Jurnal Keselamatan Transportasi Jalan (Indonesian Journal of Road Safety) Volume. 8 No. 2 Desember 2021 : 116 – 125

## Teknologi Diesel Particulat Filter  Sebagai Upaya Mengurangi Emisi Gas Buang Dan Kebisingan Mesin Diesel Kendaraan Niaga
Moch. Aziz Kurniawan *1 , Aat Eska Fahmadi 2 , Yogi Oktopianto 3 , Siti Shofiah 4
1,4 Program Studi Pengujian Kendaraan Bermotor, Politeknik Keselamatan Transportasi Jalan, Tegal
2,3 Program Studi Manajemen Keselamatan Transportasi Jalan, Politeknik Keselamatan Transportasi Jalan, Tegal E-mail: * aziz@pktj.ac
Received 10-09-2021; Reviewed 21-09-2021; Accepted 23-09-2021 Journal Homepage: http://ktj.pktj.ac.id/index.php/ktj DOI: 10.46447/ktj.v8i2.350

## Abstract
The use of diesel engines in commercial vehicles is still the main choice and the most widely used. The increasing number of commercial vehicles that use diesel engines can pollute the environment  and  cause  noise.  In  order  to  reduce  exhaust  emissions  and  noise  in  diesel engines,  a  particulate  filter  diesel  technology  was  created  which is  installed in  commercial vehicle diesel engines. This study uses an experimental method. The test was carried out on a  Mitsubishi  L300  commercial  vehicle  diesel  engine  type  4D56  4  cylinder  with  a  cylinder capacity of 2477 cc. The diesel particulate filter technology uses a half honeycomb model made from galvalume plates, with variations in the addition of filters in the form of glass wool of 50 grams, 100 grams, 150 grams, 200 grams, and 250 grams. Testing the exhaust emissions of a  diesel  engine  using  a  TEN  Automotive  Equipment  Innova  2000  multigas  analyzer  with  a smoketester. Sound noise testing using a sound level meter test tool LT Lutron SL-4001. The test  results  with  the  addition  of  diesel  particulate  filter  technology  can  reduce  exhaust emissions and sound noise. The use of diesel particulate filter technology can reduce exhaust emissions in the form of Particulate Matter (PM) most optimally at the addition of a 100 gram filter with a decrease of 45.9%. The most optimal reduction in noise is the addition of a 50 gram filter with a decrease of 26.5%.
Keywords: Diesel engine, diesel particulate filter, exhaust emissions, noise

## Abstrak
Penggunaan  mesin  diesel  pada  kendaraan  niaga  masih  menjadi  pilihan  utama  dan  paling banyak  digunakan.  Peningkatan  jumlah  kendaraan  niaga  yang  menggunakan  mesin  diesel dapat mencemari lingkungan dan menimbulkan kebisingan suara. Dalam rangka mengurangi emisi gas buang dan kebisingan suara pada mesin diesel dibuatkan teknologi diesel particulat filter  yang dipasang pada mesin diesel kendaraan niaga. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental. Pengujian dilakukan pada mesin diesel kendaraan niaga Mitsubishi L300 tipe 4D56  4  silinder  dengan  kapasitas  silinder  2477  cc.  Teknologi diesel  particulat  filter menggunakan model half honeycomb berbahan plat galvalum dilakukan variasi penambahan filter  berupa glasswool sebesar  50  gram,  100  gram,  150  gram,  200  gram,  dan 250  gram. Pengujian emisi  gas  buang  mesin  diesel menggunakan  alat  uji  TEN Automotive Equipment Innova 2000 multigas analyzer dengan smoketester.  Pengujian kebisingan suara mengguna-
kan  alat  uji sound  level  meter  LT  Lutron  SL-4001.  Hasil  pengujian  dengan  penambahan teknologi diesel particulat filter  dapat menurunkan emisi gas buang dan kebisingan suara. Penggunaan  teknologi diesel  particulat  filter    dapat  menurunkan  emisi  gas  buang  berupa Particulat Matter (PM)  paling optimal pada penambahan filter 100 gram dengan penurunan sebesar 45,9 %. Penurunan kebisingan suara paling optimal pada penambahan filter 50 gram dengan penurunan sebesar 26,5 %.
Kata kunci : Mesin Diesel, diesel particulat filter, emisi gas buang, kebisingan suara

## PENDAHULUAN
Penggunaan  kendaraan  bermotor    semakin  meningkat  seiring  bertambahnya jumlah penduduk dan kebutuhan manusia terhadap transportasi. Penggunaan mesin diesel  pada  kendaraan  niaga  masih  menjadi  pilihan  utama  dan  paling  banyak digunakan karena pemakaian dan harga bahan bakar mesin diesel yang lebih murah dibandingkan  dengan  mesin  bensin.  Peningkatan  jumlah  kendaraan  niaga  yang menggunakan  mesin  diesel  telah  menyebabkan  persoalan  serius  dalam  hal peningkatan  pencemaran  udara.  Emisi  gas  buang  mesin  diesel  paling  besar  dan berbahaya adalah emisi Particulat Matter (PM). PM merupakan polutan yang dihasilkan oleh emisi gas buang pada mesin diesel dan dapat menimbulkan masalah kesehatan manusia apabila terhirup. PM dapat mencapai sistem respirasi dan paru-paru sehingga fungsinya dapat terganggu (Haryanto et al., 2016) .PM merupakan senyawa berbentuk asap  hitam  tebal  berukuran  100  mikron  hingga  kurang  dari  0,01  mikron.  Apabila terhirup manusia dapat menggangu fungsi, mengendap dan menimbulkan flek hitam pada paru-paru. Penggunaan mesin diesel juga menimbulkan kebisingan suara yang dapat mengurangi kenyamanan penumpang di dalam kendaraan mesin diesel. Sebagai upaya  untuk  mengurangi  emisi  dan  kebisingan  suara  pada  mesin  diesel  diperlukan teknologi diesel particulat filter.

## Gambar 1. Pemasangan Teknologi DPF
Teknologi diesel  particulat  filter  (DPF)  merupakan  teknologi  yang  digunakan untuk  menyaring  emisi  gas  buang  mesin  diesel  berupa  PM  yang  dipasang  di  dekat saluran  gas  buang  mesin  diesel  (Halderman.  &  Linder,  2012).  Penggunaan diesel particulat  trap  berbahan  tembaga  dan  glasswol  dengan  model  metallic  honeycomb dapat  mengurangi  emisi  mesin  diesel  sebesar  5,3  %  (Agung  &  Muhaji,  2013). Penggunaan diesel particulat trap berbahan dasar stainless steel dan glasswool dengan model metallic  honeycomb  (Ariyanto &  Warju,  2014). Dari  hasil  penelitian  tersebut didapatkan hasil bahwasanya semakin kecil sisi kotak dapat menurunkan nilai emisi mesin  diesel.  Penurunan  emisi  yang  paling  baik  pada  ukuran  10  mm  dengan penurunan emisi 75,5%.
Gambar 2. Model diesel particulat trap Metallic Honeycomb
Diesel particulat filter disumulasikan laju aliran dengan koefesien gesek dan daya filtrasi  partikel  emisi  gas  buang  melalui diesel  particulat  filter  (Thiengkaew  et  al., 2015). Diesel  particulat  filter  berbahan    kuningan  berukuran  260x550  mm  diteliti efisiensi  dalam  menyaring  emisi  gas  buang  mesin  diesel.  Penelitian  tersebut menghasilkan penggunaan diesel particulat filter sangat efisien dalam menyaring emisi gas  buang  berupa  PM  hingga  sebesar  95%  (Yu  et  al.,  2017).  Penggunaan diesel particulat  filter  dan  katalis  oksidasi  diterapkan  pada  mesin  dengan  exhaust  gas recirculation menggunakan bahan bakar  campuran solar dan di ethyil ether. Dari hasil penelitian  tersebut  didapatkan  hasil  bahwasanya  penggunaan diesel  particulat  filter dapat mengurangi emisi mesin diesel sebesar 75 % (Banapurmath et al., 2018). Dari beberapa  penelitian  tersebut  di  atas  penulis  tertarik  untuk  menggunakan  teknologi diesel particulat filter (DPF) pada mesin kendaraan niaga sebagai upaya mengurangi emisi gas buang dan kebisingan suara pada mesin diesel.

## METODE
1. Desain dan pembuatan Teknologi diesel particulat filter
Teknologi diesel particulat filter didesain dengan model half honeycomb dengan bahan plat galvalume. Desain .menggunakan software Autodesk inventor 2016 student version. Perancangan dimulai dengan penggambaran komponen (part) dan dilanjutkan dengan penggabungan komponen (assembly part) seperti yang terlihat pada gambar 3. Ukuran Teknologi diesel particulat filter dibuat deangan spesifikasi panjang pipa 200 cm; diameter dalam pipa 105 cm dan diameter dalam kerucut 55 cm. Pemasangan sarangan juga ditambahkan pada bagian keluaran DPF untuk menjaga agar filter tidak mudah terbawa tekanan gas buang. Wadah filter teknologi diesel particulat filter dapat dibongkar  pasang  sehingga  dapat  dilakukan  penggantian filter.  Hasil  pembuatan Teknologi diesel particulat filter dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 3. Pembuatan desain dan ukuran teknologi diesel particulat filter
Gambar 4. Diesel Particulat Filter (DPF) dengan model half honeycomb

## 2. Skema Rancangan Penelitian

## Gambar 5. Skema Pengambilan Data Penelitian
Pada penelitian ini pengambilan data dilakukan dengan cara eksperimen dengan skema pengambilan data pada gambar 5.  Mesin diesel yang digunakan adalah mesin diesel kendaraan niaga Mitsubishi L300 type 4D56. Eksperimen yang dilakukan adalah membandingkan emisi gas buang dan tingkat kebisingan mesin diesel dengan knalpot standard (tanpa pemasangan DPF) dan knalpot modifikasi (dengan pemasangan DPF) dengan variasi 50 gram, 100 gram, 150 gram, 200 gram, dan 250 gram.
Gambar 6. Pemeriksaan dan tune up mesin diesel sebelum dilakukan pengujian
Sebelum  dilakukan  pengambilan  data  uji  penelitian  adalah  memastikan  mesin diesel  kondisi  dalam  kondisi  yang  baik.  Pengecekan  dilakukan  sesuai  dengan  buku
manual  mesin  diesel  tipe  4D56  (Mitsubishi  Motors  Coorporation.  (1995)  meliputi pemeriksaan  tekanan  kompresi nozle  mesin  diesel  sebesar  120 – 130  kg/cm 2 ; pemeriksaan busi pijar dapat memanas hingga berwarna merah dengan suhu 300 0 - 500 0 C; pengaturan celah katup intake 0,06 mm dan exhaust 0,09 mm; penggantian oli mesin dan penggantian air pendingin mesin.
Gambar 7. Pengambilan data emisi tanpa teknologi diesel particulat filter
Gambar 8. Persiapan pemasangan teknologi diesel particulat filter
Gambar 9. Pengambilan data emisi dengan teknologi diesel particulat filter
Pengambilan data emisi gas buang dilakukan berdasarkan standar pengukuran emisi gas buang SAE-J1667 ( snap acceleration test procedure) menggunakan alat uji TEN Automotive  Equipment  Innova  2000  multigas  analyzer  dengan  smoketester
seperti pada gambar 7  dan gambar 8 dengan prosedur sebagai berikut :
1. Menempatkan mesin diesel di tempat yang datar.
2. Menyalakan Mesin diesel hingga temperature oli mesin pada suhu kerja (>80 0 C).
3. Menyiapkan alat  uji  pengukuran  emisi  gas  buang  mesin  diesel  TEN Automotive Equipment Innova 2000 multigas analyzer dengan smoketester.
4. Menunggu proses pemanasan alat uji (heating) sekitar 5 menit
5. Melakukan kalibrasi alat uji emisi gas buang
6. Memasukkan  probe alat uji emisi mesin diesel sedalam 30 cm
7. Melepas tuas gas dan menunggu hingga putaran idle stasioner
8. Mencatat hasil pengukuran uji emisi mesin diesel dalam satuan prosentase (%) gas buang Particulat matter (PM).
9. Pengujian dilakukan sebanyak tiga (3) kali.
10. Memotong  dan  memasukkan  filter  ke  dalam  komponen diesel  particulat  filter dengan variasi 50 gram, 100 gram, 150 gram, 200 gram, dan 250 gram.
11. Memasang komponen diesel particulat filter ke dalam sistem knalpot
12. Melakukan pengujian emisi dengan mengulangi langkah 1 s/d langkah 9.
Gambar 10. Pengambilan data kebisingan suara tanpa teknologi diesel particulat filter
Pengambilan  data  kebisingan  suara  menggunakan  alat  sound  level  meter LTLutron SL-4001.buang dilakukan berdasarkan standar pengukuran emisi gas buang SAE-J1667 ( snap acceleration test procedure). seperti pada gambar 9  dan gambar 10 dengan prosedur sebagai berikut :
1. Menyiapkan alat ukur sound level meter LT Lutron SL-4001
2. Memasang alat ukur kebisingan pada jarak 0,5 meter dari titik sumbu pipa knalpot dengan membentuk sudut 450 dan tinggi alat ukur kebisingan tidak kurang dari 0,2 meter dari tanah.
3. Menarik  tuas  gas  maksimum  secepatnya  hingga  mencapai  putaran  mesin maksimum, selanjutnya tahan hingga 3-5 detik.
4. Mencatat hasil uji kebisingan mesin diesel
5. Pengujian diulang sebanyak 3 kali percobaan
6. Memotong  dan  memasukkan  filter  ke  dalam  komponen  diesel  particulat  filter dengan variasi 50 gram, 100 gram, 150 gram, 200 gram, dan 250 gram.
7. Memasang komponen diesel particulat filter ke dalam sistem knalpot
8. Melakukan pengujian kebisingan suara dengan Langkah 1 s/d langkah 5.

## 3. Pengolahan Data Penelitian
Teknik  analisis  data  menggunakan  metode  deskriptif,  yaitu  dengan
mendeskripsikan  atau  menggambarkan  secara  sistematis,  faktual,  dan  akurat mengenai fakta yang diperoleh setelah melakukan pengujian (Nazir, 2005). Data hasil penelitian  yang  diperoleh  dimasukkan  dalam  Tabel  dan  ditampilkan  dalam  bentuk diagram scatter untuk hasil uji emisi gas buang dan  hasil uji kebisingan suara.
Langkah selanjutnya dideskripsikan dengan kalimat sederhana sehingga mudah dipahami sebagai upaya mendapatkan jawaban dari permasalahan yang diteliti. Hal ini dilaksanakan untuk memberikan fenomena yang terjadi antara sebelum pemasangan teknologi  diesel  particulat  filter  dan  setelah  dilakukan  penambahan  teknologi  diesel particulate filter dengan variasi 50 gram, 100 gram, 150 gram, 200 gram, dan 250 gram terhadap hasil uji uji emisi gas buang dan  hasil uji kebisingan suara.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Pengujian Emisi Gas Buang Mesin Diesel
Tabel 1. Hasil Uji Emisi Gas Buang Mesin Diesel Kondisi Penelitian Penambahan filter (g) Pengambilan ke-1 (%) Pengambilan ke-2 (%) Pengambilan ke-3 (%) Rata- Rata (%) Tanpa Teknologi Diesel Particulat filter 0 91,7 90,8 91,3 91,3 Dengan Teknologi Diesel Particulat filter 50 78,8 78,3 78,1 78,4 100 56,6 55,7 55,3 55,9 150 49,3 49,7 49,1 49,4 200 46,1 46,3 46,2 46,2 250 45,7 45,5 45,9 45,7
Hasil penelitian tentang pengaruh pemasangan diesel particulat filter terhadap emisi gas buang mesin diesel dapat dilihat di dalam tabel 1. Pada tabel 1 menunjukkan bahwa pemasangan teknologi diesel particulat filter (DPF) dapat menurunkan emisi gas buang mesin diesel. Penambahan filter sebesar 50 gram dapat menurunkan emisi gas buang sebesar 14,1%. Penambahan filter sebesar 100 gram dapat menurunkan emisi sebesar 38,8%. Penambahan filter sebesar 150 gram dapat menurunkan emisi sebesar 45,9%. Penambahan filter sebesar 200 gram dapat menurunkan emisi sebesar 49,4%.  Penambahan  filter  sebesar  250  gram  dapat  menurunkan  emisi  PM  sebesar 49,9%.  Penurunan  emisi  gas  buang  terjadi  karena  emisi  partikulat  mesin  diesel terjebak di dalam filter teknologi DPF. Semakin banyak filter maka semakin banyak emisi partikulat yang terjebak.
Gambar  11  menunjukkan  grafik  hasil  Pengujian  emisi  gas  buang  mesin  diesel yang  dilakukan  pada  knalpot  standard  (tanpa  Teknologi  DPF)  dan  knalpot  dengan teknologi DPF yang divariasikan dengan penambahan filter 50 gram, 100 gram, 150 gram, 200 gram, dan 250 gram. Dari grafik tersebut menunjukkan bahwa penambahan 100 gram dapat menurunkan emisi PM mesin diesel paling optimal, yaitu sebesar 45,9 %. Penambahan filter selanjutnya tetap menunjukkan penurunan emisi gas buang, namun hanya 4 % dari penambahan 100 gram menjadi 250 gram. Hal ini terjadi karena pada penambahan filter 100 gram dapat menjebak partikulat pada seluruh area DPF.
Gambar 11. Grafik Hasil uji emisi gas buang mesin diesel

## 2. Pengujian Kebisingan Suara Mesin Diesel

## Tabel 2. Hasil uji kebisingan suara mesin diesel
Dari  tabel  2  menunjukkan  bahwa  dengan  pemasangan  teknologi  DPF  dapat menurunkan kebisingan suara mesin diesel. Penambahan filter sebesar 50 gram dapat menurunkan kebisingan suara sebesar 26,5 %. Penambahan filter sebesar 100 gram dapat menurunkan kebisingan suara sebesar 28,8 %. Penambahan filter sebesar 150 gram dapat menurunkan kebisingan suara sebesar 30,3 %. Penambahan filter sebesar 200  gram  dapat  menurunkan  kebisingan  suara  sebesar  31,9  %.  Penambahan  filter sebesar 250 gram dapat menurunkan kebisingan suara PM sebesar 32,9 %. Penurunan kebisingan suara terjadi karena penambahan filter pada teknologi DPF dapat meredam suara  kebisingan  suara  pada  mesin  diesel.  Semakin  banyak  filter  maka  peredaman semakin baik dan menurunkan kebisingan suara.
Gambar 12 menunjukkan grafik hasil Pengujian kebisingan suara mesin diesel. Dari  grafik  tersebut  menunjukkan  bahwa  penambahan  50  gram  dapat  mengurangi kebisingan suara mesin diesel paling optimal, yaitu sebesar 26,5 %. Penambahan filter selanjutnya tetap menunjukkan penurunan kebisingan suara, namun hanya 6 % dari penambahan 100 gram menjadi 250 gram. Hal ini terjadi karena penambahan filter 50 gram sudah dapat meredam suara area DPF pada mesin diesel sehingga kebisingan suara mesin diesel dapat berkurang.
Kondisi Penelitian Penambahan
Filter (g) Pengambilan ke-1 (dB) Pengambilan ke-2 (dB) Pengambilan ke-3 (dB) Rata-rata (dB) Tanpa Teknologi Diesel Particulat filter 0 124,3 123,7 124,5 124,2 Dengan Teknologi Diesel Particulat filter 50 91,3 90,8 91,5 91,2 100 88,3 88,7 88,1 88,4 150 86,6 86,2 86,9 86,6 200 84,9 84,1 84,7 84,6 250 83,6 83,1 82,9 83,2
Gambar 12. Grafik Hasil uji kebisingan suara mesin diesel

## SIMPULAN
Pemasangan teknologi Diesel Particulat Filter  (DPF) pada mesin diesel kendaraan niaga  Mitsubishi  L300  tipe 4D56  dapat  menurunkan  emisi  gas  buang  mesin  diesel. Semakin banyak penambahan filter maka semakin menurunkan emisi gas buang mesin diesel. Penambahan filter yang paling optimal adalah penambahan filter sebesar 100 gram  dapat  menurunkan  emisi  PM  mesin  sebesar  45,9  %.  Penambahan  filter selanjutnya tetap menunjukkan penurunan emisi gas buang, namun hanya 4 % dari penambahan 100 gram menjadi 250 gram. Hal ini terjadi karena pada penambahan filter 100 gram dapat menjebak partikulat pada seluruh area DPF.
Pemasangan  teknologi  DPF  dapat  menurunkan  kebisingan  suara  pada  mesin diesel. Penambahan filter pada DPF semakin menurunkan kebisingan suara pada mesin diesel. penambahan 50 gram dapat mengurangi kebisingan suara mesin diesel paling optimal,  yaitu  sebesar  26,5  %.  Penambahan  filter  selanjutnya  tetap  menunjukkan penurunan kebisingan suara, namun hanya 6 % dari penambahan 100 gram menjadi 250 gram. Hal ini terjadi karena pada penambahan filter 50 gram bersifat meredam suara area DPF pada mesin diesel.

## DAFTAR PUSTAKA
Agung, S., & Muhaji. (2013). Pengaruh Penggunaan Diesel Particulate Trap Berbahan Tembaga dan Glasswool Terhadap Performa Mesin Isuzu Panther Tahun 2000. Jurnal Teknik Mesin, 02(01), 48 – 54.
Ariyanto, S. R., & Warju. (2014). Rancang Bangun Diesel Particulate Trap (DPT) Untuk Mereduksi Opasitas, Konsumsi Bahan Bakar, dan Tingkat Kebisingan Mesin Isuzu C190.
Jurnal Rekayasa Mesin (JRM), 01(03), 19 – 28. https://jurnalmahasiswa.unesa.ac.id/index.php/jurnal-rekayasa-
mesin/article/view/8910/8907
Banapurmath, N. R., Nagaprasad, K. S., Madhu, D., & Khandal, S. V. (2018). Effects of Using Diesel Particulate Filter and Diesel Oxidation Catalyst with Exhaust Gas Recirculation  on  the  Performance  of  Compression  Ignition  Engine  Fuelled  with Diesel-  Di  Ethyl  Ether  Blend. European  Journal  of  Sustainable  Development Research, 2(3). https://doi.org/10.20897/ejosdr/87153
Halderman., J. D., & Linder, J. (2012). Automotive Fuel and Emissions Control Systems.
Pearson Education.
Haryanto, B., Resosoedarmo, B., Utami, S. T. B., Hartono, B., & Hermawati, E. (2016).
Effect  of  Ambient  Particulate  Matter  2.5  Micrometer  (PM2.5)  to  Prevalence  of Impaired  Lung  Function  and  Asthma  in  Tangerang  and  Makassar. Kesmas:
National Public Health Journal, 10(4), 145.
https://doi.org/10.21109/kesmas.v10i4.823
Mitsubishi Motors Coorporation. (1995). Engine 4D56 manual book. Japan : Mitsubishi Motors Coorporation
Nazir, Moh. 2005. Metode Penelitian. Bogor: Penerbit Ghalia Indonesia. SAE  J1667.  1996-02. Snap  Acceleration  Smoke  Test  Procedure  for  Heavy-Duty Powered Vehicles.
Thiengkaew,  K.,  Khongsup,  V.,  &  Wirojsakunchai,  E.  (2015).  Sensitivities  of  Diesel Particulate  Filter  clean  and  loading  models. MATEC  Web  of  Conferences,  34. https://doi.org/10.1051/matecconf/20153402005
Turns, S.R,. An Introduction to combustion. 2000. United States : Mc Graw Hill Yu, Q. S., Tan, J. W., Ge, Y. S., Hao, L. J., & Peng, Z. H. (2017). Application of Diesel Particulate Filter on in-use On-road Vehicles. Energy Procedia, 105, 1730 – 1736. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.496