Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 13 No. 1 (2020) 01 - 05
Pengaruh Catalytic Converter Dari Bahan Kuningan Dengan Ketebalan 0,3 mm Terhadap Emisi Gas Buang Kendaraan
Pada Motor  Honda Supra  2015
Budiyono
Program Studi Teknik Mesin Diploma Tiga Universitas Muhammadiyah Pekajangan Pekalongan Budiyonosp75@gmail.com

## Abstract
There  are  two  methods  to  reduce  exhaust  emissions  in  a  motorized  vehicle,  namely  by  improving  fuel  and  motorbike technology  in  such  a  way  that  better  combustion  occurs  and  produces  lower  emissions  and  by  the  addition  of  exhaust emission  control devices  or devices. Catalytic Converter  is a device  used as an  exhaust gas  emission  control  that is placed after the exhaust manifold on a motor vehicle exhaust system. The purpose of this study was  to determine how the influence of the use of catalytic converters of brass material to reduce CO and HC gas levels in motor vehicles. Tests carried out usin g a gas analyzer to determine the value of CO and HC concentrations. Exhaust gas testing is carried  out in two stages, namely exhaust emission test with standard exhaust and exhaust emission test with catalytic converter with variations of engine speed 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm, 3500 rpm, 4000 rpm. From the results of the study it was found that the influence of the use of catalytic converters of brass with a thickness of 0.3 mm with the fin model experienced a decrease in the level of exhaust gas emissions most effectively at 1500 rpm engine speed ie CO value decreased 1.82% from 3.96% to 2.14% and HC values decreased by 4,412 ppm from 9,999 ppm down to 5,587 ppm. So motor vehicles using a catalytic converter made of brass with a thickness of 0.3 mm will be able to reduce CO exhaust emissions by 2.14% and HC by 3.96%
Keywords: Catalytic Converter, Brass, Flue Gas Emissions, CO, HC

## Abstrak
Upaya  pengurangan  emisi  gas  buang  pada  suatu  kendaraan  bermotor  ada  dua  metode  yaitu  dengan  cara  meningkatkan teknologi bahan bakar dan motor sedemikian rupa sehingga terjadi pembakaran lebih baik dan menghasilkan emisi yang lebih rendah  dan  dengan  penambahan  perangkat  atau  alat  pengendali  emisi  gas  buang. Catalytic  Converter adalah  alat  yang digunakan sebagai kontrol emisi gas buang yang diletakkan setelah exhaust manifold pada sistem pembuangan gas kendaraan bermotor.  Tujuan  penelitian  ini  untuk  mengetahui  bagaimana  pengaruh  dari  penggunaan catalytic  converter dari  bahan kuningan untuk mengurangi kadar gas CO dan HC pada kendaraan bermotor. Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat gas analyzer untuk mengetahui nilai konsetntrasi CO dan HC. Pengujian emisi gas buang dilakukan dalam dua tahap yaitu uji emisi  gas  buang  dengan  knalpot  standar  dan  uji  emisi  gas  buang  dengan catalytic  converter dengan  variasi  putaran  mesin 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm, 3500 rpm, 4000 rpm. Dari hasil penelitian didapat bahwa pengaruh penggunaan catalytic converter dari bahan kuningan dengan ketebalan 0,3 mm dengan model sirip mengalami penurunan kadar emisi gas buang paling efektif pada putaran mesin 1500 rpm yaitu nilai CO turun 1,82% dari 3.96% menjadi 2,14% dan nilai HC turun 4.412 ppm dari 9.999 ppm turun ke 5.587 ppm. Jadi kendaraan bermotor dengan mengunakan catalytic converter dari bahan kuningan dengan ketebalan 0,3 mm akan bisa menurunkan emisi gas buang CO sebesar  2,14 % dan HC sebesar 3,96 %
Kata Kunci : Catalytic Converter, Kuningan, Emisi Gas Buang, CO , HC

## 1. Pendahuluan
Adanya  Peraturan  Menteri  Lingkungan  Hidup Nomor  05  Tahun  2006  mengenai  ambang  batas emisi gas buang kendaraan bermotor sehingga perlu adanya  upaya  pengendalian  emisi  agar  emisi  yang dihasilkan  dari  kendaraan  bermotor  berada  diatas ambang  batas  yang  ditentukan  oleh  pemerintah. Terdapat  dua  metode  yang  dapat  digunakan  untuk mengurangi  emisi  motor  yang  berbahaya  yaitu dengan  meningkatkan  teknologi  bahan  bakar  dan
motor  sedemikian  sehingga  terjadi  pembakaran lebih
baik dan menghasilkan emisi yang lebih rendah dan dengan memberikan perlakuan lanjut ( aftertreatment) terhadap gas buang melalui perangkat  pengendali  emisi.  Salah  satu  teknologi yang  sering  diaplikasikan  pada  kendaraan  bermotor adalah  konverter  katalitik  ( catalytic  converter) . Konverter  katalitik  yang  umum  digunakan  adalah logam mulia seperti paladium, platinum dan rodium dengan  kerangka support berupa honeycomb
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 1 (2020) 01 – 05
monolith yang  memiliki  luas  permukaan  spesifik ( specific  surface  area )  yang  besar.  Kekurangan katalik logam mulia tersebut adalah harganya mahal dan kelimpahannya rendah di alam [1].
Alternatif untuk memecahkan masalah tersebut yaitu mengganti  bahan  logam  mulia  menjadi  logam transisi  yang  dapat  digunakan  sebagai catalytic converter .  Logam  transisi  dipilih  karena  harganya relatif  murah.  kelimpahannya  lebih  banyak  di  alam dibanding  logam  paladium,  platinum  dan  rodium serta  mudah  diperoleh  di  pasaran.  Beberapa  logam transisi  serta  paduannya  telah  diteliti  pengaruhnya dalam  mengurangi  emisi  gas  CO  dan  HC  sebagai catalytic conveter [2] .
Salah  satu  teknologi  yang  dapat  digunakan  untuk mereduksi  emisi  gas  buang  kendaraan  bermotor dominan  seperti  CO  dan  HC  adalah  dengan pemasangan Catalytic  Converter yang  ditempatkan pada  sistem  saluran  pembuangan  emisi  gas.  Oleh sebab  itu  pada  penelitian  ini,  peneliti  melakukan rancang  bangun  modifikasi Catalytic  Conveter dengan bahan kuningan sebagai kataliknya. Penggunaan Catalytic Converter berbahan kuningan sebagai  katalitiknya  ini  bertujuan  untuk  mengetahui pengaruh pemakaian katalitik ini terhadap penurunan emisi gas buang CO dan HC pada motor bensin,  baik  sebelum  dan  sesudah  pemakaian Catalytic dengan berbagai variasi putaran mesin dan jumlah sel katalitik [3].
Karena kuningan menurut Razali (2014) mempunyai konduktivitas  termal  sebesar  110  W/m  ºK  dan  titik lebur  915ºC  .  Semakin  tinggi  konduktivitas  termal dan  titik  lebur  atau melting  point ,  maka  semakin bagus  pula  bahan  tersebut  untuk  digunakan  sebagai catalytic atau katalis. Oleh karena itu pada penelitian ini  menggunakan  material  kuningan  pada catalytic converter nya.
2. Landasan Teori
2.1. Catalytic Converter Catalytic  converter adalah  suatu  alat  yang  dipasang di  kendaraan  yang  mempunyai  fungsi  untuk mengurangi  emisi  gas  buang  pada  kendaraan tersebut.  Semakin  merata  gas  buang  mengenai permukaan catalytic  converter maka  akan  semakin besar terjadinya proses reduksi emisi [4].
Catalytic  converter sudah  digunakan  di  Amerika serikat sejak tahun 1975 karena peraturan Envoronmental  Pretection  Agency (EPA)  yang semakin  ketat  tentang  gas  buang  kendaraan bermotor,  alat  ini  mengkonversi  senyawa-senyawa toksit dalam gas buang menjadi zat-zat yang kurang toksit atau tidak toksit [5].
Harga catalytic  converter yang  mahal  di  pasaran disebabkan  oleh  katalitik  yang  terbuat  dari  logam mulia  dan  sulit  didapatkan  seperti palladium ,
platinum dan rodium .  Selain  itu  katalitik  tersebut juga  sangat  rentan  terhadap  bahan  bakar  premium yang memiliki kadar timbal (Pb) yang bisa merusak fungsi  katalitik.  Tidak  semua  kendaraan  dilengkapi dengan  teknologi  tersebut,  sehingga  perlu  adanya penelitian  baru  yang  menghasilkan  alat  pereduksi emisi  yang  harganya  terjangkau  dan  dengan  bahan yang  mudah didapatkan sehingga  bisa diaplikasikan ke  semua  kendaraan  bermotor.  Material  lain  yang dapat digunakan sebagai pereduksi  emisi  gas  buang adalah katalitik [6].
Kuningan  merupakan  logam paduan antara tembaga (Cu)  dengan  seng  (Zn).  Bahan  paduan  utama kuningan  adalah  tembaga  (Cu).  Tembaga  memiliki sifat-sifat  antara  lain:  berat  jenisnya  8,9  ,  titik lelehya  sampai  1083ºC,  mempunyai  daya  hantar listrik  dan  panas  yang  baik,  dan  tahan  terhadap pengaruh  udara  lembab  karena  dilapisi  dengan karbonat  tembaga.  Bahan  paduan  utama  kedua adalah  seng  (Zn).  Seng  memiliki  sifat-sifat  antara lain:  berat  jenisnya  6,9  –  7,2  ,  titik  cairnya  419ºC, titik didih 402ºC, dan tahan udara lembab seprtipada Tabel  1.  Seng  biasa  digunakan  untuk  melapis  pelat besi agar tidak terjadi korosi [7].
Tabel 1. Kareteristik Fisik Kuningan
Sumber: Laminage, 2008 Massa Jenis 20°C 8.4 kg/ Titik Lebur 885-910°C Modulus Elastisitas 102 Gpa Konduktivitas Termal 109 W/M. K Konduktivitas Listrik 13.9 M/Ω Resistivitas Listrik 0.07 Ω mm²/M Koefisien ekspansi Linier dari 20° sampai 300°C 21.1 x IACS  ( International Annealed Copper
Standart ) 24%
Menurut  Razali  (2014)  dengan  perpaduan  jenis logam tembaga dan seng , maka kuningan (70% Cu, 30%  Zn)  memungkinkan  untuk  digunakan  sebagai catalytic pada  saluran  buang  karena  mempunyai konduktivitas  termal  sebesar  109  W/m  ºK  dan  titik lebur  900ºC  .  Semakin  tinggi  konduktivitas  termal dan  titik  lebur  atau melting  point ,  maka  semakin bagus  pula  bahan  tersebut  untuk  digunakan  sebagai catalytic .
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 1 (2020) 1 – 5

## 2.2. Emisi Gas Buang
Emisi  gas  buang  merupakan  sisa  hasil  pembakaran mesin  kendaraan.  Biasanya  emisi  gas  buang  ini terjadi karena pembakaran yang tidak sempurna dari sistem  pembuangan  dan  pembakaran  mesin  serta lepasnya partikel-partikel karena kurang tercukupinya  oksigen  dalam  proses  pembakaran tersebut [8].

## 2.2.1. Karbon Monoksida (CO)
Carbon  Monoxide (CO)  adalah  gas  yang  sangat beracun yang terbentuk karena terjadinya pembakaran yang tidak sempurna, misalnya campuran bahan bakar dan udara terlalu kaya (lebih banyak  bahan  bakar  dibanding  udara),  sehingga kekurangan  udara  (O 2 )  untuk  mengikat Carbon , akibatnya  CO  menjadi  naik.  Besar  kecilnya  CO diukur dalam satuan prosen (%) [9].

## 2.2.2. Hidrokarbon (HC)
Bensin  merupakan  campuran  dari  isomer-isomer heptana  dan  oktana,  bensin  juga  disebut  dengan petrol atau gasolin . Fraksi bensin merupakan produk Hydrocarbon (HC)  merupakan  unsur  kimia  dari bahan bakar baik bensin, LPG ( liquified pretrolium gas )  dan  bahan  bakar  solar.  Dalam  proses pembakarannya bensin akan menghasilkan unsur HC yang  merupakan  gas  beracun  yang  selalu  timbul dalam proses pembakaran, HC diukur dengan satuan ppm  ( Part  Per  Million ).  Bisa  juga  dikatakan  HC merupakan  uap  /  bahan  bakar  yang  tidak  terbakar akibat proses pembakaran yang tidak sempurna [10]. .
3. Metodologi Penelitian
3.1. Variabel Penelitian
1.Variabel terikat  pada  penelitian  ini  adalah emisi gas buang CO dan HC.
2. Variabel bebas pada penelitian ini yaitu :
a) Pengujian pada idle 1500 rpm,   2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm, 3500 rpm, 4000 rpm.
b) Desain catalytic converter dengan  model sirip.
3.2. Desain Catalytic Converter.
Proses  desain  dari  converter  dapat  dilihat  pada Gambar 1, 2, dan 3.
Gambar 1. Desain Catalytic Converter Bahan Kuningan Ketebalan 0,3 mm Gambar 2. Desain Knalpot Catalytic Converter pada motor Honda Supra Tahun 2015
Gambar 3. Catalytic Converter yang Siap Dipasang DiMotor

## 3.3. Analisa Data
Penelitian  ini  menggunakan  metode  analisis  data deskriptif,  dimana  data  yang  diperoleh  dari  hasil pengujian  eksperimen  dimasukkan  dalam  tabel,  dan ditampilkan dalam bentuk grafik kemudian dibandingkan  dan  dianalisis  kadar  emisi  gas  buang kendaraan  bermotor  berupa  gas  CO  dan  HC  tipe mesin  sepeda  motor  HONDA  SUPRA  Tahun  2015 dengan  knalpot  tanpa Catalityc  Converter dan dengan knalpot menggunakan Catalityc Converter .
4. Hasil dan Pembahasan
4.1. Hasil Uji Emisi
Hasil  uji  emisi  untuk  knalpot  yang  berbeda  dapat  dilihat pada Tabel 2 dan 3.
Tabel 2 . Hasil Uji Dengan Knalpot Standar Putaran Mesin CO (%) HC (ppm) 1500 rpm 3,96% 9999 ppm 2000 rpm 4,55% 9999 ppm 2500 rpm 5,12% 9999 ppm 3000 rpm 5,32% 9999 ppm 3500 rpm 4,93% 9999 ppm 4000 rpm 5,01% 9920 ppm
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 1 (2020) 01 – 05
Tabel 3 . Hasil Uji Dengan Knalpot Ber catalytic Converter Putaran Mesin CO (%) HC (ppm) 1500 rpm 2,14% 5587 ppm 2000 rpm 3,69% 7433 ppm 2500 rpm 3,89% 7418 ppm 3000 rpm 5,23% 9711 ppm 3500 rpm 5,03% 9219 ppm 4000 rpm 5,07% 9374 ppm
4 .2. Pembahasan 4.2.1.  Perbandingan  Nilai  CO  Dengan  Knalpot Standar Dan Knalpot Ber catalytic Converter
Gambar 4. Grafik Perbandingan Nilai CO Dengan Knalpot Standar dan Knalpot Ber catalytic Converter
Pada  Gambar  4    bisa  dilihat  bahwa  titik  warna  biru menunjukan  konsentrasi  emisi  terhadap  putaran mesin  pada  knalpot  standar  dan  titik  warna  merah menunjukan  konsentrasi  emisi  terhadap  putaran mesin pada knalpot dengan catalytic converter . Dari perbandingan  data  diatas  kinerja  knalpot  dengan catalytic  converter pada  saluran    gas  buang  akan menurunkan konsentrasi polutan CO.
Dimulai dari putaran mesin yang paling rendah yaitu 1500  rpm  keputaran  yang  lebih  tinggi  hingga  4000 rpm,  dari  data  emisi  diperoleh  beberapa  penurunan nilai  konsentrasi  emisi  gas  CO  yang  paling signifikan terjadi pada putaran mesin 1500 rpm yaitu nilai  konsentrasinya  turun  sebanyak  1,82%  dari 3.96%  menjadi  2,14%,  pada  putaran  mesin  2000 rpm  dan  putaran  mesin  2500  rpm  penurunan  nilai emisi  gas  CO  cukup  signifikan  yaitu  pada  putaran mesin  2000  rpm  nilai  konsentrasinya  turun  0,89% dan  pada  putaran  mesin  2500  rpm  nilainya  turun 1,23%,  sedangkan  pada  putaran  mesin  3000  rpm sampai  4000  rpm  tidak  ada  penurunan  kadar  emisi yang  signifikan  bahkan  pada  putaran  mesin  3500 rpm  dan  4000  rpm  nilai  Emisi  gas  buang  CO  Dan HC  mangalami  sedikit  kenaikan.  Hal  ini  bisa  saja disebabkan oleh beberapa faktor termasuk
kemungkinan  pengaruh besarnya  nilai AFR, pengaruh  katalitik  dan  pembebanan  pada  mesin  uji (stasioner  atau  tidak  stasioner)  dan  juga  suhu  pada ruang pembakaran [11].
4.2.2.  Perbandingan  Nilai  HC  Dengan  Knalpot Starndar Dan Knalpot Ber catalytic Converter
Gambar 5. Grafik Perbandingan Nilai HC Dengan Knalpot Starndar Dan Knalpot Ber catalytic Converter
Pada  gambar  5  bahwa  penurunan  nilai    HC  paling signifikan  terjadi  pada  putaran  mesin  1500  rpm. Pada  putaran  mesin  1500  rpm  nilai  gas  HC  turun 4412 ppm dari 9999 ppm turun ke 5587 ppm. Pada putaran 1500 rpm sampai 4000 rpm nilai konsentrasi gas  HC  terus  mengalami  penurunan  namun  pada putaran  mesin  3000  rpm  sampai  4000  rpm penurunan  nilai  konsentrasi  dari  gas  HC  tersebut tidak cukup signifikan. Dari hal ini bisa disimpulkan bahwa catalytic converter kuningan dengan ketebalan 0,3  mm  berfungsi  maksimal pada putaran 1500 rpm.

## 5.   Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan, didapatkan kesimpulan:
1. Pada    pengujian  dengan  knalpot  standar  kadar emisi  gas  CO  dan  HC  paling  rendah  terjadi pada  1.500  rpm  dengan  kadar  emisi  gas  CO sebesar  3,96%  dengan  kadar  gas  HC  sebesar 9.999 ppm dan kadar emisi paling tinggi terjadi pada  4.000  rpm  dengan  kadar  gas  CO  sebesar 5,01%  dengan kadar  gas  HC  sebesar  9.920 ppm.
2. Sedangkan  pada  knalpot  dengan catalytic converter kadar  emisi  gas  CO  dan  HC  paling rendah  terjadi  pada  1.500  rpm  dengan  kadar gas  CO  sebesar  2,14%  dengan  kadar  HC sebesar  9.999  ppm,  dan  kadar  emisi  gas  CO dan  HC  paling  tinggi  terjadi  pada  3.000  rpm yaitu  dengan  kadar  gas  CO  sebesar  5,23% dengan kadar gas HC sebesar 9.999 ppm,.
3. Pengaruh  penggunaan catalytic  converter dengan  bahan  kuningan  ketebalan  0,3  mm dengan  model  sirip  mengalami  penurunan
kadar  emisi  gas  buang  paling  efektif  pada putaran mesin 1.500 rpm yaitu nilai  CO turun 1,82%  dari  3.96%  menjadi  2,14%,  dan  nilai HC  turun4.412  ppm  dari  9.999  ppm  turun  ke 5.587 ppm.

## Ucapan Terimakasih
Kami  ucapkan  terima  kasih  banyak  kepada  rekan rekan  dosen  Teknik  Mesin  Diploma  tiga  dan  rekan rekan  Fakultas  Teknik  dan  Ilmu  Komputer  ( Fastikom)  yang  terlibat  dalam  penelitian  ini sehingga  Alhamdhulillah  artikel  bisa  terselesaikan dengan baik dan tak lupa kami ucapan  terima kasih juga kepada pihak institusi Universitas Muhammadiyah Pekajangan Pekalongan atas fasilitas yang diberikan.

## Daftar Rujukan
[1] R.  B.  Irawan  and  M.  Subri,  “Unjuk  Kemampuan Catalytic Converter dengan Material Substrat Kuningan (Paduan  CuZn)  Untuk  Mereduksi  Gas  Buang  Motor Bensin,” J.  Litbang  Univ.  Muhammadiyah  Semarang , pp. 48–55, 2005.
[2] A. Sanata, “Analisis Variasi Temperatur Logam Katalis Tembaga  (CU)  pada  Catalytic  Converter  untuk Mereduksi  Emisi  Gas  Karbonmonoksida  (CO)  dan Hidrokarbon  (HC)  Kendaraan  Bermotor,” J.  ROTOR , vol. 5, no. 1, pp. 1–7, 2012.
[3] R.  B.  Irawan,  “Efektifitas  Katalis  Material  Subtrat
Paduan  CuZn  (Kuningan)  Dalam  Meredusi  Emisi  Gas Karbon Monoksida Motor Bensin,” Jurnal.unimas.ac.id , vol. 10, no. 2, pp. 29–40, 2010.
[4]
A.  Mokhtar,  “Catalityc  Converter  Jenis  Katalis  Plat
Tembaga  Berbentuk  Sarang  Lebah  Untuk  Mengurangi Emisi Kendaraan Bermotor,” J. Gamma , vol. 10, no. 1, pp. 104–108, 2014.
[5] T.  Kandungan,  E.  Karbon,  M.  Co,  and  D.  A.  N. Hidrokarbon,  “Pengaruh  penggunaan  katalis  plat tembaga  pada  knalpot  sepeda  motor  terhadap kandungan  emisi  karbon monoksida (co)  dan hidrokarbon  (hc),” Tek.  Otomotif  FT  UNP ,  vol.  2,  pp.
1–12, 2018.
[6]
R.  Manunggal  and  Warju,  “Pengaruh  Penggunaan Metallic  Catalytic  Converter  Berbahan  Tembaga  Dan Aplikasi  Teknologi  Sass  Terhadap  Performa  Sepeda Motor  Honda  New  Mega  Pro,” J.  Tek.  Mesin  Univ. Negeri Surabaya , vol. 1, no. 2, pp. 110–115, 2013.
[7] S.  Syahruji  and  A.  Ghofur,  “Penggunaan  Kuningan Sebagai Bahan Catalytic Converter Terhadap Emisi Gas Buang dan performa Mesin Suzuki Shogun Axel0 125,” Sci.  J.  Mech.  Eng.  Kinemat. ,  vol.  4,  no.  2,  pp.  67–78, 2019, doi: 10.20527/sjmekinematika.v4i2.118.
[8] R.  B.  Irawan,  “Efektifitas  Pemasangan  Catalytic Converter  Kuningan  Terhadap  Penurunan  Emisi  Gas Carbon  Monoksida  Pada  Kendaraan  Motor  Bensin,” Traksi , vol. 9, no. 1, pp. 31–38, 2009.
[9]
S.  Rachmadhi,  “Pengaruh  Jarak  Kerenggan  Celah Elektroda  Busi  Terhadap  Emisi  Gas  Buang  Pada Sepeda Motor 4 Tak,” J. Tek. Mesin Unp , vol. 53, no. 9, pp. 1689–1699, 2017, doi: 10.1017/CBO9781107415324.004. [10]
S.  Pasaribu,  “Pengaruh  Variasi  Celah  Busi  Dan  Jenis Busi Terhadap Emisi Gas Buang Pada Kendaraan Roda
Dua 110Cc,” Integritas , vol. 3, no. 1, 2017.
[11] M.  W.  Sudrajat et  al. ,  “Penggunaan  Bahan  Bakar  Gas Pada  Mesin  Sepeda  Motor  Ditinjau  Dari  Aspek  Daya Dan Torsi,” J. Tek. Mesin Undip , vol. 2, no. 4, pp. 347– 353, 2014.