PENGARUH PENAMBAHAN JUMLAH PIPA BERGELOMBANG STAINLESS STEEL PADA BAGIAN BELAKANG KNALPOT SEPEDA MOTOR YAMAHA JUPITER Z TAHUN 2004 TERHADAP EMISI GAS BUANG HC

(1)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH PENAMBAHAN JUMLAH PIPA BERGELOMBANG STAINLESS STEEL PADA BAGIAN BELAKANG KNALPOT SEPEDA MOTOR YAMAHA JUPITER Z TAHUN 2004 TERHADAP EMISI GAS

BUANG HC

SKRIPSI

Oleh :

ARI DAMAR NUGROHO K 2506013

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

(2)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH PENAMBAHAN JUMLAH PIPA BERGELOMBANG STAINLESS STEEL PADA BAGIAN BELAKANG KNALPOT SEPEDA MOTOR YAMAHA JUPITER Z TAHUN 2004 TERHADAP EMISI GAS

BUANG HC

Oleh :

ARI DAMAR NUGROHO K 2506013

Skripsi

Ditulis dan diajukan Untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Pada Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

(3)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

(4)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

(5)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

(6)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi ABSTRACT

Ari Damar Nugroho. EFFECT OF ADDITION OF STAINLESS STEEL SURGE PIPE ON THE BACK OF MOTORCYCLE EXHAUST YAMAHA JUPITER Z YEAR 2004 ON HC EMISSION EXHAUST, Thesis. Surakarta: Faculty of Teacher Training and Education Sebelas Maret University in Surakarta, October 2010.

The purpose of this research were (1) To investigate the levels of HC in the exhaust gas discharge plant with discharge standards which are the addition of stainless steel pipe in the form of tool-lowering exhaust emissions at the 2004 Yamaha motorcycle. (2) To investigate the number of surge what is the content of the lowest HC exhaust gas aids for lowering exhaust emissions on Jupiter Z Yamaha motorcycle in 2004.

This research uses experimental methods. Population is a Yamaha Jupiter Z 2004. Sample was taken with a purposive sampling technique. This research data is numeric. This figure shows the levels of exhaust HC obtained from experiments conducted at the Laboratory of Automotive Engineering Education Research Program FKIP UNS using a gas analyzer. Analysis of the data in this research using normality test Liliefors method used to test the state of the sample distribution and homogeneity test using the method of Bartlet. Hypothesis test using one-way Anova test to determine the effect of lowering the tool exhaust emissions and z test to determine the number of surge what is the exhaust gas HC concentration of the lowest. Based on the results of this research concluded: 1) The increase of number of surge pipe stainless steel at the back of a motorcycle muffler Yamaha Jupiter Z 2004 of the HC exhaust emission levels of exhaust gas yield decreased HC, where Fobs = 84.45> Ftable = 5 , 29. 2). Levels of exhaust HC lowest obtained by varying the surge winding 7 at Jupiter Z Yamaha motorcycle in 2004, where zobs = −12,639 and z table = 3.365.

(7)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii ABSTRAK

Ari Damar Nugroho. PENGARUH PENAMBAHAN JUMLAH PIPA BERGELOMBANG STAINLESS STEEL PADA BAGIAN BELAKANG KNALPOT SEPEDA MOTOR YAMAHA JUPITER Z TAHUN 2004 TERHADAP EMISI GAS BUANG HC, Skripsi. Surakarta : Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Oktober 2010.

Tujuan penelitian ini adalah (1) Untuk menyelidiki kadar gas buang HC pada saluran buang standar pabrik dengan saluran buang yang diberi penambahan pipa stainless steel dalam bentuk alat bantu penurun emisi gas buang pada sepeda motor Yamaha tahun 2004. (2) Menyelidiki pada jumlah gelombang berapakah kadar gas buang HC yang paling rendah untuk alat bantu penurun emisi gas buang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Populasi adalah sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004. Sampel diambil dengan teknik Purposive Sampling yaitu sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004 dengan nomor mesin 5TP531408. Data penelitian ini berupa angka yang menunjukkan kadar gas buang HC. Eksperimen dilaksanakan di Laboratorium Otomotif Program Studi Pendidikan Teknik Mesin FKIP UNS dengan menggunakan Gas Analyser. Analisa data dalam penelitian ini menggunakan uji normalitas metode Liliefors yang digunakan untuk menguji keadaan distribusi sampel dan uji homogenitas dengan menggunakan metode Bartlet. Uji hipotesis menggunakan uji anava satu arah untuk mengetahui pengaruh penambahan alat bantu penurun emisi gas buang HC dan uji z untuk mengetahui pada jumlah gelombang berapakah kadar gas buang HC yang paling rendah.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan: 1) Penambahan jumlah pipa bergelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004 terhadap emisi gas buang HC menghasilkan kadar gas buang HC yang menurun, di mana Fobs = 84,45 > Ftabel = 5,29. 2). Kadar gas buang HC paling rendah diperoleh dengan variasi lilitan sebanyak 7 gelombang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004, di mana zobs = −12,639 dan z tabel = 3,365.

(8)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii MOTTO

Orang yang menaklukkan kemarahannya telah menaklukkan musuh yang kuat.

Mengetahui apa yang benar adalah langkah pertama untuk mengetahui apa yang salah.

Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru bekerja karena mereka terinspirasi, namun mereka menjadi terinspirasi karena mereka lebih suka bekerja. Mereka tidak menyia-nyiakan waktu untuk menunggu inspirasi. (Ernest Newman)

Kata-kata kita mempunyai kuasa untuk membangun atau menjatuhkan.

Janji akan surga adalah pengharahan kekal kita.

Pengharapan dapat dipicu oleh sepercik semangat yang menguatkan.

Apabila engkau menyerahkan kepada orang lapar apa yang kau inginkan sendiri dan memuaskan hati orang yangtertindas maka terangmu akan terbit dalam gelap.

(Yesaya 58:10)

(9)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan mengucap puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, dengan segala kerendahan hati, karya ini kupersembahkan kepada:

Ibunda dan Ayahanda tercinta yang senantiasa membimbingku dan selalu mengiringiku dengan do’a dan kasih sayang.

Kakakku tercinta yang selalu menjadi motivator.

Pujaan hatiku yang selalu mendo’akanku dan selalu menjadi motivasiku.

Eko Prasetyo, Amin Iskandar, M. Rosyad Sudrajat, Neade Suharto, Ade Saputra, Erna Ari Trisnawati, Deby Arisma, Ari Yulianto yang sudah menjadi

teman dekat dan ikut mendukung sampai selesai.

Semua Dosen PTM yang telah membimbing saya selama kuliah di PTM.

Teman-teman PTM angkatan 2006 seperjuangan.

(10)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah Yang Maha Sempurna yang telah memberikan banyak kenikmatan kepada penulis, salah satunya adalah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul “Pengaruh Penambahan Jumlah Pipa Bergelombang Stainless Steel pada Bagian Belakang Knalpot Sepeda Motor Yamaha Jupiter Z Tahun 2004 terhadap Emisi Gas Buang HC”. Dalam menyusun skripsi ini penulis mendapat bantuan dari banyak pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat :

1. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Ketua Program Pendidikan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Koordinator Skripsi Pendidikan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bapak Drs.C.Sudibyo M.T. selaku Dosen pembimbing I, yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyusun proposal skripsi. 5. Bapak Drs. Karno MW, S.T.selaku Dosen pembimbing II, yang telah

membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyusun proposal skripsi 6. Teman-teman mahasiswa Program Teknik Mesin Mesin angkatan tahun

2006.

7. Segenap karyawan Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS. 8. Ibu, Bapak, dan keluargaku tercinta yang telah memberikan sumbangan

besar baik moril maupun materil.

9. Teman-teman seperjuangan di Program Studi Pendidikan Teknik Mesin.

Penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan, sehingga skripsi ini jauh dari sempurna. Untuk itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kebaikan laporan ini sangat penulis harapkan.

(11)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Akhirnya, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca sebagai acuan pelaksanaan penelitian dan semua pihak yang memerlukannya. Semoga Allah senantiasa memberikan berkat bagi kita semua. Amin.

Surakarta, Oktober 2010

(12)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGAJUAN ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN SURAT PERNYATAAN ... iv

HALAMAN PENGESAHAN ... v

HALAMAN ABSTRAK ... vi

HALAMAN MOTTO ... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Identifikasi Masalah ... 4

C. Pembatasan Masalah ... 4

D. Perumusan Masalah ... 5

E. Tujuan Penelitian ... 5

F. Manfaat Penelitian ... 5

BAB II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ... 7

1. Prinsip Kerja Motor 4 Langkah ... 8

2. Udara ... 8

3. Polutan Udara ... 9

4. Hidrokarbon (HC) dan Oksidan Fotokimia ... 9

5. Pengaruh Hidrokarbon dan Oksidan Fotokimia terhadap Lingkungan ... 12

(13)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

6. Kontrol Terhadap Hidrokarbon dan Polutan Fotokimia ... 14

7. Stainless Steel ... 16

8. Diskripsi Fiktif Alat Tambahan ... 18

B. Penelitian yang Relevan ... 21

C. Kerangka Berpikir ... 22

D. Hipotesis Penelitian ... 24

BAB III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 25

B. Metode Penelitian... 25

C. Teknik Sampling ... 26

D. Teknik Pengumpulan Data ... 27

E. Teknik Analisis Data ... 34

BAB IV. HASIL PENELITIAN A. Deskripsi Data ... 39

B. Pengujian Prasyaratan Analisis ... 41

1. Uji Normalitas ... 41

2. Uji Homogenitas ... 42

C. Pengujian Hipotesis ... 43

1. Hasil Pengujian Hipotesis dengan Analisis Variansi Satu Jalan ... 43

2. Hasil Pengujian Hipotesis dengan Uji Z ... 44

D. Pembahasan Hasil Analisis Data ... 46

BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A. Simpulan Penelitian ... 48

B. Implikasi ... 48

C. Saran ... 49 DAFTAR PUSTAKA

(14)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Perkembangan Kendaraan Bermotor Menurut Jenisnya

Tahun 2000-2008 ... 1 Tabel 2. Ambang Batas Emisi Gas Buang Sepeda Motor Lama ... 2 Tabel 3. Pengaruh Hidrokarbon pada Manusia ... 13 Tabel 4. Perbandingan Kadar Gas Buang HC pada Knalpot Standar dan

Knalpot dengan Alat Tambahan ... 35 Tabel 5. Ringkasan Perhitungan Homogenitas dengan Uji Bartlett. ... 36 Tabel 6. Daftar Anava Satu Arah. ... 37 Tabel 7. Data Hasil Pengukuran Kadar Gas HC pada Saluran Buang

Yamaha Jupiter Z Tahun 2004. ... 39 Tabel 8. Hasil Perhitungan dengan Metode Lilliefors ………... 42 Tabel 9. Hasil Uji Homogenitas………. 43 Tabel 11. Ringkasan Hasil Uji F Anava Satu Arah untuk Kadar

(15)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Siklus Kerja Motor Bensin ... 8 Gambar 2. Reaktor Ekshaust Thermal ... 16 Gambar 3. Skema Paradigma Penelitian ... 23 Gambar 4. Letak Pemasangan Pipa Stainless Steel yang Dipasang pada

Alat Bantu Penurun Emisi Gas Buang pada Saluran Buang Yamaha Jupiter Tahun 2004. ... 29 Gambar 5. Skematik Perpindahan Panas Dalam Alat Bantu Tambahan ... 29 Gambar 6. Skematik Distributor Gas Buang Untuk Mengurangi Efek

Kompresibilitas Fluida ... 30 Gambar 7. Gas Analyzer ... 30 Gambar 8. Bagan Aliran Proses Eksperimen ... 34 Gambar 9. Histogram Pengaruh Penambahan Jumlah Pipa Bergelombang

Stainless Steel Pada Bagian Belakang Knalpot Sepeda Motor Yamaha Jupiter Z Tahun 2004 Terhadap Emisi Gas Buang HC 40 Gambar10. Grafik Pengaruh Penambahan Jumlah Pipa Bergelombang

Stainless Steel Pada Bagian Belakang Knalpot Sepeda Motor Yamaha Jupiter Z Tahun 2004 Terhadap Emisi Gas Buang HC 41

(16)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Data Hasil Penelitian Kadar Gas CO ... 53

Lampiran 2 Standar Deviasi untuk Uji Normalitas ... 54

Lampiran 3 Uji Normalitas... 56

Lampiran 4 Uji Homogenitas ... 60

Lampiran 5 Uji Analisis Variansi Satu Jalan ... 62

Lampiran 6 Uji Z (Analisis Rataan)... 64

Lampiran Surat-Surat Administrasi Skripsi Lampiran 1 Surat Penunjukkan Pembimbing I ... 71

Lampiran 2 Surat Penunjukkan Pembimbing II ... 72

Lampiran 3 Presensi Seminar Skripsi ... 73

Lampiran 4 Surat Permohonan Ijin Menyusun Skripsi ... 74

Lampiran 5 Surat Keputusan Dekan FKIP UNS ... 75

(17)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1 BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkembangan industri otomotif akhir-akhir ini sangat pesat. Perkembangan industri otomotif tersebut dapat dilihat dari banyaknya produk-produk baru, baik mobil maupun sepeda motor yang ada di pasaran. Tentunya dengan menghadirkan keunggulan teknologi dan spesifikasinya.

Berdasarkan data yang diperoleh dari Biro Pusat Statistik (BPS) tahun 2008 menunjukkan angka pertumbuhan kendaraan bermotor dari tahun 1999 jumlah sepeda motor 13.053.148, dan tahun 2008 sudah mencapai 47.683.681 kendaraan. Dalam kurun waktu 9 tahun peningkatan jumlah sepeda motor sudah mencapai 260%. Belum termasuk kendaraan penumpang, bus dan truk yang juga terus mengalami peningkatan setiap tahunnya. Pertumbuhan tersebut jelas akan membawa pengaruh meningkatnya pemakaian bahan bakar minyak dan dengan sendirinya polusi udara akibat dari emisi buang kendaraan bermotor menjadi tidak dapat terhindari lagi.

Tabel 1. Perkembangan Kendaraan Bermotor Menurut Jenisnya Tahun 2000-2008 Tahun Mobil

Penumpang

Bus Truk Sepeda

motor

Jumlah

2000 3 038 913 666 280 1 707 134 13 563 017 18 975 344 2001 3 261 807 687 770 1 759 547 15 492 148 21 201 272 2002 3 403 433 714 222 1 865 398 17 002 140 22 985 193 2003 3 885 228 798 079 2 047 022 19 976 376 26 706 705 2004 4 464 281 933 199 2 315 779 23 055 834 30 769 093 2005 5 494 034 1 184 918 2 920 828 28 556 498 38 156 278 2006 6 615 104 1 511 129 3 541 800 33 413 222 45 081 255 2007 8 864 961 2 103 423 4 845 937 41 955 128 57 769 449 2008 9 859 926 2 583 170 5 146 674 47 683 681 65 273 451 ( Sumber: www.bps.go.id, 27 mei 2010) Dengan peningkatan jumlah produk industri otomotif tersebut, secara tidak langsung berpengaruh terhadap peningkatan jumlah kendaraan bermotor. Hal itu, juga berpengaruh terhadap peningkatan polutan yang dikeluarkan dari asap gas buang kendaraan bermotor. Diperkirakan 70% polusi udara di kota-kota

(18)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

besar disebabkan oleh emisi gas buang kendaraan bermotor. Gas buang kendaraan bermotor menghasilkan 60% karbon monoksida (CO), 15% hidrokarbon (HC) dan sisanya terdiri dari oksida nitrogen (NOx), sulfur oksida (SOx) dan partikulat. (Bachrun, 1993).

Polutan karbon monoksida (CO), hidrokarbon (HC) dan nitrogen oksida (NOx) tak kalah berbahayanya. Gas CO jika batas WHO dilampaui dapat mengurangi oksigen dalam darah, mengganggu hati dan sakit kepala (Larderel dkk, 1993). CO dapat juga memperlambat refleksi dan radang tenggorokan (Hardianto, 1998). Lebih jelasnya, CO apabila bercampur dengan oksigen dan dihirup oleh manusia, maka CO akan bereaksi dengan hemoglobin (Hb) yang mengakibatkan kemampuan darah untuk mentransfer oksigen mulai berkurang.

Gas HC dapat menyebabkan iritasi mata, batuk, rasa mengantuk dan bercak kulit (Hardianto, 1998). Gas HC yang beraroma pada konsumsi rendah dapat menyebabkan iritasi pada mata dan hidung dan dapat meracuni urat saraf. Sedangkan gas NOx dapat mengganggu sistem pernafasan dan merusak paru-paru. Gas NOx dapat mengganggu pernafasan, merusak jaringan sel dan iritasi pada mata (Solaiman, 1993) dan jika NOx bergabung dengan air akan membentuk hujan asam dan sangat berbahaya bagi lingkungan.

Mengingat bahaya-bahaya emisi gas buang seperti tersebut di atas, perlu usaha-usaha dalam penanggulangannya agar dampak negatif dari emisi gas buang dapat berkurang, sekaligus ikut membantu mensukseskan program langit biru yang dicanangkan oleh pemerintah.

Tabel 2. Ambang Batas Emisi Gas Buang Sepeda Motor Lama

Kategori Tahun

Pembuatan

Parameter Metode Uji CO (%) HC (ppm)

Sepeda motor 2 langkah < 2010 4,5 12000 idle Sepeda motor 4 langkah < 2010 5,5 2400 idle Sepeda motor (2 langkah

dan 4 langkah)

≥ 2010 4,5 2000 idle

(19)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Ada beberapa upaya untuk mereduksi emisi gas buang yang ditimbulkan oleh kendaraan bermotor dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:

1. Mengembangkan substitusi bahan bakar dengan tujuan untuk mengurangi polutan (substitusi ini bisa berupa bahan bakar tanpa timbal ataupun gas).

2. Mengembangkan sumber tenaga alternatif yang rendah polusi (sumber tenaga bisa berupa tenaga listrik, tenaga surya, ataupun tenaga angin).

3. Memodifikasi mesin untuk mengurangi jumlah polutan yang terbentuk (modifikasi mesin bisa dilakukan baik dengan menggunakan turbo cyclone, memperbaiki sistem pencampuran bahan bakar, maupun dengan mengatur pendinginan di dalam ruang bakar).

4. Mengembangkan sistem pembuangan yang lebih sempurna (sistem pembuangan dari gas buang bisa disempurnakan dengan menggunakan semacam reheater ataupun dengan menggunakan catalytic converter yang biasanya dipasang pada kendaraan mewah).

5. Memperbaiki sistem pengapian (sistem pengapian kendaraan dapat diperbaiki dengan mengatur ignition time dan delay period dari motor bakar, salah satunya adalah dengan menggunakan power ignition, EFI (Electronic Full Injection).

6. Meningkatkan perawatan kendaraan bermotor dengan jalan memeriksa kandungan gas buang setiap 6 atau 12 bulan.

7. Menghindari cara pemakaian yang justru menghasilkan polutan yang tinggi (beberapa cara pemakaian yang salah adalah dengan melakukan kebut-kebutan di jalan raya, menambahkan pelumas pada knalpot kendaraan sehabis di servis, dan beban angkut yang melebihi kapasitas daya angkut motor).

Salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk mereduksi emisi gas buang adalah dengan pemasangan alat bantu penurun emisi gas buang yang dipasang pada sistem saluran pembuangan emisi gas dengan menggunakan konsep reheater . Dan salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai alat bantu penurun emisi gas buang untuk menurunkan kadar gas buang adalah pipa stainless steel. Berdasarkan latar belakang tersebut di atas menimbulkan keinginan untuk

(20)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

melakukan penelitian dan menyusun skripsi yang berjudul ”Pengaruh Penambahan Jumlah Pipa Bergelombang Stainless Steel Pada Bagian Belakang Knalpot Sepeda Motor Yamaha Jupiter Z Tahun 2004 Terhadap Emisi Gas Buang HC”.

B. Identifikasi Masalah

Dari latar belakang masalah di atas dapat diidentifikasikan permasalahan – permasalahan sebagai berikut :

1. Pertumbuhan kendaraan bermotor di kota-kota besar di Indonesia sangat tinggi sehingga menimbulkan berbagai masalah seperti polusi udara.

2. 70% polusi udara di kota-kota besar di Indonesia disebabkan oleh emisi gas buang kendaraan bermotor.

3. Emisi gas buang kendaraan bermotor mengandung bahan-bahan polutan yang berbahaya bagi kesehatan manusia.

4. Program langit biru yang dicanangkan pemerintah belum terlaksana dengan baik.

5. Pemasangan alat bantu penurun emisi gas buang yang dipasang pada sistem saluran pembuangan emisi gas dengan menggunakan konsep reheater dan catalytic converter dapat mereduksi emisi gas buang.

C. Pembatasan Masalah

Untuk lebih memperjelas pengkajian dalam pemecahan masalah, maka pembahasan dalam penulisan penelitian ini perlu adanya beberapa batasan agar masalah dapat dijawab dan dikaji secara mendalam. Adapun batasan-batasannya yaitu:

1. Penggunaan pipa bergelombang stainless steel sebagai peruduksi emisi gas buang dalam bentuk alat bantu tambahan penurun emisi gas buang dipasang pada bagian belakang knalpot.

2. Pipa bergelombang stainless steel yang digunakan dalam alat bantu penurun emisi gas buang dalam bentuk gelombang dengan jumlah 3 gelombang, 5 gelombang dan 7 gelombang.

(21)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3. Unsur gas buang yang diukur adalah hidrokarbon (HC).

4. Knalpot yang digunakan untuk penelitian adalah knalpot Yamaha Jupiter Z 2004 standar pabrik dengan penambahan alat bantu penurun emisi gas buang.

D. Perumusan Masalah

Berdasarkan beberapa uraian pada latar belakang di atas maka ditentukan perumusan sebagai berikut :

1. Adakah pengaruh yang signifikan antara kadar gas buang HC pada saluran buang standar pabrik dengan saluran buang dengan penambahan pipa stainless steel dalam bentuk alat bantu penurun emisi gas buang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004?

2. Pada jumlah gelombang berapakah kadar gas buang HC mengalami penurunan yang signifikan dalam bentuk alat bantu penurun emisi gas buang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004?

E. Tujuan

Berdasarkan permasalahan di atas maka tujuan hendak dicapai dalam penelitian ini adalah

1. Untuk menyelidiki kadar gas buang HC pada saluran buang standar pabrik dengan saluran buang yang diberi penambahan pipa stainless steel dalam bentuk alat bantu penurun emisi gas buang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004.

2. Menyelidiki pada jumlah gelombang berapakah kadar gas buang HC yang paling rendah untuk alat bantu penurun emisi gas buang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004.

F. Manfaat Penelitian 1. Manfaat Teoritis

a. Menambah khasanah ilmu pengetahuan khususnya bidang studi yang berkaitan dengan penelitian ini seperti pelajaran motor bakar.

(22)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

c. Sebagai referensi untuk mengembangkan teknik-teknik untuk menurunkan emisi gas buang pada sepeda motor.

2. Manfaat Praktis

a. Bagi pembaca, untuk mengetahui pengaruh penggunaan pipa stainless steel dalam bentuk alat bantu penurun emisi gas buang terhadap emisi gas buang HC pada sepeda motor Yamaha tahun 2004.

b. Bagi masyarakat, dapat menjadi sumber informasi dalam bidang otomotif dan mengaplikasikan metode pada penelitian ini untuk menurunkan kadar gas HC pada kendaraannya.

(23)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

Pertumbuhan sektor transportasi darat telah dikenal sebagai salah satu sektor indikatif dalam pembangunan ekonomi yang menyeluruh. Perkembangan sektor ini akan secara langsung mencerminkan pertumbuhan pembangunan ekonomi yang sedang berlangsung (mencapai hampir 20 juta unit dengan pertumbuhan 13 % pertahun ). Namun demikian, sektor ini dikenal pula sebagai salah satu sektor yang menjadi sumber pencemar udara. Gas-gas beracun dari jutaan knalpot setiap harinya menimbulkan masalah karena berdampak pada penurunan kualitas udara, berbagai penyakit kronis bila dihirup oleh manusia dan mahluk lainnya, tumbuhan dan dapat merusak benda-benda lainnya. Data dari Kementrian Lingkungan Hidup (KLH) menyebutkan, polusi udara dari kendaraan bermotor bensin (Spark Ignation engine) menyumbang hampir 70 % Karbon Monoksida (CO), 100% Plumbum (Pb), 60 % Hidro Carbon (HC) dan 60 % Nitrogen Oksida (NOx). (C.Sudibyo, 2008).

Kendaraan bermotor roda dua adalah salah satu sarana transportasi darat yang menggunakan bahan bakar bensin premium sebagai sumber energi. Berdasarkan data studi kualitas udara di Jakata tahun 1997, sepeda motor menghasilkan polusi yang sangat besar. “Selama satu tahun mengeluarkan CO 120.002 ton, HC 38.302 ton, NO2 971 ton, SO2 101 ton dan PM 101 ton.” (lab-ssd.fisika.ui.ac.id, 24 Oktober 2005).

Perkembangan teknologi otomotif dewasa ini lebih diarahakan pada upaya pengendalian dampak emisi yang ditandai dengan penambahan peralatan pengendali emisi seperti SASS ( Secondary Air System Supply) pada sepeda motor Honda, AIS (Air induction system) pada sepeda motor Yamaha, HPSAS (High Performance Secondary Air System) pada Suzuki. Selain itu upaya memperbaiki kualitas bahan bakar dengan menambah sejumlah bahan aditif seperti metanol, etanol, naptalin, STP Plus,Octane Booster, Penzoil Octane Booster dan lainnya juga dimaksudkan untuk mengurangi emisi gas buang.

(24)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1. Prinsip Kerja Motor Empat Langkah

Sepeda motor Yamaha Jupiter Z merupakan salah satu produk kendaraan bermotor roda dua yang diproduksi oleh PT YMKI. Berdasarkan langkah toraknya, Yamah Jupiter Z termasuk jenis motor empat langkah.

Berdasarkan engine group Step 1,(hal:2-1) , Motor bensin bekerja karena adanya energi panas yang diperoleh dari pembakaran campuran udara dan bensin. Energi panas tersebut diperoleh dengan cara sebagai berikut:

Pada saat torak bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah, terjadilah penghisapan udara dan bensin dari karburator ke dalam silinder. Pada saat torak bergerak ke atas, campuran tersebut dikompresikan akibatnya terjadilah tekanan dan temperatur yang tinggi. Selanjutnya dipercikkan bunga api dari busi mengakibatkan timbulnya energi panas, akibatnya terdoronglah torak ke bawah, menekan batang torak dan menggerakkan poros engkol. Gerakan turun naik (bolak-balik) dari torak dirubah menjadi gerak putar oleh poros engkol. Poros engkol dihubungkan dengan roda-roda belakang melalui sistem pemindah daya, sehingga pada saat poros engkol berputar, roda-roda belakang juga berputar dan kendaraan bergerak.

Gambar 1. Siklus Kerja Motor Bensin

2. Udara

Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan atmosfer yang mengelilingi bumi. Komposisi campuran gas tersebut tidak selalu konstan.

(25)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Komponen yang konsentrasinya yang paling bervariasi adalah air dalam bentuk uap H2O dan karbon dioksida (CO2). Jumlah uap air yang terdapat di udara bervariasi tergantung dari cuaca dan suhu. (Sumber : Srikandi Fardiaz 1992: 91)

Udara di alam tidak pernah ditemukan bersih tanpa polutan sama sekali. Bebrapa gas seperti sulfur dioksida (SO2), hidrogen sufida (H2S), dan karbon monoksida (CO) selalu dibebaskan ke udara sebagai produk sampingan dari proses-proses alami seperti aktivitas vulkanik, pembusukan sampah tanaman, kebakaran hutan dan sebagainya. Selain itu partikel-partikel padatan atau cairan berukuran kecil dapat tersebar di udara oleh angin, letusan vulkanik atau gangguan alam lainnya. Selain disebabkan polutan alami tersebut, polusi udara juga dapat disebabkan oleh aktivitas manusia.

3. Polutan Udara

Polutan udara primer, yaitu polutan yang mencakup 90% dari jumlah polutan udara seluruhnya dan dibedakan menjadi 5 kelompok sebagai berikut :

1. Karbon monokside (CO) 2. Nitrogen okside (NOx) 3. Hidrokarbon (HC) 4. Sulfur diokside (SOx) 5. Partikel

Sumber polusi utama berasal dari transportasi, di mana hampir 60% dari polutan yang dihasilkan terdiri dari karbon monoksida dan sekitar 15% terdiri dari hidrokarbon. Sumber-sumber polusi lainnya misalnya pembakaran, proses industri, pembuangan limbah dan lain-lain.

4. Hidrokarbon (HC) dan Okisidan Fotokimia

Hidrokarbon dan oksidan fotokimia merupakan komponen polutan udara yang berbeda tetapi mempunyai hubungan satu sama lain. Hidrokarbon merupakan komponen polutan primer karena dilepaskan ke udara secara langsung, sedangkan oksidan fotokimia merupakan polutan sekunder yang dihasilkan di atmosfer dari reaksi-reaksi yang melibatkan polutan primer.

(26)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Sesuai dengan namanya, komponen hidrokarbon hanya terdiri dari elemen hidrogen dan karbon. Beribu-ribu komponen hidrokarbon terdapat di alam, di mana pada suhu kamar terdapat tiga bentuk, yaitu gas, cair dan padat. Sifat fisik dari masing-masing bentuk tersebut dipengaruhi oleh struktur molekul, terutama jumlah atom karbon yang menyusun molekul hidrokarbon. Hidrokarbon yang mengandung 1-4 atom karbon berbentuk gas pada suhu kamar, sedangkan yang mengandung 5 atau lebih atom karbon berbentuk cair atau padat. Semakin tinggi jumlah atom karbon, semakin cenderung untuk terdapat dalam bentuk padat. Hidrokarbon yang sering menimbulkan masalah dalam polusi udara adalah yang berbentuk gas pada suhu atmosfer normal atau hidrokarbon yang bersifat sangat volatil (mudah berubah menjadi gas) pada suhu tersebut. Kebanyakan komponen-komponen tersebut mempunyai struktur yang sederhana, yaitu mengandung 12 atom karbon atau kurang per molekul.

Hidrokarbon dapat dibedakan atas tiga kelompok berdasarkan struktur molekulnya, yaitu hidrokarbon alifatik, aromatik dan alisiklis. Molekul hidrokarbon alifatik tidak mengandung cincin atom karbon, dan semua atom karbon tersusun dalam rantai lurus atau bercabang. Molekul hidrokarbon aromatik mengandung cincin enam karbon (cincin benzena), dan setiap atom karbon dalam cincin tersebut hanya mengandung satu atom tambahan, yaitu C atau H. hidrokarbon alisiklis adalah hidrokarbon yang mengandung struktur cincin selain benzena.

ALIFATIK H H H

H-C-C-C-H H H H

Propana

Jumlah hidrokarbon yang menyebabkan polusi udara cukup banyak. Analisis menggunakan khromatografi gas menunjukkan bahwa sekitar 56 hidrokarbon sering terdapat di udara. Jumlah tersebut mungkin dapat lebih banyak lagi jika alat yang digunakan mempunyai sensitivitas lebih tinggi karena beberapa

(27)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

hidrokarbon mungkin terdapat dalam jumlah kecil sekali sehingga sukar dideteksi dengan alat yang ada.

Adanya hidrokarbon di atmosfer, terutama metana, berasal dari sumber- sumber alami terutama proses-proses biologi, walaupun sejumlah kecil juga dapat berasal dari aktivitas geotermal seperti sumber gas alam dan minyak bumi, api alam, dan sebagainya. Jumlah terbesar diproduksi selama dekomposisi bahan organik pada permukaan tanah. Konsentrasi hidrokarbon di udara pedesaan kira-kira mencapai 1.0-1.5 ppm metana, dan kurang dari 0.1 ppm dari sumber-sumber lainnya. Hidrokarbon yang diproduksi oleh manusia yang terbanyak berasal dari transportasi, sedangkan sumber lainnya misalnya dari pembakaran gas, minyak, arang dan kayu, proses-proses industri, pembuangan sampah, kebakaran hutan dan ladang, evaporasi pelarut organik, dan sebagainya. Seperti halnya polutan CO dan NOx, transportasi merupakan sumber polutan utama buatan manusia, yaitu mencakup lebih dari 50% jumlah seluruhnya dengan sumber-sumber lainnya dari buatan manusia.

Bensin yang merupakan suatu campuran komplek antara hidrokarbon- hidrokarbon sederhana dengan sejumlah kecil bahan tambahan nonhidrokarbon, bersifat sangat volatil dan segera menguap dan terlepas di udara. Pelepasan hidrokarbon dari kendaraan bermotor juga disebabkan oleh emisi bahan bakar yang belum terbakar di dalam buangan.

Oksidan fotokimia adalah komponen atmosfer yang diproduksi oleh proses fotokimia, yaitu suatu proses kimia yang membutuhkan sinar, yang akan mengoksidasi komponen-komponen yang tidak segera dioksidasi oleh gas oksigen. Senyawa yang dibentuk merupakan polutan sekunder yang diproduksi karena interaksi antara polutan primer dengan sinar.

Hidrokarbon merupakan komponen yang berperan dalam produksi oksidan fotokimia. Reaksi ini juga melibatkan siklus fotolitik NO2. Polutan sekunder yang paling berbahaya yang dihasilkan oleh reaksi hidrokarbon dalam siklus tersebut adalah ozon (O3) dan peroksiasetilnitrat, yaitu salah satu komponen yang paling sederhana dari grup peroksiasetilnitrat (PAN).

(28)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

CH3 C

Ozon bukan merupakan hidrokarbon, tetapi konsentrasi O3 di atmosfer naik sebagai akibat langsung dari reaksi hidrokarbon, sedangkan PAN merupakan turunan hidrokarbon. Walaupun oksidan fotokimia lainnya juga diproduksi, tetapi jumlahnya sangat kecil dibandingkan dengan kedua oksidan fotokimia tersebut.

Bahaya polusi hidrokarbon bukan disebabkan oleh hidrokarbon tersebut, melainkan oleh produk-produk reaksi fotokimia yang melibatkan hidrokarbon. Hidrokarbon tidak bereaksi langsung dengan sinar matahari, tetapi sangat reaktif dengan komponen-komponen lainnya yang diproduksi secara fotokimia. (Sumber : Srikandi Fardiaz 1992: 113).

5. Pengaruh Hidrokarbon dan Oksidan Fotokimia terhadap Lingkungan a. Pengaruh tehadap tanaman

Polusi udara fotokimia dapat mengakibatkan kerusakan pada tenunan tanaman. Komponen fotokimia yang paling merusak tanaman adalah ozon, tetapi kelompok PAN juga berperan dalam menyebabkan kerusakan tersebut. Pengaruh ozon yang dapat terlihat langsung pada tanaman adalah terjadinya pemucatan karena kematian sel-sel pada permukaan daun, di mana daun yang lebih tua lebih sensitif terhadap kerusakan tersebut.

Polutan fotokimia sekunder yang terbanyak adalah peroksiasetilnitrat, dengan singkatan sama seperti grup peroksiasilnitrat, yaitu PAN, sedangkan peroksiasilnitrat lainnya adalah peroksipropionilnitrat (PPN), peroksibutirilnitrat (PBN) dan peroksiisobutirilnitrat (PisoBN). PPN beberapa kali lebih beracun terhadap tanaman dibanding dengan PAN. Meskipun PAN kurang beracun terhadap tanaman dibandingkan dengan komponen lainnya, tetapi komoponen ini lebih banyak diteliti karena jumlah PPN dan PBN jauh lebih kecil sehingga di bawah batas konsentrasi yang dapat dideteksi.

(29)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Kerusakan tanaman karena PAN memperlihatkan permukaan bawah daun berwarna keperakan dan kerusakan pada daun-daun muda. Tenunan daun kemudian mati. Pemberian PAN dengan konsetrasi 0,02 – 0.05 ppm sudah cukup untuk menyebabkan kerusakan tanaman.

Etilen (C2H4) merupakan satu-satunya hidrokarbon yang mengakibatkan kerusakan tanaman pada konsentrasi ambien 1 ppm atau kurang. Asitilen dan propilen juga bersifat racun terhadap tanaman, tetapi konsentrasi yang dibutuhkan adalah 60 – 500 kali sebanyak etilen. Pengaruh etilen terhadap tanaman terutama adalah menghambat pertumbuhan, perubahan warna daun, dan kematian bagian-bagian bunga. (Sumber : Srikandi Fardiaz 1992: 118)

b. Pengaruh terhadap Manusia

Sampai saat ini belum ada kejadian yang menunjukkan bahwa hidrokarbon pada konsentrasi udara ambien mempunyai pengaruh langsung yang merugikan bagi manusia. Beberapa penilitian terhadap hewan dan manusia menunjukan bahwa hidrokarbon alifatik dan alisiklis mempunyai pengaruh yang tidak diinginkan terhadap manusia hanya pada konsentrasi beberapa ratus sampai beberapa ribu kali lebih tinggi dari pada konsentrasi yang terdapat di atmosfer. Pada konsentrasi kurang dari 500 ppm tidak menunjukan pengaruh apapun.

Tabel 3. Pengaruh Hidrokarbon pada Manusia Hidrokarbon Konsentrasi

(ppm)

Pengaruh

Benzena C6H6

Toluena

C7H8

100 3.000 7.500 20.000 200 600

Iritasi membran mukosa Lemas setelah ½ - 1 jam

Pengaruh berbahaya setelah ½ - 1 jam Kematian setelah 5-10 menit

Sedikit pusing, lemah, berkunang-kunang setelah 8 jam

Kehilangan koordinasi, bola mata terbalik setelah 8 jam

(30)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Hidrokarbon aromatik lebih berbahaya dibandingkan hidrokarbon alifatik dan alisiklis. Uapnya lebih bersifat iritasi terhadap membran mukosa, dan luka di bagian dalam dapat terjadi jiga menghisap uap komponen aromatik. Tetapi pada konsentrasi kurang dari 25 ppm biasanya tidak berpengaruh.

Oksidan fotokimia masuk ke dalam tubuh sebagai bagian dari udara dan pada konsentrasi subletal dapat mengganggu proses pernafasan normal. Selain itu oksidan fotokimia juga dapat menyebabkan iritasi mata. Beberapa gejala diamati pada manusia yang diberi perlakuan kontak dengan ozon, yaitu tidak ditemukan pengaruh apapun pada konsentrasi ozon sampai 0.2 ppm, dan pada konsentrasi 0.3 ppm mulai terjadi iritasi terrhadap hidung dan tenggorokan. Kontak dengan ozon pada konsentrasi 1.0 – 3.0 ppm selama 2 jam mengakibatkan pusing berat dan kehilangan koordinasi pada beberapa organ yang sensitif. Kontak dengan ozon pada konsentrasi sekitar 9.0 ppm selama beberapa waktu mengakibatkan endema pulmonari pada kebanyakan orang.

6. Kontrol terhadap Hidrokarbon dan Polutan Fotokimia

Ozon dan PAN merupakan polutan sekunder, oleh karena itu kontrol dari polutan itu tergantung terhadap kontrol prekursor primer yaitu hidrokarbon dan nitrogen oksida. Ada empat macam teknik yang digunakan untuk mengontrol emisi hidrokarbon dari sumbernya, yaitu insinerasi, adsorbsi, absorbsi dan kondensasi. Dua macam alat insinerasi telah digunakan, yang pertama menggunakan api untuk oksidasi lengkap hidrokarbon menjadi CO2 dan air, di mana efisiensi menghilangkan hidrokarbon sangat tinggi. Alat kedua menggunakan katalis sehingga oksidasi hidrokarbon lengkap dapat terjadi pada suhu rendah dari pada dalam alat yang pertama. Tetapi masalah yang dihadapi adalah keracunan katalis.

Pada metode adsorbsi, gas-gas buangan dilakukan pada bed yang terdiri dari adsorber granular terbuat dari karbon aktif. Uap hidrokarbon diadsorbsi pada permukaan karbon dan tetap tinggal pada karbon tesebut sampai kemudian dihilangkan dengan cara melewatkan uap pada sistem tersebut. Uap dan

(31)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

hidrokarbon kemudian dikondensasi menjadi cairan dan hidrokarbon dapat diperoleh kembali untuk penggunaan selanjutnya.

Pada metode absorbsi, caranya hampir sama dengan metode adsorbsi, hanya bedanya gas-gas buang mengalami kontak dengan cairan dimana hidrokarbon akan larut atau tersuspensi. Kontak antara gas-gas buangan dengan cairan absorbsi biasanya terjadi di dalam kolom atau menara yang tinggi.

Metode kondensasi dilakukan berdasarkan kenyataan bahwa pada suhu rendah gas hidrokarbon akan mengalami kondensasi menjadi cairan. Jadi gas-gas buangan dilakukan melalui permukaan bersuhu rendah, dan cairan hidrokarbon yang terkondensasi tetap tertinggal dan dapat dikumpulkan.

Kontrol emisi hidrokarbon dari kendaraan bermotor lebih kompleks karena masalahnya bukan saja berasal dari buangan hidrokarbon tetapi juga penguapan hidrokarbon. Kontrol tersebut terdiri dari sistem kolektor yang mentranspor uap bahan bakar dari tangki bahan bakar dan karburator ke suatu wadah berisi karbon aktif. Pada sistem ini uap yang terkumpul dapat dikembalikan ke sistem induksi bahan bakar dan dibakar dalam mesin.

Masalah pembersihan hidrokarbon yang belum terbakar dari saluran pembuangan hampir sama dengan yang dilakukan dengan NO2 dan CO karena ketiga polutan tersebut terjadi bersamaan di dalam saluran pembuangan. Metode yang dilakukan terhadap CO dapat digunakan untuk hidrokarbon, karena CO2 merupakan produk akhir yang diinginkan dari pembakaran CO dan hidrokarbon. Reaksinya adalah sebagai berikut:

Hidrokarbon CO2 + H2O

CO CO2

Usaha masih terus dilakukan untuk mengembangkan suatau reaktor ekshaust thermal yang sekaligus dapat memecahkan masalah emisi hidrokarbon dan CO. (Sumber : Srikandi Fardiaz 1992: 121)

pembakaran

(32)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Gambar 2. Reaktor Ekshaust Thermal

7. Stainless Steel

Baja stainless merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr. Sedikit baja stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Daya tahan stainless steel terhadap oksidasi yang tinggi di udara dalam suhu lingkungan biasanya dicapai karena adanya tambahan minimal 13% (dari berat) krom. Krom membentuk sebuah lapisan tidak aktif Cromium Oksida (Cr2O3) ketika bertemu oksigen. Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat, sehingga logamnya akan tetap berkilau. Logam ini menjadi tahan air dan udara, melindungi logam yang ada di bawah lapisan tersebut. Fenomena ini disebut Passivation dan dapat dilihat pada logam yang lain, seperti pada alumunium dan titanium. Pada dasarnya untuk membuat besi yang tahan terhadap karat, krom merupakan salah satu bahan paduan yang paling penting. Penambahan cromium (Cr) bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk lapisan oksida (Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur tinggi. Penambahan nikel (Ni) bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam media pengkorosi netral atau lemah. Nikel juga meningkatkan keuletan dan mampu bentuk logam. Penambahan nikel meningkatkan ketahanan korosi tegangan. Penambahan unsur molybdenum (Mo) untuk meningkatkan ketahanan korosi pitting di lingkungan klorida. Unsur aluminium (Al) meningkatkan pembentukan lapisan oksida pada temperature tinggi.

Meskipun seluruh kategori stainless steel didasarkan pada kandungan cromium (Cr), namun unsur paduan lainnya ditambahkan untuk memperbaiki sifat-sifat stainless steel sesuai aplikasinya. Kategori stainless steel tidak halnya seperti baja lain yang didasarkan pada persentase karbon tetapi didasarkan pada struktur metalurginya. Lima golongan utama stainless steel adalah :

(33)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

a. Austenitic Stainless Steel

Austenitic Stainless Steel mengandung sedikitnya 16% Chrom dan 6% Nickel (grade standar untuk 304), sampai ke grade Super Autenitic Stainless Steel seperti 904L (dengan kadar chrom dan nikel lebih tinggi serta unsur tambahan Mo sampai 6%). Molybdenum (Mo), Titanium (Ti) atau Copper (Co) berfungsi untuk meningkatkan ketahanan terhadap temperatur serta korosi. Austenitic cocok juga untuk aplikasi temperature rendah disebabkan unsur Nickel membuat Stainless Steel tidak menjadi rapuh pada temperatur rendah.

b. Ferritic Stainless Steel

Kadar Chrom bervariasi antara 10,5 – 18 % seperti grade 430 dan 409. Ketahanan korosi tidak begitu istimewa dan relatif lebih sulit di fabrikasi / machining. Tetapi kekurangan ini telah diperbaiki pada grade 434 dan 444 dan secara khusus pada grade 3Cr12.

c. Martensitic Stainless Steel

Stainless Steel jenis ini memiliki unsur utama Chrom (masih lebih sedikit jika dibanding Ferritic Stainless Steel) dan kadar karbon relatif tinggi misal grade 410 dan 416. Grade 431 memiliki chrom sampai 16% tetapi mikrostrukturnya masih martensitic disebabkan hanya memiliki nikel 2%. Grade stainless steel lain misalnya 17-4PH/ 630 memiliki tensile strength tertinggi dibanding stainless steel lainnya. Kelebihan dari grade ini, jika dibutuhkan kekuatan yang lebih tinggi maka dapat di hardening.

d. Duplex Stainless Steel

Duplex Stainless Steel seperti 2304 dan 2205 (dua angka pertama menyatakan persentase Chrom dan dua angka terakhir menyatakan persentase Nickel) memiliki bentuk mikrostruktur campuran austenitic dan Ferritic. Duplex ferritic-austenitic memiliki kombinasi sifat tahan korosi dan temperatur relatif tinggi atau secara khusus tahan terhadap Stress Corrosion Cracking. Meskipun kemampuan Stress Corrosion Cracking-nya tidak sebaik ferritic stainless steel tetapi ketangguhannya jauh lebih baik (superior) dibanding ferritic stainless steel dan lebih buruk dibanding austenitic stainless steel. Sementara kekuatannya lebih baik dibanding austenitic stainless steel (yang di annealing) kira-kira 2 kali lipat.

(34)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Sebagai tambahan, duplex stainless steel ketahanan korosinya sedikit lebih baik dibanding 304 dan 316 tetapi ketahanan terhadap pitting coorrosion jauh lebih baik (superior) dibanding 316. Ketangguhan duplex stainless steel akan menurun pada temperatur dibawah – 50oC dan diatas 300oC.

e. Precipitation Hardening Stainless Steel

Precipitation hardening Stainless Steel adalah stainless steel yang keras dan kuat akibat dari dibentuknya suatu presipitat (endapan) dalam struktur mikro logam. Sehingga gerakan deformasi menjadi terhambat dan memperkuat material stainless steel. Pembentukan ini disebabkan oleh penambahan unsur tembaga (Cu), Titanium (Ti), Niobium (Nb) dan alumunium. Proses penguatan umumnya terjadi pada saat dilakukan pengerjaan dingin (cold work).

8. Deskripsi Fiktif Alat Tambahan

Penguraian gas buang hidrokarbon dilakukan pada alat bantu tambahan, sedangkan energi untuk proses penguraian gas buang hidrokarbon diperoleh dari panas hasil proses pembakaran di ruang bakar, yang didistribusikan melalui pipa stainless steel yang diisolasi dengan asbes.

Isolasi pada pipa bertujuan untuk mempertahankan temperatur gas panas pada pipa agar tetap tinggi, namun temperatur di luar isolasi adalah aman bagi pengendara.

Perpindahan panas pada pipa adalah mengikuti metode perpindahan panas pada sistem radial, yakni di bagian tengah pipa memiliki temperatur yang sangat tinggi, sedangkan temperatur isolasi terluar adalah sama dengan temperatur udara ambien.

Temperatur gas buang hasil proses pembakaran adalah sekitar 850 K dengan tekanan mendekati 1 atm. Hukum Hess menyatakan bahwa kalor yang diperlukan untuk menguraikan gas buang hidrokarbon menjadi komponen C dan H adalah tetap, serta tidak tergantung pada tahapan proses.

Sesuai dengan hukum Hess, maka besarnya energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom H dan C adalah tetap. Dengan demikian, maka energi panas yang harus disalurkan pada pipa haruslah tetap yang dijaga dengan

(35)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

menggunakan isolasi asbes. Sistem pertukaran panas akan menjamin tetap nya energi panas yang mengalir di pipa.

Meskipun untuk menguraikan gas buang HC tidak tergantung pada proses, namun waktu untuk menguraikan gas buang HC tetap diperhitungkan sesingkat mungkin dengan cara menukarkan panas sebesar mungkin. Hal ini dapat terwujud apabila tekanan kerja juga dapat dipertahankan konstan.

Alat tambahan harus bekerja pada tekanan konstan di mana penurunan tekanan tidak boleh melebihi 10% dari tekanan kerjanya. Karena fluida yang mengalir di dalam pipa dan distributor adalah gas, maka faktor kompresibilitas diperhitungkan secara seksama mengingat harga massa jenis gas yang sangat kecil. Bentuk distributor gas adalah dalam upaya memperkecil faktor kompresibilitas tersebut.

Separasi pada aliran gas buang, tepatnya di daerah ceratan, mengakibatkan timbulnya bentuk re-sirkulasi aliran. Aliran utama gas buang terus mengalir serta selanjutnya berangsur-angsur mengalami perlambatan. Pada wilayah tersebut maka luas permukaan aliran menjadi sangat minimum, sehingga dikhawatirkan terjadi penurunan tekanan akibat adanya perubahan permukaan secara tiba – tiba (abrupt contraction), meskipun tekanan adalah seragam sepanjang permukaan.

Karena tekanan dipertahankan konstan, maka kecepatan aliran di titik 2 mendekati nol, sedemikian juga yang terjadi dengan laju aliran massa teoritisnya. Karenanya, bentuk dan ukuran distributor gas dan posisi pendistribusian gas buang merupakan dua parameter penting dalam perancangan distributor, agar aliran gas panas dari distributor tidak mengalami perlambatan saat masuk ke dalam pipa.

Sistem pada alat tambahan bekerja pada kondisi tekanan konstan. Karenanya, faktor penting yang perlu dikaji dalam perancangan alat tambahan adalah upaya untuk mempertahankan agar penurunan tekanan tidak melebihi 10% dari tekanan kerja, sehingga dikategorikan sebagai suatu sistem dengan kondisi tekanan konstan. Penurunan tekanan selain disebabkan oleh adanya rugi – rugi

(36)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

pada saat masuk dan keluar, juga sangat tergantung pada bentuk dan ukuran dari alat tambahan. Penurunan tekanan dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Δ

p = .( + k

+ k

+ σ). .ρ

Dimana: Δp = penurunan tekanan di dalam alat f = faktor gesek permukaan alat L = panjang alat

D = diameter alat

kc = faktor penurunan tekanan akibat adanya saluran masuk ke = faktor penurunan tekanan akibat adanya saluran keluar σ = faktor penurunan tekanan akibat perbedaan luas penampang V = kecepatan gas yang mengalir dalam alat

ρ = massa jenis gas buang yang mengalir

Setiap mol gas buang HC yang diuraikan, memerlukan kalor sebesar 26 kkal. Proses perpindahan panas adalah serupa dengan proses pertukaran panas pada penukar panas ringkas (compact heat exchanger) gas to gas, sehingga besarnya perpindahan panas di dalam alat tambahan dicari dengan persamaan:

Q = UAΔT

lmtd

Di mana:

U = harga perpindahan panas menyeluruh yang mampu dipertukarkan di dalam alat tambahan,

A = luas permukaan total dari alat tambahan,

Tlmtd = beda temperatur logaritmik antara gas buang temperatur tinggi dengan gas buang temperatur rendah.

T2i = temperatur gas buang yang masuk ke dalam alat tambahan, T2o = temperatur gas buang yang disirkulasikan kembali,

(37)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

T1i = temperatur gas buang dari knalpot

T1o = temperatur gas buang yang dilepas ke udara bebas, hhot = koefisien pertukaran panas konveksi pada temperatur T2i, hcold = koefisien pertukaran panas konveksi pada temperatur T1i.

Keduanya dicari berdasarkan pada bilangan Reynolds dan Prandtl, dengan persamaan berikut:

Di mana:

k = konduktivitas termis gas buang pada temperatur logaritmik D = diameter alat tambahan.

Sedangkan harga Reynolds number tergantung pada kecepatan aliran (V),

massa jenis (ρ) dan kekentalan dinamis (μ) dari gas buang, pada temperatur

logaritmik. Harga Prandtl number (Pr) dicari pada tabel di buku perpindahan panas juga pada temperatur logaritmik.

Dari pemaparan di atas, maka ada beberapa parameter yang mesti dikontrol, yang meliputi: temperatur gas buang yang keluar dari knalpot, temperatur gas buang yang didistribusikan untuk proses pemanasan, temperatur gas buang yang akan disirkulasikan kembali, temperatur gas buang yang dilepas ke udara bebas, diameter dan panjang pipa untuk distribusi gas bertemperatur tinggi dan diameter dan panjang pipa untuk sirkulasi gas bertemperatur lebih rendah.

Ukuran alat tambahan tergantung pada nilai temperatur yang akan dilepaskan ke udara, dimana semakin rendah temperatur yang akan dilepaskan maka semakin panjang ukuran alat tambahan tersebut. (Sumber: IGB Kusuma, 1995)

B. Penelitian yang Relevan

Beragam eksperimen dengan bahan yang berbeda ataupun sama telah dilakukan para peneliti sebelumnya antara lain Javavonic et al., (1995), menggunakan bahan Ruthenium (Ru) sebagai katalis untuk mengontrol

(38)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

konsentrasi polutan HC pada gas buang otomotif, dan hasilnya bahwa katalis Ruthenium dapat mengkonversi gas HC kurang dari 80%.

Nomura et al., (1994), menggunakan bahan Pt untuk Three-Way- Catalyst untuk mengetahui bahan tersebut terhadap konsentrasi polutan gas CO, HC, dan NOx pada kendaraan bermotor, dan hasilnya katalis Pt dapat mengurangi konsentrasi polutan gas CO, HC, dan NOx sampai 90 %.

I G B Wijaya Kusuma (2003), menggunakan bahan aluminium yang diisolasi sebagai reheater dalam bentuk alat tambahan penurun emisi gas buang, untuk mengetahui pengaruhnya terhadap konsentrasi polutan gas CO, HC, dan NOx pada gas buang motor bensin 4 langkah, dan dari hasil penelitiannya menunjukkan bahwa gas NOx tidak ada perubahan, gas CO dan HC turun secara signifikan hingga batas yang diterima.

Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa keseluruhan dari penelitian ditujukan untuk menurunkan kadar emisi gas buang yang berbahaya dengan menggunakan bahan tambahan sebagai pereduksi gas buang yang keluar melalui knalpot. Oleh karena itu, ada kemungkinan penggunaan bahan selain yang tersebut di atas dapat juga digunakan sebagai alat untuk menurunkan kadar gas buang kendaraan bermotor.

C. Kerangka Bepikir

Salah satu usaha untuk mengurangi polusi udara, terutama yang berasal dari kendaraan bermotor adalah dengan merancang kendaraan bermotor yang menghasilkan gas buang berkonsentrasi polutan rendah. Karena kendaraan bermotor merupakan penyumbang terbesar polusi udara pada transportasi darat.

Besarnya kadar polutan gas buang pada kendaraan bermotor tidak hanya dipengaruhi oleh faktor pembakaran yang tidak sempurna atau campuran bahan bakar yang tidak ideal, akan tetapi juga kemampuan saluran buang dalam mereduksi kadar emisi gas buang yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Oleh karena itu, struktur saluran buang juga harus diperhitungkan agar gas buang yang keluar bisa diminimalisir kadar polutannya. Gas hidrokarbon

(39)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

(HC) merupakan salah satu polutan yang terkandung pada gas buang. Gas tersebut sangat berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan.

Penambahan alat bantu penurun emisi gas buang merupakan salah satu cara modifikasi saluran gas buang untuk mereduksi polutan gas buang. Pada saluran buang Yamaha Jupiter Z tahun 2004, saluran buang akan ditambahkan alat tambahan penurun emisi gas buang berupa pipa stainless steel yang divariasikan jumlah gelombangnya. Karena perbedaan jumlah gelombang tersebut berpengaruh juga pada jarak kerenggangan saat dipasang pada alat bantu tambahan penurun emisi gas buang. Tentu perbedaan tersebut juga berpengaruh terhadap kemampuan masing-masing variasi gelombang dalam mereduksi gas buang yang keluar melalui saluran tersebut, khususnya gas HC. Jadi penggunaan variasi gelombang bertujuan untuk mengetahui berapa variasi gelombang yang paling efektif mereduksi polutan gas hidrokarbon (HC).

Dari uraian di atas maka dapat ditentukan suatu paradigma penelitian sebagai berikut :

Gambar 3. Skema Paradigma Penelitian

X1 = Knalpot standar (tanpa alat bantu tambahan).

X2 = Menggunakan alat bantu tambahan dengan 3 gelombang. X3 = Menggunakan alat bantu tambahan dengan 5 gelombang. X4 = Menggunakan alat bantu tambahan dengan 7 gelombang. Y = Kadar gas buang HC Yamaha Jupiter Z tahun 2004.

(40)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

D. Hipotesis Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah dan analisa kerangka pemikiran di atas dapat diambil hipotesis sebagai berikut :

1. Ada pengaruh yang signifikan antara variasi penambahan jumlah pipa bergelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004 terhadap kadar gas buang HC.

2. Kadar gas buang HC yang paling rendah diperoleh dengan variasi lilitan sebanyak 7 gelombang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004.

(41)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user 25

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

1. Tempat Penelitian

Tempat penelitian merupakan lokasi di mana informasi diperoleh untuk menyatakan kebenaran penelitian. Eksperimen untuk mengetahui pengaruh penambahan jumlah pipa bergelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004 terhadap emisi gas buang HC. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Otomotif Program Studi Pendidikan Teknik Mesin FKIP UNS dengan menggunakan gas analyser sebagai alat untuk mengetahui kadar gas buang HC yang dikeluarkan saluran buang standar dan saluran buang dengan alat bantu tambahan penurun emisi gas buang.

2. Waktu Penelitian

Adapun jadual penelitian sebagai berikut:

a. Seminar proposal penelitian pada tanggal 11 Mei 2010.

b. Perijinan proposal penelitian pada tanggal 11 Juni 2010 s/d 25 Juni 2010. c. Pelaksanaan penelitian dan revisi pada tanggal 07 Juli 2010 s/d 31 Juli 2010. d. Penulisan laporan penelitian pada tanggal 01 Agustus 2010 s/d selesai.

B. Metode Penelitian

Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode eksperimen dan merupakan penelitian kuantitatif yaitu memaparkan secara jelas hasil eksperimen di laboratorium terhadap sejumlah benda uji, kemudian analisis datanya dengan menggunakan angka-angka.

Suatu penelitian eksperimen didesain di mana variabel bebas diperlakukan secara terkontrol dan pengaruhnya terhadap variabel tergantung dipantau dengan teliti. Sugiyono (2001: 4) mengemukakan bahwa penelitian dengan pendekatan

(42)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

eksperimen adalah suatu penelitian yang berusaha mencari pengaruh variable tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi yang terkontrol secara ketat, dan penelitian ini biasanya dilakukan di laboratorium. Suharsimi Arikunto (1996) mengemukakan metode eksperimen adalah suatu cara mencari hubungan sebab akibat (hubungan kausial) antara dua faktor yang sengaja ditimbulkan oleh peneliti dengan menyisihkan faktor-faktor yang lain yang bisa mengganggu penelitian. Penelitian eksperimen adalah penelitian yang dilakukan dengan mengadakan manipulasi terhadap obyek penelitian serta adanya pengawasan produk. Penelitian ini diadakan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pengaruh penambahan pipa bergelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004 terhadap emisi gas buang HC.

C. Teknik Sampling

1. Populasi Penelitian

Populasi menurut Suharsimi Arikunto (1996: 115) menyatakan bahwa “Populasi adalah keseluruhan objek penelitian”. Populasi dalam penelitian ini adalah sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004.

2. Sampel Penelitian

Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah penambahan alat bantu penurun emisi gas buang berupa pipa gelombang pada knalpot sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004 dengan nomor mesin 5TP531408. Adapun variasi jumlah pipa gelombang yang digunakan adalah 3 gelombang, 5 gelombang, dan 7 gelombang, serta tanpa gelombang (knalpot standar). Masing-masing perlakuan dilakukan replikasi sebanyak 5 kali sehingga akan diperoleh data sebanyak 20 sampel.

D. Teknik Pengambilan Sampel

Dalam penelitian ini sampel penelitian diambil dengan menggunakan teknik “Purposive Sampling”, artinya suatu teknik pengambilan sampel yang dilakukan hanya untuk tujuan tertentu saja (Sugiyono, 2001: 85). Sedangkan menurut ahli lain

(43)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

lain menyebutkan bahwa “teknik purposive sampling dilakukan dengan cara mengambil subyek bukan didasarkan atas strata, random atau daerah tetapi didasarkan atas adanya tujuan tertentu” (Suharsimi Arikunto, 1996: 127).

Tujuan digunakanya teknik sampling adalah untuk menentukan seberapa banyak sampel yang diambil.

E.Teknik Pengumpulan Data

1. Identifikasi Variabel

Definisi variabel penelitian adalah sebagai objek penelitian, atau apa yang menjadi titik perhatian suatu penelitian (Suharsimi Arikunto, 1993 : 91). Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

a. Variabel Bebas

Variabel bebas adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur, yang berfungsi mempengaruhi atau menentukan munculnya variabel lain yang disebut dengan variabel terikat. Demikian dapat pula terjadi bahwa jika variabel bebas berubah, maka akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah penambahan jumlah pipa gelombang stainless steel.

b. Variabel Terikat

Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri dengan kondisi lain, yang disebut dengan variabel bebas. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah emisi gas buang HC. Gas hidrokarbon (HC) merupakan gas berbahaya yang dikeluarkan kendaraan bermotor, maka sangat perlu diturunkan kadarnya pada gas buang.

c. Varibel Kontrol

Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan agar variabel terikat yang muncul bukan karena variabel lain, tetapi benar-benar karena variabel

(44)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

bebas yang tertentu. Pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah atau menghilangkan variabel bebas yang akan diungkap pengaruhnya.

Demikian pula pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak menjadi variabel yang mempengaruhi/menentukan variabel terikat. Dengan mengendalikan pengaruhnya berarti variabel ini tidak ikut menentukan ada atau tidaknya variabel terikat. Dengan kata lain kontrol yang dilakukan terhadap variabel ini, akan menghasilkan variabel terikat yang murni.

Variabel kontrol dalam penelitian ini antara lain adalah : 1) Kendaraan tanpa beban.

2) Pipa stainless steel yang digunakan adalah pipa stainless steel yang dijual dipasaran yaitu dengan merk Star tipe SS 304/304L dengan diameter 9,7 mm. 3) Variasi gelombang pipa stainless steel yang dipasang pada alat bantu penurun

emisi gas buang yaitu 3 gelombang, 5 gelombang dan 7 gelombang. 4) Putaran mesin 950-1000rpm.

5) Pengukuran kadar gas buang dilakukan pada saat suhu kerja mesin 700C. 6) Jeda pengukuran selanjutnya menunggu mesin kembali dingin pada suhu ruang

yaitu 300-350C.

7) Radius gelombang pada alat penurun emisi gas buang adalah 40 mm.

2. Pelaksanaan Eksperimen

a. Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian berupa pipa stainless steel yang dijual dipasaran yang dipasang pada alat bantu penurun emisi gas buang menggunakan variasi 3 gelombang, 5 gelombang dan 7 gelombang.

(45)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Gambar 4. Letak Pemasangan Pipa Stainless Steel yang Dipasang pada Alat Bantu Penurun Emisi Gas Buang Pada Saluran Buang Yamaha Jupiter Tahun 2004

Gambar 5. Skematik Aliran Gas dalam Alat Bantu Tambahan Pipa stainless steel yang diisolasi

asbes untuk menyalurkan gas buang dengan temperatur tinggi

Gas buang dengan temperatur tinggi

Gas buang yang disirkulasikan kembali

Ke udara bebas Distributor aliran

(46)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Gambar 6. Skematik Distributor Gas Buang untuk Mengurangi Efek Kompresibilitas Fluida

b. Alat Penelitian

Alat penelitian yang digunakan adalah :

1) Gas Analyser, yaitu alat untuk mengetahui kadar gas buang yang dikeluarkan

motor melalui saluran buang (exhaust manifold). Misalnya gas O2, CO, CO2, dan HC.

Gambar 7. Gas Analyzer dengan Merk STARGAS Aliran gas buang menuju alat tambahan

di ujung knalpot

Aliran gas buang dari alat tambahan di ujung knalpot

(47)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Tipe : STARGAS 898 Global Diagnostic System Certification OIML CLASS O

Power : 270V 50-60Hz

Baterai : 16V (5A fuse) Konsumsi maksimal : 70 W

Tammpilan : LCD 320x240

Keyboard : Karet silikon

Printer : Dua warna, termal (hitam/merah, 24 kolom)

Serial ports : COM1, COM2, RS232, RS485 Video plug : VGA, (PAL or NTSC)

Parameters : temperature lingkungan -40 - +60 celcius Tekanan lingkungan 750 - 1060 hPa

Kelembaban relative lingkungan 0% - 100% Laju penyegaran : 20 kali per detik

Laju alir : <10 liter per menit Termperatur kerja : +5 s/d +40 celcius

Fitur : Jam, tanggal dan waktu cetak Dimensi : 400x180x450mm

Berat : 8.6kgs

2) Tool Set

Digunakan untuk membongkar dan memasang komponen-komponen yang akan diteliti.

3) Tachometer

Digunakan untuk mengukur putaran mesin sesuai dengan yang dibutuhkan untuk mengambil data yang diperlukan.

Tipe : KW06-303

Fitur : 5 digit dengan tampilan LCD

Tingkat ketelitian 0,05 % Dimensi : 160 x 72 x 37mm

(48)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Berat : 225 gr

Aksesoris : sensor pada ujung Baterai : 1.5V AA

c. Langkah-langkah Eksperimen

Adapun langkah-langkah eksperimen sebagai berikut: 1) Tune Up mesin dan ganti oli mesin.

2) Langkah pengukuran kadar HC pada knalpot standar.

a) Hidupkan mesin stel putaran mesin sepeda motor Jupiter Z pada putaran 950 -1000 rpm.

b)Hidupkan mesin sampai mesin mencapai suhu kerja (700C). c) Pengukuran kadar HC gas buang pada ujung knalpot.

d)Setelah selesai maka matikan mesin, tunggu sampai dingin untuk pengukuran selanjutnya sampai 5 kali pengukuran.

3) Langkah pengukuran kadar HC pada knalpot yang telah dipasang alat bantu penurun emisi gas buang dengan 3 gelombang.

a) Setelah mesin dingin, hidupkan mesin stel putaran mesin sepeda motor Jupiter Z pada putaran 950 -1000 rpm.

b)Hidupkan mesin sampai mesin mencapai suhu kerja (700C). c) Pengukuran kadar HC gas buang pada ujung knalpot.

d)Setelah selesai maka matikan mesin, tunggu sampai dingin untuk pengukuran selanjutnya sampai 5 kali pengukuran.

4) Langkah pengukuran kadar HC pada knalpot yang telah dipasang alat bantu penurun emisi gas buang dengan 5 gelombang.

a) Setelah mesin dingin, hidupkan mesin stel putaran mesin sepeda motor Jupiter Z pada putaran 950 -1000 rpm.

b)Hidupkan mesin sampai mesin mencapai suhu kerja (700C). c) Pengukuran kadar HC gas buang pada ujung knalpot.

(49)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

d)Setelah selesai maka matikan mesin, tunggu sampai dingin untuk pengukuran selanjutnya sampai 5 kali pengukuran.

5) Langkah pengukuran kadar HC pada knalpot yang telah dipasang alat bantu penurun emisi gas buang dengan 7 gelombang.

a) Setelah mesin dingin, hidupkan mesin stel putaran mesin sepeda motor Jupiter Z pada putaran 950 -1000 rpm.

b)Hidupkan mesin sampai mesin mencapai suhu kerja (700C). c) Pengukuran kadar HC gas buang pada ujung knalpot.

d)Setelah selesai maka matikan mesin, tunggu sampai dingin untuk pengukuran selanjutnya sampai 5 kali pengukuran.

(50)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Gambar 8. Bagan Aliran Proses Eksperimen

F. Teknik Analisis Data

Teknik analisis data dalam penelitian ini adalah menggunakan analisis varian (anava) satu arah. Namun sebelum dilakukan uji persyaratan analisis yaitu uji normalitas dan uji homogenitas. Berikut ini adalah desain penelitian guna mempermudah analisis data. Desain data tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.

(51)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Tabel 4. Perbandingan Kadar Gas Buang HC pada Knalpot Standar dan Knalpot dengan Alat Tambahan

Sumber Varian

Perlakuan Jumlah Gelombang Tanpa

gelombang ( knalpot

standar) 3 gelombang

5 gelombang 7 gelombang

Nilai Kadar HC Gas Buang Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y41 Y42 Y43 Y44 Y45

Jumlah _J₁ _J₂ _J₃ _J₄

Banyaknya

pengamatan n1 n2 n3 n4

Rata-rata _Y₁ _Y₂ _Y₃ _Y₄

(Sumber : Sudjana, 1996: 303)

a. Uji Normalitas

Uji normalitas data bertujuan untuk mengetahui apakah data pada variabel-variabel penelitian berasal dari populasi yang berdistribusi normal atau tidak. Uji normalitas data yang digunakan dalam penelitian ini adalah Uji Normalitas Liliefors.

Adapun prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1) Tentukan hipotesis

Ho = Sampel berasal dari populasi normal H1 = Distribusi populasi tidak normal 2) Tentukan taraf nyata α = 0,01

3) Pengamatan X1,X2,…..,Xn dijadikan bilangan Z1, Z2,….., Zn dengan

menggunakan rumus : Zi =

X dan S masing-masing adalah rata-rata dan simpangan baku sampel 4) Untuk tiap biulangan baku ini dan menggunakan daftar distribusi normal

(52)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5) Selanjutnya dihitung proporsi Z1, Z2,….., Zn yang lebih kecil atau sama dengan (Zi). jika proprsi dinyatakan oleh S(Z1) maka:

S(Z1) =

, ,…,

6) Statistik penguji Lo = max[F(Zi) – S(Zi)] 7) Daerah kritis (daerah penolakan Ho)

Ho ditolak apabila Lo > L(1 – α) Ho diterima apabila Lo < L(1 – α) (Sumber : Budiyono, 2000:170)

b. Uji Homogenitas

Apabila data tersebut normal selanjutnya di uji homogenitas. Uji homogenitas pada data hasil penelitian ini menggunakan uji Bartlett, karena k ≥ 2. (Sudjana, 1992:261).

Tabel 5. Ringkasan Perhitungan Homogenitas dengan Uji Bartlett

Sampel Dk 1/dk S12 log S12 (dk) log S12

1 2

Kekeliruan

n1-1 n2-1

nK-1

1/ n1-1 1/ n2-1

1/ nK-1

S12 S22

SK2

log S12 log S22

log SK2

(n1-1) log S12 (n2-1) log S22

(n4-1) log SK2

Jumlah ∑(n-1) ∑(1/ n1-1) - - ∑(n1-1) log S12

(Sumber: Sudjana, 1996:263) Perhitungan varians gabungan (S2) dari semua sampel :







)

1 (

)

1 (

1 2 1 1 2

n

S

n

S

Untuk menghitung harga satuan B : B = (log S2). ∑(n-1)

Untuk menghitung chi kuadrat :

χ2

= (ln 10) (B-∑ (n1-1) log S12) Kesimpulan :

Bila didapat χ2

(53)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2. Uji Analisis Data

a. Uji Anava Satu Arah

Untuk mengetahui ada atau tidaknya pengaruh penambahan jumlah pipa bergelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot Yamaha Jupiter Z tahun 2004 terhadap emisi gas buang HC dilakukan uji analisis varian satu arah.

Rumus yang digunakan dalam anava satu arah, yaitu : Tabel 6. Daftar Anava Satu Arah

Sumber variansi dk Jk KT F

Rata-rata 1 Ry R = Ry/1

Antar Kelompok k-1 Ay A=Ay(k-1) A/D Dalam Kelompok ∑(n1-1) Dy D=Dy / ∑(n-1)

Jumlah ∑ n1 ∑Y2 -

dk = derajat kebebasan Jk = jumlah kuadrat KT = kuadrat tengah

Ry = J²/Σnı dengan Jı, J2, ...Jn Ay = (J2/ Σnı) – Ry

∑Y2

= Jumlah kuadrat-kuadrat Jk dari semua hasil pengamatan Dy = ∑Y2 – Ry – Ay

Kesimpulan :

Bila harga Fo ≤ Ft dalam taraf 1% maka hipotesis nihil (Ho) diterima dan hipotesis kerja (H1) ditolak, kemudian sebaliknya bila Fo > Ft maka hipotesis kerja diterima dan hipotesis nihil (Ho) ditolak.

(1)

commit to user

−

160,2 44,18 =

−

3,630

Z

0,01

= 3,365

Z

obs

= -3,630

Keputusan uji Z untuk alat penurun emisi gas buang dengan 3 gelombang:

Karena sumber memenuhi kriteria z < z

sehingga z terletak pada daerah

kritik, maka Ho yang menyatakan “Penambahan alat bantu penurun emisi gas

buang dengan 3 gelombang tidak menurunkan kadar gas buang HC” ditolak pada

taraf signifikansi 0,01, sedangkan H

yang menyatakan “Penambahan alat bantu

penurun emisi gas buang dengan 3 gelombang menurunkan kadar gas buang HC”

diterima.

b.

Uji Z alat penurun emisi gas buang dengan 5 gelombang

= 346,6

−

777,6

98,79/

√

5 ~ N( 0,1) =

−

431

44,18 =

−

9,755

Z0,01 = 3,365

Z

obs

=

−

9,755

Keputusan uji Z untuk alat penurun emisi gas buang dengan 5 gelombang:

Karena sumber memenuhi kriteria z < z

sehingga z terletak pada daerah

kritik, maka Ho yang menyatakan “Penambahan alat bantu penurun emisi gas

buang dengan 5 gelombang tidak menurunkan kadar gas buang HC” ditolak pada

taraf signifikansi 0,01, sedangkan H1 yang menyatakan “Penambahan alat bantu

penurun emisi gas buang dengan 5 gelombang menurunkan kadar gas buang HC”

diterima.

c.

Uji Z alat penurun emisi gas buang dengan 7 gelombang

= 219,2

−

777,6

(2)

commit to user

−

558,4 44,18 =

−

12,639

Z0,01 = 3,365

Zobs =

−

12,639

Keputusan uji Z untuk alat penurun emisi gas buang dengan 7 gelombang:

Karena sumber memenuhi kriteria z < z

_α

sehingga z terletak pada daerah

kritik, maka Ho yang menyatakan “Penambahan alat bantu penurun emisi gas

buang dengan 7 gelombang tidak menurunkan kadar gas buang HC” ditolak pada

taraf signifikansi 0,01, sedangkan H

yang menyatakan “Penambahan alat bantu

penurun emisi gas buang dengan 7 gelombang menurunkan kadar gas buang HC”

diterima.

Kesimpulan:

Karena zobs

yang paling kecil adalah pada perhitungan zobs untuk alat

bantu penurun emisi gas buang dengan 7 gelombang, maka dapat disimpulkan

bahwa kadar gas buang HC yang paling rendah diperoleh dengan variasi

gelombang sebanyak 7 gelombang pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z tahun

2004.

D. Pembahasan Hasil Analisis Data

Setelah dilakukan analisis data hasil eksperimen dapat disimpulkan

sebagai berikut:

1. Pengaruh penambahan jumlah gelombang dalam alat bantu penurun emisi gas

buang terhadap kadar gas HC ditunjukan oleh harga F

observasi

yang lebih besar

dari F

tabel

pada taraf sinifikansi 0,01. Maka dapat disimpulkan bahwa ada

pengaruh yang sangat signifikan antara penambahan jumlah pipa gelombang

stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha Jupiter Z

tahun 2004 terhadap emisi gas buang HC. Hal ini disebabkan karena variasi

jumlah pipa gelombang stainless steel akan berpengaruh terhadap luas

penampang pipa stainless steel yang berfungsi sebagai reheater atau sebagai

(3)

commit to user

reaktor exhaust thermal. Semakin luas penampangnya, maka jumlah kadar gas

buang HC yang direaksikan menjadi HC

dan H

O akan semakin bertambah.

2. Analisis rataan atau uji Z menunjukan bahwa semua rerata kadar gas buang HC

yang diberi penambahan alat bantu penurun emisi gas buang, menunjukkan

adanya penurunan kadar gas buang HC dibandingkan dengan knalpot standar.

Melalui uji Z ini juga dapat menunjukan pada variasi jumlah gelombang

berapakah kadar gas buang HC mengalami penurunan yang paling signifikan.

Semakin z

hitung

lebih kecil dari z

tabel,

maka perbedaan antara perlakuan yang

diuji dan perlakuan lainnya akan semakin besar, maka dapat disimpulkan

bahwa variasi jumlah pipa gelombang stainless steel yang memiliki zhitung

terkecil adalah variasi jumlah pipa stainless steel yang menurunkan kadar HC

yang paling tinggi atau signifikan. Untuk lebih lengkapnya lihat Lampiran 6

beserta penjelasannya.

3. Pada Gambar 9 merupakan grafik hubungan antara jumlah variasi pipa

gelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha

Jupiter Z tahun 2004 terhadap kadar gas buang HC. Grafik tersebut diperoleh

dari hasil penelitian. Pada grafik tersebut dapat diamati kadar gas buang HC

yang mengalami penurunan yang signifikan yang diperlihatkan dengan kondisi

grafik yang menurun. Kadar gas buang Hcyang paling rendah adalah pada

variasi jumlah pipa gelombang stainless steel dengan 7 gelombang yaitu

dengan rerata kadar gas buang HC 219 ppm dan kadar gas buang HC yang

paling tinggi adalah pada knalpot standar atau tanpa penambahan alat bantu

penurun emisi gas buang, yaitu dengan rerata kadar gas buang HC 778 ppm.

Jadi dalam penelitian ini semua hipotesis dapat diterima dalam taraf

signifikansi yang ditetapkan sebesar 1%.

(4)

commit to user

48 BAB V

SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan Penelitian

Berdasarkan hasil penelitian yang telah diuraikan pada BAB IV dengan

mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Ada pengaruh yang signifikan antara variasi penambahan jumlah pipa

bergelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha

Jupiter Z tahun 2004 terhadap kadar gas buang HC. Ini dapat dilihat pada

penambahan variasi lilitan dengan menggunakan 7 gelombang yaitu dengan rerata

hasil pengukuran kadar gas buang HC sebesar 219 ppm yang dari keadaan standar

dengan rerata hasil pengukuran kadar gas buang HC sebesar 778 ppm dan pada

hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F

obs

= 84,45 lebih besar daripada

F

tabel

= 5,29 (F

obs

> F

tabel

).

2. Kadar gas buang HC yang paling rendah terukur pada variasi 7 gelombang pada

alat bantu penurun emisi gas buang. Ini dapat dilihat dari uji rataan yang

menunjukan bahwa variasi lilitan dengan menggunakan 7 gelombang mempunyai

z

huting

yang lebih kecil dari pada

z

hitung

yang ditunjukkan oleh variasi lilitan lainnya,

yaitu -12,39 dan z

tabel

3,365.

B. Implikasi

Berdasarkan hasil penelitian yang didukung oleh landasan teori yang telah

dikemukakan, tentang ada pengaruh perbedaan yang signifikan antara variasi

penambahan jumlah pipa bergelombang pada bagian belakang knalpot sepeda motor

Yamaha Jupiter Z tahun 2004 terhadap kadar gas buang HC, dapat diterapkan ke

dalam beberapa implikasi yang dapat dikemukakan sebagai berikut:

(5)

commit to user

1. Implikasi Teoritis

Di dalam penelitian ini menyelidiki pengaruh penambahan jumlah pipa

bergelombang stainless steel pada bagian belakang knalpot sepeda motor Yamaha

Jupiter Z tahun 2004 terhadap kadar gas buang HC. Dengan hasil penelitian ini dapat

dijadikan dasar pengembangan penelitian selanjutnya, yang relevan dengan masalah

yang dibahas dalam penelitian ini. Di samping itu sebagai bukti bahwa variasi jumlah

gelombang pada alat bantu penurun emisi gas buang berpengaruh terhadap kadar gas

buang HC pada sepeda motor Jupiter Z tahun 2004. Dan juga masih banyak juga

masih banyak pengaruh variasi jumlah gelombang pada alat bantu penurun emisi gas

buang terhadap variabel-variabel yang lainnya.

2. Implikasi Praktis

Penelitian ini dapat digunakan untuk mengurangi kadar gas buang HC yang

berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan pada sepeda motor empat langkah

Yamaha Jupiter Z tahun 2004. Hal ini dapat digunakan untuk pertimbangan

perusahaan untuk lebih mempertimbangkan penambahan alat bantu penurun emisi

gas buang pada sepeda motor empat langkah khususnya Yamaha Jupiter Z. Dengan

demikian maka akan mengurangi kadar gas buang HC secara lebih optimal pada

sepeda motor empat langkah Yamaha Jupiter Z.

C. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yangdiperoleh dan implikasi yang ditimbulkan,

maka dapat disampaikan saran-saran sebagai berikut:

1. Dari hasil penelitian yang penulis lakukan maka, bagi pengguna sepeda motor

Yamaha Jupiter Z tahun 2004, untuk menurunkan kadar gas buang HC yang paling

signifikan dapat dilakukan dengan penambahan alat bantu penurun emisi gas

buang dengan menggunakan 7 gelombang pada bagian belakang knalpot sepeda

motor Yamaha Jupiter Z tahun 2004 dari keadaan standar.

(6)