ANALISIS PENGARUH PENGGUNAAN SISTEM HYBRID
TERHADAP EFISIENSI DAN TINGKAT EMISI GAS BUANG
PADA MOTOR BAKAR DIESEL
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
YOKI HUSADA
NIM : 080401148
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum wr. Wb.
Ucapan terimakasih serta syukur kehadirhat Allah SWT karena rahmat dan karunianya yang maha besar akhirnya Tugas Akhir ini dapat selesai
Tugas Skripsi ini ditulis untuk melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Judul dari Tugas Skripsi ini adalah “Analisis
Pengaruh Penggunaan Sistem Hybrid Terhadap Efisiensi Dan Tingkat Emisi
Gas Buang Pada Motor Bakar Diesel”.
Tak dapat dipungkiri Tugas Skripsi ini dapat selesai berkat bantuan, semangat, bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak, langsung maupun tidak langsung dan selayaknya Penulis menghaturkan terimakasih dan rasa hormat yang besar kepada :
1. Bapak Ir.Isril Amir, selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas skripsi ini.
2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
3. Bapak / Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
4. Kedua orang tua saya Ayahanda, Sugiat Smhk dan Ibunda Ismawati serta kakak saya Rury Widyastuti dan kedua adik saya Rivi Novra Devi, Yustian yang terus membimbing dan mengarahkan saya.
5. teman-teman mahasiswa teknik mesin Program Pendidikan D-IV stambuk 2005 dan Program Pendidikan Mandiri Reguler stambuk 2008 yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu persatu.
Penulis mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaan Tugas Skripsi ini. Semoga apa yang ada dalam Tugas Skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca secara umum dan penulis secara khusus. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, November 2010 Penulis,
ABSTRAK
Sistem hybrid merupakan suatu rangkaian komponen (system) yang sangat penting, yaitu sistem yang menggabungkan motor elektrik dengan mesin konvensional yang keduanya bekerjasama secara sinergis guna menghasilkan kendaraan yang handal, irit bahan bakar dan ramah lingkungan.
Sistem hybrid dapat mengurangi pengurangan bahan bakar hingga 60 % dan system hybrid mampu mengurangi kadar emisi gas buang sekitar 25 %.
Untuk mengurangi emisi gas buang maka pada sistem hybrid ini dilengkapi dengan alat yang disebut EGR (Exhaust Gas Recirculation) yang mensirkulasi gas buang sehingga Nitrogen exhaust dapat dikurangi dan VGT (Variable Geometri Thurbocharger) yang berfungsi untuk mengurangi kadar uap.
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ... i
Abstrak ...iii
Daftar Isi ... v
Daftar Tabel ... ix
Daftar Gambar ... x
Daftar Notasi ... xii
Bab I Pendahuluan ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penulisan ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Manfaat Penulisan ...2
1.5 Metode Pembahasan ... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
Bab II Tinjauan Pustaka ... 6
2.1 Mesin Pembakaran Dalam ... 6
2.2 Motor Bakar 4 (empat) Langkah ... 6
2.2.1 Motor Bakar Otto ... 6
2.2.2 Motor Bakar Diesel ... 7
2.3 Siklus Motor Bakar Diesel ... 7
2.5 Sistem Bahan Bakar (Fuel System) ... 10
2.5.1 Bahan Bakar Diesel ... 11
2.6 Sistem Mekanisme Katup ... 12
2.7 Sistem Kerja Motor Bakar Diesel ... 14
2.8 Emisi Gas Buang ... 14
2.9 Konsumsi Bahan Bakar Diesel ... 15
2.10 Performansi Motor Diesel ... 15
2.10.1 Torsi Dan Daya ... 16
2.10.2 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ... 16
Bab III Sistem Hybrid Pada Motor Bakar Diesel ... 18
3.1 Sistem Hybrid ... 18
3.1.1 Skema Mobil Hybrid ... 19
3.1.2 Konstruksi ... 21
3.2 Tipe Sistem Hybrid ... 21
3.2.1 Pemanfaatan Yang Terbaik Dari Kedua Dunia ... 22
3.2.2 Tipe Dari Sistem Hybrid ... 24
3.3 Komponen Utama Sistem Hybrid ... 29
3.3.1 Kontrol Sistem Hybrid ... 30
3.3.2 Motor Generator ... 31
3.3.3 Inverter ... 31
3.3.4 Unit Baterai Hybrid ... 32
3.3.6 Start & Akselerasi ... 35
3.3.7 Kecepatan Konstan ... 35
3.3.8 Deselarasi ... 35
3.3.9 Saat Stop ... 36
3.3.10 Pelindung Sistem Hybrid ... 36
3.4 Cara kerja Sistem Hybrid ... 36
3.4.1 Transmisi ... 37
3.4.2 Kepincangan ... 37
3.4.3 Penyimpanan Arus Tegangan Tinggi ... 38
3.5 Peforma Motor Bakar Diesel Sistem Hybrid ... 38
3.5.1 Karakteristik Kurva Motor Generator ... 38
3.5.2 Konsumsi Bahan Bakar ... 39
3.5.3 Emisi Gas Buang ... 40
Bab IV Emisi Gas Buang Motor Bakar Diesel Sistem Hybrid ... 44
4.1 Umum ... 44
4.2 Solusi Tingginya Emisi Gas Buang ... 45
4.2.1 Teknologi Perangkat Mesin ... 45
4.2.1.1 Injeksi Bahan Bakar ... 45
4.2.1.2 ECU (Electronic Control Unit) ... 46
4.2.1.3 Catalytic Converter ... 47
4.2.2 Alternatif mesin penggerak kendaraan ... 47
4.2.2.2 Sel Surya ... 48
4.2.2.3 Mobil Listrik ... 49
4.2.2.4 Hybrid car ... 49
4.3 Emisi Gas Buang Motor Bakar Diesel Sistem Hybri ... 50
4.3.1 EGR (Exhaust Gas Resirculation) ... 51
4.3.2 Klasifikasi EGR ... 53
4.3.3 VGT (Vortable Geometri Turbocharger) ... 54
4.4 Analisis Kondisi Mesin Terhadap Emisi Gas Buang ... 55
4.5 Bahan Bakar Motor Bakar Diesel Sistem Hybrid ... 60
4.6 Faktor Yang Mempengaruhi Peforma Sistem Hybrid ... 61
4.6.1 Torsi ... 61
4.6.2 Akselerasi ... 61
Bab V Analisa Perbandingan Performansi Mobil Diesel Konvensional Dan Mobil Diesel Hybrid ... 65
5.1 Spesifikasi Mobil Diesel Konvensional (Peugeot 308) ... 65
5.1.1 Konsumsi Bahan Bakar Pada Peugeot 308... 65
5.2 Spesifikasi Mobil Diesel Hybrid (Peugeot 3008)... 66
5.2.1 Konsumsi Bahan Bakar Pada Peugeot 3008 ... 66
5.3 Analisa Performansi ... 67
5.3.1 Daya... 68
5.3.1.1 Untuk Analisis Pada Mobil Peugeot 308 ... 69
5.3.2 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik... 71
5.3.2.1 Untuk Analisis Pada Peugeot 308 ... 72
5.3.2.2 Untuk Analisis Pada Peugeot 3008... 73
5.4 Pengujian Emisi Gas Buang ... 75
5.4.1 Pengujian Untuk Mobil Diesel (Peugeot 308) ... 75
5.4.2 Pengujian Untuk Mobil Hybrid (Peugeot 3008) ... 76
Bab VI Kesimpulan dan Saran ... 81
6.1 kesimpulan ... 81
6.2 Saran ... 81
Daftar Pustaka ... 82
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristik Mutu Solar ... 12 Tabel 3.1 Pengaturan Energi pada Kendaraan Listrik Hybrid ... 24 Tabel 3.2 Tabel Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Mobil Hybrid ... 39
Tabel 4.1 Hasil Analisis Mesin Terhadap Emisi Gas Buang ……….…… 58
Tabel 4.2 Hasil Analisis Mesin Terhadap (AFR=Air-to-Fuel-Ratio) .…… 58
Tabel 4.3 Hasil Analisis Mesin Terhadap Berdasarkan Tingkat rpm….… 59
Tabel 5.1 Spesifikasi Mobil Peugeot 308 ……….…….….…… 65
Tabel 5.3 Spesifikasi Mobil Peugeot 3008 ……….….…… 66
Tabel 5.4 Data Hasil Perhitungan Daya Pada Mobil Peugeot 308
Dan Peugeot 3008 ....….……….………... 70
Tabel 5.5 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) Pada Peugeot 308
Dan Peugeot 3008 ….….…….……….... 74
Tabel 5.6 Perbandingan Emisi Gas Buang Peugeot 308
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram P – V Volume Konstan ... 7
Gambar 2.2 Siklus Tekanan Konstan ... 8
Gambar 2.3 Siklus Tekanan Terbatas ... 9
Gambar 3.1 Skema Mobil BMW 4 Cylinder Sistem Hybrid ... 20
Gambar 3.2 Cross – Sectional Drawing of The Transmission ... 21
Gambar 3.3 Skema Konfigurasi Seri Sistem Hybrid ... 25
Gambar 3.4 Skema Konfigurasi Pararel Sistem Hybrid ... 27
Gambar 3.5 Skema Konfigurasi seri - Pararel Sistem Hybrid ... 28
Gambar 3.6 Skematik Rangkaian Series Hybrid Pada Kendaraan Jenis Bus .. 29
Gambar 3.7 Skematik Sistem Hybrid ... 30
Gambar 3.8 Cara Kerja Sistem Hybrid ... 30
Gambar 3.9 Motor Generator Hybrid ... 31
Gambar 3.10 Contoh Inverter Sistem Hybrid ... 32
Gambar 3.11 Jenis Baterai Yang Digunakan Pada Sistem Hybrid ... 33
Gambar 3.12 Skema Unit Box Sistem Hybrid ... 34
Gambar 3.13 Diagram Pengujian Baterai ... 39
Gambar 3.14 Diagram Karakteristik Kurva Motor Generator ... 40
Gambar 4.1 Skematik Diagram Efek EGR pada tingkat pembebanan ... 52
Gambar 4.2 Skematik Diagram Dari VGT/ EGR ... 55
Gambar 4.4 Sketasa Teknik Kerja Sistem Hybrid ... 62
Gambar 5.1 Grafik Daya Vs Putaran ... 71
Gambar 5.2 Grafik Sfc Vs Putaran ... 75
Gambar 5.3 Grafik Kadar CO Pada Peugeot 3008 Dan Peugeot 308 ... 78
Gambar 5.4 Grafik Kadar HC Pada Peugeot 3008 Dan Peugeot 308 ... 78
Gambar 5.5 Grafik Kadar Nox Pada Peugeot 3008 Dan Peugeot 308 ... 79
DAFTAR NOTASI
Lambang Keterangan
PB
Satuan
Daya keluaran Watt
N Putaran mesin Rpm
T Torsi N.m
Sfc Konsumsi bahan bakar spesifik g/kW.h
.
a
m Laju aliran massa udara kg/jam
Vs Volume langkah torak m3
AFR Air fuel ratio
A Air
BMEP Brake mean effective pressue CO Carbon monoxide
CO2 Carbon dioxide
CVT Continuosly variable transmission DME Dymethyl esther
EGR Exhaust gas recirculation
EPA Environmental protection agency
EREN Energy efficiency and renewable energy network EV Electric vehicle
F Fuel
GDI Gasoline direct injection GPS Global positioning system
H Hydrogen
H2O Water
HC Hydrocarbon
HEV Hybrid electric vehicle ICE Internal combustion engine IMEP Indicated mean effective pressure
NH3 Ammonia
NOX Nitrogen hydrogen oxides
n net, All four strokes in a combustion cycle
O Oxygen
PM Particulate matter PSH Power split hybrid
SCR Selective catalytic reduction SOC State of charge
ABSTRAK
Sistem hybrid merupakan suatu rangkaian komponen (system) yang sangat penting, yaitu sistem yang menggabungkan motor elektrik dengan mesin konvensional yang keduanya bekerjasama secara sinergis guna menghasilkan kendaraan yang handal, irit bahan bakar dan ramah lingkungan.
Sistem hybrid dapat mengurangi pengurangan bahan bakar hingga 60 % dan system hybrid mampu mengurangi kadar emisi gas buang sekitar 25 %.
Untuk mengurangi emisi gas buang maka pada sistem hybrid ini dilengkapi dengan alat yang disebut EGR (Exhaust Gas Recirculation) yang mensirkulasi gas buang sehingga Nitrogen exhaust dapat dikurangi dan VGT (Variable Geometri Thurbocharger) yang berfungsi untuk mengurangi kadar uap.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Motor bakar adalah satu pesawat konversi energi, dewasa ini semakin pesat perkembangannya dan pemakaiannya juga semakin luas di berbagai bidang. Dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi maka semakin beragam pula mesin-mesin yang berhasil diciptakan untuk memenuhi kebutuhan manusia yang semakin beragam. Sistem hybrid yang diterapkan pada motor bakar diesel merupakan inovasi teknologi masih tergolong baru pada saat sekarang ini yang akan dikembangkan untuk mendapatkan performa mesin yang lebih baik serta mengatasi polusi udara yang dewasa ini semakin mencemaskan.
Hybrid adalah penggabungan motor listrik dengan mesin konvensional yang keduanya bekerja sama secara sinergis guna menghasilkan kendaraan yang handal, irit bahan bakar dan ramah lingkungan.
memakai bensin ataupun solar. Motor listrik yang kecil pada kendaraan jenis hybrid tidak akan kuat menjalankan mobil secara normal. Perkembangan teknologi mesin hybrid memang kini semakin pesat. Begitu pula dalam pengisian ulang listriknya yang semakin canggih, cepat, dan tenaga motor listriknya semakin besar.
Dalam upaya meningkatkan pengefesiensian, perkembangan motor diesel memicu kearah kemampuan menghadapi tantangan pekerjaan yang lebih berat dalam penggunaan motor bakar diesel untuk kebutuhan transportasi masyarakat serta guna menanggulangi masalah pencemaran udara dan lingkungan akibat gas buang motor bakar yang saat ini semakin mencemaskan, berdasrkan hal tersebut diatas maka kajian ini dilakukan.
1.2 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan Sistem hybrid ini dilakukan adalah untuk menganalisa pengaruh terhadap emisi gas buang dan efisiensi sistem hybrid, dan menunjukkan komponen-komponen mesin serta memberikan perbandingan pengguna motor bakar diesel konvensional dengan yang menggunakan sistem hybrid, serta sebagai bahan perbandingan dalam perencanaan sistem hybrid kedepan.
1.3 Batasan Masalah
Adapun permasalahan yang akan dibahas adalah mengenai Hybrid sistem, konstruksi, pengontrolan serta keuntungan dan kerugian sistem ini pada emisi gas buang mesin hybird dengan menggunakan EGR (Exhaust Gas Recirculation) dan VGT (Variabel Geometri Turbocharger) serta perbandingan daya dan konsumsi bahan bakar spesifik.
1.4 Manfaat Penulisan
1.5 Metode Pembahasan
Metode yang dilakukan antara lain adalah : 1. Metode observasi.
Melakukan survei ke perusahaan otomotif yang mengembangkan teknologi sistem hybird serta memprediksi komponen-komponen yang dihibridisasikan pada produk yang sama namun masih menggunakan teknologi motor diesel konve nsional yang dikenal selama ini.
2. Metode kepustakaan.
Mempelajari buku refrensi dari berbagai sumber seperti : Buku literatur, Jurnal, Internet, serta thesis yang berkaitan dengan motor bakar diesel yang menggunakan sistem hybrid.
3. Analisis teoritikal.
1.6 Sistematika Penulisan
Tugas sarjana ini di bagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Membahas tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, metode riset, dan sistematika penulisan.
BAB II Tinjauan Pustaka
BAB III Sistem Hybrid Pada Motor Bakar Diesel
Membahas tentang cara kerja sistem hybrid, tipe sistem hybrid, komponen-komponen utama sistem hybrid, keunggulan dan kapasitas sisten hybrid, peforma motor bakar sistem hybrid.
BAB IV Emisi Gas Buang Motor Bakar Diesel Sistem Hybrid
Membahas tentang penjabaran sistem hybrid, konsumsi bahan bakar sistem hybrid, emisi gas buang motor bakar diesel sistem hybrid, torsi dan akselerasi.
BAB V ANALISA PERBANDINGAN PERFORMANSI MOBIL
DIESEL KONVENSIONAL DAN MOBIL HYBRID
Membahas tentang spesefikasi dari mesin diesel konvensional (Peugeot 308) dan mesin hybrid (Peogeot 3008), analisis perbandingan daya (PS) dan konsumsi spesifik bahan bakar (Sfc) dan emisi gas buang.
BAB VI Kesimpulan Dan Saran
Membahas tentang kesimpulan dan Saran yang diperoleh.
DAFTAR PUSTAKA
Berisikan literatur yang digunakan dalam menyusun laporan tugas akhir ini.
LAMPIRAN
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin Pembakaran Dalam
Ditinjau dari cara memperoleh energi internal, mesin kalor ini dibagi menjadi dua bagian yaitu pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) dan mesin pembakaran luar (External Combustion Engine).
Pada mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) energi panas diperoleh dari pembakaran bahan bakar dalam pesawat itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi juga berfungsi sebagai fluida kerja.
Dari berbagai jenis pesawat pembangkit tenaga, motor bakar dengan pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) merupakan yang paling banyak digunakan sebagai pembangkit tenaga. Hal ini dikarenakan mesin kalor ini lebih sederhana, ringan serta lebih efesien dibanding yang lainnya.
2.2 Motor Bakar 4 Langkah
Motor bakar 4 langkah adalah motor yang untuk menghasilkan satu kali usaha di perlukan empat kali langkah torak atau dua kali putaran poros engkol (langkah hisap, kompresi, kerja/ ekspansi) dan langkah buang dimana poros engkol berputar dua kali.
Sesuai dengan bahan bakar yang digunakan, motor bakar dapat di golongkan menjadi 2 golongan serta aspek perbedaan yaitu :
2.2.1 Motor Bakar Otto
alat yang namanya karburator. Pada motor bakar mesin siklus yang digunakan adalah volume konstan terlihat pada gambar 2.1 di bawah ini.
p
3
Q
in2 4
Q
out 0 1V
TMA
TMB
Gambar 2.1 Diagram P – V Volume Konstan
(Arismunandar, Wiranto, 1988)
Keterangan :
0 – 1 Langkah isap merupakan proses tekanan konstan 1 – 2 Langkah kompressi Isentropik
2 – 3 Langkah pembakaran volume konstan dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada volume konstan.
3 – 4 Langkah kerja merupakan proses Isentropik
4 – 1 Langkah pembakaran dianggap sebagai proses pengeluaran kalor pada volume konstan.
2.2.2 Motor Bakar Diesel
Mesin bakar diesel adalah jenis khusus dari mesin pembakaran dalam, yang membedakannya dari motor bakar yang lain adalah metoda penyalaan bahan bakar, Dalam mesin diesel bahan bakar di injeksikan ke dalam silinder yang berisi udara bertekanan tinggi. Selama kompresi udara di dalam silinder mesin maka suhu udara meningkat, sehingga bahan bakar dalam bentuk kabut halus bersinggungan dengan udara panas ini akan menyala dan tidak dibutuhkan alat penyalaan lainnya dari luar.
Karena alasan ini motor diesel juga disebut mesin penyalaan kompresi. Motor bakar diesel menghasilkan puntiran yang kurang lebih tidak tergantung pada kecepatan, Karena banyaknya udara yang diambil ke dalam silinder dalam tiap langkah hisap dari torak hanya sedikit dipengaruhi oleh kecepatan mesin. Banyaknya bahan bakar yang dapat dibakar di dalam silinder dengan tiap langkah hisap usaha berguna yang ditimbulkan denaksi torak, dengan demikian hampir konstan.
Motor bakar diesel mempunyai efesiensi panas yang lebih tinggi dari pada mesin panas yang lain, menggunakan sedikit bahan bakar untuk penyediaan daya yang sama, serta menggunakan bahan bakar yang lebih mudah dari pada bensin.
2.3 Siklus Motor Bakar Diesel
Siklus pada motor bakar diesel ada 2 yaitu :
1. Siklus Tekanan Konstan (Constant Pressure Cycle).
Dalam tekanan ini proses kompresi dan ekspansi berlangsung secara isentropis sedangkan pembakaran terjadi pada tekanan konstan. Siklus tekanan udara ini biasanya dipakai pada motor putaran rendah, ini dapat kita perhatikan pada gambar 2.2 dibawah ini.
P
P2 2 3
Qin
Adiabatis 4 Qout
P1 0 1 V
Gambar 2.2 Siklus Tekanan Konstan (Constant Pressure Cycle) (Arismunandar, Wiranto, 1988)
Keterangan :
0 – 1 Langkah isap 1 – 2 Langkah kompresi
2 – 3 Langkah kerja pada tekanan konstan 3 – 4 Langkah expansi
4 – 1 Langkah buang
2. Siklus Tekanan Terbatas P
P1 2’ 3 Qin
P2
2
Adiabatis 4 0 1 Qout
V1 V2 V Gambar 2.3 Siklus Tekanan Terbatas
(Arismunandar, Wiranto, 1988) Keterangan :
0 – 1 Langkah isap 1 – 2 Langkah kerja
2 – 21 Langkah kerja pada volume konstan 21 – 3 Langkah kerja pada tekanan konstan 3 – 4 Langkah ekspansi
4 – 1 Langkah buang P Tekanan fluida kerja V Volume spesifik
Q1 Jumlah kalor yang dimasukkan pada volume konstan
Q2 Jumlah kalor yang masuk pada volume konstan Qout Jumlah kalor yang terbuang
Isobar Tekanan berubah sedangkan volume tetap Isovolum Volume tetap sedangkan tekanan berubah
2.4 Komponen Utama Motor Bakar Diesel
Komponen – komponen utama dari motor bakar diesel antara lain : 1. Rangka, Silinder dan Kepala
2. Lengkapan penjalan (running gear) : a. Torak
5. penggerak katup : a. Nok
b. Lengan ayun c. Katup d. Pegas katup 6. Injeksi bahan bakar 7. Pengatur
2.5 Sistem Bahan Bakar
Sistem bahan bakar dari instalasi mesin diesel didefenisikan sebagai peralatan yang diperlukan untuk menangani minyak bahan bakar dari titik diserahkannya ke instalasi sampai mencapai pompa injeksi bahan bakar.
plunyer yang masuk dengan rapat ke tong akan mulai bocor dan tidak akan mampu lagi bekerja sebagai penakar bahan bakar yang diteliti.
Dalam mesin silinder jamak dengan pompa terpisah untuk tiap silinder maka distribusi beban yang merata pada tiap silinder akan terganggu. Pada beban penuh, kalau satu atau dua pompa mulai bocor sehingga menurunkan beban pada silinder yang bersangkutan maka silinder yang lain harus menanggung beban melebihi beban yang harus disumbangkannya. Silinder pompa yang paling baik akan sangat dibebani lebih, yang akan mengakibatkan tekanan tinggi dan tekanan gas buang tinggi, pendinginan tidak cukup, keausan berlebihan pada katup buang dan bahkan bahaya peretakan kepala silinder atau macetnya torak. Jadi kerusakan yang relatife kecil dalam pompa bahan bakar yang disebabkan oleh kotoran dalam bahan bakar, dapat mempunyai akibat yang gawat dan mahal. Bahan bakar yang kotor juga bertanggung jawab atas keausan yang sangat berlebihan dari lapisan silinder, torak dan cincin torak.
2.5.1 Bahan Bakar Diesel
Penggolongan bahan bakar mesin diesel berdasarkan jenis putaran mesinnya, dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu :
1. Automotive Diesel Oil, yaitu bahan bakar yang digunakan untuk mesin dengan kecepatan putaran mesin diatas 1000 rpm (rotation per minute). Bahan bakar jenis ini yang biasa disebut sebagai bahan bakar diesel yang biasanya digunakan untuk kendaraan bermotor.
2. Industrial Diesel Oil, yaitu bahan bakar yang digunakan untuk mesin-mesin yang mempunyai putaran mesin kurang atau sama dengan 1000 rpm, biasanya digunakan untuk mesin-mesin industri. Bahan bakar jenis ini disebut minyak diesel.
Tabel 2.1 Karakteristik mutu solar
Alternatively calculated Centane Index 45 48
-
- D-613
4. Viscosity Kinematic at 100 0 - Strong Acid Number mgKOH/gr -Total Acid Number mgKOH/gr
-
2.6 Sistem Mekanisme Katup
Dalam mesin 4 langkah terdapat paling tidak dua nok untuk tiap silinder, atau untuk katup pemasukan dan yang lain untuk katup buang. Mesin modern menggunakan beberapa jenis nok :
1. Pengikat nok jenis rol yang digunakan dalam mesin ukuran sedang dan besar dalam kombinasi dan nok tangensial atau nok cembung.
2. Pengikat yang digunakan dalam mesin kecil dan dioperasikan dengan nok cembung.
4. Pengikut berengsel yang dikombinasikan dengan sebuah rol.
Pada mesin 4 langkah pembukaan katup pemasukan lebih penting karena pemasukan udara kedalam silinder melaluinya. Hambatan terhadap aliran udara tidak hanya menaikkan rugi pemanfaat tetapi juga menurunkan density pengisian udara. Penurunan density udara berarti berkurangannya berat oksigen yang tersedia tiap langkah pemasukan, akibatnya bahan bakar yang terbakar berkurang dan daya maksimum yang dapat di bangkitkan menjadi berkurang.
Katup pemasukan dan katup pembuangan yang digunakan dalam mesin diesel semua dari jenis popet, yang terdiri dari piringan atau kepala roda ujung batang atau tangkai.
Katup popet mempunyai kepala dengan bentuk kones atau paying pada tepi atau dudukan yang memberikan atau aksi swa – senter (self centering). Umumnya katup popet mempunyai dudukan paying yang di gerinda pada sudut 450 terhadap bidang kepala katup. Ini terbukti telah memberikan pelayanan yang baik, khususnya dalam kondisi operasi berat seperti yang dialami oleh katup buang. Untuk mendapatkan luas pembukaan yang agak besar untuk pengangkatan katup tersebut, beberapa katup pemasukan dibuat dengan sudut yang lebih kecil.
Kondsi kerja dari katup popet, terutama dalam mesin kecepatan tinggi adalah paling berat untuk menurunkan tegangan pada penggerak katup yang diturunkan oleh gaya mesin yang muncul ketika katup di percepat selama pembukaan dan penutupan, maka katupnya sendiri harus seringan mungkin. Sebaliknya katup harus dibuat cukup kuat untuk mengatasi pukulan konstan yang disebabkan oleh pembukaan dan pembukaan terus menerus. Mereka harus mampu mengatasi suhu dan tekanan yang ekstrim yang terjadi di dalam silinder mesin dan mempertahankan penyekatan rapat gas.
menaikkan kekerasan permukaan yang menderita pukulan konstan pada permukaan dan penutupan.
2.7 Sistem Kerja Motor Bakar Diesel
Terdapat dua persyaratan penting yang harus dipenuhi untuk start yang pasti dan cepat = kecepatan cukup dan perbandingan kompresi tepat. Daya yang diperlukan untuk memutar poros engkol mesin diesel dingin dan kemudian membawanya sampai kecepatan start biasanya sedikit dibawah 10 % dari keluaran daya ternilai, tetapi di dalam beberapa kasus dapat sebesar 20 %, terutama dengan mesin kecil. Pada mesin besar, daya ini lebih kecil, yaitu turun sampai sebesar 3 atau 4 % dari keluaran daya ternilai.
Sistem start dengan listrik menggunakan arus searah karena energi listrik dalam bentuk ini dapat disimpan dalam baterai dan ditarik keluar kalau perlu untuk menstart. Setelah menstart, baterai diisi kembali dengan generator yang digerakkan oleh mesin.
2.8 Emisi Gas Buang
Mesin diesel berkecepatan tinggi dapat beroperasi dengan hampir setiap bahan bakar cair, dari minyak tanah (kerosene) sampai bahan bakar cair mesin diesel kecepatan tinggi modern, karena singkatnya selang waktu yang tersedia untuk pembakaran memerlukan bahan bakar yang lebih khusus dan lebih ringan.
Sifat berikut mempengaruhi prestasi dan keandalan dari mesin diesel antara lain adalah penguapan (polality), karbon, viskositas, kandungan belerang, abu (asb), air dan endapan, titik nyala (flash point), titik tuang (poor point), sifat korosif (corrosiveness), keasaman (acidity), mutu penyalaan (ingnition).
2.9 Konsumsi Bahan Bakar
Pada motor diesel perbandingan antara bahan bakar dan udara adalah 0,02 – 0,05. Bila perbandingan lebih dari batas maksimal yang ditentukan maka pembakaran tidak sempurna atau tidak semua bahan bakar yang terinjeksi terbakar, sehingga ini adalah suatu kerugian. Untuk menghindari suatu terjadinya ini maka harus digunakan udara berlebihan (excess air) dari teoritis yang dibutuhkan, sehingga bahan bakar yang terinjeksi habis terbakar. Excess ini dipakai pada kondisi pembebanan, makin kecil pembebanan persentase excess air yang digunakan semakin besar, demikian sebaliknya. Untuk beban penuh (full load) motor beroperasi dengan excess 125 – 150 % dan untuk beban yang kecil dengan excess air 300 – 400 %. Maka dengan pertimbangan motor diesel hanya beroperasi 700 % maksimal, dan perbandingan udara yang berlebihan akan menurunkan efesiensi thermalnya. Untuk ini acses air yang digunakan adalah 100 % .
2.10 Performansi Motor Diesel
Motor diesel adalah jenis khusus dari mesin pembakaran dalam. Karakteristik utama dari mesin diesel yang membedakannya dari motor bakar yang lain terletak pada metode penyalaan bahan bakarnya. Dalam mesin diesel bahan bakar diinjeksikan kedalam silinder yang berisi udara bertekanan tinggi. Selama proses pengkompresian udara dalam silinder mesin, suhu udara meningkat, sehingga ketika bahan bakar yang berbentuk kabut halus bersinggungan dengan udara panas ini, maka bahan bakar akan menyala dengan sendirinya tanpa bantuan alat penyala lain. Karena alasan ini mesin diesel juga disebut mesin penyalaan kompresi (Compression Ignition Engines).
2.10.1 Torsi dan daya
Torsi yang dihasilkan suatu mesin dapat diukur dengan menggunakan dynamometer yang dikopel dengan poros output mesin. Oleh karena sifat dynamometer yang bertindak seolah–olah seperti sebuah rem dalam sebuah mesin, maka daya yang dihasilkan poros output ini sering disebut sebagai daya rem (Brake Power).
Untuk Torsi dapat dihitung dengan rumus berikut :
T = W S L
Konsumsi bahan bakar spesifik (specific fuel consumption, sfc)
Konsumsi bahan bakar spesifik adalah parameter unjuk kerja mesin yang berhubungan langsung dengan nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan mengetahui hal ini dapat dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah daya dalam selang waktu tertentu.
Bila daya rem dalam satuan kW dan laju aliran massa bahan bakar dalam satuan kg/jam, maka :
dimana : Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (g/kW.h).
.
f
m = laju aliran bahan bakar (kg/jam).
Besarnya laju aliran massa bahan bakar ( .
f
m ) dihitung dengan persamaan berikut :
BAB III
SISTEM HYBRID PADA MOTOR BAKAR DIESEL
3.1 Sistem Hybrid
Sistem hybrid adalah mesin yang menggunakan lebih dari satu sumber energi. Mobil ini berbeda dengan mobil listrik karena mobil listrik hanya menggunakan satu sumber energi sebagai penggeraknya yaitu energi listrik Konstruksi mobil hybrid biasanya super ringan dan aerodinamis agar segala macam bentuk hambatan dan gesekan dapat diminimalisir. Motor penggerak ini kerjanya silih berganti, bila di dalam kota maka yang bekerja adalah motor listriknya. Motor ini menggunakan baterai lithium sebagai sumber energinya dan biasanya menggunakan sistem regeneratif breaking. Ini merupakan salah satu cara untuk mengisi ulang baterai dimana pada saat pengereman, motor listrik digunakan sebagai dinamo pembangkit energi listrik yang akan menghasilkan energi listrik dan menyimpannya ke dalam baterai. Tampilan mesinnya cenderung lebih kompak dibandingkan dengan mobil konvensional dan biasanya memiliki cc dibawah2liter (<2000cc).
Sistem Hybrid akan menjadi bagian penting bagi segala jenis motor bakar, baik bahan bakar bensin, diesel, motor bensin 2 langkah serta motor diesel 2 langkah. hybrid electric akan menyimpan dan menggunakan energy dari sumber- sumber yg terbarukan dan bebas emisi seperti energy matahari / Air (PLTA) / Geothermal / Angin / micro hydro dan lainnya. Maka saat kita menjalankan mobil dan membuat total output sistem penggerak menghasilkan tenaga (misalnya) 100 hp maka 30 - 50 hp akan disumbang oleh listrik dari energy terbarukan.
motor bensin. Sistem hybrid pada kendaraan untuk membantu kerja motor bakar akan semakin penting di masa mendatang, terutama dalam menghadapi tuntutan emisi CO2 yg semakin rendah dan di sisi lain konsumen yang tetap mendambakan mobil performa tinggi.
Polusi udara merupakan masalah yang teramat serius dewasa ini. Diesel hybrid merupakan jawaban sebuah mesin yang rendah polusi sebab memadukan tenaga elektrik baterai, hal ini menyebabkan rendah CO2 dan sangat efisiensi dalam pemakaian bahan bakar sebab pembakaran sempurna dilakukan saat putaran mesin berakselerasi, tidak membutuhkan perangkat/ suku cadang khusus sehingga bisa dan dapat serta praktis di servis dimana saja.
Dengan menggunakan Sistem Hybrid atau dengan kata lain Fuel Cell Transfortation Methods akan sangat mampu mengurangi bahaya polusi dari kendaraan dan menjaga lingkungan sehat dan bersih. Dengan lebih memasyarakatkan akan pentingnya menjaga lingkungan diharapkan sistem hybrid atau konsep lain dari sebuah kendaraan yang rawat lingkungan kita mampu mereduksi bahaya – bahaya polusi yang ditimbulkan oleh gas pembuangan kendaraan, hemat bahan bakar karena pemakaian yang efesien serta murah namun tetap memiliki peforma yang handal.
Polusi yang ditimbulkan dari gas pembuangan kendaraan bermotor antara lain adalah Carbon Dioxide, Carbon Monoxide, Sulphur Oxide, Nitrogen Oxide, yang kesemuanya membahayakan lingkungan serta manusia, mempengaruhi oksigen bila terhirup oleh manusia akan mempengaruhi otak serta hemoglobin di darah, juga mempengaruhi kerusakan lapisan ozon, polusi air, ekosistem serta pertanian.
3.1.1 Skema Mobil Hybrid
Pasangan dari komponen sistem hybrid ini diletakkan di bawah atas permukaan Frame untuk menselaraskan atau mengequivalent dari body, chasis kendaraan Mesin Diesel Konvensional/ unit box dari sistem hybrid begitu sederhana dan padu sehingga dapat dipasang dengan tidak memerlukan tempat yang luas dan merupakan paduan yang sangat baik. seperti terlihat pada gambar 3.1 berikut.
3.1.2 Konstruksi
Konstruksi dari sebuah sistem hybrid dapat terlihat pada gambar 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.2 Cross – sectional Drawing of the Transmissiom, and the Motor Generator.
Sumber : Toyota Motor Limited. (“Out Line of System and Product Features”.)
Pertukaran tenaga antara mesin dan elektrik motor di sistem hybrid di kontrol oleh sebuah alat yang berbeda di luar atau diantara keduanya antara lain adalah wet multiple dutch dan Dog clutch.
3.2 Tipe Sistem Hybrid
3.2.1 Pemanfaatan yang terbaik dari kedua dunia
Sistem Hybrid menggabungkan kelengkapan terkuat dua jenis sumber daya motor listrik dan mesin pembakaran internal. Untuk mengerti lebih jauh bagaimana teknologi hybrid memanfaatkan kedua dunia tersebut, dibandingkan bagaimana sebuah mobil konvensional dan mobil listrik bekerja.
• Mobil Konvensional
Mobil konvensional mengandalkan sumber tenaganya dari bahan bakar, seperti bensin, solar, atau gas untuk bergerak. Pemanfaatan mesin pembakaran internal, tenaga dari hasil pembakaran bahan bakar dimanfaatkan dan diubah menjadi gerakan, yang mampu menggerakkan mobil. Walaupun secara umum menunjukkan kinerja yang baik dengan harga yang murah, mobil konvensional mengeluarkan emisi gas buang yang tinggi dan menciptakan polusi yang banyak dan terus menghabiskan sumber daya alam.
• Mobil Tenaga Listrik
Mobil tenaga listrik tidak membutuhkan apapun dari pembakaran. Listrik diubah menjadi tenaga melalui motor listrik, untuk menggerakkan mobil. Sekalipun mobil bertenaga listrik ini ramah lingkungan, tidak bising dan memiliki akselerasi yang baik, dia membutuhkan pengisian dan infrastruktur yang tepat. Hal ini membuat mobil bertenaga listrik menjadi tidak praktis.
• Mobil Hybrid
Fitur Utama dari Kendaraan Hybrid :
• Efisiensi Bahan bakar yang lebih besar • Emisi yang lebih rendah
• Pengurangan energi yang terbuang dan regenerasi energy
Sistem Hybrid yang menggabungkan motor listrik dan pembakaran di mesin menghasilkan tenaga yang berasal dari dua sumber daya. Ini berarti bahwa, mesin pembakar internal membutuhkan konsumsi bahan bakar lebih sedikit untuk mencapai jarak yang sama. Berarti, kendaraan Hybrid memiliki efisiensi yang lebih baik jika dibandingkan dengan mobil konvensional.
Karena kemampuannya menghemat penggunaan bahan bakar yang saat ini masih didominasi oleh bahan bakar fosil. Selain itu, bumi dengan perubahan suhu yang semakin ekstrim mendesak manusia untuk berusaha lebih keras lagi mengurangi emisi CO2.
Tabel 3.1. Mode Kerja dan Pengaturan Energi pada Kendaraan Listrik Hybrid
Mode Kerja Pengaturan
Mulai berjalan Mesin bakar dinyalakan. Pada kecepatan mencapai 1000 rpm, motor listrik dimatikan dan mesin bakar digunakan Di turunan Mesin bakar mengisi baterai jika baterai
dalam tidak terisi penuh
Percepatan atau di tanjakan Motor listrik dan mesin bakar menyuplai tenaga gerak secara bersamaan (pada konfigurasi seri: sumber energi motor listrik didapat dari baterai dan mesin bakar)
Perlambatan Pengereman regeneratif mengisi baterai
3.2.2 Tipe dari Sistem Hybrid.
Secara garis besar ada tiga tipe dari Sistem Hybrid.
• Series Hybrid System
• Parallel Hybrid System
• Series Parallel Hybrid System
• Series Hybrid System
• Pembakaran pada ruang mesin terhubung dengan sebuah generator untuk mengubah tenaga yang dihasilkan mesin menjadi tenaga listrik yang disimpan ke sebuah aki (Energi disalurkan melalui generator untuk mensuplai tenaga listrik untuk aki).
• Tenaga listrik yang tersimpan di aki dialirkan melalui sebuah alat yang dinamakan inverter atau pembalik untuk menyalurkan tenaga ke sebuah motor listrik sehingga mampu menggerakkan roda kendaraan (Aki member tenaga pada motor listrik).
• Pembakaran yang terjadi di mesin dapat menghasilkan tenaga ke motor listrik untuk menggerakkan mobil, yang tidak cukup apabila hanya mengandalkan tenaga dari aki. Oleh karena itu, konsumsi bahan bakar yang digunakan-pun menjadi sedikit untuk mampu menggerakkan mobil. Sistem ini sangat cocok untuk konsumsi bahan bakar yang irit, tapi tidak untuk kehandalan performa.
• Series hybrid system membutuhkan motor listrik yang berat dan mahal untuk mampu mencapai performa hybrid yang standar. Maka dari itu, sistem ini sangatlah ideal untuk sebuah mobil yang hanya mengutamakan efisiensi bahan bakar dari pada kehandalan performa (Bahan bakar efisien tapi performa kurang).
• Parallel Hybrid System
• Pada parallel system, pembakaran di ruang mesin merupakan penghasil tenaga utama, sedangkan tenaga aki merupakan tenaga pendukung. Oleh sebab itu, pengefisienan bahan bakar adalah dengan cara membatasi konsumsinya (kepercayaan yang tinggi akan mesin pembakar internal, mengakibatkan keterbatasan dari efisiensi bahan bakar).
• Sistem ini menggunakan mesin pembakaran internal dan sebuah motor listrik untuk menggerakkan kendaraan. Untuk kendaraan yang memiliki dua sumber tenaga yang terhubung secara parallel, system ini dinamakan Parallel hybrid system (motor listrik dan mesin pembakaran internal menyediakan tenaga secara bersamaan).
• Dalam Parallel hybrid system, motor listrik juga berfungsi sebagai generator sehingga ketika motor listrik digunakan, aki tidak dapat melakukan pengisian.
• Motor listrik berubah fungsi menjadi generator saat pengisian. Pengisian aki hanya dapat dilakukan pada saat mobil tidak menggunakan tenaga listrik untuk bergerak, tetapi menggunakan tenaga yang dihasilkan dari pembakaran yang terjadi pada mesin (pada saat aki diisi, ia tidak dapat menyuplai energi ke motor listrik untuk menggerakkan mobil).
Gambar 3.4 Konfigurasi Paralel Sumber : www.toyota.co.id/hybrid_seriesparallel.
• Series Parallel Hybrid System
• Dengan menggabungkan kedua sistem diatas maka terciptalah series parallel hybrid system.
• Series pararel hybrid system memungkinkan sumber tenaga menjadi paling fleksibel dan optimal sehingga mampu mencapai tingkat efisiensi maupun tingkat kehandalan performa yang mengagumkan (hybrid sistem menyediakan penggunaan yang optimum dari motor listrik dan mesin bakar).
• Series pararel hybrid system merupakan suatu sistem unik karena memiliki generator atau pembangkit listrik khusus dan alat pembagi tenaga.
• Pada saat terjadi perubahan kecepatan, dari kecepatan rendah ke tiinggi, kendaraan dapat melaju meskipun hanya menggunakan tenaga listrik saja. Dan ini menghasilkan efisiensi yang besar.
• Dengan sebuah generator atau pembangkit listrik khusus, tenaga listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengisi aki melalui alat pembalik atau inverter.
• Keunikan lain dari hybrid sistem adalah ketika melakukan akselerasi atau percepatan secara mendadak. Tenaga yang dihasilkan dari pembakaran pada mesin atau pada aki dan tenaga listrik mampu menghasilkan kehandalan performa yang maksimal.
• Series parallel hybrid system yang terdapat pada hybrid sistem merupakan system yang unik karena mampu memberikan tingkat efisiensi dan kehandalan performa yang mengagumkan.
3.3 Komponen – komponen Utama Sistem Hybrid
Komponen – komponen utama dari sistem hybrid dapat terlihat dari salah satu jenis kendaraan Bus di bawah ini yang menerapkan sistem hybrid antara lain terdiri atas
- Generator - Diesel Engine - Drive Motor - Inverter - Baterai
- Control Sistem (terlihat pada gambar 3.6 dibawah ini)
3.3.1 Kontrol Sistem Hybrid
Kontrol dari sebuah sistem hybrid terlihat pada diagram di bawah ini untuk memastikan sistem hybrid bekerja secara optimal di kontrol dengan sistem signal dari sistem individu control. Jadi skematik sistem hybrid dapat kita lihat pula sebagai berikut (gambar 3.7).
Gambar 3.7 Skematik Sistem Hybrid. Sumber : www.Hybridcars.com
3.3.2 Motor Generator
Motor generator sistem hybrid diperlihatkan pada gambar 3.9 ini salah satu tipe dengan peforma tinggi, dan sangat efesien dengan menggunakan magnet permahes tipe yang disesuaikan dengan putaran motor sehingga merupakan paduan dengan akselerasi sepadan. Spesifikasi dari mesin itu sendiri (Elektrik Motor) dapat mencapai putaran (max. revolution) hingga 12.700 rpm, menghasilkan daya (rated out put) 25.5 kw, dan dapat mengeluarkan hingga 29 kw. Hal ini menempatkan motor Generator ini sangat cocok untuk dipadukan dengan mesin berkapasitas besar seperti truck, sebab sangat baik dalam merubah energi kinetik dan diameter luar dari statornya berukuran 198 mm sehingga mampu mengeluarkan tenaga putaran yang tinggi. Penggunaanya menggunakan air (water cooled) dan di desain untuk mampu bertahan secara berkeseimbangan di bawah beban kerja mesin yang berat.
Gambar 3.9 Motor Generator.
Sumber : Toyota Motor Limited (“Out Line of System and Product Features”.)
3.3.3 Inverter
Berkapasitas besar, mengeluarkan daya tinggi sebab mendapatkan efek dari sistem pendinginan langsung dengan tipe IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Penampang fisik dari sebuah inverter hybrid di perlihatkan pada gambar berikut :
Gambar 3.10 Salah Satu Contoh Inverter Sistem Hybrid.
Sumber : Toyota Motor Limited (“Out Line of System and Product Features”.)
3.3.4 Unit Baterai Hybrid
Baterai (Lithium Ion) terbuat dari bahan nikel – metal hybrid (Ni – MH) yang lebih ringan dibandingkan dengan baterai mobil tenaga listrik pada umumnya, namun mampu menghasilkan tenaga tiga kali lebih besar. Daya tarik Li-ion dibandingkan dengan yang lainnya, seperti NiMH (Nickel Metal Hydride) dan NiCad (Nickel Cadmium) serta timah hitam (lead) bisa diisi ulang dengan cepat, densitas penyimpanan lebih banyak, dan juga lebih daya. Daya tarik paling besar adalah perbandingan berat dan energi yang dihasilkannya, Li-ion juga unggul. Di samping itu, ia tidak punya efek memori. Sifat terakhir memungkinkan Li-ion bisa diisi kapan saja.
logam murni, sedangkan Li-ion campuran lithium yang jauh lebih stabil dan dapat diisi ulang beberapa ratus kali.
Keunggulan lain dari Li-ion adalah kemampuannya menyimpan energi lebih lama bila tidak digunakan, sedangkan jenis lain akan habis lebih cepat. Meski begitu, bukan berarti Li-ion tidak punya kelemahan. Masalah utama baterai ini adalah keamanan mudah terbakar atau meledak. Itu terutama bila penanganannya kurang baik. Itu bisa terjadi karena bahan yang digunakan mudah panas.
• Komponen utama
Tiga komponen utama Li-ion adalah anoda, katoda, dan elektrolit yang diibuat dari berbagai macam bahan. Yang secara komersial dan yang paling banyak digunakan sebagai anoda adalah grafit. Adapun katoda biasanya salah satu dari tiga bahan berikut, lapisan oksida yaitu lithium cobalt oxide dan lithium iron phosphat, spinel yaitu lithium manganesse oxide, dan titanium disulfide (TiS2) yang materi asli Li-ion. Akibatnya, harga baterai ini awalnya sangat mahal. Baterai yang sering digunakan pada kendaraan sistem hybrid pada dasarnya menpunyai voltase nominal 288 volts dengan kapasitas nominal 6 Ah.
Kelebihan dari penggunaan baterai pada system hybrid ini adalah :
1. Menghilangkan ketergantungan terhadap Bahan Bakar Minyak (BBM). 2. Tidak menimbulkan polusi udara (asap) dari hasil Gas Buang.
3. Tidak menimbulkan polusi suara (bising) dibandingkan dengan Motor Bakar. 4. Lebih efisien daripada Motor Bakar.
Baterai ini juga biasa dipakai oleh elektrik forklift di industri kimia, makanan, kertas, plastik, pergudangan, supermarket dan bandara. Konfigurasi tegangan output traction battery bisa disesuaikan dengan tegangan yang dibutuhkan elektrik forklift Anda, misal : 12V, 24V, 48V, 72V. Tipe-tipe Traction battery yang umum dipergunakan adalah : VSF3A, VSF4, VSI3A, VSI4, VSD8AC, VSD9AC, VGD565, VGD600, dan lain-lain. Baterai untuk mesin hybrid tersedia dalam beragam kapasitas, dari 180AH hingga kapasitas 1000AH.
3.3.5 Unit Box Hybrid
Box dari sistem hybrid di lapis sedemikian rupa dengan bahan yang tahan terhadap tegangan tinggi yang berasal dari baterai dan sangat mudah untuk menerima sistem pendinginan guna mendinginkan motor generator dan inverter. Box dari sistem hybrid juga dipadukan dengan baja (metal construction) untuk penyimpanan secara elektrik (detection of electrical leakage) ini memugkinkan untuk penggunaan baterai dengan kapasitas tinggi sebab mudah untuk perawatannya.
Box dari sistem hybrid dapat di lihat dari gambar berikut :
3.3.6 Start & Akselerasi
Selama mesin mengalami bebas berat selama start dan akselerasi, motor elektrik akan membangkitkan tenaga untuk membantu mesin. Putaran akan membantu pengontrolan dengan begitu keseimbangan optimum antara emisi gas buang dan efesiensi bahan bakar tercapai, dan ini sangt memungkinkan pertukaran yang cepat antara motor elektrik dan mesin konvensional sebab awalnya dibantu oleh motor elektrik, sehingga mengurangi pemakaian (konsumsi bahan bakar), (terlihat pada gambar 3.2).
Ada beberapa perangkat pendukung yang bekerja sinergi dengan mesin dan motor listrik antara lain adalah Power Split Device. Tugasnya adalah menentukan kapan saatnya mesin dan motor listrik bekerja sendiri-sendiri atau bersamaan. Selain itu ada pengubah arus searah dari baterai menjadi arus bolak-balik untuk menggerakkan motor (Power Control Unit/Inverter), atau sebolak-baliknya saat motor berubah menjadi generator.
3.3.7 Kecepatan Konstan
Saat melaju pada kecepatan konstan, kendaraan sepenuhnya digerakkan oleh mesin diesel, tanpa dibantu putaran dari motor generator dengan tingkat kecepatan optimum (optimum Gear) sehingga bahan bakar dipakai sesuai dengan kecepatan, kondisi saat mengendarai atau dengan kata lain dipakai sesuai dengan kebutuhan saat ini, saat putaran atau kecepatan tinggi motor generator tidak terhubung oleh dog clutch (gambar 3.2).
3.3.8 Deselarasi
transmisi akan otomatis menghubungkan ke mesin konvensional hingga kecepatan konstan (gambar 3.2).
3.3.9 Saat Stop
Saat kendaraan berhenti, mesin dengan otomatis akan berhenti jika luas transmisi digerakkan ke posisi ‘N’ dan konsumsi bahan bakar bisa disimpan dan jika luas transmisi digerakkan ke ‘D’ dari ‘N’ maka dengan otomatis pula mesin hidup.
sistem pengereman pada mobil hybrid ini diatur oleh sistem elektrik, atau lebih dikenal dengan Brake Control Power (BCP). Ada kotak hitam berisi kapasitor yang berada di bagasi, tepat di sebelah aki. Alat tersebut berguna untuk membantu pengereman, terlebih ketika mesin non aktif saat deselerasi. Pengisian listrik pada BCP akan dilakukan ketika deselerasi.
3.3.10 Pelindung Sistem Hybrid
Sistem hybrid memiliki 3 sekring dan 1 relay yang berfungsi sebagai pemutus arus ketika terjadi hubungan singkat. Arus pendek bisa terjadi bila terjadi tabrakan. Khusus untuk kasus tabrakan, di dekat inverter terdapat sensor yang memiliki cara.kerja yang sama dengan sensor airbag. Ketika terjadi benturan, secara otomatis sistem kelistrikan hybrid terputus.
3.4 Cara Kerja Sistem Hybrid
Seperti telah dijabarkan di atas sebelumnya sistem hybrid bekerja saat start dan saat mesin akan berhenti dengan demikian pemakaian bahan bakar hanya diperlukan saat kendaraan berjalan konstan atau kecepatan konstan. Kombinasi antara Motor Generator dengan mesin Diesel Konvensional adalah inovasi teknologi yang mengedepankan konsep ramah lingkungan serta hemat bahan bakar. Sistem hybrid bekerja dalam empat mekanisme :
motor listrik. Motorpun berputar dan mobil berjalan secara perlahan. Setelah mencapai kecepatan tertentu dan mobil berakselerasi mesin konvensional bekerja, torsi dikontrol supaya terjadi keseimbangan emisi gas buang dan efesiensi bahan bakar.
Setelah mobil mencapai kecepatan normal atau konstan, mekanisme tahap kedua bekerja. Ketika itu motor listrik akan berhenti dan kendaraan melaju dengan mengandalkan mesin konvensional saja.
Bila kecepatan kendaraan dikurangi atau rem dioperasikan, motor listrik akan berubah menjadi generator yang bertugas menyerap energi kinetik, listrik yang dihasilkan disimpan pada aki, selanjutnya ketika kendaraan total dan gigi persneling dipindahkan ke posisi netral, mesin bakar akan mati secara otomatis.
3.4.1 Transmisi
Mobil sistem hybrid ini dijalankan, menggunakan transmisi CVT, ini adalah peranti penting yang tidak ditemukan pada mobil konvensional, yaitu power split device yang menghubungkan mesin ICE (Internal Combution Engine) dengan trasmisi dan motor elektrik berupa gigi planet (planetary gear). Peranti ini bisa membagi tenaga dari mesin bensin dan motor elektrik atau pada saat hanya motor elektrik saja yang bekerja, bahkan ketika terjadi deselerasi, putaran roda pun menggerakkan motor elektrik yang sudah beralih fungsi menjadi generator yang mengisi baterai. Transmisi yang menggunakan epicyclic gear ini, mampu membagi torsi dari putaran mesin menjadi putaran pada roda. Begitu juga saat motor elektrik berputar, gigi ini pun menyalurkannya pada roda.
3.4.2 Kepincangan
memutuskan sistem ini ada dua cara, yaitu dengan otomatis pada saat kendaraaan berjalan atau dengan manual pada sistem kontrol dikendaraan. Hal ini disebut limping mode (kepincangan) ketika sistem hybrid ini mengalami kerusakan disebabkan satu atau lain hal.
3.4.3 Penyimpanan Arus Tegangan Tinggi
Karena tidak adanya standarisasi dari sistem penyimpanan arus tegangan tinggi ini, para desainer (enginer) mereferensikan atau memakai alat berupa berwarna cokelat muda yang diberi nama ECE – R – 100 (Safety Requirements of the Electric Vehicle) yang digunakan sebagai sirkuit tegangan tinggi dan diisolasikan pada rangka casis. Unit box dari sistem hybrid dikonstruksi/ didesain sesuai dengan rangkaian – rangkaian sistem elektrik yang terdapat pada sistem sehingga pengguna tidak dapat menyentuh secara langsung sebab diisolasi dan diberi sebuah alat pendeteksi (leak detector) guna mengetahui dengan cepat gangguan terjadi saat penyimpanan arus berlangsung dan dengan konstruksi ini memungkinkan untuk menyimpan arus tegangan tinggi serta tidak mengalami shock.
3.5 Peforma Motor Bakar Diesel Sistem Hybrid
3.5.1 Karakteristik Kurva Motor Generator
Gambar 3.13 Diagram karakteristik kurva motor generator. Sumber :
3.5.2 Konsumsi Bahan Bakar
Dalam kenyataannya, penggunaan sistem hybrid benar – benar sebuah pengefesienan konsumsi bahan bakar dan peforma motor tetap handal, Pemakaian bahan bakarnya dapat mencapai 51 mpg atau sekitar 22km/liter, ini terlihat pada tabel di bawah ini berikut :
Gambar 3.2 Tabel perbandingan konsumsi bahan bakar mobil hybrid.
3.5.3 Emisi Gas Buang
Sistem hybrid mampu mengurangi saparuh dari gas CO2 dan sekitar 1/10 gas CO, HC dan NOx yang cukup berbahaya bagi lingkungan. Dengan menggunakan generator untuk membantu putaran mesin, mampu mengurangi emisi gas buang hingga 85 % disaat start dan selama proses stop, ini terlihat dari diagram test emisi gas buang berikut ;
Gambar 3.14 Diagram test emisi gas buang. Sumber : fueleconomy.gov
Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas buang kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang akan diukur yaitu senyawa HC, CO, CO2, O2 dan senyawa NOx. Sedangkan pada negara-negara yang standar emisinya tidak terlalu ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO, CO2 dan O2.
• Emisi Senyawa KarbonMonoksida(CO)
karburator. Dengan bantuan air injection system atau CC, maka CO dapat dibuat serendah mungkin mendekati 0%.
Apabila AFR sedikit saja lebih kaya dari angka idealnya (AFR ideal = lambda = 1.00) maka emisi CO akan naik secara drastis. Jadi tingginya angka CO menunjukkan bahwa AFR terlalu kaya dan ini bisa disebabkan antara lain karena masalah di fuel injection system seperti fuel pressure yang terlalu tinggi, sensor suhu mesin yang tidak normal, air filter yang kotor, PCV system yang tidak normal, karburator yang kotor atau setelannya yang tidak tepat.
• Emisi Senyawa KarbonDioksida (CO2)
Konsentrasi CO2 menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang bakar. Semakin tinggi maka semakin baik. Saat AFR berada di angka ideal, emisi CO2 berkisar antara 12% sampai 15%. Apabila AFR terlalu kurus atau terlalu kaya, maka emisi CO2 akan turun secara drastis. Apabila CO2 berada dibawah 12%, maka kita harus melihat emisi lainnya yang menunjukkan apakah AFR terlalu kaya atau terlalu kurus.
Perlu diingat bahwa sumber dari CO2 ini hanya ruang bakar dan CC. Apabila CO2 terlalu rendah tapi CO dan HC normal, menunjukkan adanya kebocoran exhaust pipe.
• Emisi Senyawa Oksigen (O2)
Konsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO2. Untuk mendapatkan proses pembakaran yang sempurna, maka kadar oksigen yang masuk ke ruang bakar harus mencukupi untuk setiap molekul hidrokarbon.
dapat dengan mudah bertemu untuk bereaksi dengan sempurna pada proses pembakaran. Tapi sayangnya, ruang bakar tidak dapat sempurna melengkung dan halus sehingga memungkinkan molekul bensin seolah-olah bersembunyi dari molekul oksigen dan menyebabkan proses pembakaran tidak terjadi dengan sempurna.
Untuk mengurangi emisi HC, maka dibutuhkan sedikit tambahan udara atau oksigen untuk memastikan bahwa semua molekul bensin dapat “bertemu” dengan molekul oksigen untuk bereaksi dengan sempurna. Ini berarti AFR 14,7:1 (lambda = 1.00) sebenarnya merupakan kondisi yang sedikit kurus. Inilah yang menyebabkan oksigen dalam gas buang akan berkisar antara 0.5% sampai 1%. Pada mesin yang dilengkapi dengan CC, kondisi ini akan baik karena membantu fungsi CC untuk mengubah CO dan HC menjadi CO2.
Mesin tetap dapat bekerja dengan baik walaupun AFR terlalu kurus bahkan hingga AFR mencapai 16:1. Tapi dalam kondisi seperti ini akan timbul efek lain seperti mesin cenderung knocking, suhu mesin bertambah dan emisi senyawa NOx juga akan meningkat drastis.
• Emisi senyawa NOx
Selain keempat gas diatas, emisi NOx tidak dipentingkan dalam melakukan diagnose terhadap mesin. Senyawa NOx adalah ikatan kimia antara unsur nitrogen dan oksigen. Dalam kondisi normal atmosphere, nitrogen adalah gas inert yang amat stabil yang tidak akan berikatan dengan unsur lain. Tetapi dalam kondisi suhu tinggi dan tekanan tinggi dalam ruang bakar, nitrogen akan memecah ikatannya dan berikatan dengan oksigen.
Senyawa NOx ini sangat tidak stabil dan bila terlepas ke udara bebas, akan berikatan dengan oksigen untuk membentuk NO2. Inilah yang amat berbahaya karena senyawa ini amat beracun dan bila terkena air akan membentuk asam nitrat.
Tingginya konsentrasi senyawa NOx disebabkan karena tingginya konsentrasi oksigen ditambah dengan tingginya suhu ruang bakar. Untuk menjaga agar konsentrasi NOx tidak tinggi maka diperlukan kontrol secara tepat terhadap AFR dan suhu ruang bakar harus dijaga agar tidak terlalu tinggi baik dengan EGR maupun long valve overlap. Normalnya NOx pada saat idle tidak melebihi 100 ppm. Apabila AFR terlalu kurus, timing pengapian yang terlalu tinggi atau sebab lainnya yang menyebabkan suhu ruang bakar meningkat, akan meningkatkan konsentrasi NOx dan ini tidak akan dapat diatasi oleh CC atau sistem EGR yang canggih sekalipun.
BAB IV
EMISI GAS BUANG MOTOR DIESEL SISTEM HYBRID
4.1 Umum
Hybrid merupakan teknologi yang masih dalam tahap pengembangan, terutama kaitannya dalam proses memparalelkan motor bakar diesel, hal ini disebabkan beberapa faktor diantaranya :
- Biaya produksi dari komponen – komponen tambahan hingga dapat diparalelkan dengan komponen diesel konvensional.
- Peforma serta katahanan dan stabilisasi komponen hybrid serta pengontrolan elektrisasi.
- Pangsa pasar khususnya Negara berkembang seperti Indonesia.
Mobil hybrid adalah mobil yang memiliki sistem penggerak ganda, atau disebut “hybrid” (dalam istilah pertanian hybrid berarti perkawinan silang). Dalam mobil ini, ada “perkawinan” antara penggerak yang konvensional yakni dengan bahan bakar solar dan penggerak dengan energi listrik.
Mobil hybrid menggabungkan kedua sumber tenaga, yang dapat dilakukan dengan dua buah cara yang berbeda yaitu: (1) hybrid paralel dan (2) hybrid seri. Hybrid paralel memiliki tangki BBM yang menyuplai bensin ke mesin. Hybrid tipe ini juga memiliki baterai yang menyuplai tenaga listrik ke mesin elektrik. Baik mesin solar maupun mesin elektrik dapat menggerakkan transmisi pada saat bersamaan, dan selanjutnya transmisi akan menggerakkan roda. Pada tipe ini tangki solar dan motor bakar terhubung ke transmisi secara independen yang mengakibatkan baik mesin elektrik dan motor bakar dapat menghasilkan tenaga pendorong.
hingga 12 jam (untuk teknologi onboard charger). Khusus mesin hybrid, mesin listriknya bisa mengisi ulang ke aki dengan memanfaatkan energi kinetik saat mengerem (regenerative braking). Bahkan sebagian energi mesin dari mesin /solar/biofuel saat berjalan listriknya bisa disalurkan untuk mengisi batterai/aki. Dengan sistem operasi seperti ini maka akan terjadi penghematan BBM.
4.2 Solusi Tingginya Emisi Gas Buang
Terdapat beberapa solusi akan tingginya emisi gas buang pada kendaraan bermotor, Diantaranya dikembangkannya beberapa teknologi perangkat mesin untuk mengurangi emisi dan beberapa alternatif mesin penggerak kendaraan.
4.2.1 Teknologi Perangkat Mesin
Terdapat beberapa perangkat mesin untuk mengatasi emisi gas buang pada kendaraan bermotor. Beberapa diantaranya adalah injeksi bahan bakar, ECU, Catalyc Converter, dan lain-lain.
4.2.1.1 Injeksi Bahan Bakar
Injeksi bahan bakar adalah sebuah teknologi digunakan dalam mesin pembakaran dalam untuk mencampur bahan bakar dengan udara sebelum dibakar. Penggunaan injeksi bahan bakar akan meningkatkan tenaga mesin bila dibandingkan dengan penggunaan karburator. Dan injeksi bahan bakar juga dapat mengontrol pencampuran bahan bakar dan udara yang lebih tepat, baik dalam proporsi dan keseragaman.
Mesin EcoBoost mengunakan bahan bakar bensin tanpa timbal, yang diinjeksikan dengan tekanan tinggi langsung ke dalam setiap silinder ruang bakar. Dibandingkan teknologi injeksi lama yang hanya mengabutkan bahan bakar, maka sistem EcoBoost mampu memperkecil ukuran partikel bahan bakar menjadi lebih kecil. Ini membuat campuran bahan bakar dan udara mudah di bakar, sehingga konsumsi jadi lebih efisien.
4.2.1.2 ECU (Electronic Control Unit)
Dalam automotif, ECU adalah Electronic Control Unit atau Unit kontrol elektronik yang berfungsi untuk melakukan optimasi kerjanya mesin kendaraan, kadang-kadang disebut juga sebagai Unit kontrol mesin. ECU adalah alat yang kerjanya sangat berpengaruh terhadap efektifitas kerja mesin, yang juga akan berimbas pada efisiensi bahan bakar dan menekan emisi gas buang. Hal ini dikarenakan seluruh pengaturan mesin tidak dikendalikan oleh mekanis, tetapi secara elektronis yang dikontrol oleh komputer.
Dalam suatu mobil dapat terdapat ditemukan beberapa ECU:
1. Kontrol injeks bahan bakar yang berfungsi untuk mengendalikanpenggunaan bahan bakar yang diinjeksikan serta besarnya udara kedalam ruang bakar sehingga penggunaan bahan bakar kendaraan paling efisien.
2. Kontrol waktu pengapian yang berfungsi mengendalikan waktu/timing pengapian yang disesuaikan dengan kecepatan dan medan yang dilalui.
3. Kontrol waktu katup yang berfungsi mengatur waktu /timing yang paling tepat untuk membuka dan menutup katup pemasukan dan pembuangan.
menjadi ramah lingkungan dan efisien. Perusahaan otomotif lainnya pun, ternyata berpikir sama. Mitsubishi, Mazda, Nissan, General Motor, dan BMW sibuk mengembangkan teknologi hemat bahan bakar. BMW membuat teknologi Efficient Dynamics yang terdiri dari injeksi langsung berpresisi tinggi, auto start-stop engine, regenerasi energi pengereman, dan power steering elektronik. BMW mengklaim penghematannya bisa mencapai kisaran 24%, begitu tingkat pembuangan gas karbon dioksidanya lebih rendah 19%.
4.2.1.3 Catalytic Converter
Catalytic converter adalah alat pada perangkat knalpot, berbentuk seperti ruangan yang berisi lapisan-lapisan metal berlubang seperti palladium atau platinum. Alat ini dapat mengurangi polusi kendaraan bermotor dengan cara mengubah polutan- polutan yang berbahaya menjadi polutan yang lebih ramah lingkungan. Metal pada catalytic converter berfungsi sebagai katalis reaksi-reaksi seperti mengubah CO dan senyawa hidrokarbon menjadi CO2 dan H2O. Penggunaan bensin tanpa timbal diharuskan, karena timbal pada sisa pembakaran akan terperangkap pada lapisan-lapisan metal ini, dan akan menyumbat catalytic converter. Jika catalytic converter sudah tersumbat, sisa hasil pembakaran tidak dapat keluar dan mesin pun akan rusak.
4.2.2 Alternatif mesin penggerak kendaraan
Mesin berbahan bakar hidrokarbon bukanlah satu-satunya sumber tenaga untuk menggerakkan kendaraan. Masih banyak alternatif yang dapat menggantikan mesin berbahan bakar hidrokarbon yang tinggi polusi. Antara lain mobil hybrid, fuel cell, solar cell, biofuel, dll. Dalam subbab ini akan dibahas beberapa alternatif tersebut.
4.2.2.1 Fuel cell
internal dari baterai. Sebagai tambahan, elektroda dalam baterai beraksi dan berganti pada saat baterai diisi atau dibuang energinya, sedangkan elektroda sel bahan bakar adalah katalitik dan relatif stabil. Reaktan yang biasanya digunakan dalam sebuah sel bahan bakar adalah hidrogen di sisi anode dan oksigen di sisi kathoda (sebuah sel hidrogen). Biasanya, aliran reaktan mengalir masuk dan produk dari reaktan mengalir keluar. Sehingga operasi jangka panjang dapat terus menerus dilakukan selama aliran tersebut dapat dijaga kelangsungannya. Sel bahan bakar seringkali dianggap sangat menarik dalam aplikasi modern karena memiliki efisiensi yang tinggi dan bebas emisi, berlawanan dengan bahan bakar umum seperti methane atau gas alam yang menghasilkan karbon dioksida. Satu-satunya hasil produk dari bahan bakar yang beroperasi menggunakan hidrogen murni adalah uap air. Namun ada kekhawatiran dalam proses pembuatan hidrogen yang menggunakan banyak energi. Memproduksi hidrogen membutuhkan "carrier" hidrogen (biasanya bahan bakar fosil, meskipun air dapat dijadikan alternatif), dan juga listrik, yang diproduksi oleh bahan bakar konvensional. Meskipun sumber energi alternatif seperti energi angin dan surya dapat juga digunakan, namun sekarang ini mereka sangat mahal.
4.2.2.2 Sel Surya
4.2.2.3 Mobil Listrik
Mobil ini di Indonesia dikembangkan oleh LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia), dengan merek Marlip (Marmut Listrik LIPI). Mobil ini menggunakan sumber tenaga aki 200Ah/12V sebanyak 3 buah. Untuk perjalanan nonstop selama 8 jam, membutuhkan pengisian ulang selama 8 jam pula. Mobil ini dapat menempuh kecepatan rata-rata 40 km/jam. Mobil marlip, terdiri dari banyak macam, seperti kereta pasien, mobil golf, kendaraan patroli polisi, hingga kendaraan perumahan untuk 2 penumpang. Saat ini sedang dikembangkan juga mobil listrik yang di beri tambahan sel surya diatapnya, untuk menambah daya jelajah mebil tersebut.
4.2.2.4 Hybrid car
kini semakin pesat. Begitu pula dalam pengisian ulang listriknya yang semakin canggih, cepat, dan tenaga mesin listriknya semakin besar.
4.3 Emisi Gas Buang Motor Diesel Sistem Hybrid
Mengurangi emisi gas buang carbon dioksida (CO2) untuk menurunkan panas bumi menjadi issu internasional akhir – akhir ini. Dari sudut pandang perakit mobil, faktor terpenting dalam mengurangi emisi CO2 adalah dengan meningkatkan kebersihan emisi gas buang.
Pegefesienan bahan bakar otomatis mengurangi kadar CO2 pada gas buang dan kotoran lain yang terlepas bersamanya. Disadari atau tidak polutan ini jelas merugikan bagi lingkungan dan makhluk hidup disekitarnya, penggunaan teknologi hybrid dapat memotong 25 – 35 % dari polutan.
Jenis polutan yang dikeluarkan saat kita mengendarai motor bakar antara lain adalah :
a. Carbon Dioxide
Merupakan jenis polusi yang dapat menyebabkan/ mempengaruhi keadaan cuaca secara global, ekosistem, menyebabkan badai yang menjengkelkan serta kemarau panjang.
b. Carbon Monoxide
Karbon monoxide merupakan jenis karbon yang tidak berwarna, tidak berbau tetapi polusinya sangat berbahaya bagi kesehatan manusia, jika terhirup akan merusak kadar oksigen dan meracuni hemoglobin di dalam sel darah, merusak bagian lain pada tubuh dan sumber utamanya adalah motor bakar.
c. Oksida Belerang
kerusakan pohon, tanaman panenan dan bangunan serta menjadikan lahan, danau dan arus terkontaminasi sehingga menjadi lebih asam (acidic).
d. Nitrogen Oxide
Jenis polusi ini dapat meningkatkan panas bumi dan merusak lapisan ozon serta menyebabkan hujan asam.
Mesin diesel menawarkan pemakaian bahan bakar yang efesien, tetapi gas buang dari mesin sangatlah berbahaya terutama Nitrogen Oxide (NOx), ini disebabkan rasio perbandingan udara ke bahan bakar yang menjadi landasan sistem pembakaran dari mesin ini. Untuk menjadikan generasi baru sebuah mesin diesel yang kompetitif, maka pada sistem hybrid mesin dilengkapi dengan alat yang disebut EGR (Exhaust Gas Recirculation) yang mensirkulasi ulang gas buang sehingga Nitrogen Exhaust dapat dikurangi dan VGT (Vortable Geometri Turbocharger) yang berfungsi untuk mengurangi kadar uap.
4.3.1 EGR (Exhaust Gas Resirculation)
EGR adalah alternative lain dari pada SCR untuk memenuhi standar emisi gas buang Euro4. Dalam gas bung terdapat CO2, NOx dan uap air. NOx dikurangi dalam ruang bakar dengan menyuntik kembali gas buang yang telah didinginkan melalui heat exchanger. Udara yang dimasukkan kembali ke dalam silinder ini mengurangi konsentrasi O2 dan suhu pembakaran sehingga nilai NOx nya pun turun. Namun bahan bahan bakar dan PM akan bertambah karena pembakaran menjadi tidak optimal. PM ini harus dikurangi dengan cara memodifikasi injector bahan bakar, memodifikasi catalyst atau filter.
Temperatur spesifik EGR lebih tinggi daripada udara bebas, oleh karena itu EGR meningkatkan suhu intake lalu pada waktu yang bersamaan menurunkannya pada ruang bakar.
