Pengaruh Struktur Bagian Dalam Knalpot Standart dan Knalpot Modifikasi Diesel Stationer Terhadap Tingkat Kebisingan Lingkungan

MECHATRONIC AT-AUB Volume 9, Desember 2015

ISSN : 1907-3321

Pengaruh Struktur Bagian Dalam Knalpot Standart dan Knalpot Modifikasi Diesel Stationer Terhadap Tingkat Kebisingan Lingkungan Agus Nugroho1) , Kunto Hamijoyo2) Teknik Mesin, Akademi Teknologi AUB Surakarta Email : [email protected] 2 Teknik Mesin, Akademi Teknologi AUB Surakarta Email : [email protected] 1

ABSTRACT Multi crises in Indonesia, resulting in the decline of the economy both in the cities and villages. However, in the village still can survive in the presence of small and medium enterprises (SMEs). SMEs include rice milling, corn milling, etc. sawmill. Machines are widely used herein are diesel engines stasioner.Kegiatan-production activities in the SME will also create new problems sound or noise pollution of the environment. For example, the noise generated from the exhaust of diesel engines when operating .With see picture above, the researchers see a close relationship between the structure of diesel engine exhaust section of the level of noise generated. The purpose of this study is to prove the concept that there is a correlation between the structure of the inner design of diesel exhaust with sound quality produced that will bring benefits to the design of more environmentally friendly exhaus. This study uses an experimental method in the location of SMEs milling corn by using SPL meter. Where 4 exhaust with different inner structure, mounted alternately on a stationary diesel exhaust assuming the same material and the exhaust gas pressure to the variation of the throttle is equal miskipun replaceable type muffler. . We measured noise levels with 2 different throttle positions, for each of the exhaust. Further cleavage to determine the structure of the inside. These results indicate that; The structure of the inside of the exhaust that allows the turbulence which results in the increasing number of acoustic energy exchange takes place will lead to increasingly low levels of noise generated, Similarly, if the diameter of the hole in the smaller sieve, will result in blocking the flow of combustion gases which resulted in an exchange of acoustic energy, causing decline in the level of noise. Noise for stationary diesel motors, after more than half the gas lever turns out that the dominant noise of the machine (either the vibration from.the.engine.or.engine.components). Keywords: Exhaust, Noise, Environment

Agus Nugroho : Pengaruh Struktur Bagian Dalam Knalpot Standart dan Knalpot Modifikasi.......

26


1.PENDAHULUAN Kegiatan-kegiatan produksi pada UKM ( usaha kecil menengah ) di pedesaan banyak menggunakan mesin diesel stasioner akan menimbulkan masalah baru yaitu polusi suara atau kebisingan. Hal ini akan mengganggu ketenangan masyarakat di sekitarnya. Di pedesaan banyak usaha penggilingan yang berada disekitar rumah-rumah hunian penduduk. Kesadaran masyarakat akan kualitas lingkungan semakin meningkat, sehingga sering terjadi tuntutan masyarakat akan pentingya penanganan masalah-masalah lingkungan yang berkaitan dengan kebisingan di suatu tempat, misalnya kebisingan yang dihasilkan dari knalpot mesin diesel sewaktu beroperasi dari pagi sampai sore.Dengan melihat gambaran di atas, maka peneliti melihat adanya keterkaitan yang erat antara bentuk bagian knalpot dalam mesin diesel terhadap tingkat kebisingan yang dihasilkan . Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuktikan konsep bahwa ada keterkaitan antara desain struktur bagian knalpot diesel dengan mutu suara yang dihasilkan dan juga untuk membuktikan konsep bahwa dengan membuat modifikasi/desain yang memungkinkan terjadinya banyak turbulensi akan menyebabkan banyaknya pertukaran energi akustik yang akhirnya membawa akibat semakin kecilnya energi akustik yang keluar dari knalpot diesel stasioner. Dalam penelitian ini , asumsi yang digunakan adalah dengan menggunakan satu disel yang sama , maka tingkat kebisingan suara yang masuk kedalam knalpot adalah sama , walaupun jenis knalpotnya diganti , juga dalam penelitian ini diasumsikan bahwa kebisingan dari luar ruang penelitian adalah kecil sekali pengaruhnya . Sedang hipotesa yang diajukan dalam penelitian ini adalah bentuk knalpot yang lebih banyak memungkinkan terjadinya pertukaran energi akustik dalam hal ini berarti struktur yang lebih banyak menghasilkan turbulensi akan menyebakan tingkat kebisingan suara yang dihasilkan akan semakin lebih redah . Beberapa penelitian yang mendasari dilakukannya penelitian ini adalah :

ISSN : 1907-3321

Dalam melaksanakan penelitian mengenai pengaruh bentuk bagian dalam knalpot terhadap tingkat kebisingan yang dihasilkan, maka langkah pertama adalah diadakan studi pustaka terhadap referensi yang berhubungan dengan penelitian tersebut, adapun beberapa referensi yang dapat dijadikan dasar dalam penelitian ini antara lain tertulis di bawah ini. Mattar ( 1977 ) ( Yadiono ( 2001 ) ), di dalam penelitian mengenai tingkat kebisingan di Singapura menyatakan bahwa sepeda motor menyumbang kebisingan lebih besar dari pada jenis kendaraan lain. Hassal ( 1979 ) ( Subagio ( 1995 ) ), menyatakan bahwa sumber utama kebisingan di daerah pemukiman termasuk didalamnya daerah perkantoran dan daerah pendidikan adalah kebisingan yang berasal dari knalpot sepeda motor, juga ditemukan bahwa kebisingan yang ditimbulkan oleh arus lalu lintas juga dapat mengganggu pedengaran manusia. Lord dkk ( 1980 ), menyatakan bahwa knalpot sepeda motor termasuk kedalam tipe reactive silincer yang bekerja dengan prinsip utama memantulkan gelombang suara yang datang dari sumber bunyi dan energi akustik akan diserap oleh pantulan-pantulan yang terjadi menggabungkan beberapa elemen reactive baik secara seri maupun secara paralel, sehingga bisa menghasilkan pengurangan tingkat kebisingan bunyi dengan lebih seragam. Cumming dan Chang ( 1988 ) menyatakan bahwa knalpot sepeda motor terdiri dari atas struktur yang berlobang-lobang baik itu berupa pipa maupun plat. Dan didalam penelitiannya Cumming dan Chang memodelkan knalpot sebagai saluran yang diberi lapisan, dimanan lapisan tersebut berfungsi sebagai resonator dan hasil penelitian mereka menyatakan bahwa suara yang keluar dari knalpot adalah suara dengan frekuensi rendah namun dengan amplitudo yang besar. Subagio ( 1989, 1995 ) dan Endang Rukmini ( 1997 ) mendapatkan bahwa suara yang dihasilkan dari knalpot terlebih lagi knalpot yang mempunyai peredam tidak sempurna merupakan sumber kebisingan yang sangat mengganggu. Dalam majalah Otomotif ( 2000 ) disebutkan untuk sebuah produk knalpot, bahwa mutu suara yang


27


dihasilkan sangat tergantung pada besar kecilnya turbulensi yang dihasilkan oleh desain silencer.

ISSN : 1907-3321

sehingga dikhawatirkan bila hal itu terjadi maka kebisingan yang muncul lebih dominan karena getaran struktur kendaraan dari pada kebisingan akibat energi akustik yang keluar dari ruang bakar.

2.METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan metode eksperimental di lokasi UKM penggilingan dengan menggunakan SPL meter. Data yang diperoleh adalah data tingkat kebisingan dari knalpot yang dalam deci Bell ( dB ) dan juga data struktur bagian dalam dari knalpot mesin diesel stasioner. Variabel penelitian adalah tipe dari knalpot dan pergeseran tuas gas dari mesin diesel stasioner ( rpm menengah dan rpm tinggi ). Adapun pelaksanaan penelitian dapat diterangkan sebagai berikut : 1. Mesin diesel stasioner yang digunakan disiapkan / disetting sebagai sumber suara. 2. Setelah mesin disiapkan, knalpot pertama yang akan diteliti dipasang, kemudian dipasang pengarah suara dan diujung pengarah suara ini, ditempatkan SPL-meter yang diletakkan menurut standar pengukuran. 3. Mesin diesel stasioner dihidupkan dan putaran mesin ditahan pada rpm tertentu, kemudian tingkat kebisingan yang terjadi dilihat pada SPL SPLmeter dan dicatat. 4. Pencatatan diulangi untuk beberapa rpm yang berbeda ( dengan memvariasikan pergeseran tuas gas yang berbeda ). 5. Setelah selesai pencatatan untuk knalpot pertama, dilakukan hal serupa untuk jenis knalpot yang lain. 6. Setelah pencatatan data selesai untuk semua knalpot, maka knalpot-knalpot knalpot tersebut dibelah pada arah memanjang anjang untuk dilihat struktur bagian dalamnya dan kemudian dianalisa menurut teori yang ada untuk kemudian dikaitkan dengan hasil pencatatan data. Pada penelitian ini, untuk lebih memantapkan hasil penelitian dipakai dua jenis knalpot yang berasal dari merek rek yang berbeda tapi dengan spesifikasi yang sama dan dua jenis knalpot modifikasi .Sedangkan tingkat pergeseran tuas gas yang digunakan hanya dua macam, karena lebih dari itu struktur kendaraan telah bergetar

HASIL DAN PEMBAHASAN 3.HASIL 1. Tingkat kebisingan Knalpot I

I/ dongfeng Gambar 1. Belahan Knalpot I/diesel Tabel 1. Tingkat Kebisingan Knalpot I Data tingkat kebisingan Knalpot I Posisi handel gas 1 No

Posisi handel gas 2

dB

No

1

Rata-rata 5 detik ke 1 s/d 10

1


98.18

2

11 s/d 20

3

103.19

98.47

2

11 s/d 20

103.42

21 s/d 30

98.62

3

21 s/d 30

103.20

4

31 s/d 40

98.48

4

31 s/d 40

103.38

5

41 s/d 50

98.44

5

41 s/d 50

103.25

6

51 s/d 60

98.33

6

51 s/d 60

103.09

7

61 s/d 70

98.42

7

61 s/d 70

103.23

8

71 s/d 80

98.56

8

71 s/d 80

103.28

9

81 s/d 90

98.50

9

81 s/d 90

103.18

10

91 s/d 100

98.47

10

91 s/d 100

103.29

Rata-rata

98.447


Rata-rata

dB

103.251

28


ISSN : 1907-3321

2. Tingkat kebisingan Knalpot II

3. Tingkat kebisingan Knalpot IIII

II/diesel Gambar 2. Belahan Knalpot II/

Gambar. 3. Belahan knalpot tipe 3

Tabel 2. Tingkat Kebisingan Knalpot 2

Tabel 3. Tingkat kebisingan Knalpot IIII

Data tingkat kebisingan Knalpot II Posisi handel gas 1 No 1


dB 103.15

2

11 s/d 20

3

21 s/d 30

Data tingkat kebisingan Knalpot III Posisi handel gas 1

Posisi handel gas 2 No

dB

No

Rata-rata

dB


Rata-rata 5

dB

1

Rata-rata rata 5 detik ke 1 s/d 10

105.76

1

1 s/d 10

101.44

1

1 s/d 10

104.67

103.07

2

11 s/d 20

105.57

2

11 s/d 20

101.80

2

11 s/d 20

105.17

103.24

3

21 s/d 30

104.86

3

21 s/d 30

101.90

3

21 s/d 30

104.97

31 s/d 40

101.82

4

31 s/d 40

104.95

5 detik ke

detik ke

4

31 s/d 40

102.87

4

31 s/d 40

105.68

4

5

41 s/d 50

103.14

5

41 s/d 50

105.49

5

41 s/d 50

101.53

5

41 s/d 50

105.10

6

51 s/d 60

101.52

6

51 s/d 60

104.84

7

61 s/d 70

101.60

7

61 s/d 70

104.91

8

71 s/d 80

101.95

8

71 s/d 80

104.96

9

81 s/d 90

101.78

9

81 s/d 90

104.97

10

91 s/d 100

101.54

10

91 s/d 100

104.95

6

51 s/d 60

103.36

6

51 s/d 60

105.82

7

61 s/d 70

103.00

7

61 s/d 70

105.51

8

71 s/d 80

103.51

8

71 s/d 80

105.77

9

81 s/d 90

103.30

9

81 s/d 90

105.12

10

91s/d 100

103.18

10

91 s/d 100

105.40

Rata-rata

103.182

Rata-rata rata

Rata-rata

101.688

Rata-rata

104.949

105.498


29


ISSN : 1907-3321

4. Tingkat kebisingan Knalpot Modifikasi

URUTAN TINGKAT KEBISINGAN DARI 4 MACAM KNALPOT PENELITIAN

108 106

105.498 104.949 103.829 103.251

104 103.182 102

101.688 101.447

100 98.447

98

Knalpot 2

96

Knalpot 3

94

1 modifikasi Knalpot

2

Knalpot 1

Tabel. 4.5

Data akhir tingkat kebisingan dari 4 macam knalpot Gambar. 4.3 Belahan knalpot Modifikasi Tabel. 4.4 Tingkat kebisingan knalpot Modifikasi Data tingkat kebisingan Knalpot modifikasi Posisi handel gas 1 No

Rata-rata 5

dB


detik ke

Rata Rata-rata 5

dB

detik ke

1

1 s/d 10

101.71

1

1 s/d 10

103.69

2

11 s/d 20

101.35

2

11 s/d 20

104.00

3

21 s/d 30

101.75

3

21 s/d 30

103.86

4

31 s/d 40

101.48

4

31 s/d 40

103.72

5

41 s/d 50

101.21

5

41 s/d 50

103.98

6

51 s/d 60

101.30

6

51 s/d 60

103.89

7

61 s/d 70

101.52

7

61 s/d 70

103.79

8

71 s/d 80

101.36

8

71 s/d 80

103.82

9

81 s/d 90

101.36

9

81 s/d 90

103.69

10

91 s/d 100

101.43

10

91 s/d 100

103.85

Rata-rata

101.447

Rata--rata

No

Tingkat kebisingan , Posisi

Urutan Tkt

Handle Gas

Kebisingan dari

Knalpot 1

2

rendah ketinggi

1

I

98.447 dB

103.251 dB

1

2

II

103.182 dB

105.498 dB

4

3

III

101.688 dB

104.949 dB

3

4

Mdfkasi

101.447 dB

103.829 dB

2

103.829


30


Pembahasan hasil Dari hasil penelitian yang terlihat dalam tabel 4.5 di atas terlihat bahwa kebisingan terendah mulai / terjadi pada knalpot kesatu diikuti oleh knalpot modifikasi, knalpot tiga dan yang kebisingan tertinggi adalah knalpot kedua. Dan yang terpenting kebisingan untuk motor disel stasioner , setelah tuas gas lebih dari setengah ternyata yang dominan adalah kebisingan dari suara mesin , bukan dari knalpot, ini terlihat untuk ke empat knalpot tingkat kebisingan hampir sama , ketika tuas gas lebih dari setengah ( tidak dimasukan data .)

ISSN : 1907-3321

UCAPAN TERIMA KASIH Tim peneliti mengucapkan terima kasih pada semua pihak yang telah membantu terlaksananya penelitian ini , hingga dapat berjalan lancar dan selesai tepat waktunya . Terutama kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional yang telah membiayai penelitian ini melalui Proyek Penelitian Dosen Pemula, dengan surat perjanjian pelaksanaan penelitian no, Nomor : 023/SP/PDP/ATAUB/V/2014

5. RFERENSI 4.-KESIMPULAN Dari hasil penelitian mengenai pengaruh bentuk struktur bagian knalpot terhadap tingkat kebisingan yang dihasilkan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : - Struktur bagian dalam knalpot yang memungkinkan terjadinya turbulensi yang berakibat pada semakin banyaknya terjadi pertukaran energi akustik akan menyebabkan semakin rendahnya tingkat kebisingan yang dihasilkan . - Diameter lubang pada saringan semakin kecil dan jumlah lubang juga sedikit, akan berakibat menghalangi aliran gas pembakaran yang berakibat terjadi pertukaran energi akustik sehingga menyebabkan turunnya tingkat kebisingan, Kasus knalpot III. - Kebisingan untuk motor disel stasioner , setelah tuas gas lebih dari setengah ternyata yang dominan adalah kebisingan dari mesin ( baik itu getaran mesin atau dari komponen mesin ). Terlihat pada grafik ketika handle gas pada posisi ke dua , untuk ke empat knalpot nilai tingkat kebisingan mendekati sama , ketika handle gas pada posisi ke dua.

----------,2000, Knalpot Bazoka Tiger , Majalah Otomotif , No, 29/ X Cumming,A.,Chang,I.J.,High Amplitude Sound Propagator at Low Frequency in A Flow Duct Sured with Resonator : A Time Domain Solution , Journal Of Vibration ,Acoustic, Stress,and Reliability in design, Vol IV , 525-551 Endang Rukmini P., Mencari Korelasi Tingkat Kebisingan Lalu Lintas Dengan Jumlah Kendaraan Yang Lewat di Jalan Kali Urang, Media Teknik No. 4/XIX,90-92 Eversman,W.,Park,J.M.,1989,Far Field Acoustic Radiator From an Expansion Chamber ,Journal Of Vibration , Acoustic ,Stress and Reliabity in Design Vol . III,208-213 Lea Prasetyo ,1993, Akustik Lingkungan, Penerbit Erlangga Jakarta Lord, H.W., Gatley,W.S., Evensen , H.A., 1980 , Noise Control For Enginer ,Mc Graw Hill BO., Co., New York Kinsler ,L.E., Coppens,A.B., Frey , A.R ., Sanders,J.V., 1982, Fundamentals of Acoustic , John Willey & Sons , New York


31


ISSN : 1907-3321

Subagio,1989, Kebisingan Lalu Lintas di Yogyakarta , Media Teknik no. 2/XI,58-66 Subagio , 1995, Tingkat Kebisingan Lalu Lintas di Lingkungan Kampus Universitas Gajah Mada, Media Teknik No .3/XVII,94-97


32

Pengaruh Struktur Bagian Dalam Knalpot Standart dan Knalpot Modifikasi Diesel Stationer Terhadap Tingkat Kebisingan Lingkungan

Recommend Documents