Sebelum kita bahas lebih jauh apa itu CDI, kita harus pahami dulu pengertian dari CDI. CDI atau singkatan dari Capasitive Discharge Ignition, adalah suatu sistem pengapian yang kerjanya berdasarkan pembuangan muatan kapasitor. Konsep kerjanya berbeda dengan sistem pengapian penyimpan induktif. Pada pengapian CDI, koil masih digunakan tapi fungsinya hanya sebagai transformator tegangan tinggi dan tidak untuk menyimpan energi. Gantinya adalah sebuah kapasitor yang digunakan untuk penyimpan energi.
Pada sistem CDI kapasitor diisi degan tegangan tinggi antara 300 volt sampai 500 volt, dan ketika sistem bekerja (triggered), kapasitor tersebut membuang energinya menuju kumparan primer koil pengapian. Koil tersebut lalu menaikkan tegangan hasil pembuangan muatan kapasitor menjadi tegangan yang lebih tinggi di kumparan sekundernya untuk menghasilkan percikan bunga api pada busi. Ketika bekerja kapasitor CDI ini secara periodik diisi oleh bagian pengisi dan lalu muatannya dibuang ke kumparan primer koil untuk menghasilkan tegangan tinggi.
Prinsip Pengisian dan Pembuangan Muatan Kapasitor
Perhatikan gambar dibawah ini. Jika posisi saklar menghubungkan terminal 1 dan 2 maka terjadi rangkaian tertutup antara sumber dan kapasitor. Ini menyebabkan terjadinya aliran arus dari baterai ke kapasitor sehingga kapasitor bermuatan (terisi penuh). Kemudian jika saklar posisinya diubah sehingga terminal 1 dan 3 terhubung maka kapasitor bertidak sebagai sumber energi yang mengeluarkan muatannya melalui kumparan (yaitu kumparan primer koil pada jika pada pengapian CDI) sebagai beban dalam rangkaian tersebut.
Ketika kapasitor mengeluarkan arus dengan cepat melalui kumparan, energi listrik yang disimpan dalam kapasitor diubah menjadi energi dalam bentuk medan magnet dan berekspansi disekitar kumparan. Gerakan medan magnet yang sangat cepat inilah yang menyebabkan terjadinya tegangan induksi pada kumparan sekunder koil. Sbagai pengganti saklar, dalam sistem pengapian CDI dipakai thyristor yang ON dan OFF secara teratur sesuai dengan waktu pengapian yang sudah ditentukan.
Ada perbedaan penting antara pengapian CDI dengan sistem pengapian induktif lainnya (seperti sistem pengapian konvensional dan transistor). Untuk sistem pengapian induktif (pada selain CDI) tegangan tinggi pada koil dihasilkan ketika arus pada kumparan primer diputus oleh kontak pemutus atau transistor. Sedangkan pada pengapian CDI tegangan tinggi pada koil dihasilkan ketika arus dari pembuangan muatan kapasitor mengalir cepat ke kumparan primer koil.
Sistem pengapian CDI tidak lagi menggunakan kontak pemutus seperti pada sistem pengapian konvensional atau transistor. Namun ada juga sistem pengapian CDI yang masih menggunakan kontak pemutus (platina). Pada pengapian CDI ini tegangan tinggi koilnya dihasilkan ada arus pembuangan kapasitor yang mengalir dengan cepat ke kumparan primer koil. Sebelumnya kita sudah membahas pengenalan awal tentang pengapian CDI itu seperti apa. Agar lebih jelas tentang cara kerja sistem pengapian CDI, Saya akan membahasnya pada artikel khusus ini.
Rangkaian Sistem Pengapian CDI
Sistem pengapian CDI jika dikelompokkan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil sesuai dengan kerjanya masing-masing maka komponen tersebut menjadi enam blok seperti pada gambar dibawah ini.
Converter DC ke DC. Berfungsi untuk mensuplai tegangan untuk pengisian kapasitor. Bagian ini terdiri dari rangkaian pengubah arus searah (DC) dari baterai menjadi arus bolak-balik (AC) menggunakan rangkaian flip-flop. Arus AC kemudian dinaikkan oleh transformator step-up menjadi 300-500 volt lalu disearahkan lagi dengan dioda sistem jembatan. Tegangan tinggi inilah yang dipakai untuk mengisi kapasitor.
Kapasitor, berfungsi untuk menyimpan listrik yang disuplai oleh konverter DC ke DC
Generator pulsa, berfungsi untuk trigger (pemicu) atau penghasil siyal untuk mengaktifkan thyristor.
Amplifier atau penguat pulsa, berfungsi untuk penguat sinyal yang dihasilkan pembangkit sinyal sehingga sinyal cukup kuat untuk mengaktifkan thyristor.
Saklar thyristor, berfungsi untuk mengalirkan listrik dari kapasitor menuju koil pengapian. Thyristor merupakan komponen semikonduktor yang akan ON (bekerja) karena adanya pulsa tegangan di kaki gatenya. Ketika distributor berputar, pulsa tegangan dihasilkan oleh pick up coil. Sinyal pulsa ini dikuatkan oleh amplifier untuk selanjutnya menghidupkan thyristor. Ketika IN inilah kapasitor mengeluarkan energinya menuju kumparan primer koil. Lalu thyristor kembali OFF dan kapasitor kembali terisi.
Koil, fungsinya sebagai transformator yang menghasilkan tegangan tinggi untuk disalurkan ke busi.
Cara Kerja Sistem Pengapian CDI
Metode pembuangan muatan kapasitor agar menghasilkan tegangan tinggi untuk selajutnya dijadikan percikan api pada busi, ini dicapai dengan cara menyimpan energi listrik pada kapasitor. Ketika timing pengapian sudah tepat dan api siap dipercikkan, thyristor power akan aktif dan membentuk rangkaian tertutup antara kapasitor dan kumparan primer koil.
Kapasitor kemudian dengan cepat akan melepaskan energinya melalui kumparan primer koil. Aliran arus yang sangat cepat pada kumparan primer ini akan menyebabkan terjadinya tegangan yang sangat tinggi pada kumparan sekunder. Lalu tegangan tinggi ini kemudian untuk disalurkan ke busi untuk menghasilkan loncatan bunga api di antara elektroda busi.
Sistem pengapian CDI (Capasitive Discharged Ignition) bekerjanya dengan memanfaatkan kerja pengisian dan pembuangan muatan kapasitor. Tegangan yang diisikan ke kapasitor ini adalah tegangan yang tinggi yaitu antara 300-500 volt. Pada artikel sebelumnya sudah dijelaskan bagaimana cara kerja sistem pengapian CDI yang sudah tidak menggunakan kontak pemutus. Namun pada artikel ini saya akan membahas model pengapian CDI yang masih menggunakan kontak pemutus (Platina). Cara kerjanya adalah sebagai berikut. Silahkan lihat keterangan gambar dibawah ini.
Keterangan gambar:
Pada bagian A diatas (kotak dengan garis putus-putus) adalah komponen DC to DC converter yang fungsinya untuk mengubah arus DC menjadi AC lalu dinaikkan tegangannya dan disearahkan lagi menjadi DC.
Bagian B adalah kapasitor utama.
Bagian C adalah sistem penghasil arus pemicu (pulsa) kerja thyristor.
Bagian D adalah thyristor
Bagian E adalah koil pengapian.
Cara Kerja Sistem Pengapian CDI Model Platina
Ketika kunci kontak dihidupkan (ON) arus akan mengalir ke rangkaian A, akibat kerja rangkaian multivibrator yang dibentuk oleh kedua transistor yang ON dan OFF dengan bergantian dan cepat, maka arus listrik akan bergantian secara cepat ke transistor kiri dan kanan sehingga arus listrik juga mengalir dengan bergantian secara cepat melalui kumparan di atas dan bawah terminal 0 pada transformator. Ini menyebabkan kumparan akan muncul medan magnet dengan arah kutub yang berubah-ubah juga. Akibatnya akan timbul tegangan induksi di kumparan sekunder dengan tegangan yang jauh lebih besar dibanding tegangan pada kumparan primer. Hal ini karena jumlah kumparan sekunder lebih banyak. Tegangan yang dihasilkan adalah tegangan AC lalu disearahkan oleh dioda sistem jembatan. Output dioda berupa tegangan DC yang selanjutnya dialirkan untuk mengisi kapasitor.
Ketika Kontak Pemutus Atau Platina Tertutup
Jika kontak pemutus (platina) dalam keadaan tertutup, arus baterai akan mengalir ke kunci kontak, ke dioda, ke R47, ke kontak pemutus, kemudian massa. Pada keaadan ini tidak ada sinyal/arus yang ke thyrisitor sehingga kapasitor belum mengeluarkan muatannya.
Ketika Kontak Pemutus Atau Platina Terbuka
Ketika kontak pemutus terbuka, arus dari R47 mengalir ke dioda, ke kapasitor 47 nF dan ke kaki gate thyristor. Arus ini menyebabkan thyristor aktif sehingga kaki anoda dan katoda terhubung dan membentuk rangkaian tertutup antara kapasitor utama, thyristor, kumparan primer koil dan kaki negatif kapasitor utama. Akibat rangkaian tertutup ini, kapasitor mengeluarkan muatannya (discharged) dengan sangat cepat melewati kumparan primer koil yang dengan cepat juga menyebabkan medan magnet pada koil sehingga terjadi tegangan induksi pada kumparan sekunder koil.
Ketika kontak pemutus tertutup lagi, arus mengalir ke massa lagi dan tidak ada arus yang masuk ke kaki gate sehingga thyristor menjadi OFF dan terjadilah rangkaian terbuka pada kapasitor. Pada saat ini kembali terjadi pengisian kapasitor dengan cepat sampai kontak pemutus kembali terbuka dan muatan kapasitor kembali dibuang dengan cepat ke koil. Proses ini terjadi berulang-ulang selama pengapian dan mesin bekerja.