Recommended
More Related Content
Similar to Emisi Kontrol Motor Bakar
Similar to Emisi Kontrol Motor Bakar (20)
Emisi Kontrol Motor Bakar
- 1. EMISI (REDUKSI POLUTAN, EMISI KONTROL PADA MOTOR PENYALAAN BUNGA API, EMISI KONTROL PADA MOTOR PENYALAAN TEKANAN Azhari Azis 1121400043 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA
- 2. LATAR BELAKANG PERKEMBANGA N OTOMOTIF Menurut Kusuma (2002) “Otomotif sebagai alat transportasi, baik di darat maupun di laut, sangat memudahkan manusia dalam melaksanakan suatu pekerjaan. Selain mempercepat dan mempermudah aktivitas, di sisi lain penggunaan kendaraan bermotor juga menimbulkan dampak yang sangat buruk terhadap lingkungan, terutama gas buang dari hasil pembakaran bahan bakar yang tidak terurai atau terbakar dengan sempurna”.
- 3. Seperti diketahui bahwa proses pembakaran bahan bakar dari motor bakar menghasilkan gas buang yang secara teoritis mengandung unsur CO, NO2, HC, C, H2, CO2, H2O dan N2, dimana banyak yang bersifat mencemari lingkungan sekitar dalam bentuk polusi udara. Unsur gas karbon monoksida (CO) yang berpengaruh bagi kesehatan makhluk hidup perlu mendapat kajian khusus, karena unsur karbon monoksida hasil pembakaran bersifat racun bagi darah manusia pada saat pernafasan, sebagai akibat berkurangnya oksigen pada jaringan darah. Jumlah CO yang terdapat di dalam darah, lamanya dihirup dan kecepatan pernapasan menentukan jumlah karboksi hemoglobin (kombinasihemoglobin/karbon- monoksida) di dalam darah, dan jika jumlah CO sudah mencapai jumlah tertentu/jenuh di dalam tubuh maka akan menyebabkan kematian. Penggunaan kendaraan bermotor di dalam kehidupan manusia tidak bisa dikurangi, seiring dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk. Hal yang perlu diperhatikan pula adalah meningkatnya jumlah kendaraan namun tidak diikuti dengan upaya pelestarian lingkungan hidup, sehingga disini perlu dipertimbangkan dampak dari gas buang hasil proses pembakaran terhadap pencemaran udara dan lingkungan.
- 4. RUMUSAN MASALAH Bagaimanakah mengatasi Emisi Gas pada Motor Bakar Torak? Apa yang menjadi penyebab terjadinya Emisi Gas pada Motor Bakar Torak? Mengapa asap kendaraan bermotor dapat menyebabkan terjadinya polusi udara di lingkungan? Dampak apa saja yang di timbulkan oleh asap kendaraan bermotor terhadap lingkungan?
- 5. TUJUAN PENULISAN Untuk mengetahui bagaimana penanganan Emisi Gas akibat asap kendaraan bermotor Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh asap kendaraan bermotor terhadap lingkungan Untuk mengetahui bagaimana penanganan polusi akibat asap kendaraan bermotor
- 6. PENGERTIAN MOTOR BENSIN Motor bensin (spark Ignition) adalah suatu tipe mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) yang dapat mengubah energi panas dari bahan bakar menjadi energi mekanik berupa daya poros pada putaran poros engkol. Energi panas diperoleh dari pembakaran bahan bakar dengan udara yang terjadi pada ruang bakar (Combustion Chamber) dengan bantuan bunga api yang berasal dari percikan busi untuk menghasilkan gas pembakaran. (Wiratmaja, 2010).
- 7. CARA KERJA MOTOR BENSIN 4 LANGKAH
- 8. PENJELASAN CARA KERJA MOTOR BENSIN 4 LANGKAH Langkah Isap • Langkah isap terjadi ketika torak bergerak dari titik mati atas menuju titik mati bawah akan menghasilkan tekanan yang sangat rendah di dalam ruang silinder sehingga campuran bahan bakar udara akan masuk mengisi silinder melalui katup masuk yang terbuka saat langkah isap sampai torak meninggalkan titik mati bawah, sementara katup buang dalam keadaan tertutup Langkah Kompresi • Langkah kompresi dimulai torak meninggalkan titik mati bawah menuju titik mati atas, mengkompresikan campuran bahan bakar udara didalam silinder. Bunga api listrik diumpankan melalui busi ketika torak berada beberapa derajat poros engkol sebelum titik mati atas, membakar campuran bahan bakar udara untuk menghasilkan temperatur dan tekanan yang tinggi Langkah Kerja • Langkah kerja dimulai ketika torak bergerak dari titik mati atas menuju titik mati bawah. Gerakan torak ini terjadi karena gas panas hasil pembakaran berekspansi sehingga memperbesar volume silinder Langkah Pembuan gan • Langkah terakhir adalah langkah pembuangan, terjadi ketika torak bergerak dari titik mati bawah menuju titik mati atas menekan gas sisa hasil pembakaran keluar melalui katup buang yang berada dalam posisi terbuka dan katup masuk dalam keadaan masih tertutup. Katup buang akan tertutup dan katup masuk akan terbuka ketika torak bergerak kembali melakukan langkah isap berikutnya
- 9. CARA KERJA MOTOR BENSIN 2 LANGKAH
- 10. PENJELASAN CARA KERJA MOTOR BENSIN 2 LANGKAH Langkah isap dan kompresi Piston bergerak ke atas. Ruang dibawah piston menjadi vakum/hampa udara, akibatnya udara dan campuran bahan bakar terisap masuk ke dalam ruang dibawah piston. Sementara dibagian ruang atas piston terjadi langkah kompresi, sehingga udara dan campuran bahan bakar yang sudah berada di ruang atas piston suhu dan tekanannya menjadi naik. Pada saat 10-5 derajat sebelum TMA, busi memercikan bunga api, sehingga campuran udara dan bahan bakar yang telah naik temperatur dan tekanannya menjadi terbakar dan meledak. Langkah usaha dan buang Hasil dari pembakaran tadi membuat piston bergerak ke bawah. Pada saat piston terdorong ke bawah/bergerak ke bawah, ruang di bawah piston menjadi dimampatkan/dikompresikan. Sehingga campuran udara dan bahan bakar yang berada di ruang bawah piston menjadi terdesak keluar dan naik ke ruang diatas piston melalui saluran bilas. Sementara sisa hasil pembakaran tadi akan terdorong ke luar dan keluar menuju saluran buang, kemudian menuju knalpot. Langkah kerja ini terjadi berulang-ulang selama mesin hidup.
- 12. SIKLUS UDARA VOLUME KONSTAN (SIKLUS OTTO) Siklus udara volume konstan ( Siklus Otto ) adalah siklus ideal yang menerima tambahan panas yang terjadi secara konstan ketika piston dalam posisi titik mati atas (TMA). Siklus udara volume konstan dapat digambarkan dalam diagram P – V dan diagram T – S
- 13. Proses 0-1 • adalah langkah hisap tekanan konstan yaitu campuran bahan bakar dan udara yang di hisap kedalam silinder Proses 1 – 2 • adalah langkah kompresi adiabatik reversibel yaitu campuran bahan bakar dan udara dikompresikan Proses 2 – 3 • adalah proses pembakaran volume konstan, campuran udara dan bahan bakar dinyalakan dengan bunga api Proses 3 – 4 • adalah proses pembakaran volume konstan, campuran udara dan bahan bakar dinyalakan dengan bunga api Proses 3 – 4 • adalah proses pembuangan panas pada volume konstan, panas dibuang melewati dinding ruang bakar Proses 1 – 0 • adalah proses pembuangan kalor, katup buang terbuka maka gas sisa pembakaran terbuang keluar menuju ke knalpot. KETERANGAN UNTUK PROSES SIKLUSNYA
- 14. PEMBAKARAN BAHAN BAKAR “Pembakaran dapat didefinisikan sebagai kombinasi secara kimiawi yang berlangsung secara cepat antara oksigen dan unsur yang mudah terbakar dari bahan bakar pada suhu dan tekanan tertentu”. (Yeliana,Dkk, 2004).
- 15. Pembakaran pada motor bensin diawali oleh percikan bunga api listrik dari busi yang terjadi pada saat beberapa derajat poros engkol sebelum torak mencapai titik mati atas, membakar campuran bahan bakar udara yang telah dikompresikan oleh gerakan torak dari titik mati bawah menuju titik mati atas. Secara umum hanya terdapat tiga unsur yang penting di dalam bahan bakar yaitu Karbon, Hidrogen, dan Sulfur (Belerang). Dalam proses pembakaran, energi kimia diubah menjadi energi dalam bentuk panas dimana pada setiap pembakaran selalu dihasilkan gas sisa hasil dari proses pembakaran yang dinamakan gas buang yang meliputi beberapa komponen-komponen gas buang antara lain CO2, NO2, H2O, SO2 dan CO
- 16. Contoh pembakaran secara kimia antara karbon (C), Hidrogen (H2) dengan oksigen (O2) dapat dilihat pada reaksi dibawah ini : • C + O2 CO2 • 2H2 +1/2 O2 2H2O Proses pembakaran secara teoritis suatu bahan bakar bensin (isooktan) dapat dilihat pada reaksi dibawah ini : • C8H18 + 12,5 O2 8 CO2 + 9 H2O
- 17. Secara umum proses pembakaran pada motor bensin dapat dibedakan menjadi 2 bagian yaitu • Pembakaran Sempurna (Normal) • Pembakaran sempurna adalah pembakaran dimana semua unsur yang dapat terbakar di dalam bahan bakar membentuk gas CO2, dan H2O, sehingga tak ada lagi bahan bakar yang tersisa. Mekanisme pembakaran sempurna dalam motor bensin dimulai pada saat terjadi loncatan bunga api listrik dan busi. Selanjutnya api membakar campuran bahan bakar udara yang berada di sekelilingnya dan terus menjalar ke seluruh bagian sampai semua campuran bahan bakar - udara habis terbakar. • Pembakaran Tidak Sempurna • Pembakaran Tidak Sempurna Pembakaran yang tidak sempurna akan menimbulkan suatu gejala yang dinamakan dengan detonasi. Hal ini terjadi karena disebabkan pada proses pembakaran yang tidak serentak pada saat langkah kompresi belum berakhir ( busi belum memercikkan bunga api ) ditandai dengan adanya pengapian sendiri yang muncul mendadak pada bagian akhir dari campuran. Campuran yang telah terbakar akan menekan campuran bahan bakar yang belum terbakar. Akibatnya, campuran bahan bakar yang belum terbakar tersebut temperaturnya meningkat sehingga melewati temperatur untuk menyala sendiri.
- 18. Sebagai bahan bakar utama untuk kendaraan bermotor saat ini, ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi bensin sebagai bahan bakar yaitu : Mudah tercampur dengan udara dan terdistribusi merata di dalam intake manifold. Tahan terhadap detonasi atau knocking Tidak sendiri sebelum mudah terbakar waktu yang di tentukan (preignition). Tidak memiliki kecenderungan menurunkan efisiensi volumetris dari mesin Mudah ditangani apabila dalam keadaan genting Murah harganya dan mudah didapat Bahan Bakar Bensin
- 19. Tabel Perbandingan Sifat Fisika Etanol dengan Bensin
- 20. Komposisi dan Perilaku Gas Buang Kendaraan Bermotor • Emisi kendaraan bermotor mengandung berbagai senyawa kimia. Komposisi dari kandungan senyawa kimianya tergantung dari kondisi mengemudi, jenis mesin, alat pengendali emisi bahan bakar, suhu operasi dan faktor lain yang semuanya ini membuat pola emisi menjadi rumit. Jenis bahan bakar pencemar yang dikeluarkan oleh mesin dengan bahan bakar bensin maupun bahan bakar solar sebenarnya sama saja, hanya berbeda proporsinya karena perbedaan cara operasi mesin. Secara visual selalu terlihat asap dari knalpot kendaraan bermotor dengan bahan bakar solar, yang umumnya tidak terlihat pada kendaraan bermotor dengan bahan bakar bensin.
- 21. Walaupun gas buang kendaraan bermotor terutama terdiri dari senyawa yang tidak berbahaya seperti nitrogen, karbon dioksida dan uap air, tetapi didalamnya terkandung juga senyawa lain dengan jumlah yang cukup besar yang dapat membahayakan gas buang membahayakan kesehatan maupun lingkungan. Bahan pencemar yang terutama terdapat didalam gas buang buang kendaraan bermotor adalah karbon monoksida (CO), berbagai senyawa hindrokarbon, berbagai oksida nitrogen (NOx) dan sulfur (SOx), dan partikulat debu termasuk timbel (PB). Bahan bakar tertentu seperti hidrokarbon dan timbel organik, dilepaskan keudara karena adanya penguapan dari sistem bahan bakar
- 22. MENGONTROL EMISI GAS BUANG KENDARAAN Gas-gas buang seperti sulfur oksida, nitrogen oksida, karbon monoksida, dan hidrokarbon dapat dikontrol pengeluarannya melalui beberapa metode. Gas sulfur oksida dapat dihilangkan dari udara hasil pembakaran bahan bakar dengan cara desulfurisasi menggunakan filter basah (wet scrubber).
- 23. Mekanisme kerja filter basah ini akan dibahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya, yaitu mengenai metode menghilangkan materi partikulat, karena filter basah juga digunakan untuk menghilangkan materi partikulat. Gas nitrogen oksida dapat dikurangi dari hasil pembakaran kendaraan bermotor dengan cara menurunkan suhu pembakaran. Produksi gas karbon monoksida dan hidrokarbon dari hasil pembakaran kendaraan bermotor dapat dikurangi dengan cara memasang alat pengubah katalitik (catalytic converter) untuk menyempurnakan pembakaran. Selain cara-cara yang disebutkan diatas, emisi gas buang juga dapat dikurangi kegiatan pembakaran bahan bakar atau mulai menggunakan sumber bahan bakar alternatif yang lebih sedikit menghasilkan gas buang yang merupakan polutan.
- 24. Cara mengontrol Emisi Gas Buang melalui beberapa metode : a) Adsorpsi merupakan cara penanggulangan untuk gas buang berupa karbon monoksida, karbon dioksida, nitrogen oksida, dan amonia. dalam metode adsorbsi dipergunakan bahan padat yang dapat menyerap polutan. Ada berbagai tipe adsorben yang di pergunakan antara lain karbon aktif dan silikat. Adsorben mempunyai daya kejenuhan sehingga selalu di perlukan untuk pergantian, yang bersifat disposal (sekali pakai buang) atau di berhasilkan kemudian di pakai kembali. b) Insinerasi (pembakaran), mempergunakan proses oksida panas untuk menghancurkan gas hidrokarbon yang terdapat didalam polutan. Hasil pembakaran berupa (CO2) dan (H2O). c) Kondensasi, gas hidrokarbn mengalami kondensasi menjadi cairan. d) Absorpsi, gas buang mengalami reaksi dengan cairan sehingga hidrokarbon akan larut e) Reaksi kimia, banyak di pergunakan pada emisi golongan nitrogen dan belerang. Biasanya cara kerja ini merupakan kombinasi dengan cara-cara lain, hanya dalam pembersihan polutan udara dengan reaksi kimia yang dominan. Membersihkan gas golongan nitrogen, caranya dengan menginjeksikan amonia (NH3) yang akan bereaksi kimia dengan NOx dan membentuk bahan padat yang mengendap. Untuk menjernikan glongan belerang di pergunakan copper oksid kapur dicampur arang.
- 25. Pencemar Sumber Keterangan Karbon monoksida (CO) Buangan kendaraan bermotor; beberapa proses industri Standar kesehatan: 10 mg/m3 (9 ppm) Sulfur dioksida (S02) Panas dan fasilitas pembangkit listrik Standar kesehatan: 80 ug/m3 (0.03 ppm) Partikulat Matter Buangan kendaraan bermotor; beberapa proses industri Standar kesehatan: 50 ug/m3 selama 1 tahun; 150 ug/m3 Nitrogen dioksida (N02) Buangan kendaraan bermotor; panas dan fasilitas Standar kesehatan: 100 pg/m3 (0.05 ppm) selama 1 jam Ozon (03) Terbentuk di atmosfir Standar kesehatan: 235 ug/m3 (0.12 ppm) selama 1 jam Tabel Sumber dan Standar Kesehatan Emisi Gas Buang
- 27. Cara Kerja Catalytic Converter dan Sistem Exhaust
- 28. KESIMPULAN • Motor bensin (spark Ignition) adalah suatu tipe mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) yang dapat mengubah energi panas dari bahan bakar menjadi energi mekanik berupa daya poros pada putaran poros engkol. • Ada dua jenis prinsip kerja dari motor besin diantaranya adalah Motor Bakar 4 Langkah dan Motor Bakar 2 Langkah. • Proses pembakaran yang dinamakan gas buang yang meliputi beberapa komponen-komponen gas buang antara lain CO2, NO2, H2O, SO2 dan CO. • Ada lima dasar dalam mencegah atau memperbaiki pencemaran udara berbentuk gas yaitu: absorbsi, adsorbsi, kondensasi, pembakaran, dan reaksi kimia.
- 29. SARAN • Pemerintah hendaknya lebih serius memperhatikan tentang pengendalian pencemaran udara terutama dengan lebih intensif melakukan pemeriksaan gas buang (uji emisi) kendaraan bermotor baik untuk roda dua maupun roda empat (pribadi maupun dinas) dan mensosialisasikan pentingnya perawatan kendaraan bermotor. • Masyarakat hendaknya memiliki prinsip hemat dalam mengonsumsi kendaraan bermotor dengan mengurangi jumlah kendaraan pribadi dan menggunakan kendaraan umum. • Kepada semua masyarakat yang berkompeten agar menciptakan bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan seperti CNG (Compressed Natural Gas), LPG, dan minyak nabati.