Sistem Pengapian – Ignition System

A. PENDAHULUAN

Sistem pengapian pada motor bensin berfungsi mengatur proses
pembakaran campuran bensin dan udara di dalam silinder sesuai waktu
yang sudah ditentukan yaitu pada akhir langkah kompresi. Permulaan
pembakaran diperlukan karena, pada motor bensin pembakaran tidak
bisa terjadi dengan sendirinya. Pembakaran campuran bensin-udara
yang dikompresikan terjadi di dalam silinder setelah busi memercikkan
bunga api, sehingga diperoleh tenaga akibat pemuaian gas (eksplosif)
hasil pembakaran, mendorong piston ke TMB menjadi langkah usaha.
Agar busi dapat memercikkan bunga api, maka diperlukan suatu sistem
yang bekerja secara akurat. Sistem pengapian terdiri dari berbagai
komponen, yang bekerja bersama-sama dalam waktu yang sangat cepat
dan singkat.

B. SYARAT-SYARAT SISTEM PENGAPIAN

Ketiga kondisi di bawah ini adalah merupakan syarat penting yang
harus dimiliki oleh motor bensin, agar mesin dapat bekerja dengan efisien
yaitu:

1. Tekanan kompresi yang tinggi.
2. Saat pengapian yang tepat dan percikan bunga api yang kuat.
3. Perbandingan campuran bensin dan udara yang tepat.
Agar sistem pengapian bisa berfungsi secara optimal, maka
sistem pengapian harus memiliki kriteria seperti di bawah ini:

1. Percikan Bunga Api Harus Kuat
Pada saat campuran bensin-udara dikompresi di dalam silinder,
maka kesulitan utama yang terjadi adalah bunga api meloncat di antara
celah elektroda busi sangat sulit, hal ini disebabkan udara merupakan
tahanan listrik dan tahanannya akan naik pada saat dikompresikan.
Tegangan listrik yang diperlukan harus cukup tinggi, sehingga dapat
membangkitkan bunga api yang kuat di antara celah elektroda busi.

Terjadinya percikan bunga api yang kuat antara lain dipengaruhi
oleh pembentukan tegangan induksi yang dihasilkan oleh sistem
pengapian. Semakin tinggi tegangan yang dihasilkan, maka bunga api
yang dihasilkan bisa semakin kuat. Penjelasan lebih jauh tentang
pembentukan tegangan induksi yang baik dibahas pada bagian E sampai
H (koil pengapian sampai busi). Namun secara garis besar agar diperoleh
tegangan induksi yang baik dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini:

a. Pemakaian koil pengapian yang sesuai
b. Pemakaian kondensor yang tepat
c. Penyetelan saat pengapian yang sesuai
d. Penyetelan celah busi yang tepat
e. Pemakaian tingkat panas busi yang tepat
f. Pemakaian kabel tegangan yang tepat
2. Saat Pengapian Harus Tepat
Untuk memperoleh pembakaran, maka campuran bensin-udara
yang paling tepat, maka saat pengapian harus sesuai dan tidak statis
pada titik tertentu, saat pengapian harus dapat berubah mengikuti
berbagai perubahan kondisi operasional mesin.

Saat Pengapian (Ignition Timing)

Saat pengapian dari campuran bensin dan udara adalah saat
terjadinya percikan bunga api busi beberapa derajat sebelum Titik Mati
Atas (TMA) pada akhir langkah kompresi. Saat terjadinya percikan
waktunya harus ditentukan dengan tepat supaya dapat membakar
dengan sempurna campuran bensin dan udara agar dicapai energi
maksimum.

Gambar 4.1 Batas TMA dan TMB piston

Setelah campuran bahan bakar dibakar oleh bunga api, maka
diperlukan waktu tertentu bagi api untuk merambat di dalam ruangan
bakar. Oleh sebab itu akan terjadi sedikit keterlambatan antara awal
pembakaran dengan pencapaian tekanan pembakaran maksimum.
Dengan demikian, agar diperoleh output maksimum pada engine dengan
tekanan pembakaran mencapai titik tertinggi (sekitar 100 setelah TMA),
periode perambatan api harus diperhitungkan pada saat menentukan
saat pengapian (ignition timing).

Karena diperlukannya waktu untuk perambatan api, maka
campuran bahan bakar – udara harus sudah dibakar sebelum TMA. Saat
mulai terjadinya pembakaran campuran bahan bakar dan udara tersebut
disebut dengan saat pengapian (ignition timing). Agar saat pengapian
dapat disesuaikan dengan kecepatan, beban mesin dan lainnya
diperlukan peralatan untuk merubah (memajukan atau memundurkan)
saat pengapian. Salah satu diantaranya adalah dengan menggunakan
vacuum advancer dan governor advancer untuk pengapian konvensional.
Dalam sepeda motor biasanya disebut dengan unit pengatur saat
pengapian otomatis atau ATU (Automatic Timing Unit). ATU akan
mengatur pemajuan saat pengapian. Pada sepeda motor dengan sistem
pengapian konvensional (menggunakan platina) ATU diatur secara
mekanik sedangkan pada sistem pengapian elektronik ATU diatur secara
elektronik. Penjelasan lebih jauh tentang ATU dibahas pada bagian I
(Tipe Sistem Pengapian Pada Sepeda Motor).

Bila saat pengapian dimajukan terlalu jauh (lihat gambar 4.2 titik
A) maka tekanan pembakaran maksimum akan tercapai sebelum 100
sesudah TMA. Karena tekanan di dalam silinder akan menjadi lebih tinggi
dari pada pembakaran dengan waktu yang tepat, pembakaran campuran
udara bahan bakar yang spontan akan terjadi dan akhirnya akan terjadi
knocking atau detonasi.

Gambar 4.2 Posisi saat pengapian

Knocking merupakan ledakan yang menghasilkan gelombang
kejutan berupa suara ketukan karena naiknya tekanan yang besar dan
kuat yang terjadi pada akhir pembakaran. Knocking yang berlebihan akan
mengakibatkan katup, busi dan torak terbakar. Saat pengapian yang
terlalu maju juga bisa menyebabkan suhu mesin menjadi terlalu tinggi.

Sedangkan bila saat pengapian dimundurkan terlalu jauh (lihat
gambar 4.2 titik C) maka tekanan pembakaran maksimum akan terjadi
setelah 100 setelah TMA (saat dimana torak telah turun cukup jauh). Bila
dibandingkan dengan pengapian yang waktunya tepat (gambar 4.2 titik
B), maka tekanan di dalam silinder agak rendah sehingga output mesin
menurun, dan masalah pemborosan bahan bakar dan lainnya akan
terjadi. Saat pengapian yang tepat dapat menghasilkan tekanan
pembakaran yang optimal.

3. Sistem Pengapian Harus Kuat dan Tahan
Sisem pengapian harus kuat dan tahan terhadap perubahan yang
terjadi setiap saat pada ruang mesin atau perubahan kondisi operasional
kendaraan; harus tahan terhadap getaran, panas, atau tahan terhadap
tegangan tinggi yang dibangkitkan oleh sistem pengapian itu sendiri.

Komponen-komponen sistem pengapian seperti koil pengapian,
kondensor, kabel busi (kabel tegangan tinggi) dan busi harus dibuat
sedemikan rupa sehingga tahan pada berbagai kondisi. Misalnya dengan
naiknya suhu di sekitar mesin, busi harus tetap tahan (tidak meleleh) agar
bisa terus memberikan loncatan bunga api yang baik. Oleh karena itu,
pemilihan tipe busi harus benar-benar tepat.

Begitu pula dengan koil pengapian maupun kabel busi, walaupun
terjadi perubahan suhu yang cukup tinggi (misalnya karena mesin bekerja
pada putaran tinggi yang cukup lama), komponen tersebut harus mampu
menghasilkan dan menyalurkan tegangan tinggi (induksi) yang cukup.
Pemilihan tipe koil hendaknya tepat sesuai kondisi operasional sepeda
motor yang digunakan.

C. SUMBER TEGANGAN TINGGI PADA SEPEDA MOTOR
Untuk menjamin tersedianya tegangan pengapian yang tetap
tinggi maka diperlukan sistem yang akurat. Sistem pengapian tegangan
tinggi menghasilkan percikan bunga api di busi. Sumber tegangan pada
sepeda motor dapat berasal dari:

1. Pengapian Langsung
Bentuk yang paling sederhana sumber tegangan pengapian
adalah dengan menyediakan source coil (koil sumber pengapian) yang
tergabung langsung dengan generator utama (alternator atau flywheel
magneto). Keuntungannya adalah sumber tegangan tidak dipengaruhi
oleh beban sistem kelistrikan mesin. Sedangkan kekurangannya adalah
pada kecepatan mesin rendah, seperti pada saat menghidupkan
(starting) mesin, tegangan yang keluar dari koil sumber berkemungkinan
tidak cukup untuk menghasilkan percikan yang kuat.

Arus listrik yang dihasilkan oleh alternator atau flywheel magneto
adalah arus listrik AC (Alternating Currrent). Prinsip kerja alternator dan
flywheel magneto sebenarnya adalah sama, perbedaannya hanyalah
terletak pada penempatan atau konstruksi magnetnya. Pada flywheel
magneto bagian magnet ditempatkan di sebelah luar spool (kumparan).
Magnet tersebut berputar untuk membangkitkan listrik pada spool
(kumparan) dan juga sebagai roda gila (flywheel) agar putaran poros
engkol tidak mudah berhenti atau berat. Sedangkan pada alternator
magnet ditempatkan di bagian dalam spool (kumparan). Untuk lebih
jelasnya dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut :

Gambar 4.3 Kontruksi Flywheel magneto dan Alternator

Pembangkit listrik AC pada sepeda motor baik model alternator
ataupun model flywheel magneto terdiri dari beberapa buah kumparan
kawat yang berbeda-beda jumlah lilitannya sesuai dengan fungsinya
masing-masing, dan akan menghasilkan arus listrik apabila ada kutubkutub
magnet yang mempengaruhi kumparan tersebut. Kutub ini didapat

dari rotor magnet yang ditempatkan pada poros engkol, dan biasanya
dilengkapi dengan empat atau enam buah magnet permanen dan arus
listrik AC yang dihasilkan dapat berubah-ubah sekitar 50 kali per detik (50
cycle per second)

2. Pengapian Baterai
Selain dari sumber tegangan langsung di atas terdapat juga
sumber tegangan alternatif dari sistem kelistrikan utama. Sistem ini
biasanya terdapat pada mesin yang mempunyai sistem kelistrikan di
mana baterai sebagai sumber tegangan sehingga mesin tidak dapat
dihidupkan tanpa baterai. Hampir semua baterai menyediakan arus listrik
tegangan rendah (12 V) untuk sistem pengapian.

Dengan sumber tegangan baterai akan terhindar kemungkinan
terjadi masalah dalam menghidupkan awal mesin, selama baterai,
rangkaian dan komponen sistem pengapian lainnya dalam kondisi baik.

Arus listrik DC (Direct Current) dihasilkan dari baterai
(Accumulator). Baterai tidak dapat menciptakan arus listrik, tetapi dapat
menyimpan arus listrik melalui proses kimia. Pada umumnya baterai yang
digunakan pada sepeda motor ada dua jenis sesuai dengan kapasitasnya
yaitu baterai 6 volt dan baterai 12 volt.

Di dalam baterai terdapat sel-sel yang jumlahnya tergantung pada
kapasitas baterai itu sendiri, untuk baterai 6 volt mempunyai tiga buah sel
sedangkan baterai 12 volt mempunyai enam buah sel yang berhubungan
secara seri dan untuk setiap sel baterai menghasilkan tegangan kurang
lebih sebesar 2,1 volt. Sementara untuk setiap sel terdiri dari dua buah
pelat yaitu pelat positif dan pelat negatif yang terbuat dari timbal atau
timah hitam (Pb). Pelat-pelat tersebut disusun bersebelahan dan diantara
pelat dipasang pemisah (Separator) sejenis bahan non konduktor dengan
jumlah pelat negatif lebih banyak dibandingkan dengan pelat positif untuk
setiap sel baterainya.

Gambar 4.4 Konstruksi baterai

Pelat-pelat ini direndam dalam cairan elektrolit (H2SO4). Akibat
terjadinya reaksi kimia antara pelat baterai dengan cairan elektrolit
tersebut akan menghasilkan arus listrik DC (Direct Current). Adapun
reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut :

PbO2 + H2SO4 + Pb

Pb SO4 + H2O + PbSO4

PbO2 = Timah peroksida

PbSO4 = Sulfat Timah

H2SO4 = Cairan Elektrolit

H2O = Air

Jika baterai telah digunakan dalam jangka waktu tertentu maka
arus listrik yang tersimpan di dalam baterai akan habis, oleh sebab itu
diperlukan sistem untuk melakukan pengisian kembali. Sistem pengisian
ini memanfaatkan arus dari kumparan yang terlebih dahulu disearahkan
dengan menggunakan penyearah arus yang disebut dengan Cuprok
(Rectifier).

Reaksi yang terjadi pada saat pengisian baterai adalah sebagai
berikut :

Pb SO4 + H2O + PbSO4

PbO2 + H2SO4 + Pb

Gambar 4.5 Konstruksi baterai kering

Pengaruh Tegangan Baterai pada Sistem Pengapian

Pada kehidupan sehari-hari kita sering membuat api yang
digunakan untuk membakar sesuatu, tentunya kita memerlukan sumber
api, seperti batu korek api yang digunakan untuk membakar gas dari
dalarn korek saat menyalakan rokok, kesempurnaan terbakarnya gas
dalam korek sangat tergantung pada seberapa besar batu korek api
dapat menghasilkan percikan api.

Gambaran sederhana di atas memiliki dasar yang sama dengan
pembakaran di dalam silinder motor bensin. Baterai adalah sumber api
utama pada sistem pengapian.

Kekuatan dari baterai dapat dinyatakan dengan tegangan (volt)
yang dimiliki, artinya kekuatan baterai sebagai sumber api tergantung dari
besar tegangannya. Lalu, bagaimana pengaruh tegangan baterai
terhadap besarnya bunga api?

Sebagai ilustrasi lebih jauh mengenai pengaruh besarnya
tegangan baterai terhadap sistem pengapian dapat kita amati dari kondisi
tegangan jaringan listrik rumah dari PLN. Malam hari saat kita
menyalakan beban listrik seperti setrika, kompor listrik, dan pompa air
bersama-sama sering jaringan listrik rumah jatuh/terputus, padahal pada
siang hari masih mampu hidup. Peristiwa ini menandakan bahwa
tegangan listrik rumah turun dari nilai semestinya. Pernahkah Anda
mengukur tegangan listrik dari PLN saat malam hari, dan
membandingkannya dengan pengukuran siang hari?

Tegangan tinggi yang terinduksikan pada koil pengapian
tergantung dari tegangan baterai, oleh karena itu baterai yang lemah
tidak dapat memproduksi kemagnetan yang kuat. Sedangkan tegangan
tinggi yang dapat diinduksikan bergantung pada kemagnetan yang terjadi

D. KUNCI KONTAK
Pada sistem pengapian, kunci kontak diperlukan untuk memutushubungkan
rangkaian tegangan baterai ke koil pengapian terminal
(15/IG/+) saat menghidupkan atau mematikan mesin.

Gambar 4.6 Kunci kontak

Bila kunci kontak posisi (On/IG/15), maka arus dari baterai akan
mengalir ke terminal positif (+/15) koil pengapian, maka tegangan primer
sistem pengapian siap untuk bekerja.

E. IGNITION COIL (KOIL PENGAPIAN)
Untuk menghasilkan percikan, listrik harus melompat melewati
celah udara yang terdapat di antara dua elektroda pada busi. Karena
udara merupakan isolator (penghantar listrik yang jelek), tegangan yang
sangat tinggi dibutuhkan untuk mengatasi tahanan dari celah udara
tersebut, juga untuk mengatasi sistem itu sendiri dan seluruh komponen

sistem pengapian lainnya. Koil pengapian mengubah sumber tegangan
rendah dari baterai atau koil sumber (12 V) menjadi sumber tegangan
tinggi (10 KV atau lebih) yang diperlukan untuk menghasilkan loncatan
bunga api yang kuat pada celah busi dalam sistem pengapian.

Pada koil pengapian, kumparan primer dan sekunder digulung
pada inti besi. Kumparan-kumparan ini akan menaikkan tegangan yang
diterima dari baterai menjadi tegangan yang sangat tinggi melalui induksi
elektromagnetik. Inti besi (core) dikelilingi kumparan yang terbuat dari
baja silicon tipis. Terdapat dua kumparan yaitu sekunder dan primer di
mana lilitan primer digulung oleh lilitan sekunder.

Untuk mencegah terjadinya hubungan singkat (short circuit) maka
antara lapisan kumparan disekat dengan kertas khusus yang mempunyai
tahanan sekat yang tinggi. Ujung kumparan primer dihubungkan dengan
terminal negatif primer, sedangkan ujung yang lainnya dihubungkan
dengan terminal positif primer. Kumparan sekunder dihubungkan dengan
cara serupa di mana salah satunya dihubungkan dengan kumparan
primer lewat (pada) terminal positif primer yang lainnya dihubungkan
dengan tegangan tinggi malalui suatu pagas dan keduanya digulung.

Gambar 4.7 Rangkaian primer ketika platina tertutup

Medan magnet akan dibangkitkan pada saat arus mengalir pada
gulungan (kumparan) primer. Garis gaya magnet yang dibangkitkan pada
inti besin berlawanan dengan garis gaya magnet dalam kumparan primer.

Gambar 4.8 Rangkaian primer ketika platina terbuka

Arus yang mengalir pada rangkaian primer tidak akan segera
mencapai maksimum, karena adanya perlawanan oleh induksi diri pada
kumparan primer. Diperlukan waktu agar arus maksimum pada rangkaian
primer dapat tercapai.

Bila arus mengalir dalam kumparan primer dan kemudian arus
tersebut diputuskan tiba-tiba, maka akan dibangkitkan tegangan dalam
kumparan primer berupa induksi sendiri sebesar 300 – 400 V, searah
dengan arus yang mengalir sebelumnya. Arus ini kemudian mengalir dan
disimpan untuk sementara dalam kondensor. Apabila platina menutup
kembali maka muatan listrik yang ada dalam kondensor tersebut akan
mengalir ke rangkaian, sehingga arus primer segera menjadi penuh.

Kumparan
sekunder
Kumparan
primer
Gambar 4.9 Hubungan Kumparan Primer dan Kumparan
Sekunder

Jika dua kumparan disusun dalam satu garis (dalam satu inti besi)
dan arus yang mengalir kumparan primer dirubah (diputuskan), maka
akan terbangkitkan tegangan pada kumparan sekunder berupa induksi
sebesar 10 KV atau lebih. Arahnya berlawanan dengan garis gaya
magnet pada kumparan primer.

Tegangan
terbangkit pada
kumparan sekunder
Gambar. 4.10 Terjadinya tegangan pada kumparan
sekunder

Pada saat kunci kontak di-on-kan, arus mengalir pada gulungan
primer (demikian juga saat kunci kontak off) garis gaya magnet yang
telah terbentuk tiba-tiba menghi-lang, akibatnya pada kum-paran
sekunder terbangkit tegangan tinggi.

Sebaliknya apabila kunci kontak dihubungkan kembali, maka
pada kumparan sekunder juga akan dibangkitkan tegangan dengan arah
yang berlawanan dengan pembentukan garis gaya magnet pada
kumparan primer (berlawanan dengan yang terjadi saat arus diputuskan).

Koil pengapian dapat membangkitkan tegangan tinggi apabila
arus primer tiba-tiba diputuskan dengan membuka platina. Hubungan
antara kumparan primer dan sekunder diperlihatkan pada diagram di
bawah ini.

Gambar 4.11 Diagram hubungan antara kumparan
primer dan sekunder

Besarnya arus primer yang mengalir tidak segera mencapai
maksimum pada saat platina menutup, karena arus tidak segera mengalir
pada kumparan primer. Adanya tahanan dalam kumparan tersebut,
mengakibatkan perubahan garis gaya magnet yang terjadi juga secara
bertahap. Tegangan tinggi yang terinduksi pada kumparan sekunder juga
terjadi pada waktu yang sangat singkat.

Besamya tegangan yang dibangkitkan oleh kumparan sekunder
ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut:

1.
Banyaknya Garis Gaya Magnet
Semakin banyak garis gaya magnet yang terbentuk dalam
kumparan, semakin besar tegangan yang diinduksi.
2. Banyaknya Kumparan
Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin tinggi tegangan
yang diinduksikan.
3.
Perubahan Garis Gaya Magnet
Semakin cepat perubahan banyaknya garis gaya magnet yang
dibentuk pada kumparan, semakin tinggi tegangan yang
dibangkitkan kumparan sekunder.
Untuk memperbesar tegangan yang dibangkitkan pada kumparan
sekunder, maka arus yang masuk pada kumparan primer harus sebesar
mungkin dan pemutusan arus primer harus juga secepat mungkin.

1. Tipe Koil Pengapian
Terdapat tiga tipe utama koil pengapian yang umum digunakan
pada sepeda motor, yaitu:

a. Tipe Canister
Tipe ini mempunyai inti besi di bagian tengahnya dan kumparan
sekunder mengelilingi inti besi tersebut. Kumparan primernya
berada di sisi luar kumparan sekunder. Keseluruhan komponen
dirakit dalam satu rumah di logam canister. Kadang-kadang
canister diisi dengan oli (pelumas) untuk membantu meredam
panas yang dihasilkan koil. Kontsruksi tipe canister seperti terlihat
pada gambar 4.13 di bawah ini.

Gambar 4.12 Koil pengapian tipe Canister

b.
Tipe Moulded
Tipe moulded coil merupakan tipe yang sekarang umum
digunakan. Pada tipe ini inti besi di bagian tengahnya dikelilingi
oleh kumparan primer, sedangkan kumparan sekunder berada di
sisi luarnya. Keseluruhan komponen dirakit kemudian dibungkus
dalam resin (damar) supaya tahan terhadap getaran yang
biasanya ditemukan dalam sepeda motor.
Tipe moulded coil menjadi pilihan yang populer sebab
konstruksinya yang tahan dan kuat. Pada mesin multicylinder
(silinder banyak) biasanya satu coil melayani dua busi karena
mempunyai dua kabel tegangan tinggi dari kumparan sekunder.

Gambar 4.13 Koil pengapian tipe Moulded

c.
Tipe Koil gabungan (menyatu) dengan tutup busi (spark plug)
Tipe koil ini merupakan tipe paling baru dan sering disebut
sebagai koil batang (stick coil). Ukuran besar dan beratnya lebih
kecil dibanding tipe moulded coil dan keuntungan palng besar
adalah koil ini tidak memerlukan kabel tegangan tinggi.

Gambar 4.14 Tipe koil pengapian yang
menyatu dengan tutup busi

F. CONTACT BREAKER (PLATINA)
Platina pada sistem pengapian berfungsi untuk memutushubungkan
tegangan baterai ke kumparan primer. Platina bekerja seperti
switch (saklar) yang menyalurkan supply listrik ke kumparan primer koil
dan memutuskan aliran listrik untuk menghasilkan induksi. Pembukaan
dan penutupan platina digerakkan secara mekanis oleh cam/nok yang
menekan bagian tumit dari platina pada interval waktu yang ditentukan.

Air gap
Fixed point
Moving point
Air gap
Fixed point
Moving point
Gambar 4.15 Konstruksi platina

Pada saat poros berputar maka nok akan mendorong lengan
platina kearah kontak membuka dan selanjutnya apabila nok terus
berputar lebih jauh maka platina akan kembali pada posisi menutup
demikian seterusnya.

Pada waktu platina menutup, maka arus mengalir ke rangkaian
primer sehingga inti besi pada koil pengapian akan jadi magnet. Saat
platina membuka, maka kemagnetan inti besi akan hilang dengan tibatiba.
Kehilangan kemagnetan pada inti besi tersebut akan dapat
membangkitkan tegangan tinggi (induksi) pada kumparan sekunder.
Tegangan tinggi akan disalurkan ke busi, sehingga timbul loncatan bunga
api pada celah elektroda busi untuk membakar campuran bensin dan
udara pada akhir langkah kompresi.

Permukaan kontak platina dapat terbakar oleh percikan bunga api
tegangan tinggi yang dihasilkan oleh induksi diri pada kumparan primer,
oleh karena itu platina harus diperiksa dan diganti secara periodis.
Karena platina sangat penting untuk menentukan performa sistem
pengapian (konvensional), maka dalam pemeriksaannya perlu
memperhatikan hal-hal sebagai berikut;

1. Tahanan kontak platina
Oksidasi/kerak kotoran yang terjadi pada permukaan permukaan
platina akan semakin bertambah dan semakin buruk sebanding umur
pemakaiannya.Bertambahnya lapisan oksidasi membuat permukaan
platina semakin kasar/kotor dan memperbesar tahanannya, sehingga
aliran arus pada rangkaian primer koil menjadi berkurang.

Faktor-faktor di bawah ini menyebabkan tahanan kontak platina
semakin bertambah, yaitu:

a. Gemuk Menempel pada Permukaan Celah Kontak
Jika bahan ini melekat pada kontak platina, maka kontak akan
bertambah hangus oleh loncatan bunga api, sehingga menambah
tahanan kontak. Oleh karena itu, pada saat mengganti kontak
platina harus diperhatikan agar oli atau gemuk tidak menempel
pada celah kotak.

Gambar 4.16 Cara membersihkan celah platina

Usahakan selalu membersih-kan celah kontak (air gap) saat akan
melakukan pemasangan.

a. Titik Kontak Tidak Lurus
a. baik
b. miring
c. miring
d. tergeser

Gambar 4.17 Posisi atau kedudukan kontak platina

Posisi/kedudukan kontak platina sebaiknya seperti pada gambar

a. Kedudukan kontak platina yang salah seperti gambar b, c dan (D3)
dapat menyebabkan aliran arus pada rangkaian primer tidak optimal
sehingga mempengaruhi besarnya induksi yang dihasilkan koil pengapian
tersebut.
2. Celah Tumit Ebonit
Gambar 4.18 Tumit ebonit

Untuk menghindari aus yang terlalu cepat, sebaiknya beri gemuk
pada tumit ebonit tersebut. Jika tumit ebonit aus dapat menyebabkan
platina tidak bisa terbuka saat cam berputar sehingga sehingga tidak
akan terjadi loncatan bunga api dan mesin bisa mati.

3. Sudut Dwell
Sudut pengapian merupakan sudut yang diperlukan untuk satu
kali pengapian pada satu silinder motor. Di mana secara detail dapat
diterangkan sebagai sudut putar nok/cam saat platina mulai membuka

sampai platina mulai membuka pada tonjolan nok/kam berikutnya

Gambar 4.19 Perbedaan sudut pengapian dengan
sudut dwell

Berdasarkan gambar di samping, sudut dwell adalah lamanya
posisi platina dalam keadaan menutup. Oleh karena Dengan memperbesar
celah platina sudut dwell menjadi kecil, dan sebaliknya bila celah platina
diperkecil maka sudut dwell akan menjadi besar.

Sudut dwell yang terlalu besar dapat menyebabkan kemungkinan
percikan busi pada sistem pengapian terlambat, putaran mesin kasar,
tidak optimalnya fungsi kondenser, dan sebagainya. Sedangkan sudut
dwell yang terlalu kecil, dapat menyebabkan kemungkinan percikan
bunga api yang lemah/kecil, mesin overheating (mesin teralu panas),
performa mesin jelek dan sebagainya.

G. KONDENSOR
Saat arus primer mengalir akan terjadi hambatan pada arus
tersebut, hal ini disebabkan oleh induksi diri yang terjadi pada waktu arus
mengalir pada kumparan primer. Induksi diri tidak hanya terjadi pada
waktu arus primer mengalir, akan tetapi juga pada waktu arus primer
diputuskan oleh platina saat mulai membuka.

Pemutusan arus primer yang tiba-tiba pada waktu platina
membuka, menyebabkan bangkitnya tegangan tinggi sekitar 500 V pada
kumparan primer. Induksi diri tersebut, menyebabkan sehingga arus
prima tetap mengalir dalam bentuk bunga api pada celah kontak. Hal ini
terjadi karena gerakan pemutusan platina cenderung lebih lambat
dibanding gerakan aliran listrik yang ingin terus melanjutkan alirannya ke
masa/ground. Jika terjadi loncatan bungai api pada platina tersebut saat
platina mulai membuka, maka pemutusan arus primer tidak terjadi
dengan cepat, padahal tegangan yang dibangkitkan pada kumparan
sekunder naik bila pemutusan arus primer lebih cepat.

Untuk mencegah terjadinya loncatan bunga api pada platina
seperti percikan api pada busi, maka dipasang kondensor pada
rangkaian pengapian. Pada umumnya kondensor dipasang (dirangkai)
secara paralel dengan platina. .

Gambar 4.20 Kondensor

Dengan adanya kondensor, maka induksi diri pada kumparan
primer yang terjadi waktu platina membuka, disimpan sementara pada
kondensor, sekaligus akan mempercepat pemutusan arus primer

Kemampuan dari suatu kondensor ditunjukkan oleh seberapa
sebesar kapasitasnya. Kapasitas kondensor diukur am satuan mikro
farad (µf), misalnya kapasitor dengan kapasitas 0,22 µf atau 0,25 µf. Agar
fungsi kondensor bisa benar-benar mencegah terbakarnya platina karena
adanya loncatan bunga api pada paltina tersebut, maka kapasitas
kondensor harus sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan.

H. BUSI
Gambar 4.21 Busi

Tegangan tinggi yang dihasilkan oleh kumparan sekunder koil
pengapian, setelah melalui rangkaian tegangan tinggi akan dikeluarkan
diantara elektroda tengah (elektroda positif) dan elektroda sisi (elektroda
negatif) busi berupa percikan bunga api. Tujuan adanya busi dalam hal
ini adalah untuk mengalirkan pulsa atau arus tegangan tinggi dari tutup
(terminal) busi ke bagian elektroda tengah ke elektroda sisi melewati
celah udara dan kemudian berakhir ke masa (ground).

Busi merupakan bagian (komponen) sistem pengapian yang bisa
habis, dirancang untuk melakukan tugas dalam waktu tertentu dan harus
diganti dengan yang baru jika busi sudah aus atau terkikis.

1. Konstruksi busi
Bagian paling atas dari busi adalah terminal yang
menghubungkan kabel tegangan tinggi. Terminal ini berhubungan
dengan elektroda tengah yang biasanya terbuat dari campuran nikel agar
tahan terhadap panas dan elemen perusak dalam bahan bakar, dan
sering mempunyai inti tembaga untuk membantu membuang panas.

Pada beberapa busi elektroda terbuat dari campuran perak,
platina, paladium atau emas. Busi-busi ini dirancang untuk memberikan
ketahanan terhadap erosi yang lebih besar serta bisa tetap bagus.

Terminal
Steel body
Copper core
Center electrode
Nose
Insulator ribs
Ceramic insulator
Ceramic resistor
Sealing washer (gasket)
Threaded section
Ground electrode
Electrode
gap (air
gap)
Gambar 4.22 Konstruksi busi

Elektroda tengah melewati isolator (penyekat) keramik yang
terdapat pada bagian luarnya. Isolator ini berfungsi untuk melindungi
elektroda tengah dari kebocoran listrik dan melindungi dari panas mesin.
Untuk mencegah kebocoran gas terdapat seal (perapat) antara elektroda
tengah dengan isolator dan antara isolator dengan bodi busi.

Bodi busi dibuat dari baja dan biasanya diberi pelat nikel untuk
mencegah korosi. Bagian atas luar bodi berbentuk hexagon (sudut segi
enam) yang berfungsi untuk mengeraskan (memasang) dan

mengendorkan (membuka) busi. Pada bagian bawahnya dibuat ulir agar
busi bisa disekrupkan (dipasang) ke kepala silinder. Pada bagian ujung
bawah busi terdapat elektroda sisi atau elektroda negatif. Elektroda ini
dilas ke bodi busi untuk jalur ke masa saat terjadi percikan.

Terdapat dua tipe dudukan (seat) busi yaitu berbentuk datar dan
kerucut. Dudukan busi merupakan bagian dari bodi busi pada bagian atas
ulir yang akan bertemu/berpasangan dengan kepala silinder. Jika
dudukan businya berbentuk datar, maka terdapat cincin perapat (sealing
washer), sebaliknya jika dudukannya berbentuk kerucut maka tidak
memerlukan cincin perapat.

Kemampuan dalam menghasilkan bunga api tergantung pada
beberapa faktor, antara lain sebagai berikut:

a. Bentuk elektroda busi
Elektroda busi yang bulat akan mempersulit lompatan bunga api
sedangkan bentuk persegi dan runcing dan tajam akan
mempermudah loncatan api. Elektroda tengah busi akan
membulat setelah dipakai dalam waktu lama, oleh karena itu
loncatan bunga api akan menjadi lemah dan menyebabkan
terjadinya kesalahan pengapian, sebaliknya elektroda yang tipis
atau tajam akan mempermudah percikan bunga api, akan tetapi
umur penggunaannya menjadi pendek karena lebih cepat aus

b. Celah Busi
Bila celah elektroda busi lebih besar, bunga api akan menjadi sulit
melompat dan tegangan sekunder yang diperlukan untuk itu akan
naik.Bila elektroda busi telah aus, berarti celahnya bertambah,
loncatan bunga api menjadi lebih sulit sehingg akan
menyebabkan terjadinya kesalahan pengapian.

Celah elektroda untuk sepeda motor (tanda panah pada gambar
di samping) biasanya 0,6-0,7mm (untuk lebih jelasnya lihat buku
Manual atau katalog busi)

Gambar di samping adalah celah elektroda yang terlalu kecil. Hal
ini akan berakibat; bunga api lemah, elektroda cepat kotor,
khususnya pada mesin 2 tak (two stroke).

Gambar di samping adalah celah elektroda yang terlalu besar. Hal
ini akan berakibat kebutuhan tegangan untuk meloncatkan bunga
api lebih tinggi. Isolator-isolator bagian tegangan tinggi cepat
rusak karena dibe-bani tegangan pengapian yang luar biasa
tingginya.
Jika sistem pengapian tidak da-pat memenuhi kebutuhan terse-
but, mesin mulai hidup tersen-dat-sendat pada beban penuh.
Selain itu, celah busi yang terlalu besar juga bisa menyebabkan
mesin agak sulit dihidupkan.

c.
Tekanan Kompressi
Bila tekanan kompresi meningkat, maka bunga apipun akan
menjadi semakin sulit untuk meloncat dan tegangan yang
dibutuhkan semakin tinggi, hal ini juga terjadi pada saat beban
berat dan kendaraan bejalan lambat dengan kecepatan rendah
dan katup gas terbuka penuh. Tegangan pengapian yang
dibutuhkan juga naik bila suhu campuran udara-bahan bakar
turun.

2.
Tingkat Panas Busi
Elektroda busi harus dipertahankan pada suhu kerja yang tepat,
yaitu antara 4000C sampai 8000C. Bila suhu elektroda tengah kurang dari
4000C, maka tidak akan cukup untuk membakar endapan karbon yang
dihasilkan oleh pembakaran sehingga karbon tersebut akan melekat
pada permukaan insulator, sehingga akan menurunkan tahanan dengan
rumah-nya. Akibatnya, tegangan tinggi yang diberikan ke elektroda
tengah akan menuju ke massa tanpa meloncat dalam bentuk bunga api
pada celah elektroda, sehingga mengakibatkan tarjadinya kesalahan
pembakaran (misfiring).

Bila suhu elektroda tengah melebihi 8000C, maka akan terjadi
peningkatan kotoran oksida dan terbakarnya elektroda tersebut. Pada
suhu 9500C elektroda busi akan menjadi sumber panas yang dapat
membakar campuran bahan bakar tanpa adanya bunga api, hal ini
disebut dengan istilah pre-ignition yaitu campuan bahan bakar dan udara
akan terbakar lebih awal karena panas elektroda tersebut sebelum busi
bekerja memercikkan bunga api (busi terlalu panas sehingga dapat
membakar campuran dengan sendirinya). Jika terjadi pre-ignition, maka
daya mesin akan turun, karena waktu pengapian tidak tepat dan
elektroda busi atau bahkan piston dapat retak, leleh sebagian atau
bahkan lumer.

Gambar 4.23 Ilustrasi urutan terjadinya pre-ignition

Busi yang ideal adalah busi yang mempunyai karakteristik yang
dapat beradaptasi terhadap semua kondisi operasional mesin mulai dari
kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi. Seperti disebutkan di atas
busi dapat bekerja dengan baik bila suhu elektroda tengahnya sekitar
4000C sampai 8000C. Pada suhu tersebut karbon pada insulator akan
terbakar habis. Batas suhu operasional terendah dari busi disebut
dengan self-cleaning temperature (busi mencapai suhu membersihkan
dengan sendirinya), sedangkan batas suhu tertinggi disebut dengan
istilah pre-ignition.

Gambar 4.24 Grafik batas suhu operasional busi
yang baik antara 450 oC sampai 800 oC

Gambar 4.25 Pengaruh suhu operasional busi

Tingkat panas dari suatu busi adalah jumlah panas yang dapat
disalurkan/dibuang oleh busi. Busi yang dapat menyalur-kan/membuang
panas lebih banyak dan lebih cepat disebut busi dingin (cold type),
karena busi itu selalu dingin, sedangkan busi yang lebih sedikit/susah
menyalurkan panas disebut busi panas (hot type), karena busi itu sendiri
tetap panas.

Pada busi terdapat kode abjad dan angka yang menerang-kan
struktur busi, karakter busi dan lain-lain. Kode-kode tersebut
berbeda-beda tergantung pada pabrik pembuatnya, tetapi biasanya
semakin besar nomomya menunjukkan semakin besar tingkat
penyebaran panas; artinya busi makin dingin. Semakin kecil nomornya,
busi semakin panas.

Gambar 4.26 Tingkat panas busi (a) busi dingin,

(b) busi sedang, dan (c) busi panas
Gambar 4.27 Bentuk ujung insulator busi panas dan busi dingin

Panjang insulator bagian bawah busi dingin dan busi panas
berbeda seperti ditunjukkan gambar di atas. Busi dingin mempunyai
insulator yang lebih pendek seperti pada gambar 4.26 bagian (a), karena
permukaan penampang yang berhubungan dengan api sangat kecil dan
rute penyebaran panasnya lebih pendek, jadi penyebaran panasnya
sangat baik dan suhu elektroda tengah tidak naik terlalu tinggi, oleh
sebab itu jika dipakai busi dingin pre ignition lebih sulit terjadi.

Sebaliknya karena busi panas mempunyai insulator bagian bawah
yang lebih panjang, maka luas permukaan yang berhubungan dengan api
lebih besar, rute penyebaran panas lebih panjang, akibatnya temperatur
elektroda tengah naik cukup tinggi dan self-cleaning temperature dapat
dicapai lebih cepat, meskipun pada kecepatan yang rendah dibandingkan
dengan busi dingin.

Pada mesin-mesin yang selalu beroperasi pada kecepatan tinggi,
biasanya kondisi mesin berada pada suhu yang cenderung panas. Oleh
karena itu diperlukan busi yang mempunyai tingkat pembuangan panas
dari elektroda lebih cepat. Dalam hal ini perlu dipilih tipe busi dingin.
Sebaliknya bila mesin cenderung beroperasi pada kecepatan rendah,
maka panas harus dipertahankan dalam elektroda busi lebih lama. Dalam
hal ini perlu dipilih busi panas.

3.
Tipe-Tipe Busi
Terdapat beberapa macam tipe busi, diantaranya:

a.
Busi Tipe Standar (Standard Type)
Busi dengan ujung elektroda tengah saja yang menonjol keluar
dari diameter rumah yang berulir (threaded section) disebut busi
standar. Ujung insulator (nose insulator) tetap berada di dalamnya
(tidak menonjol).

Gambar 4.28 Busi standar

Tipe busi ini biasa-nya cocok untuk mesin-mesin dengan tahun
pem-buatan lebih tua

b.
Busi Tipe Resistor (Resistor Type)
Busi dengan tipe resistor merupakan busi yang dibagian dalam
elektroda tengah dekat daerah loncatan api dipasangkan
(disisipkan) sebuah resistor (sekitar 5 kilo ohm). Tujuan
pemasangan resistor tersebut adalah untuk memperlemah
gelombang-gelombang elektromagnet yang ditimbulkan oleh
loncatan pengapian, sehingga bisa mengurangi gangguan
(interferensi) radio dan peralatan telekomunikasi yang dipasang
disekitarnya maupun yang dipasang pada mobil lain.

Gambar 4.29 Busi tipe resistor

c.
Busi dengan Elektroda yang Menonjol (Projected Nose Type)
Busi dengan elektroda yang menonjol maksudnya adalah busi
dengan ujung elektroda tengah dan ujung insulator sama-sama
menonjol keluar. Suhu elektroda akan lebih cepat naik dibanding
tipe busi standar karena busi tipe ini menonjol ke ruang bakar,
sehingga dapat membantu menjaga busi tetap bersih.
Selain itu, pada putaran mesin yang tinggi, efek pendinginan yang
datang dari campuran bahan bakar (bensin) dan udara akan
meningkat, sehingga dapat juga membantu menjaga busi
beroperasi dalam suhu kerjanya. Hal ini akan mempunyai
kecenderungan mengurangi pre-ignition. Busi tipe ini cocok untuk
mesin-mesin modern namun tertentu saja. Oleh karena itu, hindari
penggunaan busi tipe ini pada mesin yang tidak
direkomendasikan karena dapat menyebabkan gangguan pada
katup maupun piston serta kerusakan mesin.

Gambar 4.30 Tipe busi dengan elektroda yang menonjol

d. Busi dengan Pengeluaran Percikan dari Dua Sisi atau ke Body
(Semi-Surface Discharge Plugs)
Busi tipe ini dirancang agar lintasan percikan bunga api yang
terjadi melompat ke sisi elektroda atau langsung ke body. Hal ini
akan membantu menjaga busi tetap bersih karena percikannya
efektif mampu membakar setiap deposit (endapan) karbon.
Dengan menggunakan elektroda negatif yang berada di sisi bisa
membantu membakar campuran bensin dan udara lebih
sempurna karena ujung elektroda tengah tidak tertutup elektroda

negatif tersebut.
Gambar 4.31 Tipe busi semi-surface disharge

e. Busi dengan Elektroda Platinum
Kemampuan pengapian yang telah dijelaskan juga berlaku untuk
busi dengan ujung elektroda platinum. Ujung elektroda tengah
dan elektroda masa dilapisi dengan lapisan platinum untuk
memperpanjang umur busi. Tipe busi ini sudah beredar dan
sering digunakan meskipun harganya lebih mahal.
Perbedaannya dengan busi biasa yaitu sebagai berikut:
1) Untuk menyempurnakan kemampuan pengapian, maka
diameter elektroda tengahnya diperkecil sampai 1,1 mm (busi
biasa diameter elektrodanya 2,5 mm), dan celah elektroda
busi dengan platinum adalah 1,1 mm.
2) Ujung elektroda dilapisi dengan platinum untuk mengurangi
keausan elektroda, hal ini membuat waktu pemeriksaan dan
penyetelan celah elektroda menjadi semakin lama, sampai

100.000 km.
3)
Lebar bidang rata bagian segi enamnya diperkecil dari 20,6
mm pada busi biasa, menjadi 16 mm (busi platinum) dengan
tujuan untuk mengurangi berat dan ukurannya serta
meningkatkan pendinginan busi.

4)
Untuk mempermudah membedakan busi ini dengan busi biasa
tanpa membukanya dari mesin, maka busi platinum biasanya
ditandai dengan 3 – 5 garis biru tua atau merah mengelilingi
insulatornya.

Gambar 4.32 Busi platinum

4. Analisis Busi
Berdasarkan foto-foto busi berikut ini, maka kita dapat melakukan
analisanya sebagai berikut:

Gambar 4.33 Contoh kerusakan busi 1 dan 2

Berdasarkan gambar 4.33 di atas dapat dianalisis yaitu kondisi
busi terlihat normal. Ujung insulator busi berwarna putih keabu-abuan,
tatepi dapat juga kuning atau coklat keabu-abuan. Hal ini
mengindikasikan bahwa mesin beroperasi bagus dan pemakaian tingkat
panas busi telah benar.

Gambar 4.34 Contoh kerusakan busi 3 dan 4

Berdasarkan gambar 4.34 di atas dapat dianalisa yaitu kondisi
insulator dan elektroda busi terlihat hitam tidak mengkilat, seperti beludru
karena terdapat endapan karbon. Penyebabnya antara lain:
perbandingan campuran yang tidak benar, saringan udara tersumbat, tipe
busi yang terlalu dingin atau cara mengemudi yang terlalu ekstrim.

Gambar 4.35 Contoh kerusakan busi 5 dan 6

Berdasarkan gambar 4.35 di atas dapat dianalisa yaitu kondisi
insulator dan elektroda busi terlihat basah dan mengkilat karena terdapat
endapan oli. Penyebabnya antara lain: kelebihan jumlah oli yang masuk
ke ruang bakar karena ausnya dinding silinder, piston ring atau valve
(katup). Dalam motor dua langkah, kondisi di atas mengindikasikan
perbandingan campuran oli yang terlalu kaya.

Gambar 4.36 Contoh kerusakan busi 7 dan 8

Berdasarkan gambar 4.36 di atas dapat dianalisa yaitu kondisi
insulator busi terlihat berwarna kuning karena terdapat lead/timah dalam
aditif bahan bakar yang digunakan. Pada beban yang lebih tinggi, kondisi
endapan tersebut bisa menyebabkan bersifat konduksi dan terjadinya
misfiring (kesalahan pengapian).

Gambar 4.37 Contoh kerusakan busi 9 dan 10

Berdasarkan gambar 4.37 di atas dapat dianalisa yaitu kondisi
insulator busi terlihat berwarna kecoklatan dalam lapisan warna kuning
karena terdapat gabungan endapan lead/timah dan karbon. Endapan
akan terkumpul dalam ujung insulator selama kondisi berkendaranya
dalam kecepatan rendah dan endapan tersebut akan meleleh jika
kendaraan berada pada putaran tinggi. Setelah kondisi busi dingin
kembali, endapan tersebut akan menjadi keras.

Gambar 4.38 Contoh kerusakan busi 11 dan 12

Berdasarkan gambar 4.38 di atas dapat dijelaskan yaitu kondisi
insulator busi terlihat berwarna kecoklatan seperti terdapat sisa
arang/bara karena terdapat endapan sisa abu dari aditif oli dan gas.
Campuran aditif tersebut menyisakan abu yang tidak dapat terbakar
dalam ruang bakar dan pada busi.

I.
TIPE SISTEM PENGAPIAN PADA SEPEDA MOTOR
Secara umum tipe sistem pengapian pada sepeda motor dibagi
menjadi:

1.
Sistem Pengapian Konvensional (menggunakan contact
breaker/platina)
a.
Sistem Pengapian Dengan Magnet (Flywheel Generator/
Magneto Ignition System)
b.
Sistem Pengapian Dengan Baterai (Battery And Coil Ignition
System)
2.
Sistem Pengapian Electronic (Electronic Ignition System)
a.
Sistem Pengapian Semi-Transistor (Dengan Platina)
b.
Sistem Pengapian Full Transistor (Tanpa Platina)
c.
Sistem Pengapian CDI (Capacitor Discharge Ignition)
1.
Sistem Pengapian Dengan Magnet (Flywheel Generator/ Magneto
Ignition System)
Sistem pengapian flywheel 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.

Seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya (lihat
bagian sumber tegangan pada sepeda motor), yang menghasilkan arus
listrik adalah alternator atau flywheel magneto. Sistem pengapian magnet
terdiri dari rotor yang berisi magnet permanen/tetap, dan stator yang
berisi ignition coil (koil/spool pengapian) dan spool lampu. Rotor diikatkan
ke salah satu ujung crankshaft (poros engkol) dan berputar bersama
crankshaft tersebut serta berfungsi juga sebagai flywheel (roda gila)
tambahan.

Arus listrik dihasilkan oleh alternator atau flywheel 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.

a.
Cara kerja sistem pengapian magnet
Prinsip kerja dari sistem pengapian ini adalah seperti
“transfer/pemindahan energi” atau “pembangkitan medan
magnet”. Source coil pengapian terhubung dengan kumparan
primer koil pengapian. Diantara dua komponen (koil) tersebut
dipasang platina (contact breaker/contact point) yang berfungsi
sebagai saklar dan dipasang secara paralel dengan koil-koil tadi.
Gambar 4.39 dan 4.40 di bawah ini adalah contoh rangkaian
sistem pengapian magnet pada sepeda motor.
Pada saat platina dalam keadaan menutup, maka arus yang
dihasilkan magnet akan mengalir ke massa melalui platina,
sedangkan pada koil pengapian tidak ada arus yang mengalir.
Saat posisi rotor sedemikian rupa sehingga arus yang dihasilkan
source coil sedang maksimum, platina terbuka oleh cam/nok.
Gambar 4.39 Rangkaian sistem pengapian magnet (1)

4.40 Rangkaian sistem pengapian magnet (2)
Kejadian ini menyebabkan arus ke massa lewat platina terputus
dan arus mengalir ke kumparan primer koil dalam bentuk
tegangan induksi sekitar 200V – 300V. Karena perbandingan
kumparan sekunder lebih banyak dibanding kumparan primer,
maka pada kumparan sekunder terjadi induksi yang lebih besar
sekitar 10KV – 20KV yang bisa membuat terjadinya percikan
bunga api pada busi untuk membakar campuran bahan bakar dan
udara. Induksi ini disebut induksi bersama (mutual induction).
Untuk menghasilkan tegangan induksi yang besar maka pada
saat platina mulai membuka, tidak boleh ada percikan bunga api
dan aliran arus pada platina tersebut yang cenderung ingin terus
mengalirnya ke massa. Oleh karena itu, pada rangkaian sistem
pengapian dipasangkan kondensor/kapasitor untuk mengatasi
percikan pada platina saat mulai membuka.

b.
Pengontrolan saat pengapian (ignition timing)
Pengontrolan saat pengapian pada sistem pengapian magnet
generasi awal pada umumnya telah di set/stel oleh pabrik
pembuatnya. Posisi stator telah ditentukan sedemikian rupa
sehingga untuk merubah/membuat variasi saat penga-piannya
tidak dapat dilakukan. Walau demikian pengubahan saat
pengapian masih dapat dilakukan dengan jumlah variasi yang
kecil yaitu dengan merubah celah platina.
Perubahan saat pengapian yang cukup kecil tadi masih cukup
untuk motor kecil dua langkah, sedangkan untuk motor yang lebih
besar dan empat langkah dibutuhkan pemajuan (advance) saat
pengapian yang lebih besar seiring dengan naiknya putaran
mesin. Untuk mengatasinya dipasangkan unit pengatur saat
pengapian otomatis atau ATU (automatic timing unit). Konstruksi
ATU seperti ditunjukkan pada gambar 3.41 di bawah ini:

Gambar 4.41 ATU dengan dua buah platina

1. Centrifugal weights 2. centrifugal weight pivot
3. Cam pivot 4. Cam
5. Condenser 6. Contact leaf spring
7. Contacts 8. Cam lubrication pad
9. Cam follower or heel
ATU terdiri dari sebuah piringan yang di bagian tengahnya
terdapat pin (pasak) yang membawa cam (nok). Cam dapat
berputar pada pin, tetapi pergerakkannya dikontrol oleh dua buah
pegas pemberat.
Pada saat kecepatan idle dan rendah, pegas menahan cam ke
posisi memundurkan (retarded) saat pengapian (lihat gambar
4.42). Sedangkan pada saat kecepatan mesin dinaikkan,
pemberat akan terlempar ke arah luar karena gaya gravitasi. saat
pengapian.

Gambar 4.42 Cara kerja ATU saat kecepatan rendah

Hal ini akan berakibat cam berputar dan terjadi pemajuan
(advance). Semakin naik putaran mesin, maka pemajuan saat
pengapian pun semakin bertambah maksimum pemajuan seki-tar
+200 putaran sudut crankshaft (lihat gambar 4.43 di bawah ini).

Gambar 4.43 Cara kerja ATU saat kecepatan tinggi

2.
Sistem Pengapian Konvensional dengan Baterai (Battery And
Coil Ignition System)
Sistem pengapian konvensional baterai merupakan sistem
pengapian yang mendapat sumber tegangan tidak dari source coil lagi,
melainkan langsung dari sistem kelistrikan utama mesin, yaitu baterai.
Baterai berfungsi sebagai tempat menyimpan energi listrik. Sistem
pengapian ini akan lebih menguntungkan karena lebih kuat dan stabil
dalam memberikan suplai tegangan, baik untuk pengapian itu sendiri
maupun untuk aksesoris seperti sistem penerangan.

a.
Cara kerja sistem pengapian baterai
Cara kerja sistem pengapian konvensional baterai pada dasarnya
sama dengan sistem pengapian konvensional magnet. Namun
terdapat perbedaan dalam pemasangan/perangaian platina.
Dalam sistem pengapian magnet, platina dirangkai secara paralel
dengan koil pengapian, sedangkan dalam sistem pengapian
baterai dirangkai secara seri. Oleh karena itu, dalam sistem
pengapian baterai, rangkaian primer pengapian baru akan terjadi
secara sempurna (arus mengalir dari baterai sampai massa) jika

posisi platina dalam keadaan tertutup. Gambar 4.44 dan 4.45 di
bawah ini adalah contoh rangkaian sistem pengapian baterai pada
sepeda motor.

Gambar 4.44 Sistem pengapian baterai (1)

Pada saat ignition switch (kunci kontak) dinyalakan, dan posisi
platina dalam keadaan menutup, arus dari baterai mengalir ke
massa melalui kumparan primer koil pengapian dan platina.
Dengan mengalirnya arus tersebut, pada inti besi koil pengapian
akan timbul medan magnet.

Gambar 4.45 Sistem pengapian baterai (2)

Pada saat platina terbuka oleh cam, aliran arus pada rangkaian
primer akan terputus. Hal ini akan menyebabkan terjadi induksi
sendiri pada kumparan primer sebesar 200 V – 300 V. Karena
perbandingan kumparan sekunder lebih banyak dibanding
kumparan primer, maka pada kumparan sekunder terjadi induksi
yang lebih besar sekitar 10KV – 20KV yang bisa membuat
terjadinya percikan bunga api pada busi untuk pembakaran
campuran bahan bakar dan udara. Induksi ini disebut induksi
bersama (mutual induction).
Sama halnya seperti pada sistem pengapian konvensional yang
menggunakan magnet, untuk menghasilkan tegangan induksi
yang besar maka pada saat platina mulai membuka, tidak boleh
ada percikan bunga api dan aliran arus dari platina tyang
cenderung ingin terus mengalirkannya ke massa. Oleh karena itu,
pada rangkaian sistem pengapian baterai juga dipasang
kondensor/kapasitor untuk mengatasi percikan pada platina saat
mulai membuka tersebut.

b.
Pengontrolan saat pengapian (ignition timing) sistem pengapian
baterai
Untuk mengatur dan mengontrol saat pengapian pada sistem
pengapian baterai, dipasangkan unit pengatur saat pengapian
otomatis (ATU). Mengenai konstruksi dan cara kerja sudah
dijelaskan dalam sistem pengapian magnet (lihat bagian
pengontrolan saat pengapian sistem pengapian magnet).
3.
Sistem Pengapian Elektronik (Electronic Ignition System)
Sistem pengapian elektronik pada sepeda motor dibuat untuk
mengatasi kelemahan-kelemahan yang terjadi pada sistem pengapian
konvensional, baik yang menggunakan baterai maupun magnet. Pada
pengapian konvensional umumnya kesulitan membuat komponen seperti
contact breaker (platina) dan unit pengatur saat pengapian otomatis yang
cukup presisi (teliti) untuk menjamin keterandalan dari kerja mesin.
Bahkan saat dipakai pada kondisi normalpun, keausan komponen
tersebut tidak dapat dihindari.

Terdapat beberapa macam sistem pengapian elektronik yang
digunakan pada sepeda motor, diantaranya:

1) Sistem pengapian semi transistor (dilengkapi platina)
Sistem pengapian semi 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.

Cara kerja Sistem Pengapian Semi-Transistor

Apabila kunci kontak (ignition switch) posisi “on” dan platina
dalam posisi tertutup, maka arus listrik mengalir dari terminal E
pada TR1 ke `terminal B. Selanjutnya melalui R1 dan platina, arus
mengalir ke massa, sehingga TR1 menjadi ON. Dengan demikian
arus dari terminal E TR1 mengalir ke terminal C. Selanjutnya arus
mengalir melalui R2 menuju terminal B terus ke terminal E pada
TR2 yang diteruskan ke massa. (lihat gambar 4.46 di bawah).

Akibat dari kejadian arus listrik yang mengalir dari B ke E pada
TR2 yang diteruskan ke massa tersebut menyebabkan
mengalirnya arus listrik dari kunci kontak ke kumparan primer,
terminal C, E pada TR2 terus ke massa. Dengan mengalirnya
arus pada rangkaian primer tersebut, maka terjadi kemagnetan
pada kumparan primer koil pengapian.

Gambar 4.46 Rangkaian sistem pengapian semi transistor

Apabila platina terbuka maka TR1 akan Off dan TR2 juga akan
Off sehingga timbul induksi pada kumparan – kumparan ignition
coil (koil pengapian) yang menyebabkan timbulnya tegangan
tinggi pada kumparan sekunder. Induksi pada kumparan sekunder
membuat terjadinya percikan bunga api pada busi untuk
pembakaran campuran bahan bakar dan udara.

2) Sistem pengapian full transistor (tanpa platina)
Dalam banyak hal, sistem pengapian elektronik full tansistor sama
dengan pangapian elektronik CDI. Diantaranya adalah tidak
terdapatnya bagian-bagian yang bergerak (secara mekanik) dan
mengandalkan magnetic trigger (magnet pemicu) dan sistem “pick
up coil” untuk memberikan sinyal ke control unit guna
menghasilkan percikan bunga api pada busi. Sedangkan salah
satu perbedaannya adalah pada sistem pengapian transistor
menggunakan prinsip “field collapse”(menghilangkan/
menjatuhkan kemagnetan) dan pada sistem pengapian CDI
menggunakan prinsip “field build-up” (membangkitkan
kemagnetan).
Pengapian CDI telah menjadi metode untuk mengontrol
pengapian yang disenangi dalam beberapa tahun belakangan ini.
Namun, seiring dengan perkembangan transistor yang
bergandengan dengan berkembangnya pengontrolan dari tipe
analog ke tipe digital, perusahaan/pabrik mulai mengembangkan
sistem pengapian transistor.

Cara Kerja Sistem Pengapian Full Transistor

Secara umum, pada sistem pengapian transistor arus yang
mengalir dari baterai dihubungkan dan diputuskan oleh sebuah
transistor yang sinyalnya berasal dari pick up coil (koil pemberi
sinyal). Akibatnya tegangan tinggi terinduksi dalam koil pengapian
(ignition coil). Adapun cara kerja secara lebih detilnya adalah
sebagai berikut (lihat gambar 4.47):
Ketika kunci kontak di-on-kan, arus mengalir menuju terminal E
TR1 (transistor 1) melalui sekring, kunci kontak, tahanan (R) pada
unit igniter yang selanjutnya diteruskan ke massa. Akibatnya TR1
menjadi ON sehingga arus mengalir ke kumparan primer koil
pengapian menuju ke massa melalui terminal C – E pada TR1.

Gambar 4.47 Sistem pengapian full transistor

Pada saat yang bersamaan, sewaktu mesin berputar (hidup)
timing plate tempat kedudukan reluctor juga ikut berputar. Ketika
saat pengapian telah memberikan sinyal, sebuah arus akan
terinduksi di dalam pick up coil dan arus tersebut akan dialirkan ke
terminal B pada TR2 terus ke massa. Akibatnya TR2 menjadi ON,
sehingga arus yang mengalir dari batrai saat ini disalurkan ke
massa melewati terminal C – E pada TR2.
Dengan kejadian ini TR1 akan menjadi OFF sehingga akan
memutuskan arus yang menuju kumparan primer coil pengapian.
Selanjutnya akan terjadi tegangan induksi pada kumparan primer
dan kumparan sekunder koil pengapian. Karena perbandingan
kumparan sekunder lebih banyak dibanding kumparan primer,
maka pada kumparan sekunder terjadi induksi yang lebih besar
sekitar yang bisa membuat terjadinya percikan bunga api pada
busi untuk pembakaran campuran bahan bakar dan udara.

3) Sistem pengapian Capacitor Discharge Ignition (CDI)
Capacitor Discharge Ignition (CDI) merupakan sistem pengapian
elektronik yang sangat populer digunakan pada sepeda motor
saat ini. Sistem pengapian CDI terbukti lebih menguntungkan dan
lebih baik dibanding sistem pengapian konvensional
(menggunakan platina). Dengan sistem CDI, tegangan pengapian
yang dihasilkan lebih besar (sekitar 40 KV) dan stabil sehingga

proses pembakaran campuran bensin dan udara bisa berpeluang
makin sempurna. Dengan demikian, terjadinya endapan karbon
pada busi juga bisa dihindari.
Selain itu, dengan sistem CDI tidak memerlukan penyetelan
seperti penyetelan pada platina. Peran platina telah digantikan
oleh oleh thyristor sebagai saklar elektronik dan pulser coil atau
“pick-up coil” (koil pulsa generator) yang dipasang dekat flywheel
generator atau rotor alternator (kadang-kadang pulser coil
menyatu sebagai bagian dari komponen dalam piringan stator,
kadang-kadang dipasang secara terpisah).
Secara umum beberapa kelebihan sistem pengapian CDI
dibandingkan dengan sistem pengapian konvensional adalah
antara lain :

1.
Tidak memerlukan penyetelan saat pengapian, karena saat
pengapian terjadi secara otomatis yang diatur secara
elektronik.
2.
Lebih stabil, karena tidak ada loncatan bunga api seperti yang
terjadi pada breaker point (platina) sistem pengapian
konvensional.
3.
Mesin mudah distart, karena tidak tergantung pada kondisi
platina.
4.
Unit CDI dikemas dalam kotak plastik yang dicetak sehingga
tahan terhadap air dan goncangan.
5.
Pemeliharaan lebih mudah, karena kemungkinan aus pada
titik kontak platina tidak ada.
Pada umumnya sistem CDI terdiri dari sebuah thyristor atau
sering disebut sebagai silicon-controlled rectifier (SCR), sebuah
kapasitor (kondensator), sepasang dioda, dan rangkaian
tambahan untuk mengontrol pemajuan saat pengapian. SCR
merupakan komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar
elektronik. Sedangkan kapasitor merupakan komponen elektronik
yang dapat menyimpan energi listrik dalam jangka waktu tertentu.
Dikatakan dalam jangka waktu tertentu karena walaupun
kapasitor diisi sejumlah muatan listrik, muatan tersebut akan habis
setelah beberapa saat.
Dioda merupakan komponen semikonduktor yang memungkinkan
arus listrik mengalir pada satu arah (forward bias) yaitu, dari arah
anoda ke katoda, dan mencegah arus listrik mengalir pada arah
yag berlawanan\sebaliknya (reverse bias). Berdasarkan sumber
arusnya, sistem CDI dibedakan atas sistem CDI-AC (arus bolakbalik)
dan sistem CDI DC (arus searah).

1. Sistem Pengapian CDI-AC
Sistem CDI-AC pada umumnya terdapat pada sistem
pengapian elektronik yang suplai tegangannya berasal dari
source coil (koil pengisi/sumber) dalam flywheel magnet
(flywheel generator). Contoh ilustrasi komponen-komponen
CDI-AC seperti gambar: 4.48 dibawah ini.

Gambar 4.48 Komponen-komponen CDI – AC
berikut rangkaiannya

Cara Kerja Sistem Pengapian CDI-AC

Pada saat magnet permanen (dalam flywheel magnet)
berputar, maka akan dihasilkan arus listrik AC dalam bentuk
induksi listrik dari source coil seperti terlihat pada gambar 4.49
di bawah ini. Arus ini akan diterima oleh CDI unit dengan
tegangan sebesar 100 sampai 400 volt. Arus tersebut
selanjutnya dirubah menjadi arus setengah gelombang
(menjadi arus searah) oleh diode, kemudian disimpan dalam
kondensor (kapasitor) dalam CDI unit.

Gambar 4.49 Cara kerja CDI – AC (1)

Rangkaian CDI unit bisa dilihat dalam gambar 4.50. Kapasitor
tersebut tidak akan melepas arus yang disimpan sebelum
SCR (thyristor) bekerja.

Gambar 4.50 Diagram rangkaian dasar Unit CDI

Pada saat terjadinya pengapian, pulsa generator akan
menghasilkan arus sinyal. Arus sinyal ini akan disalurkan ke
gerbang (gate) SCR. Seperti terlihat pada gambar 4.51 di
bawah ini:

211

Dengan adanya trigger (pemicu) dari gate tersebut, kemudian
SCR akan aktif (on) dan menyalurkan arus listrik dari anoda

(A) ke katoda (K) (lihat posisi anoda dan katoda pada gambar
4.52)
Gambar 4.51 Cara kerja CDI – AC (2)

Dengan berfungsinya SCR tersebut, menyebabkan kapasitor
melepaskan arus (discharge) dengan cepat. Kemudian arus
mengalir ke kumparan primer (primary coil) koil pengapian
untuk menghasilkan tegangan sebesar 100 sampai 400 volt
sebagai tegangan induksi sendiri (lihat arah panah aliran arus
pada kumparan primer koil).

Gambar 4.52 Cara kerja CDI – AC (3)

Akibat induksi diri dari kumparan primer tersebut, kemudian
terjadi induksi dalam kumparan sekunder dengan tegangan
sebesar 15 KV sampai 20 KV. Tegangan tinggi tersebut
selanjutnya mengalir ke busi dalam bentuk loncatan bunga api
yang akan membakar campuran bensin dan udara dalam
ruang bakar.
Terjadinya tegangan tinggi pada koil pengapian adalah saat
koil pulsa dilewati oleh magnet, ini berarti waktu pengapian
(Ignition Timing) ditentukan oleh penetapan posisi koil pulsa,
sehingga sistem pengapian CDI tidak memerlukan penyetelan
waktu pengapian seperti pada sistem pengapian
konvensional. Pemajuan saat pengapian terjadi secara
otomatis yaitu saat pengapian dimajukan bersama dengan
bertambahnya tegangan koil pulsa akibat kecepatan putaran
motor. Selain itu SCR pada sistem pengapian CDI bekerja
lebih cepat dari contact breaker (platina) dan kapasitor
melakukan pengosongan arus (discharge) sangat cepat,
sehingga kumparan sekunder koil pengapian teriduksi dengan
cepat dan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi untuk
memercikan bunga api pada busi.

2.
Sistem Pengapian CDI-DC
Sistem pengapian CDI ini menggunakan arus yang bersumber
dari baterai. Prinsip dasar CDI-DC adalah seperti gambar di
bawah ini:

Gambar 4.53 Prinsip dasar CDI

Berdasarkan gambar di atas dapat dijelaskan bahwa baterai
memberikan suplai tegangan 12V ke sebuah inverter (bagian
dari unit CDI). Kemudian inverter akan menaikkan tegangan
menjadi sekitar 350V. Tegangan 350V ini selanjutnya akan
mengisi kondensor/kapasitor. Ketika dibutuhkan percikan

213

bunga api busi, pick-up coil akan memberikan sinyal elektronik
ke switch (saklar) S untuk menutup. Ketika saklar telah
menutup, kondensor akan mengosongkan (discharge)
muatannya dengan cepat melalui kumparan primaer koil
pengapian, sehingga terjadilah induksi pada kedua kumparan
koil pengapian tersebut.
Jalur kelistrikan pada sistem pengapian CDI dengan sumber
arus DC ini adalah arus pertama kali dihasilkan oleh kumparan
pengisian akibat putaran magnet yang selanjutnya
disearahkan dengan menggunakan Cuprok (Rectifier)
kemudian dihubungkan ke baterai untuk melakukan proses
pengisian (Charging System). Dari baterai arus ini
dihubungkan ke kunci kontak, CDI unit, koil pengapian dan ke
busi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.54 Sirkuit sistem pengapian CDI
dengan arus DC

Cara kerja sistem pengapian CDI dengan arus DC yaitu pada
saat kunci kontak di ON-kan, arus akan mengalir dari baterai
menuju sakelar. Bila sakelar ON maka arus akan mengalir ke
kumparan penguat arus dalam CDI yang meningkatkan
tegangan dari baterai (12 Volt DC menjadi 220 Volt AC).
Selanjutnya, arus disearahkan melalui dioda dan kemudian
dialirkan ke kondensor untuk disimpan sementara. Akibat
putaran mesin, koil pulsa menghasilkan arus yang kemudian

mengaktifkan SCR, sehingga memicu kondensor/kapasitor
untuk mengalirkan arus ke kumparan primer koil pengapian.
Pada saat terjadi pemutusan arus yang mengalir pada
kumparan primer koil pengapian, maka timbul tegangan
induksi pada kedua kumparan yaitu kumparan primer dan
kumparan sekunder dan menghasilkan loncatan bunga api
pada busi untuk melakukan pembakaran campuran bahan
bakar dan udara.

Leave a Reply