POLUTAN DALAM GAS BUANG KENDARAAN

Print
Category: Otomotif
Last Updated on Wednesday, 26 February 2014 Published Date Written by Bintoro

POLUTAN DALAM GAS BUANG KENDARAAN

Oleh : Drs. Bintoro, ST, MT

Widyaiswara Madya pada Departemen Otomotif

PPPPTK BOE / VEDC Malang

 

1.  Pendahuluan

Mengurangi polusi yang dihasilkan kendaraan, yang utama adalah dengan cara mengurangi polutan yang terkandung dalam gas buang kendaraan. Bahan bakar yang digunakan pada kendaraan terutama terdiri dari senyawa hidrokarbon. Campuran bahan bakar dan udara dibakar dalam ruang bakar mesin sehingga dihasilkan tekanan yang tinggi untuk menghasilkan tenaga (power) mesin. Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon dengan oksigen menghasilkan hanya uap air (H2O) dan karbon dioksida(CO2) yang tidak beracun. Namun, pembakaran bahan bakar dan udara dalam mesin tidak pernah menghasilkan pembakaran yang sempurna.

Dalam pembakaran bahan bakar di mesin, muncul selain uap air dan karbon dioksida juga terdapat bahan beracun atau polutan. Bahkan dengan penyetelan mesin yang tepat, tetap terdapat campuran yang tidak terbakar dengan sempurna, sehingga terdapat polutan yang terkandung dalam gas buang.

 Gambar 1. Susunan Gas Buang Kendaraan

 

Pada beban dan putaran menengah mesin terdapat bagian polutan di knalpot sekitar 1% dari jumlah total gas buang (Gambar 1).

Polutan tersebut adalah :

·           Karbon Monoksida (CO)

·           Hidrokarbon Tidak Terbakar (HC)

·           Nitrogen Oksida (Nox)

·           SenyawaTimbal (Pb)

 

2.  Rasio Udara, Polutan dan Daya Mesin

Proporsi masing-masing polutan dalam gas buang sangat dipengaruhi oleh rasio udara λ (lambda; Gambar 2) . Dalam rasio campuran bahan bakar dan udara secara teoritis,  λ = 1. Rasio udara λ adalah rasio antara jumlah udara yang diisap mesin secara nyata dengan jumlah udara teoritis yang diperlukan mesin.

Gambar 2. λ (Lambda) dan Polutan

 

Pada kondisi campuran bahan bakar dan udara kekurangan udara 5 % sampai dengan 10 % (λ = 0,95 - 0,9; berarti campuran kaya),  mesin bensin mencapai daya tertinggi (Gambar 3 ); karena itu untuk  beban penuh biasanya campuran ini disetel. Bahan bakar yang  kekurangan udara tidak cukup untuk dimanfaatkan semuanya, sehingga konsumsi bahan bakar spesifik menjadi meningkat dan proporsi polutan dalam gas buang semakin tinggi.

Pada kondisi campuran bahan bakar dan udara dengan sekitar 10 % udara berlebih (λ = 1,1; berarti campuran miskin), pemakaian bahan bakar spesifik pada mesin bensin mencapai terendah, tenaga mesin berkurang dan suhu mesin tinggi karena pembakaran lebih lambat. Proporsi karbon monoksida dan hidrokarbon yang tidak terbakar dalam komposisi campuran ini rendah, oleh karena itu proporsi nitrogen oksida dalam gas buang sangat tinggi.

 

 Gambar 3. Daya, Pemakaian Bahan Bakar Spesifik dan Lambda (λ)

 

  1. Karbon Monoksida (CO) adalah gas yang sangat beracun. Polutan ini terlihat dalam proporsi yang tinggi dari polutan dalam gas buang. Karbon monoksida yang dihasilkan selama pembakaran bahan bakar tidak sempurna disebabkan kurangnya udara. Proporsi karbon monoksida dalam gas buang semakin besar, jika campuran bahan bakar dan udara semakin kaya. Tetapi juga pada kelebihan udara juga terjadi pencampuran bahan bakar dan udara yang tidak sempurna selama pembakaran karbon monoksida.
  2. Hidrokarbon Yang Tidak Terbakar (senyawa HC) terdiri dari senyawa kimia yang berbeda-beda. Beberapa dari mereka senyawa tersebut menyebabkan kanker, mengiritasi selaput lendir dan menyebabkan bau busuk dari asap knalpot. Senyawa HC terjadi sebagaimana timbulnya karbon monoksida ketika pembakaran tidak sempurna dari kurangnya udara pada campuran bahan bakar dan udara. Selain itu timbul senyawa HC di bagian ruang pembakaran, yang tidak sepenuhnya terbakar oleh api, misalnya daerah antara piston dan silinder.
  3. Nitrogen Oksida (NOx) disebut kumpulan dari berbagai oksida nitrogen (NO oksida nitrat, nitrogen dioksida, NO2, nitrous oksida N2O). Nitrogen oksida adalah gas beracun terutama terjadi pada tekanan dan suhu tinggi di ruang bakar.
  4. Senyawa Timbal (Pb) dalam organisme manusia bertindak sebagai racun sel dalam darah dan sumsum tulang. Senyawa timbal untuk meningkatkan ketahanan terhadap knoking dalam pembakaran motor bensin.

 

3.  Penanganan Polutan Pada Mesin

Tindakan pada mesin harus diambil untuk mengurangi polutan dari hasil pembakaran campuran bahan bakar-udara, misalnya dengan:

a.  Desain mesin yang cocok, yaitu perbaikan desain ruang bakar, perbandingan kompresi dan valve timing.

b. Kualitas pembentukan campuran dan komposisi campuran, yaitu melalui pemakaian karburator atau sistem injeksi bahan bakar.

c. Perubahan saat pengapian, misalnya dengan cara melambatkan saat pengapian saat mesin beban rendah/stasioner.

d.  Bahan bakar cut-off pada sistem bahan bakar, dengan cara pemutusan pasokan bahan bakar pada saat pengurangan beban mesin/melepas pedal gas di atas putaran 1600 rpm.

e.    Penggunaan teknologi resirkulasi gas buang (Exhaust Gas Recirculation-EGR).

 f.    Pemakaian katalisator pada saluran keluar gas buang mesin.

 

 

Daftar Pustaka :

1.   Bohner, Max, Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik, Verlag Europa Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co., Duesslberger Strasse 23, 42781 Hanan-Gruiten, 27 Auflage 2008.

2.  -------------------, Emission Control System, Service Training Information, Toyota Motor Corporation-Overseas Service Department, Japan, 2006.

 

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG