1. Venturi
Venturi dirancang sesuai dengan kapasitas dan karakteristik motor yang digunakan. Spesifikasi motor bensin yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Spesifikasi motor bensin Honda GX110
Merk/tipe Honda/GX110
Bahan bakar Bensin
Langkah 4
Jumlah silinder/isi 1/107 3
Tipe pengapian CDI
Leher venturi merupakan bagian venturi yang sangat penting dan menentukan kinerja karburator yang dirancang. Menurut Mitzlaff (1988), kecepatan aliran udara pada leher venturi untuk karburator biogas tidak boleh melebihi 150 m/s pada kecepatan motor maksimum. Untuk menghitung diameter leher venturi agar kecepatannya tidak melebihi batas tersebut, maka harus dihitung laju intake volumetrik menggunakan Persamaan 9 (Siripornakarachai, 2007):
=
×2000 ×60 (9)
Dimana:
= Laju intake volumetrik ( 3 ) = Kapasitas silinder motor (liter)
= Kecepatan putar motor maksimum (rpm)
Untuk memastikan motor dapat bekerja dengan baik dan tidak mengalami hambatan berlebih karena adanya venturi maka diameter leher venturi dibuat sama dengan diameter karburator asli motor Honda GX110, yaitu sebesar 10 mm. Untuk memastikan kecepatan aliran udara di dalam venturi tidak melebihi batas, maka kecepatan dihitung dengan Persamaan 10 (Mitzlaff, 1988).
=
(10)Dimana:
= Kecepatan aliran udara pada leher venturi (m/s) = Laju intake volumetrik ( 3 )
25 Luas penampang leher venturi dapat dihitung menggunakan Persamaan 11 (Mitzlaff, 1988).
=
� 24 (11)
Dimana:
= Luas penampang leher venturi ( 2 ) = diameter leher venturi (m)
Dengan menggunakan asumsi putaran motor maksimum sebesar 4000 rpm dan diameter leher venturi sebesar 10 mm, didapatkan laju intake volumetrik motor sebesar 3.57 3 dan kecepatan udara pada leher venturi sebesar 45.4 m/s, artinya desain karburator ini masih layak untuk dibuat.
Venturi ini memiliki panjang total 60 mm, sesuai dengan panjang karburator asli motor Honda GX110. Diameter lubang bagian depan venturi disamakan dengan diameter saluran saringan udara, yaitu sebesar 24 mm. Diameter bagian belakang venturi debut sama dengan diameter intake manifold, yaitu sebesar 15 mm. Masing – masing ujung venturi dikurangi diameternya menjadi 28 mm sebagai tempat untuk dudukan.
Pada venturi ini debut juga dua buah cekungan sebagai dudukan O–ring seal. Dimensi dudukan ini sangat vital dalam perancangan, karena kedudukan o-ring sangat mempengaruhi bocor atau tidaknya karburator yang debut. O-ring yang digunakan dalam karburator ini memiliki ketebalan karet sebesar 1.5 mm. Untuk itu, dibuatlah gland atau cekungan dengan lebar 1.8 mm dan kedalaman 1.1 mm. Lebar dudukan dibuat lebih lebar dari ketebalan o-ring sedangkan kedalaman dudukan debut lebih kecil dari ketebalan karet o-ring. Hal ini dilakukan untuk mengakomodasi deformasi yang terjadi pada o-ring saat dipasang. Panduan pembuatan
gland dapat dilihat pada Gambar 8 dan Tabel 5.
26 Tabel 5. Petunjuk dimensi gland berdasarkan diameter cross section O-ring (FreudenBerg and
NOK Group, 2012) Cross Section (CS) in mm Width (W) Height (H) 1.00 1.30 0.80 1.50 1.80 1.10 2.00 2.60 1.50 2.50 3.20 1.90 3.00 3.90 2.30 3.50 4.50 2.70 4.00 5.20 3.15 4.50 5.80 3.60 5.00 5.50 4.30 5.50 6.00 4.70 6.00 6.50 5.00 6.50 7.00 5.50
Permukaan hasil proses pemesinan juga harus diperhatikan dalam pembuatan venturi. Bagian dalam venturi dibuat sehalus mungkin agar aliran fluida tidak mengalami hambatan yang terlalu besar. Begitu juga bagian luar venturi dibuat halus agar memudahkan pemasangan selongsong saat dirakit.
Untuk membuktikan rasio campuran udara – biogas yang tepat, maka karburator harus bisa diuji dengan kisaran rasio udara – bahan bakar yang cukup luas. Untuk mengakomodasi hal ini, lubang – lubang port biogas dibuat dengan diameter 3 mm sebanyak 8 buah yang tersebar di sekeliling leher venturi. Saat pengujian, setiap perlakuan memerlukan jumlah lubang yang berbeda, untuk itu disediakan pula lem untuk menutup lubang biogas sesuai jumlah yang dibutuhkan. Rasio luas penampang lubang udara dan lubang biogas diharapkan akan mempengaruhi rasio campuran udara dan biogas yang dihasilkan. Perhitungan diameter venturi, rasio luas penampang lubang udara dan lubang biogas dapat dilihat pada Lampiran 2 mengenai analisis teknik.
2. Selongsong venturi
Selongsong venturi dibuat sedikit lebih besar dari diameter luar venturi, yaitu sebesar 33.3 mm untuk memudahkan proses perakitan sekaligus mencegah kebocoran. Selongsong yang terlalu besar akan berakibat pada kebocoran akibat o-ring yang tidak tertekan dengan baik sedangkan selongsong yang terlalu kecil akan menyebabkan kesulitan saat perakitan dan bisa menyebabkan o-ring ikut tertarik keluar dari dudukannya oleh selongsong sehingga menyebabkan kebocoran bahkan o-ring bisa putus. Panjang selongsong venturi dibuat sebesar 50 mm, 10 mm lebih kecil dari panjang venturi. Sisa 10 mm ini digunakan oleh dua buah dudukan yang masing – masing memiliki ketebalan 5 mm.
Bagian dalam selongsong venturi harus memiliki permukaan yang sangat halus dan tidak boleh memiliki tonjolan sedikit pun, karena akan menyulitkan proses perakitan dan bisa merusak o-ring seal.
27 3. Seal
Seal sangat mudah ditemukan di pasaran dengan berbagai spesifikasi dan ukuran. Pada karburator ini seal yang digunakan berjenis o-ring seal dengan nomor 025. Seal ini memiliki diameter dalam sebesar 30 mm dengan ketebalan karet sebesar 1.5 mm.
4. Choke
Choke merupakan bagian yang memiliki beberapa komponen, terdiri dari piringan choke, batang choke, tuas choke, dan baud pengencang. Bagian ini dirakit bersama menjadi satu kesatuan fungsional.
Piringan choke dibuat dari plat aluminium dengan ketebalan 1mm. Piringan ini dibuat dengan diameter sedikit lebih kecil dari lubang bagian depan karburator, yaitu sebesar 23 mm. Bagian tengah piringan ini dilubangi sebesar 3 mm sebagai lubang untuk baud pengencang. Batang choke dibuat dari besi dengan diameter sebesar 5.5 mm dengan panjang 39 mm. Bagian bawah batang choke dibuat agak membulat untuk memudahkan choke untuk diputar. Pada bagian dimana piringan akan dipasang, batang choke digerinda hingga membentuk setengah silinder. Pada bagian tengahnya dibuat ulir dengan ukuran M3x1.25 hingga menembus batang choke. Tuas choke dibuat dari akrilik ketebalan 5 mm dan dibentuk hingga menyerupai bentuk tuas
choke karburator bensin. Tuas dan batang disatukan dengan cara dilem menggunakan lem epoxy
sedangkan piringan dipasang dengan cara dikencangkan dengan baud. 5. Throttle
Secara umum, throttle sangat mirip dengan choke dalam hal fungsional maupun struktural. Piringan throttle dibuat sesuai dengan diameter lubang belakang karburator yaitu sebesar 15 mm. Namun, piringan throttle tidak dibuat lingkaran sempurna melainkan dibuat elips dengan salah satu diameternya lebih besar dari diameter lubang karburator, yaitu sebesar 16 mm. Tujuan dari bentuk elips ini ialah agar throttle tidak berputar 360 derajat saat beroperasi karena tertahan oleh dimensinya yang lebih besar dari lubangnya. Throttle dikencangkan pada batang throttle dengan baud dengan ukuran yang sama dengan choke, yaitu M3x1.25. Batang throttle dibuat sepanjang 42 mm, lebih panjang dari batang choke untuk menyesuaikan dengan mekanisme pengaturan
throttle yang ada pada motor yang digunakan. Tuas throttle pun dibuat semirip mungkin dengan tuas throttle karburator bensin secara fungsional agar mampu bekerja dengan mekanisme throttle
dan governor yang telah ada. 6. Dudukan
Dudukan dibuat dari strip aluminium dengan ketebalan 5 mm. Dudukan memiliki 3 buah lubang. Lubang pertama di tengah berukuran 28 mm dan disambungkan langsung dengan venturi. Dua lubang lainnya berukuran 7 mm dan berada di sisi luar dudukan. Lubang – lubang ini dpasangkan pada baud pengencang karburator yang ada pada motor. Jarak pusat ke pusat dua lubang ini ialah sebesar 44 mm, agar sesuai dengan jarak baud pengencang yang ada.
28