ANALISA EMISI GAS BUANG
I. TUJUAN PERCOBAAN
− − −
Mengetahui kadar CO pada gas buang kendaraan bermotor Mengetahui kadar NO pada gas buang kendaraan bermotor Dapat menganalisa hasil uji emisi terhadap kendaraan bermotor
II. ALAT DAN BAHAN
ALAT
− Portable combustion dan analyter 44 !A"AN
− Cuplikan berupa gas buang dari sepeda motor berbagai jenis
III. DASAR TEORI
Dalam mendukung usaha pelestarian lingkungan hidup# negara$negara di dunia mulai menyadari bah%a gas buang kendaraan merupakan salah satu polutan atau sumber pencemaran udara terbesar oleh karena itu# gas buang kendaraan harus dibuat &sebersih' mungkin agar tidak mencemari udara( Pada negara$negara yang memiliki standar emisi gas buang kendaraan yang ketat# ada ) unsur dalam gas buang kendaraan yang akan diukur yaitu senya%a "C# CO# CO*# O* dan senya%a NO+( ,edangkan pada negara$negara yang standar emisinya tidak terlalu ketat# hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senya%a "C# CO# CO* dan O*( Emisi Senyawa Hidroar!on !ensin adalah senya%a hidrokarbon# jadi setiap "C yang didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya bensin yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran( Apabila suatu senya%a hidrokarbon terbakar sempurna -bereaksi deng an oksigen. maka hasil reaksi pembakaran tersebut adalah karbondioksida -CO*. dan air-"/*O.( 0alaupun 0alaupun rasio perbandingan antara udara dan bensin -A123Air$to$1uel$2atio. sudah tepat dan didukung o leh desain ruang bakar mesin saat ini yang sudah mendekati ideal# tetapi tetap saja sebagian dari bensin seolah$ olah tetap dapat &bersembunyi' dari api saat terjadi proses pembakaran dan menyebabkan emisi "C pada ujung knalpot cukup tinggi(
ntuk mobil yang tidak dilengkapi dengan Catalytic Con5erter -CC.# emisi "C yang dapat ditolerir adalah ) ppm dan untuk mobil yang dilengkapi dengan CC# emisi "C yang dapat ditolerir adalah ) ppm( 6misi "C ini dapat ditekan dengan cara memberikan tambahan panas dan oksigen diluar ruang bakar untuk menuntaskan proses pembakaran( Proses injeksi oksigen tepat setelah e+haust port akan dapat menekan emisi "C secara drastis( ,aat ini# beberapa mesin mobil sudah dilengkapi dengan electronic air injection reaction pump yang langsung bekerja saat cold$start untuk menurunkan emisi "C sesaat sebelum CC mencapai suhu kerja ideal( Apabila emisi "C tinggi# menunjukkan ada 7 kemungkinan penyebabnya yaitu CC yang tidak ber8ungsi# A12 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( ,eharusnya suhu di outlet akan lebih tinggi minimal 9: daripada inletnya( Apabila CC bekerja dengan normal tapi "C tetap tinggi# maka hal ini menunjukkan gejala bah%a A12 yang tidak tepat atau terjadi mis8ire( A12 yang terlalu kaya akan menyebabkan emisi "C menjadi tinggi( ;ni bias disebabkan antara lain kebocoran 8uel pressure regulator# setelan karburator tidak tepat# 8ilter udara yang tersumbat# sensor temperature mesin yang tidak normal dan sebagainya yang dapat membuat A12 terlalu kaya( ;njector yang kotor atau 8uel pressure yang terlalu rendah dapat membuat butiran bensin menjadi terlalu besar untuk terbakar dengna sempurna dan ini juga akan membuat emisi "C menjadi tinggi( Apapun alasannya# A12 yang terlalu kaya juga akan membuat emisi CO menjadi tinggi dan bahkan menyebabkan outlet dari CC mengalami o5erheat# tetapi CO dan "C yang tinggi juga bisa disebabkan oleh rembasnya pelumas ke ruang bakar( Apabila hanya "C yang tinggi# maka harus ditelusuri penyebab yang membuat 6C memerintahkan injector untuk menyemprotkan bensin hanya sedikit sehingga A12 terlalu kurus yang menyebabkan terjadinya intermittent mis8ire( Pada mobil yang masih menggunakan karburator# penyebab mis8ire antara lain adalah kabel busi yang tidak baik# timing pengapian yang terlalu mundur# kebocoran udara disekitar intake mani8old atau mec hanical problem yang menyebabkan angka kompresi mesin rendah( ntuk mobil yang dilengkapi dengan sistem 61; dan CC# gejala mis8ire ini harus segera diatasi karena apabila didiamkan# 6C akan terus menerus berusaha membuat A12 menjadi kaya karena membaca bah%a masih ada oksigen yang tidak terbakar ini( Akibatnya CC akan mengalami o5erheat(
Emisi "ar!on Monosida #CO$
Apabila A12 sedikit saja lebih kaya dari angka idealnya -A12 ideal 3 lambda 3 9(. maka emisi CO akan naik secara drastis( >adi tingginya angka CO menunjukkan bah%a A12 terlalu kaya dan ini bisa disebabkan antara lain karena masalah di 8uel injection system seperti 8uel pressure yang terlalu tinggi# sensor suhu mesin yang tidak normal# air 8ilter yang kotor# PC? system yang tidak normal# karburator yang kotor a tau setelannya yang tidak tepat( Emisi "ar!on Diosida #CO%$ =onsentrasi CO* menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang bakar( ,emakin tinggi maka semakin baik( ,aat A12 berada di angka ideal# emisi CO* berkisar antara 9*: sampai 9):( Apabila A12 terlalu kurus atau terlalu kaya# maka emisi CO* akan turun secara drastis( Apabila CO* berada diba%ah 9*:# maka kita harus melihat emisi lainnya yang menunjukkan apakah A12 terlalu kaya atau terlalu kurus(
Perlu diingat bah%a sumber dari CO* ini hanya ruang bakar dan CC( Apabila CO* terlalu rendah tapi CO dan "C normal# menunjukkan adanya kebocoran e+haust pipe(
Osi&en =onsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO*( ntuk 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( =ondisi 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$olah bersembunyi dari molekul oksigen dan menyebabkan proses pembakaran tidak terjadi dengan sempurna( ntuk mengurangi emisi "C# maka dibutuhkan sedikit tambahan udara atau oksigen untuk memastikan bah%a semua molekul bensin dapat &bertemu' dengan molekul oksigen untuk bereaksi dengan sempurna( ;ni berarti A12 94#@9 -lambda 3 9(. sebenarnya merupakan kondisi yang sedikit kurus( ;nilah yang menyebabkan oksigen dalam gas buang akan berkisar antara (): sampai 9:( Pada mesin yang dilengkapi dengan CC# kondisi ini akan baik karena
membantu 8ungsi CC untuk mengubah CO dan "C menjadi CO*( Mesin tetap dapat bekerja dengan baik %alaupun A12 terlalu kurus bahkan hingga A12 mencapai 9B9( Tapi dalam kondisi seperti ini akan timbul e8ek lain seperti mesin cenderung knocking# suhu mesin bertambah dan emisi senya%a NO+ juga akan meningkat drastis( Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah sekitar 9(*: atau lebih kecil bahkan mungkin :( Tapi kita harus berhati$hati apabila konsentrasi oksigen mencapai :( ;ni menunjukkan bah%a semua oksigen dapat terpakai semua dalam proses pembakaran dan ini dapat berarti bah%a A12 cenderung kaya( Dalam kondisi demikian# rendahnya konsentrasi oksigen akan berbarengan dengan tingginya emisi CO( Apabila konsentrasi oksigen tinggi dapat berarti A12 terlalu kurus tapi juga dapat menunjukkan beberapa hal lain( Apabila dibarengi dengan tingginya CO dan "C# maka pada mobil yang dilengkapi dengan CC berarti CC mengalami kerusakan( ntuk mobil yang tidak dilengkapi dengan CC# bila oksigen terlalu tinggi dan lainnya rendah berarti ada kebocoran di e+haust sytem( Emisi senyawa NO'
,elain keempat gas diatas# emisi NO+ tidak dipentingkan dalam melakukan diagnose terhadap mesin( ,enya%a NO+ adalah ikatan kimia antara unsur nitrogen dan oksigen( Dalam kondisi normal atmosphere# nitrogen adalah gas inert yang amat stabil yang tidak akan berikatan dengan unsur lain( Tetapi dalam kondisi suhu tinggi dan tekanan tinggi dalam ruang bakar# nitrogen akan memecah ikatannya dan berikatan dengan oksigen( ,enya%a NO+ ini sangat tidak stabil dan bila terlepas ke udara bebas# akan berikatan dengan oksigen untuk membentuk NO*( ;nilah yang amat berbahaya karena senya%a ini amat beracun dan bila terkena air akan membentuk asam nitrat( Tingginya konsentrasi senya%a NO+ disebabkan karena tingginya konsentrasi oksigen d itambah dengan tingginya suhu ruang bakar( ntuk menjaga agar konsentrasi NO+ tidak tinggi maka diperlukan kontrol secara tepat terhadap A12 dan suhu ruang b akar harus dijaga agar tidak terlalu tinggi baik dengan 6<2 maupun long 5al5e o5erlap( Normalnya NO+ pada saat idle tidak melebihi 9 ppm( Apabila A12 terlalu kurus# timing pengapian yang terlalu tinggi atau sebab lainnya yang menyebabkan suhu ruang bakar meningkat# akan meningkatkan konsentrasi NO+ dan ini tidak akan dapat diatasi oleh CC atau sistem 6<2 yang canggih sekalipun( Tumpukan kerak karbon yang berada di ruang bakar juga akan meningkatkan kompresi mesin dan dapat menyebabkan timbulnya titik panas yang dapat meningkatkan kadar NO+( Mesin yang sering detonasi juga akan menyebabkan tingginya konsentrasi NO+( I(. PROSEDUR "ERJA
9( Menghubungkan selang penyaring udara# selang ,umpling udara dan kabel termokopel pada masing$masing konektornya pada bagian ba%ah analyer *( Mnyallakan analyer dengan menekan tombol &ONO11' selama beberapa detik hingga layar menyala 7( Analyer akan melakukan autoero setalah dinyalakan 4( Memasukan anama operator )( Masukan sampling probe ke bagian pembuangan gas pada kendaraan yang akan diuji B( Membiarkan analyer melakukan pembacaan hingga diperoleh hasil pembacaan yang tetap selama * menit dalam 7 kali percobaan @( Menekan tombol &print' untuk mencetak hasil mengukuran E( Melakukan pembuangan gas sisa pengukuran sebelum memulai engukuran baru dengan cara − Mencabut selang penyaring udara − Menekan tombol &ONO11' − Membiarkan analyer mati dengan sendirinya − Menghidipkan kembali analyer F( Menekan tombol &ONO11' selama beberapa detik untuk mematikan alat
(. DATA PENGAMATAN
NO
,ampel
!ahan bakar
9
A
!ensin
*
!
Pertama+
(I. PERHITUNGAN
− ,ampel A 6 ppm
NO+NO
6 ppm
9 ppm
− ,ampel ! 18 ppm
NO+NO
17 ppm
9#) ppm
(II. ANALISA DATA
T( 1lue -;. 44#7
T( Air -c. 79#*
))#7
7*#*
CO -ppm. B4B 99B
NO -ppm. B
NO+ -ppm. B
NO+N O 9
9@
9E
9#)
Pada percobaan analisa gas buang kami menganalisa dua sampel kendaraan dengan penggunaan bahan bakar yang berbeda# pada sampel A dengan bahan bakar bensin dan pada sampel ! dengan bahan bakar Pertama+( pada sampel A setelah melakukan analisis emisi gas buang temperatur 8lue 44#7oC# temperatur air 79#7oC# CO )4B ppm# NO B ppm# dan NO+NO adalah 9 ppm( pada sampel ! setelah dilakukan analisa emisi gas buang temperatur 8lue ))#7oC# temperatur air 7*#7oC# CO 99B ppm# NO 9@ ppm# NO+ 9E ppm# dan NO+NO adalah 9#) ppm( pada sampel A CO )4B ppm# CO yang ada berarti masih ramah lingkungan# sedangkan pada sampel ! CO yang ada 99B ppm bahkan sudah menjadi COd berarti kendaraan tidak ramah lingkungan lagi( standar NO+NO adalah 9#) pada sampel A dan ! masih belum melebihi standar NO+NO yang ada( kadar CO pada kendaraan bermotor tidak boleh lebih dari 7 ppm menurut keputusan Menteri Negara Lingkungan "idup Nomor 7) Tahun 9FF7( sedangkan pada NO+NO juga tidak boleh melibihi 9#)( jika keadaan gas buang kendaraan dibiarkan mengeluarkan kadar yang berlebihan seperti pada sampel ! maka akan berdampak buruk bagi kesehatan dan lingkungan sekitar(
(III. "ESIMPULAN
Pada sampel ! memiliki CO 99B yang melibihi ambang batas emisi gas buang NO+NO sampel A dan sampel ! masih memenuhi standar semakin kecil kadar CO semakin sempurna proses pembakaran dan bensin akan semakin irit# sebaliknya jika semakin tinggi kadar CO semakin boros bensinnya sampel A T 8lue 44#7 oC# T air 79#7 oC# CO )4B ppm# NO B ppm# NO+ B ppm sampel ! T 8lue ))#7 oC# T air 7*#* oC# CO 99B ppm# NO 9@ ppm# NO+ 9E ppm
DA)TAR PUSTA"A
− unggulpribadi(blogspot(com*F9sekelumit$analisa$gas$buang( − cepot(%ordpress(com*B994analisa$emisi$gas$buang − scribd(comdoc*)E***7B9Analisa$6misi$
GAMBAR ALAT
Portable Combustion Analyer
=6PT,AN M6NT62; N6
NO( 7) TA"N 9FF7 T6NTAN< AM!AN< !ATA, 6M;,;
=andungan CO - karbon momoksida . dan "C - hidro karbon . dan ketebalan asap pada pancaran gas buang 9( sepeda motor *-dua. langkah dengan bahan bakar bensin dengan bilangan oktan7 E@ ditentukan maksimum 4#): untuk CO dan 7E ppm untuk "C *( sepeda motor 4-empat. langkah dengan bahan bakar bensin dengan bilangan oktan7 E@ ditentukan maksimum 4#): untuk CO dan *4 ppm untuk "C 7( kendaraan bermotor selain sepeda * -dua. langkah dengan bahan bakar bensin dengan bilangan oktan7 E@ ditentukan maksimum 4#): untuk CO dan 9* ppm untuk "C 4( kendaraan bermotor selain sepeda motor * -dua. langkah dengan bahan bakar solar dengan bilangan oktan 7 4) dit%ntukan maksimum ekui5alen ): !osch pada diameter 9* mm atau *): opositi untuk ketebalan asap(
LAPORAN TETAP
=;M;A ANAL;T;= ;N,T2M6NT G
Disusun Oleh 9( *( 7( 4( )( B( @(
;rliandi >oko Prasetio =emas Ahlun Naar Leni Desi ,usanti M ;hsan =amil M 2iky Adhitya Putra Maria ,iholmarito ,imorangkir
-B944499@*@. -B944499@*E. -B944499@*F. -B944499@7. -B944499@79. -B944499@7*. -B944499@77.
;nstruktur
;da 1ebriana# ,(,i# M(T(
>udul
Analisa 6misi
>urusan
Teknik 6nergi
=elas
* 6< D
POLITE"NI" NEGERI SRI*IJA+A
