## PENGARUH VARIASI DURASI CAMSHAFT TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR BAKAR 4 LANGKAH
1 2 2 Feri Stya Putra  , Andi Sanata  , Aris Zainul Muttaqin
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Jember Jln. Kalimantan 37, Jember 68121 E-mail :

## ABSTRAK
Untuk mendapatkan performa mesin yang maksimal salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan modifikasikasi pada poros bubungan (camshaft). Ubahan dapat dilakukan dengan mengubah atau memodifikasi waktu membuka dan menutupnya katup. Seperti yang telah diketahui bahwa besar tenaga yang dihasilkan oleh mesin dipengaruhi oleh banyaknya gas sisa yang keluar pada ruang bakar. Banyaknya campuran udara dan bahan bakar yang masuk dan gas sisa pembakaran diatur oleh durasi buka tutup katup. Untuk itu lah perlu dilakukan penelitian sejauh mana pengaruh ubahan durasi oleh camshaft terhadap peningkatan daya dan torsi mesin, yang selanjutnya dapat diperoleh ukuran durasi pasti yang paling sesuai untuk menghasilkan daya dan torsi yang besar. Daya efektif yang dihasilkan pada variasi durasi camshaft 220° yaitu pada RPM 6000 sebesar 7,7 HP, variasi durasi camshaft 227°; yaitu pada RPM 6500 sebesar 8,49 HP, variasi durasi camshaft 233°; yaitu pada RPM 6500 sebesar 8,77 HP, variasi durasi camshaft 239°; yaitu pada RPM 6500 sebesar 9,53 HP. Momen putar rata - rata maksimum yang dihasilkan pada variasi durasi camshaft 220°; yaitu pada RPM 6000 sebesar 1,37 N.m. Variasi durasi camshaft 227°; yaitu pada RPM 6000 sebesar 1,43 N.m. Variasi durasi camshaft 233°; yaitu pada RPM 6000 sebesar 1,47 N.m. Variasi durasi camshaft 239°; yaitu pada RPM 6500 sebesar 1,51 N.m.
Kata kunci : Durasi Chamsaft, Torsi, daya, dan FC(fuel Consumtion).

## feristyaputra@gmail.com

## PENDAHULUAN
Krisis energi merupakan salah satu masalah yang sedang dihadapi saat ini, terutama berkenaan dengan menipisnya  cadangan  minyak  bumi  dan  semakin tingginya jumlah kendaraan bermotor[1].
Kendaraan bermotor merupakan salah satu alat transportasi,  yang  memerlukan engine sebagai penggerak  mulanya,  baik  roda  dua  maupun  roda empat. Motor bakar merupakan salah satu engine yang digunakan  sebagai  penggerak  mula  tersebut,  yang merupakan suatu mesin konversi energi yang merubah energi kalor menjadi energi mekanik. Dengan adanya energi  kalor  sebagai  suatu  penghasil  tenaga  maka sudah  semestinya  memerlukan  bahan  bakar  dan sistem pembakaran yang terjadi sebagai sumber kalor tersebut.  Dalam  hal  ini  bahan  bakar  yang  sering digunakan pada kendaraan bermotor maupun engine industri  adalah  bensin  dan  solar,  meskipun  banyak dijumpai  bahan  bakar  non  oil,  seperti coal dan  gas sebagai bahan bakar alternatif. Oleh karena itu perlu adanya  pemikiran  dalam  mendisain  suatu engine dengan efisiensi yang tinggi[2].
Salah  satu  cara  untuk  meningkatkan  perbaikan torsi  adalah  dengan  memperbesar  kapasitas  mesin. Peningkatkan  kapasitas  mesin  dapat  digunakan dengan  cara  memperbesar  diameter  piston  atau dengan cara stroke up (memperpanjang langkah) pada mesin  tersebut.  Memperbesar  diameter  piston  ( bore
up )  dapat  menambah  resiko  sebesar  10%  pada  saat tenaga maksimal[3].
F.X.Sukijo (2008) meneliti tentang pengaruh durasi camshaft terhadap unjuk kerja motor bensin 4 langkah.  hasil  dari  penelitiannya  menyimpulkan konsumsi  bahan  bakar  lebih  banyak,  dari  3.32 mililiter/HP.jam  pada  durasi  210°  menjadi  5,48 mililiter/HP.jam  pada  durasi  290°.Daya  mesin  dan torsi  meningkat.daya  mesin  terbesar7,3HP,  pada putaran 10.000rpm dengan durasi camshaft 290°[4].
Untuk  menghasilkan  sepeda  motor  dengan performa  yang  tinggi  banyak  cara  yang  ditempuh  oleh para  mekanik,  salah  satunya  dan  yang  paling  penting adalah dengan melakukan modifikasi pada bagian mesin.
Untuk  melakukan  modifikasi  ada  kepala silinder ada berbagai macam cara, antara lain melakukan porting pada saluran masuk dan buang, mendesain ulang ruang  bakar,  memperbesar  lubang ventury pada karburator,  melakukan  ubahan  pada  katup  masuk  dan buang  dan  masih  banyak  lagi  yang  lainnya.  Hal-hal tersebut  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  memperoleh sebanyak mungkin pasokan bahan bakar dan udara yang dapat masuk kedalam kepala silinder. Dengan kata lain, hal  tersebut  bertujuan  untuk  memperoleh  efisiensi volumetris,  semaksimal  mungkin  dimana  diharapkan dapat  menghasilkan  tenaga  seoptimal  mungkin.  Untuk mendapatkan efisiensi volumetris, semaksimal mungkin dimana diharapkan dapat menghasilkan tenaga seoptimal
mungkin.  Untuk  mendapatkan  efisiensi  volumetris sebesar-besarnya  sehingga  dapat  menghasilkan  tenaga yang paling optimal, salah satu cara yang dapat dilakukan adalah  dengan  melakukan  modifikasikasi  pada  poros bubungan (camshaft)
Ubahan  dapat  dilakukan  dengan  mengubah atau  memodifikasi  waktu  membuka  dan  menutupnya katup. Seperti yang telah dietahui bahwa besar tenaga yang dihasilkan oleh mesin dipengaruhi oleh banyaknya gas  sisa  yang  keluar  pada  ruang  bakar.  Banyaknya campuran udara dan bahan bakar yang masuk dan gas sisa  pembakaran  diatur  oleh  durasi  buka  tutup  katup. Untuk itu lah perlu dilakukan penelitian sejauh mana pengaruh  ubahan  durasi  oleh camshaft terhadap peningkatan  daya  dan  torsi  mesin,  yang  selanjutnya dapat diperoleh ukuran durasi pasti yang paling sesuai untuk menghasilkan daya dan torsi yang besar.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah  metode  eksperimental,  yaitu  metode  yang digunakan  untuk  menguji  dan  menemukan  variasi yang tepat terhadap penelitian yang sudah dilakukan dengan menambahkan beberapa perlakuan variasi.
Gambar dari skema alat uji ditunjukkan pada Gambar 1.

## HASIL PENELITIAN
Data  hasil  pengujian  tentang  torsi,  daya efektif dan FC pada durasi 220°, 227°, 233°, dan 239° dapat dilihat pada Tabel 1,2,3 dan 4.
Tabel 1. Data torsi hasil penelitian.
Tabel 2. Data Daya efektif hasil penelitian.
Tabel 3. Data FC( Fuel Comsumption ) hasil penelitian.
Tabel 4.  Data  FC( Fuel  Comsumption) metode  satu kali tarikan hasil penelitian.

## PEMBAHASAN
Analisa  hubungan  antara  torsi  terhadap putaran  mesin  yang  dibahas  meliputi  torsi  yang dihasilkan pada durasi camshaft 220°,227°,233°,dan 239° dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Menunjukan  hubungan  antara  torsi dengan putaran menggunakan variasi durasi camshaft 220°, 227°, 233°, dan 239°.
Dari Gambar 2 dapat diketahui bahwa variasi durasi  camshaft  berpengaruh  terhadap  torsi  yang dihasilkan  oleh  mesin  selama  pengujian.  Pada pengujian 220° torsi maksimum didapat pada putaran 6000 RPM sebesar 1,37 Nm, pada variasi durasi 227° didapatkan  Torsi  maksimum  yaitu  sebesar  1,43  Nm
Putra , Jurnal ROTOR, Volume 6  Nomor 2, November 2013 F.E.
T ORSI RPM
pada  putaran  6000  rpm,  pada  variasi  durasi  233°, didapatkan  torsi  maksimum  sebesar  1,47  Nm  pada putaran  6000  rpm,  dan  pada  variasi  durasi  239° didapatkan  torsi  maksimum  sebesar  1,51  Nm  pada putaran  6500  rpm.  Pada  kondisi  tersebut  berarti semakin besar durasi camshaft torsi dapat meningkat sebesar  0,14  Nm  dari  pada  kondisi  standar(220°) dengan variasi durasi 239°.
Ada beberapa hal yang mempengaruhi torsi diatas, salah satunya yaitu; pengaruh waktu dari durasi camshaf,  yaitu  yang  semula  dalam  kondisi  keadaan standart(220°) di rubah menjadi 227°, 233°, dan 239°. Maka katup akan membuka lebih cepat dan menutup lebih lama, misalkan pada katup standart(220°) katup in  membuka  5°  sebelum  TMA  dan  menutup  37° sesudah TMB.  Pada  katup  out,  katup  membuka  34° sebelum TMB dan menutup 5° sesudah TMA; di rubah menjadi  katup  in  membuka  8°  sebelum  TMA  dan katup  in  menutup  40°  sesudah  TMB  dan  katup  out membuka 37° sebelum TMB dan menutup 8° sesudah TMA(pada  durasi  227°).  Pada  durasi  233°  katup  in membuka  11°  sebelum  TMA  dan  menutup  43° sesudah  TMB,  dan  katup  out  membuka  40°  sebelu TMB  dan  menutup  11°  sesudah  TMA.  Pada  durasi 239°  katup  in  membuka  14°  sebelum  TMA  dan menutup 46° sesudah TMB, pada katup out membuka 43°  sebelum TMB  dan  menutup  14°  sesudah TMA. Dengan durasi yang semakin tinggi maka katup akan membuka lebih cepat dan menutup lebih lama, hal ini akan  mengakibatkan  pasokan  bahan  bakar  yang bercampur  udara  yang  masuk  kedalam  ruang  bakar semakin besar, hal ini berpengaruh pada pembakaran yang ada di ruang bakar. Ledakan bunga api(tekanan) yang  mendorong  torak  untuk  melakukan  kerja semakin  besar  sehingga  torak  berputar  lebih  cepat dalam melakukan kerja dan tenaga yang di hasilkan semakin besar(maksimal).
Hubungan antara daya efektif yang dihasilkan dengan  putaran  mesin  pada  kondisi  standart  dengan menggunakan variasi durasi camshaft 220°, 227°, 233°, dan 239°. dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Menunjukkan  perbandingan  daya  efektif variasi  durasi  camshaft  220°,  227°,  233°, dan 239°.
Dari Gambar 3 diatas dapat diketahui bahwa penggunaan  variasi  durasi  camshaft  berpengaruh terhadap daya efektif yang dihasilkan. Pada pengujian standar(220°),  daya  efektif  maksimum  dicapai  pada putaran  6000  rpm  yaitu  sebesar  7,5HP.  Pada  variasi durasi  227°  daya  efektif  maksimum  yaitu  8,49  HP pada  putaran  6500  rpm.  Disini  terlihat  kenaikan dengan  selisih  daya  efektif  sebesar  0,99  HP  dari kondisi standar. Pada kondisi variasi durasi 233° daya efektif maksimum yaitu sebesar 8,77 HP Pada putaran 6500  rpm  disini  Daya  efektif  maksimum  cenderung mengalami  kenaikan  1,27  HP  dibanding  kondisi standar. Pada variasi durasi 239° daya efektif maksimu yaitu 9,53 HP pada putaran 6500 rpm yaitu atau selisih sekitar  2,03  HP  dibanding  kondisi  standart.  Pada variasi  220°  dibandingkan  dengan  standar  maupun variasi  lainya  menunjukkan  Daya  efektif  yang kenaikannya cukup signifikan.
Dari hasil penelitian yang dilkakukan, dapat disimpulkan  bahwa  semakin  besar  variasi  durasi camshaft, daya maksimum rata – rata yang dihasilkan akan  semakin  besar.  Hal  ini  dikarenakan  semakin besar  bukaan  katup  maka  bahan  bakar  yang  akan masuk  ke  ruang  bakar  semakin  banyak  sehingga pembakaran yang ada di ruang bakar bisa maksimal.
Analisa  FC  ( Fuel  consumption) terhadap putaran  mesin  yang  akan  dibahas  meliputi  FC  yang dibutuhkan  pada  kondisi  standart  dan  pada  kondisi dengan  menggunakan  variasi  durasi  camshaft  220°, 227°, 233°, dan 239° dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Menunjukkan  grafik  perbandingan  FC dengan putaran mesin dengan mengguna- kan  variasi  durasi  camshaft  220 ° ,  227 ° , 233 ° , dan 239 ° .
Dari  Gambar  4  dapat  diketahui  Dari  grafik diatas dapat diketahui pada putaran 3000 rpm s/d 9000 rpm,  FC  pada  variasi  durasi  239°  lebih  besar.  Ini berarti  pada  putaran  tersebut  konsumsi  bahan  bakar pada  variasi  durasi  239°  lebih  boros  dari  pada menggukan variasi durasi 220°, 227°, dan 233°. Hal Ini  disebabkan  karena  pengaruh  variasi  durasi
Putra , Jurnal ROTOR, Volume 6  Nomor 2, November 2013 F.E.
camshaft  yang  lebih  besar  sehingga  mengakibatkan sistem buka tutup katup yang lebih besar dari durasi standartnya,  akibatnya  bahan  bakar  yang  masuk  ke dalam ruang bakar akan bertambah banyak sehingga pembakarannya  menjadi  optimal(semakin  besar). Pada  putaran  3000  rpm  dalam  kondisi  FC standar(220°)  menghasilkan  FC  0,29  kg/jam sedangkan FC yang menggunakan variasi durasi 227° menghasilkan FC 0,3 kg/jam. Pada FC menggunakan 233°  diperoleh  FC  0,31kg/jam  dan  pada  FC  variasi durasi  239°  didapat  FC  0,32  kg/jam,  Jadi  putaran mesin 3000 rpm FC durasi 239° lebih boros kurang lebih 0,01 Kg/jam.
Analisa  pengujian  FC  dengan  motode  satu tarikan ini percobaan serentak akan dibahas meliputi FC  standart  (tanpa  alat)  dan  pada  kondisi  dengan menggunakan  variasi  durasi  camshaft  220°,  227°, 233°, dan 239° dapa dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Menunjukkan  Grafik  Perbandingan  FC dengan metode satu tarikan pada keadaan standar dan variasi durasi camshaft 220°, 227°, 233°, dan 239°
Dari Gambar 5 menunjukkan FC metode satu kali  tarikan  sampai  12000  rpm,  Dari  grafik  diatas menunjukkan  FC  metode  satu  kali  tarikan  sampai 9000  rpm,  FC  durasi  220°  dengan  metode  tersebut menghabiskan  bahan  bakar  sebanyak  6,32  ml,  FC durasi 227° menghabiskan bahan bakar sebanyak 6,73 ml,  FC  durasi  233°  menghabiskan  bahan  bakar sebanyak  7  ml  dan  FC  durasi  239°  menghabiskan bahan bakar sebanyak 7,23 ml.
Nilai konsumsi bahan bakar dipengaruhi oleh :
1.  Daya  efektif  rata-rata  yang  dihasilkan dibandingkan  dengan  konsumsi  bahan  bakar yang digunakan (efektif).
2.  Waktu untuk mencapai nilai daya efektif rata – rata maksimum
3. Ketepatan  penyalaan  pengapian  pada    durasi camshaft tertentu.
Dengan  variasi  durasi  yang  semakin  tinggi
maka  akan  mengakibatkan  katup  membuka  lebih cepat dan menutup lebih lama, maka pasokan bahan bakar  dan  udara  yang  masuk  ke  dalam  ruang  bakar semakin bertambah. Sehingga hasil pembakaran yang ada di ruang bakar semakin besar dan tenaga yang di hasilkan semakin besar pula. Hal ini berpengaruh pada konsumsi bahan bakar yaitu semakin besar durasinya maka  pasokan  bahan  bakar  semakin  bertambah (boros),  sementara  torsi  dan  daya  yang  dihasilkan semakin meningkat.

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang dilakakukan, dapat disimpulkan  bahwa  durasi  besar  cocok  untuk  RPM tinggi  karena  mempunyai  waktu  yang  cukup  untuk memberi bahan bakar yang masuk dan keluar di dalam ruang  bakar.  Semakin  besar  udara  dan  bahan  bakar yang  masuk  kedalam  ruang  bakar,  maka pembakarannya semakin besar dan optimal. Hal ini di karenakan,  percikan  bunga  api  yang  menimbulkan ledakan di ruang bakar yang mengakibatkan tekanan torak  bergerak  ke  bawah(bergerak  ke  TMB), tenaganya semakin besar.

## SARAN
Beberapa  saran  yang  dapat  diberikan  oleh penulis dari hasil penelitian ini yaitu antara lain:
1. Pada  penelitian  ini  lebih  fokus  pada  durasi camshaft,  sedangkan  pada  temperatur  dan kelembapan  udara  di  ruang  bakar  tidak  diteliti. Sehingga untuk penelitian selanjutnya diharapkan untuk meneliti temperatur dan kelembapan udara di ruang bakar.
2. Diperlukan  blower  berkapasitas  besar  untuk mendinginkan mesin sewaktu pengujian.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Prihardintama,  Sakti.  2010. Pengaruh  Durasi Noken As Terhadap Unjuk Kerja Honda Karisma Dengan Menggunakan Dua Busi. Surabaya : TA- ITS
[2] Badrawada,  I  Gusti  Gede.  2008. Pengaruh Perubahan  Terhadap  Prestasi  Mesin  Motor  4 Langkah . Jurnal Forum Teknik Vol 32
[3]  Bell, A. Graham. 2006. Four-Stroke Performance Tuning. Third  Edition.  California  “  Haynes Publishing.
[4]  Fx.sukijo  (2008)  , Durasi  camshaft  terhadap unjuk kerja motor bensin 4 langkah.
Putra , Jurnal ROTOR, Volume 6  Nomor 2, November 2013 F.E.
Konsumsi Bahan Bakar / ml