## Analisis Perubahan Diameter Base Circle Camshaft Terhadap Daya Dan Torsi Pada Sepeda Motor
Muhammad Shalahuddin Ghaly 1 , Yuniarto Agus Winoko 2
1,2 Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang
1 shalahuddinghaly@gmail.com, 2 dhimazyuni@gmail.com

## ABSTRAK
Di  Indonesia  kebutuhan  kendaraan  transportasi  khususnya  sepeda  motor  sangat  diminati  oleh masyarakat Indonesia. Selain sebagai alat transportasi, sepeda motor juga digunakan sebagai kompetisi di  ajang  balap  sepeda  motor.  Sepeda  motor  yang  digunakan  berbeda  dengan  sepeda  motor  yang digunakan  untuk  sehari-hari.  Pada  sepeda  motor  balap  telah  dilakukan  modifikasi  pada  beberapa komponen yang bertujuan untuk meningkatkan daya dan torsi. Pada umumnya untuk meningkatkan daya dan torsi selain memodifikasi piston, memodifikasi sistem pengapian, memodifikasi sistem bahan bakar yaitu dengan memodifikasi sistem mekasnisme katup.
Metode  pengujian  kinerja  menggunakan  ISO  1585  dikarenakan  ISO  1585  adalah  suatu standarisasi untuk pengambilan data daya dan torsi untuk mesin pembakaran dalam.
Hasil  daya  saat  menggunakan  camshaft  standar  9.8  HP,  torsi  25.25  Kgm  hasil  daya  saat menggunakan  camshaft  modifikasi  1  adalah  11.9  HP,  torsi  25  Kgm,  adapun  modifikasi  2  adalah  10.4 HP,  torsi  23  Kgm  dan  modifikasi  3  adalah  10.9  HP,  torsi  27.5  Kgm  dan  modifikasi  4  10.1  HP,  torsi 20.5Kgm. Dapat disimpulkan hasil yang paling baik untuk daya adalah dengan menggunakan camshaft modifikasi 1 dan untuk torsi menggunakan camshaft modifikasi 3.
Kata-kata kunci : Diameter, Camshaft,Daya,Torsi.

## I. PENDAHULUAN
Modifikasi  sistem  mekanisme  katup  ini dapat dilakukan dengan cara melakukan perubahan  pada  diameter base  circle intake  dan exhaust  pada camshaft .  Penelitian  ini  yaitu melakukan pengamatan pengaruh besar diameter base  circle terhadap  daya  dan  torsi  pada  mesin sepeda  motor  4  langkah.  Objek  yang  digunakan yaitu menggunakan sepeda motor tipe matic .Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui pengaruh besar diameter base circle tehadap  daya  dan  torsi  pada  sepeda  motor  4 langkah.
Pada  penelitian  terdahulu  yaitu  Tri  hartadi dengan  judul  “Pengaruh  Perubahan Lobe Separation  Angle” telah  melakukan  perubahan pada  camshaft  sepeda  motor  dan  hasilnya terdapat  perubahan  daya  dan  torsi.  Pada penelitian  tersebut  terdapat  kekurangan  yaitu mahalnya  pengerjaan  pada  camshaft  nya,  dan
rumitnya  pengerjaan  pada  camshaft  tersebut maka  penulis  mengembil  judul  “Analisis Perubahan  Diameter Base  Circle  Camshaft Terhadap  Daya  dan  Torsi  Pada  Sepeda  Motor ” yang  pengerjaanya  tidak  terlalu  rumit  dan  biaya nya lebih terjangkau.

## II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Peneliti Terdahulu
Satria  R.W(2017)  yang  berjudul  “Analisa Perubahan  Profil  Camshaft  Terhadap  Performa Pada Mesin Suzuki Satria F 150cc Tahun 2012”. Menyimpulkan pada camshaft standar menghasilkan daya sebesar 14.8 HP pada putaran 9205 rpm dan Torsi maksimal sebesar 11.76 NM pada  putaran  7918  rpm.  Sedangkan  camshaft racing  menghasilkan daya sebesar 15.8 HP pada putaran  9426  rpm  dan  Torsi  maksimal  sebesar 12.49 NM pada putaran 8604 rpm.
Priyo  .A.S.(2014)  yang  berjudul  “Pengaruh Penggunaan  Camshaft  Standart  dan  Camshaft Racing  Terhadap  Unjuk  Kerja  Motor  Bensin Empat  Langkah”.  Pada  camshaft  standart menghasilkan  daya  maksimal  sebesar  14.11  HP pada  putaran  8000  rpm  dan  Torsi  maksimal sebesar  18.72  N.m  pada  putaran  6500  rpm. Sedangkan  camshaft  racing  dapat  menghasilkan Power maxsimal sebesar 14.77 HP pada putaran 8000 rpm dan Torsi maxsimal sebesar 19.05 N.m pada putaran 7500 rpm.
Tri Hartadi (2015) yang berjudul “Pengaruh Perubahan Lobe  Separation  Angle ”.  Pada camshaft    101°menghasilkan  daya  maksimal sebesar 9,0 HP pada putaran 7586 rpm dan Torsi maksimal  sebesar  8,44  N.m  pada  putaran  7173 rpm.  camshaft  105°dapat  menghasilkan  daya maksimal sebesar 9,2 HP pada putaran 8043 rpm dan  Torsi  maksimal  sebesar  8.24  N.m    pada putaran 7611 rpm. Sedangkan camshaft 103°dapat  menghasilkan  daya  dan  torsi  lebih baik dibandingkan kedua camshaft modifikasi. 2.2.  Pengertian Motor Bakar
Pengertian  motor  bakar  Motor  bakar  adalah salah satu jenis dari mesin kalor yang mengubah energi  termal  untuk  melakukan  kerja  mekanik. Energi  mekanik  sendiri  diperoleh  dari  hasil pembakaran  yang  terjadi  dalam  ruang  bakar sehingga  menghasilkan  energi  mekanik  berupa gerakan  translasi  piston  (connection  rods)  dan diubah menjadi gerakan rotasi pada poros engkol yang diteruskan ke sistem transmisi kemudian ke roda  penggerak.  Energi  mekanik  didapat  dari proses  pembakaran  yang  berada  diruang  bakar. Sedangkan  langkah  kerja  motor  bakar  terbagi menjadi motor dua langkah (two strokes engine) dan  motor  bakar  empat  langkah  (four  strokes engine). (Arismunandar, Wiranto, 1988). 2.3. Camshaft
Camshaft Fungsi dari camshaft ini adalah sebagai  pengatur  waktu  pembukaan  dan penutupan  katup  masuk/hisap  dan  katup buang.  Menurut  Des  Hammill  (How  To Choose  Camshaft  And  Time  Them  For Maximum Power, 1998), ada beberapa bagian lobe  pada  individu  camshaft  yang  harus  jelas dibedakan  antara  satu  dengan  yang  lain, karena  lobe  dibagi  menjadi  masing-masing bidang  yang  berbeda,  yaitu  :  heel  (tumit), nose  (hidung),  base  circle  (lingkaran  dasar),
opening  and  closing  ramps  (titik  waktu  buka dan tutup) dan flanks (sayap).
Istilah-istilah  yang  dipakai  pada  camshaft menurut  Des  Hammill  (How  To  Choose Camshaft  And  Time  Them  For  Maximum Power, 1998), yaitu :
1. Duration Rumus : (Sumber: http://dragstersoloraya.blogspot.co.id/2013/12/ko rek-noken-as-cam.html ) Durasi = Klep Buka + 180 + Klep Tutup Durasi  Total  Cam  =  (Durasi  intake  +  Durasi exhaust) : 2 2. Phasing
Rumus LSA :
LSA  =  ((Durasi  intake  :2)  –  Bukaan  intake)  + ((Durasi exhaust : 2) – Tutup exhaust):2 Atau LSA = (LC Intake+ LC Exhaust):2 (Sumber: http://dragstersoloraya.blogspot.co.id/2013/12/ko rek-noken-as-cam.html )
2.5.1 Prinsip Kerja Camshaft Cara  kerja camshaft ditentukan  oleh  (lobe) yaitu bagian yang  menonjol dari camshaft inilah yang memegang peranan penting dalam membuka  dan  menutupnya  valve.  Seiring pergerakan camshaft ,  lobe  akan  membuka  dan menutup sesuai pergerakan piston pada mekanisme intake dan exhaust yang dibutuhkan. Mesin  4  langkah  pada  posisi  TMA intake  valve mulai  membuka  seiring  pergerakan  piston menuju  TMB,  kemudian intake  valve akan tertutup  pada  saat  piston  mencapai  posisi  paling bawah.  Piston  kembali  bergerak  keatas  dan beberapa derajat sebelum TMA busi memercikan bunga  api  terjadilah  ledakan  yang  memaksa piston bergerak lagi kebawah, pada saat TMB ini exhaust valve mulai membuka  seiring pergerakan  piston  keatas  dan  menutup  penuh
pada saat piston diposisi TMA.

## 2.6 Efisiensi volumetrik
Adalah  perbandingan  antara  volume  udara yang  masuk  ke  dalam  silinder  dengan  volume langkah.
Rumus:(sumber
:
http://otomotifschool.blogspot.co.id)
ὴ =
keterangan ὴ = evisiensi volumetris Vi = volume udara yang masuk VL = volume langkah

## 2.7 Daya
Untuk meningkatkan kinerja yang maksimal pada mesin motor dibutuhkan daya dan torsi yang besar. Berikut adalah rumus untuk mencari daya dan torsi:
Rumus untuk mencari daya dengan menggunakan persamaan.
Dengan:
P = Daya (HP)
n = Putaran Mesin (rpm) T = Torsi Mesin (N.m) 2.7 Torsi
Rumus untuk mencari torsi dengan menggunakan persamaan Dengan: (Sumber: https://infobalapliarjakarta.blogspot.co.id )
T = Torsi (N.m) Ne = Daya (HP) n = Putaran mesin (rpm)

## III. METODE PENELITIAN
Alur penelitian ditunjukan dalam diagram alir.

## Gambar 3.1 Diagram alir

## 3.3 Variabel Penelitian
Dalam  penelitian  ini  terdapat  beberapa variable  yang  telah  ditentukan  diantaranya adalah:
a. Variabel Bebas Adalah kondisi yang mempengaruhi
munculnya  suatu  gejala  .  dalam  penelitian  ini yang menjadi variable bebas adalah: variasi base circle yaitu  standar,  modifikasi  1,  modifikasi  2, modifikasi  3  modifikasi  4  dan  kecepatan kendaraan ( 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 100, 110 ) Km/jam
b. Variabel Terikat
Pada penelitian ini adalah daya dan torsi
c. Variabel Kontrol
Adalah  himpunan  sejumlah  gejala  yang memiliki berbagai aspek atau unsur didalamnya, yang  berfungsi  untuk  mengendalikan  agar variabel  terikat  yang  muncul  bukan  karena pengaruh  variabel  tetapi  benar-benar  karena variabel  bebas  tertentu.  Variabel  kontrol  dalam penelitian  ini  adalah  diameter base  circle standar.
3.4 Alat dan Bahan
3.4.1 Alat-alat
Alat-alat  yang  diperlukan  untuk  penelitian ini adalah:
a. Mesin bubut untuk merubah base circle .
b. Dynotester.
3.4.2 Bahan – bahan
Bahan  –  bahan  yang  digunakan  untuk penelitian ini adalah:
a. Camshaft Dalam  penelitian  ini camshaft mentah  ini dibubut sampai menjadi camshaft yang
mempunyai base circle yang berbeda dari ukuran diameter base circle standar.
b. Mesin  bensin  1  silinder  dengan  diameter 50mm x langkah 57,9mm.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengolahan Data Hasil Uji Daya Kendaraan
Pada  camshaft  standar,  modifikasi  3  dengan diameter 20.1mm dan 4 dengan diameter 20mm, peningkatan  daya  terjadi  dari  kecepatan  22 Km/jam  sampai  80  Km/jam,  pada  kecepatan  90 Km/jam  mengalami  penurunan  daya  yang signifikan  dikarenakan  pada  kecepatan  tinggi maka putaran mesin semakin tinggi menyebabkan kecepatan putaran terhadap lamanya  putaran  katup  terlalu  besar  (pengisian silinder tidak sempurna) mengakibatkan tekanan pada piston berkurang. (BPM.Arends, 1997 )
Gambar 4.1 Perbandingan Hasil Uji Daya
Hubungan  diameter  base  circle  dengan tekanan  yaitu  pada  dasarnya  merubah  diameter base  circle  dapat  mempengaruhi  awalan  bukaan katup  dan      penutupan      katup        yang  berarti merubah  langkah  hisap  dan  langkah  buang efektif  pada  mekanisme  katup  yang  dapat merubah tekanan didalam silinder saat kompresi, perubahan  tekanan  didalam  sislinder  ini  berarti merubah  gaya  dorong  piston  (F)  pada  saat langkah  usaha  dikarenakan  (F  =  A  x  P),  gaya dorong  piston  dipengaruhi  oleh  luas  permukaan piston (A) dan tekanan rata-rata (P) jika tekanan rata-rata  naik  maka  gaya  dorong  piston  (F)  pun naik  sebanding  dengan  meningkatnya  tekanan rata-rata (P).
Jika  diameter  base  circle  nya  kecil  maka putarannya cenderung tinggi yang  menyebabkan pada  kecepatan  tinggi  maka  putaran  mesin semakin  tinggi  menyebabkan  kecepatan  putaran
terhadap  lamanya  putaran  katup  terlalu  besar (pengisian silinder tidak sempurna) mengakibatkan  tekanan  pada  piston  berkurang dengan berkurangnya tekanan berarti pengurangan daya.
Jika  diameter  base  circle  nya  besar  maka putarannya cenderung lebih rendah dari diameter base circle yang lebih kecil yang mengakibatkan saat  menggunakan  diameter  base  circle  yang lebih besar, pada kecepatan yang sama daya yang dihasilkan cenderung meningkat yang disebabkan  putarannya  lebih  rendah  sehingga kecepatan  putaran  terhadap  lamanya  putaran katup tidak terlalu besar maka pengisian silinder lebih  baik  dari  diameter  base  circle  yang  lebih kecil.
Gambar 4.2 Perbandingan Hasil Uji Torsi corrected
Pada camshaft  standar,  modifikasi  2 dengan diameter 20.4mm, modifikasi 3 dengan diameter 20.1mm ,dan    modifikasi 4 dengan     diameter 20mm  torsi   maksimum terjadi pada kecepatan 22  Km/jam  di  karenakan  pada  kecepatan  ini terjadi  pengisian  silinder  terbaik  maka  tekanan yang  paling  besar  terjadi  pada  kecepatan tersebut.
Torsi  (T)  dipengaruhi  oleh  daya  (Ne)  dan putaran  mesin  (rpm).  Dilihat  pada  grafik  diatas dengan  meningkatnya  kecepatan  torsi  yang dihasilkan  semakin  menurun.  Dimana  kecepatan linier  (V=  ω  x  r  )  dipengaruhi  oleh  kecepatan sudut (ω). Kecepatan sudut adalah (ω = 2π x n) jika  putaran  mesin  meningkat  maka  kecepatan sudut  juga  akan  meningkat  sebanding  dengan putaran  mesin  sehingga  dapat  mempengaruhi kecepatan.  Selain  itu  torsi  (T)  di  pengaruhi  oleh gaya (F) dan kecepatan (V) dimana  gaya (F = m x  g)  jika  massa  pada  camshaft  berubah  yang
disebabkan  oleh  pembubutan  camshaft  maka torsi yang dihasilkan juga akan berubah.
Maka  ( semakin  menigkatnya kecepatan  maka  putaran  mesin  meningkat sebanding  dengan  kecepatan  tersebut.  Dengan meningkatnya putaran mesin tersebut maka torsi dihasilkan semakin menurun. Selain itu, penyebab torsi menurun seiring dengan meningkatnya  putaran  mesin  yaitu  dipengaruhi
oleh  kecenderungan  berkurangnya  campuran udara  dan  bahan  bakar  berkurangnya  campuran udara dan bahan bakar ini disebabkan meningkatnya  putaran  mesin  katup  cenderung tidak  menutup  dengan  sempurna  sehingga campuran udara dan bahan bakar berkurang.

## KESIMPULAN
Setelah  melakukan  pembuatan,  pengujian dan  analisis  unjuk  kerja  alat,  dapat  diambil kesimpulan sebagai berikut:
1) Terdapat  pengaruh  daya  yang  dihasilkan  saat menggunakan camshaft standar, modifikasi 1, modifikasi  2,  modifikasi  3,  dan  modifikasi  4. pada  saat  kecepatan  80  Km/jam  sampai kecepatan 110 Km/jam terjadi perbedaan daya yang  di  hasilkan  pada  saat  menggunakan camshaft  standar,  modifikasi  1,  modifikasi  2, modifikasi 3, dan modifikasi 4.
2) Perubahan daya terjadi pada saat kecepatan 80 Km/jam  sampai  kecepatan  110  Km/jam  daya yang dihasilkan pada camshaft
3) standar yaitu sebesar 9.8 hp dan torsi sebesar 25.03 hP.ft.lbf/rpm, pada camshaft modifikasi 1  dengan  diameter  20.6  mm  daya  yang dihasilkan  sebesar  11.9  hp  dan  torsi  yang dihasilkan 15.84 hP.ft.lbf/rpm, pada camshaft modifikasi  2  dengan  diameter  20.4  mm  daya yang  dihasilkan  sebesar  10.4  hp  dan  torsi yang  dihasilkan  23.9  hP.ft.lbf/rpm,  pada camshaft  modifikasi  3  dengan  diameter  20.1 mm daya yang dihasilkan sebesar 10.9 hp dan torsi yang dihasilkan 25.21 hP.ft.lbf/rpm, pada camshaft  modifikasi  4  dengan  diameter  20 mm daya yang dihasilkan sebesar 10.1 hp dan torsi  yang  dihasilkan  22.93  hP.ft.lbf/rpm. camshaft  yang  paling  efisien  untuk  daya adalah modifikasi 1 dengan diameter 20.6 mm dan  untuk  torsi  yang  paling  efisien  yaitu menggunakan camshaft modifikasi 3.

## DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar, Wiranto, 1988, ” Penggerak Mula Motor  Bakar  Torak ”,  Penerbit  ITB  ,
Bandung. Hal. 18 – 23.
Arends,  BPM,  2000,  ” Motor  Bensin ”,Penerbit Erlangga, Jakarta. Hal. 18 – 23.
Bell, A. Graham, 1998, ” Performance Tuning in Theory  &  Practice ”,Haynes  Publishing Group, England.
Darmawangsa,  F.I.,  dan  Sudarmanta,  B.,  2016.
“ Analisis  Pengaruh  penambahan      Base circle Camshaft Terhadap Unjuk Kerja dan Emisi  Gas  Buang  pada  Engine  Sinjai 650CC ”, Jurnal Teknik  ITS, Vol. 5, No. 1,
Hal. 24 – 29.
Hartadi.  Tri.,  (2015).  “ Pengaruh  Perubahan Lobe Separation Angle Camshaft Terhadap  Daya  dan  Torsi  pada  sepeda motor  Jupiter  z  110  tahun  2007 ”,  Jurnal Teknik UMP, Vol. 01 No. 01, Hal. 10 – 11.
L.D. Ekasari, K. A. Widi, Manajemen Perhitungan  Komponen  Permesinan  Pada Usaha  Kecil  Menengah,  Jurnal  Flywheel Vol 7 no 1 November 2016
Mulyono.,  Bugis,  H.,  dan  Rohman,  N.,  2013. “ Analisis Pemotongan Ramp Poros Bubungan  Terhadap  Konsumsi  Bahan Bakar  dan  Emisi  Gas  Buang  Pada  Suzuki Shogun  125  SP  Tahun  2005 ”,  Jurnal  FKIP UNS, Vol. 01, No. 03, Hal. 1 – 9 Priyo,  A.S.,  2014.  “ Pengaruh  Penggunaan Camshaft Standard dan Camshaft Racing.Terhadap  Unjuk  Kerja  Motor  Bensin Empat  Langkah ”.  Jurnal  Teknik  UMS,Vol.
01 No. 01,  Hal. 3 – 5. Satria,  R.W.,  2017.  “ Analisa Pengaruh
Perubahan  Profil  Camshaft  Terhadap Performa  Pada  Mesin  Suzuki  Satria  F  150 cc Tahun 2012” , Vol. 01, No. 01, Hal. 27– 36.
Siswanto,  Y.D.,  Ranto.,  dan  Rohman,  N.,  2012.
“ Pengaruh  Variasi  Lobe  Separation  Angle Camshaft  dan  Variasi  Putaran  Mesin Terhadap Daya Pada Sepeda Motor Honda Supra  X  125  Tahun  2008 ”,  Jurnal  FKIP UNS, Vol. 01, No. 01, Hal. 98–105. Susilo,  A.  dan  Muliatna.  I.M.,  2013.  “ Pengaruh Besar  LSA  (Lobe  Separation  Angle)  Pada
Cam  Shaft  Terhadap  Unjuk  Kerja  Mesin Sepeda  Motor  4  Langkah ”,  JTM  Vol.  02
No. 02, hal. 245 – 250.
Yuniarto,  2014,  ” Pengujian  Daya  dan  Emisi Gas  Buang ”  Penerbit  POLINEMA  PRESS,
Malang. Bab III.
http://kursusmekaniknuansamotor.blogspot.co.id/ 2014/09/gambar-bagian-bagian-noken-as- kem.html (Diakses pada tanggal 28
November 2017)
http://otomotifschool.blogspot.co.id
(Diakses pada tanggal 4 Desember 2017) http://dragstersoloraya.blogspot.co.id/2013/12/ko rek-noken-as-cam.html (Diakses pada tanggal 4 Desember 2017)
https://infobalapliarjakarta.blogspot.co.id
(Diakses  pada tanggal 6 Febuari 2018) http://repository.umy.ac.id/bitstream/handle/123 456789/8124/bab%20iii.pdf?sequence=4&i sAllowed=y (Diakses pada 15 oktober 2018