## JURNAL TEKNIK OTOMOTIF Kajian Keilmuan dan Pengajaran
Terbit online pada laman web jurnal: http://journal2.um.ac.id/index.php/jto PENGARUH UREA (NH 2 ) 2 CO SEBAGAI DIESEL EXHAUST FLUID PADA SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION BERBAHAN ZEOLITE TERHADAP DAYA DAN EMISI GAS BUANG MESIN DIESEL
Fendi Handika Setiawan 1 , Sumarli 2 , Paryono 3 1-3 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Malang 1 fendi.handika.1705136@students.um.ac.id

## Abstrak
Hasil  penelitian  akan  digunakan  untuk  pengayaan  keilmuan  teknik  otomotif  terapan  dan  untuk keperluan  praktisi  teknik  otomotif.  Untuk  meneliti  masalah  tersebut,  telah  dilakukan  pengujian  daya mesin diesel Toyota Kijang LGX 2500cc menggunakan dayno test di bengkel Roda Jaya Speed Malang dan  pengujian  emisi  gas  buang  yang  diteliti  yaitu  kadar  kepekatan  gas  buang/opasitas  mesin  diesel Toyota  Kijang  LGX  2000  cc  menggunakan  smoke  tester  di  bengkel  Otomotif  Universitas  Negeri Malang. Dengan menggunakan variasi tipe Catalytic ( Catalytic converter, Catalytic SCR dengan DEF 20%,32.5%,40%  ,dan  tidak  menggunakan  catalytic)  kemudian  di  uji  pengaruhnya  terhadap  daya dan kadar kepekatan gas buang/opasitas pada putaran mesin 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2250, 2500, 2750, 3000 RPM, didapatkan hasil bahwa: 1) Ada perbedaan daya yang signifikan antara penggunaan catalytic converter dengan catalytic SCR dengan DEF 20%,32.5%,40% mesin diesel Toyota Kijang LGX 2500cc, 2)  Ada  perbedaan  daya  yang  signifikan  antara  penggunaan  catalytic  converter  dengan  yang  tidak menggunakan catalytic mesin diesel Toyota Kijang LGX 2500cc, 3) Ada perbedaan kadar kepekatan gas buang/opasitas  yang  signifikan  antara  penggunaan  catalytic  converter  dengan  catalytic  SCR  dengan DEF 20%,32.5%,40% mesin diesel Toyota Kijang LGX 2500cc, 4)  Ada perbedaan kadar kepekatan gas buang/opasitas yang signifikan antara penggunaan catalytic converter dengan catalytic SCR dengan DEF 20%,32.5%,40% mesin diesel Toyota Kijang LGX 2500cc. Berdasarkan hasil penelitian di atas, beberapa  saran  yang  diberikan  oleh  peneliti  antara  lain:  1)  bagi  akademisi  universitas  negeri  malang sebagai referensi dan masukan yang konkret ilmiah, sehingga dapat digunakan untuk prngayaan ilmu teknik  otomotif  dan  pengembangan  penelitian  yang  relevan  selanjutnya;  2)  bagi  praktisi  industri, membuat kendaran lebih GO green.
Kata kunci : catalytic converter, diesel, daya, opasitas
Abstract
The research will enrich applied automotive engineering and help automotive engineers. To examine this problem, the Toyota Kijang LGX 2500cc diesel engine's power was tested using a dayno at the Roda Jaya Speed Malang workshop, and the 2000 cc engine's exhaust gas density/opacity was tested using a smoke tester. MSU Auto. By using various types of catalytic (catalytic converter, catalytic SCR with DEF 20%, 32.5%, 40%, and not using catalytic) then testing the effect on power and exhaust gas density/opacity at 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2250, 2500, 2750, 3000 RPM, the results  show: 1) There is a significant power difference between a catalytic converter and a catalytic SCR with a DEF of 20% Based on the research results, the researchers suggest: 1) for academics at Malang State University as a scientific reference and input to enrich automotive engineering science and develop further relevant research; 2) for industry practitioners, making vehicles more GO green.
Keywords : catalytic converter, diesel, power, opacity
Terdapat  permasalahan  penggunaan variasi  tipe  catalytic  untuk  mesin  diesel.  jika menggunakan  catalytic  SCR  dengan  DEF 20%,32.5%,40%  akan  berpengaruh  terhadap daya  dan  kepekatan  gas  buang/opasitas, begitupun penggunaan catalytic converter akan berpengaruh  terhadap  daya  dan  kadar kepekatan  gas  buang.  Begitu  pula  jika  tidak
menggunakan  catalytic  juga  akan  berpengaruh terhadap  daya  dan  kadar  kepekatan  gas buang/opasitas,  maka  dilakukan  penelitian. Adapun  yang  menjadi  tujuan  penelitian  ini adalah 1) mengetahui perbedaan daya mesin a) antara  penggunaan  catalytic  converter  dengan catalytic SCR dengan DEF 20%, 32.5%, 40%. b)  antara  penggunaan  catalytic  converter
dengan yang tidak menggunakan catalytic pada mesin  diesel.  2)  mengetahui  perbedaan  kadar kepekatan  gas  buang/opasitasa)  antara penggunaan catalytic converter dengan catalytic SCR dengan DEF 20%, 32.5%, 40%. b) antara penggunaan  catalytic  converter  dengan  yang tidak menggunakan catalytic pada mesin diesel. hasil  penelitian  ini  diharapkan  dapat  berguna bagi  kalangan  akademisi,  untuk  menambah kajian  ilmu  bidang  terapan  otomotif  berupa kajian mengenai pengaruh variasi tipe catalytic terhadap  daya  dan  kadar  kepekatan  emisi  gas buang/opasitas  pada  mesin  diesel  dan kegunaan bagi praktisi, menjadi rujukan dalam bidang otomotif khususnya untuk menghasilkan  kendaraan  yang  lebih  rama lingkungan.
Gambar 1. Catalytic Converter Sumber: Training Manual Basic PT Isuzu Astra Motor

## Indonesia
Catalytic converter adalah salah satu alat untuk  menekan  dan  mengendalikan  gas  emisi pada  kendaraan.  Catalytic  berfungsi  untuk mereduksi  sejumlah  emisi  yang  dihasilkan pembakaran.  Tipe  catalytic  converter  antara lain:  1)  catalytic  oksidasi (two  way).  Di  dalam katalisator  jenis  oksidasi  ini  terdapat  2  reaksi simultan. 2) catalytic oksidasi dan reduksi (three way).  Di  dalam  katalis  ini  terdapat  3  reaksi simultan. 3) SCR digunakan untuk menggambarkan reaksi kimia di mana nitrogen oksida  berbahaya  (NOx)  di  gas  buang  diubah menjadi  air  (H2O)  dan  nitrogen  (N2). Menggunakan DEF, seperti gambar 2 dibawah ini.

## Gambar 2. Cara kerja Catalytic SCR
Sumber: Rahmadansyah, 2016
METODE PENELITIAN Pengujian mesin kendaraan diesel yang diuji dengan dayno test yang akan dilakukan di bengkel Roda Jaya Speed Malang dan pengujian emisi  gas  buang  yang  diteliti  yaitu  kadar kepekatan  gas  buang/opasitas  mesin  diesel Toyota  Kijang  LGX  2500  cc  menggunakan smoke tester di bengkel Otomotif Universitas Negeri  Malang.  Penelitian  ini  mempunyai variabel bebas yaitu tipe catalytic converter dan catalytic  SCR  selective  catalytic  dengan  DEF 20%,  32.5%,  40%.  Variabel  terikat  yaitu  daya dan emisi gas buang/opasitas. Variabel-variabel  yang  ada  tersebut selanjutnya  dapat  dikembangkan  menjadi instrument untuk proses perekaman data. Data yang  direkam/dicatat  dari  pengujian  mesin adalah putaran mesin (RPM), daya mesin (HP), kadar kepekatan gas buang/opasitas. Kemudian data  yang sudah  terkumpul  dianalisis  one-way anova.
Gambar 3. Rancangan Penelitian
Keterangan: X1 = tidak menggunakan katalis X2 = katalis tipe catalytic converter standar X3 = katalis tipe selective  catalytic reduction berbahan zeolite menggunakan  diesel  exhaust  fluid  sebagai  penyemprot dengan komposisi urea 20 % dan air 80 %
X4 = katalis tipe selective  catalytic reduction berbahan zeolite
menggunakan  diesel  exhaust  fluid  sebagai  penyemprot dengan komposisi urea 32,5 % dan air 67.5%
X5 = katalis tipe selective  catalytic reduction berbahan zeolite menggunakan  diesel  exhaust  fluid  sebagai  penyemprot dengan   komposisi urea 40 % dan air 60%
Y1 = daya mesin diesel Y2 = emisi gas buang (opasitas)
Variabel penelitian, meliputi 1) Variabel bebas  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  tipe  catalytic  (catalytic  converter, catalytic SCR dengan DEF 20%, 32.5%, 40%, tanpa  menggunakan  catalytic);  2)  variabel tergantung (dependent variabel) Pada penelitian ini variabel bebas adalah sebagai berikut: a. daya mesin  diesel  b.  emisi  gas  buang/opasitas;  3) variabel kontrol. Variabel kontrol pada peneliti ini  yaitu  mesin  diesel  indirect  injection,  suhu kerja mesin, bahan bakar bio solar.
Dalam penelitian ini yang menjadi objek peneltian  adalah  mesin  diesel  Toyota  Kiajang LGX 2500 cc yang diuji dengan dayno test dan smoke tester. Spesifikasi dari kendaraan yang di uji sbb.
Tabel 2. Spesifikasi Kendaraan Yang Diuji Informasi Keterangan Produsen Toyota Tipe kendaraan  Toyota kijang LGX 2500cc Tipe mesin 2L diesel Daya 61 kw (82 HP;83PS) Transmisi Manual
Instrument  penelitian  yang  digunakan untuk mencatat data hasil pengujian kendaraan dengan  daynotest  dan  smoke  tester  adalah lembar  observasi  yang  berisikan  data  hasil peneltian/pengujian mesin yaitu putaran mesin RPM,  daya  mesin,  dan  Kadar  kepekatan  gas buang/opasitas  pada  penggunaan  variasi  tipe catalytic  converter,  catalytic  SCR  selective catalytic  reduction  dengan  DEF  20%,  32.5%, 40%, dan yang tidak menggunakan catalytic. Tabel 3. Perekaman Data Penelitian
Daya dan Opasitas Variabel RPM 1 2 3 Mean X1, X2, X3
X4, X5
1000 1a 1b 1c R1 1250 1a 1b 1c R2 1500 1a 1b 1c R3 1750 1a 1b 1c R4 2000 1a 1b 1c R5 2250 1a 1b 1c R6 2500 1a 1b 1c R7 2750 1a 1b 1c R8 3000 1a 1b 1c R9

## Gambar 4. Skema Pengujian

## HASIL DAN PEMBAHASAN Daya
Dari  hasil  penelitian  diperoleh  bahwa terdapat  pengaruh  yang  signifikan  Data penelitian yang terdapat pada semakin putaran mesin  meningkat  (1000,  1250,  1500,  1750, 2000, 2250, 2500, 2750, 3000 RPM) daya mesin semakin meningkat yang dihasilkan pada mesin yang tidak menggunakan katalis, menggunakan katalis  tipe  katalis  converter,  katalis  tipe  SCR selective  katalis  reduction  menggunakan  DEF diesel  exhaust  fluid  20%,  32,5%,  40%.  Tetapi jika dibandingkan tiap RPM pada variasi katalis maka  daya  yang  dihasilkan  pada  setiap  after treatment  ada  penurunan.Daya  efektif  yang dihasilkan  dengan  jumlah  tertinggi  dihasilkan pada kendaraan yang tidak menggunakan katalis sebesar  50,173  HP  pada  putaran  3000  RPM, sedangkan  daya  efektif  terendah  dihasilkan pada  kendaraan  menggunakan  katalis  SCR dengan  DEF  40%.Pada  putaran  3000 RPM.Hasil  daya  pada  penelitian  ini  sesuai dengan  penelitian  sapto  pambudi  (2005:87) yang  menyatakan  emisi  menyebabkan  adanya penurunan  daya.  Penurunan  daya  tersebut diakibatkan karena gas buang yang seharusnya dilepas  ke  muffer  secara bebas  harus  tertahan oleh tipe katalis yang menyebabkan timbulnya back pressure.
Gambar 4. Grafik Perbedaan Daya Kendaraan yang Tidak Menggunakan Katalis, Katalis Converter, dan Katalis SCR
Opasitas Perbedaan  opasitas  kendaraan  yang tidak  menggunakan  katalis,  menggunakan katalis  tipe  katalis  converter,  katalis  tipe  SCR selective  katalis  reduction  menggunakan  DEF diesel exhaust fluid 20%, 32,5%, 40%. Terlihat bahwa  pada  putaran  rendah  1000  RPM  kadar kepekatan  gas  (opasitas)  paling  sedikit  yaitu kendaraan  yang  menggunakan  katalis  SCR dengan  DEF  20%  sebesar  6,8%,  sedangkan paling  tinggi  yaitu  kendaraan  yang  tidak menggunakan  katalis  sebesar  14,5%.  Pada putaran tinggi 3000 RPM kadar kepekatan gas (opasitas)  paling  sedikit  yaitu  kendaraan  yang menggunakan  katalis  SCR  dengan  DEF  20% sebesar 40,833%, sedangkan paling tinggi yaitu kendaraan  yang  tidak  menggunakan  katalis sebesar  54,6  %.    Dari  data-data  yang  sudah didapatkan  dari  hasil  penujian  variasi  katalis yang  paling  baik  dalam  penurunan  kadar kepekatan  gas  buang  (opasitas)  yaitu penggunaan  SCR  dengan  DEF  diesel  Sesuai dengan  ungkapan  (Kurniasri,  2011)  rongga maupun saluran-saluran zeolite dapat berfungsi sebagai penyaring.
Gambar 5. Grafik Perbedaan Opasitas Kendaraan yang Tidak Menggunakan Katalis, Katalis Converter, dan Katalis SCR

## PENUTUP
Kesimpulan Ada  perbedaan  daya  mesin  yang signifikan antara penggunaan catalytic converter  dengan  yang  tidak  menggunakan catalytic pada mesin diesel. Daya mesin efektif pada  mesin  diesel  yang  tidak  menggunakan catalytic  secara  linear  lebih  besar.  Hal  ini dikarenakan pada saluran sistem pembuangan/ exhaust  system  tidak  ada  yang  menghambat keluarnya gas buang ke muffler sehingga mesin diesel tidak mengalami back pressure/tekanan balik.
Ada  perbedaan  daya  mesin  yang signifikan antara penggunaan catalytic conventer dengan yang menggunakan catalytic SCR selective catalytic reduction dengan DEF diesel  exhaust  fluid  20%,  32,5%,  40%.  Daya mesin  efektif  yang  dihasilakan  mesin  diesel menggunakan  catalytic  converter  secara  linear lebih  besar.  Hal  ini  dikarenakan  pada  saluran gas  buang/exhaust  system  yang  menggunaan catalytic  converter  gas  buang  dapat  keluar  ke muffer  lebih  mudah  karena  hambatan  saluran tidak  terlalu  besar  dari  mesin  diesel  yang mengggunakan catalytic SCR selective catalytic reduction  dengan  DEF  diesel  exhaust  fluid 20%, 32,5%, 40%.
Ada perbedaan kepekatan gas buang/opasitas yang signifikan antara penggunaan  catalytic  converter  dengan  yang tidak menggunakan catalytic pada mesin diesel. kepekatan  gas  buang/opasitas  mesin  diesel yang  menggunakan  catalytic  converter  lebih rendah  dari  pada  mesin  diesel  yang  tidak menggunakan  catalytic.  Hal  ini  dikarenakan mesin  diesel  yang  menggunakan  catalytic converter gas buang yang keluar menuju muffer disaring  terlebih  dahulu  agar  gas  buang  yang keluar lebih bersih.
Ada perbedaan kepekatan gas buang/opasitas yang signifikan antara penggunaan  catalytic  converter  dengan  yang menggunakan  catalytic  SCR  selective  catalytic reduction  dengan  DEF  diesel  exhaust  fluid 20%,32.5%,40%.  Pada  pengujian  catalytic  ini yang  paling  efektif  dalam  menurunkan  kadar kepekatan  gas/opasitas  yaitu  menggunakan catalytic  SCR  selective  catalytic  reduction dengan DEF diesel exhaust fluid 20%. Hal ini dikarenakan  mesin  diesel  yang  menggunakan
catalytic  SCR  selective  catalytic  reduction dengan  DEF  diesel  exhaust  fluid  20%  dalam menurunkan  kepekatan  gas  buang/opasitas menggunakan zeolite sebagai bahan pembuatan catalytic  SCR  dan  Urea  sebagai  bahan  DEF yang  sudah  terbukti  dapat  menurunkan kepekatan gas buang/opasitas.
Saran Berdasarkan  kesimpulan  tersebut  di atas,  maka  dapat  diberikan  beberapa  saran sebagai berikut.
Bagi akademisi, hasil penelitian ini dapat dijadikan  sebagai  salah  satu  referensi  ilmu pengetahuan dibidang otomotif yang berkaitan dengan  pengaruh  urea  (NH2)2CO  sebagai diesel  exhaust  fluid  pada  selective  catalytic reduction  berbahan  zeolite  terhadap  daya  dan emisi gas buang mesin diesel. Selanjutnya juga bisa  dikembangkan  penelitian  terapan  yang berkaitan  dengan  pengaruh  variasi  catalytic yang menggunakan bahan yang berbeda.
Bagi
praktisi otomotif, bahwa berdasarkan hasil penelitian, bahwa penggunaan  tipe  katalis  mempengaruhi  daya mesin  diesel.  katalis  yang  mempengaruhi  daya menjadi  turun  yaitu  penggunaan  katalis  tipe SCR selective catalytic reduction dengan DEF diesel  exhaust  fluid  40%.  Katalis  yang  paling baik  dalam  menurunkan  kadar  kepekatan  gas buang opasitas yaitu katalis tipe SCR selective catalytic reduction dengan DEF diesel exhaust fluid 20%. Hasil penelitian tersebut meyakinkan secara  nyata  bahwa  variasi  tipe  catalytic mempengaruhi daya dan kepekatan gas buang/ opasitas mesin diesel.

## DAFTAR RUJUKAN
Gaikindo,  Website.  (2018  Sampai  2020). Gaikindo  Production  Data  2018,  2019,  dan 2020 https://www.gaikindo.or.id/
Category/Data/  (diakses  tanggal  13 November 2020). Hendroyono  Bambang.  (2018). Indeks  Kwalitas Lingkungan  Hidup  2018 .  Kementrian Lingkungan  Hidup  Dan  Kehutanan. Jakarta Warner  O.  Peter.  (  1976  ). Analysis  Of  Air Pollutants . John Wiley & Sons, Inc. Canada Ichsan Nasution , Martias , Donny Fernandez. Tidak  Ada  Tahun. Pengaruh  Perbedaan Variasi Tekanan Injektor Terhadap Ketebalan
Asap  (Opasitas)  Pada  Motor  Diesel  L300 . Jurusan Teknik Otomotif FT UNP Kurzer, F. And Sanderson, P.M. 1956. Urea in The  History  of  Organic  Chemistry: Isolation From Natural Sources. J. Chem.
Educ.,
33 (9): 452-459. Doi:
10.1021/Ed033p452 Lee,  C.,  Stahlberg,  E.A.  And  Fitzgerald,  G. 1995.  Chemical  Structure  of  Urea  in Water. J.  Phys.  Chem.,  99 (50):  17737- 17741. Doi: 10.1021/J100050a011 Dimas Gilang ( 2107 ), Sintesis Ni/Zeolit Alam Teraktivasi  Asam  Sebagai  Katalis  Pada Biodiesel Minyak Biji Ketapang .
Mustanir,  2010, Nanokatalis  Nikel  Untuk Memperbaiki Sifat Serapan Material Magnesium  Hidrida  (MgH2) (Online), http://nano.or.id, diakses pada tanggal 12
Oktober 2016 Pukul 8.28 WIB.