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. Kebanyakan mobil yang diproduksi pada awal 1980-an
telah menggunakan injeksi bahan bakar
elektronik terkomputerisasi. Mayoritas motor masih menggunakan karburator
dikarenakan lebih ringan dan murah, namun pada 2005 sudah banyak model baru diperkenalkan
dengan injeksi bahan 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
Karburator umum
digunakan untuk mobil berhahan bakar bensin sampai akhir 1980-an. Setelah
banyak kontrol elektronik digunakan pada mobil, penggunaan karburator mulai
digantikan oleh sistem injeksi bahan bakar karena lebih mudah terintegrasi
dengan sistem yang lain untuk mencapai efisiensi bahan bakar. ĿĿ
Desain
Karburator
dapat dikelompokan menurut arah aliran udara, barel dan tipe venturi. Tiap-tiap
karburator mengkombinasikan ketiganya dalam desainnya.
Arah aliran udara
- Aliran turun (downdraft), udara masuk dari bagian atas karburator lalu keluar melalui bagian bawah karburator.
- Aliran datar (sidedraft), udara masuk dari sisi samping dan mengalir dengan arah mendatar lalu keluar lewat sisi sebelahnya.
- Aliran naik (updraft), kebalikan dari aliran turun, udara masuk dari bawah lalu keluar melalui bagian atas.
Barel
Barel adalah
saluran udara yang didalamnya terdapat venturi.
- Single barel, hanya memiliki satu barel. Umumnya digunakan pada sepeda motor atau mobil dengan kapasitas mesin kecil.
- Multi barel, memimiliki lebih dari satu barel (umumnya dua atau empat barel), untuk memenuhi kebutuhan akan aliran udara yang lebih besar terutama untuk mesin dengan kapasitas mesin yang besar.
Venturi
- Venturi Tetap, 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, 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.
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.
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.
Mulai akhir
1930-an, karburator aliran kebawah (downdraft) dan aliran kesamping (sidedraft)
mulai popouler digunakan untuk otomotif.
Operasional
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
Hal diatas
bakal mudah dilakukan jika saja bensin dan udara adalah fluida
ideal; tapi kenyataannya, dengan sifat alami mereka, yaitu adanya viskositas, gaya gesek fluida, inersia fluida,
dan sebagainya karbrator menjadi sangat kompleks dalam mengatasi keadaan tidak
ideal ini. Juga karburator harus tetap mampu memproduksi campuran bensin/udara
yang tepat dalam kondisi apapun, karena karburator harus beroperasi dalam
temperatur, tekanan udara, putaran mesin, dan gaya sentrifugal yang sangat beragam. Karburator
harus mampu beroperasi dalam keadaan:
- Start mesin dalam keadaan dingin
- Start dalam keadaan panas
- Langsam atau berjalan pada putaran rendah
- Akselarasi ketika tiba-tiba membuka gas
- Kecepatan tinggi dengan gas terbuka penuh
- Kecepatan stabil dengan gas sebagian terbuka dalam jangka waktu yang lama
Karburator
modern juga harus mampu menekan jumlah emisi
kendaraan
Dasar
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.
Buka gas dari langsam
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.
Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Karburator