Institut Kemahiran MARAJasin, Melaka

INFORMATION SHEET

PROGRAMME : A14 - SIJIL TEKNOLOGI BAIKPULIH BADAN KENDERAAN

SESSION : SEMESTER : 2

CODE/COURSE :TAB 2042 / BASIC AUTOMOTIVE ELECTRICAL AND ELECTRONIC

SHEET NO : A14/M01/IS02

LECTURER : MD HAFIZI BIN MOHAMAD WEEK : 16

TOPIC : M01 BASIC AUTOMOTIVE ELECTRIC

SUB-TOPIC :01.01 DIRECT ELECTRICAL COMPONENT01.02 ELECTRONIC CONTROL COMPONENT

LEARNING OUTCOME :

Pelajar-pelajar mesti boleh:

1. Terangkan fungsi sistem penghidup2. Nyatakan komponen-komponen sistem penghidup.3. Terangkan bahagian-bahagian motor penghidup4. Huraikan kendalian motor penghidup.

TAJUK : STARTING SYSTEM

TUJUAN

Sistem penghidup merupakan salah satu sistem elektrik yang terdapat pada sesebuah kenderaan. Ia membekalkan tenaga mekanikal yang tinggi untuk menghidupkan enjin kenderaan. Sistem ini membolehkan enjin dihidupkan dengan mudah. Kertas penerangan ini akan menerangkan maksud tersebut.

PENERANGAN

Enijn pembakaran dalam perlu dipusingkan dahulu sebelum beroperasi dengan kuasanya sendiri.Sistem penghidup merupakan gabungan bahagian mekanikal dan elektrikal di mana bekerja bersama untuk menghidupkan enjin. Sistem penghidup direka untuk mengubah tenaga elekrik yang disimpan di dalam bateri kepada mekanikal.

1

Gambarajah 2.1 Vehicle Electrical System Boundry

FUNGSI SISTEM PENGHIDUP

Sistem penghidup berfungsi untuk memusingkan aci engkol enjin dengan selaju yang boleh supaya pembakaran boleh terjadi dan enjin boleh bergerak dengan kuasa sendiri. Pusingan ini diperolehi daripada pusingan rotor motor penghidup yang berpusing dengan laju yang secukupnya dan bersambung dengan roda tenaga sehingga membolehkan enjin itu hidup. Sistem ini juga dikenali sebagai “cracking system’.

KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM PENGHIDUP

Bagi menjayakan pertukaran tenaga ini, motor penghidup digunakan. Komponen-komponen yang terdapat di dalam sistem penghidup ini adalah :

1. Bateri Satu komponen yang menghasilkan tenaga elektrik yang tinggi hasil daripada tindakbalas kimia motor penghidup dan komponen elektrik yang lain.

2. Suis penyalaan Suis yang digunakan menyambung litar di antara bateri dengan litar penghidup supaya menjadi

lengkap. Ia akan mengagihkan arus elektrik kepada komponen elektrik yang memerlukan. Mempunyai lima posisi iaitu ‘lock’, ‘off’, ‘run’, ‘start’ dan ‘accessory’. Dalam sistem penghidup, suis penyalaan mestilah pada kedudukan ‘start’. Ini membolehkan arus elektrik disalurkan terus ke litar penghidup dan motor penghidup.

2

IGNITIONSYSTEM

IGNITION AND STARTER SWITCH

BATTERY

LIGHTING AND OTHER SYSTEM

STARTER

CHARGING SYSTEM

3. Solenoid atau relay Sebuah komponen elektromagnet yang mempunyai dua kegunaan yang utama. Pertama komponen yang melengkapkan litar dan menyambungkan arus yang tinggi antara bateri dengan motor penghidup Kedua, ianya menggerakkan dan menyambungkan gigi gear motor penghidup supaya bercantum dengan roda tenaga supaya enjin boleh berpusing.

4. Motor penghidup – motor yang ditempatkan disebelah enjin untuk memusingkan roda tenaga dan aci engkol untuk menghidupkan enjin.

5. Kabel dan wayar Menyambungkan setiap komponen elektrik dengan punca elektrik iaitu bateri.

6. Starter Drive dan roda tenaga Membolehkan motor penghidup bersambung dengan roda tenaga seterusnya menghidupkan

enjin.

Gambarajah 2.2 Komponen asas dalam sistem penghidup kenderaan. Garisan tebal menunjukkan litar penghidup manakala garisan pututs-pututs menunjukkan litar kawalan motor penghidup.

MOTOR PENGHIDUP

Enjin masa kini diengkol dengan kuasa elektrik iaitu dengan motor penghidup. Keupayaan motor penghidup menghasilkan tenaga mekanikal bergantung kepada keadaan peralatan. Pemahaman binaan dan prinsip asas motor penghidup akan membolehkan kita mengenal pasti kerosakan yang berlaku dengan cepat dan berkesan.

Litar penghidup merangkumi gabungan penting peralatan elektrik dan peralatan mekanikal yang membuat kerja bersama dengan tepat. Jika tidak, enjin tidak boleh dihidupkan. Litar penghidup mestilah mampu mengengkol enjin (sehingga 250 p.s.m) dalam semua keadaan cuaca. Ianya tidak direka mengikut keadaan satu cuaca untuk satu negara sahaja. Contohnya negara Jepun yang cuacanya sejuk, mereka tidak membuat litar penghidup untuk kegunaan musim sejuk sahaja tetapi ia mestilah dibuat untuk kegunaan musim panas dan sebagainya jika tidak enjin tidak akan dapat

3

beroperasi dengan sempurna dan lancar. Oleh itu pihak pengeluar membuat litar tersebut bersesuai dengan semua keadaan cuaca.

Motor penghidup biasanya menghasilkan 0.5 hingga 2.6 hp (0.4 - 2.0 kw) dan boleh menghasilkan hampir 8 hp (6kw) pada jangkamasa yang pendek dipermulaan mengengkol. Bateri mestilah mempunyai kapasiti tenaga yang mencukupi sekurang-kurangnya 75 % cas untuk membolehkan arus dibekalkan kepada motor penghidup.

Arus tinggi yang diperlukan oleh motor penghidup mestilah boleh disambungkan dan diputuskan. Suis yang besar diperlukan jika arus dikawal terus oleh pemandu. Dengan ini suis penyalaan digunakan untuk menggerakkan solenoid yang memindahkan arus tinggi.

BINAAN MOTOR PENGHIDUP

Motor penghidup yang digunakan pada kenderaan adalah sama binaannya dan pergerakkannya, walaupun ia terdiri dari berbagai-bagai saiz, volt, bilangan pole dan ‘carbon brush’. Antara komponen yang terdapat pada sesebuah motor penghidup seperti solenoid (magnetic switch), field coil, armature, pinion gear, plunger dan lain-lain lagi. Lihat gambarajah dibawah.

Gambarajah 2.3 Motor Penghidup

1. Magnetic Switch atau SolenoidMagnetic suis mengandungi ‘hold-in coil’, ‘pull in coil’, return spring, plunger dan komponen-komponen lain. Ia berfungsi daripada penghasilan kuasa magnetik yang terhasil dalam lilitan coil dan menghasilkan dua fungsi tersebut :

· Akan menggerakkan pinion gear supaya selari dan bersambung dengan roda tenaga.

· Sebagai suis atau relay yang membenarkan arus daripada bateri mengalir ke motor penghidup.Merupakan alat elektromagnetik yang menggunakan pergerakkan plunger untuk menghasilkan gerakan menolak dan menahan. Solenoid diletakkan terus di atas motor penghidup. Apabila kunci dipusingkan pada keduddukan menghidup, arus yang kecil akan bergerak melalui lilitan solenoid. Ini akan menghasilkan medan magnet di mana akan menolak plunger solenoid. Plunger dan cakera sesentuh akan ditolak ke dalam gegelung

4

lilitan. Cakera sesentuh akan menyentuh ke dua-dua terminal iaitu terminal 30(B) dan terminal C untuk melengkapkan litar bateri ke motor penghidup. Dianggarkan 150 amps sehingga 200 amps arus akan mengalir melalui solenoid ke motor penghidup. Arus adalah berbeza mengikut rekabentuk motor penghidup dan saiz enjin. Apabila kunci dilepaskan daripada kedudukan menghidup, arus akan terputus dari lilitan solenoid dan mengakibatkan medan magnet runtuh atau hilang. Ini membolehkan plunger bergerak bebas keluar dari lilitan solenoid. Pergerakan plunger ini menyebabkan cakera sesentuh melepaskan sentuhan pada ke dua-dua terminal dan memutuskan bekalan arus ke motor penghidup serta mematikannya.

Gambarajah 2.4 Magnetic Switch atau Solenoid

2. Field CoilsDiperbuat daripada ‘cooper strip’ yang tebal dan rata bagi mengalirkan arus elektrik yang banyak yang diperlukan oleh motor penghidup. Arus mengalir melalui lilitan feild akan menghasilkan satu medan magnet yang kuat. ‘Pole shoe’ dan perumah motor penghidup yang diperbuat daripada besi akan menguatkan dan mengukuhkan lagi medan magnet yang terhasil ini. Magnet ini akan melintasi dari satu ‘pole shoe’ kepada satu ‘pole shoe’ yang lain. Lilitan ‘field coil’ dililitkan secara berlawanan untuk menentukan polaritinya iaitu kutub utara dan kutub selatan. ‘Field coil’ disambungkan secara siri dengan ‘armature winding’ (angker) dan ini membenarkan aliran arus elektrik melalui kedua-duanya. Kebanyakkan motor penghidup menggunakan empat field coils. Dalam motor arus terus terdapat tiga kaedah yang digunakan untuk menyambungkan field coils dengan amature iaitu secara siri, secara selari dan secara gabungan siri-selari.

5

Gambarajah 2.5 Field Coil

Gambarajah 2.6 Kedudukan field coils di dalam starter frame Gambarajah 2.7 Sambungan secara siri

Gambarajah 2.8 Sambungan secara selari Gambarajah 2.9 Sambungan secara siri-selari

6

3. Carbon BrushesMerupakan pengalir arus elektrik daripada bateri ke commutator. Diperbuat dari campuran serbuk karbon dan ‘cooper’ tekanan tinggi. Biasanya terdapat empat atau dua ‘brush’ ditempatkan pada motor penghidup. Pada ‘brush’ dipasang ‘wire cooper’ dan pemegang di dudukan pada commutator.

Gambarajah 2.10 Carbon Brushes

4. ArmatureIa terdiri daripada ‘laminated iron core’, ‘shaft’, ‘commutator’ dan ‘armature winding’. Armature berpusing di antara ‘pole shoes’ dengan bantuan ‘bearing’ dipasang pada tiap-tiap penghujung motor penghidup. ‘Iron core’ di armature melengkapkan penyambungan magnet antara ‘pole shoe’ yang mana arus akan mengalir daripada ‘pole shoe’ ke ‘iron core’ (besi teras). ‘Commutator’ dibina pada armature shaft diperbuat dari ‘cooper’ diasingkan antara satu sama dengan lain ditebatkan oleh mika.

Gambarajah 2.11 Armature

7

5. Yoke (Starter Housing)Terdapat tiga bahagian utama untuk membentuk motor penghidup dan memegang komponen-komponen yang terdapat di dalam motor penghidup. Centre frame atau field frame diperbuat daripada keluli berbentuk selinder yang kukuh. Di bahagian dalamnya di pasang ‘pole shoe’ dengan skru. ‘Pole shoes’ ini memegang ‘field coil’ (field winding) di sambungkan kepada terminal housing. Drive end frame merupakan bahagian yang menempatkan pinion gear motor penghidup. Terdapat bush atau sesendal untuk shaft armature. Shaft ini akan berpusing di dalam bush. Bush yang terdapat pada drive end frame ini akan membantu dan memastikan pinion gear bercantum dengan gigi roda tenaga dengan sempurna. Bush end frame pula selalunya berfungsi untuk memegang carbon brush dan spring disekeliling commutator.

Gambarajah 2.12 Yoke (Starter Housing)

Gambarajah 2.13 Perumah motor penghidup mengandungi tiga bahagian iaitu centre frame, drive end frame dan brush end frame.

8

Drive End Frame

Brush End Frame

Solenoid

Centre FrameBracket Mounting Lug

OPERASI MOTOR PENGHIDUP

1. Kunci Penghidup pada kedudukan ‘START’

Apabila kunci penghidup dipusingkan pada kedudukan ‘START’, Terminal 50 akan menyalurkan arus elektrik daripada bateri ke ‘hold-in coil’ dan ‘pull-in coil’ pada solenoid. Daripada ‘pull-in coil’, arus elektrik akan terus ke ‘field coil’ dan ‘armature coil’ atau terminal C. Pada masa ini, kejatuhan voltan akan merentasi ‘pull-in coil’ untuk memastikan jumlah arus elektrik yang mengalir melalui komponen motor (field coils dan armature) adalah kecil, menyebabkan motor berpusing pada kelajuan yang rendah. Pada masa yang sama medan magnet yang terhasil daripada ‘hold-in coil’ dan ‘pull-in coil’ akan menarik plunger ke belakang melawan spring balikan. Pergerakkan ini akan menyebabkan ‘pinion gear’ bergerak ke hadapan hasil tolakan ‘drive lever’ dan berada selari dengan roda tenaga. Motor penghidup pada kelajuan yang rendah membolehkan ‘pinion gear’ dan gigi roda tenaga bersambung dengan perlahan. Alur skru menolong pinion dan ring gear bercantum dengan baik.

Gambarajah 2.14 Pergerakan motor penghidup semasa kunci dalam keadaan mengengkol

9

2. Percantuman Pinion dan Ring Gears

Apabila ‘magnetic switch’ dan alur skru (screw splines) telah menolak pinion gear bersambung dengan roda tenaga sepenuhnya, ‘contact plate’ yang terdapat pada bahagian hujung plunger menjadi suis utama untuk menghasilkan litar pintas dengan menyambungkan Terminal 30 dengan Terminal C. Hasil daripada penyambungan ini akan menyebabkan arus elektrik yang tinggi akan mengalir ke motor penghidup dan menyebabkan motor berpusing pada kelajuan dan daya kilas yang tinggi. Alur skru (screw splines) akan menolong ‘pinion gear’ bersambung dengan roda tenaga dengan lebih sempurna. Pada masa yang sama paras voltan pada hujung kedua-dua ‘pull-in coil’ akan menjadi seimbang menyebabkan tiada arus elektrik mengalir melalui gegelung ini. ‘Plunger’ akan tertarik dan berada dalam keadaan statik hasil daripada kuasa medan magnet yang dihasilkan oleh ‘hold-in coil.’

Gambarajah 2.15 Percantuman gigi pinion dengan ‘ring gear’

10

3. Kunci penghidup pada kedudukan "ON"

Apabila suis penghidup dipusingkan semula pada dudukan ‘ON’ daripada kedudukan ‘START’ voltan yang dialirkan pada Terminal 50 akan terputus. Suis utama akan tertutup, walaubagaimanapun masih terdapat arus yang mengalir daripada Terminal C ke ‘hold-in coil’ melalui ‘pull-in coil’. Sedangkan arus mengalir melalui ‘hold-in coil’ arah yang sama seperti mana kunci penghidup berada dikedudukan ‘START’, ia menghasilkan medan magnet di mana akan menolak ‘plunger’. Dalam ‘pull-in coil’, aliran arus bertentangan arah dan menghasilkan medan magnet di mana akan cuba menarik plunger pada keadaan asal.Medan magnet dihasilkan oleh dua coil ini akan hilang, makan plunger akan ditolak semula pada kedudukan asal oleh ‘return spring’. Walaubagaimana pun, arus yang tinggi yang dialirkan pada motor akan dihentikan dan plunger akan kembali pada kedudukan asal dan membolehkan ‘pinion gear’ tercabut dari roda tenaga.

Gambarajah 2.16 Pergerakan motor penghidup apabila kunci kembali pada kedudukan ‘ON’

11

ARMATURE BRAKE

Percubaan kedua untuk menghidupkan enjin semasa pinion gear masih berpusing disebabkan oleh inertial (tenaga), boleh menyebabkan percantuman pinion gear dan ring gear yang tidak betul. Untuk mengelakkan terjadinya demikian, jenis conventional stater motor yang mana merangkumi dengan pembentukan yang ditunjukkan pada rajah dibawah. Apabila spring di dalam magnetik menarik pinion gear, brake spring menarik armature berlawanan brush holder. Sedangkan brush holder ini dipasang secara mati pada comutator frame. Ini membuatkan armature serta merta berhenti berpusing.

Motor penghidup menggunakan empat carbon brush, dua carbon brush digunakan untuk memindahkan arus keluar dari field windings ke armature dan dua lagi adalah pembumian selepas arus keluar dan masuk ke dalam armature windings di mana medan magnet terbentuk disekeliling setiap gelungan tembaga, dua medan manget yang kuat terjadi di dalam field housing menghasilkan daya yang memusingkan armature.

12

LITAR MOTOR PENGHIDUP

Gambarajah 2.17 Litar ringkas starting sistem

Gambarajah 2.18 : Litar motor penghidup dengan solenoid

13

Starter relay

Ignition Switch

Starter Motor

Solenoid

Bateri

Diagnosis Motor Penghidup

14

KESIMPULAN

Sistem penghidup merupakan salah satu sistem yang terdapat di dalam sesebuah enjin. Ia merupakan sistem yang penting di mana ia membolehkan enjin dihidupkan dengan mudah. Tanpa sistem ini agak sukar untuk enjin dihidupkan.

EXERCISE

1. Nyatakan fungsi sistem penghidup di dalam kenderaan.

2. Berikan komponen-komponen yang terdapat di dalam sistem penghidup.

3. Namakan 5 komponen-komponen utama Motor Penghidup.

a) ____________________________________________b) ____________________________________________c) ____________________________________________d) ____________________________________________e) ____________________________________________

REFERENCE1. Akademi Saga, Basic Electrical & electronic System Information Sheet, Shah Alam, Selangor:

Edaran Otomobil Nasional Berhad.2. Akademi Saga, Basic Electrical & electronic System Work Sheet, Shah Alam, Selangor: Edaran

Otomobil Nasional Berhad.3. Tom Denton, Automobile Electrical & Electronic Systems4. DTAF IKM Jasin, Information Sheet Auto-Electric5. Toyota Service Training 1989, Fundamentals of Electricity, Vol 14(Step 2), Toyota Motor

Corporation.6. V.A.W. Hillier1986, Fundamentals of Automotive Electronics, Croydon College: Stanley Thornes

Ltd. System7. Automotif Electrical/electronic System8. James E.Duffy 1998, Auto Electricity and Electronics Technology : The Goodheart-Willcox

Company, Inc

15