Sebagaimana dinyatakan pada bulan November 2000 Green Paper on security of supply, ditahun 1998 untuk konsumsi energi disektor transportasi menyumbang 28% emisi CO2, gas rumah kaca. Secara khusus, transportasi jalan menyumbang 84% dari emisi CO2 Selanjutnya, dalam hal keamanan pasokan energi, ada kekhawatiran berkembang untuk situasi saat ini disektor transportasi yang tergantung pada minyak mentah lebih dari 99%. Di atas Kertas Hijau Komisi Eropa juga telah mengidentifikasi langkah langkah untuk mengatasi masalah ini dan, di antaranya, salah satu yang paling penting adalah promosi alternatif bahan bakar, target ambisius yang telah diusulkan oleh Komisi adalah untuk mengganti 20% dari bahan bakar konvensional dengan bahan bakar pengganti pada tahun 2020.

1. SIDANG PROPOSAL THESIS
OPTIMASI EXHAUST GAS RECIRCULATION
TERHADAP EMISI GAS BUANG DAN DAYA MESIN
MINGGU, 01-09-2013
OLEH :
AJI RUBIYANTO
(5311220032)
Program Magister Teknik Mesin
UNIVERSITAS PANCASILA
TAHUN 2013

2. BAGIAN I
PENDAHULUAN
 1.1 Latar Belakang
Pencemaran udara yang Oleh :asap kendaraan bermotor, asap pabrik
ataupun partikel-partikel yang lain.Dari hasil pemantauan tersebut diketahui
ada beberapa parameter yang cukup memprihatinkan, diantaranya: debu
(partikulat), Sulfur Dioksida (SO2 ), Oksida nitrogen (NO), Carbon dioksida
(CO) dan hidrokarbon (HC). Pencemar lainnya adalah timbal (Pb) yang
dikandung dalam bensin (Premium). Keberadaan timbal (Pb) di udara dapat
membahayakan bagi kesehatan manusia.
Data statistik polisi Indonesia pada tahun 2010 jumlah kendaraan bermotor di
Indonesia sekitar 26.706.705 kendaraan, tahun 2011 berjumlah 30.769.093
kendaraan dan 2012 berjumlah 38.156.278 kendaraan. (Intisari, Maret 2012).

3. isu-isu lingkungan yang berkembang yaitu :
(1) hemat energi
(2) ramah lingkungan
(3) aman
(4) nyaman
(5) mudah dioperasikan oleh siapapun juga
Di dalam mesin motor bakar (internal combustion engine),aplikasi system
EGR secara prinsip adalah mengurangi emisi Nitrogen Oxide (NOx) àpolutan
knalpot yg paling berbahaya baik di mesin bensin maupun diesel.
Exhaust gas recirculation (EGR) bekerja dengan mensirkulasi kembali
sebagian dari gas buang dari exhaust manifold kembali ke ruang bakar
(combustion chamber), sebagian gas buang (dalam konteks ini disebut
“inert” karena gas ini tidak bereaksi dengan pembakaran) akan mengganti
sebagian jumlah campuran bahan bakar yg masuk ke silinder. Hal ini berarti
panas dari pembakaran menjadi berkurang, dan pembakaran akan
menghasilkan tekanan/tenaga yg sama pada temperature yg lebih rendah.
Pada mesin diesel, gas buang tersebut menggantikan sebagian kelebihan
oxygen di campuran bahan bakar

4. 1.2 Faktor – faktor penyebab yang berpengaruh
Sebagaimana dinyatakan pada bulan November 2000 Green Paper on security of
supply, ditahun 1998 konsumsi energi disektor transportasi menyumbang 28% atas
emisi CO2, gas rumah kaca. Secara khusus, transportasi jalan menyumbang 84%
dari emisi CO2 Selanjutnya, dalam hal keamanan pasokan energi, ada
kekhawatiran berkembang untuk situasi saat ini disektor transportasi yang
tergantung pada minyak mentah lebih dari 99%.
Sebagai obyek dalam penelitian digunakan engine toyota kijang seri 5k yang
dilengkapi sistem egr, di mana rencana pengujian dilakukan dengan 3 variabel
yaitu ; Prosentase Bukaan EGR di 5 %, 10 % dan 15 % pada putaran mesin 1500
rpm sampai 2500 rpm dan 3000 rpm, dimana digunakan bahan bakar Premium,
Premium + Zat Aditif dan Pertamax untuk pengujian Emisi Gas Buang dan daya
mesin

5. 1.3 Faktor/variabel penelitian
Tahapan untuk penelitian digunakan sistem EGR pada engine toyota kijang seri 5k
dengan memuat eksperimen yang dilakukan dengan parameter variabel adalah sebagai
berikut :
 Prosentase bukaan katup EGR ( 5 % , 10 % dan 15 % )
 Variasi Beban ( 1500 Rpm,2500 Rpm dan 3000 Rpm )
 Bahan Bakar ( Premium , Premium + Aditif dan Pertamax )
1.4 Rumusan masalah penelitian
 1). Dapatkah Penggunaan Sistem EGR menurunkan emisi gas buang dengan tingkat
yang signifikan ?
 2). Dapatkah Penggunaan Sistem EGR menaikkan daya mesin dengan tingkat yang
signifikan ?

6. 1.5 Hipotesis
Dugaan yang di rekomendasikan oleh peneliti adalah Penggunaan Sistem EGR memungkinkan
menurunkan emisi gas buang dengan tingkat yang signifikan dan mampu menaikkan daya mesin .
1.6 Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui Penggunaan/efektifitas Sistem EGR dapat
menurunkan emisi gas buang dan menaikkan kinerja mesin dengan tingkat efisiensi yang
signifikan dengan variasi beban yang berbeda pada
1.7 Manfaat penelitian
Penggunaan sistem Egr untuk mesin berbahan bakar bensin dapat memberikan kontribusi
terhadap Aspek kualitas optimal terhadap penurunan kadar polutan gas dan daya mesin
1.8 Batasan penelitian
kualitas optimal terhadap penurunan emisi gas buang dan daya mesin akan
dilakukan dengan menerapkan kondisi sebagai berikut :
- Prosentase bukaan katup EGR ; 5 %, 10 % dan 15 %
- Variasi beban : 1500 Rpm 2500 Rpm dan 3000 Rpm
- Bahan Bakar : Bensin Premium, Premium + Zat Aditif dan Pertamax

7. 1.9 Ruang lingkup penelitian
Tabel 1. Faktor dan Nilai Level Yang Digunakan
NO Faktor
Level Faktor
Level 1 Level 2 Level 3
1 Prosentase bukaan katup EGR 5 % 10 % 15 %
2 Variasi beban ( Rpm ) 1500,2500,3000 1500,2500,30
00
1500,2500,3
000
3 Bahan Bakar Premium, Premium
+ Zat Aditif dan
Pertamax
Premium,
Premium +
Zat Aditif dan
Pertamax
Premium,
Premium +
Zat Aditif
dan
Pertamax

8. BAGIAN II
HASIL STUDI LITERATUR
Sistem transportasi dirancang guna memfasilitasi pergerakan manusia dan
barang. Dalam pelayanan transportasi keselamatan (safety) baik orang maupun
barangnya selalu melekat didalamnya, oleh karenanya orang yang melakukan
perjalanan wajib mendaparkan jaminan keselamatan bahkan jika mungkin
memperoleh kenyamanan, sedang barang yang diangkut harus tetap dalam
keadaan utuh dan tidak berkurang kualitasnya (MTI, 2007 : 25)
Gas buang umumnya terdiri dari gas yang tidak beracun N2 (nitrogen), CO2
(Carbon Dioksida) dan H2O (Uap air) sebagian kecil merupakan gas beracun
seperti Nox, HC, dan CO. Yang sekarang sangat populer dalam gas buang adalah
gas beracun yang dikeluarkan oleh suatu kendaraan.
Sebagian besar gas buang terdiri dari 72% N2, 18.1% CO2, 8.2% H2O, 1.2% Gas Argon
(gas mulia), 1.1% O2 dan 1.1% Gas beracun yang terdiri dari 0.13% Nox, 0.09% HC dan
0.9% CO. Selain dari gas buang unsur HC dan CO dapat pula keluar dari penguapan bahan
bakar di tangki dan blow by gas dari mesin.

9. Seperti terlihat pada grafik, konsentrasi emisi
CO dan HC menurun pada saat NOx meningkat
seiring dengan perbandingan udara dan bahan bakar
(Air Fuel Ratio / AFR) yang semakin kurus.
Sebaliknya, ketika campuran kaya, NOx menurun
tetapi CO dan HC meningkat.
Grafik konsumsi bahan bakar (b) mencapai
titik terendah pada posisi λ beberapa titik di atas 1.
Pada posisi itu pula didapatkan nilai NOx yang
tinggi meskipun CO dan HC pada titik rendah dan
pembakaran terjadi mendekati sempurna, CO2
maksimum. Jika menginginkan kondisi pembakaran
dengan tenaga maksimum, λ harus dibuat lebih
rendah dari nilai 1, kira-kira 0,90. Namun,

10. Deskripsi Gas Buang Mesin Bensin
1). Karbon Monoksida (CO; Carbon Monoxide)
Rata-rata emisi CO pada mesin 4 tak dalam kondisi normal : 1,5–3,5% untuk mesin dengan karburator ,
0,5– 1,5% pada mesin dengan system injeksi (EFI) dan 0,0–0,2% pada mesin EFI dengan Catalis
2). Hidrokarbon (HC; Hydrocarbon)
Emisi HC diukur dalam satuan ppm (part per milion).
Rata-rata emisi HC pada mesin 4 tak dalam kondisi normal adalah 200 – 400 ppm untuk mesin
karburator, 50 – 200 untuk mesin dengan EFI dan 0 – 50 ppm untuk mesin EFI dengan Katalisator.
3). Nitrogen Oksida (NOx; Nitrogen Oxide)
Pada campuran yang kurus, kadar NOx cenderung meningkat. Nilai Rata-rata emisi NOx pada mesin 4
tak dalam kondisi normal adalah untuk mesin Karburator 2.000 - 3.000 ppm, Mesin EFI 1.500 - 2.500
ppm dan mesin EFI dengan katalis 0 - 100 ppm
4). Karbon Dioksida (CO2; Carbon Dioxide)
Rata-rata substansi CO2 pada mesin 4 tak dalam kondisi normal untuk mesin Karburator adalah
12–15%, Mesin EFI 12–16% dan Mesin EFI dengan katalis 12–17%.
5). Oksigen (O2; Oxygen)
Rata-rata substansi O2 pada mesin 4 tak dalam kondisi normal : Mesin Karburator 0,5 -2 %, Mesin EFI 0,5
- 2% dan Mesin EFI dengan katalis 0%.

11. 2.2. Teknologi Penurun Emisi Gas Buang pada Mesin dengan Karburator
1. Positive Crankcase Ventilation (PCV)
Terpasang diantara cover cylinder head dan intake manifold. Fungsi katup PCV adalah untuk
menyalurkan blow-by gas ke dalam ruang bakar agar dapat dibakar kembali. Sekitar 70−80% gas
yang terdapat dalam crankcase/karter berupa HC yang tidak terbakar dan sisanya 20−30% berupa uap air
dan gas asam Sisa tersebut dapat menyebabkan kerusakan pelumas mesin dan membuat karter berkarat.
2. Fuel Evaporative Emission Control (EVAP) System
Fungsi sistem ini untuk mencegah agar HC tidak terbuang bebas ke atmosfer. Caranya dengan
menggunakan sebuah charcoal canister (filter karbon) untuk menyerap HC yang menguap dari tangki
bahan bakar dan ruang pelampung di karburator.
3. Throttle Positioner (TP) System
Fungsi system ini adalah untuk memberikan kesempatan pada throttle valve agar dapat membuka sedikit
ketika terjadi deselerasi. Dengan pembukaan ini pada saat deselerasi akan memungkinkan pengurangan
emisi pada gas buang.
4. Sistem Sirkulasi Ulang Gas Buang (EGR System)
EGR sistem digunakan untuk mengurangi substansi NOx dalam gas buang.
Cara terbaik mengurangi substansi NOx dalam gas buang dengan menahan suhu dalam ruang bakar tetap
rendah. Gas buang berisi karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O), keduanya merupakan inert gas
yang tidak bisa bereaksi dengan oksigen (O2). Sistem EGR memasukkan gas buang kembali ke intake
manifold, dengan tujuan untuk menurunkan suhu dalam ruang bakar. Ketika campuran udara- bensin dan
gas buang bercampur bersama, proporsi campuran

12. menjadi kurus, selanjutnya panas hasil
pembakaran dibawa oleh gas buang. Akibatnya,
suhu maksimum dalam ruang bakar menurun
sehingga kadar NOx dalam gas buang mengecil.
Metode untuk digunakan dengan mensirkulasikan
sebagian gas buang untuk menaikkan kapasitas
panas campuran gas, sehingga untuk mendapatkan
daya tinggi tidak membutuhkan temperatur yang
sangat tinggi, sehingga mampu menurunkan emisi
berupa NOx lebih signifikan. Besarnya gas yang
disirkulasikan sebesar 10 – 15% dalam campuran
gas mampu menurunkan NOx hingga ½ - 1/3
konsentrasi NOx, namun penggunaan EGR ini
menimbulkan problem yaitu turunnya flame speed

13. 5. Hot Idle Compensation (HIC) System
Pada saat mesin bekerja pada putaran rendah dan suhu udara luar dan suhu
dalam ruang mesin tinggi, bahan bakar dapat mendidih dan menghasilkan uap.
Jika uap tersebut keluar melalui nozzle/jet dan masuk ke dalam intake manifold,
campuran menjadi sangat kaya dan menyebabkan mesin menjadi kasar atau
mati. Sistem HIC dirancang untuk mengatasi masalah tersebut, sekaligus
mengurangi CO dan HC dalam gas buang.

14. Sistem kontrol emisi yang ada sekarang ini dapat dilihat pada tabel :

15. BAGIAN III
METHODOLOGI PENELITIAN
Rancangan Penelitian

16. Metode Taguchi
Metode Taguchi adalah suatu metode dimana kualitas diukur berdasarkan deviasi
dari karakteristik terhadap nilai targetnya.
Bahwa kualitas suatu produk adalah kerugian minimum yang diberikan oleh suatu
produk kepada masyarakat atau konsumen sejak mulai produk tersebut siap
untuk dikirim ke konsumen
Orthogonal Array
Penelitian ini menggunakan L9(34) hal tersebut karena berdasarkan hasil
kuesioner didapatkan 3 faktor yang berpengaruh serta ada 3 level yang akan
diuji. Eksperimen dipilih sejumlah 9 kali observasi karena dalam tabel standar
orthogonal array yang mendekati 3 faktor dengan 3 level adalah kolom L9(34).

17. Tabel . Standar Orthogonal Array
2 Level 3 Level 4 Level 5 Level Mixed _ Level
L4( 23 ) L9( 34) L16(45 ) L25( 56 ) L18 ( 21 X 37)
L8( 27 ) L27(313) L64(421 ) - L32 (21 X 49 )
L12( 211 ) L81(340) - - L36 (11 X 312 )
L16( 215 ) - - - L36 (23 X 313 )
L32( 231 ) • • • L54 ( 21 X 325 )
L64( 263 ) • • • L50 (21 X 5 11 )

18. Data Eksperimen
Layout design orthogonal array yang digunakan adalah L9(34)
dan menggunakan 9 perlakuan eksperimen dengan 4 replikasi
pada tiap perlakuan. Dimana huruf A (Bukaan Katup EGR
dalam %), B (Variasi Beban), C (Bahan Bakar). Angka-angka
1,2 dan 3 menunjukkan level dari tiap parameter. ED1, ED2,
ED3, dan ED4 menunjukkan hasil replikasi respon yang diukur
dalam. Penyajian Data eksperimen dapat dilihat pada :
EXP A B C ED1 ED2 ED3 ED4
1 1 1 1
2 1 2 2
3 1 3 3
4 2 1 2
5 2 2 3
6 2 3 1
7 3 1 3
8 3 2 1
9 3 3 2

19. 3.3.Alat Percobaan dan Bahan Percobaan
 1.Mesin Bensin Engine Toyota serie 5K ( 1500 cc )
 2.Sistem EGR
 3.Bahan Bakar
 4.Engine Gas Analizer
 5.Pengukur Daya
3.4.Prosedur Percobaan
Prosedur yang harus dilakukan pada tahap persiapan adalah
sebagai berikut:
- Melakukan tune up mesin pada objek penelitian.
- Mempersiapkan premium , premium zat Aditif dan Pertamax.
- Memeriksa perlengkapan pada genset
- Mempersiapkan perlengkapan alat dan instrumen pengujian
yang akan digunakan, seperti 4 in 1 Multi-Function
Environtment Meter, stopwatch, gelas ukur, dan blower,
Tachometer ,Timing Light

20. Pengujian
a).Torsi dan daya
Pengamatan mulai dilakukan dengan membuka throttle valve sampai mesin menunjukkan putaran yang
diinginkan (1500 rpm sampai 3000 rpm), melakukan penyimpanan data yang meliputi putaran mesin, daya
mesin dan emisi gas buang kemudian dimatikan sampai temperatur mesin kembali normal dan pengujian
dilakukan untuk tingkat lebih lanjut
b).Konsumsi bahan bakar
Memasang alat pengukur daya ,menghidupkan mesin,memanaskan mesin untuk mencapai suhu kerja
mesin kurang lebih selama 5 menit (suhu oli ≥ 90°C), Menghidupkan blower, memasukkan bahan bakar
secara bergantian pada gelas ukur, memposisikan bukaan EGR, membuka throttle valve secara perlahan
hingga tercapai kecepatan yang diinginkan, memasang engine gas analizer pengamatan mulai dilakukan

21. c).Pengukuran Gas Buang
Pengukuran dilakuan untuk mengetahui
Tingkat pembentukan Gas buang .Re-sirkulasi
gas buang internal (selama pertukaran gas
dengan overlap katup panjang) atau eksternal
(gas buang yang didinginkan melalui katup)
mengurangi puncak temperature pembakaran
dan emisi Nox. diinginkan pada beban
penuh (mengurangi daya) dan idle (dapat
menyebabkan misfire).
3.5 Teknik Analisis Data
Teknik analisis data yang digunakan adalah
metode deskriptif. Hal ini dilaksanakan untuk
mendeskripsikan atau memberikan gambaran
secara sistematik terhadap fenomena yang terjadi
selama dilakukan pengujian

22. TERIMA KASIH

23. DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Benzena, (Online). http://id.wikipedia.org/wiki/Benzena, diakses Agustus 2013.
Anonim. Spesifikasi premium, (Online), http://id.wikipedia.org/wiki/Premium/, diakses
Agustus 2013
Anonim. Pedoman standart pengujian ISO 1585, (Online),
www.infovusam.sk/pdf/prnormy/SC_05/ISO_D IS_1585en.pdf, diakses Agustus 2013.
Anonim. Naphtalene, (Online). http://en.wikipedia.org/wiki/Naphtalene, diakses Agustus
2013.
Anonim. Pengertian Fatty Acid, (Online), http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_lemak, diakses
25 Agustus 2013.
Anonim. Toulena, (Online). http://en.wikipedia.org/wiki/Toluene , diakses Agustus 2013.
George Granger Brown. (1973). Unit Operations. New York Tokyo: Modern Asia Edition.
Fesenko, Semyonov. 1973. THERMAL ENGINEERING. Moscow: PeacPublisher. Hal
331.Heywood, John B. 1988. Internal Combustion Engine Fundamentals. New York:
McGraw-Hill, Inc.Halderman, James. D & Linder, Jim.2006. AutomotifFuel And Emissions
Control Systems. New Jersey: Pearson education, Inc.Warju. 2009. Pengujian Performa
Mesin Kendaraan Bermotor. Edisi Pertama. Surabaya: Unesa University Press.
Service manual toyota kijang Seri 2K,3K,5K , Toyota 1981
tune up motor bensin 4 langkah – tersedia dalam .PDF diakses Agustus 2013.
www.egavebriasandi.files.wordpress.com