Cara Kerja, Komponen, Rangkaian Sistem Motor Starter

Bagaimana cara kerja sistem motor starter - Sistem Starter / Starting System adalah merupakan sebuah rangkaian semi mekatronika yang memiliki fungsi untuk memutar poros engkol menggunakan energi listrik saat akan menyalakan mesin.

Kaidah Tangan Kiri Fleming

Lebih lengkapnya, fungsi utama sistem starter adalah untuk menggantikan engkol fungsi manual starter atau kick starter pada mesin sepeda motor. Mengapa rangkaian ini disebut rangkaian semi mekatronika ? Jawabanya adalah karena sistem ini gabungan antara rangkaian mekanikal untuk memutar flywhel dan rangkaian elektrikal sebagai tenaga untuk menggerakan motor. Untuk dapat lebih memahami rangkaian motor starter ini, mari simak pembahasan berikut ini.

Prinsip Kerja Sistem Motor Starter

Prinsip kerja motor starter bekerja adalah dengan mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Proses kerja ini dengan memanfaatkan rumus atau kaedah fleming left hand. Dimana kaedah ini berbunyi, "Apabila terdapat arus listrik yang mengaliri sebuah konduktor, sementara konduktor tersebut terletak didalam medan magnet. Konduktor tersebut akan terdorong sesuai garis gaya magnet yang ditunjukkan dengan kaedah tangan kiri fleming".

Hubungan antara garis gaya magnet, arus listrik dan gaya dorong dapat dianalogikan dalam tiga jari. Jari tengah tangan kiri menunjukan arah arus, jari telunjuk menunjukan arah medan magnet, sedangkan jempol / ibu jari menunjukan kemana arah gaya dorongan.

Berdasarkan kaedah tersebut, kemudian disusun sedemikian rupa agar arah ber-kebalikan sehingga gaya yang akan dihasilkan juga ber-kebalikan. Karena motor atau lilitan diletakan pada sebuah poros menyebabkan gaya putar yang terjadi menjadi berkesinambungan. Prinsip ini diterapkan pada motor starter umumnya boleh dikatakan hampir seluruhnya. Motor starter menyamai prinsip kerja generator namun bedanya, generator bekerja / berputar mengubah energi mekanik menjadi listrik sedangkan motor starter bekerja memerlukan energi listrik.

Komponen Sistem Motor Starter

Berikut komponen sistem motor starter dari sebuah kendaraan. Beberapa diantaranya perlu perawatan rutin dan bahkan pemeriksaan berkala, yaitu brush atau arang starter. Komponen lainnya adalah baterai dan pinion gear perlu untuk dicek secara fisik dan kemampuannya.

Baterai

Baterai pada kendaraan berfungsi sebagai sumber penyuplai energi utama saat akan menghidupkan engine. Tugas baterai adalah memberikan suplai arus listrik ke sistem starter. Baterai memiliki kapasitas yang bervariasi digunakan untuk starter tergantung kapasitas CC mesin tentunya. Namun untuk voltage atau tegangan kerja, umumnya kendaraan membutuhkan baterai bertegangan 12 volt, dan 24 volt untuk truk dan bus.

Baterai Motor Starter

Ignition Switch

Kontak Pengapian / Ignition Switch atau kunci kontak berfungsi sebagai saklar yang akan mengaktifkan relay starter dan menghubungkan arus dari baterai. Pada awalnya, ignition switch merupakan fitur wajib pada sistem starter. Namun kini ignition switch tidak secara langsung beperan dalam sistem starter berkat adanya fitur Start/Stop button.

Push Starter

Starter Plunger

Starter Plunger atau dapat juga disebut sebagai relay starter utama akan bekerja untuk mengalirkan arus utama dari baterai langsung ke motor starter. Starer akan aktif saat kunci kontak diputar ke posisi “ST”. Didalam starter plunger terdapat dua buah coil yaitu pull ini coil yang akan mendorong plunger untuk mengaitkan pinion gear dan hold in coil sebagai penahan pergerakan pull in coil. Komponen ini terletak menyatu dengan motor starter yang memiliki diameter lebih kecil. Starter plunger memiliki tiga (3) terminal yaitu terminal 30 yang langsung terhubung ke baterai, terminal 50 yang berasal dari kumci kontak dan terminal C yang menghubungkan plunger dengan field coil.

Magnetic Switch

Motor starter

Motor starter memiliki diameter yang lebih besar dari starter plunger, merupakan komponen utama dalam sebuah sistem starter. Komponen inilah yang utamadan bekerja sesuai prinsip kaedah tangan kiri flemming dengan memanfaatkan hubungan arus dan Gaya dorong dan GGM. Didalam sebuah motor starter terdapat komponen penyusun antara lain ;

Motor Starter

Field coil

Motor starter memang tidak menggunakan magnet yang permanen, oleh karena itu untuk daya elektromagnetiknya menggunakan komponen bernama field coil. Bagian ini terbuat dari bahan tembaga, field coil mampu menghantarkan arus listrik dengan baik yang kemudian dihubungkan ke armature dengan rangkaian seri sehingga saat motor starter belum dinyalakan, tidak ada kemagnetan didalam motor starter. Field coil atau ladang koil merupakan komponen yang akan membangkitkan medan magnet didalam motor starter. Field coil terbuat dari magnet buatan yang dililit oleh kabel email tembaga sehingga dapat menghasilkan medan magnet yang besar.

Field Coil Starter

Armature Coil

Armature coil berbentuk bulat dan merupakan sebuah kumparan yang berada pada sekitar poros motorik. Fungsi komponen ini memiliki banyak sekali segmen-segment untuk mengatur kuat kemagnetan dalam pembangkit medan magnet yang kemudian mengalir ke field coil. Dengan material tembaga, komponen ini memiliki banyak lilitan dengan diameter besar. Armatur coil pada motor stater bertugas sebagai konduktor yang akan dialiri oleh arus listrik. Armature coil yang memiliki bentuk silinder ini, berbahan inti besi dan dibalut lilitan tembaga sehingga daya hantar listrik pada armature coil sangat baik. Pada ujung armature coil ditempatkan komponen kumutator. Fungsi dari komutator ini menerima arus listrik dari baterai yang akan disalurkan ke armature coil. Kemudian kumutator akan membagi-bagi arus agar dapat berlangsung bolak-balik. Kumutator memiliki desain terpisah tiap lininya sehingga saat arus mengalir melalui brush atau arang, tidak akan terjadi hubungan pendek arus listrik.

Komutator Gosong

Brush (Sikat)

Brush atau sikat adalah komponen selanjunya dari motor starter yang berbahan tembaga atau carbon. Fungsi brush adalah untuk meneruskan aliran arus listrik ke kumutator. Pada rangkaian armature coil, kumutator akan mengalami gesekan saat poros armature berputar. Namun, brush ini yang membuat armature coil karena mengalirkan arus listrik ke komponen kumutator yang diteruskan ke armature. Brush berbahan tembaga atau carbon lunak ini agar memiliki gaya gesek kecil terhadap komutator. Meski demikian komponen ini tetap akan sering mengalami keausan. Sehingga perlu perhatian khusus dengan melakukan perawatan rutin. Brush atau sikat didalam motor starter ada dua buah, brush arus yang mengalirkan arus dan brush massa yang akan mensuplai masa atau ground.

Pinion gear dan drive lever

Komponen ini memiliki bentuk yang seperti garpu atau fork, Drive Lever berguna menggerakkan komponen pinion gear.  Bagian ini bekerja menggunakan prinsip tuas, tuas ini akan melakukan ungkitan ke pinion gear saat ujung lain nya sudah terdorong ke arah yang berlawanan.

Drive lever atau plunger, merupakan sebuah tuas yang akan menggerakan pinion gear untuk berkaitan dengan flywheel dan melepaskan kaitan tersebut saat motor starter berhenti berputar. Drive lever ini digerakan oleh pull in coil di starter clutch saat kunci kontak berposisi “ST”. Dengan adanya drive lever, flywheel dapat berputar tanpa berkaitan dengan motor starter

Komponen pinion gear berkaitan dengan armature coil di ujung armature shaft. Pinion gear ini sebagai roda gigi yang akan meneruskan putaran armature shaft dan flywheel. Jumlah gigi pinion gear lebih sedikit sehingga dapat mereduksi putaran armature coil dan menghasilkan momen yang lebih besar,

Cara Kerja Sistem Motor Starter

Berikut cara kerja sistem motor starter dimulai ketika kita memutar kunci kontak posisi ST.

Ketika kunci kontak masih berada di posisi ON relay utama atau main relay akan terhubung, menyebabkan arus dari baterai mengalir ke semua sistem kelistrikan mobil namun belum ke armature motor starter.

Dan ketika kunci kontak diputar pada posisi ST, relay starter plunger akan terhubung sehingga arus akan mengalir dari baterai ke terminal 50 pada starter clutch.

Karena terminal 50 sudah dialiri arus listrik, hal ini menyebabkan kemagnetan pada pull in coil sehingga pull in coil bergerak ke arah hold in coil. Dalam posisi ini, gerakan pull in coil akan mendorong drive lever sehingga pinion gear terkait dengan flywheel, hold in coil akan berusaha mempertahankan posisi ini sampai kunci kontak ST di putus.

Rangkaian Sistem Starter dengan relay

Masa fase ini dorongan pull in coil menggerakan pinion gear. Juga menggerakan pull in coil ke arah hold in coil. Akibat dorongan ini membuat hold in coil juga terdorong ke arah solenoid switch contact.

Akibatnya arus listrik di terminal 30 motor starter, akan langsung mengalir kedalam armature coil motor starter.

Sebelumnya fiel coil motor starter arus tersebut sudah dialiri arus listrik serta gaya kemagnetan sudah tersedia. Armature juga sudah dialiri arus dan menjadi magnet, Filed juga sudah memiliki gaya kemagnetan, hasilnya armature akan berputar untuk menggerakan flywheel.

Saat mesin menyala, pinion gear tidak lagi berfungsi sebagai pemutar flywheel, akan tetapi sebaliknya ia diputar oleh flywheel karena sudah dilengkapi one-way clutch. Serta starter dapat berhenti dengan menghentikan arus dari terminal 50. Saat kunci kontak dilepas dari posisi ST pull in coil terlepas dan kembali ke posisi semula. Dengan kembalinya pull in coil otomaits pinion gear juga akan terlepas kaitannya dengan flywheel dan putaran motor starter juga terhenti karena arus listrik pada solenoid switch contact terputus.

Pinion gear tidak memiliki sistem kelistrikan pengembali, namun didesain agar mundur secara otomatis saat putaran flywheel lebih besar dari putaran starter dan pegas pengembali. Fungsi ini dibuat untuk memudahkan proses keterkaitan dan pelepasan pinion gear dengan roda gigi flywheel.

Beberapa jenis motor starter

Secara umum ada tiga (3) jenis motor starter. Secara berturut-turut yaitu, sistem konvensional, sistem sistem starter tipe planetary dan starter reduksi.

1. Sistem starter tipe konvensional

Sistem starter dengan tipe konvensional memiliki konstruksi dengan memanfaatkan satu buah pinion gear yang akan terhubung ke flywheel ketika drive lever digerakan oleh pull in coil. Sistem konvensional ini tergolong memiliki konstruksi yang paling simple namun memiliki tenaga yang standar.

Sistem Motor Starter Tipe Konvensional

2. Sistem starter tipe planetary

Untuk tipe planetary kedua ini pada prinsipnya sama dengan sistem reduksi berikutnya, namun perbedaanya terletak pada roda gigi tambahan yang berbentuk planetary atau memutar. Daya reduksi sistem starter planetary lebih baik sehingga ukuran armature coil dapat diperkecil.

Sistem Motor Starter Tipe Planetary Gear

3. Sistem starter tipe reduksi

Sistem starter tipe reduksi adalah sistem starter yang memiliki gigi tambahan sebagai pereduksi momen putar. Putaran starter direduksi dengan tujuan menghasilkan momen puntir yang kuat. Sehingga cocok untuk mesin-mesin yang memiliki kompresi tinggi seperti mesin diesel. Sistem ini juga memiliki desain lebih kecil dari tipe konvensional.

Sistem Motor Starter Tipe Reduksi

Demikian rangkaian sistem motor starter beserta cara kerja lengkap. Semoga dapat menambah wawasan kita.