## ANALISIS SIFAT MEKANIS ANTARA NOKEN AS STANDAR DAN NOKEN AS REKONDISI PADA SEPEDA MOTOR

## ABSTRAK
Noken  as  adalah  komponen  yang  terletak  di  kepala  silinder  dengan  lingkaran batang  yang  memiliki  tonjolan  pada  beberapa  sisinya  Seiring  dengan  waktu penggunaan  dan  jarak  tempuh,  maka  noken  as  pada  mesin  sepeda  motor  empat tak  lambat  laun  akan  mengalami  keausan.  Proses  perbaikan  noken  as  pada sepeda  motor  dengan  menggunakan  ring  piston  bekas  bertujuan  untuk mengembalikan  profil  dari  noken  as  yang  telah  mengalami  keausan,  sehingga waktu buka tutup katup kembali sesuai dengan siklus mesin empat langkah. Dari hasil pengujian performa (dynotest) dari noken as standar power maksimal yang dihasilkan  4,73  hp  pada  6000  rpm  dan  torsi  maksimalnya  yaitu  6,0  N.m  pada 5000 rpm, sedangkan untuk noken as rekondisi power maksimal yang dihasilkan 4,87 hp pada 600 rpm dan torsi maksimalnya yaitu 6,1 N.m pada 5000 rpm. Hasil uji  komposisi  kimia  untuk  noken  as  standar  C:2,42%,  Si:1,70%,  Mn:0,677%%, P:0,701%  dan  noken  as  rekondisi  C:3,53%,  Si:2,14%,  Mn:0,258%,  Cu:0,254%. Hasil  pengujian  dengan  metode  Vickers,  nilai  kekerasan  rata-rata  noken  as standar  469,1  HVN,  dan  nilai  kekerasan  rata-rata  noken  as  rekondisi  497,18 HVN. Kemudian untuk hasil pengujian metallografi noken as standar dan noken as  rekondisi  yaitu  sama-sama  menunjukkan  struktur  grafit  nodul  dikelilingi  ferit dalam matrik perlit.
Kata Kunci : Nolen As, Test mettalografi, Dynotest, Hardness Test
1. Pendahuluan
Fungsi  dari noken  as adalah  untuk mengontrol  bukaan  katup,  baik  katup  hisap maupun katup buang pada waktu yang telah ditentukan oleh siklus mesin empat langkah. Arti  mengontrol  disini  adalah  menentukan waktu  mulai  dari  sudut  berapa  derajat sampai  dengan  berapa  derajat  sebelum  atau sesudah  Titik  Mati  Atas  (TMA)  atau  Titik Mati  Bawah  (TMB).  Pada  beberapa  jenis kendaraan  memiliki  penghubung  antara batang  klep  dengan noken  as ,  yang dinamakan  pelatuk (rocker  arm) .  Bentuk dari noken  as berbeda-beda  pada  sebuah
sepeda  motor  semua  tergantung  dari  posisi dan  panjang  pelatuk (rocker  arm), volume silinder , berapa  tenaga  yang  ingin  dicapai, dan  di  putaran  mesin  berapa  akan  didapat tenaga  maksimalnya.Seiring  dengan  waktu penggunaan  dan  jarak  tempuh,  maka noken as pada  mesin  sepeda  motor  empat  langkah lambat  laun  akan  mengalami  keausan. Tanda-tanda noken as yang telah mengalami keausan salah satunya yaitu timbulnya suara kasar di kepala silinder dan waktu pengapian pada mesin menjadi tidak tepat. Berdasarkan latar  belakang  di  atas,  maka  penelitian  ini dilakukan.
Eri Diniardi 1 Koos Sardjono 2 Ahmad Sarifudin 3 eridiniardi@yahoo.co.id k.sardjono@yahoo.co.id Ah.Sarifudin@yahoo.com Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta

## 2. Metode Penelitian
Dengan melakukan beberapa pengujian pada noken  as  maka  Diharapkan noken  as yang telah di rekondisi memiliki ketahanan dalam penggunaannya serta mengembalikan waktu buka tutup katup sesuai dengan siklus mesin empat  langkah.  Untuk  mendapatkan  data yang  diambil  adalah  data noken  as yang telah direkondisi. Dan untuk pengujian pada material  yaitu:  Uji  Performa (Dynotest), Uji Komposisi  Kimia,  Uji  Kekerasan  dan  Uji Metalografi
3. Hasil dan Pembahasan
3.1  Data Hasil Uji Performa (Dynotest) Data hasil uji performa (dynotest) dari noken as standar, noken  as yang  telah  mengalami keausan,  dan noken  as yang  telah  di rekondisi  menggunakan  Dynojet  250i.  Pada proses  pengujian  ini,  sepeda  motor  yang digunakan yaitu Honda Supra X tahun 2001 dengan kondisi mesin standar. Data hasil uji performanya  dapat  dilihat  pada  grafik berikut ini:
Tabel 3.1 Data Hasil Power dan Torsi Dari Masing-masing Noken as
3.2 Pembahasan Hasil Pengujian Performa (Dynotest)
Pada noken  as standar,  power  maksimal yang  dihasilkan  mencapai  4,73  hp  pada 6000  rpm.  Sedangkan  pada noken  as yang telah  mengalami  keausan  power  maksimal yang  dihasilkan  hanya  3,98  hp  pada  5000
rpm.  Kemudian  untuk  torsi  maksimal  yang dihasilkan  dari noken  as standar  yaitu  6,0 N.m  pada  5000  rpm.  Dan  untuk noken  as yang  telah  mengalami  keausan  yaitu  5,4 N.m pada 4000 rpm. Berubahnya profil dari noken  as (bagian nose )  yang  telah mengalami  keausan  mengakibatkan  waktu pengapian  yang  kurang  tepat  seiring bertambahnya  putaran  mesin,  sehingga jalannya  motor  akan  terasa  tersendat-sendat dan tidak mencapai putaran maksimum pada mesin.  Untuk noken  as rekondisi,  power maksimal  yang  dihasilkan  yaitu  4,87  hp pada 6000 rpm, dan torsi maksimal 6,1 N.m pada  5000  rpm.  Hasil  uji  performa  pada noken as rekondisi hampir menyamai noken as standar.  Hal  tersebut  dikarenakan  bentuk dan  ukuran  dari noken  as rekondisi  yang presisi  (sesuai  dengan noken  as standar), sehingga  kinerja  mesin  dapat  optimal kembali.

## 3.3  Data Hasil Uji Komposisi Kimia
Tabel 3.2 Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia
NO Unsur Noken as Standar % Noken as Rekondisi % 1 C 2,42 3,53 2 Si 1,70 2,14 3 Mn 0,677 0,258 4 P 0,701 0,037 5 S > 0,150 0,014 6 Cr 0,125 0,014 7 Mo 0,431 < 0,005 8 Ni 8,89 0,007 9 Al 0,030 0,008 10 Cu 0,084 0,254 11 Nb 0,168 0,004 12 Ti 0,039 0,038 13 V 0,148 0,012 14 Fe 85,138 93,679 N o Putaran Mesin (rpm) Noken as Standar Noken as Aus Noken as Rekondisi Power (HP) Torsi (N.m) Power (HP) Torsi (N.m) Power (HP) Torsi (N.m) 1 3000 1,05 2,6 0,6 1,2 1,25 2,8 2 4000 3,00 5,6 3 5,4 3,22 5,8 3 5000 4,2 6,00 3,98 4,2 4,4 6,1 4 6000 4,73 5,33 2,2 2,6 4,87 5,42 5 7000 4,5 4,62 0 0 4,6 4,71 6 8000 4,1 3,6 0 0 4,2 3,8 7 9000 0 0 0 0
0 0
3.4 Pembahasan Hasil Pengujian Komposisi Kimia
 Berdasarkan pada hasil komposisi kimia pada  benda  uji noken  as standar  dan noken as rekondisi,  pada material noken as tersebut  diklarifikasikan  termasuk besi  tuang  jika  dilihat  pada  nilai karbonya,  dikarenakan  nilai  karbonnya berkisar antara 2,11% - 4,50% C.
 Pada noken  as standar,  unsur  2,42%  C dan  1,70%  Si  ,  unsur silicon dalam  besi tuang dapat meningkatkan kekuatan dari ferit  dan  sebagai  elemen  deoksidasi. Dengan demikian dapat menaikan kekuatan  besi  tanpa  mengakibatkan penurunan terhadap keuletan ( berfungsi sebagai penyetabil sementit ). Kemudian unsur  Ni  sebesar  8,89%  menjadikan bahan  mampu  dilas,  disolder,  dapat meningkatkan  ketangguhan,  kekuatan, tahan karat, menurunkan tegangan
panas, dan kecepatan dingin.
 Pada noken as rekondisi, unsur 3,53% C dan  2,14%  Si  dapat  meningkatkan kekerasan  pada  material  dan  mampu menahan  gesekan  secara  baik.  Tetapi unsur silicon yang lebih besar menjadikan  material  menjadi  getas (rentan retak). Kemudian Unsur mangan berfungsi  sebagai  deoksidasi  dari  besi selain  itu  berfungsi  sebagai  penyetabil sementit  dan  larut  didalamnya.  Ia membuat  butir-butir  halus  yang  perlitis dan mencegah pengendapan ferit, dengan penambahan unsur mangan akan didapatkan struktur perlit dan grafit yang dapat  menguletkan  dan  menguatkan besi.

## 3.5 Data Hasil Uji Kekerasan (Vickers)
Pengujian  kekerasan vickers merupakan pengujian  untuk  menentukan  kekerasan bahan dengan menggunakan indentor pyramid  pada  pengujian  kekerasan vickers masing  –  masing    benda  uji  diberi  5  titik penekanan agar menetukan perbedaan
kekerasan  pada  setiap  masing  –  masing benda uji tersebut.
Gambar 3.5 Titik Uji Kekerasan Pada Sampel Noken as Standar
Gambar 3.6 Titik Uji Kekerasan Pada Sampel Noken as Rekondisi
Dari  hasil  pengujian  kekerasan vickers setelah diambil 5 titik penekan menggunakan  piramid  136 0 dengan  beban penekanan  200  gf  dapat  diperoleh  data sebagai berikut:
Tabel 4.3 Data Hasil Pungujian Kekerasan Vickers (HVN)
362.2 643.9 516.4 391 432 456.6 548.6  508.8 508.8 463.1 0 100 200 300 400 500 600 700 50µm 150µm 250µm 350µm 450µm N ilai K e ke rasan ( H VN ) Jarak antar titik Noken as standar Noken as rekondisi
Dari  data  uji  kekerasan vickers pada noken as standar  dan noken  as rekondisi  pada masing  -  masing  titik  penekanan  dapat dilihat  dengan  menggunakan  grafik  pada gambar 3.7.
Gambar 3.7 Grafik Nilai Kekerasan Noken as Standar dan Noken as Rekondisi

## 3.6 Pembahasan  Hasil  Uji  Kekerasan
(Vickers)
Pada  pengujian  kekerasan  data  hasil  nilai kekerasan  dengan  metode vickers yang sudah dirata – ratakan pada tiap – tiap benda uji.  Untuk  material noken  as standar  nilai kekerasan rata – rata 469,1 HVN, sedangkan
noken  as rekondisi  nilai  kekerasan  rata  – rata 497,18 HVN. Jadi  nilai  kekerasan pada noken as rekondisi lebih tinggi dibandingkan  dengan noken  as standar , dikarenakan  pada noken  as rekondisi komposisi kimia kadar karbon dan silikonnya  lebih  besar  dibandingkan  dengan noken  as standar.  Kadar  karbon  yang  tinggi pada  besi  dapat  menaikan  kekuatan  dan kekerasan besi tuang, akan tetapi keuletannya  akan  menurun.  Sedangkan unsur  silikon  mempunyai  sifat  ketahanan aus, dan ketahanan terhadap panas dan karat.

## 3.7 Data Hasil Pengujian Metallografi
Pada  pengujian  metalografi  dimaksudkan untuk  mengetahui  fasa  -  fasa  yang  terdapat pada noken  as sandar  dan noken  as tambahan logam yang sudah di etsa nital 3% dengan  menggunakan  mikroskop  optik dengan pembesaran 500X
Gambar  3.8  Foto  Struktur  Mikro Noken  as Standar (Area Pinggir) Pembesaran 500x
N o Jarak (µm) Kekerasan (HVN) Keterangan Standard Rekondis i 1 50 362,2 456,6 Beban 200gf Indentor intan 2 150 643,9 548,6 3 250 516,4 508,8 4 350 391,0 508,8 5 450 432,0 463,1
Rata-rata 469,1 497,18
Gambar 3.9 Foto Struktur Mikro Noken as Standar (Area Tengah) Pembesaran 500x
Gambar 3.10 Foto Struktur Mikro Noken as Rekondisi (Area Pinggir) Pembesaran 500x

## 3.8 Pembahasan Hasil Pengujian
Metallografi
 Dari  hasil  pengujian  metalografi  pada benda uji noken as standar menunjukkan struktur  grafit  nodul  (bulat/speroid) dikelilingi  ferit  (berwarna  agak  terang atau putih) dalam matrik perlit (berwarna  agak  gelap).  Sedangkan  pada hasil  uji  metalografi    pada  benda  uji noken  as rekondisi  juga  menunjukkan struktur  grafit  nodul  dikelilingi  ferit dalam matrik perlit.
 Ferit  merupakan  modifikasi    struktur besi murni pada suhu ruang, dimana ferit menjadi  lunak  dan  ulet  karena  ferit memiliki  struktur Body  Centre  Cubic
(BCC),  maka  ruang  antara  atom- atomnya adalah kecil dan padat.
Sedangkan  perlit  merupakan noken as puran  khusus  yang  terjadi  atas  dua fasa  yang  terbentuk.  Yaitu  austenisasi dengan komposisi eutektoid yang bertransformasi menjadi ferit dan karbida.  Ini  dikerenakan  ferit dan karbida yang terbentuk secara bersamaan.
 Bentuk  grafit  nodul  (bulat/speroid) merubah  keuletan  dan  meningkatkan kekuatan  tarik  besi  tuang.  Mempunyai tegangan  batas  ukur  seperti  halnya  baja (umumnya bisa menggantikan
komponen  baja  karbon)  dan  dapat menggantikan  komposisi  tempa  (untuk komponen otomotif).

## 4.1  Kesimpulan
1. Berdasarkan  pengujian  performa, noken as rekondisi  menghasilkan  torsi  dan daya yang hampir sama dengan noken as standar.  Sedangkan  pada noken  as yang telah  mengalami  keausan  dan noken  as standar  menghasilkan  perbedaan  torsi dan daya yang signifikan
2. Dari  pengujian  komposisi  kimia, noken as merupakan material besi tuang. Noken
as standar  memiliki  sifat  fisis  dan mekanis  yang  cukup  baik.  Sedangkan untuk noken  as rekondisi  memiliki  sifat material yang getas (rentan retak)
3. Berdasarkan pengujian kekerasan
(vickers) nilai  kekerasan  dari noken  as rekondisi  lebih  tinggi  dari noken  as standar.
4. Pada  pengujian  metallografi, noken  as standar  dan noken  as rekondisi  sama- sama  menunjukkan  fasa  grafit  nodul yang dikelilingi ferit dalam matrik perlit.
5. Noken  as rekondisi  pada  aplikasinya dapat digunakan dengan baik dilihat dari hasil  pengujian  performanya.  Akan tetapi  dapat  lebih  baik  lagi  apabila dilakukan  proses  pengerasan (heat treatment) supaya  sifat  keuletan  dari material dapat diperbaiki, sehingga dapat digunakan lebih tahan lama.

## 4.2.Saran
1. Dapat  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut pada noken  as rekondisi  dengan  cara heat treatment, untuk menambah kualitas  dari  sifat  mekanisnya  setelah dilakukan  proses grinding  copy  noken as .
2. Penambahan  variasi  pengujian  dapat dilakukan  yaitu  dengan  pengujian keausan, untuk mengetahui laju keausan pada material noken as .

## DAFTAR PUSTAKA
1. ASM  Metals  Handbook,  “Vol  01  : Properties  and  Selection  Irons,  Steels, and  High-Performance  Alloys”,  ASM International, 2005.
2. Amanto, Hari “ Ilmu Bahan” , Bumi Aksara, Jakarta 1999.
3. Callister, W, “ Fundamental of Materials Science and Engineering” Jhon Wiley &
Son Inc, 2001.
4. Daryanto, Teknik Sepeda Motor, Yrama Widya, 2004
5. Djafrie  Sriatie, “Ilmu  dan  Teknologi Bahan” Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta, 1991.
6. Dokumentasi  Laboratorium  Metalurgi LIPI, Serpong, Tangerang, 2013.
7. Foto Sendiri.
8. Handbook  ASM  Internasional  The Materials , Vol 1 : 329, Jakarta, 1995.
9. Heywood  B.John,  “Internal  Combustion Engine  Fundamental”  McGraw  Hill.Inc, USA, 1988.
10. http://auto.howstuffworks.com
11. http://dynojet.com
12. http://jurnal.unimus.ac.id/sifat-mekanik- ring-piston
13. http://kids.britannica.com/comptons/art- 89315/An-internal-combustion-engine- goes-through-four-strokes-intake- compression
14. http://mazfixs.wordpress.com/2011/11/1
7/diagram-pembukaan-katup/
15. http://motor.otomotifnet.com/read/2012/ 12/21/337151/207/27/Tambal-Noken- As-Aus-Pakai-Ring-Seher-dan-Linner
16. Juneja  B.L,  Sekhon  G.S,  Seth  Nitin, “Fundamentals  of  Metal  Cutting  and Machine  Tools”, 2 nd Edition,  New  Age International,  Ansari  Road,  Daryaganj, New Delhi, 2003.
17. Surdia,  Tata  Prof.  Dr.Kenji  Chijiiwa. “Teknik Pengecoran Logam” .    Jakarta  : PT. Pradnya Paramita, 1982 .
Wiryosumarto Harsonono, Oku