Received 14 January 2023; Received in revised form 20 March 2024; Accepted 20 March 2024 Available online 22 March 2024
Contents list available at Sinta

## A R M A T U R
: Artikel Teknik Mesin & Manufaktur
Journal homepage: https://scholar.ummetro.ac.id/index.php/armatur

## ANALISA PENGARUH VARIASI SUDUT CAMSHAFT TERHADAP KINERJA DAN
EMISI MOTOR BENSIN 4 LANGKAH 1 SILINDER
Ridwan 1* , Harmen 2 , Amrul 3
1 Ridwan, Universitas Lampung
2 Prodi Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Lampung , Jalan Prof.Dr Jl. Prof. Dr.Ir. Sumantri Brojonegoro No.1, Kota Bandar Lampung.
3 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Lampung, Jalan Prof.Dr Jl. Prof. Dr.Ir. Sumantri Brojonegoro No.1, Kota Bandar Lampung.

## A R T I C L E
I N F O

## A B S T R A C T
Keywords:
Sudut chamshaft , kinerja,
gas emission Camshaft adalah    komponen  yang  terdapat  pada mesin  4  tak  yang  berfungsi  untuk  mengatur  dan menggerakkan  katup (valve) .  Peran  vital Camshaft dalam  performa  mesin  motor  4  tak  terletak  pada fungsinya  yang  mengatur timing saat  katup  terbuka sehingga  timing  bahan  bakar  dan  udara  yang  masuk ke head silinder  tetap  sesuai  dengan  langkah  piston. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh variasi sudut chamsaft terdahap kinerja mesin bensin dan  emisi  mesin  bensin.  Penelitian  ini  menggunakan metode  eksperimen  dengan  variasi  perubahan  poros nok  ( camshaft )  yaitu  variasi  sudut open 35 0 ex 45 0
open  30 0 ex 40 0 open 40 0 ex 60 0 .  Hasil  pengujian kinerja  motor  bensin  yang  terbaik  diperoleh  pada sudut camshaft Open  40 ° ex  60 ° advance, dimana memperoleh  nilai  torsi mesin  tertinggi  yaitu  sebesar 20,70  Nm,  daya  tertinggi  sebesar  23,08  kW,  laju bahan  bakar  spesifik  yaitu  0,066  kg/kWjam,  dan memperoleh  nilai  efisiensi  termal  mesin  tertinggi yaitu sebesar dengan nilai 66,3 %.   Sudut camshaft memiliki pengaruh terhadap emisi gas buang  mesin, emisi  terbaik  diperoleh  dengan    variasi  sudut chamshaft std Open 34° ex 50° yaitu CO 4,96 %, HC
890ppm,  CO 2 9,8%,  O 2 18,58%, Lamda 1,646,  AFR 24,2.
Pendahuluan
Sepeda motor merupakan alat transportasi  yang  paling  banyak  digunakan karena mempunyai kinerja yang cukup baik
[1].  Penggunaan  kendaraan  bermotor  saat ini  baik  kendaraan  roda  dua  maupun  roda empat,  lebih  sudah  menjadi  kebutuhan sekunder  sehari-hari  sebagai  penunjang kemudahan  dan  kualitas  hidup  kebanyakan
individu  maupun  kelompok.  Penggunaan sehari-hari  baik  kendaraan  pribadi  ataupun industri  harus  di  tunjang  dengan  performa yang  baik,  terutama  penduduk  Indonesia golongan menengah kebawah menggunakan  kendaraan  sepeda  motor sebagai  kebutuhan  primer.  Karena  faktor harga  dan  kemudahan  mendapatkannya dengan  berbagai  cara  baik  secara  tunai maupun kredit. Pada dasarnya motor bensin atau  biasa  disebut Otto adalah  salah  satu jenis mesin yang cara kerjanya menggunakan  energi  panas  dimana  energi panas  dihasilkan  dari  reaksi  pembakaran bahan  bakar  dan  udara  didalam  ruang silinder, hasil pembakaran tersebutlah yang kemudian dapat menimbulkan gerak [2].
Camshaft atau  yang  disebut  juga dengan noken as adalah komponen penting pada  motor  4  tak  yang  berfungsi  mengatur sirkulasi  bahan  bakar  dan  udara  yang masuk  ke  ruang  bakar  maupun  mengatur gas  hasil  pembakaran  keluar  dari  ruang bakar. Camshaft di  desain  berdasarkan  4 macam  yaitu  1  durasi  adalah  waktu  buka- tutup  katup  dalam  1  siklus  kerja  yang dihitung  berdasarkan  perubahan  posisi poros  engkol  yang  diukur  dalam  bentuk derajat.  Berdasar  riset,  besar  kecil  durasi ideal camshaft ditentukan  oleh  karakter jalanan  dan  besarnya  volume  silinder. Lift adalah  tinggi  angkatan  katup  dihitung  dari posisi  katup  menutup  sempurna  sampai dengan posisi katup membuka full sempurna.  Selisih  dari  hal  tersebut  adalah lift katup.  Besar  kecil lift katup  ditentukan oleh  diameter  katup  (0,32  dari  D  katup), perbandingan rocker  arm ,  kualitas  bahan katup dan pegas katup. Profil adalah bentuk dari camshaft ,  yang  membedakan  antara camshaft satu  dengan  yang  lainnya  adalah dilihat dari flank dan nose . Meskipun durasi dan lift sama belum tentu karakter camshaft nya sama juga. Lobe sparation angle ( LSA ) adalah  jarak  titik  puncak  tonjolan  antara camshaft in dan camshaft out yang diterjemahkan  dalam  bentuk  sudut  derajat poros  engkol.  Hal  ini  berhubungan  dengan sudut overlaping camshaft motor [3].
Dari riset yang dilakukan, LSA sangat mempengaruhi  karakter  mesin  motor  yang dihasilkan  [4].  Semakin  kecil LSA power band yang  dihasilkan  mesin  semakin sempit  dan peak power terjadi  pada  rpm tinggi.  Begitu  juga  sebaliknya  dengan LSA besar [5]. Oleh sebab itulah perlu dilakukan penelitian  tentang  sejauh  mana  perbedaan pengaruh  penggunaan camshaft standar dengan camshaft yang  telah  di  modifikasi tinggi  liftnya  pada  sepeda  motor  harian, dimana selanjutnya dapat diperoleh perbedaan  daya,  torsi  dan  konsumsi  bahan bakar [6]. Penelitian tentang
modifikasi camshaft terhadap  konsumsi  bahan  bakar memberikan  simpulan  bahwa  konsumsi bahan  bakar  spesifik  terendah  pada  sepeda motor  diperoleh  pada  saat  pengujian dengan  menggunakan  camshsaft  dengan LSA 95°  yaitu  sebesar  0,068  kg/PS  jam pada  putaran  3500  rpm  [7].  Sementara penelitian  lainya  menyimpulkan  bahwa nilai  konsumsi  bahan  bakar  spesifik terendah pada sepeda motor diperoleh pada saat pengujian dengan menggunakan camshsaft dengan LSA 96,25° yaitu sebesar 0,16141 kg/PS jam pada putaran 595,3 rpm [8].  Selain  itu,  jenis  bahan  bakar  juga berpengaruh pada kinerja motor bakar [9].
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi sudut chamsaft terdahap kinerja mesin bensin dan emisi mesin bensin.

## Metode Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  variasi perubahan  poros  nok  ( camshaft )  dengan variasi  sudut open 35 0 ex 45 0 , open  30 0 ,ex 40 0 , open 45 0 ,ex 60 0 . Pelaksanaan eksperimen ini dilakukan tiga kali pengambilan  data,  sehingga  diharapkan data  yang  didapat  benar-benar  valid. Langkah  penelitian  yang  akan  dilakukan adalah  sebagai  berikut:  Persiapan  sebelum pengujian dan  Langkah Pengujian. Pengujian  kinerja  motor  bakat  dilukakan dengan  menggunakan  dynamometer  dan pengujian  emisi  gas  buang  dilakukan dengan menggunakan gas analyzer.

## Hasil dan Pembahasan
Pengaruh  Variasi  Sudut Camshaft Terhadap Torsi motor.
Gambar 1. Grafik torsi pada variasi sudut advance dan retard
Pada  gambar  1  dapat  dilihat  bahwa semakin  besar  sudut  pada camshaft maka nilai  torsi  yang  dihasilkan  semakin  besar, semakin  kecil  sudut  pada camshaft maka nilai  torsi  yang dihasilkan semakin rendah. Hal  tersebut  terjadi  karena  semakin  besar sudut camshaft maka  pembukaan  katub akan semakin awal, semakin awal pembukaan  katup  maka  bahan  bakar  yang masuk keruang bakar akan semakin sedikit, energi  panas  yang  dihasilkan  dari  hasil pembakaran  yang  sempurna  tadi  akan menghasilkan  panas  yang  besar.  Energi panas yang dirubah menjadi energi mekanik  akan  mendorong  piston  sehingga menghasilkan  kerja  yang  meningkat  dan torsi  yang  besar.  Pengaruh  Variasi  Sudut Camshaft Terhadap daya motor.
Gambar 2. Grafik daya pada variasi sudut advance dan retard
Pengaruh  Variasi  Sudut Camshaft Terhadap  Pemakaian  Bahan  Bakar Spesifik ( SFC )
Gambar 3. Grafik pemakaian bahan bakar spesifik pada variasi camshaft     advance dan retard
Pengaruh Variasi Sudut Camshaft Terhadap Effisiensi Termal motor.
Gambar 4. Grafik effisiensi termal pada variasi
sudut camshaft advance dan retard
Grafik berikut menjelaskan
pengaruh  variasi  sudut camshaft terhadap gas buang motor bensin 4 tak.
Gambar 5. Grafik Gas Emission Analyzer CO,CO 2 ,O 2 pada sudut camshaft
Pada  gambar  5  dan  gambar  6  dapat dilihat  bahwa  sudut camshaft berpengaruh pada  gas  emission  analyzer,  dimana
0 5 10 15 20 25 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.00012.000 To rque (Nm ) rpm Open 34° ex 50° Open 35° ex 45° Open 30° ex 40° Open 40° ex 60° -1 4 9 14 19 24 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.00012.000 D aya (K w) rpm Open 34 ex 50 Open 35° ex 45° Open 30° ex 40° Open 40° ex 60° 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 Open 34° ex 50° (Standart)
Open 35° ex 45° Open 30° ex 40° Open 40° ex 60° P em ak ai an B ah an B ak ar Spe si fi k (k g/k W .jam ) Variasi sudut Camshaft 0 20 40 60 80 Open 34° ex 50°
(Standart) Open 35° ex 45° Open 30° ex 40° Open 40° ex 60°
Ef isi ens i T er m al ( %) Variasi sudut Camshaft Efisiensi Termal 0,00% 5,00% 10,00% 15,00% 20,00% 25,00% Open 34 ex
50 Open 35° ex 45° Open 30° ex 40° Open 40° ex 60° (%) Sudut CO CO2 O2
semakin  besar  sudut camshaft maka semakin  besar  nilai  gas  emission  analyzer yang  didapat.  Hal  ini  terjadi  karena pembakaran  yang  sempurna  menghasilkan panas  yang  besar,  nilai  panas  yang dihasilkan  dari  proses  pembakaran  itu diubah dalam bentuk kerja untuk mendorong  kepala  piston  bergerak  ke bawah.  Semakin  banyak  panas  yang  dapat diubah menajdi tenaga maka semakin besar nilai gas emission analyzer.
Gambar 6. Grafik Gas Emission Analyzer
HC,Lamda, AFR pada sudut camshaft
Pada gambar 6. Grafik gas Emission Analyzer  HC,  Lamda,  AFR  pada  sudut camshaft diatas  dapat  dilihat  bahwa  sudut open 34° ex 50° nilai gas emission analyzer mesin  lumayan  bagus  begitu  pula  pada posisi  open  40°  ex  60°      dimana  nilai  gas emission  analyzer  mesin  juga  semakin rendah  atau  bagus.  Namun  nilai  gas emission  analyzer  mesin  tertinggi  atau kurang  bagus  diperoleh  pada  posisi  sudut Open  30°  ex  40°.  Hal  ini  terjadi  karena posisi  Open  30°  ex  40°  adalah  saat  kerja katup  diatur  terlalu  awal  dibanding  dengan standard.  Posisi  yang  lebih  awal  tersebut mengakibatkan langkah hisap dan kompresi menjadi  lebih awal  dan didapatkan overlap yang  lebih  maju,  yang  mengakibatkan  gas emission analyzer mesin semakin meningkat  atau  bias  dibilang  akan  terlalu kaya bahan bakar.

## Kesimpulan
Setelah dilakukan pengujian, perhitungan  dan  analisa  terhadap  pengaruh variasi  sudut  camshaft  dan  gas  emission analyzer  pada  motor  bensin,  dapat  diambil kesimpulan variasi sudut camshaft
perpengaruh  terhadap  kerja  motor  bensin. Dimana semakin besar sudut camshaft yang diberikan maka pengaruh  kerja pada motor bensin  yang  dihasilkan  akan  lebih  baik. Bisa  dilihat  pada  variasi  setiap  sudut camshaft dimana  dihasilkan  kerja  mensin yang  meningkat.  Sudut camshaft yang memiliki kinerja motor bensin yang terbaik diperoleh  dengan  variasi  sudut camshaft Open  40 ° ex  60 ° advance, dimana memperoleh nilai torsi mesin tertinggi yaitu sebesar  20,70  Nm  dan  memperoleh  nilai daya  mesin  tertinggi  sebesar  23,08  kW, dengan memperoleh nilai pemakaian bahan bakar  tiap  jam  mesin  yang  yaitu  sebesar 1,524  kg/jam,  dengan  memperoleh  nilai pemakaian  bahan  bakar  spesifik  mesin yaitu  dengan  nilai  0,066  kg/kW.jam,  dan memperoleh  nilai  efisiensi  termal  mesin tertinggi yaitu sebesar dengan nilai 66,3 %.
Variasi  sudut camshaft pengaruh terhadap  emisi  gas  buang    mesin,  untuk nilai  emisi  gas  buang  sudut chamshaft std Open 34 ° ex 50 ° CO 4,96 %, HC 890 ppm, CO 2 9,8%, O 2 18,58%, Lamda 1,646, AFR 24,2.  untuk nilai gas emission gas analyzer mesin  terendah    diperoleh  pada  sudut camshaft Open  40 ° ex  60 ° yaitu  dengan nilai  terbaik  CO  1,83  %  ,  HC  2231ppm, CO 2 8,1%, O 2 17,10 %, Lamda 1,810, AFR 26,6. Untuk nilai gas emission gas analyzer mesin  tertinggi  diperoleh  pada  sudut camshaft Open  30 ° ex  40 ° dengan  nilai emisi gas buang mesin sebesar CO 7,63 %, HC    1902ppm,  CO2  8,1%,  O2  19,64%, Lamda  1,511,  AFR  22,2.  dimana  untuk sudut camshaft open  35 ° ex  45 ° emisi  gas buang diperoleh    nilai  mesin  sebesar  CO 6,73  %,  HC  1191  ppm,  CO 2 7,4%,  O 2 15,84%, Lamda 1,464, AFR 21,5 .

## Daftar Pustaka
[1] Mafruddin,  M.,  Segara,  C.  G.,  & Dharma,  U.  S.  (2019).  Kinerja  Mesin Sepeda Motor dengan Sistem Vaporasi Bahan  Bakar. Turbo:  Jurnal  Program Studi Teknik Mesin , 8 (1), 56-63.
[2] Anam, M. C. (2018). Pengaruh Variasi Perubahan  Kontur Camshaft Terhadap
0 500 1000 1500 2000 2500 Open 34° ex 50° Open 35° ex 45° Open 30° ex 40° Open 40° ex 60° Lam da Sudut HC LAMDA AFR
Unjuk Kerja Pada Motor Bensin . Surabaya:  Universitas  Negeri
Surabaya
[3] Ardi,S.(2020). P engaruh VariasiDurasi Camshaft terhadap  Perfonce  Dan EmisiI Gas Buang. Semarang: Pendidikan  Teknik  Mesin  Otomotif Universitas IVET.
[4] Imanto Agus Syaifudin 1 A. Rijanto 2, (2022).  Pengaruh  Tinggi  Lift  Noken As  Terhadap  Daya  Dan  Torsi  Pada Sepeda Motor Yamaha Vixion.
[5] Bell,G.(1998). four  stroke  peformance timing. Great Britain: Haynes. Budiman, n. A.(n.d.). Efektifitas Peruabahan  Valve  Timing  ditinjau dari  Torsi  dan  Daya  pada  Mesin Empat Lanngkah.
[6] Fahrisal.  (2016). Pembuatan  Alat  Uji Prestasi  Mesin  Motor  Bakar  Bensin Yamaha Lexam 115 CC. Pasir Pengaraian: Fakultas Teknik Universitas Pasir Pengaraian. [7] Ghaly,M. S. (2019). Analisa Perubahan  Diameter  Bace  Cicle camshaft  Terhadap  Daya  Dan  Torsi Pada Sepeda Motor. Malang: Politeknik Negeri Malang.
[8] Muhajir,  H.  K.  (2018).  Pengaruh Variasi  Tinggi  Lift,  Lobe  Sparatio Angle,dan Roller Rocker Arm
Terhadap  unjuk  Kerja  Motor  Bensin Empat  Langkah.  Manado:  Universitas Negeri Manado.
[9] Mafruddin,  M.,  Irawan,  D.,  Pratama, E.  D.,  &  yoga  Pratama,  R.  (2021). Pengaruh laju aliran biogas dan waktu penyalaan  Terhadap  kinerja  motor bakar  menggunakan  sistem  dual  fuel pertamax-biogas. Turbo: Jurnal Program Studi Teknik Mesin, 10(2).