1. Tahap awal dari proses yang dilakukan pada katalitik konverter adalah reduction
catalyst. Tahap ini menggunakan platinum dan rhodium untuk membantu mengurangi emisi NOx. Ketika molekul NO atau NO
2
bersinggungan dengan katalis, sirip katalis mengeluarkan atom nitrogen dari molekul dan menahannya. Sementara oksigen yang
ada diubah ke bentuk O
2
. Atom nitrogen yang terperangkap dalam katalis tersebut diikat dengan atom nitrogen lainnya sehingga terbentuk format N
2
. Rumus kimianya sebagai berikut:
2
NO N
2
+ O
2
atau
2
NO
2
N
2
+
2
O
2
. 2.
Tahap kedua dari proses di dalam katalitik konverter adalah oxidization catalyst. Proses ini mengurangi hidrokarbon yang tidak terbakar di ruang bakar dan CO dengan
membakarnya oxidizing melalui katalis platinum dan palladium. Katalis ini membantu reaksi CO dan HC dengan oksigen yang ada di dalam gas buang.
Reaksinya sebagai berikut;
2
CO + O
2 2
CO
2
. 3.
Tahap ketiga adalah pengendalian sistem yang memonitor arus gas buang. Informasi yang diperoleh dipakai lagi sebagai kendali sistem injeksi bahan bakar. Ada sensor
oksigen yang diletakkan sebelum katalitik konverter dan cenderung lebih dekat ke mesin ketimbang konverter itu sendiri. Sensor ini memberi informasi ke Electronic
Control System ECS seberapa banyak oksigen yang ada di saluran gas buang. ECS akan mengurangi atau menambah jumlah oksigen sesuai rasio udara-bahan bakar.
Skema pengendalian membuat ECS memastikan kondisi mesin mendekati rasio stoikiometri dan memastikan ketersediaan oksigen di dalam saluran buang untuk
proses oxidization HC dan CO yang belum terbakar. Setiap kendaraan memiliki jumlah sensor yang berbeda, tergantung dengan kebutuhan
dan teknologi mesinnya. Umumnya kendaraan yang menggunakan sistem injeksi menggunakan dua sensor oksigen yang berbeda tempat. Sensor tersebut berfungsi
memberikan informasi ke ECS agar mengatur kembali pasokan udara ke dalam ruang bakar.
2.5.4 Fungsi-Fungsi Lain Dari Katalitik Konverter
Universitas Sumatera Utara
Katalitik konverter yang merupakan bagian yang kompak dengan knalpot kendaraan bermotor memiliki fungsi lain sebagai pengurang kebisingan noise silencer dimana
dilakukan modifikasi pada daerah sekitar exhaust muffler. Salah satu karakteristik sebuah muffler adalah seberapa besar backpressureBP
tendangan balik yang dihasilkannya. Pada muffler knalpot bawaan pabrik motor yg beredar di Tanah Air umumnya terbentuk dari lubang, pemantul dan putaran pipaturn yang harus
dilewati gas buang. Disain seperti ini adalah untuk menghasilkan suara knalpot yang bersahabat dengan lingkungan, akan tetapi menghasilkan BP yang besar, yang mengurangi
power dari engine. Untuk mengatasi ini, dirancanglah tipe muffler yang menghasilkan BP yang jauh
lebih kecil, yang disebut “glass pack” atau “cherry bobm”. Tipe muffler ini hanya mengandalkan “penyerapan” untuk mengurangi level suara, dengan tanpa memberikan
halangan bagi aliran gas buang. Gas buang menglir lurus melalui pipa yang berlubang yang terbungkus lapisan glass wool, sehingga BP-nya kecil dan sebagian kecil suara di redam oleh
glass wool tsb. Jadi muffler jenis ini BP-nya kecil tapi suaranya masih cukup nyaring. memang cocok buat balapan.
Dari ilustrasi di atas, maka tipe muffler secara umum dibagi menjadi 2, yaitu mufflersilencer yg bersifat
1. Sound Absorption 2. Sound Cancelation
2.5.4.1. Sound Absorption MufflerSilencer
Pada silencer terdapat material peredam suara accoustical material untuk menurunkan level gelombang suara. Ketebalan dari peredam tidak sembarangan, akan tetapi
harus disesuaikan, dengan pada frekuensi berapa penyebab berisik yang harus diredam perhitungan menyusul di artikel berikutnya. Bentuk yang umum dari silencer jenis ini
seperti gambar 2.6 di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Sound Absorptio 2.5.4.2. Sound Cancelation MufflerSilencer
Dalam silencer ini terdapat beberapa elemen yang tersusun secara paralen dan serial yang bertujuan, untuk menghasilkan gelombang pantulan dengan fasa terbalik yang
diarahkan kembali ke sumbernya, sehingga penjumlahan dari dua gelombang tersebut akan saling menghilangkan cancelation. Biasanya diterapkan pada motor standar, yang bentuk
silencernya seperti gambar 2.7 di bawah ini.
Gambar 2.7 Sound cancelation Muffler
Saat ini telah umum dikembangkan muffler yang merupakan kombinasi dari tipe absorption dan cancelation, yang tujuannya tiada lain adalah menghasilkan muffler dengan
BP sekecil mungkin dan suara sesuai dengan standar perundangan yg berlaku. Bentuknya ditunjukkan pada gambar 2.8 di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 Kombinasi Absorption dan Cancelation
Terlihat pada pinggirnya terdapat glass wool yang berfungsi sebagai penyerap energi suara yang masuk melalui dinding yng berlubang. Dan pada bagian tengah terdapat plat-plat
yang berfungsi sebagai penghilang suara knalpot.
Gambar 2.9 Skema Pereduksian Kebisingan
Sehingga suara panah biru yang keluar kecil, sementara aliran gas buang tidak terganggu.
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Persiapan bahan baku dilakukan di laboratorium PIK Proses Industri Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera utara selama lebih kurang 5 minggu. Pengujian
dilakukan di laboratorium motor bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara selama lebih kurang 2 minggu.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: 1.
Mesin Diesel Small engine Test TD111-MKII
Gambar 3.1 Mesin Diesel Small engine Test TD111-MKII Spesifikasi:
Model : TD115-MKII
Type : 1 Silinder, 4 Langkah, dan Horizontal
Max output : 4.2 kW
Rated output : 2.5 kW
Max speed : 3750 rpm
2. Engine Smoke meter dan Gas Analyzer yang disambungkan ke Star Gas Analyzer untuk
megetahui emisi gas buang motor
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Engine Smoke meter dan Gas Analyzer Spesifikasi engine Smoke Meter Opacity
Model No : HD
– 410 Measuring Range : 0.00 – 100
Absorption Coeff : 0.00 – 21.42 m
-1
RPM : 0
– 8000 RPM Oil Temp
: 0 - 150
o
C Operation Temp : -10 – 40
o
C
Spesifikasi Gas Analyzer HC dan CO
Model No : HG
– 510 Measuring Range CO : 0.00 – 9.99
HC : 0 - 9999 ppm Operation temperature : 0
o
C – 40
o
C Power
: 220 V Serial No
: 2G9C0101
Universitas Sumatera Utara
3. Katalitik Konverter
Katalitik konverter seperti ditunjukkan pada gambar 3.3 di bawah, berfungsi untuk mengurangi kadar emisi dari mesin diesel. Pengurangan emisi yang diharapkan adalah
pengurangan kadar HC, CO dan Opacity
Gambar 3.3 Catalitic Converter 4.
Tec Equpment TD-114 Tec equipment TD-114 digunakan untuk melihat data keluaran yang akan
digunakan untuk perhitungan performansi mesin. Data keluaran yang diambil antara lain; Putaran RPM, Torsi Nm, Suhu Exhaust
o
C, dan Tekanan Udara mmH
2
O. Tec Equipment TD-114 ditunjukkan pada gambar 3.4 di bawah ini:
Gambar 3.4 Tec Equipment TD-114
Universitas Sumatera Utara
3.2.2. Persiapan bahan baku
