Studi Eksperimental Perbandingan Kebisingan Knalpot Komposit Propylene (PP) dan Palm Oil Fly Ash dengan Knalpot Standar Chapter III V
24
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah knalpot standart satriafu dan juga knalpot
komposit polymer poliproplena dan Palm oil fly ash
3.2
Parameter Penelitian
Parameter Penelitian ini adalah karakteristik kebisisngan yang akan
dihasilkan oleh knalpot komposit poliproplena dan POFA dan juga kebisingan
dari knalpot standart
3.3
Tempat Dan Waktu
Penelitian di lakukan di laboratorium Noise and vibration research center
Departemen Teknik mesin Universitas Sumatera utara dan waktu penelitian akan
di lakukan adalah pada bulan maret hingga bulan agustus 2017
3.4
Bahan & Alat
3.4.1
Bahan
1. Knalpot standart
Knalpot stadart yang di gunakan di dalam penelitian ini adalah knalpot
standart sepeda motor satria fu dengan kapasitas mesin sebesar 150 cc
Gambar 3.1 Knalpot standart Satria fu
Universitas Sumatera Utara
25
2. Knalpot komposit
knalpot komposit yang digunakan dalam penelitian ini adalah komposit
berbahan POFA (palm oil fly ash) atau abu cangkang kelapa sawit untuk
untuk di ketahui tingkat kebisingannya. Knalpot komposit yang digunakan
memiliki uuran sebagai berikut :
Panjang (l)
: 395 mm
Diameter luar (d1)
: 100 mm
Diameter dalam (d2) : 80 mm
Gambar 3.2 Desain knalpot
Knalpot yang digunakan mempunyai 3 bahan campuran yaitu sebagai
berikut:
1.knalpot dengan campuran 90% PP dan 10% POFA
2. knalpot dengan campuran 85% PP dan15% POFA
3. knalpot dengan campuran 80% PP dan 20% POFA
Gambar 3.3 knalpot komposit POFA
Universitas Sumatera Utara
26
3.4.2
Alat
1. Sound level meter
Digunakan untuk mengukur kebisisngan yang dihasil kan oleh knalpot
komposit maupun knalpot standart yang akan di uji. Sound level meter yang
digunakan adalah Sound level meter Bruel & Kjaer type 2238 fulfils yang
dapat mengukur kebisingan antara 30 – 130dB
Gambar 3.4 Sound level meter
2. Tripot
Digunakan sebagai tempat kedudukan sound level meter pada saat
melakukan pengujian kebisingan agar jarak pengukuran lebih tepat
Gambar 3.5 Tripot
Universitas Sumatera Utara
27
3. Meteran
Digunakan untuk mengukur jarak pengukuran antara sumber bising yaitu
knalpot dengan alat ukur yaitu sound level meter
Gambar 3.6 Meteran
4. Tepung
Digunakan untuk menandai jarak pengukuran kebisingan, jarak yang
digunakan dalam penelitian ini adalah sejauh 1 m pada arah pengukuran
X+,X-,Z+,Z-, dan Y+
Gambar 3.7 Tepung
Universitas Sumatera Utara
28
5. Kunci pas
Digunakan untuk melepas dan memasang kembali knalpot standart
ataupun knalpot komposit pada saat pengujian berlangsung
Gambar 3.8 Kunci pas
6. Kabel tembaga
Digunakan untuk mengikat knalpot agar lebih kokoh dan tidak terlalu
bergoyang saat dilakukan pengujian, karena sedikit maka tidak terlalu
berpengaruh terhadap kebisingan yang terjadi sehingga dapat diabaikan.
Gamabar 3.9 Kabel tembaga
3.5
Metode Pengumpulan data
• Pengumpulan data di mulai dengan mengumpulkan bahan-bahan yang di
perlukan dalam pembuatan knalpot komposit yaitu berupa polypropylene
dan POFA dengan mengunjungi pabrik pengolahan kelapa sawit
• Pembuatan knalpot komposit dengan metode casting
Universitas Sumatera Utara
29
• Pengumpulan data kebisingan knalpot komposit dengan alat sound power
level
• Pengumpulan data kebisingan knalpot standart dengan alat sound power
level
• Membanding kan data kebisingan knalpot standart dan knalpot komposit
yang telah didapatkan
3.6
Metode Pengujian
Metode pengujian kebisingan knalpot yang digunakan dengan cara
mengukur secara langsung kebisingan yang dihasilkan knalpot komersil dan
komposit polypropylene dan POFA dengan menggunakan alat sound level meter
pada saat knalpot sedang digunakan. Putaran mesin sepeda motor yang
dihidupkan pada saat pengambilan data
kebisingan
knalpot yang dihitung
dimulai dari 1000 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm sampai dengan 4000 rpm.
Jarak yang diuji kebisingan adalah 1 meter yang merupakan standar pengukuran
ISO 5130 dengan sumbu X+, X-, Z+, Z- dan Y+. Arah pengukuran dapat dilihat
pada gambar sebagai berikut :
Gambar 3.10 Arah pengukuran kebisingan
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 3.11 Set up pengukuran
Dapat kita lihat dari gambar set up pengukuran dimana pengambilan data
kebisingan dari penelitian ini adalah memakai pengukuran setengah bola dimana
knalpot sepeda motor sebagai sumber kebisingan harus ditempatkan di tengah
tengah atau pusat daripada ruang setengah bola tersebut. Titik dari alat ukur
kebisingan sound level meter tersebut adalah 1 meter mengelilingi sumber
kebisingan mengikuti arah ukur.
3.7
Prosedur Pengukuran Kebisingan Pada Knalpot
Langkah-langkah dalam pengukuran kebisingan pada knalpot standar
maupun knalpot komposit sebagai berikut.
1. Siapkan knalpot yang akan dilakukan pengujian kebisingan.
2. Pasang alat ukur kebisingan sound level meter ke tripod dan oprasikan sound
level meter .
3. Ukur jarak antara sound level meter ke ujung silencer menggunakan meteran
dengan jarak 1 meter.
4. Arahkan microphone yang ada pada sound level meter ke arah ujung silencer.
Universitas Sumatera Utara
31
5. Hidupkan sepeda motor.
6. Pada sumbu X lakukan pengambilan data dengan kecepatan putaran 1000 rpm,
2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm dan 4000 rpm. Lakukan hal yang sama pada
sumbu-X, Z ,-Z dan Y.
7. Ulangi langkah 3 sampai langkah 7 untuk pengambilan data dengam
menggunakan knalpot komposit 10%,15% dan 20%.
Universitas Sumatera Utara
32
3.8
Diagram Alir Penelitian
Mulai
Studi
Literartur
Pembuatan Knalpot
Tidak
Pembuatan
Berhasil
Pengujian Kebisingan
Tidak
Proses
Berhasil
Analisa Data
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.12 Diagram alir Penelitian
Universitas Sumatera Utara
33
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil pengujian kebisingan pada knalpot sandart dan knalpot komposit
Metode pengujian kebisingan yang dilakukan pada knalpot standart dan
knalpot komposit adalah dengan mengukur kebisingan knalpot secara langsung
pada arah ukur X+,X-,Z+,Z-, dan Y+. Jarak yang yang dibutuhkan untuk
melakukan pengujian adalah 1 meter dari arah knalpot sesuai dengan standar iso
menggunakan alat pengukur kebisingan yaitu sound level meter dengan putaran
mesin 1000, 2000, 2500, 3000, dan 4000. Berikut adalah hasil data pengukuran
kebisingan yang dilakukan pada knalpot standart dan juga knalpot komposit
dengan variasi campuran POFA 10%, 15%, 20% yang di tampilkan pada Tabel
4.1 sampai Tabel 4.4
Tabel 4.1 Kebisingan pada knalpot standart
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
73
76,6
75,6
75,5
75,4
2000
77,1
78,4
78,1
78,4
76,5
2500
79,1
79,3
79,3
79,8
77,1
3000
81,2
80,3
80,5
81,3
77,6
4000
81,5
82,8
81,5
81,9
78,9
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.1 kebisingan vs putaran pada knalpot standart
bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot standart adalah pada arah
ukur X- dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat kebisingan yang
terjadi adalah mencapai 82,8 dB dan juga dapat kita lihat pula bahwa kebisingan
terendah yang terjadi pada knalpot standart adalah pada arah ukur X+ dan berada
Universitas Sumatera Utara
34
pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat kebisingan yang terjadi adalah 73
dB.
Tabel 4.2 Kebisingan knalpot komposit POFA 10 %
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
76,2
75,1
78,7
74,1
74,6
2000
80,1
79,7
79,4
79
81,5
2500
82
82
81,8
81,4
83,2
3000
83,9
84,3
85
83,9
84,3
4000
84,1
85,1
85,5
84,2
86,6
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.2 kebisingan vs putaran pada knalpot komposit
10% bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 10% adalah
pada arah ukur Y+ dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat
kebisingan yang terjadi adalah mencapai 86,6 dB dan juga dapat kita lihat pula
bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada komposit 10% adalah pada arah
ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat kebisingan yang
terjadi adalah 74,1 dB
Tabel 4.3 Kebisingan knalpot komposit POFA 15 %
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
70,4
71,2
72,4
69,3
72,6
2000
77,7
78,4
77,3
76,3
77,6
2500
78,8
82,2
79,4
78,2
79,4
3000
81,2
81,3
78,2
80,6
83,7
4000
82
84,5
83,5
81,1
82,5
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Universitas Sumatera Utara
35
Dapat kita lihat pada tabel 4.3 kebisingan vs putaran pada knalpot komposit
15% bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 15 % adalah
pada arah ukur X- dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat
kebisingan yang terjadi adalah mencapai 84,5 dB dan juga dapat kita lihat pula
bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit 15% adalah
pada arah ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat
kebisingan yang terjadi adalah 69,3 dB
Tabel 4.4 Kebisingan knalpot komposit POFA 20 %
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
69,2
70,8
68,8
68,3
69,5
2000
77,8
78,3
77,8
77,2
81,4
250
79,5
80,2
78,4
78,8
82,6
3000
81,1
81,5
80,7
79,2
83,6
4000
85,1
85,4
85,3
81,1
84,1
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.4 kebisingan vs putaran pada knalpot komposit
20% bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot standart adalah pada
arah ukur X- dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat kebisingan
yang terjadi adalah mencapai 85,4 dB dan juga dapat kita lihat pula bahwa
kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit 20% adalah pada arah
ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat kebisingan yang
terjadi adalah 68,3dB
Universitas Sumatera Utara
36
kebisingan (dB)
Arah ukur X+
90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
76,2
82
79,5
79,1
78,8
80,1
77,8
77,7
77,1
83,9
81,2
81,1
85,1
84,1
82
81,5
komposit 15
komposit20
73
70,4
69,2
1000
komposit 10
standart
2000
2500
3000
4000
rpm
Gambar 4.1 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur x+
Dapat kita lihat pada Gambar 4.1 kebisingan knalpot arah ukur X+ bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 69,2 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot
baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 20%
POFA yaitu 85,1 dB.
kebisingan (db)
arah ukur x90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
79,7
78,4
78,3
82,2
82
80,2
79,3
84,3
81,5
81,3
80,3
85,4
85,1
84,5
82,8
komposit 10
komposit 15
76,6
75,1
komposit20
71,2
70,8
1000
standart
2000
2500
3000
4000
RPM
Gambar 4.2 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur x-
Universitas Sumatera Utara
37
Dapat kita lihat pada Gambar 4.2 kebisingan knalpot arah ukur X- bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 70,8 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 85,3 dB.
kebisingan (db)
Arah ukur Z+
90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
85
78,7
79,4
78,1
77,8
77,3
81,8
79,4
79,3
78,4
80,7
80,5
78,2
85,5
85,3
83,5
81,5
komposit 15
75,6
komposit20
72,4
standart
68,8
1000
komposit 10
2000
2500
3000
4000
RPM
Gambar 4.3 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur z+
Dapat kita lihat pada Gambar 4.3 kebisingan knalpot arah ukur Z+ bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 68,8 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 85,5 dB.
Universitas Sumatera Utara
38
kebisingan (dB)
Arah ukur Z90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
81,4
79,8
78,8
78,2
79
78,4
77,2
76,3
75,5
74,1
84,2
81,9
81,1
83,9
81,3
80,6
79,2
komposit 15
komposit20
standart
69,3
68,3
1000
komposit 10
2000
2500
3000
4000
rpm
Gambar 4.4 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur zDapat kita lihat pada Gambar 4.4 kebisingan knalpot arah ukur Z- bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 68,3 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 84,2 dB.
kebisingan (db)
Arah ukur Y+
90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
81,5
81,4
75,4
74,6
72,6
77,6
76,5
83,2
82,6
79,4
77,1
84,3
83,7
83,6
77,6
86,6
84,1
82,5
78,9
komposit 15
komposit20
standart
69,5
1000
komposit 10
2000
2500
3000
4000
RPM
Gambar 4.4 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur Y+
Universitas Sumatera Utara
39
Dapat kita lihat pada Gambar 4.5 kebisingan knalpot arah ukur Y+ bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 69,5 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 86,6 dB.
4.2 Kebisingan vs Frekuensi
Berdasarkan data yang di dapat dari hasil pengujian yang di lakukan pada
knalpot standart dan knalpot komposit dengan menggunakan alat ukur sound level
meter adalah berupa data kebisingan (dB) vs putaran mesin (rpm) sedangkan data
yang dibutuh kan adalah berbentuk frekuensi (Hz) maka dari itu data putaran
mesin berupa rpm akan diubah menjadi data frekuensi, Berikut adalah rumus dan
perhitungan yang akan dilakukan untuk mengubah data rpm berubah menjadi
frekuensi (Hz) dengan putran mesin (n)1000 rpm sebagai contoh :
2�
∙�
60
2(3,14)
=
∙ 1000
60
�=
= 104,66 ���
� = 2��
�
�=
2�
104,66
=
6,28
= 16,67 Hz
Universitas Sumatera Utara
40
Dengan menggunakan perhitungan yang sama seperti diatas berikut
ditampilakan tabel untuk hasil kebisingan vs frekuensi dari knalpot standart dan
juga knalpot komposit :
Tabel 4.5 Frekuensi vs kebisingan knalpot standart
Frekuensi /
Rpm
X+
XZ+
arah ukur
Z-
Y+
1000
16,64
73
76,6
75,6
75,5
75,4
2000
33,33
77,1
78,4
78,1
78,4
76,5
2500
41,67
79,1
79,3
79,3
79,8
77,1
3000
50
81,2
80,3
80,5
81,3
77,6
4000
66,67
81,5
82,8
81,5
81,9
78,9
82,8
81,9
81,5
x
90
88
86
kebisingan (dB)
84
82
80
78
76
76,6
75,5
75,4
78,4
77,1
76,5
81,3
81,2
80,3
79,8
79,3
79,1
78,9
z
77,6
77,1
-z
74
72
-x
y
73
70
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (Hz)
Gambar 4.6 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot standart
Dapat kita lihat pada Gambar 4.6 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
standart bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot standart adalah
pada arah ukur Y+ dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan tingkat kebisingan
yang terjadi adalah 73 dB kemudian kebisingan terus meningkat hingga pada
frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot standart
Universitas Sumatera Utara
41
adalah pada arah ukur X- dimana
tingkat kebisingan yang terjadi adalah
mencapai 82,8 dB
Tabel 4.6 Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 10%
Frekuensi /
Rpm
X+
XZ+
ZY+
arah ukur
1000
16,64
76,2
75,1
78,7
74,1
74,6
2000
33,33
80,1
79,7
79,4
79
81,5
2500
41,67
82
82
81,8
81,4
83,2
3000
50
83,9
84,3
85
83,9
84,3
4000
66,67
84,1
85,1
85,5
84,2
86,6
90
88
kebisingan (dB)
86
84
82
81,5
80,1
79,7
79,4
79
80
78
78,7
76
76,2
75,1
74,6
74,1
74
85
84,3
83,9
83,2
82
81,8
81,4
86,6
85,5
85,1
84,2
84,1
x
-x
z
-z
y
72
70
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (Hz)
Gambar 4.7 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 10%
Dapat kita lihat pada Gambar 4.7 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
komposit 10 % bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit
POFA 10% adalah pada arah ukur Z- dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan
tingkat kebisingan yang terjadi adalah 74,1 dB kemudian kebisingan terus
meningkat hingga pada frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi
pada knalpot standart adalah pada arah ukur Y+ dimana tingkat kebisingan yang
terjadi adalah mencapai 86,6 dB
Universitas Sumatera Utara
42
Tabel 4.7 Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 15%
Frekuensi /
Rpm
X+
XZ+
ZY+
arah ukur
1000
16,64
70,4
71,2
72,4
69,3
72,6
2000
33,33
77,7
78,4
77,3
76,3
77,6
2500
41,67
78,8
82,2
79,4
78,2
79,4
3000
50
81,2
81,3
78,2
80,6
83,7
4000
66,67
82
84,5
83,5
81,1
82,5
90
88
86
kebisingan (db)
84
83,7
82,2
82
80
78,4
77,7
77,6
77,3
76,3
78
76
81,3
81,2
80,6
79,4
78,8
78,2
84,5
83,5
82,5
82
81,1
-x
78,2
z
-z
74
72
70
x
72,6
72,4
71,2
70,4
69,3
y
68
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (hz)
Gambar 4.8 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 15%
Dapat kita lihat pada Gambar 4.8 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
komposit 15 % bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit
POFA 15% adalah pada arah ukur Z- dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan
tingkat kebisingan yang terjadi adalah 69,3 dB kemudian kebisingan terus
meningkat hingga pada frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi
pada knalpot standart adalah pada arah ukur X- dimana tingkat kebisingan yang
terjadi adalah mencapai 84,5 dB
Universitas Sumatera Utara
43
Tabel 4.8 Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 20%
Rpm
frekuensi /
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
16,64
69,2
70,8
68,8
68,3
69,5
2000
33,33
77,8
78,3
77,8
77,2
81,4
2500
41,67
79,5
80,2
78,4
78,8
82,6
3000
50
81,1
81,5
80,7
79,2
83,6
4000
66,67
85,1
85,4
85,3
81,1
84,1
90
88
86
kebisingan (db)
84
83,6
82,6
82
81,5
81,1
80,7
79,2
81,4
80
78,3
77,8
77,2
78
80,2
79,5
78,8
78,4
85,4
85,3
85,1
84,1
81,1
-x
z
76
-z
74
y
72
70
68
x
70,8
69,5
69,2
68,8
68,3
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (hz)
Gambar 4.9 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 20%
Dapat kita lihat pada Gambar 4.9 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
komposit 20% bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit
POFA 20% adalah pada arah ukur Z- dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan
tingkat kebisingan yang terjadi adalah 68,5 dB kemudian kebisingan terus
meningkat hingga pada frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi
pada knalpot komposit POFA 20% adalah pada arah ukur X- dimana tingkat
kebisingan yang terjadi adalah mencapai 85,4 dB
Universitas Sumatera Utara
44
4.3 Koefisien Absorbsi (α)
Berdasarkan data hasil kebisingan dari knlapot komposit maka akan di cari
nilai koefisien absorsi dari knalpot komposit komposisi 10%,15%, dan 20 %
POFA tersebut, berikut adalah perhitungan nilai koefisien absorsi dari knalpot
komposit.
α=�
α=�
α=�
������� ����������
���������� ���� �������
�
������� �������� −������� ��������
76,6−75.1
76.6
α= 0,019852
������� ��������
�
�
Dengan perhitungan yang sama berikut di tampilkan hasil dari perhitungan nilai
koefisien absorsi dari knalpot masing-masing komposit pada tabel:
Tabel 4.9 Koefisien absorsi knalpot komposit 10%
Putaran/
X+
XZ+
Zarah ukur
Y+
1000
0,04384 0,019582
0,04101 0,018543
0,01061
2000
0,03891
0,01658
0,01665
0,00765
0,06536
2500
0,03666
0,03405
0,03153
0,02005
0,07912
3000
0,03325
0,04981
0,0559
0,03198
0,08634
4000
0,0319
0,02778
0,04908
0,02808
0,09759
Keterangan:
Koefisien absorsi terendah
Koefisien absorsi tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.9 Koefisien Absorsi pada knalpot komposit 10 %
POFA bahwa Kofisien absorbsi terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA adalah pada arah ukur Y+ dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan
nilai koefisien absorsi adalah 0,09759 dan juga
dapat kita lihat pula bahwa
koesfisien absorsi terendah yang terjadi pada knalpot komposit 10% POFA
Universitas Sumatera Utara
45
adalah pada arah ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan nilai
koefisien absorsi adalah 0,00765
Tabel 4.10 Koefisien absorsi knalpot komposit 15%
Putaran/
X+
XZ+
Zarah ukur
Y+
1000 0,035616 0,070496 0,042328 0,082119 0,037135
2000
0,00778
0 0,010243 0,026786
0,01438
2500 0,003793
0,03657
0,00126
0,02005
0,02983
3000
0,01245 0,028571
0,00861
0,07861
0,02454 0,009768
0,06971
4000
0
0,00613 0,003623
Keterangan:
Koefisien absorsi terendah
Koefisien absorsi tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.10 Koefisien Absorsi pada knalpot komposit
15% POFA bahwa Kofisien absorbsi terbesar yang terjadi pada knalpot komposit
15% POFA adalah pada arah ukur Z- dan berada pada putran mesin 1000 rpm
dengan nilai koefisien absorsi adalah 0,082119 dan juga dapat kita lihat pula
bahwa
koesfisien absorsi terendah yang terjadi pada knalpot komposit 15%
POFA adalah pada arah ukur X+ dan X- berada pada putaran 2000,3000 rpm
dengan nilai koefisien absorsi adalah 0
Tabel 4.11 Koefisien absorsi knalpot komposit 20%
Putaran/
X+
XZ+
Zarah ukur
Y+
1000 0,052055 0,075718 0,089947 0,095364 0,078249
2000
0,00908 0,001276 0,003841 0,015306
0,06405
2500
0,00506
0,01135 0,011349 0,012531
0,07134
3000 0,001232
0,01494
0,00248
0,02583
0,07732
4000
0,03019
0,04785 0,009768
0,06591
0,04417
Tabel 4.11 Koefisien absorsi knalpot komposit 20%
Keterangan:
Koefisien absorsi terendah
Koefisien absorsi tertinggi
Universitas Sumatera Utara
46
Dapat kita lihat pada tabel 4.3 Koefisien Absorsi pada knalpot komposit 20%
POFA bahwa Kofisien absorbsi terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 20%
POFA adalah pada arah ukur Z- dan berada pada putran mesin 1000 rpm dengan
nilai koefisien absorsi adalah 0,095364 dan juga dapat kita lihat pula bahwa
koesfisien absorsi terendah yang terjadi pada knalpot komposit 20% POFA
adalah pada arah ukur X+ berada pada putaran 3000 rpm dengan nilai koefisien
absorsi adalah 0,001232
4.4 Transmission loss (TL)
Berdasarkan data yang diproleh maka akan dihitung transmision loss atau
kehilangan daya bunyi yang terjadi di alam knalpot komposit atau pun knalpot
standart berikut adalah perhitungan nya:
TL=10 ���10 [1+0.25(
��
��
−
�� 2
2���
) ���2 �
�]
��
λ
TL= Transmision Loss
Se= Luas daerah masuk atau keluar =( ¼ ) (3.14) (0.045)2 = 0,00159 �2
Sc= Luas Daerah Knalpot =3.14 ab = 3.14 (0.080)(0.080) = 0,020096 �2
Lc=panjang knalpot = 0,395 �
a = d knalpot terpanjang 0.080 m
b = d knalpot terpanjang 0.080 m
λ = panjang gelombang
panjang gelombang dapat dihitung dengan:
λ = cbdt/f = 20,04√307/16,64 = 21,10 m
maka :
0,20096
TL=10 ���10 [1+0.25(
0,00159
= 7,488665 dB
−
0,00159 2
2(180)(0,395)
) ���2 �
�]
0,020096
21,10
Universitas Sumatera Utara
47
Berikut ditampilkan data nlai dari transmisinon loss knalpot standart maupun knalpot
komposit:
Tabel 4.12 Transmision loss
rpm
1000
2000
2500
3000
4000
knalpot
10%
7,488665
12,14783
13,44133
14,33389
14,91885
komposit
15%
7,697385
12,36105
13,44133
14,13912
14,91885
20%
7,902358
12,76531
13,64166
14,51724
15,27215
Dapat kita lihat dari tabel bahwa semakin tinggi rpm maka semakin tinggi
pula transmission loss yang terjadi, dimana transmission loss terendah terjadi pada
knalpot komposit 10% dan transmission loss tertinggi terjadi pada knalpot
kompoisit 20 %
4.5 Noise Reduction Rate(NRR)
Setelah transmision loss kita hitung maka selanjutnya adalah menghitung
noise reduction. Noise reduction atau penurunan tingkat daya bunyi akibat
penyerapan daya bunyi oleh dinding material , dapat dihitung dengan persamaan
berikut:
��� =
��(�) + ��(−�) + ��(�) + ��(−�) + ��(�)
5
a. Knalpot komposit 10 %
���(1000 ���) =
�73−76,2�+�76,6−75,1�+�75,6−78,7�+�75,5−74,1�+(75,4−74,6)
5
= 0,52 dB
���(2000 ���) =
(77,1 − 80,1) + (78,4 − 79,7) + (78,1 − 79,4) + (78,4 − 79) + (76,5 − 81,5)
5
Universitas Sumatera Utara
48
= 2,24 dB
���(2500 ���) =
(79,1 − 82) + (79,3 − 82) + (79,3 − 81,8) + (79,8 − 81,4) + (77,1 − 83,2)
5
= 3,16 dB
���(3000 ���) =
(81,2 − 83,9) + (80,3 − 84,3) + (80,5 − 85) + (81,3 − 83,9) + (77,6 − 84,3)
5
= 4,1dB
���(4000 ���) =
(81,5 − 84,1) + (82,8 − 85,1) + (81,5 − 85,5) + (81,9 − 84,2) + (78,9 − 86,6)
5
= 3,78 dB
��� =
0,52 + 2,24 + 4,1 + 3,78
5
= 2,76 dB
b. Knalpot Komposit 15 %
���(1000 ���) =
(73 − 70,4) + (76,6 − 71,2) + (75,6 − 72,4) + (75,5 − 69,3) + (75,4 − 72,6)
5
= 4,04 dB
���(2000 ���) =
(77,1 − 77,7) + (78,4 − 78,4) + (78,1 − 77,3) + (78,4 − 76,3) + (76,5 − 77,6)
5
= 0,24 dB
���(2500 ���) =
(79,1 − 78,8) + (79,3 − 82,2) + (79,3 − 79,4) + (79,8 − 78,2) + (77,1 − 79,4)
5
= 0,68 dB
Universitas Sumatera Utara
49
(81,2 − 81,2) + (80,3 − 81,3) + (80,5 − 78,2) + (81,3 − 80,6) + (77,6 − 83,7)
5
���(3000 ���) =
= 0,82 dB
���(4000 ���) =
(81,5 − 82) + (84,5 − 82,5) + (81,5 − 83,5) + (81,9 − 81,1) + (78,9 − 82,5)
5
= -1,38 dB
��� =
4,04 + 0,24 + 0,68 + 0,82 + 1,38
5
= 1,432 dB
c. Knalpot komposit 20%
���(1000 ���) =
(73 − 69,2) + (76,6 − 70,8) + (75,6 − 68,8) + (75,5 − 68,3) + (75,4 − 69,5)
5
= 5,9 dB
���(2000 ���) =
(79,1 − 77,8) + (79,3 − 78,3) + (79,3 − 77,8) + (79,8 − 77,2) + (77,1 − 81,4)
5
= 0,8 dB
���(2500 ���) =
(81,2 − 79,5) + (80,3 − 80,2) + (80,5 − 78,4) + (81,3 − 78,8) + (77,6 − 83,782,6)
5
= 0,98 dB
���(3000 ���) =
(81,2 − 81,1) + (80,3 − 81,5) + (80,5 − 80,7) + (81,3 − 79,2) + (77,6 − 83,6)
5
= 1,04 dB
Universitas Sumatera Utara
50
���(4000 ���) =
(81,5 − 85,1) + (82,8 − 85,4) + (81,5 − 85,3) + (81,9 − 81,1) + (78,9 − 84,1)
5
= 2,88 dB
��� =
5,9 + 0,8 + 0,98 + 1,04 + 2,88
5
= 2,32 dB
Dapat kita lihat dari perhitungan NRR Bahwa nilai NRR rata-rata dari
knalpot komposit 10% adalah sebesar 2,76 dB, knalpot komposit 15%adalah 1,43
dB dan knalpot komposit 20% adalah sebesar 2,32 dB
Universitas Sumatera Utara
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat di ambil beberapa kesimpulan
diantaranya :
1. Semakin tinggi putaran mesin yang terjadi maka semakin tinggi pula
kebisingan yang terjadi pada knalpot komposit, begitu pula dengan
pengaruh frekuensi semakin tinggi frekuensi yang terjadi maka semakin
tinggi juga kebisingan yang terjadi pada knalpot komposit Polipropylen
dan POFA. Ini terjadi terjadi akibat proses pembakaran dalam silinder
piston, maupun getaran pada sepeda motor. Oleh sebab itu, apabila variasi
putaran pada mesin ditambah, maka kebisingan akan bertambah juga
2.
Knalpot komposit yang terbaik adalah knalpot komposit dengan
komposisi 80% PP dan 20% POFA karena memiliki nilai kebisingan
terendah dibandingkan knalpot komposit 90:10, 85:11, maupun knalpot
standart
3. Nilai NRR terendah dari knalpot komposit adalah pada komposisi 85: 15
yaitu 1,43 dB dan tertinggi adalah komposit 80:10 yaitu 2,76 dB
5.2 Saran
1. Dalam melakukan penelitian terhadap kebisingan hendak nya dilakukan
pada tempat dan waktu yang benar-benar sunyi agar mendapatkan data
yang lebih akura
2. Perbandingan dengan beberapa komposisi diharapkan dapat dilakukan
untuk mendapat kan komposisi terbaik dalam mengurangi kebisingan yang
terjadi pada knalpot
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah knalpot standart satriafu dan juga knalpot
komposit polymer poliproplena dan Palm oil fly ash
3.2
Parameter Penelitian
Parameter Penelitian ini adalah karakteristik kebisisngan yang akan
dihasilkan oleh knalpot komposit poliproplena dan POFA dan juga kebisingan
dari knalpot standart
3.3
Tempat Dan Waktu
Penelitian di lakukan di laboratorium Noise and vibration research center
Departemen Teknik mesin Universitas Sumatera utara dan waktu penelitian akan
di lakukan adalah pada bulan maret hingga bulan agustus 2017
3.4
Bahan & Alat
3.4.1
Bahan
1. Knalpot standart
Knalpot stadart yang di gunakan di dalam penelitian ini adalah knalpot
standart sepeda motor satria fu dengan kapasitas mesin sebesar 150 cc
Gambar 3.1 Knalpot standart Satria fu
Universitas Sumatera Utara
25
2. Knalpot komposit
knalpot komposit yang digunakan dalam penelitian ini adalah komposit
berbahan POFA (palm oil fly ash) atau abu cangkang kelapa sawit untuk
untuk di ketahui tingkat kebisingannya. Knalpot komposit yang digunakan
memiliki uuran sebagai berikut :
Panjang (l)
: 395 mm
Diameter luar (d1)
: 100 mm
Diameter dalam (d2) : 80 mm
Gambar 3.2 Desain knalpot
Knalpot yang digunakan mempunyai 3 bahan campuran yaitu sebagai
berikut:
1.knalpot dengan campuran 90% PP dan 10% POFA
2. knalpot dengan campuran 85% PP dan15% POFA
3. knalpot dengan campuran 80% PP dan 20% POFA
Gambar 3.3 knalpot komposit POFA
Universitas Sumatera Utara
26
3.4.2
Alat
1. Sound level meter
Digunakan untuk mengukur kebisisngan yang dihasil kan oleh knalpot
komposit maupun knalpot standart yang akan di uji. Sound level meter yang
digunakan adalah Sound level meter Bruel & Kjaer type 2238 fulfils yang
dapat mengukur kebisingan antara 30 – 130dB
Gambar 3.4 Sound level meter
2. Tripot
Digunakan sebagai tempat kedudukan sound level meter pada saat
melakukan pengujian kebisingan agar jarak pengukuran lebih tepat
Gambar 3.5 Tripot
Universitas Sumatera Utara
27
3. Meteran
Digunakan untuk mengukur jarak pengukuran antara sumber bising yaitu
knalpot dengan alat ukur yaitu sound level meter
Gambar 3.6 Meteran
4. Tepung
Digunakan untuk menandai jarak pengukuran kebisingan, jarak yang
digunakan dalam penelitian ini adalah sejauh 1 m pada arah pengukuran
X+,X-,Z+,Z-, dan Y+
Gambar 3.7 Tepung
Universitas Sumatera Utara
28
5. Kunci pas
Digunakan untuk melepas dan memasang kembali knalpot standart
ataupun knalpot komposit pada saat pengujian berlangsung
Gambar 3.8 Kunci pas
6. Kabel tembaga
Digunakan untuk mengikat knalpot agar lebih kokoh dan tidak terlalu
bergoyang saat dilakukan pengujian, karena sedikit maka tidak terlalu
berpengaruh terhadap kebisingan yang terjadi sehingga dapat diabaikan.
Gamabar 3.9 Kabel tembaga
3.5
Metode Pengumpulan data
• Pengumpulan data di mulai dengan mengumpulkan bahan-bahan yang di
perlukan dalam pembuatan knalpot komposit yaitu berupa polypropylene
dan POFA dengan mengunjungi pabrik pengolahan kelapa sawit
• Pembuatan knalpot komposit dengan metode casting
Universitas Sumatera Utara
29
• Pengumpulan data kebisingan knalpot komposit dengan alat sound power
level
• Pengumpulan data kebisingan knalpot standart dengan alat sound power
level
• Membanding kan data kebisingan knalpot standart dan knalpot komposit
yang telah didapatkan
3.6
Metode Pengujian
Metode pengujian kebisingan knalpot yang digunakan dengan cara
mengukur secara langsung kebisingan yang dihasilkan knalpot komersil dan
komposit polypropylene dan POFA dengan menggunakan alat sound level meter
pada saat knalpot sedang digunakan. Putaran mesin sepeda motor yang
dihidupkan pada saat pengambilan data
kebisingan
knalpot yang dihitung
dimulai dari 1000 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm sampai dengan 4000 rpm.
Jarak yang diuji kebisingan adalah 1 meter yang merupakan standar pengukuran
ISO 5130 dengan sumbu X+, X-, Z+, Z- dan Y+. Arah pengukuran dapat dilihat
pada gambar sebagai berikut :
Gambar 3.10 Arah pengukuran kebisingan
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 3.11 Set up pengukuran
Dapat kita lihat dari gambar set up pengukuran dimana pengambilan data
kebisingan dari penelitian ini adalah memakai pengukuran setengah bola dimana
knalpot sepeda motor sebagai sumber kebisingan harus ditempatkan di tengah
tengah atau pusat daripada ruang setengah bola tersebut. Titik dari alat ukur
kebisingan sound level meter tersebut adalah 1 meter mengelilingi sumber
kebisingan mengikuti arah ukur.
3.7
Prosedur Pengukuran Kebisingan Pada Knalpot
Langkah-langkah dalam pengukuran kebisingan pada knalpot standar
maupun knalpot komposit sebagai berikut.
1. Siapkan knalpot yang akan dilakukan pengujian kebisingan.
2. Pasang alat ukur kebisingan sound level meter ke tripod dan oprasikan sound
level meter .
3. Ukur jarak antara sound level meter ke ujung silencer menggunakan meteran
dengan jarak 1 meter.
4. Arahkan microphone yang ada pada sound level meter ke arah ujung silencer.
Universitas Sumatera Utara
31
5. Hidupkan sepeda motor.
6. Pada sumbu X lakukan pengambilan data dengan kecepatan putaran 1000 rpm,
2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm dan 4000 rpm. Lakukan hal yang sama pada
sumbu-X, Z ,-Z dan Y.
7. Ulangi langkah 3 sampai langkah 7 untuk pengambilan data dengam
menggunakan knalpot komposit 10%,15% dan 20%.
Universitas Sumatera Utara
32
3.8
Diagram Alir Penelitian
Mulai
Studi
Literartur
Pembuatan Knalpot
Tidak
Pembuatan
Berhasil
Pengujian Kebisingan
Tidak
Proses
Berhasil
Analisa Data
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.12 Diagram alir Penelitian
Universitas Sumatera Utara
33
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil pengujian kebisingan pada knalpot sandart dan knalpot komposit
Metode pengujian kebisingan yang dilakukan pada knalpot standart dan
knalpot komposit adalah dengan mengukur kebisingan knalpot secara langsung
pada arah ukur X+,X-,Z+,Z-, dan Y+. Jarak yang yang dibutuhkan untuk
melakukan pengujian adalah 1 meter dari arah knalpot sesuai dengan standar iso
menggunakan alat pengukur kebisingan yaitu sound level meter dengan putaran
mesin 1000, 2000, 2500, 3000, dan 4000. Berikut adalah hasil data pengukuran
kebisingan yang dilakukan pada knalpot standart dan juga knalpot komposit
dengan variasi campuran POFA 10%, 15%, 20% yang di tampilkan pada Tabel
4.1 sampai Tabel 4.4
Tabel 4.1 Kebisingan pada knalpot standart
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
73
76,6
75,6
75,5
75,4
2000
77,1
78,4
78,1
78,4
76,5
2500
79,1
79,3
79,3
79,8
77,1
3000
81,2
80,3
80,5
81,3
77,6
4000
81,5
82,8
81,5
81,9
78,9
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.1 kebisingan vs putaran pada knalpot standart
bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot standart adalah pada arah
ukur X- dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat kebisingan yang
terjadi adalah mencapai 82,8 dB dan juga dapat kita lihat pula bahwa kebisingan
terendah yang terjadi pada knalpot standart adalah pada arah ukur X+ dan berada
Universitas Sumatera Utara
34
pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat kebisingan yang terjadi adalah 73
dB.
Tabel 4.2 Kebisingan knalpot komposit POFA 10 %
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
76,2
75,1
78,7
74,1
74,6
2000
80,1
79,7
79,4
79
81,5
2500
82
82
81,8
81,4
83,2
3000
83,9
84,3
85
83,9
84,3
4000
84,1
85,1
85,5
84,2
86,6
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.2 kebisingan vs putaran pada knalpot komposit
10% bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 10% adalah
pada arah ukur Y+ dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat
kebisingan yang terjadi adalah mencapai 86,6 dB dan juga dapat kita lihat pula
bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada komposit 10% adalah pada arah
ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat kebisingan yang
terjadi adalah 74,1 dB
Tabel 4.3 Kebisingan knalpot komposit POFA 15 %
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
70,4
71,2
72,4
69,3
72,6
2000
77,7
78,4
77,3
76,3
77,6
2500
78,8
82,2
79,4
78,2
79,4
3000
81,2
81,3
78,2
80,6
83,7
4000
82
84,5
83,5
81,1
82,5
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Universitas Sumatera Utara
35
Dapat kita lihat pada tabel 4.3 kebisingan vs putaran pada knalpot komposit
15% bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 15 % adalah
pada arah ukur X- dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat
kebisingan yang terjadi adalah mencapai 84,5 dB dan juga dapat kita lihat pula
bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit 15% adalah
pada arah ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat
kebisingan yang terjadi adalah 69,3 dB
Tabel 4.4 Kebisingan knalpot komposit POFA 20 %
Putaran/
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
69,2
70,8
68,8
68,3
69,5
2000
77,8
78,3
77,8
77,2
81,4
250
79,5
80,2
78,4
78,8
82,6
3000
81,1
81,5
80,7
79,2
83,6
4000
85,1
85,4
85,3
81,1
84,1
Keterangan:
noise terendah
noise tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.4 kebisingan vs putaran pada knalpot komposit
20% bahwa kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot standart adalah pada
arah ukur X- dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan tingkat kebisingan
yang terjadi adalah mencapai 85,4 dB dan juga dapat kita lihat pula bahwa
kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit 20% adalah pada arah
ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan tingkat kebisingan yang
terjadi adalah 68,3dB
Universitas Sumatera Utara
36
kebisingan (dB)
Arah ukur X+
90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
76,2
82
79,5
79,1
78,8
80,1
77,8
77,7
77,1
83,9
81,2
81,1
85,1
84,1
82
81,5
komposit 15
komposit20
73
70,4
69,2
1000
komposit 10
standart
2000
2500
3000
4000
rpm
Gambar 4.1 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur x+
Dapat kita lihat pada Gambar 4.1 kebisingan knalpot arah ukur X+ bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 69,2 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot
baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 20%
POFA yaitu 85,1 dB.
kebisingan (db)
arah ukur x90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
79,7
78,4
78,3
82,2
82
80,2
79,3
84,3
81,5
81,3
80,3
85,4
85,1
84,5
82,8
komposit 10
komposit 15
76,6
75,1
komposit20
71,2
70,8
1000
standart
2000
2500
3000
4000
RPM
Gambar 4.2 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur x-
Universitas Sumatera Utara
37
Dapat kita lihat pada Gambar 4.2 kebisingan knalpot arah ukur X- bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 70,8 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 85,3 dB.
kebisingan (db)
Arah ukur Z+
90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
85
78,7
79,4
78,1
77,8
77,3
81,8
79,4
79,3
78,4
80,7
80,5
78,2
85,5
85,3
83,5
81,5
komposit 15
75,6
komposit20
72,4
standart
68,8
1000
komposit 10
2000
2500
3000
4000
RPM
Gambar 4.3 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur z+
Dapat kita lihat pada Gambar 4.3 kebisingan knalpot arah ukur Z+ bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 68,8 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 85,5 dB.
Universitas Sumatera Utara
38
kebisingan (dB)
Arah ukur Z90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
81,4
79,8
78,8
78,2
79
78,4
77,2
76,3
75,5
74,1
84,2
81,9
81,1
83,9
81,3
80,6
79,2
komposit 15
komposit20
standart
69,3
68,3
1000
komposit 10
2000
2500
3000
4000
rpm
Gambar 4.4 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur zDapat kita lihat pada Gambar 4.4 kebisingan knalpot arah ukur Z- bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 68,3 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 84,2 dB.
kebisingan (db)
Arah ukur Y+
90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
81,5
81,4
75,4
74,6
72,6
77,6
76,5
83,2
82,6
79,4
77,1
84,3
83,7
83,6
77,6
86,6
84,1
82,5
78,9
komposit 15
komposit20
standart
69,5
1000
komposit 10
2000
2500
3000
4000
RPM
Gambar 4.4 Grafik Kebisingan knalpot arah ukur Y+
Universitas Sumatera Utara
39
Dapat kita lihat pada Gambar 4.5 kebisingan knalpot arah ukur Y+ bahwa
kebisingan knalpot terendah berada pada putaran 1000 rpm untuk masing-masing
knalpot baik knalpot standart maupun knalpot komposit, dan untuk kebisingan
terendah yang terjadi adalah pada knalpot komposit 20% POFA yaitu 69,5 dB
kemudian terus terjadi peningkatan kebisingan hingga pada putaran mesin 4000
rpm untuk masing-masing knalpot baik knalpot standart maupun knalpot
komposit. Kebisingan yang tertinggi yaitu terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA yaitu 86,6 dB.
4.2 Kebisingan vs Frekuensi
Berdasarkan data yang di dapat dari hasil pengujian yang di lakukan pada
knalpot standart dan knalpot komposit dengan menggunakan alat ukur sound level
meter adalah berupa data kebisingan (dB) vs putaran mesin (rpm) sedangkan data
yang dibutuh kan adalah berbentuk frekuensi (Hz) maka dari itu data putaran
mesin berupa rpm akan diubah menjadi data frekuensi, Berikut adalah rumus dan
perhitungan yang akan dilakukan untuk mengubah data rpm berubah menjadi
frekuensi (Hz) dengan putran mesin (n)1000 rpm sebagai contoh :
2�
∙�
60
2(3,14)
=
∙ 1000
60
�=
= 104,66 ���
� = 2��
�
�=
2�
104,66
=
6,28
= 16,67 Hz
Universitas Sumatera Utara
40
Dengan menggunakan perhitungan yang sama seperti diatas berikut
ditampilakan tabel untuk hasil kebisingan vs frekuensi dari knalpot standart dan
juga knalpot komposit :
Tabel 4.5 Frekuensi vs kebisingan knalpot standart
Frekuensi /
Rpm
X+
XZ+
arah ukur
Z-
Y+
1000
16,64
73
76,6
75,6
75,5
75,4
2000
33,33
77,1
78,4
78,1
78,4
76,5
2500
41,67
79,1
79,3
79,3
79,8
77,1
3000
50
81,2
80,3
80,5
81,3
77,6
4000
66,67
81,5
82,8
81,5
81,9
78,9
82,8
81,9
81,5
x
90
88
86
kebisingan (dB)
84
82
80
78
76
76,6
75,5
75,4
78,4
77,1
76,5
81,3
81,2
80,3
79,8
79,3
79,1
78,9
z
77,6
77,1
-z
74
72
-x
y
73
70
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (Hz)
Gambar 4.6 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot standart
Dapat kita lihat pada Gambar 4.6 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
standart bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot standart adalah
pada arah ukur Y+ dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan tingkat kebisingan
yang terjadi adalah 73 dB kemudian kebisingan terus meningkat hingga pada
frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi pada knalpot standart
Universitas Sumatera Utara
41
adalah pada arah ukur X- dimana
tingkat kebisingan yang terjadi adalah
mencapai 82,8 dB
Tabel 4.6 Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 10%
Frekuensi /
Rpm
X+
XZ+
ZY+
arah ukur
1000
16,64
76,2
75,1
78,7
74,1
74,6
2000
33,33
80,1
79,7
79,4
79
81,5
2500
41,67
82
82
81,8
81,4
83,2
3000
50
83,9
84,3
85
83,9
84,3
4000
66,67
84,1
85,1
85,5
84,2
86,6
90
88
kebisingan (dB)
86
84
82
81,5
80,1
79,7
79,4
79
80
78
78,7
76
76,2
75,1
74,6
74,1
74
85
84,3
83,9
83,2
82
81,8
81,4
86,6
85,5
85,1
84,2
84,1
x
-x
z
-z
y
72
70
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (Hz)
Gambar 4.7 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 10%
Dapat kita lihat pada Gambar 4.7 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
komposit 10 % bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit
POFA 10% adalah pada arah ukur Z- dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan
tingkat kebisingan yang terjadi adalah 74,1 dB kemudian kebisingan terus
meningkat hingga pada frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi
pada knalpot standart adalah pada arah ukur Y+ dimana tingkat kebisingan yang
terjadi adalah mencapai 86,6 dB
Universitas Sumatera Utara
42
Tabel 4.7 Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 15%
Frekuensi /
Rpm
X+
XZ+
ZY+
arah ukur
1000
16,64
70,4
71,2
72,4
69,3
72,6
2000
33,33
77,7
78,4
77,3
76,3
77,6
2500
41,67
78,8
82,2
79,4
78,2
79,4
3000
50
81,2
81,3
78,2
80,6
83,7
4000
66,67
82
84,5
83,5
81,1
82,5
90
88
86
kebisingan (db)
84
83,7
82,2
82
80
78,4
77,7
77,6
77,3
76,3
78
76
81,3
81,2
80,6
79,4
78,8
78,2
84,5
83,5
82,5
82
81,1
-x
78,2
z
-z
74
72
70
x
72,6
72,4
71,2
70,4
69,3
y
68
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (hz)
Gambar 4.8 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 15%
Dapat kita lihat pada Gambar 4.8 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
komposit 15 % bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit
POFA 15% adalah pada arah ukur Z- dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan
tingkat kebisingan yang terjadi adalah 69,3 dB kemudian kebisingan terus
meningkat hingga pada frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi
pada knalpot standart adalah pada arah ukur X- dimana tingkat kebisingan yang
terjadi adalah mencapai 84,5 dB
Universitas Sumatera Utara
43
Tabel 4.8 Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 20%
Rpm
frekuensi /
arah ukur
X+
X-
Z+
Z-
Y+
1000
16,64
69,2
70,8
68,8
68,3
69,5
2000
33,33
77,8
78,3
77,8
77,2
81,4
2500
41,67
79,5
80,2
78,4
78,8
82,6
3000
50
81,1
81,5
80,7
79,2
83,6
4000
66,67
85,1
85,4
85,3
81,1
84,1
90
88
86
kebisingan (db)
84
83,6
82,6
82
81,5
81,1
80,7
79,2
81,4
80
78,3
77,8
77,2
78
80,2
79,5
78,8
78,4
85,4
85,3
85,1
84,1
81,1
-x
z
76
-z
74
y
72
70
68
x
70,8
69,5
69,2
68,8
68,3
16,64
33,33
41,67
50
66,67
frekuensi (hz)
Gambar 4.9 Grafik Frekuensi vs kebisingan knalpot komposit POFA 20%
Dapat kita lihat pada Gambar 4.9 frekuensi vs kebisingan pada knalpot
komposit 20% bahwa kebisingan terendah yang terjadi pada knalpot komposit
POFA 20% adalah pada arah ukur Z- dan berada pada frekuensi 16,64 Hz dengan
tingkat kebisingan yang terjadi adalah 68,5 dB kemudian kebisingan terus
meningkat hingga pada frekuensi 66,7 Hz dan kebisingan terbesar yang terjadi
pada knalpot komposit POFA 20% adalah pada arah ukur X- dimana tingkat
kebisingan yang terjadi adalah mencapai 85,4 dB
Universitas Sumatera Utara
44
4.3 Koefisien Absorbsi (α)
Berdasarkan data hasil kebisingan dari knlapot komposit maka akan di cari
nilai koefisien absorsi dari knalpot komposit komposisi 10%,15%, dan 20 %
POFA tersebut, berikut adalah perhitungan nilai koefisien absorsi dari knalpot
komposit.
α=�
α=�
α=�
������� ����������
���������� ���� �������
�
������� �������� −������� ��������
76,6−75.1
76.6
α= 0,019852
������� ��������
�
�
Dengan perhitungan yang sama berikut di tampilkan hasil dari perhitungan nilai
koefisien absorsi dari knalpot masing-masing komposit pada tabel:
Tabel 4.9 Koefisien absorsi knalpot komposit 10%
Putaran/
X+
XZ+
Zarah ukur
Y+
1000
0,04384 0,019582
0,04101 0,018543
0,01061
2000
0,03891
0,01658
0,01665
0,00765
0,06536
2500
0,03666
0,03405
0,03153
0,02005
0,07912
3000
0,03325
0,04981
0,0559
0,03198
0,08634
4000
0,0319
0,02778
0,04908
0,02808
0,09759
Keterangan:
Koefisien absorsi terendah
Koefisien absorsi tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.9 Koefisien Absorsi pada knalpot komposit 10 %
POFA bahwa Kofisien absorbsi terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 10%
POFA adalah pada arah ukur Y+ dan berada pada putran mesin 4000 rpm dengan
nilai koefisien absorsi adalah 0,09759 dan juga
dapat kita lihat pula bahwa
koesfisien absorsi terendah yang terjadi pada knalpot komposit 10% POFA
Universitas Sumatera Utara
45
adalah pada arah ukur Z- dan berada pada putaran mesin 1000 rpm dengan nilai
koefisien absorsi adalah 0,00765
Tabel 4.10 Koefisien absorsi knalpot komposit 15%
Putaran/
X+
XZ+
Zarah ukur
Y+
1000 0,035616 0,070496 0,042328 0,082119 0,037135
2000
0,00778
0 0,010243 0,026786
0,01438
2500 0,003793
0,03657
0,00126
0,02005
0,02983
3000
0,01245 0,028571
0,00861
0,07861
0,02454 0,009768
0,06971
4000
0
0,00613 0,003623
Keterangan:
Koefisien absorsi terendah
Koefisien absorsi tertinggi
Dapat kita lihat pada tabel 4.10 Koefisien Absorsi pada knalpot komposit
15% POFA bahwa Kofisien absorbsi terbesar yang terjadi pada knalpot komposit
15% POFA adalah pada arah ukur Z- dan berada pada putran mesin 1000 rpm
dengan nilai koefisien absorsi adalah 0,082119 dan juga dapat kita lihat pula
bahwa
koesfisien absorsi terendah yang terjadi pada knalpot komposit 15%
POFA adalah pada arah ukur X+ dan X- berada pada putaran 2000,3000 rpm
dengan nilai koefisien absorsi adalah 0
Tabel 4.11 Koefisien absorsi knalpot komposit 20%
Putaran/
X+
XZ+
Zarah ukur
Y+
1000 0,052055 0,075718 0,089947 0,095364 0,078249
2000
0,00908 0,001276 0,003841 0,015306
0,06405
2500
0,00506
0,01135 0,011349 0,012531
0,07134
3000 0,001232
0,01494
0,00248
0,02583
0,07732
4000
0,03019
0,04785 0,009768
0,06591
0,04417
Tabel 4.11 Koefisien absorsi knalpot komposit 20%
Keterangan:
Koefisien absorsi terendah
Koefisien absorsi tertinggi
Universitas Sumatera Utara
46
Dapat kita lihat pada tabel 4.3 Koefisien Absorsi pada knalpot komposit 20%
POFA bahwa Kofisien absorbsi terbesar yang terjadi pada knalpot komposit 20%
POFA adalah pada arah ukur Z- dan berada pada putran mesin 1000 rpm dengan
nilai koefisien absorsi adalah 0,095364 dan juga dapat kita lihat pula bahwa
koesfisien absorsi terendah yang terjadi pada knalpot komposit 20% POFA
adalah pada arah ukur X+ berada pada putaran 3000 rpm dengan nilai koefisien
absorsi adalah 0,001232
4.4 Transmission loss (TL)
Berdasarkan data yang diproleh maka akan dihitung transmision loss atau
kehilangan daya bunyi yang terjadi di alam knalpot komposit atau pun knalpot
standart berikut adalah perhitungan nya:
TL=10 ���10 [1+0.25(
��
��
−
�� 2
2���
) ���2 �
�]
��
λ
TL= Transmision Loss
Se= Luas daerah masuk atau keluar =( ¼ ) (3.14) (0.045)2 = 0,00159 �2
Sc= Luas Daerah Knalpot =3.14 ab = 3.14 (0.080)(0.080) = 0,020096 �2
Lc=panjang knalpot = 0,395 �
a = d knalpot terpanjang 0.080 m
b = d knalpot terpanjang 0.080 m
λ = panjang gelombang
panjang gelombang dapat dihitung dengan:
λ = cbdt/f = 20,04√307/16,64 = 21,10 m
maka :
0,20096
TL=10 ���10 [1+0.25(
0,00159
= 7,488665 dB
−
0,00159 2
2(180)(0,395)
) ���2 �
�]
0,020096
21,10
Universitas Sumatera Utara
47
Berikut ditampilkan data nlai dari transmisinon loss knalpot standart maupun knalpot
komposit:
Tabel 4.12 Transmision loss
rpm
1000
2000
2500
3000
4000
knalpot
10%
7,488665
12,14783
13,44133
14,33389
14,91885
komposit
15%
7,697385
12,36105
13,44133
14,13912
14,91885
20%
7,902358
12,76531
13,64166
14,51724
15,27215
Dapat kita lihat dari tabel bahwa semakin tinggi rpm maka semakin tinggi
pula transmission loss yang terjadi, dimana transmission loss terendah terjadi pada
knalpot komposit 10% dan transmission loss tertinggi terjadi pada knalpot
kompoisit 20 %
4.5 Noise Reduction Rate(NRR)
Setelah transmision loss kita hitung maka selanjutnya adalah menghitung
noise reduction. Noise reduction atau penurunan tingkat daya bunyi akibat
penyerapan daya bunyi oleh dinding material , dapat dihitung dengan persamaan
berikut:
��� =
��(�) + ��(−�) + ��(�) + ��(−�) + ��(�)
5
a. Knalpot komposit 10 %
���(1000 ���) =
�73−76,2�+�76,6−75,1�+�75,6−78,7�+�75,5−74,1�+(75,4−74,6)
5
= 0,52 dB
���(2000 ���) =
(77,1 − 80,1) + (78,4 − 79,7) + (78,1 − 79,4) + (78,4 − 79) + (76,5 − 81,5)
5
Universitas Sumatera Utara
48
= 2,24 dB
���(2500 ���) =
(79,1 − 82) + (79,3 − 82) + (79,3 − 81,8) + (79,8 − 81,4) + (77,1 − 83,2)
5
= 3,16 dB
���(3000 ���) =
(81,2 − 83,9) + (80,3 − 84,3) + (80,5 − 85) + (81,3 − 83,9) + (77,6 − 84,3)
5
= 4,1dB
���(4000 ���) =
(81,5 − 84,1) + (82,8 − 85,1) + (81,5 − 85,5) + (81,9 − 84,2) + (78,9 − 86,6)
5
= 3,78 dB
��� =
0,52 + 2,24 + 4,1 + 3,78
5
= 2,76 dB
b. Knalpot Komposit 15 %
���(1000 ���) =
(73 − 70,4) + (76,6 − 71,2) + (75,6 − 72,4) + (75,5 − 69,3) + (75,4 − 72,6)
5
= 4,04 dB
���(2000 ���) =
(77,1 − 77,7) + (78,4 − 78,4) + (78,1 − 77,3) + (78,4 − 76,3) + (76,5 − 77,6)
5
= 0,24 dB
���(2500 ���) =
(79,1 − 78,8) + (79,3 − 82,2) + (79,3 − 79,4) + (79,8 − 78,2) + (77,1 − 79,4)
5
= 0,68 dB
Universitas Sumatera Utara
49
(81,2 − 81,2) + (80,3 − 81,3) + (80,5 − 78,2) + (81,3 − 80,6) + (77,6 − 83,7)
5
���(3000 ���) =
= 0,82 dB
���(4000 ���) =
(81,5 − 82) + (84,5 − 82,5) + (81,5 − 83,5) + (81,9 − 81,1) + (78,9 − 82,5)
5
= -1,38 dB
��� =
4,04 + 0,24 + 0,68 + 0,82 + 1,38
5
= 1,432 dB
c. Knalpot komposit 20%
���(1000 ���) =
(73 − 69,2) + (76,6 − 70,8) + (75,6 − 68,8) + (75,5 − 68,3) + (75,4 − 69,5)
5
= 5,9 dB
���(2000 ���) =
(79,1 − 77,8) + (79,3 − 78,3) + (79,3 − 77,8) + (79,8 − 77,2) + (77,1 − 81,4)
5
= 0,8 dB
���(2500 ���) =
(81,2 − 79,5) + (80,3 − 80,2) + (80,5 − 78,4) + (81,3 − 78,8) + (77,6 − 83,782,6)
5
= 0,98 dB
���(3000 ���) =
(81,2 − 81,1) + (80,3 − 81,5) + (80,5 − 80,7) + (81,3 − 79,2) + (77,6 − 83,6)
5
= 1,04 dB
Universitas Sumatera Utara
50
���(4000 ���) =
(81,5 − 85,1) + (82,8 − 85,4) + (81,5 − 85,3) + (81,9 − 81,1) + (78,9 − 84,1)
5
= 2,88 dB
��� =
5,9 + 0,8 + 0,98 + 1,04 + 2,88
5
= 2,32 dB
Dapat kita lihat dari perhitungan NRR Bahwa nilai NRR rata-rata dari
knalpot komposit 10% adalah sebesar 2,76 dB, knalpot komposit 15%adalah 1,43
dB dan knalpot komposit 20% adalah sebesar 2,32 dB
Universitas Sumatera Utara
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat di ambil beberapa kesimpulan
diantaranya :
1. Semakin tinggi putaran mesin yang terjadi maka semakin tinggi pula
kebisingan yang terjadi pada knalpot komposit, begitu pula dengan
pengaruh frekuensi semakin tinggi frekuensi yang terjadi maka semakin
tinggi juga kebisingan yang terjadi pada knalpot komposit Polipropylen
dan POFA. Ini terjadi terjadi akibat proses pembakaran dalam silinder
piston, maupun getaran pada sepeda motor. Oleh sebab itu, apabila variasi
putaran pada mesin ditambah, maka kebisingan akan bertambah juga
2.
Knalpot komposit yang terbaik adalah knalpot komposit dengan
komposisi 80% PP dan 20% POFA karena memiliki nilai kebisingan
terendah dibandingkan knalpot komposit 90:10, 85:11, maupun knalpot
standart
3. Nilai NRR terendah dari knalpot komposit adalah pada komposisi 85: 15
yaitu 1,43 dB dan tertinggi adalah komposit 80:10 yaitu 2,76 dB
5.2 Saran
1. Dalam melakukan penelitian terhadap kebisingan hendak nya dilakukan
pada tempat dan waktu yang benar-benar sunyi agar mendapatkan data
yang lebih akura
2. Perbandingan dengan beberapa komposisi diharapkan dapat dilakukan
untuk mendapat kan komposisi terbaik dalam mengurangi kebisingan yang
terjadi pada knalpot
Universitas Sumatera Utara