BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.1.2. Pendahuluan Knalpot adalah alat peredam kebisingan pada kendaraan, apakah itu mobil, sepeda motor, dan lain sebagainya. Untuk tujuan tersebut maka knalpot dirancang sedemikian rupa agar suara yang keluar tidak begitu keras. Salah satu penyebab utama kebisingan di kota-kota besar adalah diakibatkan oleh suara knalpot. Knalpot yang terbuat dari bahan logam, umumnya tidak mampu memberikan tingkat peredaman suara yang besar, oleh karena itu suara yang keluar menjadi bising. Kebisingan yang mempunyai nilai diluar ambang batas dapat mengganggu konsentrasi manusia dan menurunkan tingkat produktivitas dan kinerja manusia, selain itu dampak lain yang ditimbulkan pada manusia yakni rusaknya koklea telinga, dan naiknya tekanan darah serta dampak lainnya. Untuk mengantisipasi suara kebisingan tersebut. Menteri Kesehatan Republik Indonesia mengeluarkan Peraturan Pemerintah No. 718 /1987 [1], yang isinya yakni mengatur tingkat kebisingan pada berbagai zona, khususnya untuk zona C. Adapun zona C tersebutut meliputi daerah perkantoran, perdagangan, serta pemukiman. Batas kebisingan yang diizinkan pada zona C tersebut yakni antara 50 – 60 dB. Pernyataan tersebut yakni mengisyaratkan pada kendaraan harus dilakukan pengujian kebisingan.
Universitas Sumatera Utara
Dengan dilandasi penjelasan di atas, dimana tingkat kebisingan suara knalpot ditentukan berbagai macam faktor. Salah satu faktor penyebab kebisingan pada knalpot tersebut terletak pada penggunaan bahan.Umumnya hampir semua knalpot yang dibuat dari bahan logam, seperti mild steel, stainless steel, dan alumunium, mempunyai kebisingan yang tinggi. Sebab bahan-bahan logam tersebut mempunyai tingkat penyerapan bunyi yang kecil. Suara kebisingan pada knalpot yang bersumber dari kecepatan gas buang yang masuk kedalam tabung knalpot melalui pipa penyalur, selalu berubah-ubah sesuai dengan tingkat variasi putaran mesin. Kecepatan gas yang berubah-ubah tersebut menghantam bagian dalam knalpot dan dinding knalpot. Bagian yang terkena hantaman gas tersebut menjadi bergetar, dan getaran tersebut menjalar keseluruh dinding knalpot sehingga menjadi suara kebisingan. Kecepatan gas buang yang masuk kedalam tabung knalpot, mempunyai hubungan terhadap variasi putaran mesin. Apabila putaran mesin tinggi, maka kecepatan gas buang yang masuk dalam tabung knalpot tinggi, maka bunyi yang keluar dari knalpot semakin tinggi pula tingkat kebisingannya. Disebabkan oleh permasalahan di atas, penulis ingin membuktikan bahwa bahan komposit dari jenis Thermosetting diharapkan dapat digunakan untuk menjadi bahan knalpot. Penelitian ini tentunya sebagai solusi untuk membuktikan bahwa bahan dari komposit tersebut mampu meredam suara kebisingan.
Pada saat ini bahan komposit
mendapat perhatian khusus bagi peneliti dan pakar. Bahan komposit tersebut telah menjadi
Universitas Sumatera Utara
salah satu bahan alternatif yang digunakan di segala sisi kehidupan, mulai peralatan rumah tangga, peralatan kedokteran, peralatan farmasi, dan dunia transportasi, serta peralatan militer dan pesawat udara.
Dari penjelasan di atas, penulis memilih bahan komposit dari
jenis thermosetting sebagai bahan untuk pembalut pada bagian tabung luar knalpot. Hal ini dikarenakan komposit mempunyai sifat peredam suara yang besar, dan sifat vibrasi yang lebih baik bila dibandingkan dengan bahan logam.
Untuk mendukung pelaksanaan
penelitian ini, kiranya dipandang sangat perlu mengambil pendapat para ahli dan periset yang telah banyak melakukan penelitian tentang knalpot. Peneliti dan para ahli tersebut, dalam melakukan riset ada yang menggunakan analisa program komputer dan ada yang menggunakan metoda pengujian lapangan. 1.1.2. Penelitian yang telah dilakukan terhadap knalpot Gerges S.N.Y dan Jordan R, et al [2], melakukan pengujian pada Muffler dengan program komputer TMM (transfer Matrix Method).
Analisa ini untuk mendapatkan
transmisiloss dan frekuensi pada knalpot bentuk oval. Pelaksanaan percobaan tersebut yakni dengan memvariasikan jumlah lubang, panjang saluran masuk, luas penampang, dan volume knalpot. Perbedaan tekanan bunyi antara knalpot lama dan baru pada motor diesel telah diriset dan dianalisa oleh Sanjay S. Gosavi, Vinayak Juge, Mayur M. et al [3], mereka melakukan penelitian terhadap knalpot tersebut dengan menggunakan Taguchi’s Doe Method dan uji laboratorium. Fokus pengujian mereka adalah pada saluran masuk knalpot
Universitas Sumatera Utara
di beri tekanan udara dengan kompresor. Knalpot yang mereka gunakan adalah knalpot lama dan knalpot baru. Hasil uji laboratorium tersebut menunjukkan pada knalpot baru diperoleh penurunan sekitar 10% kebisingan, atau setara dengan 4 dB. Selanjutnya mereka membandingkan dengan hasil Software Fluent-CDC tool, yang hasilnya tidak begitu jauh berbeda.
Adapun yang menjadi variabel penelitian mereka meliputi panjang saluran,
jumlah lubang, dan diameter oulet pipa. Jebasinski Roff dan Eberspacher J. et al [4], melakukan pengamatan dengan menggunakan analisa komputer terhadap tingkat tekanan bunyi pada bermacam-macam jenis knalpot. Pengamatan tersebut dilakukan pada knalpot yang menggunakan saluran pipa lurus, pipa berbelok, serta campuran pipa lurus dan berbelok.
Analisa tersebut
menggunakan komputer dengan Software Wave dari jenis yang terbaru. Software tersebut dalam penggunannya dikhususkan untuk menganalisa kerja fluida.
Adapun hasil dari
analisa program komputer tersebut menyatakan bahwa tekanan suara knalpot pada putaran kurang dari 3000 rpm pada ketiga saluran knalpot tersebut hampir sama. Tetapi pada putaran di atas 3000 rpm mengalami perbedaan yang sangat besar. Wu T.W et al [5] melakukan penelitian terhadap Reactive Muffler dan Catalic Converter pada mesin diesel. Reactive Muffler tersebut dipasang pada saluran knalpot dan kemudian dilakukan pengamatan dengan metode Computer Boundary Element Method (BEM). Analisa ini menggunakan hambatan Parallel Buffles yang terbuat dari Ceramic Wall. Hasil penelitian menyatakan bahwa tekanan gas yang keluar dari Muffler masih
Universitas Sumatera Utara
tinggi, akan tetapi tekanan gas yang keluar dari Converter Catalitic menjadi rendah. Ben S. Carl Cazzolo, Howard Q., Hansen Colin, et al [6], melakukan penelitian tentang resonansi pada knaplot dengan model Rhomboid Quarte wave.
Pengamatan
terhadap resonansi tersebut dilakukan dengan menggunakan metoda Finite Element (FEA) pada 2 model Rhomboid, yakni Single Cell dan Double Cell dengan ketebalan dinding yang berbeda. Hasil penelitian ini menyatakan semakin tebal dinding knalpot, maka semakin tinggi pula transmision loss yang terjadi. Penelitian tentang hubungan vibrasi dan tingkat tekanan bunyi [7], juga telah dilakukan pada knalpot mobil Honda Civic 2001 oleh Frederiek Amanda Bradi Sarah. Mereka dalam melakukan penelitiannya memberikan beban impak (Hand hammer) pada permukaan dinding luar knalpot yang diberi 12 titik. Pemberian titik-titik tersebut dengan jarak tertentu, sehingga getaran rambat dapat mencapai ke titik lain. Beban impak yang diberikan dianggap sama dengan gaya yang terjadi pada knalpot yang sebenarnya. Perambatan gelombang yang terjadi pada material knalpot ini diukur dan diolah dengan menggunakan Software Matlab.
Hasil penelitian menyatakan bahwa analisa dengan
menggunakan program Matlab mengalami perbedaan bila dibandingkan dengan data pengujian di lapangan. Peng X. Q, Co J. et al [8], melakukan penelitian tentang sifat atau prilaku material Unidirectional Fiber Renforced Composite dengan analisa pendekatan metoda homogen dan memakai rumus Halpin Tsai.
Mereka menyelidiki Thermal Conductivity dan
Universitas Sumatera Utara
Coeffisien of Viscosity. Hasil penelitian mereka menyatakan bahwa sifat mate 1.1.3. Road Map Penelitian Penelitian ini menggunakan Road Map, dimana mahasiswa program S1 Fakultas Tehnik Mesin USU yang akan mengambil tugas akhir diikut sertakan dalam riset. Adapun Road map tersebut diperlihatkan pada Gambar 1.1. Road Map Penelitian Kebisingan Suara Knalpot Nurdiana + (Mahasiswa S1 Tehnik Mesin USU)
Mengkaji
1.Simulasi kebisingan pada bentuk knalpot Oval, Segitiga dan Bundar dengan program Ansist 2.Melakukan pengujian Sifat mechanical properties bahan
Supriyadi + (Mahasiswa S1 Fakultas Tehnik Mesin USU) -Pengujian kebisingan pada knalpot komposit (bentuk oval)
Penelitian Berlanjut
- pengujian kebisingan pada knalpot standar bentuk oval Eka Sunitra + (Mahasiswa S1 Fakultas Tehnik Mesin USU) -Konstruksi knalpot -Pengaruh medan magnit terhadap kebisingan Reza Harianda + (Mahasiswa S1 Fakultas Tehnik Mesin USU) - Pengujian kebisingan pada knalpot komposit (bentuk
segitiga) dan kajian lubang pada knalpot - pengujian kebisingan pada knalpot standar bentuk segitiga
Gambar 1.1. Rod Map Penelitian Knalpot
Universitas Sumatera Utara
1.2. Perumusan Masalah Adapun pada rumusan masalah yang menjadi kajian utama adalah : 1. Kebisingan suara yang ditimbulkan dari knalpot harus diturunkan, sehingga orang tidak lagi terganggu dengan suara knalpot. 2. Penurunan suara kebisingan yang dapat disikapi dengan membuat knalpot komposit saluran ganda. 3. Perlunya pembuktian berapa besar tingkat kebisingan yang dapat diturunkan oleh knalpot komposit saluran ganda, bila dibandingkan dengan knalpot standar, dan knalpot komposit saluran tunggal. 4. Diperoleh sifat dan karakteristik knalpot komposit saluran ganda.
1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1. Tujuan Umum Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh variasi putaran terhadap penurunan kebisingan pada knalpot komposit yang dilengkapi dengan saluran dalam ganda, yang dipasang pada mobil kijang 7K.
1.3.2. Tujuan Khusus Adapun tujuan khusus dari riset yang akan dilakukan adalah : 1. Membandingkan suara kebisingan antara knalpot standar dengan knalpot
Universitas Sumatera Utara
komposit saluran tunggal, membandingkan suara kebisingan knalpot standar dengan knalpot komposit saluran ganda, serta membandingkan suara kebisingan knalpot komposit saluran tunggal dengan knalpot komposit saluran ganda. 2. Mengetahui tingkat daya bunyi di dalam tabung masing-masing knalpot seiring dengan kenaikan putaran mesin. 3. Mengetahui tingkat peredaman bunyi dan kehilangan bunyi pada masing masing knalpot yang di uji. 4. Mengetahui sifat dan karakteristik knalpot komposit saluran ganda pada berbagai variasi putaran mesin bensin kijang 7K.
1.4. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat : 1. Memperoleh data dan informasi tentang knalpot standar, knalpot komposit salura tunggal dan knalpot komposit saluran ganda, serta sebagai kajian awal dengan harapan dapat dikembangkan oleh peneliti lain maupun pihak perguruan tinggi. 2. Memberikan informasi kepada masyarakat dan industri bahwasanya knalpot komposit saluran ganda mampu meredam bunyi yang sangat besar
Universitas Sumatera Utara
