1
PENGARUH MAGNETASI BAHAN BAKAR DAN
PENGGUNAAN KATALITIK TERHADAP
EMISI GAS BUANG, TEMPERATUR AIR PENDINGIN DAN
OLI PADA MESIN DIESEL SATU SILINDER
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Adi Martuah Sinaga
110421042
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
10 ABSTRAK
Tingginya emisi yang dihasilkan oleh mesin diesel yang berakibat buruk terhadap
lingkungan adalah hal yang melatar belakangi timbulnya pengujian ini. Untuk itu,
penting dilakukan magnetasi sebelum bahan bakar memasuki ruang bakar dan
penambahan katalitik pada knalpot. Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh
magnetasi bahan bakar dan katalitik konverter terhadap penurunan kadar emisi
gas buang. Magnetasi bahan bakar dilakukan pada saluran (selang) bahan bakar
sebelum bahan bakar memasuki ruang bakar dan pemasangan magnet pada
saluran bahan bakar dipasang setelah saringan bahan bakar, sedekat mungkin
dengan ruang bakar. Sedangkan katalitik dipasang pada saluran gas buang
(knalpot berkatalitik). Data diperoleh langsung dari pembacaan alat ukur emisi
gas buang (CO, HC, Opasitas), temperatur air pendingin dan temperatur oli yang
kemudian hasilnya dijabarkan dalam bentuk tabel dan grafik. Temperatur air
mengalami kenaikan pada saat katalitik konverter digunakan. Hal ini disebabkan
oleh gas buang yang keluar melalui katalitik sedikit terhambat sebelum emisi
dibuang kelingkungan, akibat penyaringan dan sekat-sekat yang ada dalam
knalpot berkatalitik. Magnetasi bahan bakar dengan menggunakan magnet EV-1
yang memiliki gauss sebesar 2500, dapat mengurangi emisi rata-rata diatas
15-20% dibanding tidak memakai magnet dan penambahan katalitik pada saluran
buang (knalpot).
11 ABSTRACT
The highly emissions produced by diesel engines that adversely impact to the
environment is the background for the emergence of this testing. For that,
magnetation before fuel enters the combustion chamber and the exhaust catalytic
additions become important. The purpose of research to determine the effect
magnetation of fuel and catalytic converters to decreased levels of exhaust
emissions. Magnetation conducted on channel (hose) of fuel before the fuel enters
the combustion chamber and mounting magnets on fuel channel was installed
after the fuel filter and as close as possible to the combustion chamber. Catalytic
mounted in the exhaust gas duct (exhaust with catalytic). Data were obtained
directly from the measuring instrument readings exhaust emissions (CO, HC,
Opacity), cooling water temperature and oil temperature, then results described in
the form of tables and graphs. Water temperature has increased during the
catalytic converter is used. This is caused by exhaust gases exit through the
catalytic slightly delayed before emissions disposed to the environment, due to the
filtering and the barriers that exist in the catalytic exhaust. Magnetation of fuel by
using magnets EV-1 which has a gauss of 2500, can reduce average emissions
over 15-20% compared to not using magnetic and catalytic addition of the exhaust
(muffler).
12 KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat yang diberikanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana
ini. Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul Tugas Sarjana ini
yaitu “Pengaruh Magnetasi Bahan Bakar dan Penggunaan Katalitik
Terhadap Emisi Gas Buang, Temperatur Air Pendingin dan Oli Pada Mesin Diesel Satu Silinder”
Dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini, penulis mendapat dukungan dari
berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. M. Syahril Gultom,MT sebagai dosen pembimbing yang telah
meluangkan waktunya untuk memberikan arahan dan bimbingan kepada
penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik USU.
3. Bapak Ir. Syahrul Abda, M.Sc selaku Ketua PPSE Departemen Teknik
Mesin USU
4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU.
5. Kedua orang tua penulis, Ayahanda St S. Sinaga dan Ibunda L. Br
Peranginangin, yang telah memberikan dukungan doa, materi dan semangat
yang sangat luar biasa.
6. Segenap kerabat keluarga yang telah memberikan semangat dan doanya
kepada penulis selama menyelesaikan pendidikan S-1.
7. Seluruh teman-teman penulis, baik teman satu angkatan 2011 juga teman-
teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah menemani
dan memberikan masukan serta semangat kepada penulis.
Penulis menyadari sepenuhnya Tugas Sarjana ini masih jauh dari
13 mengharapkan adanya saran dari para pembaca untuk memperbaiki dan
melengkapi penulisan ini ke depannya, penulis berharap semoga tulisan ini dapat
berguna dan memperkaya ilmu pengetahuan bagi para pembaca. Akhir kata
penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, April 2015
Penulis,
Adi Martuah Sinaga
14
1.5 Metodologi Penulisan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bahan Bakar ... 6
2.1.1 Bahan Bakar Diesel ... 6
2.1.2 Karakteristik Bahan Bakar Diesel (Solar) ... 6
2.2 Mesin Diesel ... 9
2.2.1 Siklus Diesel Ideal ... 10
2.2.2 Prinsip Kerja Mesin Diesel ... 11
2.2.3 Proses Pembakaran dan Bahan Bakar ... 15
2.2.4 Nilai Kalor Bahan Bakar ... 19
2.2.5 Air Fuel Ratio (AFR) ... 21
2.2.6 Efisiensi Thermal ... 22
2.3 Proses Terbentuknya Gas Buang ... 22
2.4 Katalitik Konverter ... 23
2.5 Magnet ... 26
2.5.1 Asal Kemagnetan ... 26
2.5.2 Medan Magnet ... 27
2.5.3 Jenis Material Magnet ... 30
15
2.6 Efek Magnetasi Pada Bahan Bakar Diesel ... 31
2.6.1 Reaktifitas Molekul ... 31
2.7 Pelumasan ... 33
2.7.1 Pengertian Pelumasan ... 33
2.7.2 Sifat - Sifat Minyak Pelumas ... 36
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat ... 38
3.2 Alat dan Bahan ... 38
3.2.1 Alat ... 38
3.2.2 Bahan ... 42
3.3 Metode Pengumpulan Data ... 44
3.4 Metode Pengolahan Data ... 44
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian ... 44
3.6 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 45
3.7 Prosedur Pengujian Mesin Diesel ... 46
3.8 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 48
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 50
4.2 Emisi Gas Buang ... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 75
5.2 Saran ... 76
16 DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kategori Minyak Solar ... 8
Tabel 2.2 Karakteristik Minyak Solar Indonesia ... 9
Tabel 4.1 Data hasil pengujian dan perhitungan Bom Kalorimeter ... 51
Tabel 4.2 CO Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 52
Tabel 4.3 CO Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 53
Tabel 4.4 CO Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 54
Tabel 4.5 CO Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 55
Tabel 4.6 HC Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 56
Tabel 4.7 HC Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 57
Tabel 4.8 HC Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 58
Tabel 4.9 HC Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 60
Tabel 4.10 Opasitas Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 61
Tabel 4.11 Opasitas Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 62
Tabel 4.12 Opasitas Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 63
Tabel 4.13 Opasitas Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 64
Tabel 4.14 Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 66
Tabel 4.15 Temperatur Air Pendingin Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 67
Tabel 4.16 Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 68
17
Tabel 4.18 Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg ... 70
Tabel 4.19 Temperatur Oli Dengan Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg ... 71
Tabel 4.20 Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 4,5 Kg ... 72
18 DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram P–V dan Diagram T-s Siklus Ideal Diesel ... 10
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Mesin Diesel ... 11
Gambar 2.3 Langkah Hisap ... 12
Gambar 2.4 Langkah Kompresi ... 13
Gambar 2.5 Langkah Usaha ... 14
Gambar 2.6 Langkah Buang ... 14
Gambar 2.7 Proses Pembakaran Motor Diesel ... 16
Gambar 2.8 Catalitik Converter ... 24
Gambar 2.9 Kutub-Kutub Magnet ... 27
Gambar 2.10 Formasi Serbuk Besi yang Dipengaruhi Medan Magnet ... 29
Gambar 2.11 Declustering Molekul Hidrokarbon yang Melewati Magnet ... 32
Gambar 3.1 Mesin Diesel TD111 4-Langkah 1 Silinder dan TD115 ... 38
Gambar 3.2 IC Engine Instrumentation TD114 ... 39
Gambar 3.3 Heshbon Opacity Smokemeter HD-410... 40
Gambar 3.4 Heshbon Automative Emission Analyzer HG-510 ... 40
Gambar 3.5 Katalitik Konverter... 41
Gambar 3.6 Thermocouple ... 42
Gambar 3.7 Magnet I (Magnet EV-1) dan Letak Pemasangannya ... 43
Gambar 3.8 Magnet II (Magnet D1 Spec) dan Letak Pemasangannya ... 43
Gambar 3.9 Magnet III (Magnet Femax Biru) dan Letak Pemasangannya ... 43
Gambar 3.10 Diagram Alir Pengujian Mesin ... 47
Gambar 3.11 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 49
Gambar 4.1 Grafik CO Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 52
19
Gambar 4.3 Grafik CO Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 54
Gambar 4.4 Grafik CO Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 55
Gambar 4,5 Grafik HC Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 57
Gambar 4.6 Grafik HC Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 58
Gambar 4.7 Grafik HC Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 59
Gambar 4.8 Grafik HC Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 60
Gambar 4.9Grafik Opasitas Tanapa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 61
Gambar 4.10 Grafik Opasitas Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 62
Gambar 4.11 Grafik Opasitas Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 63
Gambar 4.12Grafik Opasitas Dengan Katalitik Pembebeanan 4,5 Kg ... 65
Gambar 4.13 Grafik Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 66
Gambar 4.14 Grafik Temperatur Air Pendingin Dengan Katalitik Pembebanan 3,5 Kg ... 67
Gambar 4.15 Grafik Temperatur Air Pendingin Tanpa Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 68
Gambar 4.16 Grafik Temperatur Air Pendingin Dengan Katalitik Pembebanan 4,5 Kg ... 69
Gambar 4.17 Grafik Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg... 71
Gambar 4.18 Grafik Temperatur Oli Dengan Katalitik dan Pembebanan 3,5 Kg ... 72
Gambar 4.19 Grafik Temperatur Oli Tanpa Katalitik dan Pembebanan 4,5 Kg... 73
