SISTEM KERJA MOTOR STARTER TIPE KONVENSIONAL

SISTER KERJA MOTOR STARTER TIPE KONVENSIONAL

MAKALAH

Untuk memenuhi tugas mata kuliah

Praktek Kelistrikan

yang dibina oleh Bapak Marji

Oleh:

Ghufron Nadhori                    140513605863

Rizki Yulla K                          140513600872                       

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN

April 2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan rahmat, inayah, taufik dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah dengan tema Sistem Starter  ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas Praktek Kelistrikan. Semoga makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi pembaca dalam bidang pendidikan.

Harapan penulis semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, sehingga penulis dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.

Makalah ini penulis akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang penulis miliki sangat kurang. Oleh kerena itu penulis harapkan kepada para pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini.

Malang, Aplil 2016

         Tim Penulis

 DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...................................................................................... i

DAFTAR ISI ....................................................................................................  ii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................  1

1.1 Latar Belakang ...........................................................................................  1

1.2 Topik Pembahasan ....................................................................................  1

1.3 Tujuan .........................................................................................................  1

BAB II PEMBAHASAN .................................................................................  2

2.1 Motor Starter .............................................................................................  2

2.2 Jenis Sistem Starter ...................................................................................  2

2.3 Fungsi Motor Starter .................................................................................  3

2.4 Komponen Motor Starter Tipe Konvensional ........................................  3

2.5 Cara Kerja Motor Starter Tipe Konvensional .......................................  20

2.6 Overhoul dan Perawatan Motor Starter pada Toyota Kijang 4k .........  24

BAB III PENUTUP .........................................................................................  44

3.1 Kesimpulan .................................................................................................  44

DAFTAR RUJUAKAN ...................................................................................  44

 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 

Suatu mesin tidak dapat mulai hidup (start) dengan serndirinya, maka mesintersebut memerlukan tenaga dari luar untuk memutarkan poros engkol danmembantu untuk menghidupkan.Hal itulah yang menyebabkan keharusan adanya sisten starter pada kendaraaa, mobil padaumumnya menggunakan motor listrik yang digabungkan dengan magnetic switch yangmemindahkan gigi pinion yang berputar ke ring gear yang dipasangkan ke padabagian luar dari fly wheel, sehingga ring gear berputar ( dan juga poros engkol ). 

Pada jaman dulu sebelum motor starter ditemukan untuk menghidupkan kendaraan dibutuhkan tenaga dari seseorang untuk memutar poros engkol, selain itu ada juga motor starter yang meggunakan energy listrik namun masih sangat kuno,seiring perkembangan jaman kini telah bayak ditemukan motor starter yang lebih modern dan tentunya lebih baik.

Motor starter harus dapat menghasilkan momen yang besar dari tenaga yang kecilyang tersedia pada baterai. Hal lain yang harus diperhatikan ialah bahwa motorstarter harus sekecil mungkin. Untuk itulah , motor serie DC (arus searah) umumnya yang dipergunakan. 

1.2 Topik Bahasan

            Hal-hal yang akan dibahas dalam makalah ini antara lain: Menjelaskan tentang sistem starter konvensional dan cara perawatannya

1.3 Tujuan

            Adapun tujuan dari disusunnya makalah tentang sistem starter adalah sebagai berikut.

1. Mengetahui Sistem Starter 

2. Mengetahui Jenis Motor Starter
2. Mengetahui Fungsi Motor Starter

3. Mengetahui Komponen Komponen Sistem Starter Tipe Konvensional
4. Mengetahui Cara Kerja Sistem Starter Tipe Konvensional

5. Mengetahui Cara Overhoul Motor Starter Konvensional

6. Mengetahui Langkah-Langkah Overhoul Motor Starter Tipe Konvensional

pada Toyota Kijang 4K

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Motor Starter

Definisi Motor Starter

Hadi Sholikhin (2006: 54) mengemukakan mengenai motor starter, yakni sebagai berikut : motor starter merupakan bagian dari kelistrikan mobil yang berfungsi merubah energi listrik dari baterai menjadi energi mekanik berupa gerak putar untuk memutar poros engkol sebagai pemicu gerak awal guna memperoleh putaran minimum dalam usaha pembakaran”.

Sistem starter merupakan bagian dari sistem kendaraan untuk memberikan putaran awal bagi engine agar dapat menjalankan siklus kerjanya. Berdasarkan kedua pendapat tersebut dapat disimpulkan bahwa motor starter merupakan bagian dari kelistrikan mobil yang berfungsi merubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk memberikan putaran awal bagi engine agar dapat menjalankan siklus kerjanya.

2.2 Jenis Sistem Starter 

1.    Starter Mekanik 

Adalah starter yang digerakkan dengan tenaga manusia, contohnya, kick starter (starter kaki), slenger (starter untuk mesin diesel, dan beberapa type mobil lama)
2.    Starter Elektrik 

Adalah starter yang sumber tenaganya berasal dari arus listrik. Starter jenis ini banyak digunakan pada mobil dan saat ini banyak diaplikasikan pada sepeda motor. 

3.    Strarter Pneumatik 

Adalah starter yang sumber tenagannya dari udara yang bertekanan. Banyak dipakai pada mesin-mesin kapal laut. Karena mesin kapal cukup besar, maka digunakan starter jenis ini.

2.3 Fungsi Motor Starter

Daryanto (2010: 372) mengemukakan mengenai fungsi dari motor starter, yakni : “motor starter berfungsi untuk memutarkan mesin atau menghidupkan mesin pada pertama kalinya, jika tombol starter ditekan maka motor starter berputar karena adanya arus listrik dari baterai dan gigi pinion yang terdapat pada motor sarter akan menggerakkan roda penerus dari mesin utama, maka jika roda penerus telah berputar akan mengakibatkan busi menyalakan apinya dan bensin dari karburator akan mengalir karena dengan berputarnya roda poros berarti distributor akan berfungsi pula (arus dari baterai akan mengalir karenanya)”.

Boentarto (1995: 66) mengemukakan bahwa motor starter berfungsi untuk mengubah tenaga listrik dari baterai menjadi tenaga putar. Hadi Sholikhin (2006: 5) mengemukakan bahwa fungsi dari motor starter adalah dapat memutar mesin secukupnya untuk memperoleh putaran minimum dalam usaha memenuhi pembakaran.

Berdasarkan beberapa pendapat tersebut dapat disimpulkan bahwa fungsi dari motor starter adalah untuk menghidupkan mesin pada pertama kalinya dengan cara mengubah tenaga listrik menjadi tenaga putar.

2.4 Komponen Motor Starter Tipe Konvensional

Motor starter mempunyai fungsi yang sangat penting di dalam kendaraan karena fungsi motor starter yaitu sebagai penggerak awal melalui fly wheel sewaktu mesin akan dihidupkan. Gerakan tersebut diperoleh dari perubahan energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gerak putar. Untuk menghidupkan mesin untuk pertama kali, dibutuhkan tenaga yang besar. Motor starter dirancang untuk dapat mengasilkan tenaga yang besar sehingga dapat memutarkan mesin.

Gambar 2.1. Motor Starter Konvensional

Gambar 2.2. Konstruksi Motor Starter Konvensional

a. Yoke dan Pole Core

Yoke terbuat dari logam yang berbentuk silinder dan berfungsi sebagai tempat pole core yang diikat dengan sekrup. Pole core berfungsi sebagai penopang field coil dan memperkuat medan magnet yang ditimbulkan oleh field coil.

Gambar 2.3. Yoke dan Pole Core

Field coil dipasang pada setiap kutub (pole) dengan menggunakan lempeng tembaga dengan diisolasi satu dengan yang lainnya serta terhadap core yang dihubungkan secara seri dengan gulungan armature melalui brush. Pada umumnya setiap motor starter mempunyai empat buah pole core yang diikat pada yoke core (body starter) dengan sekrup.

b. Field Coil

Pada starter biasanya digunakan empat field coil yang berarti mempunyai empat core. Field coil berfungsi untuk menghasilkan medan magnet yang diperlukan untuk memutarkan armature. Arus listrik yang yang mengalir ke kumparan medan berasal dari terminal C solenoid. Field coil adalah kumparan yang dililitkan pada inti kutub yang terbuat dari besi untuk menghasilkan medan magnet (terbentuk kutub utara dan kutub selatan) pada saat arus besar mengalirinya. Inti kutub terpasang pada rumah motor starter (yoke). Inti kutub dan rumah starter berfungsi juga untuk meningkatkan dan mengkonsentrasikan medan magnet yang dihasilkan kumparan medan. Kumparan medan terbuat dari kawat tembaga persegi dengan luas penampang yang cukup besar.

Gambar 2.4. Field Coil

Ujung kumparan medan terhubung dengan terminal C pada solenoid dan ujung-ujung lainnya dihubungkan dengan sikat. Ada 2 macam tipe magnet yang digunakan pada motor starter yaitu kumparan medan dengan elektromagnetik dan magnet permanen.

Ada beberapa jenis hubungan antara kumparan medan dan armature yang digunakan untuk motor arus searah (DC) yaitu jenis gulungan seri, jenis gulungan shunt (paralel), tipe gulungan compound atau campuran, dan sekarang sudah ada gulungan yang menggunakan magnet permanen. Berikut penjelasan tentang jenis-jenis hubungan kumparan medan dan armature yang dipakai pada motor starter.

1) Motor dengan Kumparan Medan Jenis Gulungan Seri

Gambar 2.5. Hubungan Seri Antara Kumparan Medan dengan Armature

Saat motor starter bekerja arus mengalir melalui kumparan medan kemudian ke kumparan armature dan ke massa melalui sikat. Ciri khas jenis ini adalah dapat memberikan daya putar yang besar namun tidak membuat arus yang berlebihan pada beban tinggi karena kecepatan putarannya dapat diatur secara otomatis sesuai dengan besar bebannya. Namun demikian tanpa beban kecepatan putarannya akan sangat tinggi sehingga motornya harus ditangani dengan benar agar tidak rusak. Karena itulah jenis motor ini banyak digunakan untuk motor starter. Karakteristik motor ini adalah sebagai berikut. Besarnya gaya putar pada motor adalah sesuai dengan besar arus armature dan kekuatan medan magnet. Kekuatan medan magnet ditentukan oleh arus kumparan medan dan arus armature.

2) Motor dengan Kumparan Medan Jenis Gulungan Shunt

Gambar 2.6. Motor dengan Kumparan Medan Jenis Shunt

Kumparan armature dan kumparan medan pada tipe ini dihubungan secara paralel. Sumber tegangan diberikan kemasing-masing kumparan dan masing-masing kumparan mempunyai massa sendiri. Kecepatan putaran motor jenis ini dapat di dengan mudah dengan mengatur arus yang mengalir ke kumparan medan. Gulungan jenis ini dapat digunakan pada motor dengan putaran yang tetap dan putarannya tidak akan berubah meskipun bebannya beragam. Akselerasi dan deselerasi kecepatan motor nya bisa divariasi tergantung dari arus kumparan medan. motor jenis ini digunakan untuk window washer, cooling fan, power window dan sebagainya.

Kecepatan putaran motor berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan kekuatan medan magnet. Karena itulah ketika sumber power nya adalah baterai, maka tegangannnya akan stabil dan medan magnet tidak berubah, sebagai akibatnya ketika arus armature naik, maka tegangannya akan sedikit turun namun kecepatan putarannya hampir tetap konstan.

3) Motor dengan Kumparan Medan Jenis Gulungan Campuran

Gambar 2.7. Motor dengan Kumparan Medan Jenis Gulungan Campuran (Compound)

Motor starter tipe ini kumparan armature dan satu kumparan medan dihubungkan secara seri dan dihubungkan juga kekumparan medan lainnya secara paralel. Arah kutub pada kedua kumparan medan ini adalah sama. Tipe ini adalah gabungan dari karakteristik tipe seri dan tipe paralel.

Pada saat motor starter melakukan start, motor ini mempunyai gaya putar yang besar seperti yang dimiliki oleh tipe kumparan seri. Setelah di start, motor ini akan berputar secara tetap seperti yang telah dimiliki oleh kumparan shunt. Jadi motor jenis ini strukturnya lebih rumit dibandingkan dengan jenis seri, motor jenis ini biasanya digunakan untuk jenis wiper.

4) Motor Jenis Magnet Permanen

Gambar 2.8. Motor Jenis Magnet Permanen

Beberapa magnet permanen dibuat dari campuran boron, neodinium, dan besi yang dipasang pda rumah motor starter. Penggunaan magnet permanen dapat menghasilkan rangkaian kumparan medan magnet dan mengurangi berat motor starter sampai dengan 50%. Ciri utama motor jenis ini adalah ringan dan mempunyai daya magnet yang kuat. Kumparan medan dan inti kutub sudah tidak ada lagi. Kebutuhan arus listrik hanya digunakan untuk kumparan armature. Apabila arah arus dibalik maka arah putaran motor starter juga berubah. Hal ini karena arah kutub magnet permanen tidak berubah. Namun arah kutub armature dan elektromagnetik dapat diubah sesuai dengan arah arus. Tipe motor ini juga digunakan untuk windshield wiper motor, servo motor untuk mengontrol kecepatan idle ECU engine, motor step, pompa bahan bakar dan sebagainya.

c. Armature

Gambar 2.9. Armature

Armature terdiri dari beberapa bagian yaitu poros armature, kumparan, inti armature dan komutator. Plat besi yang tipis digabung menjadi satu bentuk inti armature. Armature berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gerak putar. Kumparan dililitkan pada inti armature dan dihubungkan dengan inti komutator. Setiap segmen komutator diisolasi dari segmen-segmen yang berada didekatnya. Sebuah poros baja dipasangkan pada lubang tengah inti armature. Komutator terpasang pada poros tersebut dengan diberi isolasi. Kedua ujung poros ditopang oleh bantalan dan dapat berputar dengan bebas didalam yoke. Shaft pada armature terbuat dari baja khusus agar tidak mudah patah, bengkok atau berubah akibat adanya gaya yang besar. Poros armature mempunyai ulir atau spline dimana pinion bisa meluncur.

Pada daerah luar armature ada slot isolator untuk kumparan armature dengan tujuan agar inti besinya tidak overheating. Inti besi pada armature akan memperkuat medan magnet yang di hasilkan oleh kumparan armature. Besar kecilnya kumparan armature akan mempengaruhi besar kecilnya arus yang mengalir ke kumparan armature. Besar kecilnya arus akan mempengaruhi kuat medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan armature sehingga akan mempengaruhi besar kecilnya gaya putar yang dihasilkan.

Kumparan armature dialiri arus yang besar sehingga terbuat dari konduktor persegi yang digulung. Kumparan disisipkan kedalam slot yang sudah diisolasi dimana satu ujung kumparan disolder ke satu segmen komutator dan satu ujung lainnya ke satu segmen komutator lain. Karena itulah gaya putar yang dihasilkan dari masing-masing kumparan pada saat arus nya mengalir akan menyebabkan armature berputar. Bentuk inti besinya ditunjukkan pada gambar dibawah umumnya dua kumparan disisipkan kedalam satu slot. Bahan untuk membungkus kumparan armature adalah kertas mika, fiber, atau plastik.

d. Brush dan Brush Holder

Gambar 2.10. Brush dan Brush Holder

Empat buah sikat biasanya dipasang pada motor starter, dua untuk sikat positif dan dua lagi untuk sikat negatif. Sikat atau brush sendiri berfungsi untuk mengalirkan arus dari kumparan medan kekumparan armature (pada motor dengan gulungan tipe seri) melalui komutator dan menyalurkan arus dari kumparan armature melalui komutator ke massa. Dua sikat ditopang oleh pemegang sikat berisolasi (disebut dengan sikat positif), dan dua sikat lainnya ditopang oleh pemegang sikat yang terhubung dengan massa dan disebut sikat negatif. Sikat terbuat dari karbon, karbon graphit (electrical graphitic carbon) atau karbon graphit logam yang mempunyai kemampuan pelumasan dan kemampuan mengalirkan arus listrik yang baik.

Motor starter dialiri arus yang besar dan beroperasi dengan jangka waktu yang pendek, maka bahan Metallic graphitic carbon untuk tegangan rendah dan arus listrik besar biasanya dipakai oleh motor starter. Sikat Metallic graphitic carbon terbuat dari bubuk tembaga dan graphite yang mempunyai rasio tembaga sekitar 50-90%, sehingga tingkat tahananya rendah. Agar sikat dapat mengalirkan arus ke kumparan armature melalui komutator, sikat harus kontak dengan komutator. Kontak antara sikat dengan komutator dijamin oleh pegas sikat yang dapat menjaga sikat selalu menempel dengan komutator meskipun ada gerakan naik-turun akibat komutator yang kurang rata atau faktor lainnya.

e. Komutator

Komutator berfungsi untuk mengalirkan arus dari kumparan medan melalui sikat positif ke kumparan armature dan dari kumparan armature ke sikat negatif. Bentuk komutator yang terbuat dari plat tembaga yang disusun dalam bentuk melingkar dengan isolator (mika) diantara plat-plat tersebut.

Gambar 2.11. Komutator

Kumparan armature disolder pada plat komutator. Dengan cara tersebut maka arus dapat mengalir dari sikat dalam satu arah kekumparan armature. Bagian dalam komutator lebih tipis dari bagian luarnya. Untuk mencegah agar tidak mudah lepas, maka komutator dipasangkan dengan mika berbentuk V atau ring penjepit berbentuk V. Masing-masing plat potongan komutator dibungkus dengan mika yang ketebalannya sekitar 1 mm dan diameternya 0.5-0.8 mm lebih kecil dari diameter luar komutator. Selama berputar komutator selalu berhubungan dengan sikat yang dialiri arus yang besar diantara sikat dan komutator. Karena itulah temperaturnya lebih tinggi sehingga mudah aus.

f. Drive Lever

Gambar 2.12. Drive Lever

Tuas penggerak berfungsi untuk mendorong gigi pinion agar bisa berkaitan dengan gigi roda penerus (fly wheel) pada saat motor starter dioperasikan. Bagian atas dari tuas penggerak ini dikaitkan dengan plunyer pada solenoid dan bagian bawahnya berhubungan dengan hub pada kopling starter (overrunning clutch). Gerak mendorong tuas tersebut berasal dari kaitan tuas plunyer (stud bolt) pada solenoid.

g. Overrunning Clutch atau Starter Clutch

Starter clutch berfungsi untuk memindahkan momen puntir dari armature shaft ke fly whell sehingga dapat berputar dan akan melepaskan dengan sendirinya bila putaran fly whell lebih besar dari gear pinion. Ketika mesin dihidupkan pinion pada motor starter dan fly wheel (ring gear) satu sama lainnya saling berkaitan dengan fly wheel, maka sekarang fly wheel dapat memutarkan motor starter. Karena roda gigi pada fly wheel jumlahnya jauh lebih banyak maka putaran gigi pinion pada motor starter menjadi sangat tinggi. Hal ini dapat merusak motor starter terutama pada bagian armature, bantalan (bearing), komutator dan sikat (brush). Untuk mencegah kerusakan tersebut, maka dipasang kopling starter yang bisa berputar dengan arah satu saja. Artinya pada saat motor starter berputar gaya putar poros motor starter dapat disalurkan ke fly wheel sehingga poros engkol dapat berputar, tetapi saat mesin sudah hidup, mesin tidak dapat memutarkan motor starter, kopling starter akan membebaskan putaran dari fly wheel ke motor starter. Ada tiga jenis overrunning starter atau starter clutch yaitu :

1) Tipe Roller

Gambar 2.13. Starter Clutch Tipe Roller

Apabila motor starter bekerja, poros armature akan memutarkan rumah kopling searah jarum jam. Pegas pada kopling starter akan mendorong plunyer dan roller bergerak ke kiri berlawanan dengan gerakan putar rumah kopling. Akibatnya, roller akan terjepit di daerah yang sempit antar lubang roller pada rumah kopling dan inner race. Karena roller terjepit, maka inner race akan terkunci dan ikut berputar bersama-sama dengan rumah kopling. Karena inner race menjadi satu kesatuan dengan gigi pinion, maka gigi pinion akan berputar berputar dan menggerakkan fly wheel. Jika mesin sudah hidup dan gigi pinion masih berhubungan dengan fly wheel, maka sekarang fly wheel akan memutarkan gigi pinion dan inner race. Gerakan putar inner race ini menyebabkan roller terdorong dan bergerak ke arah kanan sehingga berada pada daerah lubang roller yang longgar. Hal ini menyebabkan roller dapat berputar dengan bebas (roller tidak terjepit) sehingga rumah kopling tidak ikut berputar, dengan demikian kopling akan membebaskan/memutuskan putaran mesin ke motor starter.

2) Starter Clutch Tipe Plat Bnyak

Gambar 2.14. Starter Clutch Tipe Plat Banyak

Spline dibentuk sesuai dengan poros armature untuk menyesuaikan bentuk spline yang ada di sisi dalam advance sleeve dan dapat bergerak meluncur. Plat kopling penggerak digabungkan ke groove (ulir) pada advance sleeve. Cara kerja kopling tipe plat banyak adalah sebagai berikut: pinion motor starter didorong ke fly wheel oleh tuas pemindah (shift lever). Dalam keadaan ini jika pinion tertahan, maka putaran poros armature disalurkan ke advance sleeve sehingga advance sleeve terdorong ke arah pinion melalui spline. Gaya dorong ini diteruskan dari adavance sleeve ke pegas penggerak (driving spring) melalui plat kopling sehingga plat penggerak tertekan. hal ini akan menghasilkan tekanan pada permukaan kedua kopling dan menyalurkan gaya putar hasil gesekan pada keduanya. Setelah mesin hidup, gaya putar pada pinion akan lebih cepat dari poros armature, sehingga advance sleeve akan berputar dengan arah yang berlawanan dengan pinion dan kedua plat kopling terbebas sehingga gaya putar mesin tidak akan tersalurkan ke poros armature.

3) Starter Clutch Tipe Sprag

Gambar 2.15. Cara Kerja Starter Clutch Tipe Sprag

Kopling tipe ini di gunakan untuk mesin-mesin berat, cara kerjanya adalah sebagai berikut: outer race digerakkan oleh poros armature motor starter. Ketika mesin dihidupkan, outer race dan inner race akan menyatu karena gerakan outer race akan menyebabkan sprag terjepit diantara inner dan outer race. Hal ini menyebabkan inner race berputar secara bersamaan dengan outerrace. Saat mesin hidup dan fly wheel menggerakkan pinion, inner race akan berputar lebih cepat dibanding outer race, sehingga sprag akan terdorong oleh inner race dan menyebabkan sprag tidak terjepit diantara inner dan outer race. Akibatnya inner dan outer race akan saling terbebas dan putaran mesin tidak dapat diteruskan ke motor starter.

h. Solenoid (Magnetic Switch)

Gambar 2.16. Solenoid (Magnetic Switch)

Solenoid disebut juga dengan magnetic switch. Pada solenoid terdapat 3 buah terminal, yaitu terminal 30, terminal 50 dan terminal C. Terminal 50 adalah terminal yang dihubungkan dengan ST (starter) pada kunci kontak. Terminal 30 adalah terminal yang langsung di hubungkan dengan positif baterai dengan menggunakan kabel yang cukup besar agar arus yang besar dapat mengalir saat di- start. Pada model yang lain solenoid kadang mempunyai 4 buahterminal yaitu terminal 30, 50, C dan B. Terminal B biasanya dipasangkan dengan terminal B pada koil pengapian yang mempunyai terminal B. Di dalam solenoid terdapat dua buah kumparan yang disebut hold in coil dan pull in coil.

1) Kumparan Penarik (Pull In Coil)

Gambar 2.17. Kumparan Pull In Coil dan Hold In Coil yang Dialiri Arus

Kumparan ini menghubungkan terminal 50 dan terminal C, bila kunci kontak dalam keadaan tertutup, arus mengalir dari terminal 50 ke kumparan pull in coil kemudian ke terminal C lalu ke massa (melalui kumparan pada motor starter). Pada saat yang sama arus juga mengalir dari terminal 50 ke kumparan hold in coil kemudian ke massa. Akibatnya akan terjadi medan magnet pada pull in coil dan hold in coil sehingga plunyer tertarik. Tertariknya plunyer terutama di akibatkan oleh medan magnet yang di hasilkan oleh pull in coil. Plunyer dapat tertarik pada saat pull in coil di aliri arus, karena posisi plunyer tidak simetris atau tidak ditengah kumparan sehingga saat terjadi medan magnet pada pull in coil, plunyer akan tertarik dan bergerak (ke kanan) sehingga plat kontak menempel menghubungkan terminal utama (30) dan terminal penghubung (C).

Gambar 2.18. Plat Kontak Nempel dan Arus Mengalir Dari Terminal 30 ke C

Dengan kejadian ini, maka terminal 30 dan terminal C akan terhubung secara langsung melalui plat kontak. Pada sisi sebelah kiri plunyer dihubungkan dengan tuas penggerak (drive lever) yang ikut tertarik oleh plunyer saat pull in coil bekerja untuk mendorong gigi pinion bergerak maju berkaitan dengan roda gigi penerus (fly wheel).

2) Kumparan Penahan (Hold In Coil)

Kumparan ini menghubungkan terminal 50 dan bodi solenoid. Fungsinya adalah untuk menahan plunyer sehingga plat kontak tetap dapat menempel dengan terminal utama dan terminal penghubung (menghubungkan terminal 30 dan terminal C) . Hold in coil diperlukan karena pada saat plat kontak terhubung dengan terminal 30 dan terminal C, maka tegangan di terminal C sama dengan tegangan di terminal 50 dan terminal 30. Hal ini menyebabkan arus tidak mengalir dari terminal 50 ke pull in coil dan kemagnetan pada pull in coil menjadi hilang. Untuk mempertahankan posisi plat kontak tetap menempel maka hold in coil berperan dengan tetap menghasilkan medan magnet sehingga arus yang besar tetap dapat mengalir ke motor starter lewat plat kontak (motor starter tetap berputar).

Gambar 2.19. Saat Kunci Kontak Terbuka

Apabila kunci kontak dibuka (mesin sudah hidup), maka tidak ada arus yang mengalir ke terminal 50, pada saat ini plat kontak masih menempel dan menghubungkan terminal 30 dan terminal C. Arus mengalir dari terminal C ke kumparan pull in coil, lalu ke kumparan hold in coil, kemudian ke massa. Arah aliran arus pada ke dua kumparan tersebut berlawanan sehingga menghasilkan medan magnet yang saling berlawanan, hal ini menyebabkan terjadinya demagnetisasi atau saling menetralkan medan magnet sehingga plunyer akan kembali keposisi asalnya karena terdorong oleh pegas pengembali.

2.5 Cara Kerja Motor Starter Tipe Konvensional

Kerja sistem starter ini dibagi menjadi tiga keadaan, yaitu saat kunci kontak pada posisi start (ST), saat gigi pinion berhubungan dengan gigi pada roda penerus (fly wheel), dan saat kunci kontak kembali pada posisi ON atau IG, Berikut akan dijelaskan cara kerja sistem starter pada tiap posisi :

a. Saat Kunci Kontak Pada Posisi Start (ST)

Gambar 2.20. Kerja Sistem Starter Saat Kunci Kontak Posisi Start (ST)

Kunci kontak (ignition switch) yang diputar pada posisi start menyebabkan terjadinya aliran arus kekumparan penarik (pull-in coil) dan kekumparan penahan (hold-in coil) yang secara bersamaan berikut adalah aliran arus ke masing-masing kumparan tersebut :

1) Arus dari baterai mengalir ke kunci kontak terminal 50 pada solenoid kumparan pull-in coil terminal C kumparan medan (field coil) sikat positif kumparan armature sikat negatif massa terbentuk medan magnet pada kumparan pull-in coil.

2) Arus dari baterai mengalir ke kunci kontak terminal 50 pada solenoid kumparan hold-in coil massa terbentuk medan magnet pada kumparan hold-in coil.

Aliran arus pada kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menyebabkan terjadinya kemagnetan pada kedua kumparan tersebut. Letak plunyer di dalam solenoid yang tidak simetris atau tidak berada ditengah kumparan menyebabkan plunyer tertarik dan bergerak ke kanan melawan tekanan pegas pengembali (return spring). Karena ada aliran arus (kecil) dari pull-in coil ke kumparan medan dan ke kumparan armature, maka medan magnet yang terbentuk pada kumparan medan dan armature lemah sehingga motor starter berputar lambat. Pada saat plunyer tertarik, tuas penggerak (drive lever) yang terpasang pada ujung plunyer juga akan tertarik ke arah kanan. Bagian tengah tuas penggerak terdapat baut yang berfungsi sebagai engsel sehingga tuas penggerak bagian bawah yang berkaitan dengan kopling starter (stater clutch) bergerak ke kiri mendorng gigi pinion agar berkaitan dengan ring gear. Pada kondisi plunyer tertarik (plat kontak belum menempel), motor starter berputar lambat. Putaran lambat ini membantu gigi pinion agar mudah masuk atau berkaitan dengan ring gear.

b. Saat Gigi Pinion Berhubungan dengan Ring Gear

Gambar 2.21. Kerja Sistem Starter Saat Gigi Pinion Berhubungan

dengan Ring Gear

Plunyer bergerak ke kanan pada saat kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menghasilkan medan magnet. Gerakan ini menyebabkan gigi pinion berkaitan penuh dengan ring gear dan plat kontak pada bagian ujung kanan plunyer menempel dengan terminal utama pada solenoid sehingga pada terminal 30 dan terminal C terhubung. Arus yang besar dapat mengalir melewati kedua terminal tersebut. Pada keadaan ini tegangan di terminal 50 sama dengan tegangan di terminal 30 dan terminal C. Karena tegangan di terminal C sama dengan tegangan di terminal 50, maka tidak ada arus yang megalir ke kumparan pull-in coil dan kemagnetan di kumparan tersebut hilang. Secara rinci aliran arus dalam keadaan ini dijelaskan sebagai berikut.

1) Arus dari baterai mengalir ke teminal 50 kumparan hold-in coil massa terbentuk medan magnet pada kumparan hold-in coil.

2) Arus yang besar dari baterai mengalir ke terminal 30 plat kontak terminal C kumparan medan sikat positif komutator kumparan armature sikat negatif massa terbentuk medan magnet yang sangat kuat pada kumparan medan dan kumparan armature sehingga motor starter berputar.

Aliran arus yang besar pada kumparan medan dan kumparan armature menyebabkan terjadinya medan magnet yang sangat kuat sehingga motor starter berputar cepat dan mengahasilkan tenaga kembali yang besar untuk memutarkan mesin. Medan magnet pada kumparan pull-in coil dalam kondisi ini tidak terbentuk karena arus tidak mengalir ke kumparan tersebut. Selama motor starter berputar plat kontak harus ada dalam kondisi menempel dengan terminal utama pada solenoid.

Oleh sebab itu pada kondisi ini kumparan hold-in coil tetap dialiri arus listrik sehingga medan magnet yang terbentuk pada kumparan tersebut mampu menahan plunyer dan plat kontak tetap menempel. Dengan demikian, meskipun kumparan pada pull-in coil kemagnetannya hilang, plunyer masih dalam kondisi tertahan.

c. Saat Kunci Kontak Kembali Ke Posisi ON (IG)

Gambar 2.22. Kerja Sistem Starter Saat Kunci Kontak Kembali ke Posisi ON (IG)

Setelah mesin hidup, maka kunci kontak dilepas dan posisinya kembali keposisi ON atau IG. Namun demikian sasaat kunci kontak dilepas, plat kontak masih dalam kondisi menempel. Pada keadaan ini terminal 50 tidak akan mendapatkan arus listrik dari baterai. Aliran arus listrik pada kondisi ini dijelaskan sebagai berikut :

1) Arus dari baterai mengalir ke terminal 30 plat kontak terminal C kumparan medan sikat positif komutator kumparan armature sikat negatif massa masih terbentuk medan magnet yang sangat kuat pada kumparan medan dan kumparan armature, motor starter masih berputar.

2) Arus dari baterai ke terminal 30 plat kontak terminal C kumparan pull-in coil kumparan hold-in coil massa kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil menghasilkan medan magnet, namun arahnya berlawanan.

Seperti dijelaskan pada aliran pertama, motor starter masih dialiri arus yang besar sehingga pada saat ini motor starter masih berputar. Aliran arus seperti yang dijelaskan pada aliran kedua, terjadi juga pada kumparan pull-in coil dan kumparan hold-in coil. Dari penjelasan dari gambar tentang solenoid tampak bahwa arus dari terminal C ke kumparan pada pull-in coil dan kumparan hold-in coil arahnya berlawanan sehingga medan magnet yang dihasilkan juga akan berlawanan arah kutubnya sehingga terjadi demagnetisasi atau saling menghilangkan medan magnet yang terbentuk oleh kedua kumparan tesebut. Akibatnya, tidak ada kekuatan medan magnet yang dapat menahan plunyer sehingga plunyer akan bergerak kekiri dan kembali pada posisi semula sehingga plat kontak terlepas dari terminal 30 dan terminal C. Arus yang besar akan berhenti mengalir dan motor starter berhenti berputar.

2.6 Overhoul dan Perawatan Motor Starter pada Toyota Kijang 4k

A.  Overhoul Motor Starter Konvensional

Bahan dan Alat yang Digunakan Dalam Proses Overhoul Motor Starter Tipe Konvensional

a. Bahan

Bahan utama yang digunakan dalam pembongkaran serta perawatan motor starter tipe konvensional pada Toyota Kijang 4K adalah motor starter itu sendiri.

b. Alat

1) Kunci Ring dan Kunci Pas

2) Obeng Plus (+) dan Minus (-)

3) Multimeter/AVO Meter

4) Jangka Sorong

5) Dial Test Indicator

6) Amplas

7) Tang lancip

B. Langkah-Langkah Overhoul Motor Starter Tipe Konvensional Pada Toyota Kijang 4K

a. Lepas kabel kumparan medan yang terpasang pada terminal C solenoid dengan menggunakan kunci ring 12. Kemudian lepas mur yang ada pada solenoid.

Gambar 3.1. Melepas Kabel Kumparan Medan

b. Lepas baut utama motor starter dengan menggunakan kunci 8 ring / pas yang sudah disediakan sebelumnya.

Gambar 3.2. Melepas Baut Utama Motor Starter

c. Lepas solenoid dari motor starter dengan cara menggoyang-goyangkan solenoid agar mudah terlepas.

Gambar 3.3. Melepas Solenoid dari Motor Starter

d. Lepas sekrup dari ujung rumah belakang dengan menggunakan obeng.

Gambar 3.4. Melepas Sekrup dari Ujung Rumah Belakang

e. Lepas plat pengunci, pegas dan karet yang ada di dalam tutup bos.

Gambar 3.5. Melepas Plat Pengunci

f. Lepas tutup belakang motor starter

Gambar 3.6. Melepas Tutup Belakang Motor Starter

g. Lepas sikat dan pemegang sikat.

Gambar 3.7. Melepas Sikat dan Pemegang Sikat

h. Lepaskan yoke

Gambar 3.8. Melepas Yoke

i. Keluarkan armature dari rumah motor starter dengan cara membuka tuas penggerak dari rumah penggerak pinion terlebih dahulu.

Gambar 3.9. Mengeluarkan Armature

j. Lepaskan baut tuas penggerak

Gambar 3.10. Melepas Baut Tuas Penggerak

k. Lepaskan kopling starter beserta roda gigi pinion dari ujung rumah penggerak

Gambar 3.11. Melepas Kopling Starter

l. Lepas pegas pengembali dari solenoid

Gambar 3.12. Melepas pegas pengembali

m. Untuk memasang kembali motor starter lakukanlah seperti langkah di atas dengan cara terbalik (urutan terakhir terlebih dahulu).

C. Perawatan Motor Starter Tipe Konvensional Pada Toyota Kijang 4K

Perawatan pada motor starter dilakukan agar motor starter selalu dalam kondisi baik dan mencegah dari kerusakan dan juga untuk deteksi dini apabila terjadi kerusakan pada motor starter. Perawatan dapat dilakukan dengan cara memeriksa komponen – komponen yang ada pada motor starter. Pemeriksaan pada komponen – komponen pada motor starter memiliki urutan atau langkah-langkah sebagai berikut:

1. Pemeriksaan Armature

a. Periksa ujung poros armature, bos rumah penggerak dan bos ujung kemungkinan aus atau cacat. Tujuan dari pemeriksaan ini adalah untuk mengetahui ada tidaknya kerusakan atau keausan yang terjadi pada armature.

Gambar 3.13. Memeriksa Ujung Poros Armature

b. Mengganti bos dengan cara membuka tutup bos kemudian keluarkan bos. Cocokkan lubang bos dengan alur rumah lalu pasang bos yang baru.

Gambar 3.14. Membuka Tutup Bos

c. Haluskan bos untuk mendapat celah spesifikasi.

Gambar 3.15. Menghaluskan Bos

d. Bersihkan lubang dan pasang tutup bos yang baru. Pembersihan ini bertujuan agar tidak ada kotoran yang menempel pada bos sehingga bos selalu dalam keadaan baik.

Gambar 3.16. Memeriksa Tutup Bos

2. Pemeriksaan Komutator

a. Gosok dengan amplas jika terdapat permukaan yang kotor dan terbakar. Hal ini dilakukan agar komutator selalu berada dalam kondisi baik dan dapat segera diperbaiki apabila terjadi kerusakan pada komutator.

Gambar 3.17. Memeriksa Komutator

b. Ukur kedalaman segmen mika dengan standar 0,4 – 0,8 dan limit 0,2. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui kedalaman segmen pada mika. Jika kedalaman mika kurang dari limit maka mika harus diganti.

Gambar 3.18. Memeriksa Kedalaman Segmen Mika

c. Jika kedalaman mika di bawah limit maka perbaiki dengan menggunakan mata gergaji besi.

Gambar 3.19. Memperbaiki Kedalaman Mika

d. Haluskan pinggirnya dengan mata gergaji. Penghalusan ini dilakukan supaya sisi atau pinggir dari armature mempunyai permukaan yang rata dan halus.

Gambar 3.20. Memeriksa Komutator

e. Gunakan amplas #400 untuk membuang serpihan. Pembuangan serpihan ini bertujuan supaya kondisi komutator selalu dalam keadaan baik dan juga bersih dari serpihan-serpihan yang dapat mengganggu kerja komutator.

Gambar 3.21. Membersihkan Komutator

f. Perbaiki kelonjongan (run out) menggunakan dial test indicator dengan standar

0,02 mm limit 0.05 mm. Perbaikan ini dilakukan agar kelonjongan pada armature tidak kurang dari limit dan selalu pada kondisi standar yang telah ditetapkan.

Gambar 3.22. Pengukuran Kelonjongan Armature

g. Ukur diameter luar dengan menggunakan jangka sorong dengan ukuran standar 28,0 mm dan limit 27,0 mm. Hasil pengukuran 27,5 mm, standar 28,0 mm dan limit 27,0 mm. Bandingkan hasil pengukuran kelonjongan dengan ketentuan pada buku petunjuk. Jika terjadi keausan permukaan armature di bawah limit maka armature harus diganti.

Gambar 3.23. Mengukur Lingkar Luar Armature

3. Pemeriksaan Koil Armature

a. Periksa komutator dengan inti koil armature dengan menggunakan multimeter yang tersedia. Pemeriksaan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui ada tidaknya hubungan arus yang terjadi antara komutator dengan inti koil armature karena jika terdapat hubungan, armature kotak bodi harus diganti.

Gambar 3.24. Memeriksa Komutator

b. Periksa hubungan antar segmen-segmen dengan menggunakan multimeter. Hal ini dilakukan untuk mengetahui ada atau tidaknya hubungan yang terdapat antar segmen pada armature. Jika tak terdapat hubungan pada setiap titik pengetesan, berarti terdapat sirkuit terbuka dan armature harus diganti

Gambar 3.25. Memeriksa Hubungan Antar Segmen

4. Pemeriksaan Koil Medan

a. Periksa koil medan kemungkinan ada hubungan antara kawat-kawat ujung. Jika tidak ada hubungan berarti ada yang terputus pada koil medan dan harus diganti.

Gambar 3.26. Memeriksa Koil Medan

b. Periksa kemungkinan ada hubungan antara ujung koil medan dan frame medan dengan menggunakan multimeter. Jika ada hubungan maka koil medan harus diganti.

Gambar 3.27. Memeriksa Hubungan Antara Koil Medan dan Frame Medan

5. Pemeriksaan Sikat

a. Ukur panjang sikat dengan menggunakan jangka sorong yang sudah disediakan sebelumnya. Ukuran standar 13,5 mm dan limit 10 mm. Hasil pengukuran 12,5 mm. Jika panjang sikat kurang dari limit maka sikat harus diganti..

Gambar 3.28. Mengukur Panjang Sikat

b. Periksa isolasi antara pemegang sikat (-) dengan pemegang sikat (+) dengan menggunakan multimeter. Lakukan perbaikan dan penggantian jika terdapat hubungan.

Gambar 3.29. Memeriksa Isolasi Pemegang Sikat (-) dan (+)

c. Periksa tuas penggerak dan pegas kemugkinan aus. Ganti jika ada keausan

Gambar 3.30. Memeriksa Tuas Penggerak

6. Pemeriksaan Kopling Starter dan Roda Gigi Pinion

a. Periksa ulir gigi kemungkinan aus atau cacat dan periksa pinion dengan cara diputar searah dengan jarum jam apakah bergerak dengan lembut atau tidak.

Gambar 3.31. Memeriksa Ulir Gigi Kopling Starte

b. Periksa gigi dan alur dari roda gigi kemungkinan aus atau cacat

Gambar 3.32. Memeriksa Gigi dan Alur Roda Gigi

c. Putar pinion. Pinion harus berputar dengan bebas searah jarum jam tetapi tetap terkunci jika diputar pada arah yang berlawanan.

Gambar 3.33. Memutar Pinion Searah Jarum Jam

7. Pemeriksaan Swit Magnet

a. Tekan plunyer lalu dilepas. Plunyer harus berputar balik dengan segera setelah dilepas ke posisi semula

Gambar 3.34. Memeriksa Plunyer

b. Periksa kemungkinan terdapat hubungan antara terminal 50 dan terminal C dengan menggunakan multimeter.

Gambar 3.35. Memeriksa Hubungan Antara Terminal 50 dengan Terminal C

c. Periksa kemungkinan terdapat hubungan antara terminal 50 dan body swit dengan menggunakan multimeter.

Gambar 3.36. Memeriksa Hubungan Antara Terminal 50 dengan Body Switch

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dengan melakukan perawatan berkala kerusakan pada komponen dapat segera diketahui dan pengendara kendaraan tersebut dapat terhindar dari resiko kerusakan yang parah.  Selain itu, penulis juga menjadi tahu bagaimana cara kerja dari motor starter tersebut, komponen motor starter, dan juga mengetahui tujuan dari pembongkaran serta perawatan motor starter. Pada motor starter mobil kijang, perawatannya tergolong mudah dan komponen pada mobil tersebut cukup banyak dipasaran. Dan yang terpenting untuk menjaga agar kerja motor starter tetap baik maka bila terjadi kerusakan ataupun keausan pada komponen-komponen motor starter tersebut haruslah segera diperbaiki ataupun diganti untuk mencegah kerusakan menjadi semakin parah. Hal tersebut dikarenakan bahwa motor starter merupakan suatu komponen yang ada pada kendaraan yang berfungsi untuk menghidupkan mesin untuk pertama kalinya dengan cara mengubah energi listrik menjadi tenaga putar. Jika motor starter tidak dapat berfungsi secara optimal maka mesin kendaraan pun akan sulit untuk dihidupkan atau dijalankan.

DAFTAR PUSTAKA

A Toliyat, Hamid dan Gerald B. Kliman. (2012). Handbook of Electric Motors. CRC Press: United State of America.

Boentarto (2009). Cara Pemeriksaan, Penyetelan, Dan Perawatan Kelistrikan Mobil. Andi. Yogyakarta.

Daryanto (2010). Teknik Servis Mobil. Rineka Cipta. Jakarta.

Denton, Tom. (2013). Automobile Electrical and Electronic Systems. Routledge.

Sholikhin, Hadi. (2006). Analisis Dan Trouble Shooting Kerja Motor Starter Tipe Reduksi Pada Mitsubishi L300 Diesel. Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang: Semarang.

Toyota Astra Motor. (1996). New Step I. Jakarta: PT Toyota Astra Motor.

Toyota Astra Motor. (1996). Toyota Pedoman Reparasi Mesin Seri K. Jakarta: PT Toyota Astra Motor.