PENGARUH MAGNETASI BAHAN BAKAR DAN PENGGUNAAN KATALITIK TERHADAP EMISI GAS BUANG, TEMPERATUR AIR PENDINGIN DAN OLI PADA MESIN DIESEL SATU SILINDER

Transkripsi

1 PENGARUH MAGNETASI BAHAN BAKAR DAN PENGGUNAAN KATALITIK TERHADAP EMISI GAS BUANG, TEMPERATUR AIR PENDINGIN DAN OLI PADA MESIN DIESEL SATU SILINDER SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Adi Martuah Sinaga PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 ABSTRAK Tingginya emisi yang dihasilkan oleh mesin diesel yang berakibat buruk terhadap lingkungan adalah hal yang melatar belakangi timbulnya pengujian ini. Untuk itu, penting dilakukan magnetasi sebelum bahan bakar memasuki ruang bakar dan penambahan katalitik pada knalpot. Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh magnetasi bahan bakar dan katalitik konverter terhadap penurunan kadar emisi gas buang. Magnetasi bahan bakar dilakukan pada saluran (selang) bahan bakar sebelum bahan bakar memasuki ruang bakar dan pemasangan magnet pada saluran bahan bakar dipasang setelah saringan bahan bakar, sedekat mungkin dengan ruang bakar. Sedangkan katalitik dipasang pada saluran gas buang (knalpot berkatalitik). Data diperoleh langsung dari pembacaan alat ukur emisi gas buang (CO, HC, Opasitas), temperatur air pendingin dan temperatur oli yang kemudian hasilnya dijabarkan dalam bentuk tabel dan grafik. Temperatur air mengalami kenaikan pada saat katalitik konverter digunakan. Hal ini disebabkan oleh gas buang yang keluar melalui katalitik sedikit terhambat sebelum emisi dibuang kelingkungan, akibat penyaringan dan sekat-sekat yang ada dalam knalpot berkatalitik. Magnetasi bahan bakar dengan menggunakan magnet EV-1 yang memiliki gauss sebesar 2500, dapat mengurangi emisi rata-rata diatas 15-20% dibanding tidak memakai magnet dan penambahan katalitik pada saluran buang (knalpot). Kata kunci: Saluran bahan bakar, Katalitik, Magnetasi 10

11 ABSTRACT The highly emissions produced by diesel engines that adversely impact to the environment is the background for the emergence of this testing. For that, magnetation before fuel enters the combustion chamber and the exhaust catalytic additions become important. The purpose of research to determine the effect magnetation of fuel and catalytic converters to decreased levels of exhaust emissions. Magnetation conducted on channel (hose) of fuel before the fuel enters the combustion chamber and mounting magnets on fuel channel was installed after the fuel filter and as close as possible to the combustion chamber. Catalytic mounted in the exhaust gas duct (exhaust with catalytic). Data were obtained directly from the measuring instrument readings exhaust emissions (CO, HC, Opacity), cooling water temperature and oil temperature, then results described in the form of tables and graphs. Water temperature has increased during the catalytic converter is used. This is caused by exhaust gases exit through the catalytic slightly delayed before emissions disposed to the environment, due to the filtering and the barriers that exist in the catalytic exhaust. Magnetation of fuel by using magnets EV-1 which has a gauss of 2500, can reduce average emissions over 15-20% compared to not using magnetic and catalytic addition of the exhaust (muffler). Keywords: Fuel channels, Catalytic, Magnetation. 11

12 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat yang diberikannya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul Tugas Sarjana ini yaitu Pengaruh Magnetasi Bahan Bakar dan Penggunaan Katalitik Terhadap Emisi Gas Buang, Temperatur Air Pendingin dan Oli Pada Mesin Diesel Satu Silinder Dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini, penulis mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. M. Syahril Gultom,MT sebagai dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini. 2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. 3. Bapak Ir. Syahrul Abda, M.Sc selaku Ketua PPSE Departemen Teknik Mesin USU 4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU. 5. Kedua orang tua penulis, Ayahanda St S. Sinaga dan Ibunda L. Br Peranginangin, yang telah memberikan dukungan doa, materi dan semangat yang sangat luar biasa. 6. Segenap kerabat keluarga yang telah memberikan semangat dan doanya kepada penulis selama menyelesaikan pendidikan S Seluruh teman-teman penulis, baik teman satu angkatan 2011 juga temanteman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah menemani dan memberikan masukan serta semangat kepada penulis. Penulis menyadari sepenuhnya Tugas Sarjana ini masih jauh dari kesempurnaan dan banyak kekurangannya. Untuk itu penulis sangat 12

13 mengharapkan adanya saran dari para pembaca untuk memperbaiki dan melengkapi penulisan ini ke depannya, penulis berharap semoga tulisan ini dapat berguna dan memperkaya ilmu pengetahuan bagi para pembaca. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Medan, April 2015 Penulis, Adi Martuah Sinaga NIM

14 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTARA TABEL... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bahan Bakar Bahan Bakar Diesel Karakteristik Bahan Bakar Diesel (Solar) Mesin Diesel Siklus Diesel Ideal Prinsip Kerja Mesin Diesel Proses Pembakaran dan Bahan Bakar Nilai Kalor Bahan Bakar Air Fuel Ratio (AFR) Efisiensi Thermal Proses Terbentuknya Gas Buang Katalitik Konverter Magnet Asal Kemagnetan Medan Magnet Jenis Material Magnet Pengaruh Suhu Terhadap Perilaku Magnet

15 2.6 Efek Magnetasi Pada Bahan Bakar Diesel Reaktifitas Molekul Pelumasan Pengertian Pelumasan Sifat - Sifat Minyak Pelumas BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Alat Bahan Metode Pengumpulan Data Metode Pengolahan Data Pengamatan dan Tahap Pengujian Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Prosedur Pengujian Mesin Diesel Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Emisi Gas Buang Kadar CO (%) Kadar HC (ppm) Kadar Opasitas (%) Temperatur Air Pendingin Temperatur Oli BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA 15

16 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kategori Minyak Solar... 8 Tabel 2.2 Karakteristik Minyak Solar Indonesia... 9 Tabel 4.1 Data hasil pengujian dan perhitungan Bom Kalorimeter Tabel 4.2 CO Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.3 CO Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.4 CO Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.5 CO Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.6 HC Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.7 HC Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.8 HC Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.9 HC Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.10 Opasitas Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.11 Opasitas Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.12 Opasitas Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.13 Opasitas Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.14 Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.15 Temperatur Air Pendingin Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.16 Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.17 Temperatur Air Pendingin Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg

17 Tabel 4.18 Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.19 Temperatur Oli Dengan Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg Tabel 4.20 Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 4,5 Kg Tabel 4.21 Temperatur Oli Dengan Katalitik dan Pembebanan 4,5 Kg

18 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram P V dan Diagram T-s Siklus Ideal Diesel Gambar 2.2 Prinsip Kerja Mesin Diesel Gambar 2.3 Langkah Hisap Gambar 2.4 Langkah Kompresi Gambar 2.5 Langkah Usaha Gambar 2.6 Langkah Buang Gambar 2.7 Proses Pembakaran Motor Diesel Gambar 2.8 Catalitik Converter Gambar 2.9 Kutub-Kutub Magnet Gambar 2.10 Formasi Serbuk Besi yang Dipengaruhi Medan Magnet Gambar 2.11 Declustering Molekul Hidrokarbon yang Melewati Magnet Gambar 3.1 Mesin Diesel TD111 4-Langkah 1 Silinder dan TD Gambar 3.2 IC Engine Instrumentation TD Gambar 3.3 Heshbon Opacity Smokemeter HD Gambar 3.4 Heshbon Automative Emission Analyzer HG Gambar 3.5 Katalitik Konverter Gambar 3.6 Thermocouple Gambar 3.7 Magnet I (Magnet EV-1) dan Letak Pemasangannya Gambar 3.8 Magnet II (Magnet D1 Spec) dan Letak Pemasangannya Gambar 3.9 Magnet III (Magnet Femax Biru) dan Letak Pemasangannya Gambar 3.10 Diagram Alir Pengujian Mesin Gambar 3.11 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang Gambar 4.1 Grafik CO Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.2 Grafik CO Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg

19 Gambar 4.3 Grafik CO Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4.4 Grafik CO Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4,5 Grafik HC Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.6 Grafik HC Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.7 Grafik HC Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4.8 Grafik HC Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4.9Grafik Opasitas Tanapa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.10 Grafik Opasitas Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.11 Grafik Opasitas Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4.12Grafik Opasitas Dengan Katalitik Pembebeanan 4,5 Kg Gambar 4.13 Grafik Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.14 Grafik Temperatur Air Pendingin Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.15 Grafik Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4.16 Grafik Temperatur Air Pendingin Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4.17 Grafik Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.18 Grafik Temperatur Oli Dengan Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg Gambar 4.19 Grafik Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 4,5 Kg Gambar 4.20 Grafik Temperatur Oli Dengan Katalitik dan Pembebanan 4,5 Kg