SISTEM BAHAN BAKAR FUEL INJECTION PADA YMJET-FI MIO J

       BAB 1

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

       Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di era globalisasi semakin cepat  dan terus mengalami perkembangan, motivasi dunia industri untuk menciptakan inovasi- inovasi baru khususnya di bidang industri otomotif baik roda dua maupun roda empat mengalami berbagai macam variasi perubahan.

      Salah satu produsen yang menciptakan inovasi di bidang industri tersebut adalah YAMAHA dengan teknologinya YMJET-FI. Salah satu produk dari YAMAHA yang memakai teknologi tersebut adalah Mio J YMJET-FI (Yamaha Mixture JET-Fuel Injection). Sedangkan rivalnya AHM (Astra Honda Motor) menciptakan teknologi bernama Programmed Fuel Injection atau lebih dikenal dengan nama PGM-FI. Salah satu produk dari AHM (Astra Honda Motor) yang menggunakan teknologi tersebut adalah Supra-X 125 PGM-FI.

    Sistem bahan bakar pada sepeda motor berfungsi sebagai penyuplai bahan bakar, membersihkan bahan bakar dari kotoran-kotoran (kontaminasi) dan air (uap air), mencampur bahan bakar dan udara, mengatur suplai bahan bakar sesuai kebutuhan mesin (sesuai beban dan putaran). Proses pencampuran bahan bakar dan udara sangatlah penting, karena dengan campuran yang tepat akan menghasilkan pembakaran yang sempurna. Maka dari itu digunakan sistem bahan bakar tipe injeksi karena sistem suplai bahan bakar dengan tipe injeksi bakar dan udara yang optimum yang dibutuhkan oleh mesin pada setiap keadaan sehingga penggunaan bahan bakar lebih efisien.

B.  MASALAH

1.        pengertian bahan bakar fuel injection YMJET-FI.

2.        prinsip kerja sistem fuel injetion YMJET-FI

3.         konstruksi sistem fuel injection YMJET-FI

4.         Cara kerja sistem fuel injection YMJET-FI

BAB II

PEMBAHASAN

1.     Pengertian Sistem  fuel injection YMJET-FI

          Sistem bahan bakar fuel injection  merupakan sebuah sistem penyemprotan bahan bakar yang dalam kerjanya dikontrol secara elektronik agar didapatkan nilai campuran udara dan bahan bakar yang selalu sesuai dengan kebutuhan motor bakar, maka proses pembakaran yang terjadi diruang bakar akan terjadi secara sempurna sehingga didapatkan daya motor yang optimal serta didapatkan gas buang yang ramah lingkungan (Ruswid, 2008:2).

2.     Prinsip Kerja Sistem Injeksi YMJET-FI

         Sistem bahan bakar injeksi YMJET-FI bekerja dengan cara menyuplai bahan bakar untuk proses pembakaran pada mesin dengan menyesuaikan kondisi kerja mesin. Aliran bahan bakar dimulai dari pompa bahan bakar yang mengalirkan sejumlah bahan bakar bertekanan kepada injector.

       Fuel pump menyuplai bahan bakar ke injector melalui fuel filter. Pressure regulator berfungsi menjaga supaya tekanan bahan bakar yang ke injector tetap konstan hanya 250 kPa (2.50 kg/cm2, 35.6 psi). ketika ECU memberikan sinyal kepada injector, fuel passage terbuka, sehingga sejumlah bahan-bakar terinjeksi kedalam intake manifold.

         Semakin lama injector diberikan sinyal (durasi injeksi), semakin banyak bahan bakar yang diinjeksikan. Semakin pendek waktu injector diberikan sinyal, semakin sedikit bahan bakar yang diinjeksikan. Durasi injeksi dan timing injeksi semuanya dikontrol oleh ECU, berdasarkan masukan dari sinyal-sinyal yang diperoleh dari throttle position sensor, crankshaft position sensor, intake air pressure sensor, intake air temperature sensor, O2 sensor dan engine temperature sensor yang memungkinkan ECU menentukan durasi (lamanya) injeksi dan timing injeksi. 

                                                                                                                 

         Timing (waktu) injeksi ditentukan berdasarkan sinyal dari crankshaft position sensor. Sehingga volume bahan-bakar yang dibutuhkan mesin dapat disuplai setiap saat, sesuai dengan kondisi jalan dan pengendaraan (Service Manual Yamaha MIO J, 2015)

3.  konstruksi sistem fuel injection YMJET-FI

      Secara umum, konstruksi sistem EFI dapat dibagi menjadi tiga

bagian/sistem utama, yaitu;

1. sistem bahan bakar (fuel system),

2. sistem kontrol elektronik (electronic control system),

3. sistem induksi/pemasukan udara (air induction system)

1.    Sistem bahan bakar(fuel system)

Komponen-komponen yang digunakan untuk menyalurkan bahan bakar ke mesin terdiri dari tangki bahan bakar (fuel pump), pompa bahan bakar (fuel pump), saringan bahan bakar (fuel filter),pipa/slang penyalur (pembagi), pengatur tekanan bahan bakar(fuel pressur regulator). Sistem bahan bakar ini berfungsi untuk menyimpan,membersihkan, menyalurkan dan menyemprotkan/menginjeksikan bahan bakar.

a.    Tangki bahan bakar(fuel tank)

  Tangki bahan bakar (Fuel Tank) merupakan komponen yang berfungsi untuk menampung persediaan bahan bakar. Tangki bahan bakar pada Yamaha Mio J memiliki kapasitas 4,8 L.

        penutup tangki (Tank Cap) yang berfungsi sebagai penutup lubang masuknya bahan bakar agar terlindung dari debu atau air dan sebagai lubang pernafasan udara serta untuk menjaga agar bensin tidak tumpah jika sepeda motor terbalik, filler tube yang berfungsi untuk menjaga melimpahnya bahan bakar pada saat ada goncangan (jika kondisi panas, bensin akan memuai).

b.      Pompa bahan bakar(fuel pump )

Berfungsi memompa dan mengalirkan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke injektor. Penyaluran bahan bakarnya harus lebih banyak dibandingkan dengan kebutuhan mesin supaya tekanan dalam sistem bahan bakar bisa dipertahankan setiap waktu walaupun kondisi mesin berubah ubah.

           Pompa bahan bakar yang biasa digunakan adalah tipe in tank. Tipe in tank artinya bahwa pompa bahan bakar berada di dalam tangki bahan bakar dengan posisi terendam bahan bakar.

Komponen pompa bahan bakar terdiri dari :

·         Impeller pada pompa bahan bakar yang berfungsi untuk menghisap bahan bakar dari tangki bahan bakar dan memompanya ke sistem aliran bahan bakar sehingga bahan bakar dapat bersirkulasi dengan tekanan tertentu.

·         Motor listrik pada pompa bahan bakar yang berfungsi untuk memutar impeller agar dapat memompa bahan bakar. Komponen motor listrik terdiri dari magnet yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnet yang dapat memutarkan armature akibat adanya aliran listrik, armature yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau  putar, commutator yang berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari brush menuju ke armature, brush yang berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari sumber tegangan menuju ke commutator.

·         Check valve pada pompa bahan bakar yang berfungsi untuk menahan bahan bakar bertekanan yang terdapat pada selang saluran bahan bakar ketika pompa berhenti agar bahan bakar tidak kembali ke dalam pompa bahan bakar atau ke dalam tangki bahan bakar.

c.    Saringan bahan bakar (Fuel suction filter)

Saringan bahan bakar (Fuel Suction Filter) berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran dan partikel asing lainnya dari bahan bakar agar tidak masuk ke pompa bahan bakar atau ke injector.

d.   Pipa/slang peyalur bahan bakar (Fuel feed hose)

slang untuk mengalirkan bahan bakar dari tangki menuju injektor. Slang dirancang harus tahan tekanan  bahan bakar akibat dipompa dengan tekanan minimal sebesar tekanan yang dihasilkan oleh pompa.

e.    Pengatur tekanan bahan bakar (fuel pressure regulator)

Pressure regulator berfungsi mengatur tekanan bahan bakar yang mengalir ke injector. Jumlah injeksi bahan bakar dikontrol sesuai lamanya sinyal yang diberikan ke injector, sehingga tekanan konstan pada injector harus dipertahankan

 (Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008:331

2.    Sistem kontrol elektronik (electronic control system)

       Sistem kontrol elektronik merupakan sistem yang mengatur suplai bahan bakar pada Yamaha Mio J YMJET-FI agar bahan bakar dapat di injeksikan pada saat dan jumlah volume yang tepat berdasarkan kondisi kerja mesin. 

Komponen sistem kontrol elektronik terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1.    Bagian  sensor/input

a.    Sensor MAQS (Modulated Air Quantity Sensor)

       yang merupakan serangkaian dari beberapa sensor yaitu :

1.    (Intake  Air Temperature Sensor) Sensor udara masuk

          (Intake Air Temperature Sensor) berfungsi untuk memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang suhu udara yang masuk ke intake manifold. Tegangan referensi/suplai dari ECU selanjutnya akan berubah menjadi tegangan sinyal yang nilainya dipengaruhi oleh suhu udara masuk

2.    (Intake Air Pressure Sensor) Sensor tekanan udara masuk

         berfungsi untuk mendeteksi beban mesin melalui tekanan udara yang masuk ke intake manifold dan memberikan sinyal hasil deteksi ke ECU berupa referensi tegangan yang selanjutnya digunakan ECU untuk menentukan durasi penginjeksian bahan bakar atau banyaknya bahan bakar yang di injeksikan.

3.    (Throttle Position Sensor) sensor posisi katub gas

         berfungsi untuk mengetahui posisi (derajat) pembukaan katup gas guna mengkoreksi AFR (Air Fuel Ratio), pendeteksi perlambatan bersama-sama dengan sensor RPM untuk fuel cut-off dan untuk mendeteksi beban maksimum (Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008:331).

b.     Crankshaft position sensor

perangkat ini mendeteksi siklus 4 langkah mesin. Fungsinya untuk menentukan timing pengapian dan semprotan bahan bakar dari injektor. Pada bagian luar magnet terdapat tonjolan atau pick up yang bersentuhan langsung dengan CPS yang membaca posisi piston sedang di atas atau di bawah.

      Tapi CPS saja tidak cukup untuk menentukan langkah hisap dan langkah kerja yang sama-sama memposisikan piston dalam keadaan turun. CPS harus dibantu oleh Intake Air Pressure Sensor (IAPS), karena saat langkah hisap tekanan di intake manifold akan turun.

c.    Coolant/oli Temparature Sensor

 berfungsi untuk mendeteksi suhu mesin dan memberikan input sinyal deteksi ke ECU berupa referensi tegangan yang berbeda-beda berdasarkan suhu mesin yang terdeteksi yang akan digunakan ECU untuk menentukan banyaknya bahan bakar yang di injeksikan

d.   O2 Sensor

 dipasangkan di exhaust manifold yang berfungsi untuk mendeteksi konsentrasi oksigen pada gas buang kendaraan, menghitung perbandingan udara dan bensin, dan menginformasikan hasilnya pada ECU

2.    Bagian Proses

a.    ECU (Engine Control Unit)

 Menerima dan menghitung seluruh informasi/data yang diterima dari masing-masing sinyal sensor kemudian diolah untuk kemudian dijadikan garis perintah kepada actuator. ECU mendapat suplai tegangan listrik dari baterai, yang selanjutnya tegangan listrik tersebut akan dialirkan ke sensor dan actuator yang besar kecilnya tegangan disesuaikan dengan kapasitas sensor ataupun actuator (Ruswid, 2008:9).

Bagian-bagian ECU :

·      Micro Processor berfungsi untuk mengatur jalannya perintah dan mengambil keputusan data yang telah diolah berdasarkan informasi dari data yang tersimpan pada memory.

·      Memory berfungsi untuk Menyimpan data-data input yang siap diinformasikan ke micro processor.

·      Input berfungsi untuk memberikan informasi berupa sinyal listrik ke memory untuk diproses oleh micro processor.

·      Akuisi Data berfungsi untuk membedakan data yang telah diproses oleh micro processor kemudian diinformasikan ke output.

·      Output berfungsi untuk memberikan sinyal listrik yang dihasilkan oleh akuisi data  ke aktuator-aktuator

3.    Bagian Acuator

                      

a.    Injector

  Injector adalah salah satu bagian dari sistem bahan bakar injeksi yang akan mengabutkan bahan bakar agar terjadi proses pencampuran yang homogen antara udara dan bahan bakar. Terjadinya penyemprotan pada injektor adalah pada saat ECU memberikan tegangan listrik ke solenoid coil injektor. Dengan pemberian tegangan listrik tersebut solenoid coil akan menjadi magnet sehingga mampu menarik plunger dan mengangkat needle valve (katup jarum) dari dudukannya, sehingga saluran bahan bakar yang sudah bertekanan akan memancar keluar dari injektor.

b.        Idle speed control

  ISC (Idle speed control) difungsikan untuk mengatur besarnya udara yang diberikan pada saat putaran idle. Idle speed control dipasangkan pada air assist passage. ECU hanya mengoperasikan katup ISC untuk membuat idle-up dan memberikan umpan balik untuk mencapai target putaran idling (Ruswid, 2008:12).

c.     fast idle solenoid

 untuk meningkatkan putaran mesin saat mesin masih dingin, tujuannya agar mesin cepat sampai pada temperatur bekerja yang ideal. Secara garis besar, fungsi FID ini mirip dengan choke pada sepeda motor karburator.

d.    Ignition coil

Berfungsi menghasilkan arus listrik guna membakar campuran bahan bakar dan udara.

3.   Sistem Induksi Udara

Komponen yang termasuk ke dalam sistem ini antara lain;

a.       air cleaner/air box (saringan udara)

b.       intake manifold

c.       throttle body (tempat katup gas).

Sistem ini berfungsi untuk menyalurkan sejumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran.

4.     Cara Kerja Sistem YMJET-FI

          Teknologi YMJET-FI yang baru dikembangkan oleh yamaha menampilkan efisiensi pembakaran yang sangat baik, memungkinkan kendaraan mencapai karakteristik pengendaraan yang sangat nyaman dan ekonomis bahan bakarnya, serta ramah lingkungan. YMJET-FI ini terdiri dari dua throttle valve mekanis, satu didepan dan satu dibelakang, yang berguna untuk mengontrol aliran udara tambahan (Service Manual Yamaha MIO J, 2012:1-5).

Gambar 2.40 Sistem Aliran Udara YMJET-FI(Service Manual Yamaha MIO J, 2012:1-5).

a.        Cara Kerja Saat Kondisi Mesin Dingin

          Pada saat mesin masih dingin (kondisi misalnya pada saat menghidupkan dipagi hari) Maka dibutuhkan campuran bahan bakar dan udara yang lebih banyak (campuran kaya). Hal ini disebabkan penguapan bahan bakar rendah pada saat kondisi temperature rendah. Dengan demikian akan terdapat sedikit bahan bakar yang menempel di dinding Intake Manifold sehingga tidak masuk dan terbakar dalam ruang bakar.

        Untuk memperkaya bahan bakar pada campuran tersebut pada sistem YMJET-FI terdapat Coolant/oli Temparature Sensor.Sensor ini akan mendeteksi kondisi mesin yang masih dingin tersebut. Temperatur mesin terdeteksi akan dirubah menjadi signal listrik dan dikirim ke ECU (Engine Control Unit). Selanjutnya ECU akan mengolah signal atau informasi tersebut dan memberikan perintah kepada Injector dan FID dengan memberikan tegangan yang lebih lama pada Solenoid Injector agar bahan bakar yang di injeksikan menjadi lebih banyak (kaya). Dengan demikian, rendahnya penguapan bahan bakar pada saat temperatur masih rendah sehingga akan ada bahan bakar yang menempel di dinding Intake Manifold dapat diantisipasi dengan memperkaya campuran tersebut.

b.      Cara Kerja Pada Saat Putaran Rendah

        Pada saat putaran mesin rendah dan suhu mesin sudah mencapai suhu kerjanya, ECU (Engine Control Unit) akan mengontrol dan memberikan tegangan ke Injector hanya sebentar saja (beberapa derajat engkol) karena tekanan udara yang dideteksi oleh Intake Air Pressure Sensor masih rendah. Hal ini dimungkinkan tetap terjadinya perbandingan campuran bahan bakar dan udara yang tepat (mendekati campuran teoritis atau ideal).

       Berdasarkan informasi dari sensor tekanan udara dan sensor posisi katup gas, ECU (Engine Control Unit) akan memberikan tegangan listrik kepada  solenoid Injector untuk menginjeksikan bahan bakar. Lamanya penginjeksian hanya beberapa derajat engkol karena bahan bakar yang dibutuhkan masih sedikit.

     Pada saat putaran mesin sedikit dinaikan tetapi masih termasuk ke dalam putaran rendah, tekanan yang dideteksi oleh sensor akan lebih tinggi dibandingkan saat putaran stasioner. Naiknya tekanan udara yang masuk mengindikasikan bahwa jumlah udara yang masuk lebih banyak. Berdasarkan informasi yang diperoleh sensor tekanan udara, ECU (Engine Control Unit) akan memberikan tegangan listrik sedikit lebih lama dibandingkan putaran stasioner.

    Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa proses penginjeksian pada Injector terjadi saat ECU memberikan tegangan pada Solenoid Injector. Dengan pemberian tegangan listrik tersebut Solenoid Coil akan menjadi megnet sehingga mampu menarik Plunger dan mengangkat Needle Valve (katup jarum) dari dudukannya, sehingga bahan bakar yang berada dalam saluran bahan bakar yang sudah bertekanan akan diinjeksikan keluar dari Injector.

c.       Cara Kerja Saat Putaran Menengah dan Tinggi

      Pada saat putaran mesin dinaikan dan mesin dalam kondisi normal, ECU menerima informasi dari sensor posisi katup gas dan sensor tekanan udara. sensor posisi katup gas mendeteksi pembukaan katup gas sedangkan sensor tekanan udara mendeteksi tekanan udara yang semakin naik. Sensor-sensor tersebut mengirimkan informasi ke ECU dalam bentuk signal listrik. ECU kemudian mengolahnya dan selanjutnya akan memberikan tegangan listrik ke Solenoid Injector dengan waktu yang lebih lama dibandingkan putaran rendah.

    Selanjutnya jika putaran mesin dinaikan lagi, katup gas semakin terbuka dan sensor posisi katup gas akan mendeteksi perubahan katup gas tersebut. ECU menerima informasi perubahan katup gas tersebut dalam bentuk sinyal listrik dan akan memberikan tegangan listrik kepada solenoid Injector lebih lama dibandingkan putaran menengah karena bahan bakar yang dibutuhkan lebih banyak. Dengan demikian lamanya penginjeksian akan melebihi dari setengah putaran derajat engkol.

d.      Cara Kerja Saat Akselerasi

     Bila sepeda motor diakselerasi (digas) dengan serentak dari kecepatan rendah, maka volume udara akan bertambah dengan cepat. Perubahan katup gas dibuka dengan tiba-tiba dan tekanan udara yang mengalir akan dideteksi oleh sensor tekanan udara. Walaupun yang dideteksi oleh sensor tekanan udara adalah tekanan udaranya, namun pada dasarnya juga menentukan jumlah udara.

    Semakin tinggi tekanan udara yang dideteksi, maka semakin banyak udara yang masuk ke Intake Manifold. Dengan demikian, selama akselerasi pada sistem YMJET-FI tidak terjadi keterlambatan pengiriman bahan bakar karena bahan bakar yang bertekanan tinggi tersebut diinjeksikan sesuai dengan perubahan volume udara yang masuk

                         Letak Komponen Sistem Bahan Bakar Yamaha Mio J

Gambar 3.1 Letak komponen sistem YMJET-FI yamaha mio j (Service Manual Yamaha MIO J, 2012:1-3)

Keterangan komponen:

1. ECU (Engine Control Unit)

2. Lampu peringatan mesin bermasalah (Engine Trouble Warning Light )

3. Selang bahan bakar (Fuel Feed Hose)

4. Ignition coil

5. Fuel injector

6. Sensor tekanan udara masuk (Intake Air Pressure Sensor)

7. Pengontrol putaran langsam (Idle Speed Control)

8. Sensr suhu udara masuk (Intake Air Temperature Sensor)

9. Battery

10. Saringan udara

11. Catalytic converter

12. Sensor posisi poros engkol (Crankshaft position sensor)

13. Sensor suhu mesin (Engine Temperature Sensor)

14. Busi

15. Tangki bahan bakar (Fuel Tank)

16. Pompa bahan bakar (Fuel Pump)

17. Sensor posisi katup gas (Throttle Position Sensor)

18. Sensor O2

BAB III

 PENUTUP

A.  KESIMPULAN

1. Sistem bahan bakar injeksi YMJET-FI adalah sistem suplai bahan bakar dengan menggunakan teknologi kontrol secara elektronik yang mampu mengatur pasokan bahan bakar dan udara secara optimum yang dibutuhkan mesin pada setiap keadaan.

2. Proses pemberian bahan bakar dari ECU (Engine Control Unit) ke injector yang didasarkan pada signal-signal dari sensor-sensor antara lain Crankshaft position sensor, throttle position sensor, sensor suhu mesin, sensor O2, sensor suhu udara masuk, dan sensor tekanan udara masuk.

DAFTAR PUSTAKA

Ruswid, 2008, Modul 4 Electronik Fuel Injection EFI, Penerbit SMK AL HIKMAH 1 SIRAMPOG, Sirampog.

Yamaha Indonesia Motor Manufacturing, 2012, Service Manual AL 115F/FC MIO J, Penerbit PT. Yamaha Indonesia Motor Mfg,

Jama, Jalius. Wagino, 2008, Teknik Sepeda Motor Jilid 2 Untuk SMK, Penerbit Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.

Kelistrikan Alat Berat Altenator

PRINSIP KERJA DAN JENIS ALTERNATOR AC DAN DC

Semakin canggih dan modern unit-unit alat berat maka akan membutuhkan arus listrik yang besar. Sistem pengisian (charging sistem) harus dapat memenuhi kebutuhan arus tersebut di bawah semua kondisi oprasi unit dan harus dapat mengisi dengan cepat baterai. Komponen utama dari sistem pengisian (charging sistem) adalah alternator dan pada kebanyakan unit alat berat modern –dengan pengecualian jika hal itu terkait wiring–adalah satu-satunya componen pada charging sistem. Gambar 1.1 menunjukkan alternator yang biasa dipakaip pada unit alat berat

 

 Gambar 1.1

Pada dasarnya alternator adalah juga sebuah generator AC (arus bolak-balik) yaitu merupakan alat yang berfungsi untuk merubah energi mekanik yang dihasilkan engine menjadi energi listrik. Beberapa komponen elektrik sistem yang juga sebagai perubah energi adalah motor setarter dan baterai. Ketiganya merupakan komponen yang saling terkait dan bekerja sama mendukung kinerja engine. 

Motor setarter sebagai penggerak awal engine berfungsi merubah energi listrik menjadi energi gerak. Sebagai penggerak mula tentu saja motmembutuhkan cadangan energi listrik untuk dapat dirubah menjadi energi mekanik dan hal ini didapatkan dari baterai, yang berfungsi merubah energi listrik menjadi energi kimia (untuk disimpan) dan dirubah kembali menjadi energi listrik sebagai suplai arus listrik ke motor starter. Pada rangkaian kerja ini baterai berfungsi hanya sebagai penyimpan energi listrik sedangkan sebagai sumber energi listrik adalah alternator yang berfungsi merubah energi mekanik menjadi energi listrik, agar lebih jelas perhatikan gambar 1.2 di bawah ini: or starter

 

                                                        

                                                      Engine

                                                              Merubah energi panas dari bahan bakar menjadi energi mekanik

                                                                                                 

       Motor stater                                                                                                                 Altenator

Mengubah energi listrik menjadi mekanik                                                       Mengubah energi mekanik menjadi listrik

                                           

                                      Batere

 

 

 

 

 

 

 

                                                            Energi listrik untuk disimpan

Sejauh ini kita telah membahas tentang beberapa alat pengkonversi energi, selain alat-alat yang telah kita pelajari diatas tentu masih ada baberapa alat pengkonversi energi yang laian dalam sebuah unit alat berat. Beberapa yang akan kita bahas adalah alat-alat yang mengkonversikan energi listrik menjadi bentuk energi lain. Hal ini penting mengingat jumlah konsumsi energi listrik pada unit saat beroprasi, tergantung dari seberapa banyak alat-alat tersebut digunakan, contohnya pada saat unit bekerja pada malam hari dengan semua lampu menyala selain itu juga pengkondisi udara (AC) juga bekerja dengan blower ON. Tetap ingat juga jika beberapa alat pada kabin unit mungkin tetap bekerja meskipun engine unit OFF atau pada posisi idle untuk jangka waktu yang lama, hal ini juga memberikan kontribusi dalam mengurangi arus dalam baterai. Perlu diingat jika baterai adalah alat untuk menyimpan energi listrik, dan perlu diisi kembali saat kehilangan sejumblah energi listrik. Alternator di sini dimaksudkan sebagai pengisi kembali serta mempertahankan arus baterai pada titik tertentu dan arus outputnya juga dibutuhkan oleh banyak komponen elektrik yang digunakan oleh unit alat berat saat ini. Alternator didesain agar outputnya dapat memenuhi kebutuhan ampere unit.

Tidak semua komponen di atas menyala secara bersamaan dalam satu waktu. Jika beberapa arus mengalir saat idle ini akan menyebabkan alternator bekerja keras karena alternator pada saat engine idle hanya mengeluarkan output sekitar 40% dibandingkan pada saat RPM tinggi. Saat ini banyak perusahaan memprogram agar diesel engine mati setelah idle dalam waktu yang pendek. Hal ini meningkatkan evisiensi bahan bakar serta memperpanjang usia engine dan dapat memenuhi perundang-undangan tentang lingkungan hidup. Sekarang kita telah memahami jika unit alat berat membutuhkan arus listrik yang besar, untuk menjaga keseimbangan antara energy input dan output maka alternator dapat disesuaikan dengan kebutuhan unit.

Untuk beberapa tahun yang lalu unit, truck serta kendaraan ringan menggunakan DC generators untuk menghasilkan arus DC atau Direct Curent (arus searah). Hal ini dikarenakan semua komponen pada unit termasuk baterai membutuhkan tegangan DC (arus searah). Seiring dengan perkembangan teknologi, kendaraan dan unit dilengkapi dengan komponen elektrik yang lebih banyak, mengakibatkan lebih sulit untuk generator memenuhi kebutuhan arus. Ingat baterai adalah sumber arus listrik saat engine cranking (start) dan juga merupakan sumber arus saat engine tidak bekerja (running). Generator menjadi sumber arus saat engine bekerja (running). 

Meskipun generator DC menghasilakn arus searah dengan menggunakan sistem comutataor, berikut ini beberapa kerugian pada generator DC:

•  Rentang RPM terbatas.

• Menghasilkan sedikit atau bahkan tidak sama sekali tegangan saat posisi idle.

• Untuk meningkatkan arus output, ukuran fisik dari generator sangat meningkat. 

Semikonduktor membuka kemungkinan untuk mengembangkan dan memperkenalkan generator AC Alternating Current (arus bolak-balik) untuk menggantikan generator DC. Keunggulan generator AC/ alternator adalah:

•  Menghasilkan arus yang cukup saat RPM rendah atau idle

•  Lebih ringan dan ukurannya lebih kecil

•  Lebih awet penyearahan AC ke DC melalui dioda bukan penyearahan mekanik yang digunakan seperti pada generator DC. 

Sebelum mempelajari tentang prinsip kerja dari generator kita dapat melihat gambar 1.4. Sebuah sistem pengisian (charging sistem) terdiri dari alternator, regulator tegangan (internal atau eksternal), baterai, dan setiap kabel yang dibutuhkan untuk menghubungkan sirkuit dan mendistribusikan arus listrik

Sebuah batterai terisi penuh memiliki persediaan sekitar 12,6 volt. Setiap penggunaan listrik akan menurunkan tegangan itu. Ketika tegangan batterai turun ke tingkat ini, regulator tegangan mengaktifkan alternator untuk mengisi tegangan. Batterai membutuhkan output alternator sekitar 14,2 volt untuk membuat batterai kembali ke 12,6 volt. Siklus tegangan regulator alternatorakan ON dan OFF sebanyak 700 kali per menit. Selama kebutuhan arus listrik tinggi, alternator tetap dihidupkan untuk waktu yang lebih lama. Selama kebutuhan arus rendah, alternator berubah bebas dan tidak ada output yang dihasilkan. A.    Prinsip Dasar Kerja Generator DC Sebelum kita membahas cara kerja dari AC Generator/Alternator agar membantu kita pelajari secara singkat DC generator untuk melihat charging sistem dalam persepektif yang tepat. Generator DC seperti tampak pada gambar 1.5 terdiri dari rangkaian armature, dimana sebuah inti besi lunak bercelah dengan banyak jalur kabel. Armature ini diletakkan didalam housing dimana mengandung medan electromagnet

Gambar 1.5 Generator DC Pada titik ini generator tampak sama dengan motor starter. Motor starter armature, bagaimanapun juga dapat berputar dikarenakan interaksi dari medan elektro magnetic. Untuk menginduksi tegangan mealui elektro magnit, armature harus berputar dengan digerakan oleh pulley dan belt atau melalui mekanisme lain dengan menggunakan gear. Ujung bagian akhir kumparan armatur terhubung dengan commutator Namun hasil dari pergerakan comutator dan brush menghasilkan tegangan diantara bruh yang bergelombang diantara 0 dn hasil positif, menghilangkan bagian negatif pada gelombang sinus. Gelombang inilah yang disebut gelombang DC dan dihasilkan oleh generator DC. Spring mendorong brush agar tetap menempel kepada comutator serta menghantarkan arus ke external voltage regulator serta menjaga suplai arus dan tegangan kepada baterai.         B.    Prinsip Dasar Kerja Generator AC Telah dijelaskan sebelumnya jika generator DC tidak mampu dalam memenuhi kebutuhan arus untuk unit-unit alat berat maupun kendaraan saat ini. AC generator, atau alternator yang mampu memenuhi kebutuhan ini. Perbandingan sebuah alternator dan generator AC secara simple ditunjukkan pada gambar 1.9

a.    Generator AC                b. Altenator sederhana Gambar 1.9 perbandingan konstruksi generator dan alternator secara sederhana Dapat diketahui perbandingan diantara generator dan alternator, pada alternator medan magnet berputar dan outputnya berasal dari penghantar yang disebut stator.

Gambar 1.10 cara kerja altenator Ketika fluks magnetik terpotong oleh konduktor listrik, maka gaya electromotive (tegangan/voltage induksi) akan terjadi di dalam konduktor, dan suatu aliran akan mengalir jika konduktor merupakan bagian dari sebuah rangkaian lengkap. Seperti diperlihatkan pada Gambar 1.10, jarum galvanometer (sebuah ammeter yang diaktifkan oleh jumlah arus yang terkecil) akan bergerak karena gaya electromotive yang tercipta ketika rotating shaft berputar serta medan magnet antara utara selatan memotong konduktor. Dari kegiatan ini maka akan terlihat bahwa:  Jarum galvanometer akan bergerak jika konduktor atau magnet digerakkan.  Arah ke mana jarum menyimpang akan bervariasi sesuai dengan arah ke mana konduktor atau magnet digerakkan. Jangkauan dari defleksi jarum akan lebih besar sebanding dengan kecepatan dari gerakan. Jarum tidak akan bergerak jika gerakan rotor shaft atau konduktor dihentikan. Jika karena suatu sebab, mengakibatkan konduktor melalui fluks magnetik, maka gaya elektromagnetik akan terjadi di dalam konduktor. Fenomena ini disebut sebagai “induksi elektromagnetik”. Generator menghasilkan gaya electromotive dengan cara induksi elektromagnetik, dan mengubahnya menjadi daya listrik (tegangan/voltage dan arus).  TC UT Team., 1996., Sistim Listrik., Training Center PT United Tractors., Jakarta.