SISTEM GAS BUANG
Gas sisa pembakaran yang
keluar dari knalpot (silencer) mengandung karbon monoksida (CO). Pembakaran
yang sempurna menyisakan gas karbon monoksida yang tidak berwarna, namun tetap berbahaya.
Bila pembakaran tidak sempurna, maka asap hitam akan mengepul. Bila ini terjadi
maka dianjurkan untuk mematikan mesin segera, karena mesti ada sesuatu yang
tidak benar terutama dalam penyetelan pembakaran. Gas buang melalui knalpot
dapat dijadikan indikasi kondisi mesin sebagai ukuran apakah pembakaran
sempurna atau kurang sempurna.
Didalam suatu pembakaran
motor bakar bensin guna menghasilkan emisi gas buang yang baik ( memenuhi
standar), maka perlu ditunjang oleh kondisi motor yang baik yang berkaitan
dengan tekanan kompresi, kondisi kabel busi dan busi, kondisi saat pengapian,
kondisi filter udara, kondisi penyetelan karburator (konv) atau sistem injeksi.
Sehingga jika semua kondisi
tersebut diatas`sudah terpenuhi, maka dalam proses pembakaran motor akan
menghasilkan emisi gas buang yang rendah polusi, Adapun kadar Emisi Gas Buang
menurut standart Menteri Lingkungan Hidup (Anonymous.1993,
Anonymous.1996,Anonymous.2003, Anonymous.2006 ) sbb :
1. Kadar
CO maks 4,5 %
2. Kadar
HC maks 1200 ppm
Pada hasil proses pembakaran
motor bensin, emisi gas buang yang dihasilkan meliputi :
1. HC
atau Hidrokarbon
Hidrocarbon
/ HC merupakan unsur senyawa bahan bakar bensin. HC yang ada pada gas buang
adalah dari senyawa bahan bakar yang tidak terbakar habis dalam proses
pembakaran motor, HC diukur dalam satuan ppm ( part per million ) ( Bently Robert,
1993; Petter A Weller,1989; Spuller,Willem,L, 1987.)
2. CO
atau Carbon Monoxid
Merupakan
senyawa gas beracun yang terbentuk akibat pembakaran yang tidak sempurna dalam
prose kerja motor, CO diukur dalam satuan % volume. ( Bently Robert, 1993;
Petter A Weller,1989; Spuller,Willem,L, 1987.)
3. Nox
Adalah
unsur dari Nitrgen Oksida (NO) dan Nitrogen Dioksida (NO2) tetapi sering
dinyatakan dalam NOx saja. NOx juga merupakan senyawa gas beracun yang
ditimbulkan dari proses pembakaran yang tidak sempurna. ( Bently Robert, 1993;
Petter A Weller,1989; Spuller,Willem,L, 1987.)
4. Pb
atau Timah Hitam
Adalah
senyawa beracun yang terkandung dalam bahan bakar bensin dengan tujuan utuk
menaikkan angka Oktan Bensin sehingga pada waktu pembakaran dalam proses kerja
motor tidak mudah terjadi Detonasi atau Knocking. ( Bently Robert, 1993; Petter
A Weller,1989; Spuller,Willem,L, 1987.)
5. CO2
atau Carbon Dioksida
Merupakan senyawa yang tidak beracun
hasil pembakaran motor, tetapi efek dari CO2 ini adalah membawa dampak terhadap
efek rumah kaca/ pemanasan global. ( Bently Robert, 1993; Petter A Weller,1989;
Spuller,Willem,L, 1987.)
6. SO2
atau Belerang
Merupakan senyawa hasil pembakaran motor
yang bersifat asam yang dapat membawa dampak terjadinya hujan asam yang
nantinya dapat mengakibatkan kerusakan dan kematian organisme makhluk hidup, (
Otto Sumarwoto,1992) disamping itu juga membawa dampak cepat terjadinya korosi/karat
pada logam, kalau pada kendaraan dapat mempercepat terjadinya keropos pada
knalpot.
Pengaruh/dampak negatife gas
buang terhadap terhadap manusia adalah sebagai berikut:
1. HC
atau Hidro Carbon( Spuller,Willem,L, 1987; Anonymous,2002.)
· Pada
konsentrasi yang tinggi menyebabkan gangguan pada selaput lendir,mata, hidung
dan tenggorokan
· Merupakan
zat potensial penyebab Kanker
2. CO
atau Carbon Monoxid ( Spuller,Willem,L, 1987; Anonymous,2002.)
· Tidak
berbau dan tidak berwarna
· Mengurangi
kemampuan darah dalam menyerap Oksigen
· Pada
konsentrasi 0,3 % saja di udara, jika menghirup sekitar 30 menit dapat menyebabkan
fatal/kematian.
3. Nox
atau Nitrogen Oksid ( Spuller,Willem,L, 1987; Anonymous,2002.)
· Berwarna
coklat kemerah merahan
· Berbau
tajam / pedas sehingga mengganggu organ organ pernafasan
· Pada
konsentrasi 0,05 s/d 0,15 % Nox diudara dapat menyebabkan kerusakan paru-paru
4. Pb
atau Timah Hitam ( Spuller,Willem,L, 1987; Anonymous,2002.)
Merupakan
bahan yang sulit untuk bereaksi / dinetralisir, sehingga gas buang mengandung
logam Pb yang tinggi akan berdampak dapat merugikan perkembangan mental,
ginjal, komposisi darah dan pembuluh nadi/hipertensi
Sebagian dari gas buang yang
dikeluarkan beracun, dan sebagian besar berupa gas rumah kaca yang pada
gilirannya mengakibatkan pemanasan global, untuk itu berbagai strategi
dilakukan yaitu diantaranya:
1. Pengetatan
standar emisi gas buang melalui teknologi.
2. Kebijakan
fiskal
a. Pajak
kendaraan
b. Pajak
bahan bakar
c. Insentif
fiskal untuk alat yang ramah lingkungan
3. Peningkatan
kelancaran lalu lintas
a. Pembatasan
lalu lintas
b. Sistem
lalu lintas pintar (intelligent transport system)
c. Peningkatan
kapasitas infrastruktur
4. Peningkatan kualitas bahan bakar
a. Optimalisasi
kualitas bahan bakar
b. Pengembangan
bahan bakar nabati
c. Pengembangan
bahan bakar alternative
Emisi gas buang memiliki
beberapa standar, yang paling sering dipakai adalah standar euro. Euro sendiri
terkelompokkan menjadi euro 1, euro 2,
euro 3, dst. Semakin tinggi angka dibelakang euro maka semakin kecil
kandungan gas rumah kaca, partikulat, dan NOx pada gas emisi kendaraan.
Indonesia sendiri baru
menggunakan standar euro 2 pada tahun 2006, sebelumnya Indonesia tidak memiliki
standar emisi. Sampai sekarang Indonesia masih menggunakan standar emisi euro
2. Sementara itu negara-negara lain di Asia Tenggara telah silih berganti
standar emisi ke standar yang lebih tinggi.
Berikut adalah grafik
standar emisi gas buang kendaraan bensin yang digunakan oleh negara-negara di
Asia Tenggara dan sekitarnya:
Desain saluran pembuangan
dirancang untuk menyalurkan gas hasil pembakaran mesin ketempat yang aman bagi
pengguna mesin. Gas hasil pembakaran umumnya panas, untuk itu saluran
pembuangan harus tahan panas dan cepat melepaskan panas. Saluran pembuangan
tidak boleh melewati atau berdekatan dengan material yang mudah terbakar atau
mudah rusak karena panas. Meskipun tampak sederhana, desain sistem pembuangan
cukup berpengaruh terhadap performa mesin,adapun fungsi sistem gas buang adalah
sebagai berikut:
1. Untuk
menyalurkan gas buang hasil pembakaran
2. Meningkatkan
tenaga engine
3. Meredam
suara hasil pembakaran
4. Mengontrol
kandungan CO pada emisi gas buang
Gas buang sepeda motor
keluar disalurkan melalui knalpot ke udara luar. Bagian dalam knalpot
dikonstruksi sedemikian rupa sehingga di samping menampung gas buang, knalpot
juga dapat meredam suara (silencer). Biasanya panjang dan diameter knalpot
sudah tertentu sehingga jika dilakukan perubahan (modifikasi) akan mempengaruhi
kemampuan sepeda motor. Konstruksi knalpot tidak boleh (dilarang) untuk
dirubah, dilubangi ataupun dicopot. Perubahan ini merupakan pelanggaran hukum dan pelakunya dapat
dituntut.
Konstruksi knalpot sepeda
motor empat langkah dan sepeda motor dua langkah umumnya tidak sama. Knalpot
sepeda motor dua langkah terdiri atas dua bagian yang disambungkan. Kedua
bagian tersebut disambungkan dengan ring mur sehingga mudah dilepas. Hal ini dimaksudkan
agar lebih mudah dibersihkan. Knalpot mesin dua langkah lebih cepat kotor
dikarenakan pada proses pembakarannya oli ikut terbakar sehingga kemungkinan
timbul kerak pada lubang knalpot sangat besar. Untuk itu knalpot sepeda motor
dua langkah harus sering dibersihkan.
Umumnya komponen dalam
sistem pembuangan terdiri dari :
1. Kepala
silinder, dimana pipa pembuangan dimulai, kecuali pada mesin dua langkah dimana
saluran pembuangan ditempatkan dibagian bawah dinding silender.
2. Exhaust
manifold atau exhaust header, dimana pipa dari beberapa ruang bakar/silinder bergabung.
3. Catalytic
converter untuk menurunkan kadar gas beracun, CO, HC dan NOx
4. Knalpot,
pipa untuk mengalirkan gas hasil pembakaran.
5. Peredam
suara atau disebut juga muffler, yang berfungsi untuk meredam suara. Pada
sepeda motor, peredam bunyi ada di dalam knalpot sedangkan pada mobil umumnya
terlihat dengan jelas berupa tabung sebelum ujung pipa pembuangan.
Untuk memudahkan kita menganalisa kondisi mesin, kita dapat memakai
penjelasan dibawah sebagai alat bantu :
- Emisi
CO tinggi menunjukkan kondisi dimana AFR terlalu kaya (lambda <
1.00). Secara umum CO menunjukkan angka efisiensi dari pembakaran di ruang
bakar. Tingginya emisi CO disebabkan karena kurangnya oksigen untuk
menghasilkan pembakaran yang tuntas dan sempurna. Hal-hal yang menyebabkan
AFR terlalu kaya antara lain :
Ø Idle
speed terlalu rendah.
Ø
Setelan
pelampung karburator yang tidak tepat menyebabkan bensin terlalu banyak.
Ø Air
filter yang kotor.
Ø
Pelumas
mesin yang terlalu kotor atau terkontaminasi berat.
Ø PCV
valve yang tidak bekerja.
Ø Kinerja
fuel delivery system yang tidak normal.
Ø Air
intake temperature sensor yang tidak normal.
Ø Coolant
temperature sensor yang tidak normal.
Ø Catalytic
Converter yang tidak bekerja.
- Normal
CO. Apabila AFR berada dekat atau tepat pada titik
ideal (AFR 14,7 atau lambda = 1.00) maka emisi CO tidak akan lebih dari 1%
pada mesin dengan sistem injeksi atau 2.5% pada mesin dengan karburator. - CO
terlalu rendah. Sebenarnya tidak ada batasan dimana CO
dikatakan terlalu rendah. Konsentrasi CO terkadang masih terlihat “normal”
walaupun mesin sudah bekerja dengan campuran yang amat kurus. - Emisi
HC tinggi. Umumnya kondisi ini menunjukkan adanya
kelebihan bensin yang tidak terbakar yang disebabkan karena kegagalan
sistem pengapian atau pembakaran yang tidak sempurna. Konsentrasi HC
diukur dalam satuan ppm (part per million). Penyebab umumnya adalah sistem
pengapian yang tidak mumpuni, kebocoran di intake manifold, dan masalah di
AFR. Penyebab lainnya adalah :
Ø Pembakaran
yang tidak sempurna karena busi yang sudah rusak.
Ø Timing
pengapian yang terlalu mundur.
Ø Kabel
busi yang rusak.
Ø Kompresi
mesin yang rendah.
Ø Kebocoran
pada intake.
- Kosentrasi Oksigen. Menunjukkan jumlah udara yang masuk ke ruang bakar
berbanding dengan jumlah bensin. Angka ideal untuk oksigen pada emisi gas
buang adalah berkisar antara 1% hingga 2%. - Konsentrasi oksigen tinggi. Ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kurus. Kondisi
yang menyebabkan antara lain :
Ø AFR
yang tidak tepat.
Ø Kebocoran
pada saluran intake
Ø Kegagalan
pada sistem pengapian yang menyebabkan misfire
- Konsentrasi oksigen rendah. Kondisi ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kaya.
- Konsentrasi CO2 tinggi. Kondisi ini menunjukkan bahwa AFR berada dekat
atau tepat pada kondisi ideal. - Konsentrasi CO2 rendah. Kondisi ini menunjukkan bahwa AFR terlalu kurus
atau terlalu kaya dan kebocoran pada exhaust system. - Konsentrasi senyawa NOx. Senyawa NOx termasuk nitrit oksida (NO) atau
nitrat oksida (NO2) akan terbentuk bila suhu ruang bakar mencapai lebih
dari 2500 derajat Farenheit (1350 oC). Senyawa ini juga dapat
terbentuk apabila mesin mendapat beban berat. - Konsentrasi NOx tinggi. Kondisi ini menunjukkan :
Ø AFR
terlalu kurus.
Ø Spark
Advancer yang tidak bekerja.
Ø Tingginya
deposit kerak di ruang bakar.
Ø Catalytic
Converter yang tidak normal.
- Konsentrasi
NOx rendah. Sebenarnya tidak ada batasan yang
menyatakan emisi senyawa NOx terlalu rendah. Umumnya NOx adalah 0 ppm saat
mesin idle.
Cara membersihkan knalpot
sepeda motor dua langkah:
1. Lepaskan
knalpot dari dudukannya
2. Pisahkan
bagian-bagian knalpot
Gambar. Bagian-bagian knalpot sepeda motor
3. Bersihkan
bagian luar knalpot dengan kain dan air atau amplas halus. Supaya kering, jemur
sebentar dengan cahaya matahari atau keringkan dengan udara bertekanan
(kompresor).
4. Panaskan
bagian luar ujung knalpot sampai merah membara dengan api las karbit.
5. Semprot
bagian dalam knalpot dengan udara bertekanan sampai kotoran-kotoran di dalamnya
terlempar ke luar.
6. Untuk
membersihkan peredam suara. Semprotkan dengan air panas agar sisa bahan bakar
yang ada bisa keluar. Setelah itu keringkan dengan udara bertekanan .
7. Bersihkan
saluran buang pada blok silinder dengan skrap pembersih kerak kemudian semprot
saluran buang dengan udara bertekanan. Yang perlu diperhatikan pada saat
membersihkan kerak dengan skrap posisi piston harus ada pada Titik Mati Bawah agar
tidak tergores oleh skrap.
8. Periksa
keadaan paking knalpot, bila ada yang rusak harusdiganti. Paking yang rusak akan menyebabkan kebocoran gas buang.
9. Pasang
knalpot dengan cara kebalikan dari waktu membongkar. Periksa kebocoran gas
buang dengan cara menghidupkan motor dan menutup ujung knalpot dengan kain.
Jika ada kebocoran gas buang, segera perbaiki bagian yang menyebabkan kebocoran
tersebut.
Fungsi knalpot mesin dua
langkah tidak hanya sekedar mengalirkan gas buang tapi juga harus dapat menimbulkan
tekanan balik pada lubang buang. Tekanan balik tersebut diperlukan karena mesin dua langkah tidak
menggunakan katup. Hal ini untuk mencegah gas baru ikut keluar bersama dengan
gas buang.
Gambar. Ekspansi
pada system pembuangan dari mesin dua langkah
Knalpot sepeda motor empat
langkah tidak terdiri atas dua bagian yang disambungkan. Pada knalpot sepeda
motor empat langkah oli tidak ikut terbakar sebagaimana di knalpot sepeda motor
dua langkah, sehingga knalpot lebih bersih.
Gambar. Bagian sistem
pembuangan jenis mesin empat langkah