Karburator adalah sebuah alat yang mencampur udara dan bahan bakar untuk sebuah mesin pembakaran dalam. Karburator masih digunakan dalam mesin kecil dan dalam mobil tua atau khusus seperti yang dirancang untuk balap mobil stock.
Prinsip kerja
Pada dasarnya karburator bekerja menggunakan Prinsip Bernoulli: semakin cepat udara bergerak maka semakin kecil tekanan statis-nya namun makin tinggi tekanan dinamis-nya. Pedal gas pada mobil sebenarnya tidak secara langsung mengendalikan besarnya aliran bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar. Pedal gas sebenarnya mengendalikan katup dalam karburator untuk menentukan besarnya aliran udara yang dapat masuk kedalam ruang bakar. Udara bergerak dalam karburator inilah yang memiliki tekanan untuk menarik serta bahan bakar masuk kedalam ruang bakar.
Sejarah dan Pengembangan
Karburator pertama kali ditemukan oleh Karl Benz pada tahun 1885 dan dipatenkan pada tahun 1886. Pada tahun 1893 insinyur kebangsaan Hungaria bernama János Csonka dan Donát Bánki juga mendesain alat yang serupa. Adalah Frederick William Lanchester dari Birmingham, Inggris yang pertama kali bereksperimen menggunakan karburator pada mobil. Pada tahun 1896 Frederick dan saudaranya membangun mobil pertama yang menggunakan bahan bakar bensin di Inggris, bersilinder tunggal bertenaga 5 hp (4 kW), dan merupakan mesin pembakaran dalam (internal combution). Tidak puas dengan hasil akhir yang didapat, terutama karena kecilnya tenaga yang dihasilkan, mereka membangun ulang mesin tersebut, kali ini mereka menggunakan dua silinder horisontal dan juga mendisain ulang karburator mereka. Kali ini mobil mereka mampu menyelesaikan tur sepanjang 1.000 mil (1600 km) pada tahun 1900. Hal ini merupakan langkah maju penggunaan karburator dalam bidang otomotif
Pada dasarnya karburator bekerja menggunakan Prinsip Bernoulli: semakin cepat udara bergerak maka semakin kecil tekanan statis-nya namun makin tinggi tekanan dinamis-nya. Pedal gas pada mobil sebenarnya tidak secara langsung mengendalikan besarnya aliran bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar. Pedal gas sebenarnya mengendalikan katup dalam karburator untuk menentukan besarnya aliran udara yang dapat masuk kedalam ruang bakar. Udara bergerak dalam karburator inilah yang memiliki tekanan untuk menarik serta bahan bakar masuk kedalam ruang bakar.
Kebanyakan mesin berkarburator hanya memiliki satu buah karburator, namun ada pula yang menggunakan satu karburator untuk tiap silinder yang dimiliki. Bahkan sempat menjadi trend modifikasi sepeda motor di Indonesia penggunaan multi-carbu (banyak karburator) namun biasanya hal ini hanya digunakan sebagai hiasan saja tanpa ada fungsi teknisnya. Mesin-mesin generasi awal menggunakan karburator aliran keatas (updraft), dimana udara masuk melalui bagian bawah karburator lalu keluar melalui bagian atas. Keuntungan desain ini adalah dapat menghindari terjadinya mesin banjir, karena kelebihan bahan bakar cair akan langsung tumpah keluar karburator dan tidak sampai masuk kedalam intake mainfold; keuntungan lainnya adalah bagian bawah karburator dapat disambungkan dengan saluran oli supaya ada sedikit oli yang ikut kedalam aliran udara dan digunakan untuk membasuh filter udara; namun dengan menggunakan filter udara berbahan kertas pembasuhan menggunakan oli ini sudah tidak diperlukan lagi sekarang ini.
- Venturi Tetap, sering digunakan pada karburator aliran keatas. Pada tipe ini ukuran venturi selalu tetap. Pedal gas mengatur katup udara yang menentukan besarnya aliran udara yang melewati venturi sehigga menentukan besarnya tekanan untuk menarik bahan bakar.
- Venturi bergerak, sering digunakan pada karburator aliran kesamping dan kebawah. Pada tipe ini pedal gas mengatur besarnya venturi dengan menggunakan piston yang dapat naik-turun sehingga membentuk celah venturi yang dapat berubah-ubah. Naik-turunnya piston venturi ini disertai dengan naik-turunnya needle jet yang mengatur besarnya bahan bakar yang dapat tertarik serta dengan aliran udara. Tipe ini disebut juga "tekanan tetap" karena tekanan udara sebelum memasuki venturi selalu sama.
Pada setiap saat beroperasinya, karburator harus mampu:
- Mengatur besarnya aliran udara yang masuk kedalam ruang bakar
- Menyalurkan bahan bakar dengan jumlah yang tepat sesuai dengan aliran udara yang masuk kedalam ruang bakar sehingga rasio bahan bakar/udara tetap terjaga.
- Mencampur airan udara dan bahan bakar dengan rata dan sempurna
Karburator pada dasarnya merupakan pipa terbuka dikedua ujungnya, dalam pipa ini udara bergerak menuju intake mainfold menuju kedalam mesin/ruang bakar. Pipa ini berbentuk venturi, yaitu dari satu ujung permukaannya lebar lalu menyempit dibagian tengah kemudian melebar lagi di ujung satunya. Bentuk ini menyebabkan kecepatan aliran udara meningkat ketika melewati bagian yang sempit.
Pada tipe venturi tetap, diujung karburator dilengkapi dengan katup udara berbentuk kupu-kupu yang disebut sebagai throttle valve (katup gas), yaitu semacam cakram yang dapat berputar untuk menutup dan membuka pergerakan aliran udara sehingga dapat mengatur banyaknya campuran udara/bahan bakar yang masuk dalam ruang bakar. Banyaknya campuran udara/bahan bakar inilah yang menentukan besar tenaga dan/atau kecepatan gerak mesin. Pedal gas, atau pada sepeda motor, grip gas dihubungkan langsung dengan katup ini melalui kabel. Namun pada tipe venturi bergerak, keberadaan katup ini tidak ditemukan karena yang mengatur besarnya aliran udara/bahan bakar adalah ukuran venturi itu sendiri yang dapat berubah-ubah. Pedal atau grip gas dihubungkan dengan piston yang mengatur celah sempit dalam venturi
Bahan bakar disemburkan kepada aliran udara melalui saluran-saluran kecil yang terdapat dalam ruang sempit dalam venturi. Tekanan rendah dari udara yang bergerak dalam venturi menarik bahan bakar dari mangkuk karburator sehingga bahan bakar ini tersembur dan ikut aliran udara. Saluran-saluran ini disebut jet.
Ketika handle gas dibuka sedikit dari posisi tertutup penuh, ada bagian venturi yang memiliki tekanan lebih rendah akibat tertutup katup yang sedang berputar. Pada bagian ini karburator menyediakan jet yang lebih banyak dari bagian lainnya untuk meratakan distribusi bahan bakar dalam aliran udara.
Pemilihan Bahan
Pemilihan bahan tersebut didasarkan pada sifat-sifat seperti :
• Sifat fisik
• Sifat mekanik
• Sifat kimia
• Sifat mampu teknologi
Sifat-sifat material yang diinginkan
• Sifat Kimia
- Tahan Korosi
• Sifat Mekanik
- Kekuatan yang tinggi
- Kekerasan yang tinggi
• Sifat Teknologi
- Mampu Cor yang tinggi
- Mampu Mesin yang tinggi
CORONG DAN MONCONG DAN LORONG VENTURI | FUNNEL AND NOZZLE AND VENTURI-TUNNEL
Corong (funnel) adalah pipa atau tabung yg memiliki perubahan penampang dr lebar ke sempit dalam panjangnya, dan umumnya berbentuk seperti botol, kerucut, atau terompet.
Moncong (nozzle) adalah bagian ujung pipa atau corong yg sempit dan runcing. Moncong ini berlaku sbg penyembur (jet) dan penyemprot atau spruyer (sproeier, sprayer) bahanbakar, sihinga cairan disemprotkan menjadi uap atau gas.
Pipa Venturi, adalah corong dgn moncong, biasanya disebut Venturi saja, dinamakan demikian dr nama seorg ahli fisika, G. B. Venturi (1746-1822), yg melakukan pengukuran kecepatan fluida menggunakan corong dgn moncong.
Didlm karburator ada suatu Venturi [lihat ilustrasi]. Venturi ini merupakan pembatas didalam karburator sehinga mendorong udara luar untuk masuk dengan kecepatan tinggi kedalam karburator. Udara yg menerobos cepat kedlm karburator ini akan membuat tekanan udara dalam karburator menjadi lebih rendah. Makin cepat udara menerobos masuk, makin rendah tekanan dalam karburator. Jadi Venturi dlm karburator berfungsi utk menghasilkan semburan udara atau jet!
Tabung Venturi bertugas mencampur bahanbakar dan udara, terletak di kerongkongan (throat) karburator, membentuk jalur yg menyempit hingga penampangnya kecil dan kemudian melebar lagi, sehinga meningkatkan kecepatan udara menerobos masuk kedalam karburator, dan menurunkan tekanannya. Tekanan udara yg lebih tinggi dalam kamar pelampung mendesak bahanbakar melalui jet kedlm tabung Venturi. Udara menabrak cairan bahanbakar ini dan mengubahnya menjadi uap. Ruang hampa udara atau vakum didlm bandar masukan menarik gas campuran bahanbakar dan udara kedlm mesin.
Jadi Venturi adalah bagian yg menyempit pd lubang utama karburator. Rancang bangun bentuknya digunakan utk memasukkan udara dr luar ke dlm karburator. Sesuai prinsip Bernoulli, makin menyempit Venturi, makan meninggi kecepatan aliran udara melewatinya, dan makin merendah tekanan udara tsb. Shg pd bagian ujung Venturi, tekanan udara mendekati nol atau hampa (vacum) tp kecepatannya mendekati maksimum, dan dgn demikian, cairan bahanbakar dpt mengalir melewati jet
KATUP CEKIK | THROTTLE VALVE
Katup cekik atau trotel (throttle valve) adalah suatu katup buka-tutup yg berfungsi utk mengubah luas penampang pipa, sedemikian shg luas penampang bisa diatur lebar atau sempit, utk mengatur laju aliran fluida melaluinya. Kebanyakan karburator spdmotor dikendalikan oleh posisi cekikan (throttle) dan bukan oleh laju mesin.
Jadi, katup plat trotel berfungsi mengatur kelajuan mesin melalui pengaturan kuantitas gas campuran udara dan bahanbakar yg memasuki bandar masukan, dgn cara mengatur kuantitas udara yg menerobos karburator. Katup ini dikendalikan oleh tuas atau pedal percepatan | akselerasi. Katup ini hampir menutup penuh ketika mesin dlm keadaan tanpa beban | idel, dan membuka ketika tuas atau pedal percepatan ditekan.
Ketika katup trotel terbuka, bahanbakar akan masuk kedlm karburator melalui berbagai jets, dan bercampur dgn udara. Ketika katup throttle 0% s/d 30% terbuka, idle jet | pilot jet bekerja. Ketika antara 15% s/d 60% terbuka, needle jet bekerja. Kemudian antara 20% s/d 80% terbuka, maka jet needle bekerja. Sedangkan antara 60% s/d 100% terbuka, main jet bekerja.
Jadi, dgn kata lain, pilot jet bekerja utk mengatur pemasukan bahanbakar dr saat pelat katup cekik menutup s/d lbh-kurang 1/4 terbuka. Kemudian needle jet bekerja dr saat pelat katup cekik 1/4 s/d 3/4 membuka. Terakhir main jet bekerja dr saat lbh-kurang 1/2 s/d penuh membuka.
Perubahan ukuran jet akan menentukan kuantitas bahanbakar yg masuk dr tanki bahanbakar ke karburator dan dr karburator ke bandar masukan mesin. Semua jet sdh diset oleh pabrikan sedemikian agar ukuran masing2 seimbang. Jika salah satu jet diganti ukurannya sedangkan yg lain tetap, maka akan ada ketimpangan antara catu dan permintaan (supply dan demand) aliran bahanbakar dlm karburator.
SEMBURAN DAN PENYEMBUR | JET: IDLE JET | PILOT JET, NEEDLE JET, DAN MAIN JET
Berdasarkan penggunaannya ada 2 macam jet, yaitu:
- jet udara (air jet, AJ).
- jet bahanbakar (fuel jet, FJ), yg biasa disebut jet saja.
Sedangkan berdasarkan pembagian tugas kerjanya ada 3 macam jet, yaitu:
- jet penuntun (pilot jet, PJ), atau jet diam (idle jet, IJ), atau jet pelan (slow jet, SJ) atau jet kecepatan rendah (low speed jet, LSJ).
- jet udara penuntun (pilot air jet, PAJ).
- jet bahanbakar penuntun (pilot fuel jet, PFJ), biasa disebut jet pilot (pilot jet, PJ), saja.
- jet jarum (needle jet, NJ), atau jet pelampung atau jet kecepatan sedang.
- jet utama (main jet, MJ), atau jet cepat (fast jet, FJ) atau jet kecepatan tinggi (high speed jet, HSJ).
- jet udara utama (main air jet, MAJ).
- jet bahanbakar utama (amin fuel jet, MFJ), biasa disebut jet utama (main jet, MJ) saja.
PENYEMBUR PENUNTUN | PILOT JET, PJ | PENYEMBUR DIAM | IDLE JET, IJ
Gunanya adalah utk mengatur pasok bahanbakar minimum ketika mesin dlm keadaan idle. Pasok minimum bergantung pd setelan sekrup idle. Pengaturan ini menentukan keiritan konsumsi bahanbakar. Semburan bahanbakar melalui idle jet akan berhenti ketika kendaraan bergerak dlm kecepatan tinggi.
Semburan idle jet diatur oleh katup idle, yg disebut juga katup selenoid atau pemotong bahanbakar (fuel cut). Katup ini membuka ketika idle dan menutup ketika terjadi akselerasi.
PENYEMBUR JARUM | NEEDLE JET, NJ DAN JARUM PENYEMBUR | JET NEEDLE
Gunanya adalah utk mengatur pasok bahanbakar agar kuantitasnya selalu tetap dlm kamar pelampung.
Ketika mesin mengkonsumsi bahanbakar, permukaan cairan turun. Ketika permukaan cairan turun, pelampung turun dan membuka katup penyembur jarum (needlle jet valve), shg bahanbakar dr tanki bahanbakar melalui penapis bahanbakr mengaliri kamar pelampung, dan permukaan cairan naik. Ketika permukaan cairan naik, pelampung naik dan menutup katup ini, shg bahanbakar berhenti mengaliri kamar pelampung.
Sedangkan jarum penyembur gunanya aalah utk mengatur sempit-lebar celah pembukaan katup. jadi debet atau kuantitas aliran volume bahanbakar per satuan waktu, selain ditentukan oleh sempit-lebar penampang penyembur jarum, juga ditentukan oleh setelan jarum penyembur.
PENYEMBUR UTAMA | MAIN JET, MJ
Gunanya adalah utk mengatur semburan bahan bakar ke saluran mesin ketika terjadi akselerasi. Besar lubang main et menentukan banyaknya aliran bahanbakar per stuah waktu. Makin besar ukuran main jet, makin deras aliran, tp makin boros bahan bakar.
jika diameter main jet diperbesar, sampai batas tertentu, debet aliran bahanbakar lbh banyak, bahanbakar lbh boros, gas campuran lbh kaya, dam mesin lbh bertenaga. Tp ini hanya sampai batas tertentu dpt diakomodasi oleh mesin, dimana tak semua gas dpt dibakar oleh percikan busi dlm jangka waktu pembakaran. Selebihnya tak ada gunanya dan merupakan pemborosan, dan bahkan mengganggu kesimbangan karburator dan mesin.
Sebaliknya, jika diameter main jet diperkecil, sampai batas tertentu, debet aliran bahanbakar lbh sedikit, bahanbakar lbh irit, gas campuran lbh miskin, dan mesin kurang bertenaga. Tp ini hanya sampai batas tertentu dpt diakomodasi oleh mesin, atau mesin tak mau hidup atau mati, krn tak cukup gas dpt dibakar oleh percikan busi utk menghasilkan tenaga menggerakan mesin. Jadi pengiritan berebihan pun tak ada gunanya, krn mesin tk bertenaga.
KATUP SENDAT | CHOKE VALVE
Pelat katup sendat (choke valve) sekilas tampak mirip degn pelat katup cekik (throttle valve), tp fungsinya adalah mengatur kuantitas udara yg menerobos karburator. Jika katup ini sedikit tertutup, mk venturi agak tertutup, shg udara masukakan berkurang, dam akan lbh banyak bahanbakar dan sedikit udara memasuki karburator. Gunanya adalah agar ketika mesin dingin, busi lbh mudah membakar gas campuran bahanbakar dan udara.
Kebanyakan karburator model lama menggunakan katup sendat manual, sedangkan karburator model baru memggunakan katup sendat otomatik, misalnya terbuat dr material bi-metal yg peka thdp suhu, yakni yd memiliki koefisien muai ruang yg sangat sensitiv thdp temperatur. Bbrp karburator menggunakan kombinasi keduanya.
Jadi gunanya choke ini adalah utk membuat campuran bahanbakar dan udara menjadi kaya, dan biasanya digunakan pd saat pertama kali menghidupkan mesin pd pagi hari, krn ketika mesin msh dingin atau belum cukup panas, pembakaran memerlukan lbh banyak bahanbakar utk mencapai titik ambang (threshold point) pembakaran, krn proses ini bergantung pd suhu (temperature dependent), dan dimana kerapatan bobot (mass density) molekul, baik udara maupun bahanbakar bergantung pd suhu.
JENIS, MACAM, TIPE DAN MODEL KARBURATOR STANDAR
Suzuki Thunder menggunakan karburator single-barrel side-draft kecepatan tetap (constant velocity), Mikuni tipe BS, model BS 26 SS. Pd karburator tipe ini aliran udara dlm lorong Venturi senantiasa dipertahankan dlm rangkum kecepatan tetap tertentu, tak pernah berubah, sesuai dgn luas penampang Venturi.
Proses manufaktur
• Proses pengecoran
• Proses pembuatan lubang
• Proses pembuatan ulir (pengetapan)
MATERIAL CASING KARBULATOR adalah Almunium dan paduannya.
Proses pembuatannya yaitu dengn proses pengecoran..
Analisa
• Pada saat melakukan pemilihan ini terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan seperti kriteria dan kebutuhan material, menentukan jenis material yaitu sifat mekanik, sifat fisik, sifat kimia, dan sifat teknologi beserta prosesnya, dan mencari panduan material , dan menyesuaikannya dengan kebutuhan yang akan kita gunakan.
• Faktor harga juga sangat berpengaruh, dimana perbedaan harga juga harus diperhitungkan dengan kebutuhan pemakaian. Selain itu penampilan yang menarik juga berpengaruh terhadap minat konsumen untuk memilih produk yang kita buat.
• Dari material-material yang ada di pasaran mempunyai harga berbeda tergantung dari bentuk yang tersedia.
