Perawatan Berkala sistem Starter Sepeda Motor

Sistem starter adalah sistem kelistrikan yang berfungsi untuk menghidupkan mesin sepeda motor. Cara kerjanya yaitu dengan memutar poros engkol agar torak bergerak naik turun dan siklus pembakaran dapat dimulal. Zaman dahulu ketika šepeda motor pertama kali ditemukan dan digunakan, untuk menghidupkan mesin digunakan mekanisme engkol (kick starter) yang berada di sisi kanan mesin. Terkadang dibutuhkan tenaga yang cukup besar untuk menghidupkan mesin sepeda motor terutma untuk sepeda motor berkapasitas besar. Hal itu masih ditambah dengan penggunaan dekompresi yang belum populer di zaman itu.

Seiring dengan perkembangan teknologi, sepeda motor mulai menggunakan fitur starter elektrik di samping masih mempertahankan kick starter. Masyarakat mulai meninggalkan kick starter yang dirasa kurang praktis dan nyaman. Perlahan beberapa produsen sepeda motor mulai menanggalkan fitur kick starter dan menggantinya dengan starter elektrik. Mengingat betapa pentingnya fitur elektrik starter, dalarn bab Ini secara khusus akan membahas segala hal mengenal elektrik starter atau yang selanjutnya disebut dengan sistem starter. Sistem starter Ini bekerja dengan energi listrik dan konstruksinya relatif sederhana sehingga tidak akan menyulitkanmu saat mempelajarinya

A. Prinsip Kerja Motor Starter

Membahas tentang sistem starter tentu tidak dapat dielpaskan dan prinsip kerja motor listrik. Pada dasarnya sistem starter menggunakan motor starter yang berupa motor listrik,Motor listrik ini menggunakan energi listrik dan mengubahnya menjadi energi gerak untuk memutar mesin saat pertama kali dihidupkan. Prinsip kerja motor starter memilikj banyak persamaan dengan generator DC, tetapi dengan arah kebalikannya. Motor starter mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (tenaga putar), sedangkan generator DC mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Motor starter dapat berputar jika dialiri arus listrik berdasarkan prínsip berikut ini. Pada saat arus listrik mengalir di penghantar A dan B yang berada diantara kutub magnet, maka penghantar A dan B akan menerima gaya dorong berdasarkan garis gaya magnet yang timbul dengan arah seperti pada gambar. Hubungan antara arah arus listrik, arah garis gaya magnet, dan arah gaya dorong pada penghantar merujuk pada kaidah tangan kiri Fleming. Arah arus listrik yang masuk berkebalikan dengaan arah arus listrik yang keluar sehingga gaya dorong yang dihasilkan juga saling berlawanan. Oleh karena itu, penghantar akan berputar saat arus listrik tersebut mengalir. Agar penghantar tetap berputar maka digunakan comutator dan sikat (brush).

Komponen utama motor starter terdiri atas armature coil (kumparan jangkar), komutator, field coil (kumparan medan), dan sikat-sikat (brushes). Berdasarkan kaidah tangan kiri Fleming, prinsip kerja dari komponen-komponen utama motor starter adalah sebagai berikut (perhatikan Gambar) Armature dan field coil dihubungkan dengan baterai secara seri melalul sikat-sikat dan komutator. Urutan aliran arus listriknya yatiu dari baterai, relay starter, field coil, sikat positif, komutator. armature, sikat negatif dan ke massa. Pada saatt arus listrik mengalir, pole core dan field coil akan membangkitkan medan magnet. Armature yang juga dialiri arus listrik akan menghasilkan gaya garis magnet sesuai tanda putaran panah (lihat Gambar)

Sesuai dengan kaidah tangan kiri Fleming, armature coil sebelah kiri akan terdorong ke atas dan yang sebelah kanan akan terdorong ke bawah. Dalam hal ini armature coil berfungsi sebagai kopel atau gava puntir, sehingga armature akan berputar. Jumlah kumparan di dalam armature coil sangat banyak, sehingga gaya putar yang dihasilkan oleh armature coil bekerja saling menyusul. Akibatnya putaran armatue menjadi teratur. Putaran armature inilah yang digunakan untuk memutar poros engkol saat mesin pertama kali dihidupkan dengan elektnik starter.

Pada umumnya sepede motor yang dilengkapi dengan sistem starter menggunakan baterai sebagai sumber tenaga listriknya. Baterai dituntut dapat menyediakan arus hstrik yang Cukup agar motor starter dapat memutar mesin. Motor sterter harus dapat membangkitkan torsi yang besar dari sumber tenaga listrik (baterai) yang terbatas. Oleh kerena itu, sistem starter menggunakan motor starter arus (DC). Pemilihan motor starter yang tepat untuk suatu mesin, harus memperhatikan beberapa faktor, antara lain :

1. Sifat Motor Starter

Tenaga putar (torsi) yang dihasilkan motor starter akan menambah jumlah arus listrik yang mengalir ke motor starter secara proporsional (sebanding). Semakin rendah putaran motor starter, semakin besar arus listrik yang mengalir ke motor starter sehingga menghasilkan tenaga putar yang besar. Begitu pula dengan tegangan yang disuplai ke motor starter, maka kapasitasnya (kinerjanya) akan menurun. Oleh karena itu, kapasitas motor starter sangat erat hubungannya dengan baterai.

2. Kecepatan Putaran Mesin

Mesin tidak dapat hidup sebelum melakukan siklus kerjanya berulang-ulang, yaitu langkah isap, kompresi, usaha, dan buang. Motor starter dalam hal ini berperan untuk menghidupkan mesin, yaitu dengan cara memutarnya dan memicu siklus pembakaran awal. Motor starter harus dapat memutarkan mesin pada kecepatan minimum yang diperlukan agar siklus pembakaran awal dapat terjadi. Kecepatan putar minimum yang diperlukan untuk menghidupkan mesin berbeda-beda tergantung dari konstruksi mesin (jumlah silinder, volume silinder, bentuk ruang bakar) dan kondisi kerjanya (suhu dan tekanan udara, campuran udara dan bahan bakar, percikan bunga api yang dihasilkan busi). Pada umumnya kecepatan putar minimum untuk motor bensin sekitar 40 sampai 60 rpm.

3. Torsi yang Dihasilkan Motor Starter

Torsi yang dihasilkan motor starter merupakan faktor penting untuk menentukan apakah motor starter dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Setiap mesin mempunyai torsi maksimum yang dihasilkan, misalnya masin berkapasitas 100 cc torsi maksimumnya sekitar 0,77 kg-m. Untuk dapat menggerakkan mesin tersebut, dibutuhkan motor starter yang memiliki torsi lebih besar daripada torsi maksimum mesin yang digerakkan (dapat mencapai 6 kali lipatnya). Permasalahannya, pada umumnya motor starter hanya dapat menghasilkan torsi yang tidak jauh berbeda dari torsi maksimum mesin, sehingga tidak akan mampu memutar poros engkol. Untuk mengatasinya, pada motor starter dilengkapi dengan roda gigi pinion (pinion gear) agar torsi yang dihasilkan dapat dilipatgandakan dan mampu memutar mesin. Roda gigi pinion ini berpasangan dengan roda gigi yang terpasang di poros engkol.

B. Komponen-Komponen Motor Starter

Berikut penjelasan terperinci dari tiap komponen motor starter

1. Kumparan Medan (Field Coil)

Kumparan medan terbuat dari lempengan tembaga dan berfungsi untuk membangkitkan medan magnet. Kumparan medan dihubungkan secara seri dengan kumparan jangkar (armarture coil) agar arus listrik yang melawati kumparan medan juga mengalir ke kumparan jangkar. Kumparan medan hanya terdapat pada sepeda motor yang menggunakan motor starter tipe elektromagnet. Pada sepeda motor yang memakai motor starter tipe magnet permanen tidak menggunakan kumparan medan. Bentuk motor starter dengan magnet permanen lebih kompak dan ringkas sehingga lebih banyak digunakan di sepeda motor berkapasitas kecil.

2. Armature

Armature terdiri dari batang besi yang berbentuk silindris dan diberi slot-slot, poros armature (armature shaft), komutator, dan kumparan jangkar (armature coil). Armature berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gerak putar. Jumlah lilitan armature coil dibuat banyak agar semakin banyak jumlah kawat yang mendapat gaya elektromagnetik (garis gaya magnet). Dengan demikian torsi yang dihasilkan motor starter cukup besar untuk memutarkan poros engkol.

3. Yoke dan Pole Core

Yoke (stator) berfungsi sebagai tempat untuk mengikatkan pole core. Yoke terbuat dari logam yang berbantuk silinder. Pole core berfungsi untuk menopang kumparan medan dan memperkuat medan magnet yang dihasilkan kumparan medan

4. Sikat (Brush)

Sikat terbuat dari tembaga lunak dan berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari kumparan medan ke kumparan jangkar langsung ke massa melalui komutator. Untuk motor starter tipe magnet permanen (yang tidak menggunakan kumparan medan), sikat akan meneruskan arus listrik dari baterai langsung ke armature kemudian ke massa melalui komutator. Motor starter pada sepeda motor ada yang mempunyai dua buah sikat (satu sikat positif dan satu sikat negatif) dan empat buah sikat (dua sikat positif dan dua sikat negatif) tergantung dari beban mesin yang akan diputar. Biasanya motor starter dengan empat buah sikat hanya digunakan pada sepeda motor besar.

5. Sakelar Magnet Starter (Starter Relay / Selenoid Switch)

Starter relay pada dasarnya adalah sebuah relay yang digunakan untuk mengaktifkan motor starter. Cara kerjanya serupa dengan relay biasa, yaitu dengan memanfaatkan elektromagnet untuk mengaktifkan relay. Sebagian besar sepeda motor yang dipasarkan di Indonesia menggunakan starter relay yang terpisah dari motor starter. Starter relay itu biasanya terpasang di dekat baterai dan terhubung dengan kabel yang berukuran cukup besar. Beberapa sepeda motor besar menggunakan starter relay yang dipasang menjadi satu dengan motor starter (pre-engaged starter). Jenis ini sama yang digunakan di mobil.

Starter relay jenis pre-engaged starter berfungsi seperti relay, yaitu menggunakan arus listrik yang besar dari baterai ke motor starter (melalui moving contact/plat kontak yang dapat bergerak karena adanya kemagnetan) dengan bantuan sejumlah kecil arus listrik yang dikontrol dari sakelar starter. Terdapat dua kumparan di dalam starter relay jenis pre-engaged, yaitu pull-in coil dan hold-in coil. Pull-in coil berfungsi menarik plunger melawan pegas hingga pelat kontak terhubung. Hold-in coil bertugas memegang (hold) plunger pada posisi tertarik agar plat kontak tetap terhubung.

Shift lever (tuas penggerak) berfungsi untuk menggeser roda gigi pinion (pinion gear) motor starter ke depan hingga terkait dengan flywheel gear. Overrunning clutch/starter clutch (kopling starter) dan roda gigi pinion berfungsi meneruskan torsi yang dihasilkan motor starter ke flywheel dan mencegah terjadinya putaran berlebihan (overrunning) akibat berputarnya poros motor starter saat mesin hidup dan perkaitan antara roda gigi pinion dan flywheel masih terjadi

C. Cara Kerja Sistem Starter

Sumber BPR Honda Blade

Contoh lokasi sistem starter (Honda Blade)

Sistem starter terdiri dari beberapa komponen, antara lain sakelar/tombol starter, sekering, kunci kontak, beterai, relay starter, dan motor starter. Komponen-komponen tersebut merupakan komponen tersebut utama yang digunakan pada kebanyakan sepeda motor. Untuk mayoritas skuter otomatis, komponen tersebut masih terdapat penambahan komponen, yaitu sakelar lampu rem dan sakelar standar samping (side stand switch). Penggunaan sakelar lampu rem bertujuan agar pengendara menarik handel rem sebelum menekan tombol starter. Bila handel rem tidak ditarik dan sakelar lampu rem tidak bekerja, sepeda motor tidak dapat dihidupkan.

Sakelar standar samping berfungsi untuk mencegah sistem starter dapat digunakan saat standar samping belum dinaikkan atau masih dalam posisi menyangga. Tujuannya agar sebelum mesin dihidupkan dan sepeda motor dikendarai standar samping sudah terangkat sehingga tidak membahayakan pengendara khususnya saat menikung. Penggunaan sakelar lampu rem mempunyai fungsi keselamatan, yaitu mencegah skuter otomatis berjalan jika handel rem tidak ditarik saat starter dan katup gas terbuka. Tentu akan berbahaya jika skuter otomatis dapat distarter dan katup gas dalam kondisi terbuka karena skuter akan langsung berjalan.

Sistem starter berfungsi menghidupkan mesin dan mengontrol aliran arus listrik yang besar (hingga puluhan ampere) dari baterai ke motor starter. Aliran arus listrik yang besar ini membutuhkan kabel berdiameter besar agar kabel tidak mudah panas dan terbakar. Ada dua macam sistem starter yang menggunakan dua macam relay starter berbeda, sehingga cara kerjanya juga akan dibahas menjadi dua bagian.

1. Sistem Starter yang Menggunakan Relay Starter Sederhana

Sebagian besar sepeda motor yang ada di Indonesia menggunakan sistem starter dengan relay sederhana. Pada gambar disebutkan contoh rangkaian sistem starter dengan tambahan sistem pengaman. Sistem pengaman ini berfungsi untuk mencegah sepeda motor dapat dihidupkan jika posisi gigi tidak berada pada posisi netral atau jika posisi gigi masuk handel kopling harus ditarik agar sistem starter dapat digunakan. Pengaman jenis ini hanya digunakan pada sepeda motor sport atau bebek yang menggunakan kopling manual.

Sumber BPR Honda Verza

Diagram sistem Starter Honda Verza

Cara kerja sistem starter pada gambar tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut. Pada saat tombol starter, arus listrik dari beteri akan mengalir ke kumparan relay starter melalui kunci kontak (ignition switch) dan mengalir ke massa. Arus listrik dapat mengalir ke massa jika handel kopling ditarik atau transmisi pada posisi netral (saklar kopling atau sakelar netral meneruskan arus listrik dari kumparan relay starter ke massa). Untuk sepeda motor yang tidak dilengkapi dengan sistem pengaman, arus listrik akan mengalir dari tombol starter ke kumparan relay starter ke massa.

Arus listrik yang mengalir ke kumparan relay starter ini cukup kecil sehingga tidak akan membuat kontak pada tombil starter kelebihan beban. Setelah arus listrik sampai ke massa, kumparan relay starter akan membangkitkan medan magnet. Hal ini menyebabkan plat kontak pada relay starter tertarik (menutup), sehingga arus listrik yang besar mengalir dari baterai ke motor starter. Motor starter yang dialiri arus listrik akan berputar untuk memulai siklus pembakaran dan mesin hidup.

2. Sistem Starter yang Menggunakan Relay Jenis Pre-Engaged

Gambar diagram motor starter pre-engaged

Sistem starter jenis Pre-Engaged banyak digunakan untuk sepeda motor berkapasitas besar. Salah satu merk sepeda motor yang menggunakan sistem starter jenis ini adalah sepeda motor produksi BMW. Sistem starter jenis ini mengadopsi teknologi dari mobil, sehingga cara kerjanya juga sama dengan sistem starter jenis pre-engaged yang digunakan pada mobil.

Pada gambar di bawah ini adalah rangkaian sistem starter pre-engaged pada saat kunci kontak OFF.

Gambar : Motor starter belum bekerja

Pada saat kunci kontak OFF, tidak ada arus listrik yang mengalir ke relay starter dan motor starter. Arus listrik dari baterai akan berhenti pada titik kontak (contact point) sebelah atas. Roda gigi pinion (pinion gear) tidak terhubung dengan flywheel. Pada saat kunci kontak ON, arus listrik akan mengalir ke pull-in coil dan hold-in coil secara bersamaan. Akibatnya pull-in coil akan menarik plunger ke kanan dan hold-in coil akan menahan plunger pada posisi terakhirnya. Pada rangkaian sistem starter ini. pull-in coil akan terpasang seri dengan kumparan medan (field coil) sehingga arus listrik yang keluar dari pull-in coil akan diteruskan ke kumparan medan dan ke massa. Agar lebih jelas, perhatikan skema aliran arus listrik berikut

Arus listrik yang mengalir ke kumparan medan masih kecil, maka armature akan berputar lambat agar perkaitan roda gigi pinion dengan flywheel secara langsung dengan lembut. Pada saat ini moving contact belum terhubung dengan contact point. Pada saat yang sama, gerakan plunger menyebabkan shift lever (tuas penggerak/pengungkit) tertarik sehingga roda gigi pinion akan bergeser ke arah flywheel. Bila roda gigi pinion sudah berkaitan penuh dengan flywheel, moving contact akan menutup contact point sehingga arus listrik yang besar dari beterai yang ada di contact point sebelah atas akan mengalir langsung ke kumparan medan melalui terminal C. Akibatnya armature akan berputar cepat dan putarannya diteruskan ke flywheel melalui overrunning clutch dan roda gigi pinion.

Lihat skema aliran berikut ini

Gambar : Saat motor starter berputar

Pada saat moving contact telah terhubung dengan contact point, maka arus listrik dari pull in coil tidak dapat mengalir, akibatnya plunger hanya ditahan oleh kemagnetan hold in coil saja. Apabila mesin sudah mulai hidup, flywheel akan memutar armature melalui roda gigi pinon karena kecepatan putar motor starter lebih lambat dibanding kecepatan putar mesin. Untuk menghindari kerusakan pada motor starter akibat hal tersebut, maka kopling starter (overrunning clutch) akan membebaskan dan melindungi armature dari putaran yang berlebihan.

D. Perawatan Berkala Sistem Starter

Perawatan berkala sistem starter relatif mudah dilakukan karena tidak membutuhkan banyak pekerjaan. Prosedurnya sebagian besar hanya berupa kegiatan pemeriksaan untuk memastikan kondisi komponen sistem starter. Selama baterai dalam kondisi baik dan sikat tidak aus, sistem starter biasanya akan bekerja secara normal dan tidak akan mengalami permasalahan serius. Apalagi sistem starter di sepeda motor relatif lebih sederhana dan mudah untuk ditangani. Berikut adalah pekerjaan perawatan berkala pada sistem starter sepeda motor.

1. Pemeriksaan Baterai

Baterai dapat dikatakan sebagai 'jantung' utama sistem kelistrikan sepeda motor, termasuk di dalamnya adalah sistem starter. Sebagian besar permasalahnnya pada sistem starter biasanya disebabkan oleh kondisi baterai yang lemah. Baterai yang lemah tidak memiliki muatan listrik yang cukup sehingga motor starter berputar lambat atau sama sekali tidak mau berputar. Mengingat fungsi baterai yang sangat penting tersebut, maka kondisi baterai harus selalu diperiksa secara berkala.

Periksa tegangan baterai dengan voltmeter. Tegangan baterai baterai yang baik sekitar 12,6 V atau tidak boleh kurang dari 12 V. Bila tegangan baterai kurang dari nilai standarnya, kemungkinan terjadi kerusakan pada sistem pengisian atau baterai yang sudah soak sehingga tidak dapat menyimpan muatan listrik.
Selain pengukuran tegangan baterai, untuk mengetahui kondisi baterai dapat dilakukan dengan mengukur berat jenis elektrolitnya menggunakan hydrometer. Berat jenis elektrolit baterai standar adalah sekitar 1,26. Jika berat jenisnya kurang dari nilai standar, menendakan muatan dalam baterai berkurang dan menbutuhkan pengisian ulang. Apabila berat jenisnya melebihi nilai standar, berarti elektrolit terlalu pekat dan harus ditambahkan air suling.
Periksa kondisi klem-klem kabel baterai. Bila kondisi klem-klem baterai kurang baik (kotor, kendor, atau korosi) maka arus listrik lebih sulit mengalir. Klem-klem baterai kotor dapat menyebabkan rugi tegangan bertambah. Bersihkan dan kencangkan klem baterai jika klem baterai kotor atau kendor.
Matikan sistem pengapian dengan melepas kabel koil pengapian. Ukur tegangan listrik baterai saat distarter. Bila tegangan kurang dari 10 V, lakukan pengisian pada baterai atau ganti baterai dengan yang baru.

2. Pemeriksaan Rangkaian Kabel Sistem Starter

Pemeriksaan rangkaian kabel dilakukan untuk mengetahui ada tidaknya kabel yang putus dan soket-soket yang kendor. Untuk memeriksa rangkaian kabel, gunakan ohmmeter. Hubungkan ohmmeter ke tiap ujung kabel dan periksa kontinuitasnya. Kabel yang masih baik akan membuat kabel ohmmeter bergerak ke kanan (mendekati nilai '0'). Pada beberapa ohmmeter, jika kabel masih baik akan terdengar bunyi "beep". Bila ditemukan kabel dengan nilai hambatan tinggi atau tidak terhubung sama sekali, segera lakukan penggantian kabel.

3. Pemeriksaan Relay Starter

Relay starter sangat jarang mengalami kerusakan, bahkan hingga sepeda motor berusia 10 tahun lebih. Ada dua cara memeriksa relay starter, yaitu dengan mengujinya langsung dan memeriksanya dalam kondisi terlepas. Pengujian langsung langsung dilakukan dengan cara mengoperasikan sistem starter, bila motor starter dapat berputar, berarti relay starter masih baik. Pemeriksaan dalam kondisi terlepas biasanya hanya dilakukan jika relay starter terindikasi rusak. Pemeriksaan dalam kondisi terlepas membutuhkan beterai dan ohmmeter.

Caranya sangat sederhana, yaitu hubungkan kedua terminal arus besar (terminal yang terhubung ke kutub positif baterai dan yang menuju ke motor starter) pada kedua probe ohmmeter. Selanjutnya hubungkan kedua terminal arus kecil masing-masing ke kutup positif dan negatif baterai. Saat arus listrik mengalir ke kedua terminal arus kecil, jika kondisi relay masih baik, ohmmeter akan menunjukkan hasil pembacaan 0 ohm atau jarum bergerak ke angka 0.