e -ISSN: 2548-9828
VARIASI JUMLAH LUBANG VENTILASI DISC BRAKE SERTA PENGARUHNYA TERHADAP JARAK PENGEREMAN DAN TEMPERATUR PERMUKAAN DISC
Muhammad Hasan Albana * , Yulmedia Putra *
 Politeknik Negeri Batam Mechanical Engineering study Program Jln. Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia E-mail: hasan@polibatam.ac.id

## Abstrak
Disc brake adalah salah satu jenis rem yang banyak diaplikasikan pada kendaraan seperti mobil dan sepeda motor. Pada disc  brake biasanya  dibuat  lubang  pada  bagian  permukaannya  dengan  tujuan  supaya  proses  perpindahan panas  pada disc  brake tersebut  cepat  terjadi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melihat  pengaruh  jumlah  lubang ventilasi pada disc brake terhadap jarak pengereman dan temperatur permukaan disc. Jumlah lubang ventilasi pada disc brake yang divariasikan pada penelitian ini adalah 36, 40, 48 dan 60. Pengujian dilakukan secara eksperimen dengan menguji langsung disc brake pada kendaraan dan dilakukan uji jalan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tempe-  ratur  pada  permukaan disc  brake dengan  jumlah  lubang  ventilasi  36,  setelah  proses  pengereman,  lebih tinggi dibandingkan disc brake dengan jumlah lubang ventilasi 40, 48 dan 60. Akan tetapi jarak pengereman yang dibutuh- kan oleh disc brake dengan jumlah lubang ventilasi 36 tersebut lebih pendek dibandingkan disc brake lain dengan jumlah lubang ventilasi yang lebih banyak. Semakin banyak jumlah lubang ventilasi pada disc brake maka tempera-  tur  yang  dihasilkan  pada  permukaan disc  brake setelah  pengereman  akan  semakin  rendah  akan  tetapi jarak pengere- man yang dibutuhkan semakin jauh atau panjang.
Kata kunci: Disc brake, jarak pengereman, lubang ventilasi, temperatur permukaan disc

## Abstract
Disc brake is one type of brake that is widely applied to vehicles such as cars and motorcycles. Disc brakes usually produced  by  making  hollows  on  it  is  surface  to  cooling  process.  This  study  to  see  the  effect  of  the  number  of ventilation  holes  in  the  disc  brake  on  the  braking  distance  and  surface  temperature  of  the  disc.  The  number  of ventilation  holes  in  the  disc  brake  varied  in  this  study  were  36,  40,  48  and  60.  The  test  was  conducted experimentally by directly testing the disc brake on the vehicle and the road test was performed. The results show that the temperature on the disc brake surface with the number of ventilation 36, after braking process, is higher than the disc brake with the number of ventilation holes 40, 48 and 60. However, the braking distance required by the  disc  brake  by  the  number  of  holes  ventilation  36  is  shorter  than  other  disc  brakes  with  more  number  of ventilation holes.
Keywords : Braking distance, disc brake, surface temperature of disc, ventilation hole

## 1 Pendahuluan
Peran  rem  bagi  sebuah  kendaraan  seperti  mobil, sepeda  motor,  truk,  pesawat  terbang  dan  lain sebagainya  ada-  lah  sangat  penting.  Pada  saat sekarang  ini  bisa  dikata-  kan  tidak  ada  satu kendaraanpun  yang  diproduksi  tanpa  dilengkapi dengan  sistem  pengereman  karena  jika  sebuah kendaraan tidak dilengkapi dengan sistem pengereman  maka  tidak  akan  boleh  dipasarkan karena tidak memenuhi standar yang telah ditetapkan oleh pe- merintah.
Fungsi  dasar  dari  rem  adalah  menyerap  energi kinetik dan dibuang dalam bentuk panas [1]. Ugural, Ansel  C  [2]  mendefinisikan  fungsi  rem  untuk menyerap  energi  kinetik  dari  kendaraan  yang bergerak  sehingga  kecepa-  tannya  bisa  dikontrol. Rem  mengubah  energi  mekanik  menjadi  energi panas. Energi yang diserap dan dibuang tersebut bisa dikatakan  cukup  besar  sehingga  desain  rem  dan pemilihan  material  yang  digunakan  untuk  sis-  tem rem harus dilakukan secara teliti dan seksama.  Ada banyak  jenis  rem  yang  digunakan  sebagaimana terlihat pada Gambar 1 namun jenis rem yang paling banyak  digunakan  untuk  mobil  dan  sepeda  motor adalah  rem  tromol  ( drum  brake )  dan  rem  cakram ( disc brake ).
Gambar 1: Klasifikasi Rem [1]
Disc brake sangat umum digunakan pada kendaraan seperti pada mobil dan sepeda motor. Disc brake ini terdiri dari piringan ( disc ) yang biasanya terbuat dari baja  tuang  dan  dibautkan  pada wheel  hub. Piringan rem  ini  disisipkan  di  antara  dua  buah pad yang digerakkan  oleh  piston  sebagaimana  terlihat  pada Gambar 2. Keti- ka pedal rem ditekan, tekanan fluida menyebabkan pad menekan piringan ( disc ) sehingga terjadi  gesekan  [2].  Gesekan  ini  menyebabkan putaran disc melambat  se-  hingga  secara  otomatis putaran  roda  kendaraan  juga  melambat  atau  malah berhenti.
Gambar 2: Automotive disc brake [1]
Pada disc brake biasanya dibuat lubang atau slot pada bagian  permukaannya  maupun  pada  bagian  sisinya. Bentuk  dan  konfigurasi  dari  lubang  atau slot ini berma-  cam-macam.  Tujuan  dari  dibuatnya  lubang dan slot ini  adalah  sebagai  ventilasi  supaya  proses perpindahan panas cepat terjadi. Selama pengereman, energi kinetik diubah menjadi energi panas dan 90% energi panas ini diserap oleh piringan ( disc ) rem [3]. Temperatur yang dihasilkan dalam proses pengereman  kendaraan  peumpang  bisa  mencapai 900 o Calcius  [4].  Pada Disc  brake berbentuk  solid (tanpa  lubang  ventilasi),  proses  penghilangan  panas berlangsung  lambat  sehingga  dibuatlah  lubang ventilasi  untuk  meningkatkan  proses  pendinginan disc brake melalui sirkulasi udara.
Permasalahan yang dihadapi oleh disc brake dengan lubang  ventilasi  adalah  terbentuknya  retakan  ( crack formation ) terutama ketika berada di bawah tekanan yang besar dalam proses pengereman [3]. Dalam hal menahan stress, disc brake berbentuk solid lebih me- miliki ketahanan dibandingkan disc brake dengan lu- bang  ventilasi.  Permasalahan  berikutnya  adalah sema- kin banyak jumlah lubang ventilasi disc brake
maka  semakin  jauh  jarak  pengereman.  Siahaan  dan Herma-  wan  [5]  melakukan  pengujian  pada  3  buah disc brake dengan jumlah lubang ventilasi 24, 32 dan 42  dengan  metode  pengujian stationary. Hasil penelitian mereka memperlihatkan bahwa disc brake dengan  jumlah  lubang  ventilasi  24  menghasilkan jarak  pengereman  yang  lebih  pendek  dibandingkan disc brake dengan jumlah lubang ventilasi 32 dan 42.
Pada penelitian ini, 4 jenis disc brake dengan jumlah lubang  ventilasi  36,  40,  48  dan  60  diuji  secara langsung pada kendaraan. Disc brake dengan jumlah lubang  ventilassi  36  adalah disc  brake standar  dari pabrikan  sepeda  motor.  Metode  pengujian  bukan stationary tetapi  uji jalan  dan  jenis disc  brake yang digunakan  adalah  untuk  sepeda  motor.  Data  yang diambil  adalah  jarak  pengereman  dan  temperatur yang  dihasilkan  pada  permukaan disc  brake setelah proses pengereman.

## 2 Metode Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  secara  eksperimen  dengan metode uji jalan secara langsung pada kendaraan (se- peda  motor).  Jumlah  sepeda  motor  yang  digunakan untuk pengujian adalah 1 sehingga disc brake dengan jumlah lubang yang berbeda-beda tersebut dipasang secara  bergantian.  Hal  ini  bertujuan  supaya karakteris-  tik  pengereman  sama  sehingga  hasil pengujian  lebih  akurat.  Bentuk  dari disc  brake dengan  jumlah  lubang  ventilasi  36,  40,  48  dan  60 diperlihatkan pada Gambar 3 sampai Gambar 6.
Gambar 3: Disc brake dengan 36 lubang ventilasi
Gambar 4: Disc brake dengan 40 lubang ventilasi
126 | Jurnal Integrasi | Vol. 9, No. 2, October 2017, 125-128 | e -ISSN: 2548-9828
Gambar 5: Disc brake dengan 48 lubang ventilasi
Gambar 6: Disc brake dengan 60 lubang ventilasi
Jumlah pengendara yang mengendarai sepeda motor uji  adalah  satu  orang  yang  sama  untuk  semua  jenis variabel uji dengan tujuan beban yang diterima oleh sepeda  motor  sama  serta  karakteristik  pengereman juga sama sehingga hasil pengujian diharapkan bisa lebih  valid.  Kecepatan  sepeda  motor  untuk  semua jenis disc brake yang diuji adalah 30 km/jam. Setelah melakukan satu kali pengujian disc brake didinginkan  terlebih  dahulu  sampai  temperatus disc brake sama  dengan  temperatur  lingkungan.  Dalam melakukan  pengujian,  setiap disc  brake yang  diuji menempuh  jarak  yang  sama  sebelum  proses pengereman dilakukan. Setelah dilakukan pengereman  dan  sepeda  motor  berhenti,  segera dilakukan  pengukuran  temperatur disc  brake dan pengukuran  jarak  pengereman.  Jarak  pengereman adalah  jarak  dari  pengereman  kendaraan  dilakukan sampai  kendaraan  berhenti  total.  Untuk  setiap  jenis disc brake dilakukan pengujian sebanyak 3 kali.

## 3 Hasil dan Pembahasan
Dari pengujian yang dilakukan terhadap 4 jenis disc brake dengan jumlah lubang ventilasi yang berbeda- beda yaitu 36, 40,48 dan 60 diketahui bahwa lubang ventilasi  pada disc  brake sangat  berpengaruh terhadap  proses  pendinginan disc  brake itu  sendiri. Sebagaima-  na  terlihat  pada  Gambar  7, disc  brake dengan  jumlah  lubang  ventilasi  36  buah,  setelah proses pengereman, menghasilkan temperatur rata-rata 73 o Calcius sedang-  kan disc brake dengan jumlah lubang ventilasi 40, 48 dan 60 setelah proses pengereman menghasilkan tem- peratur rata-rata 55,
53  dan  51 o Calcius. Disc  brake de-  ngan  jumlah lubang yang lebih sedikit, setelah proses pengereman menghasilkan  temperatur  permukaan  yang  lebih tinggi.  Semakin  banyak  jumlah  lubang  ven-  tilasi pada  permukaan disc  brake tersebut  maka  tem- peratur  permukaan  setelah  proses  pengereman menjadi lebih rendah. Dengan ini terlihat jelas fungsi dari  lu-  bang-lubang  ventilasi  pada  permukaan disc brake da-  lam  proses  perpindahan  panas  setelah pengereman di- lakukan.
Gambar 7: Temperatur disc brake vs jarak pengereman
Gambar  7  juga  memperlihatkan  jarak  pengereman yang dibutuhkan ketika menggunakan disc brake. Se- makin  banyak  jumlah  lubang  ventilasi  pada permukaan disc brake maka jarak pengereman yang dibutuhkan  semakin  panjang.  Untuk disc  brake dengan  jumlah  lu-  bang  ventilasi  36,  jarak pengereman yang dibutuhkan adalah 15,2 m. Untuk disc  brake dengan  jumlah  lubang  ventilasi  40  buah jarak  pengereman  yang  dibutuhkan  adalah  15,8  m. Untuk disc brake dengan jumlah lubang ventilasi 48 buah jarak pengereman yang dibutuhkan adalah 16,1 m  dan  untuk disc  brake dengan  jumlah  lubang ventilasi  60  buah  jarak  pengereman  yang  dibu- tuhkan adalah 16,4 m.
Apabila  jarak  pengereman  dan  temperatur  pada permu-  kaan disc  brake dibandingkan  maka  antara kedua  variabel  tesebut  berbanding  terbalik.  Sebagai contoh disc brake dengan jumlah lubang ventilasi 36 buah.  Setelah  dilakukan  pengeraman,  temperatur yang diha- silkan pada permukaan disc brake tersebut lebih tinggi dibandingkan temperatur yang dihasilkan oleh disc brake lain dengan jumlah lubang ventilasi yang  lebih  banyak.  Akan  tetapi disc  brake dengan jumlah  lubang  ventilasi  36  tersebut  memiliki kelebihan yaitu jarak pengereman yang lebih pendek dibandingkan disc brake lain dengan jumlah lubang ventilasi  yang  lebih  banyak.  Demikian  juga disc brake dengan  jumlah  lubang  ventilasi  60  buah, setelah  dilakukan  pengere-  man,  temperatur  yang dihasilkan pada permukaan disc brake paling rendah dibandingkan disc brake lain de- ngan jumlah lubang ventilasi  yang  lebih  sedikit  akan  tetapi  jarak pengereman yang dibutuhkan lebih jauh.

## 4 Kesimpulan
Disc  brake dengan  jumlah  lubang  ventilasi  yang lebih  sedikit,  setelah  proses  pengereman,  akan menghasilkan  temperatur  yang  lebih  tinggi  pada permukaan disc dibandingkan disc  brake lain dengan  jumlah  lubang  ventilasi  yang  lebih  banyak akan  tetapi  jarak  pengera-  man  yang  dibutuhkan oleh disc  brake ini  lebih  pendek  dibandingkan dengan disc  brake lain  dengan  jumlah  lubang ventilasi  yang  lebih  banyak.  Demikian  juga sebaliknya, disc  brake dengan  jumlah  lubang ventilasi  yang  lebih  banyak,  setelah  pengereman, temperatur  yang  dihasilkan  pada  permukan disc akan  lebih  rendah  dibandingkan disc  brake lain dengan  jumlah  lubang  ventilasi  yang  lebih  sedikit akan  tetapi  jarak  pengere-  man  yang  dibutuhkan menjadi lebih panjang.

## Daftar Rujukan
[1] Childs, Peter R.N, Mechanical Design Enginee- ring Handbook ., Elsevier, 2014.
[2] Ugural,  Anser  C, Mechanical  Design  of Machine Component second edition, CRC Press, 2015.
[3] Yildiz,  Y  dan  Duzgun,  M,  “ Stress  analysis  of ventilated  brake  discs  using  the  finite  element method ”,  International  Journal  of  Automotive Technology, Vol. 11, No. 1, pp. 133-138, 2010.
[4] Mackin, Thomas J, et al, “ Thermal cracking in disc  brakes ”,  Engineering  Failure  Ananlysis, Vol. 9, hal. 63-76, 2002.
[5] Siahaan,  Ian  hardianto  dan  Hermawan,  Ervin Edi, “A  number  of  venting  holes  disc  brake impact  on  stationary  test”, Seminar  Nasional Teknik  Mesin  8,  Surabaya,  Indonesia,  hal. 19-22.