kajian emisi gas buang kendaraan roda empat … 3_jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ......

13
Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013 21 KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT (MOBIL) YANG BERBAHAN BAKAR BENSIN DI KOTA SURAKARTA Hadi Rinayu, ST, M.Sc Sfaf Pengajar, Program Studi D3 Mesin Otomotif Politeknik Indonusa Surakarta Jl. KH. Samanhudi No. 31 Mangkuyudan Surakarta E-mail: [email protected] ABSTRAKSI Emisi gas buang adalah sisa hasil pembakaran bahan bakar didalam mesin pembakaran dalam dan mesin pembakaran luar, yang dikeluarkan melalui sistem pembuangan Mesin. Dari ketiga alat uji emisi ada 4 unsur dalam emisi gas buang mobil yang akan dikaji yaitu CO, HC, CO, O 22 . Perbandingan uji emisi ini diambil dari tiga jenis kendaraan dan model mobil yang berbeda dengan cc dan tahun yang sama. Data tahun 2000 antara mobil Toyota Innova. Daihatsu Taruna dan Suzuki Baleno yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Daihatsu Taruna. Data tahun 2004 antara mobil Toyota Vios, Daihatsu Zebra dan Suzuki Aerio yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Daihatsu Zebra. Data tahun 2007 antara mobil Toyota Avanza, Daihatsu Terios dan Suzuki APV Arena yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Suzuki APV Arena. Kata kunci : emisi gas buang kendaraan I. PENDAHULUAN Kesadaran masyarakat akan pencemaran udara akibat gas buang kendaraan bermotor di kota-kota besar saat ini makin tinggi. Dari berbagai sumber bergerak seperti mobil penumpang, truk, bus, lokomotif kereta api, kapal terbang dan kapal laut, kendaraan bermotor saat ini maupun dikemudian hari akan terus menjadi sumber yang dominan dari pencemaran udara di perkotaan. Di DKI Jakarta, kontribusi bahan pencemar dari kendaraan bermotor ke udara adalah sekitar 70%. Resiko kesehatan yang dikaitkan dengan pencemaran udara di perkotaan secara umum, banyak menarik perhatian dalam beberapa dekade belakangan ini. Di banyak kota besar, gas buang kendaraan bermotor menyebabkan ketidaknyamanan pada orang yang berada di tepi jalan dan menyebabkan masalah pencemaran udara pula. Beberapa studi epidemiologi dapat menyimpulkan adanya hubungan yang erat antara tingkat pencemaran udara perkotaan dengan angka kejadian (prevalensi) penyakit pernapasan Pengaruh dari pencemaran khususnya akibat kendaraan bermotor tidak sepenuhnya dapat dibuktikan karena sulit dipahami dan bersifat kumulatif. Kendaraan bermotor akan mengeluarkan berbagai gas jenis maupun partikulat yang terdiri dari berbagai senyawa anorganik dan organik dengan berat molekul yang besar yang dapat langsung terhirup melalui hidung dan mempengaruhi masyarakat di jalan raya dan sekitarnya. Kajian ini kami ditujukan untuk mengetahui tinggi-rendahnya kadar emisi gas buang, kemudian membandingkan kadar emisi CO, HC, CO 2 dan O 2 dari ketiga jenis kendaraan dan tipe mobil yang berbeda tetapi cc dan tahunnya sama. Dari hasil penelitian tersebut di sesuaikan dengan standart emisi yang ada. Permasalahan Dari latar belakang tersebut maka permasalahan yang di ambil adalah untuk mencari perbandingan kadar CO, HC, CO 2 dan O 2 , apakah kondisi mobil masih dalam keadaan normal atau juga sebaliknya disesuaikan dengan standart emisi yang ada. Batasan Masalah 1. Penelitian hanya untuk mencari perbandingan emisi gas buang. 2. Menganalisa perubahan nilai emisi gas buang di lakukan hanya pada kandungan CO, HC, CO 2 , O 2 . 3. Pengambilan data yang di lakukan pada mobil yang berkapasitas 1500 CC.

Upload: voliem

Post on 06-Feb-2018

225 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

21

KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT (MOBIL) YANG BERBAHAN BAKAR BENSIN DI KOTA SURAKARTA

Hadi Rinayu, ST, M.Sc

Sfaf Pengajar, Program Studi D3 Mesin Otomotif

Politeknik Indonusa Surakarta Jl. KH. Samanhudi No. 31 Mangkuyudan Surakarta

E-mail: [email protected]

ABSTRAKSI Emisi gas buang adalah sisa hasil pembakaran bahan bakar didalam mesin pembakaran

dalam dan mesin pembakaran luar, yang dikeluarkan melalui sistem pembuangan Mesin. Dari ketiga alat uji emisi ada 4 unsur dalam emisi gas buang mobil yang akan dikaji yaitu CO, HC, CO, O22. Perbandingan uji emisi ini diambil dari tiga jenis kendaraan dan model mobil yang berbeda dengan cc dan tahun yang sama.

Data tahun 2000 antara mobil Toyota Innova. Daihatsu Taruna dan Suzuki Baleno yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Daihatsu Taruna. Data tahun 2004 antara mobil Toyota Vios, Daihatsu Zebra dan Suzuki Aerio yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Daihatsu Zebra. Data tahun 2007 antara mobil Toyota Avanza, Daihatsu Terios dan Suzuki APV Arena yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Suzuki APV Arena. Kata kunci : emisi gas buang kendaraan I. PENDAHULUAN

Kesadaran masyarakat akan pencemaran udara akibat gas buang kendaraan bermotor di kota-kota besar saat ini makin tinggi. Dari berbagai sumber bergerak seperti mobil penumpang, truk, bus, lokomotif kereta api, kapal terbang dan kapal laut, kendaraan bermotor saat ini maupun dikemudian hari akan terus menjadi sumber yang dominan dari pencemaran udara di perkotaan. Di DKI Jakarta, kontribusi bahan pencemar dari kendaraan bermotor ke udara adalah sekitar 70%.

Resiko kesehatan yang dikaitkan dengan pencemaran udara di perkotaan secara umum, banyak menarik perhatian dalam beberapa dekade belakangan ini. Di banyak kota besar, gas buang kendaraan bermotor menyebabkan ketidaknyamanan pada orang yang berada di tepi jalan dan menyebabkan masalah pencemaran udara pula. Beberapa studi epidemiologi dapat menyimpulkan adanya hubungan yang erat antara tingkat pencemaran udara perkotaan dengan angka kejadian (prevalensi) penyakit pernapasan

Pengaruh dari pencemaran khususnya akibat kendaraan bermotor tidak sepenuhnya dapat dibuktikan karena sulit dipahami dan bersifat kumulatif. Kendaraan bermotor akan mengeluarkan berbagai gas jenis maupun

partikulat yang terdiri dari berbagai senyawa anorganik dan organik dengan berat molekul yang besar yang dapat langsung terhirup melalui hidung dan mempengaruhi masyarakat di jalan raya dan sekitarnya.

Kajian ini kami ditujukan untuk mengetahui tinggi-rendahnya kadar emisi gas buang, kemudian membandingkan kadar emisi CO, HC, CO2 dan O2 dari ketiga jenis kendaraan dan tipe mobil yang berbeda tetapi cc dan tahunnya sama. Dari hasil penelitian tersebut di sesuaikan dengan standart emisi yang ada. Permasalahan

Dari latar belakang tersebut maka permasalahan yang di ambil adalah untuk mencari perbandingan kadar CO, HC, CO2 dan O2, apakah kondisi mobil masih dalam keadaan normal atau juga sebaliknya disesuaikan dengan standart emisi yang ada. Batasan Masalah 1. Penelitian hanya untuk mencari perbandingan

emisi gas buang. 2. Menganalisa perubahan nilai emisi gas

buang di lakukan hanya pada kandungan CO, HC, CO2, O2.

3. Pengambilan data yang di lakukan pada mobil yang berkapasitas 1500 CC.

Page 2: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

22

4. Hanya kendaraan berbahan bakar bensin saja yang akan di analisa.

5. Pengaruh tahun pembuatan mobil terhadap emisi gas buang mobil.

6. Pengaruh merk dan tipe mobil terhadap emisi gas buang mobil.

7. Analisa alat yang di gunakan dalam memperoleh data emisi gas buang mobil.

8. Faktor teknis dan pemeliharaan mesin kendaraan tidak di bahas pada penulisan ini.

Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan yang kami lakukan adalah membandingkan performance kadar emisi CO, HC, CO2 dan O2 dari ketiga jenis kendaraan dan model mobil yang berbeda dengan cc dan tahun yang sama. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Siklus 4-Langkah Pada Mesin Otto

[1]

Kebanyakan motor bakar torak bekerja dengan siklus 4-langkah. Siklus 4-langkah sudah dipergunakan sejak tahun 1876 yaitu pada saat Dr. N.A.Otto berhasil membuat motor bakar torak dengan siklus 4-langkah yang sempurna. Pada motor otto proses pembakaran didalam motor bakar torak terjadi secara periodik. Sebelum terjadi proses pembakaran berikutnya, terlebih dahulu gas pembakaran yang sudah tidak dapat dipergunakan harus dikeluarkan dari dalam silinder, hal ini dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Siklus 4-Langkah Pada Mesin

Otto[1]

Keterangan gambar : 1. Langkah Hisap (Intake stroke)

Intake valve terbuka, exhaust valve tertutup, torak bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) dan udara terhisap masuk kedalam silinder. Sebelum terjadi proses pembakaran berikutnya terlebih dahulu gas sisa pembakaran harus dikeluarkan dari dalam silinder, kemudian

silinder di isi dengan campuran bahan bakar dan udara segar (pada motor bensin) yang berlangsung ketika torak bergerak dari TMA menuju TMB. Pada saat katup hisap terbuka sedangkan katup buang tertutup, campuran bahan bakar dan udara masuk ke ruang silinder melalui katup hisap. Peristiwa ini di sebut langkah hisap.

2. Langkah Kompresi (compression stroke) Intake valve dan exhaust valve tertutup, torak bergerak dari TMB ke TMA, udara dikompresikan sehingga mencapai tekanan antara 30-40 kg/cm

2 dan suhu mencapai

antara 300-600ºC pada akhir langkah sebelum TMA api dipercikan oleh busi. Setelah mencapai TMB torak bergerak menuju TMA, sementara katup hisap dan katup buang masih dalam keadaan tertutup, campuran yang terdapat didalam silinder dimampatkan oleh torak yang bergerak menuju TMA, volume campuran berkurang sedangkan tekanan dan temperatur naik hingga campuran itu mudah terbakar proses pemampatan ini disebut langkah kompresi.

3. Langkah Kerja (power stroke) Intake valve dan exhaust valve tertutup, torak bergerak dari TMA ke TMB, terjadi pembakaran sehingga mencapai tekanan antara 60-80 kg/cm

2 dan suhu mencapai

antara 600-800ºC sehingga timbul usaha mendorong torak ke TMB.

4. Langkah Buang (exhaust stroke) Intake valve tertutup dan exhaust valve terbuka, torak bergerak dari TMB ke TMA dan gas pembakaran mendorong keluar melalui exhaust valve. Pada umumnya di sediakan tegangan yang besar untuk menjamin agar selalu terjadi lompatan api listrik di dalam segala misalnya : 10.000 – 20.000 Volt. Campuran bahan bakar-udara harus sesuai, jangan terbakar sendiri. Ketika busi mengeluarkan api listrik, yaitu pada saat beberapa derajat engkol sebelum torak TMA, campuran bahan bakar-udara di sekitar itulah yang mulai terbakar. Kemudian nyala api mulai merambat ke segala arah dengan kecepatan sangat tinggi (25 – 30 m/detik). menyalakan yang di laluinya sehingga tekanan gas di dalam silinder naik, sesuai dengan jumlah bahan bakar yang terbakar. Pada keadaan ini tekanan di dalam silinder dapat mencapai 130 – 200 kg/cm

2.

Page 3: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

23

Sementara itu campuran yang terjauh dari busi masih menunggu giliran untuk terbakar. Akan tetapi ada kemungkinan bagian campuran tersebut akan terbakar dengan cepatnya (meledak) oleh karena penekanan torak, temperatur yang melampaui temperatur penyalaan sendiri. Proses nyala sendiri dari bagian yang terakhir (terjauh dari busi) dinamakan detonasi. Ini dapat merusak di ruang bakar, mengurangi daya dan efisiensi mesin dan tekanan maksimum gas pembakaran akan bertambah besar.

Penggunaan bahan bakar dengan bilangan oktan yang tinggi hambatan yang sebagian besar di sebabkan oleh detonasi berangsur-angsur dapat di atasi, karena bahan bakar ini memiliki periode penundaan yang panjang, oleh karena itu sesuai untuk motor bensin dengan perbandingan kompresi tinggi. Dengan jalan ini efisiensi akan naik.

Salah satu cara untuk menaikan bilangan oktana dari suatu bahan bakar adalah dengan menambahkan Pb (C2H2)4, Tentra Ezhyl lend (TEL), ke dalam bahan bakar tersebut. Namun usaha menaikan bilangan oktana dengan menambahkan TEL akan mengakibatkan gas buang mengandung timah hitam yang beracun dan merusak lingkungan.

2.2. Sistem Bahan Bakar Pada Mesin Otto

Pada mesin otto terdapat sistem bahan bakar yang terdiri dari sistem suplai bahan bakar dan sistem penakar bahan bakar. Sistem suplai bahan bakar berfungsi mengalirkan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke sistem penakar bahan bakar. Sedangkan sistem penakar bahan bakar pada mesin otto baik yang menggunakan karburator atau sistem injeksi bahan bakar berfungsi sebagai berikut :

o Penakar jumlah udara dan bahan bakar agar diperoleh campuran udara bahan bakar yang dapat dibakar dengan cepat dan sempurna didalam silinder.

o Atomisasi dan penyebar bahan bakar didalam aliran udara atau dikenal dengan Air Fuel Ratio (AFR).

Parameter yang disebut dengan Air Fuel

Ratio (AFR) yaitu perbandingan jumlah udara terhadap bahan bakar dalam berat. Nilai perbandingan teoritis untuk proses pembakaran sempurna atau disebut juga dengan AFR stoikiometri untuk motor otto sekitar 14,7. Sistem bahan bakar harus mampu menghasilkan

perbandinganudara bahan bakar yang dibutuhkan disilinder yang sesuai dengan kondisi operasi mesin. Sebagai contoh pada waktu start dingin, dibutuhkan campuran yang kaya bahan bakar. Dalam kondisi mesin masih dingin otomatis bahan bakar yang menguap hanya sebagian sehingga diperlukan tambahan bahan bakar untuk memperoleh campuran yang siap dibakar didalam silinder.

Kontruksi karburator adalah sederhana dan telah digunakan hampir pada keseluruhan mesin otto pada masa yang lalu. Tapi pada akhir-akhir ini, guna memenuhi permintaan untuk membersihkan gas buang (exhaust emission), penggunaan bahan bakar yang lebih ekonomi, kemampuan pengendaraan yang telah disempurnakan dan sebagainya, karburator saat ini harus dilengkapi dengan peralatan tambahan sehingga membuat sistem karburator menjadi rumit.

Untuk mengganti sistem karburator, kemudian digunakan sistem bahan bakar EFI (Electronic Fuel Injection), untuk menjamin perbandingan bahan bakar dan udara (Air Fuel Ratio) yang masuk ke mesin dengan penginjeksian bahan bakar yang bekerja secara kelistrikan (electronic) sesuai dengan kondisi pengendaraan. Dewasa ini sudah banyak kendaraan yang menggunakan sistem injeksi bahan bakar sebagai pengganti karburator dengan pertimbangan sebagai berikut :

• Karburator tidak mampu mengalirkan campuran udara-bahan bakar dengan harga perbandingan yang sama untuk setiap silinder.

• Uap bahan bakar yang lebih berat dari pada udara, akan mengalami kesulitan ketika mengalir melalui belokan dan sudut-sudut tajam dari saluran isap (intake manifold).

• Dengan sistem injeksi, bahan bakar dapat dikabutkan langsung kedalam saluran isap (intake manifold) karena posisi injektor yang dekat dengan katup isap.

• Lebih presisi dalam mengatur jumlah bahan bakar yang dikabutkan sebagai fungsi dari kondisi operasi mesin yang dideteksi oleh berbagai sensor.

Tujuan penggunaan dan pengembangan

sistem injeksi bahan bakar EFI (Electronic Fuel Injection) sampai saat ini adalah untuk memperbaiki prestasi motor bakar dan mengurangi emisi gas buang.

Page 4: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

24

2.3. Sistem Injeksi Bahan Bakar (EFI)

Sistem injeksi bahan bakar dikontrol secara elektronik atau dikenal dengan Electronic Fuel Injection (EFI). Sistem ini dikontrol oleh Electronic Control Module (ECM) atau disebut juga Electronic Control Unit (ECU), yaitu berupa chips yang terdiri dari microprosessor dan memory yang dipasang on board pada mobil. ECU ini menerima input berupa sinyal-sinyal elektronik dari semua sensor dan memprosesnya untuk menentukan jumlah bahan bakar yang diperlukan mengatur bukaan katup pada injektor.

2.4. Komponen - komponen Mesin Bensin

[2]

Mesin bensin terdiri dari blok silinder, kepala silinder, piston, torak, celah torak, batang torak, poros engkol, gasket, roda penerus dan mekanisme katup. Alat bantu lainnya pada mesin di rancang menolong kerja mesin. Di antaranya sistem pembuangan (intake and exhaust), pemasukan, pelumasan, pendinginan dan sistem kelistrikan.

2.4.1. Blok Silinder

Blok silinder merupakan inti dari pada mesin bensin yang terbuat dari besi tuang. Belakangan ada beberapa blok silinder yang terbuat dari paduan alumunium, seperti kita ketahui, bahwa alumunium ringan dan meradiasikan panas yang lebih efisiensi di bandingkan dengan besi tuang. Blok silinder di lengkapi rangka pada bagian dinding luar untuk memberikan kekuatan pada mesin dan membantu meradiasikan panas. Blok silinder terdiri dari beberapa lubang tabung silinder, yang di dalamnya terdapat torak yang bergerak turun naik. Silinder-silinder di tutup bagian atasnya oleh kepala silinder yang di jamin oleh gasket kepala silinder yang letaknya antara blok silinder dan kepala silinder. Crankcase terpasang di bagian bawah blok silinder dan poros engkol dan bak oli termasuk dalam crankcase. Poros nok juga di letakkan dalam blok silinder, hanya pada tipe OHV (Over Head Valve) pada mesin yang modern poros nok berada di dalam silinder. Komposisi dan Prilaku Gas Buang Kendaraan Bermotor

Pada keadaan ideal, mesin kendaraan bermotor dengan komposisi campuran bahan bakar pada kondisi stoikoimetrik (AFR = 14,7 )

dan pembakaran yang terjadi adalah pembakaran sempurna akan menghasilkan emisi gas buang yang mengandung karbondioksida (CO2), uap air (H2O) dan nitrogen (N2). Dalam kondisi aktual, mesin kendaraan bermotor desain untuk komposisi campur bahan bakar miskin/kurus (lean mixture), contoh pada kondisi AFR 12,5 untuk menghidupkan mesin kendaraan bermotor pada saat dingin dan menghasilkan daya maksimal selama kendaraan berakselerasi.

Proses pembakaran pada kendaraan bermotor hampir tidak pernah berlangsung dengan sempurna, sehingga emisi gas buang yang dihasilkan juga mengandung karbon monoksida (CO), sisa bahan bakar yang tidak ikut terbakar (hidrokarbon), hidrogen dan beberapa senyawa oksigen (oksida) seperti NOx dengan konsentrasi yang berbeda-beda, tergantung dari kondisi campuran bahan bakar.

Emisi kendaraan bermotor mengandung berbagai senyawa kimia. Komposisi dari kandungan senyawa kimianya tergantung dari kondisi mengemudi, jenis mesin dan alat pengendali emisi bahan bakar. Suhu operasi dan faktor lain yang semuanya ini yang membuat pola emisi menjadi rumit.

Jenis bahan bakar pencemar yang dikeluarkan oleh mesin dengan bahan bakar bensin maupun bahan bakar solar sebenarnya sama saja. Hanya berbeda proporsinya perbedaan cara operasi mesin. Secara visual selalu terlihat asap dari knalpot kendaraan bermotor dengan bahan bakar solar, yang umumnya tidak terlihat pada kendaraan bermotor dengan bahan bakar bensin.

Walaupun gas buang kendaraan bermotor terutama terdiri dari senyawa yang tidak berbahaya seperti nitrogen, karbon dioksida, tapi di dalamnya terkandung juga senyawa lain dengan jumlah yang cukup besar yang dapat membahayakan gas buang membahayakan kesehatan maupun lingkungan. Bahan pencemar yang terutama terdapat di dalam gas buang kendaraan bermotor adalah karbon monoksida (CO), berbagai senyawa hidrokarbon, berbagai senyawa nitrogen (NOx) dan sulfur (SOx), dan partikulat debu termasuk timbel (PB). Bahan bakar tertentu hidrokarbon dan timbel organik, di lepaskan ke udara karena adanya penguapan dari sistem bahan bakar. Lalu lintas kendaraan bermotor, juga dapat meningkatkan kadar partikular debu yang

Page 5: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

25

berasal dari permukaan jalan, komponen ban dan rem.

Setelah berada di udara, beberapa senyawa yang terkandung dalam gas buang kendaraan bermotor dapat berubah karena terjadinya suatu reaksi, misalnya dengan sinar matahari dan uap air, atau juga antara senyawa-senyawa tersebut satu sama lain.

Proses reaksi tersebut ada yang berlangsung cepat dan terjadi saat itu juga di lingkungan jalan raya, dan adapula yang berlangsung dengan lambat. Reaksi kimia di atmosfer kadangkala berlangsung dalam suatu rangtai reaksi yang panjang dan rumit, dan menghasilkan produk akhir yang dapat lebih aktif atau lebih lemah dibandingkan senyawa aslinya. Sebagai contoh, adanya reaksi di udara yang mengubah nitrogen monoksida (NO) yang terkandung di dalam gas buang kendaraan bermotor menjadi nitrogen dioksida (NO2) yang lebih reaktif, dan reaksi kimia antara berbagai oksida nitrogen dengan senyawa hidrokarbon yang menghasilkan ozon dan oksida lain, yang dapat menyebabkan asap awan fotokimi (photochemical smog). Pembentukan smog ini kadang tidak terjadi di tempat asal sumber (kota), tetapi dapat terbentuk dipinggiran kota. Jarak pembentukan smog ini tergantung pada kondisi reaksi dan kecepatan angin.

Untuk bahan pencemar yang sifatnya lebih stabil seperti limbah (Pb), beberapa hidrokarbon-halogen dan hidrokarbon poliaromatik, dapat jatuh ke tanah bersama air hujan atau mengendap bersama debu, dan mengkontaminasi tanah dan air. Senyawa tersebut selanjutnya juga dapat masuk ke dalam rantai makanan yang pada akhirnya masuk ke dalam tubuh manusia melalui sayuran, susu ternak, dan produk lainnya dari ternak hewan. Karena banyak industri makanan saat ini akan dapat memberikan dampak yang tidak di inginkan pada masyarakat kota maupun desa.

Emisi gas buang kendaraan bermotor juga cenderung membuat kondisi tanah dan air menjadi asam. Pengalaman di negara maju membuktikan bahwa kondisi seperti ini dapat menyebabkan terlepasnya ikatan tanah atau sedimen dengan beberapa mineral/logam, sehingga logam tersebut dapat mencemari lingkungan. 2.5. Efek Pencemaran Udara Akibat Gas

Buang • Zat-zat pencemar udara

Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas buang kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang akan diukur yaitu senyawa HC, CO, CO, O 22dan senyawa NOx. Sedangkan pada negara-negara yang standar emisinya tidak terlalu ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO, CO2 dan O2.

a). Karbon monoksida (CO) Asap kendaraan merupakan sumber

utama bagi karbonmonoksida di berbagai perkotaan.Data mengungkapkan bahwa 60% pencemaran udara di Jakarta di sebabkan karena benda bergerak atau transportasi umum yang berbahan bakar solar terutama berasal dari Metromini. Formasi CO merupakan fungsi dari rasio kebutuhan udara dan bahan bakar dalam proses pembakaran di dalam ruang bakar mesin diesel. Percampuran yang baik antara udara dan bahan bakar terutama yang terjadi pada mesin-mesin yang menggunakan Turbocharger merupakan salah satu strategi untuk meminimalkan emisi CO. Karbon monoksida yang meningkat di berbagai perkotaan dapat mengakibatkan turunnya berat janin dan meningkatkan jumlah kematian bayi serta kerusakan otak. Karena itu strategi penurunan kadar karbon monoksida akan tergantung pada pengendalian emisi seperti penggunaan bahan katalis yang mengubah bahan karbon monoksida menjadi karbon dioksida dan penggunaan bahan bakar terbarukan yang rendah polusi bagi kendaraan bermotor.

b). Hidrokarbon (HC) Bensin adalah senyawa hidrokarbon,

jadi setiap HC yang didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya bensin yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran. Apabila suatu senyawa hidrokarbon terbakar sempurna (bereaksi dengan oksigen) maka hasil reaksi pembakaran tersebut adalah karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Walaupun rasio perbandingan antara udara dan bensin (AFR=Air-to-Fuel-Ratio) sudah tepat dan didukung oleh desain ruang bakar mesin saat ini yang sudah mendekati ideal, tetapi tetap saja sebagian dari bensin seolah-olah tetap dapat “bersembunyi” dari api saat terjadi proses pembakaran dan menyebabkan emisi HC pada ujung knalpot cukup tinggi.

Page 6: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

26

Untuk mobil yang tidak dilengkapi dengan Catalytic Converter (CC), emisi HC yang dapat ditolerir adalah 500 ppm dan untuk mobil yang dilengkapi dengan CC, emisi HC yang dapat ditolerir adalah 50 ppm.Emisi HC ini dapat ditekan dengan cara memberikan tambahan panas dan oksigen diluar ruang bakar untuk menuntaskan proses pembakaran. Proses injeksi oksigen tepat setelah exhaust port akan dapat menekan emisi HC secara drastis. Saat ini, beberapa mesin mobil sudah dilengkapi dengan electronic air injection reaction pump yang langsung bekerja saat cold-start untuk menurunkan emisi HC sesaat sebelum CC mencapai suhu kerja ideal.

Apabila emisi HC tinggi, menunjukkan ada 3 kemungkinan penyebabnya yaitu CC yang tidak berfungsi, AFR yang tidak tepat (terlalu kaya) atau bensin tidak terbakar dengan sempurna di ruang bakar. Apabila mobil dilengkapi dengan CC, maka harus dilakukan pengujian terlebih dahulu terhadap CC denganc ara mengukur perbedaan suhu antara inlet CC dan outletnya. Seharusnya suhu di outlet akan lebih tinggi minimal 10% daripada inletnya.

Apabila CC bekerja dengan normal tapi HC tetap tinggi, maka hal ini menunjukkan gejala bahwa AFR yang tidak tepat atau terjadi misfire. AFR yang terlalu kaya akan menyebabkan emisi HC menjadi tinggi. Ini bias disebabkan antara lain kebocoran fuel pressure regulator, setelan karburator tidak tepat, filter udara yang tersumbat, sensor temperature mesin yang tidak normal dan sebagainya yang dapat membuat AFR terlalu kaya. Injector yang kotor atau fuel pressure yang terlalu rendah dapat membuat butiran bensin menjadi terlalu besar untuk terbakar dengna sempurna dan ini juga akan membuat emisi HC menjadi tinggi. Apapun alasannya, AFR yang terlalu kaya juga akan membuat emisi CO menjadi tinggi dan bahkan menyebabkan outlet dari CC mengalami overheat, tetapi CO dan HC yang tinggi juga bisa disebabkan oleh rembasnya pelumas ke ruang bakar. Apabila hanya HC yang tinggi, maka harus ditelusuri penyebab yang membuat ECU memerintahkan injektor untuk menyemprotkan bensin hanya sedikit sehingga AFR terlalu kurus yang menyebabkan terjadinya intermittent

misfire. Pada mobil yang masih menggunakan karburator, penyebab misfire antara lain adalah kabel busi yang tidak baik, timing pengapian yang terlalu mundur, kebocoran udara disekitar intake manifold atau mechanical problem yang menyebabkan angka kompresi mesin rendah.

Untuk mobil yang dilengkapi dengan sistem EFI dan CC, gejala misfire ini harus segera diatasi karena apabila didiamkan, ECU akan terus menerus berusaha membuat AFR menjadi kaya karena membaca bahwa masih ada oksigen yang tidak terbakar ini. Akibatnya CC akan mengalami overheat.

c). Karbondioksida (CO2) Konsentrasi CO2 menunjukkan secara

langsung status proses pembakaran di ruang bakar. Semakin tinggi maka semakin baik. Saat AFR berada di angka ideal, emisi CO2 berkisar antara 12% sampai 15%. Apabila AFR terlalu kurus atau terlalu kaya, maka emisi CO2 akan turun secara drastis. Apabila CO2 berada dibawah 12%, maka kita harus melihat emisi lainnya yang menunjukkan apakah AFR terlalu kaya atau terlalu kurus. Perlu diingat bahwa sumber dari CO2 ini hanya ruang bakar dan CC. Apabila CO2 terlalu rendah tapi CO dan HC normal, menunjukkan adanya kebocoran exhaust pipe.

d). Oksigen (O2) Konsentrasi dari oksigen di gas buang

kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO2.Untuk mendapatkan proses pembakaran yang sempurna, maka kadar oksigen yang masuk ke ruang bakar harus mencukupi untuk setiap molekul hidrokarbon. Dalam ruang bakar, campuran udara dan bensin dapat terbakar dengan sempurna apabila bentuk dari ruang bakar tersebut melengkung secara sempurna. Kondisi ini memungkinkan molekul bensin dan molekul udara dapat dengan mudah bertemu untuk bereaksi dengan sempurna pada proses pembakaran. Tapi sayangnya, ruang bakar tidak dapat sempurna melengkung dan halus sehingga memungkinkan molekul bensin seolah-olah bersembunyi dari molekul oksigen dan menyebabkan proses pembakaran tidak terjadi dengan sempurna.Untuk mengurangi emisi HC, maka dibutuhkan sedikit tambahan udara atau oksigen untuk

Page 7: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

27

memastikan bahwa semua molekul bensin dapat “bertemu” dengan molekul oksigen untuk bereaksi dengan sempurna. Ini berarti AFR 14,7:1 (lambda = 1.00) sebenarnya merupakan kondisi yang sedikit kurus. Inilah yang menyebabkan oksigen dalam gas buang akan berkisar antara 0.5% sampai 1%. Pada mesin yang dilengkapi dengan CC, kondisi ini akan baik karena membantu fungsi CC untuk mengubah CO dan HC menjadi CO2. Mesin tetap dapat bekerja dengan baik walaupun AFR terlalu kurus bahkan hingga AFR mencapai 16:1. Tapi dalam kondisi seperti ini akan timbul efek lain seperti mesin cenderung knocking, suhu mesin bertambah dan emisi senyawa NOx juga akan meningkat drastis.

Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah sekitar 1.2% atau lebih kecil bahkan mungkin 0%. Tapi kita harus berhati-hati apabila konsentrasi oksigen mencapai 0%. Ini menunjukkan bahwa semua oksigen dapat terpakai semua dalam proses pembakaran dan ini dapat berarti bahwa AFR cenderung kaya. Dalam kondisi demikian, rendahnya konsentrasi oksigen akan berbarengan dengan tingginya emisi CO. Apabila konsentrasi oksigen tinggi dapat berarti AFR terlalu kurus tapi juga dapat menunjukkan beberapa hal lain. Apabila dibarengi dengan tingginya CO dan HC, maka pada mobil yang dilengkapi dengan CC berarti CC mengalami kerusakan. Untuk mobil yang tidak dilengkapi dengan CC, bila oksigen terlalu tinggi dan lainnya rendah berarti ada kebocoran di exhaust system.

III. METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang dilakukan

penulis yaitu sebagai berikut: a) Metode studi pustaka, yaitu dengan

mengumpulkan bahan-bahan penulisan dari buku-buku sebagai bahan dasar teori dari hasil penelitian di lapangan.

b) Metode internet, yaitu dengan mencari bahan dasar teori mengenai emisi gas buang melalui website.

c) Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari alat test emisi yang digunakan oleh Toyota, Daihatsu dan Suzuki.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Perbandingan Kadar Emisi HC

Tabel 3.5. Kadar Emisi HC HC Tahun 108 2000 75 2000 330 2000 HC Tahun 282 2004 55 2004 240 2004 HC Tahun 155 2007 33 2007 60 2007 Suzuki APV Arena

- Emisi Hidrikarbon (HC)

Bensin adalah senyawa hidrokarbon, jadi setiap HC yang didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya bensin yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran. Apabila suatu senyawa hidrokarbon terbakar sempurna (bereaksi dengan oksigen) maka hasil reaksi pembakaran tersebut adalah karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Walaupun rasio perbandingan antara udara dan bensin (AFR=Air-to-Fuel-Ratio) sudah tepat dan didukung oleh desain ruang bakar mesin saat ini yang sudah mendekati ideal, tetapi tetap saja sebagian dari bensin seolah-olah tetap dapat “bersembunyi” dari api saat terjadi proses pembakaran dan menyebabkan emisi HC pada ujung knalpot cukup tinggi.

Untuk mobil yang tidak dilengkapi dengan Catalytic Converter (CC), emisi HC yang dapat ditolerir adalah 500 ppm dan untuk mobil yang dilengkapi dengan CC, emisi HC yang dapat ditolerir adalah 50 ppm.

Emisi HC ini dapat ditekan dengan cara memberikan tambahan panas dan oksigen diluar ruang bakar untuk menuntaskan proses pembakaran. Proses injeksi oksigen tepat setelah exhaust port akan dapat menekan emisi HC secara drastis. Saat ini, beberapa mesin mobil sudah dilengkapi dengan electronic air injection reaction pump yang langsung bekerja saat cold-start untuk menurunkan emisi HC sesaat sebelum CC mencapai suhu kerja ideal.

Page 8: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

28

Apabila emisi HC tinggi, menunjukkan ada 3 kemungkinan penyebabnya yaitu CC yang tidak berfungsi, AFR yang tidak tepat (terlalu kaya) atau bensin tidak terbakar dengan sempurna di ruang bakar. Apabila mobil dilengkapi dengan CC, maka harus dilakukan pengujian terlebih dahulu terhadap CC dengan cara mengukur perbedaan suhu antara inlet CC dan outletnya. Seharusnya suhu di outlet akan lebih tinggi minimal 10% daripada inletnya.

Apabila CC bekerja dengan normal tapi HC tetap tinggi, maka hal ini menunjukkan gejala bahwa AFR yang tidak tepat atau terjadi misfire. AFR yang terlalu kaya akan menyebabkan emisi HC menjadi tinggi. Ini biasa disebabkan antara lain kebocoran fuel pressure regulator, filter udara yang tersumbat, sensor temperatur mesin yang tidak normal dan sebagainya yang dapat membuat AFR terlalu kaya. Injektor yang kotor atau fuel pressure yang terlalu rendah dapat membuat butiran bensin menjadi terlalu besar untuk terbakar dengna sempurna dan ini juga akan membuat emisi HC menjadi tinggi. Apapun alasannya, AFR yang terlalu kaya juga akan membuat emisi CO menjadi tinggi dan bahkan menyebabkan outlet dari CC mengalami overheat, tetapi CO dan HC yang tinggi juga bisa disebabkan oleh rembasnya pelumas ke ruang bakar.

Apabila hanya HC yang tinggi, maka harus ditelusuri penyebab yang membuat ECU memerintahkan injektor untuk menyemprotkan bensin hanya sedikit sehingga AFR terlalu kurus yang menyebabkan terjadinya intermittent misfire. Pada mobil yang masih menggunakan karburator, penyebab misfire antara lain adalah kabel busi yang tidak baik, timing pengapian yang terlalu mundur, kebocoran udara disekitar intake manifold atau mechanical problem yang menyebabkan angka kompresi mesin rendah.

Untuk mobil yang dilengkapi dengan sistem EFI dan CC, gejala misfire ini harus segera diatasi karena apabila didiamkan, ECU akan terus menerus berusaha membuat AFR menjadi kaya karena membaca bahwa masih ada oksigen yang tidak terbakar ini. Akibatnya CC akan mengalami overheat.

HC tinggi pada umumnya kondisi ini menunjukkan adanya kelebihan bensin yang tidak terbakar yang disebabkan karena kegagalan sistem pengapian atau pembakaran yang tidak sempurna. Konsentrasi HC diukur dalam satuan ppm (part per million). Penyebab

umumnya adalah sistem pengapian yang tidak mumpuni, kebocoran di intake manifold, dan masalah di AFR. Penyebab lainnya adalah : - Pembakaran yang tidak sempurna karena busi yang sudah rusak. - Timing pengapian yang terlalu mundur. - Kabel busi yang rusak. - Kompresi mesin yang rendah. - Kebocoran pada intake. - Kesalahan pembacaan data oleh ECU sehingga menyebabkan AFR terlalu kaya. 5.2.2.1. Kadar Emisi HC pada Mobil Tahun 2000

Perbandingan kadar emisi HC pada mobil tahun 2000 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Innova tahun 2000 menghasilkan

nilai HC 108 ppm. 2. Daihatsu Taruna tahun 2000 menghasilkan

nilai HC 75 ppm vol. 3. Suzuki Baleno tahun 2000 menghasilkan

nilai HC 330 ppm vol. Pada grafik kadar emisi CH pada

kendaraan tahun 2000 dijelaskan bahwa Toyota Innova (108 ppm vol) dan Daihatsu Taruna (75 ppm vol) masih dalam keadaan normal, sedangkan Suzuki Baleno (330 ppm vol) nilai kadarnya melebihi batas maksimum yang di tentukan sebesar 300 ppm vol, maka kondisi emisi gas buang mobil baleno tersebut mengalami masalah. Tingginya nilai kadar HC adanya kelebihan bensin yang tidak terbakar yang disebabkan karena kegagalan sistem pengapian atau sistem pembakarannya kurang sempurna. Dengan alat test emisi yang di gunakan maka perbandingan nilai kadar HC dari ketiga mobil tersebut yang paling baik sistem pembakarannya adalah Daihatsu Taruna (75 ppm vol), karena nilai kadar HC-nya lebih kecil dari Toyota Innova (108 ppm vol). Semakin kecil nilai kadar HC-nya semakin sempurna proses pembakaran di ruang bakar atau paling sedikit sisa bahan bakar mentah (gas yang tidak terbakar setelah gagal pengapian) yang terbuang pada waktu proses pembakaran. 5.2.2.2. Kadar Emisi HC pada Mobil Tahun 2004

Perbandingan kadar emisi HC pada mobil tahun 2004 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Vios tahun 2004 menghasilkan nilai

HC 282 ppm vol. 2. Daihatsu Zebra tahun 2004 menghasilkan

nilai HC 55 ppm vol.

Page 9: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

29

3. Suzuki Aerio tahun 2004 menghasilkan nilai HC 240 ppm vol

Jika dilihat dengan batas maksimum

yang ditentukan sebesar 300 ppm, maka untuk pengujian emisi HC-nya masih batas aman.

Pada grafik kadar emisi CH pada kendaraan tahun 2004 dijelaskan bahwa Toyota Vios (282 ppm vol), Daihatsu Zebra (55 ppm vol) dan Suzuki Aerio (240 ppm vol) masih dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum yang di tentukan sebesar 300 ppm vol, Dengan alat test emisi yang di gunakan maka perbandingan nilai kadar HC dari ketiga mobil tersebut yang paling baik sistem pembakarannya adalah Daihatsu Zebra (55 ppm vol), karena nilai kadar HC-nya lebih kecil dari Suzuki Aerio (240 ppm vol) dan Toyota Vios (282 ppm vol). Semakin kecil nilai kadar HC-nya semakin sempurna proses pembakaran di ruang bakar atau paling sedikit sisa bahan bakar mentah (gas yg tdk terbakar setelah gagal pengapian) yang terbuang pada waktu proses pembakaran.

Kadar Emisi HC pada Mobil Tahun 2007

Perbandingan kadar emisi HC pada mobil tahun 2007 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Avanza tahun 2007 menghasilkan

nilai HC 155 ppm. 2. Daihatsu Terios tahun 2007 menghasilkan

nilai HC 33 ppm. 3. Suzuki APV Arena tahun 2007 menghasilkan

nilai HC 60 ppm.

Jika dilihat dengan batas maksimum yang ditentukan sebesar 300 ppm, maka untuk pengujian emisi HC nya masih batas aman.

Pada grafik kadar emisi CH pada kendaraan tahun 2007 dijelaskan bahwa Toyota Avanza (155 ppm vol), Daihatsu Terios (33 ppm.) dan Suzuki APV Arena (60 ppm) masih dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum yang di tentukan sebesar 300 ppm vol. Dengan alat test emisi yang di gunakan maka perbandingan nilai kadar HC dari ketiga mobil tersebut yang paling baik sistem pembakarannya adalah Daihatsu Terios (33 ppm), karena nilai kadar HC-nya lebih kecil dari Suzuki APV Arena (60 ppm) dan Toyota Avanza(155 ppm vol). Semakin kecil nilai kadar HC-nya semakin sempurna proses pembakaran di ruang bakar atau paling sedikit sisa bahan bakar mentah (gas yg tdk terbakar

setelah gagal pengapian) yang terbuang pada waktu proses pembakaran. Perbandingan Kadar Emisi CO2 Emisi Karbon Dioksida (CO2)

Konsentrasi CO2 menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang bakar. Semakin tinggi maka semakin baik. Saat AFR berada di angka ideal, emisi CO2 berkisar antara 12% sampai 15%. Apabila AFR terlalu kurus atau terlalu kaya, maka emisi CO2 akan turun secara drastis. Apabila CO2 berada dibawah 12%, maka kita harus melihat emisi lainnya yang menunjukkan apakah AFR terlalu kaya atau terlalu kurus. Perlu diingat bahwa sumber dari CO2 ini hanya ruang bakar dan CC. Apabila CO2 terlalu rendah tapi CO dan HC normal, menunjukkan adanya Kebocoran exhaust pipe.

- Konsentrasi CO2 tinggi. Kondisi ini menunjukkan bahwa AFR berada dekat atau tepat pada kondisi ideal.

- Konsentrasi CO2 rendah. Kondisi ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kurus atau terlalu kaya dan kebocoran pada exhaust system.

5Kadar Emisi CO2 pada Mobil Tahun 2000 Perbandingan kadar emisi CO2 pada

mobil tahun 2000 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Innova tahun 2000 menghasilkan

nilai CO2 12,3 % vol. 2. Daihatsu Taruna tahun 2000 menghasilkan

nilai CO2 13,5 % vol. 3. Suzuki Baleno tahun 2000 menghasilkan

nilai CO2 15,4 % vol. Jika dilihat dengan batas minimum

yang ditentukan sebesar 12 % vol, maka untuk pengujian emisi CO2 nya masih batas aman.

Pada grafik kadar emisi CO2 pada kendaraan tahun 2000 dijelaskan bahwa Toyota Innova (12,3 % vol), Daihatsu Taruna (13,5 % vol) dan Suzuki Baleno (15,4 % vol) masih dalam keadaan normal karena lebih dari batas minimum yang di tentukan sebesar 12 % vol, Kondisi ini menunjukkan dekat pada kondisi ideal. Dengan alat test emisi yang digunakan maka perbandingan nilai kadar CO2 antara ketiga mobil tersebut yang paling baik kinerja

Page 10: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

30

mesin dan pembakarannya adalah Suzuki Baleno (15,4 % vol), karena nilai kadar CO2-nya lebih tinggi dari Daihatsu Taruna dan Toyota Innova . Semakin tinggi nilai kadar CO2 semakin sempurna pembakarannya dan semakin bagus akselerasinya.

Kadar Emisi CO2 Mobil Tahun 2004

Perbandingan kadar emisi CO2 pada mobil tahun 2004 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Vios tahun 2004 menghasilkan nilai

CO2 9,7 % vol. 2. Daihatsu Zebra tahun 2004 menghasilkan

nilai CO2 4,5 % vol. 3. Suzuki Aerio tahun 2004 menghasilkan nilai

CO2 14,2 % vol. Jika dilihat dengan batas minimum

yang ditentukan sebesar 12 % vol, maka untuk pengujian emisi CO2 nya masih batas aman.

Pada grafik kadar emisi CO2 pada tahun 2004 dijelaskan bahwa Toyota Vios (9,7 % vol) dan Daihatsu Zebra (4,5 % vol) CO2-nya terlalu rendah, kondisi ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kurus atau terlalu kaya dan mengalami kebocoran pada exhaust sistem, menandakan kerak di blok mesin sudah pekat, maka harus di over haul engine. Sedangkan Suzuki Aerio (14,2 % vol) masih dalam keadaan normal karena lebih dari batas minimum yang di tentukan sebesar 12 % vol. Dengan alat test emisi yang digunakan maka perbandingan nilai kadar CO2 antara ketiga mobil tersebut yang paling baik kinerja mesin dan pembakarannya adalah Suzuki Aerio (14,2 % vol), karena nilai kadar CO2-nya lebih tinggi dari Vios dan Daihatsu Zebra. Semakin tinggi nilai kadar CO2 maka semakin sempurna pembakarannya dan semakin bagus akselerasinya.

Kadar Emisi CO2 pada Mobil Tahun 2007

Perbandingan kadar emisi CO2 pada mobil tahun 2007 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Avanza tahun 2007 menghasilkan

nilai CO2 10,6 % vol. 2. Daihatsu Terios tahun 2007 menghasilkan

nilai CO2 16,3 % vol. 3. Suzuki APV Arena tahun 2007 menghasilkan

nilai CO2 14,3 % vol.

Jika dilihat dengan batas minimum yang ditentukan sebesar 12 % vol, maka untuk pengujian emisi CO2 nya masih batas aman.

Pada grafik kadar emisi CO2 pada kendaraan tahun 2007 dijelaskan bahwa Daihatsu Terios (16,3 % vol) dan Suzuki APV Arena (14,3 % vol) masih dalam keadaan normal karena lebih dari batas minimum yang di tentukan sebesar 12 % vol. Sedangkan Toyota Avanza (10,6 % vol) CO-nya rendah kondisi ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kurus atau terlalu kaya dan mengalami kebocoran pada exhaust sistem. Dengan alat test emisi yang digunakan maka perbandingan nilai kadar CO2 dari ketiga mobil tersebut yang paling baik kinerja mesin dan pembakarannya adalah Suzuki Aerio (16,3 % vol), karena nilai kadar CO2-nya lebih tinggi dari Suzuki APV Arena (14,3 % vol). Semakin tinggi nilai kadar CO2 semakin sempurna pembakarannya dan semakin bagus pula akselerasinya. Perbandingan Kadar Emisi O2 - Oksigen(O2)

Konsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO2. Untuk mendapatkan proses pembakaran yang sempurna, maka kadar oksigen yang masuk ke ruang bakar harus mencukupi untuk setiap molekul hidrokarbon

Dalam ruang bakar, campuran udara dan bensin dapat terbakar dengan sempurna apabila bentuk dari ruang bakar tersebut melengkung secara sempurna. Kondisi ini memungkinkan molekul bensin dan molekul udara dapat dengan mudah bertemu untuk bereaksi dengan sempurna pada proses pembakaran. Tapi sayangnya, ruang bakar tidak dapat sempurna melengkung dan halus sehingga memungkinkan molekul bensin seolah-olah bersembunyi dari molekul oksigen dan menyebabkan proses pembakaran tidak terjadi dengan sempurna.

Untuk mengurangi emisi HC, maka dibutuhkan sedikit tambahan udara atau oksigen untuk memastikan bahwa semua molekul bensin dapat “bertemu” dengan molekul oksigen untuk bereaksi dengan sempurna. Ini berarti AFR 14,7:1 (lambda = 1.00) sebenarnya merupakan kondisi yang sedikit kurus. Inilah yang menyebabkan oksigen dalam gas buang akan berkisar antara 0.5% sampai 1%. Pada mesin yang dilengkapi dengan CC, kondisi ini

Page 11: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

31

akan baik karena membantu fungsi CC untuk mengubah CO dan HC menjadi CO2.

Mesin tetap dapat bekerja dengan baik walaupun AFR terlalu kurus bahkan hingga AFR mencapai 16:1. Tapi dalam kondisi seperti ini akan timbul efek lain seperti mesin cenderung knocking, suhu mesin bertambah dan emisi senyawa NOx juga akan meningkat drastis.

Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah sekitar 1.2% atau lebih kecil bahkan mungkin 0%. Tapi kita harus berhati-hati apabila konsentrasi oksigen mencapai 0%. Ini menunjukkan bahwa semua oksigen dapat terpakai semua dalam proses pembakaran dan ini dapat berarti bahwa AFR cenderung kaya. Dalam kondisi demikian, rendahnya konsentrasi oksigen akan berbarengan dengan tingginya emisi CO. Apabila konsentrasi oksigen tinggi dapat berarti AFR terlalu kurus tapi juga dapat menunjukkan beberapa hal lain. Apabila dibarengi dengan tingginya CO dan HC, maka pada mobil yang dilengkapi dengan CC berarti CC mengalami kerusakan. Untuk mobil yang tidak dilengkapi dengan CC, bila oksigen terlalu tinggi dan lainnya rendah berarti ada kebocoran di exhaust system.

- Kosentrasi Oksigen. Menunjukkan jumlah udara yang masuk ke ruang bakar berbanding dengan jumlah bensin. Angka ideal untuk oksigen pada emisi gas buang adalah berkisar antara 1 % hingga 2 %.

- Konsentrasi oksigen tinggi. Ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kurus. Kondisi yang menyebabkan antara lain : - AFR yang tidak tepat. - Kebocoran pada saluran intake - Kegagalan pada sistem pengapian yang menyebabkan misfire

- Konsentrasi oksigen rendah. Kondisi ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kaya

Kadar Emisi O2 pada Mobil Tahun 2000

Perbandingan kadar emisi O2 pada mobil tahun 2000 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Innova tahun 2000 menghasilkan

nilai O2 3,69 % vol. 2. Daihatsu Taruna tahun 2000 menghasilkan

nilai O2 21,13 % vol 3. Suzuki Baleno tahun 2000 menghasilkan

nilai O2 0,49 % vol.

Pada grafik kadar emisi O2 pada kendaraan tahun 2000 dijelaskan bahwa Toyota Innova (3,69 % vol), Daihatsu Taruna (21,13 % vol) nilai kadar O2 tinggi ini menandakan knalpot ada masalah, baik itu bocor atau mampet, karena melebihi batas maksimum yang ditentukan sebesar 2 %. Sedangkan Suzuki Baleno (0,49 % vol) masih dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum. Dengan alat test emisi yang digunakan maka perbandingan nilai kadar O2 antara ketiga mobil tersebut yang paling sempurna proses pembakarannya adalah Suzuki Baleno (0,49 % vol), kondisi ini menunjukkan dekat pada kondisi ideal. Semakin kecil nilai kadar O2 semakin sempurna proses pembakarannya.

Kadar Emisi O2 pada Mobil Tahun 2004

Perbandingan kadar emisi O2 pada mobil tahun 2004 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Vios tahun 2004 menghasilkan nilai

O2 5,2 % vol. 2. Daihatsu Zebra tahun 2004 menghasilkan

nilai O2 19,92 % vol. 3. Suzuki Aerio tahun 2004 menghasilkan nilai

O2 0,42 % vol. Pada grafik kadar emisi O2 pada

kendaraan tahun 2004 dijelaskan bahwa Toyota Vios (5,2 % vol), Daihatsu Zebra (19,92 % vol) nilai kadar O2 kedua mobil tersebut terlalu tinggi, ini menandakan knalpot ada masalah, baik itu bocor atau mampet. Sedangkan Suzuki Baleno (0,42 % vol) masih dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum yang ditentukan sebesar 2 % vol. Dengan alat test emisi yang digunakan maka perbandingan nilai kadar O2 antara ketiga mobil tersebut yang paling sempurna proses pembakarannya adalah Suzuki Baleno (0,42 % vol), karena nilai kadar O2-nya lebih tinggi dari. Kondisi ini menunjukkan dekat pada kondisi ideal. Semakin tinggi nilai kadar O2 semakin sempurna proses pembakarannya.

Kadar Emisi O2 pada Mobil Tahun 2007

Perbandingan kadar emisi O2 pada mobil tahun 2007 adalah sebagai berikut: 1. Toyota Avanza tahun 2007 menghasilkan

nilai O2 5,91 % vol.

Page 12: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

32

2. Daihatsu Terios tahun 2007 menghasilkan nilai O2 0,13 % vol.

3. Suzuki APV Arena tahun 2007 menghasilkan nilai O2 0 % vol.

Jika dilihat dengan batas maksimum yang ditentukan sebesar 12 % vol, maka untuk pengujian emisi O2-nya masih batas ideal.

Pada grafik kadar emisi O2 pada kendaraan tahun 2007 dijelaskan bahwa Toyota Avanza (5,91 % vol) nilai kadar O2 tinggi, ini menandakan knalpot ada masalah, baik itu bocor atau mampet. sedangkan Daihatsu Terios (0,13 % vol) dan Suzuki APV Arena (0 % vol) masih dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum yang ditentukan sebesar 2 % vol. Dengan alat test emisi yang digunakan maka perbandingan nilai kadar O2 antara ketiga mobil tersebut yang paling sempurna proses pembakarannya adalah Suzuki APV Arena (0 % vol). Kondisi ini menunjukkan dekat pada kondisi ideal. Semakin tinggi nilai kadar O2 semakin sempurna proses pembakarannya.

Jadi perbandingan kadar emisi dari ketiga jenis kendaraan dan model mobil yang berbeda maka dapat di peroleh data-data hasil uji emisi sebagai berikut: - Kadar emisi mobil tahun 2000

Kadar emisi CO ari Toyota innova (0,44 % vol), Daihatsu Taruna (0,03 % vol) dan Suzuki Baleno (1,23 %) dalam keadaan normal, karena kurang dari batas maksimum 3,5 % vol.

Kadar emisi HC dari Toyota Innova (108 ppm vol), Daihatsu Taruna (75 ppm vol) dalam keadaan normal, sedangkan Suzuki Baleno (330 ppm vol) keadaan kurang normal, karena nilai kadarnya melebihi batas maksimum 300 ppm vol.

Kadar emisi CO2 dari Toyota Innova (12,3 % vol), Daihatsu Taruna (13,5 % vol) dan Suzuki Baleno (15,4 % vol) masih dalam keadaan normal karena lebih dari batas minimum 12 % vol.

Kadar emisi O2 dari Toyota Innova (3,69 % vol), Daihatsu Taruna (21,13 % vol) keadaan kurang normal, Sedangkan Suzuki Baleno (0,49 % vol) dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum 2 %.

- Kadar emisi mobil tahun 2004

Kadar emisi CO dari Toyota Vios (0,21 % vol), Daihatsu Zebra (0,05 % vol)

dan Suzuki Aerio (1,21 % vol) dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum 3,5 % vol.

Kadar emisi HC dari Toyota Vios (282 ppm vol) Daihatsu Zebra (55 ppm vol) dan Suzuki Aerio (240 ppm vol) masih dalam keadaan karena batas maksimum 300 ppm vol.

Kadar emisi CO2 dari Toyota Vios (9,7 % vol) dan Daihatsu Zebra (4,5 % vol) dalam keadaan kurang normal, sedangkan Suzuki Aerio (14,2 % vol) masih dalam keadaan normal karena lebih dari batas minimum 12 % vol.

Kadar emisi O2 dari Toyota Vios (5,2 % vol), Daihatsu Zebra (19,92 % vol) dalam keadaan kurang normal, sedangkan Suzuki Baleno (0,42 % vol) masih dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum 2 % vol.

- Kadar emisi mobil tahun 2007 Kadar emisi CO dari Toyota Avanza

(0,25 % vol), Daihatsu Terios (0,09 % vol) dan Suzuki APV Arena (0 % vol) dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum 3,5 % vol.

Kadar emisi HC dari Toyota Avanza (155 ppm vol), Daihatsu Terios (33 ppm) dan Suzuki APV Arena (60 ppm) dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum 300 ppm vol.

Kadar emisi CO2 dari Toyota Avanza (10,6 % vol) dalam keadaan tidak normal, sedangkann Daihatsu Terios (16,3 % vol) dan Suzuki APV Arena (14,3 % vol) dalam keadaan normal karena lebih dari batas minimum 12 % vol.

Kadar emisi O2 dari Toyota Avanza (5,91 % vol) dalam keadaan kurang normal, sedangkan Daihatsu Terios (0,13 % vol) dan Suzuki APV Arena (0 % vol) masih dalam keadaan normal karena kurang dari batas maksimum 2 % vol.

V. PENUTUP Kesimpulan

Dari hasil analisa uji emisi pada kendaraan Toyota, Daihatsu, dan Suzuki dapat disimpulkan bahwa: 1. Data tahun 2000 antara mobil Toyota Innova,

Daihatsu Taruna dan Suzuki Baleno yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Daihatsu Taruna. Data tahun 2004 antara mobil Toyota Vios, Daihatsu Zebra

Page 13: KAJIAN EMISI GAS BUANG KENDARAAN RODA EMPAT … 3_Jurnal... · dalam dan mesin pembakaran luar, ... udara akibat gas buang kendaraan bermotor di ... dikompresikan sehingga mencapai

Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Vol. 1 Nomor 1 Juni 2013

33

dan Suzuki Aerio yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Daihatsu Zebra. Data tahun 2007 antara mobil Toyota Avanza, Daihatsu Terios dan Suzuki APV Arena yang paling sempurna sistem pembakarannya adalah Suzuki APV Arena.

2. Semakin kecil kadar CO semakin sempurna proses pembakarannya dan bensin semakin irit, ini menunjukan bagaimana bahan bakar dan udara tercampur dan terbakar. Semakin tinggi kadar CO semakin boros bensinnya, ini menunjukan kurangnya udara dalam campuran.

3. Semakin kecil kadar HC pembakaran semakin sempurna, ini menunjukan sedikitnya bahan bakar yang terbuang. Semakin tinggi kadar HC semakin banyak sisa bahan bakar mentah (gas yang tidak terbakar setelah gagal pengapian) yang terbuang pada proses pembakaran, ini menunjukan banyaknya bahan bakar yang terbuang percuma.

4. Semakin tinggi kadar CO2 semakin sempurna pembakarannya dan semakin bagus akselerasinya. Semakin rendah kadar CO2 ini menandakan kerak diblok mesin sudah pekat kudu overhoul engine.

5. Semakin tinggi kadar O2 menandakan knalpot ada masalah baik itu bocor atau mampet, hal ini menunjukan banyaknya udara dalam campuran. Semakin kecil kadar O2 menandakan knalpot dalam keadaan normal.

DAFTAR PUSTAKA 1. Arifuddin. Penggerak mula motor bakar

torak, Univ. Gunadarma, Jakarta, 1999 2. Toyota Tra ining Manual. Engine Group Step

2. Jakarta, 1996 3. Archie, w. Culp, j. Prinsip- prinsip konversi

energi, terjemahan Ir. Darwin Sitompul, meng. Jakarta 1991

4. www.saft7.com 5.

http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_pembuangan

6. Kusnoputranto, H. Taksikologi lingkungan. UI Fakultas Kesehatan Masyarakat dan Pusat Penelitian Sumber Daya Manusia dan lingkungan. Jakarta, 1995

7. Satudju, Dj. Studi perencanaan udara kendaraan bermotor di DKI Jakarta, 1991