afrizalbahri.files.wordpress.com · Web viewIa juga akan mematikan Tr3 dan menyalakan Tr2 sehingga lampu CHG mati. ( Mesin Hidup Tegangan Mencapai Tegangan Standar Gambar 1.34 skema

BAB I

PENDAHULUAN

A. Tujuan Pembuaatan Makalah

Setelah mengikuti pelajaran ini peserta dapat mengetahui fungsi dan cara

kerja komponen pengisian.

Tujuan secara umum adalah

1. Pembaca dapat mengetahui prinsip dasar sistem pengisian

2. Pembaca dapat mengenali nama dan cara kerja dari komponen-komponen

pengisian.

3. Pembaca dapat memahami diagram pengisian.

B. Struktur Materi

1. Uraian sistem pengisian

2. prinsip dasar

3. Konstruksi

4. Regulator

5. Sistem pengisian dengan regulator tipe kontak point

6. Alternator dengan IC regulator

7. Alternator dengan dioda netral

BAB II

1

PEMBAHASAN

1. Uraian sistem pengisian

Sistem pengisian berfungsi untuk :

Mengisi arus listrik ke battery

Mensuplai arus listrik ke seluruh sistem kelistrikan setelah mesin hidup

Ada dua type sistem pengisian :

1. Generator yang berfungsi untuk menghasilkan arus searah (Direct Current)

digunakan awal tahun 60-an.

2. Alternator yang berfungsi untuk menghasilkan arus bolak-balik (Alternating

Current).

Alasan penggunaan alternator :

Konstruksi lebih kecil dan tahan lama.

Mampu menghasilkan arus output saat kecepatan idle.

Gambar 1.1 skema sistem pengisian

Bagian-bagian :

1. Ignition switch (kunci kontak)

2. Battery

3. Alternator

4. Voltage regulator

(Pengisian,Fir/Hut,Training Center Astra Mobil,1998,hal. 5)

2

2. Prinsip dasar

HUKUM FARADAY

Hukum Faraday berbunyi :

Bila sebuah konduktor digerakkan di dalam medan magnet, maka akan tim-

bul arus induksi pada konduktor terse-but.

Gambar 1.2 ilustrasi hukum Faraday


PRINSIP GENERATOR

Generator membangkitkan arus

listrik dengan cara memutarkan

kumparan di dalam medan mag-net.

(Pengisian,Fir/Hut,Training Center

Astra Mobil,1998,hal. 7)

Gambar 1.3 prinsip kerja generator

PRINSIP ALTERNATOR

Magnet Berputar Dalam Kumparan

Alternator membangkitkan arus

listrik dengan cara memutarkan

magnet listrik (rotor coil) didalam

kumparan (stator coil).

Gambar 1.4 prinsip alternator


3

Penghantar

Galvanometer

Rotor Stator coil

3. Konstruksi Alternator

Alternator berfungsi untuk merubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Gambar 1.5 komponen alternator

1. Pulley

2. Cooling fan

3. Drive end frame

4. Stator core

5. Stator coil

6. Brush (sikat)

7. Brush holder

8. Rectifier

9. Rear end frame

10. Rotor coil

11. Rotor core

Gambar 1.6 komponen alternator dalam rangkaian

4

1

11

10

9

8

7

654

3

2

2

7

9

86

3

Bearing

Bearing Spacer

10&11

4&5

1Spacer

4

2 1

3

12

ROTOR

Rotor berfungsi untuk membangkitkan

medan magnet.

Rotor terdiri dari :

1. Rotor coil

2. Rotor core

3. Slip ring

4. Rotor shaft

1. STATOR

Stator berfungsi untuk membangkit-kan

arus listrik bolak-balik.

Stator terdiri dari :

1. Stator coil

2. Stator core

Gambar 1.8 stator

2. PULLEY

Pulley berfungsi untuk menerima te-naga

mekanis dari mesin untuk me-mutarkan

rotor.

Gambar 1.9 pulley Rasio pulley alternator terhadap pulley

mesin adalah 1,8 – 2,2 : 1.

3. END FRAME

End frame berfungsi untuk pemegang

bagian-bagian alternator.

Pada end frame terdapat lubang venti-lasi

untuk tempat mengalirnya udara

pendingin.

5

Rear end frame Air flow Drive end frame

Gambar 1.10 end frame

Gambar 1.7 rotor

4. RECTIFIER

Rectifier berfungsi untuk merubah arus

AC menjadi arus DC

Rectifier terdiri dari 3 dioda positif, 3

dioda negatif, dan diode holder.

Diode holder berfungsi untuk mera-

diasikan panas dan mencegah dioda

panas.

(Pengisian,Fir/Hut,Training Center Astra Mobil,1998,hal. 10-12)

4. Regulator

URAIAN

Tegangan yang dihasilkan oleh alternator bervariasi tergantung dari kecepatan

putaran dan banyaknya beban.

Untuk itulah digunakan regulator yang berfungsi untuk menjaga tegangan out-

put alternator tetap konstan.

Gambar 1.12 skema rangkaian regulator

REGULATOR TIPE KONTAK POINT

Uraian

Regulator tipe kontak point terdiri dari :

Voltage regulator yang berfungsi untuk menjaga tegangan output alter-nator tetap

konstan.

Voltage relay yang berfungsi untuk mematikan lampu CHG dan meng-hubungkan

arus ke voltage regulator.

6

Gambar 1.11 rectifier

Pegas

Core Armature

High speed contact

Moveable contact Low speed contact

N

F

B

LE

IG

Gambar 1.13 regulator kontak point

Cara Kerja

Kecepatan Rendah ke Sedang

Saat kecepatan rendah arus yang

dihasilkan alternator masih kecil

sehingga yang mengalir ke voltage

regulator juga masih ke-cil,

sehingga kemagnetan pada voltage

regulator (M) belum mampu

menarik P0.

Arus yang mengalir ke rotor coil

(F) melalui P1 P0

Saat kecepatan mesin naik arus yang dihasilkan alternator juga naik, se-

hingga yang mengalir ke voltage regulator juga naik, sehingga kemag-netan pada

voltage regulator (M) sudah mampu menarik P0 lepas dari P1.

Arus yang mengalir ke rotor coil (F) melalui tahanan (R), sehingga arus

yang dihasilkan alternator menjadi turun dan menyebabkan kemagnetan pada

voltage regulator (M) turun dan P0 kembali berhubungan dengan P1.

Kecepatan Sedang ke Tinggi

Saat kecepatan sedang, posisi P0 adalah

mengambang.

7

Po

Gambar 1.14 regulator pada kecepatan rendah

Gambar 1.15 kecepatan sedang

t

Dengan naiknya putaran maka arus yang dihasilkan alternator besar, se-hingga arus

yang mengalir ke voltage regulator besar, dan kemagnetan pa-da voltage regulator

mampu menarik P0 berhubungan dengan P2

Arus yang mengalir ke rotor coil (F) menjadi terputus.


5. Sistem Pengisian Dengan Regulator Tipe Kontak Point

URAIAN

Sistem pengisian dengan regulator tipe kontak point terdiri dari :

1. Kunci kontak 5. Socket Voltage regulator

2. Fuse (sekering) 6. Alternator

3. CHG lamp 7. Terminal B

4. Voltage regulator 8. Fusible link

8

1

7

8

6 5 4

3

2

Gambar 1.16 rangkaian sistem pengisian

CARA KERJA

Kunci kontak “ON” mesin belum berputar

mbar

Gambar 1.17 cara kerja saat kunci on

Saat kunci kontak “ON” mesin belum berputar pada stator coil belum ada

tegangan induksi, sehingga terjadi aliran arus :

Battery KS fuse IG regulator a P1 F regulator F alter-

nator rotor coil E alternator massa. (arus field)

Rotor coil menjadi magnet.

Battery KS charge lamp L regulator P2 c E regulator massa. (arus lampu charge)

Lampu charge menyala

Mesin Hidup Putaran Rendah

Gambar 1.18 cara kerja pada putaran rendah

Saat mesin hidup dengan putaran rendah pada stator coil terjadi tegangan

induksi, sehingga terjadi aliran arus :

N alternator N regulator C2 (voltage relay) E regulator massa.

(tegangan netral)

Voltage relay menjadi magnet menarik P2 berhubungan dengan d, sehingga

menyebabkan charge lamp mati (tidak ada beda potensial)

B alternator B regulator d P2 C1 (voltage regulator) E regu-

9

lator massa. (tegangan output)

Voltage regulator menjadi magnet tetapi belum mampu menarik P1

B alternator KS fuse IG regulator a P1 F regulator F

alternator rotor coil E alternator massa. (arus field)

Rotor coil menjadi magnet

B alternator beban massa (arus output)

Mesin Hidup Putaran Sedang

Gambar

Gambar 1.19 cara kerja putaran sedang

Saat mesin hidup dengan putaran sedang pada stator coil terjadi tegangan

induksi, sehingga terjadi aliran arus :


(tegangan netral)





Voltage regulator menjadi magnet menarik P1 lepas dari a tetapi tidak

berhubungan dengan b.

B alternator KS fuse IG regulator tahanan F regulator F

alternator rotor coil E alternator massa. (arus field)

Rotor coil menjadi magnet (kecil).


10

Mesin Hidup Putaran Tinggi

Gambar 1.20 cara kerja putaran tinggi

Saat mesin hidup dengan putaran tinggi pada stator coil terjadi tegangan induksi,

sehingga terjadi aliran arus :


(tegangan netral)





Voltage regulator menjadi magnet menarik P1 berhubungan dgn b.

B alternator KS fuse IG regulator tahanan P1 b E re-

gulator massa. (tidak ada arus field)

Rotor coil tidak menjadi magnet.



6. Alternator Dengan Ic Regulator

URAIAN

Dibandingkan dengan alternator yang memakai regulator tipe kontak

point, al-ternator dengan IC regulator mempunyai keuntungan :

Tahan terhadap getaran dan tahan lama

Tegangan output lebih stabil

Tahanan kumparan rotor lebih kecil sehingga arus dapat diperbesar.

11

KONSTRUKSI

Alternator dengan IC regulator (small alternator) terdiri dari :

1. Front end frame 8. Brush (sikat)

2. Rear end frame 9. Slip ring

3. Stator 10. Rectifier

4. Terminal B 11. Rear end cover

5. Konektor 12. Rotor

6. IC regulator 13. Bearing

7. Brush spring 14. Pulley

Rotor

Pada beberapa jenis alternator, rotor ada

yang dijadikan satu dengan fan, sehingga

memungkinkan ukuran alter-nator

menjadi lebih kompak.

12

1

113

1211

10

9

8

76

5

4

3

2

Gambar1. 21 konstruksi alternator dengan ic regulator

Gambar 1.22 rotor

Rectifier

Rectifier pada alternator dengan IC re-

gulator mempunyai konstruksi yang lebih

kompak (kecil) dibanding deng-an

alternator dengan regulator tipe kontak

point.

IC Regulator

IC regulator berfungsi untuk menjaga

tegangan output alternator agar tetap

konstan.

IC REGULATOR

Uraian

IC regulator mempunyai keuntungan :

Waktu pengaturan tegangan lebih pendek

Lebih tahan terhadap getaran

Ukurannya lebih kecil (disatukan dengan alternator).

Dan mempunyai kerugian :

Harganya mahal

Kurang tahan terhadap tegangan dan panas yang tinggi.

Ada dua cara pemasangan IC regulator :

1. Add on : IC regulator dipasang di luar alternator.

2. Built in : IC regulator dipasang di dalam alternator

Prinsip Kerja IC Regulator

Saat Tegangan Output Pada Terminal B Rendah

13

Gambar 1.23 rectifier

Gambar 1.24 ic regulator

Tegangan output belum dapat

melewati ZD, sehingga Tr2 “Off”.

Tegangan output mengalir ke ba-se

Tr1 melalui resistor R1 dan Tr1

“On”. Arus yang mengalir ke rotor

coil melalui B rotor coil F

Tr1 (On) E (massa).

Saat Tegangan Output Pada Terminal B Tinggi

Tegangan output sudah dapat

melewati ZD, sehingga Tr2 “On”

dan Tr1 “Off”. Dan arus yang ke

rotor coil terputus.

Gambar 1.26 skema output tinggi

14

Gambar 1.25 skema output rendah

Tipe IC Regulator

IC Regulator Tipe A

Cara pemasangan IC regulator ke

alternator adalah add on.

Jenis IC regulator ini sekarang

sudah tidak digunakan lagi.

Gambar 1.27 skema ic regulator tipe A

15

IC Regulator Tipe B


alternator adalah built in.

Jenis IC regulator ini digunakan

pada semua kendaraan Isuzu yang

menggunakan alternator dengan IC

regulator.

Gambar 1.28 skema ic regulator tipe B

CARA KERJA SISTEM PENGISIAN DENGAN IC REGULATOR TIPE B

Kunci Kontak “ON” Mesin Belum Berputar

Gambar 1. 29 skema saat kontak on

Saat kunci kontak “ON” mesin belum berputar pada stator coil belum ada

tegangan induksi, sehingga terjadi aliran arus :

Battery fuse S alternator S IC regulator BIC

BAT alternator B IC regulator BIC

BIC meng”ON”kan transistor karena mendeteksi tegangan battery kurang

dari 14,7 volt.

16

Battery fuse starter switch IG alternator dioda R IC regula-

tor tahanan L IC regulator rotor coil F IC regulator Tr “ON”

E (massa).

Kemagnetan pada rotor coil kecil sekali.

Battery fuse starter switch IG alternator dioda R IC regula-

tor tahanan L IC regulator L alternator kumparan charge relay

ZD “OFF”.

Kumparan charge relay tidak menjadi magnet.

Battery fuse starter switch charge light plat kontak CHG relay

massa.

Charge light menyala.

17

Mesin Hidup Tegangan Output Di Bawah Standar (<14,7 Volt)

Gambar 1.30 skema saat tegangan output dibawah standar

Saat mesin hidup pada stator coil terjadi tegangan induksi, sehingga terjadi aliran

arus :

Stator coil dioda BAT alternator S alternator S IC reg BIC

B IC regulator BIC

BIC meng”ON”kan transistor karena mendeteksi tegangan output ku-rang

dari 14,7 volt.

Stator coil field dioda rotor coil F IC regulator Tr “ON” E IC

regulator E alternator massa.

Rotor coil menjadi magnet.

Stator coil field dioda L alternator kumparan charge relay ZD

”ON” massa

Kumparan charge relay menjadi magnet menarik plat kontak ke atas,

sehingga charge light mati karena tidak ada beda potensial.

Mesin Hidup Tegangan Output Di Atas Standar (14,7 Volt)

Gambar1. 31 skema saat tegangan output di atas standar

Saat mesin hidup pada stator coil terjadi tegangan induksi, sehingga terjadi aliran

arus :

18

Stator coil dioda BAT alternator S alternator S IC reg BIC

B IC regulator BIC

BIC meng”OFF”kan transistor karena mendeteksi tegangan output lebih

dari 14,7 volt.

Stator coil field dioda rotor coil F IC regulator Tr “OFF”

Rotor coil tidak menjadi magnet.

Stator coil field dioda L alternator kumparan charge relay ZD

”ON” massa

Kumparan charge relay menjadi magnet menarik plat kontak ke atas,

sehingga charge light mati karena tidak ada beda potensial.

IC Regulator Tipe M


alternator adalah built in.

Jenis IC regulator ini digunakan

pada kendaraan sedan.

Gambar 1.32 ic regulator tipe M

Cara Kerja Sistem Pengisian Dengan Ic Regulator Tipe M

Kunci Kontak ON Mesin Belum Berputar

Gambar 1.32 skema kontak on

19

MIC mendeteksi tegangan battery melalui terminal IG dan akan menghidup-kan

Tr1.

Rotor coil menjadi magnet

(Tr1 akan ON dan OFF secara bergantian agar arus yang ke rotor minimum

0,17 A)

Belum ada listrik yang dibangkitkan alternator. Tegangan pada terminal P IC

regulator 0 volt dideteksi oleh MIC yang mengirimkan sinyal untuk mengaktifkan

Tr3. \

Lampu CHG menyala

Mesin Hidup Tegangan Di Bawah Standar

Gambar 1.33 skema saat tegangan di bawah standar

Mesin hidup dan alternator membangkitkan listrik.

Tr1 akan diaktifkan oleh MIC dari kondisi ON – OFF menjadi ON terus-menerus.

Ia juga akan mematikan Tr3 dan menyalakan Tr2 sehingga lampu CHG mati.

Mesin Hidup Tegangan Mencapai Tegangan Standar

Gambar 1.34 skema saat tegangan mencapai standar

20

Tr1 tetap pada posisi ON tegangan pada terminal B meningkat sesuai dengan

naiknya putaran mesin. Saat tegangan mencapai 14,5 0,1 volt rangkaian MIC akan

mendeteksinya dan mematikan Tr1 sehingga arus pada rotor coil terputus.

Akibatnya tegangan pada terminal B akan drop, dan MIC akan menghidup-kan Tr1

lagi dan arus pada rotor coil meningkat dan tegangan di terminal B akan naik.

Dengan proses ini maka tegangan di B dapat dipertahankan pada nilai konstan.

Kumparan Rotor Coil Putus

Gambar 1.35 kumparan rotor coil putus

Bila karena sesuatu hal hubungan ke kumparan rotor putus ketika

alternator berputar, tegangan pada terminal P IC regulator adalah 0 volt.

Rangkaian MIC akan mendeteksi serta mematikan Tr2 dan menyalakan Tr3

sehingga lampu CHG akan menyala.

Hubungan Ke Terminal S Putus

Gambar 1.36 hubungan ke terminal s putus

Bila terminal S terlepas / terputus saat alternator sedang berputar, rangkai-

an MIC akan mendeteksi tidak ada input pada terminal S dan mematikan Tr2 dan

21

menyalakan Tr3 sehingga lampu CHG akan menyala untuk mempe-ringatkan

adanya ketidak-normalan.

Hubungan Ke terminal B Putus

Gambar 1.37 hubungan ke terminal putus

Bila terminal B terlepas / terputus saat alternator sedang berputar,

tegangan pada battery akan turun perlahan-lahan (tegangan pada terminal S)

karena pengisian battery terhenti.

Pada saat tegangan pada terminal S melebihi 13 volt rangkaian MIC akan

mendeteksinya dan menyalakan Tr3 serta mematikan Tr2 sehingga lampu CHG

akan menyala.

7. Alternator Dengan Dioda Netral (Neutral Point Dioda)

Uraian

Tegangan rata-rata pada titik netral adalah ½ terminal B.

Tegangan ini digunakan untuk mengak-

tifkan lampu CHG.

Untuk meningkatkan output alternator ada

beberapa metoda :

Memperbesar ukuran.

Merubah hubungan stator ke Y.

Menambah netral point dioda.

Gambar 1.38 skema alternator diode netral

22

Penambahan netral point dioda akan meningkatkan out put sebesar 10 – 15%

Cara Kerja

tegangan pada titik netral bukan hanya DC tetapi juga AC.

Tegangan AC timbul di N sebagai hasil dari tegangan harmonik ketiga yang

diinduksikan pada tiap phase oleh aliran output dan tepat pada phase yang sama.

Jadi tegangan pada titik netral lebih tinggi atau lebih rendah dari tegangan output,

arus akan mengalir melalui dioda yang dipasang antara titik netral serta terminal

output.

Tegangan Titik Netral Melebihi 14 Volt

Gambar 1.39 skema saat tegangan titik netral melebbihi 14 volt

Tegangan Titik Netral Turun Di Bawah 0 Volt

Gambar 1.40 skema saat tegangan titik netral turun di bawah 0 volt


23

BAB III

SIMPULAN

Sistem pengisian berfungsi untuk mengisi arus listrik ke battery dan

mensuplai arus listrik ke seluruh sistem kelistrikan setelah mesin hidup

Ada dua type sistem pengisian :

1. Generator yang berfungsi untuk menghasilkan arus searah (Direct Current)

digunakan awal tahun 60-an.

2. Alternator yang berfungsi untuk menghasilkan arus bolak-balik (Alternating

Current).

24

DAFTAR PUSTAKA

Fir/Hut,Training Center Astra Mobil,1998

Drs.daryanto,teknik Merawat AUTOMOBIL LENGKAP,CV. YRAMA

WIDYA,Bandung,2006

25

Documents

afrizalbahri.files.wordpress.com · Web viewIa juga akan mematikan Tr3 dan menyalakan Tr2 sehingga lampu CHG mati. ( Mesin Hidup Tegangan Mencapai Tegangan Standar Gambar 1.34 skema