1. Teknik Ototronik
BAB 10 sebanding dengan tegangan yang
dihasilkan sejitar 25...30 kV.
SISTEM PENGAPIAN Daya bakar selain tergantung
ELEKTRONIK pada kualitas campuran (atomisasi
bahan bakar dan perbandingan yang
sesuai) juga dipengaruhi oleh
Sistem pengapian digunakan besarnya celah busi.
untuk membakar campuran bahan
bakar dan udara dengan meletikkan
bunga api pada waktu yang tertentu.
Pada motor bakar bensin
menggunakan busi yang meletikkan
api pada kedu elektrodanya.
Pengapian yang tepat waktu
diperlukan untuk mencegah
kerusakan komponen kendaraan.
Komposisi campuran bahan
bakar yang sesuai dengan
Gambar 10.1 Karakteristik tegangan
perbandingan stoichiometric
pengapian
memerlukan energi untuk
pembekaran sebesar 0,2 mJ melalui Keterangan:
letikan api pembakaran. Untuk 1. Tegangan mulai percikan
campuran yang kaya atau miskin 2. Tegangan pengapian
memerlukan energi 0,3 mJ. t. Lamanya percikan
Energi ini merupakan bagian dari
keseluruhan energi letikan api Gambar diatas menunjukkan
keyataannya. karakteristik tegangan pengapian
Jika energi pembakaran tidak pada putaran stasioner.
mencukupi pembakaran tidak terjadi. Ketika diantara elektroda busi
Sistem pengapian harus tegangannya naik dari 0 sampai
menyediakan energi yang cukup tegangan mulai percikan api maka
untuk meyakinkan terjadinya busi mulai memercikkan api,
pengapian, walaupun kondisi tegangan selanjutnya turun sampai
campuran tidak sesuai perbandingan pada tegangan pengapian.
stoichiometric sehingga proses Campuran bahan bakar dan udara
pembakaran tetap terjadi. dapat terbakar selama periode
Pengapian baterai secara umum pembakaran. Setelah itu tegangan
menggunakan koil pengapian untuk turun sampai ke 0 volt.
menghasilkan tegangan tinggi yang
diperlukan untuk meloncatkan api.
Koil pengapian merupakan 10.1 Saat pengapian dan
transformator yang juga dapat pengaturannya
menimbulkan gangguan
storing/interferensi. Kurang lebih diperlukan waktu 2
Energi yang dapat dihasilkan ms dari mulai dipercikkan api sampai
oleh koil pengapian berkisar pada 60 dengan pembakaran selengkapnya.
sampai dengan 120 mJ yang Pembakaran harus cukup tepat
284 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

2. Teknik Ototronik
waktu untuk meyakinkan pebakaran Tetapi apabila saat pengapian
utama dan kenaikan puncak tekanan terlalu awal tekanan pembakaran
didalam silinder terjadi dekat setelah maksimal yang timbul terjadi pada
piston melewati TMA (Titik Mati saat TMA atau bahkan sebelum
Atas). Saat pengapian harus TMA, hal ini berpotensi merusakkan
disesuaikan sedemikian rupa sesuai mekanisme mesin (pada kurva 2).
dengan putaran mesin. Hal-hal yang Sabaliknya apabila saat
perlu dipertimbangkan pada pengapian terlalu lambat tekanan
penyesuaian bahan bakar adalah: maksimal hasil pembakaran lemah
- Tenaga maksimum mesin dan daya mesin rendah.
- Konsumsi bahan bakar Saat pengapian yang optimal
terendah didefinisaikan dengan berbagai
- Tidak terjadi parameter. Parameter terpenting
detonasi/knocking adalah putaran mesin, rancangan
- Gas buang yang bersih/ramah mesin, kualitas bahan bakar, dan
lingkungan. kondisi-kondisi kerja mesin (start
awal, idle/stasioner, posisi
pembukaan katup, dll).
Kesimpulannya pemajuan saat
pengapian sangat dipengaruhi oleh
putaran mesin dan kevakuman intake
manifold sebagai penafsir kondisi
kerja mesin.
Gambar 10.2
Kurva tekanan hasil pembakaran
Keterangan :
1. Saat pengapian tepat
2. Saat pengapian terlalu maju
3. Saat pengapian terlambat
Z = saat pengapian
Gambar 10.3 Hubungan kevakuman
Apabila saat pengapian sesuai dengan pemajuan saat pengapian
maka kurva tekanan pengapian yang
dihasilkan sesuai kurva 1, dimana Keterangan:
tekanan maksimum hasil 1. Beban sebagian
2. Beban penuh
pembakaran terjadi setelah TMA.
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 285

3. Teknik Ototronik
Pada engine-manajemen sistem lain juga berpotensi sebagai kriteria
modern dengan fungsi tambahan, pengoptimalan, hal ini tidak selalu
penyetelan tambahan dapat memungkinkan menspesifikasi saat
digunakan untuk adaptasi dengan pengapian ideal untuk emisi gas
perubahan momen putar atau buang minimal.
perubahan panas pada catalytic
converter.
Semua strategi penyesuaian
dapat dioperasikan secara individual
atau bersama-sama. Derajat saat
pengapian dimajukan atau
dimundurkan di tunjukkan oleh kurva
pemajuan pengapian yang di
sesuaikan secara khusus untuk
masing-masing konfigurasi mesin.
Pada beban penuh, pedal gas
diinjak penuh dan katup gas
membuka penuh. Sejalan dengan
naiknya putaran, pengapian
dimajukan agar menjaga tekanan
pembakaran pada tingkat yang
diperlukan untuk tenaga mesin
optimal. Campuran bahan bakar yang
kurus dihasilkan pada bukaan katup
sebagian yang mana lebih sulit
terbakar. Karena keadaan ini
diperlukan waktu lebih untuk
membakar sehingga perlu di picu
lebih awal dengan waktu yang
digeser lebih maju. Kevakuman
intake manifold berkurang sesuai
dengan pembukaan katup gas.
10.2 Pengapian dan emisi gas
buang
Berhubungan dengan kenyataan
bahwa efek langsung dari bermacam
komponen gas buang, pengapian Gambar 10.4 Hubungan saat
memiliki efek signifikan dengan emisi pengapian dan emisi gas buang
gas buang.
Kenyataannya terkadang Penggeseran saat pengapian
berkebalikan dengan pemakaian berpengaruh terbalik dengan respon
bahan bakar yang ekonomis. konsumsi bahan bakar dan emisi gas
Kebiasaan pengemudian dan hal-hal buang. Ketika pemajuan saat
pengapian meningkatkan daya mesin
286 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

4. Teknik Ototronik
dan akan menurunkan konsumsi busi untuk memulai pembakaran.
bahan bakar, ini juga menaikkan HC Energi sistem pengapian kurang lebih
dan terkadang emisi NO. Pemajuan 0,2 mJ dibutuhkan untuk membakar
yang berlebihan dapat menyebabkan campuran sesuai perbandingan
mesin knocking dan akan stoichiometric udara dan bahan
merusakkan mesin. Pengapian yang bakar. Ketika campuran lebih kaya
terlambat menghasilkan temperatur atau miskin diperlukan daya lebih
emisi gas buang yang tinggi yang besar lagi.
juga terlarang untuk mesin. Energi yang diperlukan dari
Sistem managemen mesin sistem pengapian dirancang
elektronik dirancang secara menghasilkan percikan energi yang
terprogram, bentuk kurva besar dalam waktu yang cukup
pengapiannya untuk menyesuaikan panjang dengan nyala yang stabil
saat pengapian dengan bermacam- dan tahan terhadap perubahan
macam faktor seperti beban keadaan dari putaran demi putaran
minimum, temperatur, dan (sistem pengapian transistor). Daya
sebagainya. Hal ini memungkinkan tahan ini menghasilkan kerja mesin
diperolehnya kompromis optimal yang halus dan emisi HC yang
antara berbagai macam kebutuhan. rendah.
Penyetelan celah busi
mempengaruhi kehalusan suara
mesin dan emisi HC, celah busi yang
sesuai selalu di kontrol setiap servis.
Gambar 10.5 Hubungan saat
pengapian dengan konsumsi bahan
bakar
10.3 Energi Pembakaran Gambar 10.6 Hubungan saat
pengapian dengan momen
Sistem pengapian menimbulkan
loncatan api tegangan tinggi pada
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 287

5. Teknik Ototronik
10.4 Macam-macam Sistem Pada pengapian konvensional
Pengapian pemajuan pengapiannya secara
mekanik dengan menggunakan bobot
Banyak kendaraan masih pemaju dan membran/diafragma,
menggunakan pengapian dimana semakin tinggi putaran mesin
konvensional. Ketika kontak bobot sentrifugal memajukan saat
pemutus menutup dan kunci pengapian semakin maju, dan ketika
kontak ON, arus primer dari intake manifold berkurang
baterai atau alternator mengalir kevakumannya semakin mundur saat
melalui kumparan primer pengapiannya.
menghasilkan medan magnet
sebagai energi yang tersimpan.
Ketika suatu saat kontak pemutus
membuka maka kemagnetan
hilang seketika dan tegangan
tinggi terinduksi pada kumparan
sekunder. Tegangan ini dialirkan
melalui kabel tegangan tinggi dan
sebuah distributor menuju salah
satu busi.
Dibawah ini gambaran dasar
hubungan kecepatan putar mesin
4 tak dengan jumlah pembakaran
dalam setiap menitnya. Gambar 10.7 Rangkaian sistem
pengapian konvensional
f = z⋅n/2
dimana:
f = rata-rata timbulnya bunga api
z = Jumlah silinder
n = putaran mesin
Pada putaran rendah, kontak
pemutus menutup dengan waktu
yang cukup untuk menyimpan energi
potensial yang penuh, tetapi pada
putaran tinggi lamanya kontak
menutup (sudut dwell) semakin
pendek waktunya sehingga
pemutusan arus primer terjadi
Gambar 10.8 Bobot sentrifugal
sebelum energi potensial maksimum
tersimpan pada kumparan, hal ini
Saat putaran tinggi bobot
menyebabkan berkurangnya energi
sentrifugal mengembang dan
tegangan tinggi dari sekunder koil.
mendorong cam berputar sedikit lebih
288 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

6. Teknik Ototronik
cepat membuka kontak pemutus. kontak tidak dapat membuka
Semakin cepatnya kontak pemutus lagi.
membuka berarti semakin maju saat • Keausan pada kontak pemutus
pengapian. terjadi menyebabkan daya
pengapian berkurang. Akibat rugi
tegangan pada kontak pemutus
daya juga berkurang, rugi
tegangan maksimal yang
diijinkan adalah 0,5 volt.
• Kekuatan pegas kontak pemutus
menyebabkan tumit ebonit cepat
aus dan bantalan poros distribusi
aus. Pegas juga memiliki daya
pantul pada kontak pemutus
sehingga pada putaran tinggi
kontak pemutus melayang, tidak
bisa menutup/melekat dengan
Gambar 10.9 Vakum advancer baik sesuai bentuk nok, sehingga
kontak pemutus akan selalu
Ketika hisapan saluran vakum membuka.
semakin kuat dudukan kontak
pemutus digeser melawan putaran
cam sehingga pengapian dimajukan.
Karena kerjanya secara mekanis
maka sering terjadi kerusakan-
kerusakan mekanis dan merubah
saat pengapian yang semestinya.
Kerugian-kerugian sistem
pengapian konvensional adalah :
• Frekuensi pemutusan kontak
pemutus tinggi sehingga waktu
penutupan pendek, arus primer
tidak mencapai maksimal,
akibatnya kemampuan
pengapian kurang, masalah ini
terjadi khususnya pada motor
bersilinder banyak. Pada jumlah
pengapian 12000/menit
merupakan batas peralihan
kemampuan dari pengapian
konvensional.
• Keausan pada tumit ebonit
menyebabkan perubahan sudut Gambar 10.10 Perbandingan
dwell dan perubahan setelan pemajuan derajat pengapian sistem
saat pengapian, lama-lama konvensional dan elektronik
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 289

7. Teknik Ototronik
Pengapian elektronik dirancang Pada pengapian elektronik fungsi
untuk mengatasi kekurangan- kontak pemutus diganti dengan
kekurangan dari sistem pengapian transistor atau dimodifikasi dengan
konvensional. ditambahkan transistor. Pada
Kekurangan waktu pengaliran modifikasi ini kontak pemutus hanya
arus primer pada pengapian mentriger/memicu kerjanya transistor.
diperbaiki dengan cara memberi Sistem modifikasi ini dikenal dengan
waktu pengaliran arus kumparan Transistorized Control Ignition–
primer lebih lama (sudut dwell Contact (TCI-C).
diperbesar) pada saat putaran Arus yang bekerja pada
semakin tinggi. kumparan primer koil dilewatkan
Pengajuan saat pengapian diatur transistor, kontak pemutus hanya
secara elektronik dengan membaca dilewati arus yang kecil untuk
putaran mesin dan beban yang memicu transistor sehingga kontak
terjadi. pemutus akan lebih awet dari
Keausan mekanis dapat kemungkinan terbakar dan
dikurangi dengan tidak adanya pemutusan arus primer dapat bekerja
tekanan pegas pada distributor. lebih cepat akibatnya induksi pada
kumparan sekunder lebih besar.
Namun demikian keausan pada
10.4.1 Sistem Pengapian bagian kontak pemutus dengan cam
Transistor dengan kontak distributor dan keausan poros
pemutus / Transistorized distributor tetap terjadi sehingga
Control Ignition - Contact masih harus sering menyetel celah
(TCI-C) kontak pemutus.
Gambar 10.11 Sistem pengapian TCI-C
290 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

8. Teknik Ototronik
kemagnetannya hilang seketika
akibatnya timbul induksi
tegangan tinggi pada kumparan
sekunder koil yang dialirkan
menuju busi melalui rotor dan
kabel tegangan tinggi.
Gambar 10.12 TCI-C saat kunci kontak
ON dan kontak pemutus menutup
Ketika kunci kontak ON dan
kontak pemutus menutup (gambar
10.12) maka basis Tr1 berhubungan
dengan ground melalui R4 sehingga:
Ø mengalir arus dari + baterai →
Gambar 10.13 TI-C saat kunci kontak
R1 → terminal 15 ECU → ON dan kontak pemutus membuka
Colektor Tr1 → Basis Tr1 → R4
→ Kontak pemutus → ground,
akibatnya Tr1 ON 10.4.2 Sistem Pengapian
Ø karena TR1 ON maka mengalir Transistor dengan sinyal
arus dari Colektor Tr1 → Emitor Induktif / Transistorized
Tr1 → Basis Tr2 → Emitor Tr2 →
Control Ignition - Inductive
Ground, sehingga Tr2 juga ON
Ø karena TR2 ON maka mengalir
(TCI-I)
tegangan dari + baterai → R1 →
Pada sistem ini tidak
R2 → terminal 15 kumparan menggunakan kontak pemutus,
primer koil → terminal 1 → fungsi pemutusan digantikan dengan
Colektor Tr2 → Emitor Tr2 → sebuah pembangkit sinyal / pulse
Ground, sehingga timbul medan generator yang menghasilkan pulsa
magnet pada koil pengapian. tegangan secara magnetic.
Tegangan ini akan mengontrol ON
selanjutnya jika mesin berputar dan OFF dari transistor yang
maka tonjolan cam akan menekan mengendalikan Koil pengapian.
kontak pemutus mulai membuka Selanjutnya pembagian tegangan
seperti pada gambar 6.13: tinggi menuju busi-busi diatur oleh
Karena seketika kontak pemutus distributor yaitu pada bagian rotor
membuka maka : dan kabel-kabel tegangan tinggi busi.
Ø basis Tr1 kehilangan ground Induksi yang dihasilkan oleh
akibatnya Tr1 OFF pembangkit sinyal ini berupa
Ø arus menuju basis Tr2 hilang dan tegangan bolak balik / AC
Tr2 juga OFF (Alternating Current). Jumlah gigi
Ø arus pada kumparan primer koil
terputus seketika dan
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 291

9. Teknik Ototronik
/sinyal rotor pada distributor sesuai Ketika poros distributor berputar
dengan jumlah silinder mesin. rotor sinyal ikut berputar, saat rotor
Pada system ini pemajuan saat sinyal mendekati stator kutup
pengapian masih dengan cara terjadilah perubahan kekuatan
mekanis, dengan bobot sentrifugal medan magnet pada inti kumparan
dan vakuum advancer. akibatnya timbul induksi pada
kumparan. Jika dilihat dengan
osciloscope bentuk sinyal induksinya
sebagai berikut:
Gambar 10.15 Bentuk sinyal induktif
Keuntungan dari sistem TCI-I
adalah:
Ø tidak menggunakan kontak
pemutus
Ø penyetelan saat pengapian
saat pertama memasang dan
dikontrol waktu servis
Ø tidak ada gangguan pentalan
pegas
Ø mudah dalam pemeriksaan
Ø bantalan pada poros distributor
tidak terbebani tekanan
Gambar 10.14 Distributor dengan sehingga keausan terjadi pada
pembangkit sinyal induktif
waktu yang lama.
Keterangan:
1. bobot sentrifugal
2. rumah vakum Kerugian dari sistem TCI-I adalah:
3. poros distributor Ø sinyal yang dikirim masih dalam
4. poros dudukan bentuk arus bolak-balik, maka
5. stator pada kontrol unit elektronik
6. sinyal rotor masih harus dilengkapi dengan
7. rotor pembagi arus pembentuk sinyal segi empat
/kotak
Frekwensi dan amplitudo dari Ø memberi informasi hanya pada
sinyal AC ini dipengaruhi oleh saat pengapian saja
putaran mesin. ECU pada sistem Ø pemajuan saat pengapian
memproses tegangan AC untuk masih mekanis.
mengatur pengapian.
292 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

10. Teknik Ototronik
Gambar 10.16 Bagian-bagian pembangkit sinyal induktif
Bila rotor sinyal berputar maka
terjadi sinyal induktif yang masuk ke
ECU. Sinyal tersebut memberikan
informasi agar ECU, mulai memutus
atau menghubung arus primer.
Akibatnya akan terjadi tegangan
induksi
Pada sistem pengapian elektronik
TCI-I ECU memiliki bagian-bagian
berikut:
2a. Perubah sinyal
Merubah bentuk sinyal dari arus
bolak-balik menjadi sinyal
berbentuk segi empat
2b. Pengatur dwell
Mengatur lamanya arus primer
mengalir sesuai dengan jumlah
putaran
Gambar 10.17 Rangkaian sistem
pengapian TCI-I
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 293

11. Teknik Ototronik
Prinsip dari IC Hall adalah sbb:
Gambar 10.18 Bagian-bagian ECU Gambar 10.19 IC Hall ketika
sistem TCI-I
menghasilkan sinyal
2c. Penguat (Amplifier) Pada IC hall terdapat empat
Memperkuat sinyal pengendali buah terminal. Antara terminal 2 dan
sesuai dengan kebutuhan dari 1 dihubungkan dengan sumber
rangkaian darlington tegangan, antara terminal 3 dan 4
2d. Rangkaian Darlington merupakan terminal tegangan hall
Menghubung dan memutuskan yang akan dibangkitkan.
arus primer
3. Stabilisator tegangan Apabila permukaan IC Hall tidak
Menstabilkan tegangan agar ditembus medan magnet, maka pada
kerja dari komponen elektronik penampang IC akan terdistribusi
tidak terpengaruh oleh kenaikan/ elektron dengan merata yang
penu-runan tegangan. mengalir dari terminal 2 menuju
terminal 1, pada saat ini antara
terminal 3 dan 4 tidak terdapat beda
10.4.3 Sistem Pengapian potensial (tidak timbul tegangan hall).
Transistor dengan sinyal Namun jika permukaan IC Hall
Hall / Transistorized ditembus medan magnet, maka
Ignition Control - Hall elektron yang mengalir dari terminal 2
(TCI-H) menuju terminal 1 pada penampang
IC akan terdistribusi tidak merata,
Pada sistem fungsi pemutusan elektron akan terdesak mendekati
digantikan dengan sebuah terminal 3, karena terjadi perbedaan
pembangkit sinyal / hall generator jumlah elektron antara terminal 3 dan
untuk memicu tegangan tinggi pada 4 maka terdapat beda potensial
sistem pengapian. (timbul tegangan hall).
294 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

12. Teknik Ototronik
Ketika sudu sedang berada
didalam celah maka medan magnet
akan dialirkan keatas dan tidak
menembus IC Hall kemagnetan tidak
ada, akibatnya tidak timbul tegangan
hall.
Gambar 10.21 Hubungan kemagnetan
dalam sudu dengan tegangan hall dan
tegangan sinyal
Rangkaian lengkap TCI-H seperti
Gambar 10.20 Distributor dengan hall
terlihat pada gambar 6.19 berikut.
generator
Keterangan :
1. sudu
2. plat penghantar magnet
3. IC hall
4. celah udara
Bila rotor sinyal berputar, sudu
akan meninggalkan celah, medan
magnet menembus IC hall, sehingga
timbul tegangan hall. Dengan
berputarnya rotor terus menurus
tegangan hall timbul dan hilang silih
berganti.
Dengan sebuah pengolah sinyal
(inverter/pembalik) maka saat ada
tegangan hall tegangan sinyal tidak
timbul, sebaliknya saat tidak ada
tegangan hall timbullah tegangan
sinyal yang masuk ke ECU untuk
memutus atau menghubung arus
primer pada koil.
Gambar 10.22 Bagian sistem pengapian
TCI-H
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 295

13. Teknik Ototronik
Pada sistem pengapian TCI-H apabila kurang dari 10 pulsa/menit
ECU memiliki bagian-bagian berikut: maka pemutus arus akan memberi
informasi kepada penguat
sehingga darlington akan
memutus arus primer.
Ø Pembatas putaran maksimal, pada
saat motor berputar sudah
mencapai maksimum (6200 rpm)
maka pembatas putaran
memberitahu kepada penguat
supaya darlington tidak memutus
arus primer lagi sehingga tidak
terjadi induksi tegangan tinggi
pada koil.
Gambar 10.23 Bagian ECU sistem
pengapian TCI-H
10.4.4 Sistem Pengapian
Stabilisator A: komputer
Berfungsi untuk menstabilkan
tegangan yang masuk ke ECU dan Ada dua macam sistem
tegangan yang masuk ke Pick up pengapian komputer, yaitu:
tetap stabil. Ø Sistem pengapian komputer
Secara prinsip kontrol unit hall dengan distributor
sama dengan kontrol unit induktif, Ø sistem pengapian komputer tanpa
tetapi pada kontrol unit hall lebih distributor / DLI (Distributorless
sederhana sehingga ada bagian lain Ignition System).
yang tidak diperlukan seperti
pembentuk sinyal dan pengatur Pada pengapian komputer,
dwell, sedang bagian utama masih pemajuan saat pengapian dengan
tetap seperti penguat dan darlington. sensor rpm untuk penyesuaian
Pada pengapian elektronik TCI-I terharap putaran mesin dan dengan
dan TCI-H, ECU memiliki fungsi- MAP sensor untuk menyesuaikan
fungsi tambahan : terhadap beban kendaraan.
Ø regulasi sudut dwell minimum dan Pengoptimalan derajat
maksimum, pada putaran rendah pengapian sudah dilakukan secara
agar koil tidak panas (arus primer presisi dengan
diregulasi mengalir tidak terlalu elektronis/pemrograman sehingga
lama), sebaliknya pada putaran lebih optimal dan memperoleh
mesin tinggi agar daya percikan banyak keuntungan.
besi tetap tinggi→sehingga Secara prinsip kedua sistem
pembakaran sempurna (± 18% s/d sama, distributor hanya berfungsi
80%). sebagai pembagi tegangan tinggi
Ø pembatas arus primer, sehingga saja.
arus primer maksimal selalu tetap Putaran mesin dan posisi poros
(± 8A). engkol dimonitor secara langsung
Ø pemutus arus, atas dasar jumlah dengan roda gigi, menggunakan dua
pulsa yang dikirim pengirim sinyal, sensor yang terpisah atau dengan
296 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

14. Teknik Ototronik
satu buah sensor pada roda gigi yang menentukan top silinder. Selanjutnya
salah satu giginya dibuang sebagai sinyal gigi-gigi yang banyak juga
referensi untuk membedakan dengan digunakan sebagai sensor putaran
posisi gigi-gigi lainnya. mesin.
Ketika kedua sinyal muncul
bersamaan digunakan untuk
Gambar 10.24 Sistem pengapian komputer dengan distributor
Keterangan :
1. koil dengan igniter
2. distributor tegangan tinggi
3. busi
4. ECU
5. sensor temperatur
6. knok sensor
7. sensor rpm dan sensor top silinder 1
8. gigi-gigi untuk sensor
9. throtle position sensor (TPS)
10. Baterai
11. kunci kontak
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 297

15. Teknik Ototronik
Gambar 10.25 Sistem pengapian komputer tanpa distributor (DLI)
Keterangan :
1. busi
2. koil individual
3. throtle position sensor (TPS)
4. ECU
5. sensor temperatur
6. knok sensor
7. sensor rpm dan sensor top silinder 1
8. gigi-gigi untuk sensor
9. baterai
10. kunci kontak
Sistem yang menggunakan dua
buah sensor induktif bentuk sinyalnya
sebagai berikut:
Gambar 10.26 Dua buah sensor
induktif
Keterangan :
1. Sensor CKP
2. Sensor CMP
3. Magnet Permanen
4. Inti Besi Lunak Gambar 10.27 Sinyal dua buah
5. Kumparan
sensor induktif
6. Rumah Poros Engkol
7. Tonjolan segmen
8. Roda gigi
298 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

16. Teknik Ototronik
Adapun sistem yang Ada pula pengirim sinyal induktif
menggunakan satu buah sensor yang dipasangkan pada roda gaya /
sebagai berikut: fly-wheel.
Gambar 10.30 Pembangkit sinyal induktif
Gambar 10.28 Sensor induktif dengan pada roda gaya
gigi referensi
Keterangan :
Keterangan : A = segmen
1. magnet permanen 1 = rumah sinyal
2. bodi sensor 2 = magnet
3. inti besi sensor 3 = kumparan
4. kumparan
5. roda gigi dengan dibuang Bentuk sinyal dari pembangkit
satu gigi sebagai referensi sinyal pada roda gaya sebagai
berikut:
Bentuk sinyal dari sistem yang
menggunakan satu buah sensor
induktif bentuknya sebagai berikut:
Gambar 10.29 Sinyal induktis dengan
satu sensor
Gambar 10.31 Bentuk sinyal induktif
Penentuan top silindernya pada roda gaya
dengan referensi setelah sinyal yang
panjang adalah posisi top silinder 1. Keterangan :
Setelah diketahui top silinder 1 t1 = sinyal segment 1
selanjutnya dengan menghitung t2 = sinyal segment 2
jumlah gigi akan dapat digunakan d = satu putaran poros engkol
untuk menentukan pengapian silinder
lainnya sesuai urutan pengapian /
firing order (FO).
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 299

17. Teknik Ototronik
Sinyal induktif dari roda gigi
diatas biasanya juga digunakan
sebagai sinyal putaran mesin. Letak pada kendaraan di saluran
Apabila putaran mesin udara masuk, salurannya setelah
meningkat maka frekwensi dari sinyal katup gas.
ini akan dibaca oleh ECU dan Piezo Resistive adalah bahan
dengan logika yang diprogramkan yang nilai tahanannya tergantung
pengapian akan dimajukan. dari perubahan bentuknya. Piezo
Beban mesin dibaca dari sensor resistive dibuat berbentuk
MAP juga diperhitungkan untuk diafragma/membran silicon chip
menentukan saat pengapian yang antara ruangan referensi
tepat. (kevakuman = 0,2 bar) dan ruangan
MAP sensor terbuat dari Piezo yang berhubung dengan intake
Resistive, berfungsi untuk manifold.
mengetahui tekanan udara masuk Perbedaan tekanan antara ruang
yang akan menerjemahkan beban referensi dengan intake manifold
kendaraan. berakibat perubahan lengkungan
pada membran silicon chip. Pengolah
sinyal merubah menjadi tegangan
sinyal. Tegangan paling tinggi MAP
sensor terjadi ketika tekanan intake
manifold paling tinggi yaitu saat kunci
kontak ”ON” mesin ”MATI”, atau saat
katup gas diinjak tiba-tiba/akselerasi.
Sebaliknya tegangan paling rendah
terjadi saat deselerasi/perlambatan
yaitu ketika katup gas menutup tetapi
putaran engine tinggi.
Gambar 10.32 Lokasi MAP sensor
Gambar 10.34 Kerja MAP sensor
Gambar 10.33 Bagian-bagian MAP MAP sensor memiliki 3 buah
sensor konektor. Sumber tegangan 5 volt
memerlukan dua konektor dan satu
Keterangan: terminal sebagai tegangan sinyal
1,3 = Konektor 5 = Gelas Isolator
menuju inputan ECU. Data tegangan
2 = Vacum referensi 6 = Rumah Vacum
4 = Silicon Chip Ukur 7 = Input Vacum kerja MAP sensor berkisar antara 0,2
volt sampai dengan 4,5 volt.
300 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

18. Teknik Ototronik
Dengan sebuah perangkat lunak
dapat digunakan untuk membentuk
tabel ini. Tabel yang dibentuk dengan
aturan sesuai logika pemrogram,
dengan perangkat itu pula dapat
ditunjukkan pemetakan hubungan
dari sensor Rpm, sensor MAP dan
Gambar 10.35 hubungan MAP sensor
saat pengapian yang akan terjadi
dengan ECU secara tiga dimensi.
Data yang berada ditabel
Metode kontrol yang dapat digunakan untuk kondisi kerja
digunakan untuk membuat hubungan normal, untuk kondisi-kondisi kerja
antara sensor Rpm dan sensor MAP tertentu akan digunakan aturan
(Manifold Absolute Pressure) tambahan guna mengoreksi saat
kaitannya dengan penentuan saat pengapian yang tepat selama mesin
pengapian yang tepat salah satunya beroperasi, diantaranya : Kondisi
dengan menggunakan metode look start, kondisi temperatur engine
up table. dingin, kondisi temperatur engine
panas dan ketika ada detonasi.
Aturan-aturan tambahan tersebut
misalnya:
1. Kondisi start
Pada kondisi ini putaran engine
rendah ±300 rpm, maka
temperatur hasil kompresi masih
rendah. Untuk mengatasi hal
Gambar 10.36 Look up table hubungan
tersebut maka saat pengapian
putaran, beban mesin dan saat dibuat pada Titik Mati Atas
pengapian (0°PE), Tujuan dari penentuan
saat pengapian tersebut adalah
supaya temperatur akhir
kompresi tinggi, putaran lebih
ringan dan tidak timbul detonasi.
2. Kondisi temperatur mesin dingin
(t < 30 °C) :
Pada kondisi temperatur mesin
yang masih dingin pembakaran
campuran bahan bakar dan
udara memerlukan waktu lebih
Gambar 10.37 Pemetaan sudut lama. Pada kondisi ini bahan
pengapian ditentukan dengan sensor bakar dikondisikan lebih banyak
putaran, beban mesin
karena untuk mengimbangi
terjadinya pengembunan kembali
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 301

19. Teknik Ototronik
bahan bakar yang sudah
dikabutkan dan agar campuran
yang terbentuk dalam keadaan
mudah terbakar. Saat ini
pengapian dimajukan ±5°PE
sebelum TMA dari kondisi
normal (tabel dasar).
3. Kondisi temperatur engine panas
(t > 90 °C)
Gambar 10.38 Pengolah sinyal start
Pada kondisi ini waktu pemkaran
Sensor temperature
relatif lebih pendek dari kondisi
mengunakan bahan thermistor,
normal, karena temperatur sudah
merupakan bahan solid-state variable
panas, maka pengapian
resistor terbuat dari semiconductor.
dimundurkan ±5°PE sebelum
NTC (Negative Temperature
TMA dari kondisi normal (tabel
Coefficient). Sensor ini nilai
dasar).
tahanannya akan berkurang bila
temperatur naik (nilai tahanan
4. Kondisi saat terjadi knocking/
berbanding terbalik terhadap
detonasi
temperatur).
Ketika terjadi detonasi saat
sensor kockingakan memberi
informasi menuju ECU dan saat
pengapian akan dimundurkan
beberapa derajat sampai tidak
terdapat detonasi lagi dan dijeda
sebelum kembali ke saat
pengapian yang semestinya.
Penjelasan diatas menunjukkan
Gambar 10.39 Macam-macam NTC
bahwa pada sistem pengapian
resistor
komputer telah dilengkapi dengan
beberapa sensor lain (sensor start Pada temperatur 0ºC NTC
dan sensor temperatur dan sensor
mempunyai tahanan ± 5 KΩ, dan
knocking/ detonasi).
Sensor start memanfaatkan pada temperatur 80ºC tahanan ± 250
sinyal dari kunci kontak yang Ω. Bila dilihat dari grafik spesifikasi
dimasukkan kedalam ECU. Besar NTC akan terlihat seperti gambar
tegangan yang dimasukkan ke ECU dibawah ini.
dirubah menjadi 5 volt oleh sebuah
rangkaian optokopler.
302 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

20. Teknik Ototronik
Gambar 10.43 hubungan ECT dengan
ECU
Gambar 10.40 Hubungan temperatur Sensor knocking terbuat dari
dengan tahanan pada NTC bahan Piezoceramic, terletak sensor
knocking pada blok engine. Sensor
ECT terletak pada blok engine ini berfungsi untuk mendeteksi
dekat dengan selang menuju terjadinya detonasi pada engine dan
radiator, sensor ini membaca informasi ini dimanfaatkan untuk
temperatur air pendingin pada merubah saat pengapian.
engine.
Gambar 10.44 Sensor knocking
Gambar 10.41 Letak ECT pada engine
Keterangan
1 = Piezoceramic element
2 = Seismic mass
3 = Rumah sensor
4 = Baut pengencang
5 = Permukaan kontak
6 = Konektor
7 = Blok Silinder
V = Getaran
Gambar 10.42 Engine Coolant
Temperature
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 303

21. Teknik Ototronik
Ditinjau dari penyalaan busi oleh
ignition coil pada silinder sistem
pengapian komputer DLI
(Distributorless Ignition system) dapat
dibedakan menjadi sistem pengapian
dengan koil individual dan sistem
pengapian dengan koil group.
Gambar 10.45 Sinyal knocking
Gambar 10.46 Sistem pengapian individual
Gambar 10.47 Sistem pengapian group
304 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

22. Teknik Ototronik
Pada pengapian komputer tanpa
distributor terdapat berbagai macam 1. Pemeriksaan secara visual
model pengapian.
Pengapian individual dilengkapi
dengan satu buah koil untuk masing-
masing silinder, urutan penyalaannya
sesuai urutan pengapian / firing order
(FO) 1-5-3-6-2-4.
Pengapian group dilengkapi
dengan satu buah koil untuk dua
buah silinder, urutan penyalaannya
tidak sesuai urutan pengapian / firing
order (FO) 1-5-3-6-2-4, tetapi setiap
piston TMA selalu dilakukan
pengapian baik akhir langkah Gambar 10.48 Pemeriksaan celah udara
kompresi maupun langkah buang.
• Periksa jarak celah udara
antara rotor sinyal dan stator
10.4.5 Perbaikan Sistem
secara visual atau dengan
Pengapian fuler (lihat spesifikasi). Celah
udara harus merata pada
Berbagai permasalahan dapat setiap putaran.
ditemukan dalam sistem pengapian,
• Periksa kekuatan magnit
oleh karena itu penyelesaian
dengan cara memutar poros
masalah perlu dilakukan dengan
distributor dengan tangan,
prosedur dan keselamatan kerja yang
ketika rotor mendekati dan
memadai.
menjauhi stator terasa ada
Pemeriksaan dapat dilakukan
tahanan magnet.
mulai dari pemeriksaan sumber
tegangan pada sistem apakah sudah
2. Pemeriksaan dengan Ohm-meter
memenuhi sarat untuk bekerjanya
sistem. Sumber tegangan yang
terlalu redah pada sistem Sensor induktif dapat diperiksa
menyebabkan induksi tegangan dengan cara melakukan pengukuran
tinggi pada koil tidak mampu tahanan antara kedua terminal
memercikkan api pada busi. kumparannya menggunakan Ohm
Apabila sumber tegangan telah meter, tahanan sekitar 500-1200 Ω
memenuhi sarat untuk bekerjanya (lihat spesifikasi).
sistem (11 sampai 13 Volt), maka
pemeriksaan pada sensor perlu
dilakukukan terlebih dahulu,
mengingat dari sensorlah informasi
yang akan diolah oleh ECU.
10.4.5.1 Memeriksa pengirim
sinyal induktif
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 305

23. Teknik Ototronik
kabel merah = 8h = +
kabel hijau = 7 = 0
Kabel hitam = 31d = -
Gambar 10.50 Pemeriksaan sensor hall
Gambar 10.49 Pemeriksaan dengan ohm 10.4.5.3 Menguji/ memeriksa Koil
meter
Koil sistem pengapian pada
Dapat juga dengan mengukur dasarnya dapat dibedakan dalam 2
tegangan induksi antara kedua kelompok:
terminal kumparannya menggunakan Ø Koil terpisah dengan igniter
Volt meter pada skala ukur terendah, Ø Koil dan igniter terangkai jadi satu
kemudian putarkan poros sehingga Untuk koil terpisah dengan igniter
rotor mendekati dan menjauhi stator, kebanyakan buku manual
pada saat itu jarum avo meter menunjukkan cara pengukuran
bergoyang apabila kumparan baik. tahanan kumparan primer dan
sekundernya dengan ohm meter.
Namun pengukuran tahanan tidak
10.4.5.2 Memeriksa pengirim menjamin koil dapat bekerja
sinyal hall memercikkan bunga api dengan kuat.
Sering terjadi kerusakan koil terjadi
Pemeriksaan sensor hall dengan karena kebocoran loncatan induksi di
memberi tegangan pada kabel merah dalam bodi koil itu sendiri.
+12 volt dan kabel hitam ground,
sementara pada kabel hijau diukur
dengan volt meter, pada saat sudu
didalam celah udara maka
semestinya terukur tegangan sinyal,
sebaliknya saat sudu tidak berada
dalam celah udara tegangan hilang.
Gambar 10.51 Pemeriksaan koil ganda
tanpa igniter
306 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

24. Teknik Ototronik
induksi tegangan tinggi. Pengujian
Pada koil tanpa igniter ECU dapat dilakukan dengan
pengetesan dengan merangkaikan dirangkai pada sistem lengkap
sebuah igniter seperti pada gambar kecuali konektor sensor yang dilepas.
diatas, kemudian pada basis igniter Tegangan baterai harus cukup
diberikan sinyal pemicu dengan (11 volt sampai 13 volt), tegangan ini
frekwensi 10 Hz sampai 100 Hz agar harus ada pada ECU dan
igniter menghubung dan sebelumnya koil harus dalam
memutuskan terminal 1 koil ke keadaan baik.
ground. Pengujian ECU dengan cara
Koil yang baik akan menghasilkan memberikan simulasi sinyal yang
induksi pada kabel yang dipasang sesuai pada terminal sinyal menuju
pada terminal tegangan tinggi ECU tersebut.
dengan celah lebih besar dari 1 cm. Pada ECU pengapian TCI-I
terminal sinyal berada antara terminal
3 dan 7, terminal ini yang
berhubungan dengan sensor induktif.
Antara terminal 3 dan 7 menuju ECU
dipasang baterai 1,5 volt dan
dilengkapi dengan sebuah saklar
sesuai gambar 10.41
Pada saat saklar di ON dan OFF
kan berulang, semestinya pada koil
timbul induksi tegangan tinggi,
Gambar 10.52 Pemeriksaan koil dengan apabila tidak berarti ECU rusak.
igniter
Pada koil dengan igniter
pengetesan dengan sinyal pemicu
berfrekwensi 10 Hz sampai 100 Hz
pada basis igniter sehingga igniter
menghubung dan memutuskan
terminal koil ke ground.
Koil yang baik akan
menghasilkan induksi pada kabel
yang dipasang pada terminal
tegangan tinggi dengan celah lebih
besar dari 1 cm.
10.4.5.4 Memeriksa ECU system Gambar 10.53 Pemeriksaan ECU TCI-I
TCI-I dan TCI-H
Pada ECU pengapian TCI-H,
Sebelum melakukan pengujian ECU semestinya mengeluarkan
pada ECU perhatikan keselamatan tegangan menuju sensor (IC hall)
kerja, jauhkan dari bahan yang melalui terminal 6 sebagai terminal +
mudah terbakar dan hati-hati dengan
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 307

25. Teknik Ototronik
sensor dan terminal 3 sebagai
terminal – sensor, sehingga
pemeriksaan tegangan keluaran dari
ECU dapat dilakukan dengan Volt
meter digital (Gambar 10.42). Besar
tegangan terukur sekitar 8 volt
sampai 10 volt, cocokkanlah dengan
spesifikasi buku manual. Apabila
tegangan keluar ada harus dilakukan
pengetesan lanjut.
ECU pengapian TCI-H akan
bekerja menghubung dan memutus
arus primer koil jika kaki 5 sebagai
terminal masukan sinyal dari sensor
saat mendapat tegangan dari sinyal
dan hilang. Pengujian dengan
memasangkan kabel pada terminal 5
ECU dan dihubung putuskan
terhadap ground (Gambar 10.43). Gambar 10.55 Pengetesan fungsi ECU
ECU yang bagus akan memicu koil TCI-H
meloncatkan bunga api.
10.4.5.5 Memeriksa sistem
pengapian komputer
Permasalahan pada sistem
pengapian komputer dapat diperiksa
dengan pertama-tama memeriksa
fungsi dari sensor-sensor.
Sensor untuk menentukan saat
pengapian dan sensor putaran
umumnya sama dengan sistem
pengapian elektronik, dengan sensor
induktif ataupun sensor dengn IC
hall, pemeriksaannya sensor induktif
ataupun sensor dengan IC hall sama
dengan pengirim sinyal induktif dan
hall yang telah dijelaskan
sebelumnya.
Sensor beban kendaraan
dengan sensor MAP harus
diyakinkan dulu bahwa sumber
Gambar 10.54 Pengukuran tegangan tegangan 5 volt telah tersedia menuju
sumber sensor hall
sensor MAP pada kabel dari ECU
saat kunci kontak “ON”, selanjutnya
ground juga harus tersedia dari kabel
yang lain.
308 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

26. Teknik Ototronik
Gambar 10.56 Pengetesan tegangan dari
ECU
Gambar 10.57 Pengetesan sensor MAP
Hasil pengukuran akan yang
normal akan ditemukan dua kabel Keterangan:
bertegangan 5 volt dan satu kabel 1. sensor MAP
ground. Dua kabel bertegangan 5 volt 2. sumber 4,5 Volt
tersebut salah satunya sebagai 3. Pompa vacuum
sumber 5 volt dan yang satu kabel 4. volt meter
sinyal menuju ECU. Untuk
membedakan kabel sumber dan
kabel sinyal dapat dengan Tabel 10.1 Spesifikasi data sensor MAP
menambahkan resistor 1 kilo Ohm
pada kabel tester dan kembali KETINGGIAN BAROMETRIC OUTPU
mengukur tegangan kedua kabel (Referensi) PRESSURE T
tersebut. Kabel yang tetap
bertegangan 5 volt adalah kabel (ft) (m) (mmH (kPa) Volt
g)
sumber tegangan dan kabel yang
nilai terukurnya berkurang adalah 0 0 760 100
kabel sinyal. - - - -
3,3-43
Untuk memeriksa sensor MAP 2000 610 707 94
secara terpisah dapat dengan
memberikan sumber tegangan ± 5 2001 611 <707 94
volt antara terminal yang sesuai pada - - - - 3,0-4,1
5000 1524 >634 85
sensor MAP. Kesalahan memberi
sumber tegangan dapat merusakkan 5001 1525 <634 85
sensor MAP. - - - - 2,7-3,7
Pada terminal sinyal diukur 8000 2438 >567 76
tegangannya menggunakan volt
meter dan pada saluran vakum 8001 2439 <567 76
- - - -
dipasangkan pompa vakum untuk 10000 3048 >526 70
2,5-3,3
mensimulasikan kevakuman intake
manifold.
Tekanan disimulatorkan dengan
tekanan yang sesuai dengan tabel
spesifikasi kemudian tegangan
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 309

27. Teknik Ototronik
terukur dibandingkan dengan spek Pemeriksaan sensor knock
yang ada pada tabel. dengan mengukur tegangan antara
Apabila tegangan pengukuran terminal sensor dengan ground/bodi
tidak sesuai dengan tabel, sensor sensor dan memberi pukulan
MAP harus diganti. padanya. Apabila terukur ada
Pemeriksaan sensor temperatur pulsa/muncul tegagan berarti knock
NTC terlebih dahulu dengan sensor bekerja.
memeriksa apakah pada kabel dari Pemeriksaan pada ECU
ECU terdapat sumber tegangan 5 pertama-tama dengan meyakinkan
volt saat kunci kontak “ON” dan salah adanya sumber tegangan dengan
satu kabelnya adalah ground. (AVO digital dan hindari penggunaan
AVO analog) yang masuk pada
terminal yang sesuai, selanjutnya
diperiksa apakah terdapat tegangan
keluar dari salah satu pin ECU
sebesar 5 volt untuk sumber
tegangan sensor-sensor. Apabila
keduanya ada periksa pin-pin data
dari sensor setelah dirangkai apakah
terbaca data-data sesuai yang ada di
sensor. Apabila semua ada starter
kendaraan dan periksa apakah sinyal
menuju koil keluar dari pin ECU
Gambar 10.58 Pengetesan kabel
menggunakan lampu test LED.
ECT
Jika sinyal menuju koil tidak ada
sementara sinyal-sinyal sensor ada
dan sesuai spesifikasi berarti ECU
Pada sensor, lakukan
rusak.
pengukuran nilai tahanan dari kedua
terminalnya dan bandingkan dengan
spesifikasi atau grafik hubungan
temperatur dengan tahanan pada
NTC yang telah diberikan seblumnya.
Jika perlu rebuh sensor dan ukur
temperatur air dan nilai tahanan
sensor.
Gambar 10.59 Pengetesan ECT
310 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)