkol, sedang starter elektris menggunakan motor starter. Macam-macam motor stater antara lain sistem starter solenoid switch, motor starter model bendix, motor starter model overrunning clutch makanik, dan motor sterter model overrunning clutch magnetik.
Suatu mesin pembakaran dalam tidak dapat distarter oleh dirinya sendiri,tetapi harus diengkol/ diputar oleh energi lain sehingga mendapatkan pembakaran yakni dengan memutar/ mengengkol poros engkolnya. Pada umumnya metode yang sering digunakan untuk itu adalah denag sistem elektrik. Sistem starterelektrik terdiri atas beberapa komponen, yaitu baterai, sakelar penyalaan, sakelarinhibitor (untuk kendaraan dengan transmisi otomatis), solenoid, motor starter,peralatan penggerak, roda gigi reduksi, kabel baterai, kabel LT.
Pada siklus usaha yaitu pada siklus pembakaran motor yang berfungsi untuk menghasilkan sumber pembakaran adalah rangkaian penyalaan. Kemudian sistem penyalaan atau pengapian dalam motor bakar terbagi menjadi 3 (tiga) yaitu sistem penyalaan batere konvensional, sistem penyalaan magneto dan sistem penyalaan transistor. Pada sistem penyalaan batere konvensional terdiri dari beberapa komponen yaitu batere, kunci kontak dan kil pengapian. Kinerja sistem pengapian sangat besar pengaruhnya terhadap kesempurnaan proses pembakaran di dalam silinder, dengan sistem pengapian yang baik akan diperoleh performa mesin optimal dan pemakaian bahan bakar yang hemat. Agar kinerja sistem pengapian selalu dalam kondisi baik maka sistem ini perlu dirawat dengan baik.
Perawatan sistem pengapian dengan cara membersihkan, melumasi dan menyetel komponen atau mesin. Komponen sistem pengapian yang cepat kotor adalah busi, platina, ujung rotor dan terminal pada tutup distributor. Bagian tersebut diatas perlu diperiksa dan dibersihkan kotorannya menggunakan amplas. Bagian sistem pengapian yang perlu diberi pelumas adalah Nok dan Rubbing block, Poros Nok dan Centrifugal Advancer . Penyetelan sistem pengapian
meliputi penyetelan celah busi, celah platina atau besar sudut dwell, dan penyetelan saat pengapian.
Kemudian sistem pengapian magnet merupakan sistem pengapian yang paling sederhana dalam menghasilkan percikan bunga api di busi dan telah terkenal penggunaannya dalam pengapian motor-motor kecil sebelum munculnya pengapian elektronik. Sistem pengapian ini mempunyai keuntungan yaitu tidak tergantung pada baterai untuk menghidupkan awal mesin karena sumber tegangan langsung berasal dari source coil (koil sumber/pengisi) sendiri. Sistem pengapian magnet terdiri dari rotor yang berisi magnet permanen/tetap, dan stator yang berisi ignition coil (koil/spool pengapian) dan spool lampu. Arus listrik dihasilkan oleh sistem pengapian magneto adalah arus listrik bolak-balik atau AC ( Alternating Currrent ). Hal ini terjadi karena arah kutub magnet berubah secara terus menerus dari utara ke selatan saat magnet berputar.
Pada Sistem pengapian magneto terdapat beberapa kekurangan, yaitu kumparan pengapian yang dipakai haruslah mempunyai nilai Induktansi yang
besar, sehingga unjuk kerjanya di putaran tinggi mesin kurang memuaskan; Bentuk fisik kumparan pengapian yang dipakai relatif besar; Pemakaian kontak pemutus (breaker contact) menuntut perawatan dan penggantian komponen tersendiri; dan membutuhkan Pencatu daya yang mempunyai keluaran dengan Beda potensial listrik yang relatif rendah dan Kuat arus listrik yang relatif besar. Hal ini menuntut pemakaian komponen penghubung yang mempunyai nilai Resistansi serendah mungkin. Walaupun pada nantinya dikembangkan Sistem pengapian transistor atau TSI (Transistorized Switching Ignition) atau TCI (Transistor Controlled Ignition) yang menggunakan transistor untuk menggantikan kontak pemutus, perlahan-lahan kurang diminati seiring dengan kemajuan teknologi.
Sistem pengapian transistor ini hasil modifikasi dari sistem pengapian konvensional. Sistem pengapian transistor merupakan sistem pengapian elektronik yang masih menggunakan platina. Namun demikian, fungsi dari platina ( breaker point ) tidak sama persis seperti pada pengapian konvensional. Aliran arus dari rangkaian primer tidak langsung diputuskan dan dihubungkan oleh platina, tapi perannya diganti oleh transistor sehingga platina cenderung lebih awet (tidak
cepat aus) karena tidak langsung menerima beban arus yang besar dari rangkaian primer tersebut. Dalam hal ini platina hanyalah bertugas sebagai switch (saklar) untuk meng-on-kan dan meng-off-kan transistor. Arus listrik yang mengalir melalui platina diperkecil dan platina diusahakan tidak berhubungan langsung dengan kumparan primer agar tidak arus induksi yang mengalir saat platina membuka. Terjadinya percikan bunga api pada busi yaitu saat transistor off disebabkan oleh arus dari rangkaian primer yang menuju ke massa ( ground ) terputus, sehingga terjadi induksi pada koil pengapian.
Setiap sistem penyalaan mempunyai kekurangan dan kelebihan masing-masing. Namun bila dilakukan perbandingan antara ketiga sistem penyalaan tersebut, maka yang paling baik kinerjanya adalah sistem yang menggunakan sistem pengapian transistor. Keuntungan penggunaan transistor akan meningkatkan sistem pengapian, busi akan lebih tahan lama, mesin menjadi irit dan akan lebih cepat distarter pada saat udara dingin. Serta suara mesin yang
ditimbulkan akan lebih halus walaupun mesin belum cukup panas. Hal ini dikarenakan pada sistem transistor arus yang dihasilkan lebih stabil, sebab pengaturannya telah dikontrol dengan rangkaian elektronik. Sedangkan pada sistem magneto dan batere konvensional menggunakan platina yang menempel pada nok camp. Selain itu masih menggunakan kondensator sebagai penyetabil, hal tersebut menambah kerumitan, dan untuk mendapatkan arus yang tepat pada pembakaran masih perlu dilakukan penyetelan pada porsisi nok camp dengan platina.
Untuk kali akan membandingkan antara sistem starter model bendix dengan sistem starter model overruning clucth. Pada motor starter model Bendix terdiri dari terminal, insulation, kumparan medan dan mounting plange. Kumparan medan berfungsi sebagai penghasil medan magnet. Di dalam kumparan medan terdapat armature. Terdapat pula komutator yang dapat membalikkan arus. Kemudian terdapat pula brounze bushing, pinion, spiral group, coil spiring, pole piece serta lubang oli.
Sistem starter model overrunning dibagi menjadi 2 (dua) yaitu sistem starter model overrunning clucth mekanik dan starter model overrunning clucth magnetik. Starter model overrunning clucth terdiri dari armature, kumparan medan, terminal, switch, tuas, pegas, spline shaft, bushing, pinion, over running clutch, houshing, pole piece, sikat, komutator, dan lubang oli. Kumparan medan berfungsi sebagai penghasil medan magnet. Sedangkan motor starter model
overrunning clucth magnetik terdiri dari baterai, lempengan logam, kumparan, switch, batang kumparan, pegas, lengan bobot, gear, bearing, motor starter, dan kabel.
BAB VI
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Rangkaian dalam sistem pelistrikan yaitu pengapian/penyalaan, pengengkolan (starter), penerangan, instrumentasi dan pengisian kembali. Jenis penyalaan pada motor bensin ada tiga macam, yaitu sistem batere konvensional, CDI/transistor dan magneto.
2. Jenis sistem pengengkolan secara elektris pada mesin antara lain sistem starter solenoid switch, model Bendix, starter Overrunning clutch mekanik, dan overrunning clutch magnetik.
3. Sistem pengisian batere pada mesin menggunakan generator dan generator regulator.
B. Saran
1. Pratikan diajarkan untuk memakai alat biar pratikan lebih mengenal bagaimana mempergunkan bukan hanya mengetahui bagian- bagian dari alat tersebut.
Daftar Pustaka
Arends, Berenschot.H. 1996. Motor Bensin. Erlangga. Jakarta
Lensley, Trevor. 2004. Instalasi Listrik Dasar. Erlangga. Jakarta
Mubarok, Husni. 2012. Motor Bakar. Http://comes.umy.ac.id/file.php/ 1/.../BAB_II_husni_mubarok_C2_1_.doc (diakses pada tanggal 09 Desember 2012, pada pukul 18.02)
Purwadi, Tri. 2008. Buku Panduan Praktikum Azas Konversi dan Konservasi Energi. FTP UGM. Yogyakarta
Soemodihardjo, Soenjoto. 1987. Motor Bakar dengan Pembakaran didalam . FTP UGM. Yogyakarta
