JURNAL TEKNIK VOL.3 NO.1/APRIL 2013

25 ISSN 2088 - 3676

ANALISIS PERPINDAHAN PANAS KAMPAS REM PADA SEPEDA MOTOR

Sukamto1), AJ. Bardi2)

1)Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Janabadra

Jl. Tentara Rakyat Mataram 55-57 Yogyakarta 55231 Telp/Fax (0274)543676

E-mail: kadung702@yahoo.com

2)Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UniversitasJanabadra Yogyakarta

Jln. Tentara Rakyat Mataram 55-57 Yogyakarta

Email: skcujb@yahoo.com

ABSTRACT

Brake is one of the component that is important for safety. It is used to decelerate, control and stop

the rotation of the wheel. There are many kind of product of brake pad in the market. AHM ( Astra Honda

Motor) is a factory product that is different compare with INDOPART which has many grade of quality. The

aim of this research is to analysis heat transfer on the brake pads and then compare of the two brand of

brake pad. The methods of the experiments was using new sample both two brand. Specimens were analyzed

to examine the rate of the wearing out of those brake pads.Based on the experiment,the heat transfer

compare with thermal conductivity (q/k) of brake pads of Astra Honda Motor was lower than INDOPART.

Keyword: brake pad, heat transfer.

PENDAHULUAN

Perkembangan industri otomotif ini meliputi komponen-komponen sepeda motor dengan berbagai macam produk dan merk sehingga menyebabkan persaingan antar produsen, baik dalam persaingan harga, mutu dan kualitas produk. Pada umumnya masyarakat Indonesia mayoritas menggunakan alat transportasi sepeda motor dan akhir-akhir ini sepeda motor banyak beralih menggunakan perangkat rem cakram dibanding rem tromol. Rem merupakan komponen yang sangat vital untuk keselamatan pengendara terutama pada komponen kampas rem. Akan tetapi konsumen harus lebih teliti dalam memilih komponen kendaraan sehingga tidak dirugikan dari segi ekonomi ataupun keselamatan. Sepeda motor tentunya membutuhkan perawatan dan penggantian komponen seperti halnya kampas rem.

           Kampas rem adalah suatu komponen yang sangat penting pada sepeda motor karena berfungsi memperlambat dan menghentikan putaran poros, mengendalikan poros dan untuk keselamatan pengendara sendiri. Merk komponen kampas rem ditawarkan oleh para produsen sangat beragam, mulai dari standard pabrikan sepeda motor hingga bervariasi merk yang laris dipasaran karena lebih terjangkau harganya, sehingga harus lebih selektif dalam memilih suatu produk. Akan tetapi untuk

standard keselamatan tidak pernah ada toleransi, kampas rem harus tahan aus dari gesekan dan harus aman pada temperatur tinggi yaitu pada saat waktu pengereman lama seperti di jalan menurun yang panjang. Semakin tinggi kecepatan maka semakin tinggi juga panas yang ditimbulkan pada saat pengereman kecepatan tinggi. Dengan adanya permasalahan tersebut maka perlu dilakukan analisis perbandingan tingkat panas kampas rem cakram ditinjau dari komposisi struktur penyusun bahan kampas. Laju perambatan panas pada kampas rem dengan komposisi struktur yang berbeda tentunya akan berbeda pula sehingga dapat dirumuskan permasalahan, bagaimanakah perbandingan tingkat perambatan panas kampas rem cakram dengan komposisi struktur bahan berbeda pada kampas rem sepeda motor Pengujian perambatan panas yang dilakukan bertujuan untuk dapat mengetahui perbandingan perambatan panas kampas rem cakram merk AHM dan merk INDOPART.

Analisis Perpindahan……………Sepeda Motor Sukamto, AJ.Bardi

ISSN 2088 – 3676 26

Dalam penelitian ini dibatasi pada

perbandingan perambatan panas kampas rem

cakram yaitu:

1. Kampas rem cakram depan pada sepeda

motor Honda Supra X 125 merk standard

pabrikan yaitu AHM (Astra Honda Motor)

dan merk after market INDOPART, serta

menggunakan benda uji yang masih baru

dan dibeli secara acak.

2. Penelitian hanya untuk mengetahui

perbedaan perambatan panas pada masing–

masing benda uji.

TINJAUAN PUSTAKA

Kampas rem merupakan komponen

berfungsi memperlambat dan menghentikan

putaran poros, mengendalikan poros dan

untuk keselamatan pengendara sendiri.

Kampas rem yang terlalu keras menyebabkan

umur drum atau cakram menjadi pendek,

sedangkan jika terlalu lunak maka umur

kampas rem akan pendek.

Temperatur kampas rem akan naik

akibat gesekan yang terjadi selama

pengereman. Waktu pengereman menentukan

temperatur yang timbul pada kampas rem.

(Susilo Adi Widyanto, 2008).

Komposisi struktur bahan kampas

rem ada dua macam yaitu asbestos dan non

asbestos. Keduanya memiliki perbed

C

kecelakaan akan mudah terjadi. Sedangkan

untuk kanv

C hal ini karena serat selulosa dan serat

lainnya dapat meredam panas lebih baik

dibandingkan serat asbes (Wawan Kartiwa

Haroen dan Arief Tri Waskito).

Kampas rem akan semakin keras seiring

waktu akibat adanya gesekan dan penekanan.

Hal ini disebabkan karena benda uji

mengalami perubahan tempratur akibat dari

gesekan disertai penekanan antara kampas

rem dengan tromol yang menimbulkan panas

diikuti pendinginan oleh udara. Akibat dari

itu panas tersebut yang akan merubah

susunan partikel menjadi lebih padat (Ahmad

Multazam, Achmad Zainuri, Sujita).

LANDASAN TEORI

Kampas rem mengalami kenaikan

temperatur akibat gesekan yang terjadi

dengan disk atau drum selama pengereman.

Panas harus dibuang agar temperatur tidak

naik sampai melebihi batas karena akan

menyebabkan rem tidak bekerja karena

permukaan kampas menjadi licin atau yang

disebut fading. Panas tersebut bisa mengalir

atau bepindah apabila ada perbedaan suhu

antara kedua permukaan benda atau suatu

benda terdapat yang gradien suhu maka akan

terjadi perpindahan energi dari bagian

bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah.

Proses perpindahan panas dapat terjadi

dengan 3 cara yaitu:

a. Konduksi

Adalah proses dimana panas

mengalir dari daerah yang bersuhu lebih

tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di

dalam suatu medium (padat, cair, gas) atau

antara medium-medium yang berlainan yang

bersinggungan secara langsung. Jika molekul

bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah

bersuhu rendah maka molekul mengangkut

energi kinetik dan menyerahkan energinya

pada waktu bertumbukan dengan molekul

yang energinya lebih rendah. Angka

konduktivitas termal menunjukkan seberapa

cepat kalor mengalir dalam bahan.

Konduktivitas termal gas tergantung suhu.

b. Konveksi

Adalah proses transport energi dengan

kerja gabungan dari konduksi panas,

penyimpanan energi dan gerakan

mencampur. Konveksi sangat penting sebagai

mekanisme perpindahan energi antara

permukaan benda padat, cair, dan gas.

Perpindahan kalor tanpa ada sumber gerakan

fluida disebut konveksi alamiah (bebas), jika

fluida digerakkan disebut konveksi paksa.

c. Radiasi

Adalah proses dengan mana panas

mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke

benda yang bersuhu rendah bila benda-benda

itu terpisah di dalam ruang, bahkan bila

terdapat ruang hampa diantara benda-benda

tersebut. Istilah radiasi biasa dipakai dalam

gelombang elektromagnetik.

Besarnya energi yang diubah menjadi panas

karena berhubungan dengan bahan gesek

JURNAL TEKNIK VOL.3 NO.1/APRIL 2013

27 ISSN 2088 - 3676

yang dipakai. Pemanasan yang berlebihan

bukan hanya akan merusak bahan lapisan

rem, akan tetapi juga akan menurunkan daya

gesek kampas rem itu sendiri.Oleh karena itu

dalam penelitian ini penting untuk

mengetahui perambatan panas saat

pengereman terjadi, yaitu dari panas gesekan

kampas rem untuk mengetahui laju

perambatan panas dari kampas rem.

Panas tergantung pada sejumlah faktor

lainnya, misalnya bahan kampas rem,

tekanan, kecepatan, dan suhu sekitar.

Gabungan banyak faktor tersebut

menyebabkan metode perhitungan panas

kampas rem tidak menyeluruh, akan tetapi

dipakai sebagai perkiraan terhadap laju

perambatan panas untuk perbandingan

penyerapan panas suatu produk kampas rem

satu dengan yang lainnya , sehingga dapat

mengetahui kampas rem dengan kualitas

penyerapan panas yang baik.

Pada bahan baku serat asbes telah

digunakan sejak kampas rem diciptakan,

akan tetapi saat ini sudah mulai ditinggalkan

karena mulai dipermasalahkan dalam hal

lingkungan, kesehatan dan proses

pengereman bersuhu tinggi. Dari penelitian

berbagai sumber, kampas rem asbestos akan

terjadi fading pada suhu pengereman

mencapai 200ºC yang berakibat tingkat

kecelakaan akan mudah terjadi. Sedangkan

kampas rem yang terbuat dari bahan non

asbestos lebih tahan panas dan terjadi fading

pada saat pengereman mencapai 350ºC.

Kandungan resin dan material kampas

haruslah seimbang karena kandungan resin

yang tinggi dapat mengakibatkan kampas

rem lebih mudah terjadi fading ketika

temperatur panas naik. Fading menyebabkan

pengereman tidak terkontrol atau tidak bisa

dikendalikan, hal inilah yang menyebabkan

kecelakaan terjadi dari kampas rem karena

tingginya kandungan resin (www.sar.org).

Kendaraan terdiri dari ribuan

komponen, disamping itu kendaraan

menggunakan banyak sekali bahan-bahan

baik metal maupun nonmetal. Sangatlah tepat

jika kendaraan dikatakan merupakan produk

yang padat teknologi, padat komponen, padat

bahan, dan juga penuh resiko yaitu

kecelakaan.

Gambar 1. Kampas Rem Cakram/Brake Pad

Jenis Kampas Rem Menurut Klasifikasi

International

a. OEM (Original Equipment Manufactured)

OEM adalah jenis kampas rem yang sudah

terpasang pada saat membeli motor baru,

dimana untuk produsen Honda, Suzuki,

dan Kawasaki dikeluarkan oleh pabrikan

rem Nissin, sedangkan untuk Yamaha

dikeluarkan oleh Akebono.

b. OES (Original Equipment Sparepart)

OES adalah jenis kampas rem yang

digunakan sebagai pengganti kampas rem

OEM dimana kampas rem ini dibuat oleh

pabrikan OEM sehingga mempunyai kode

formula yang sama, proses yang sama,

kualitas yang sama dan bahan yang sama

dengan kampas rem OEM.

c. AM (After Market)

Jenis ini adalah kampas rem yang beredar

di pasaran, dengan kualitas yang beragam.

Ada yang mempunyai kualitas lebih

rendah dari OEM, dan ada yang lebih

tinggi kualitasnya dari OEM.

d. Genuine

Pada dasarnya kampas rem ini masuk

dalam kategori jenis After Market. Istilah

Genuine hanya untuk membedakan antara

asli dan palsu tidaknya produk tersebut

(www.astra-honda.com).

Pada umumnya 60% material dari

komposisi kampas rem ini adalah Asbestos

sebagai serat utama pembuatan kampas rem,

Resin, Friction Aditive, Filler, sepihan

logam, karet sintetis dan keramik sebagai

bantalan tahan aus. Kampas rem asbestos

akan fading pada temperatur 200ºC, ini

disebabkan karena faktor kandungan resin

yang tinggi pada asbestos sehingga pada

temperatur tinggi kampas rem cenderung

licin (glazing) dan mengeras, juga ketika

terkena air (www.ibpbrake.com /

www.situsotomotif.com).

Pada kampas rem non asbestos, sebagai

pengganti komposisi asbestos adalah bahan

Friction Aditive untuk mengisi komposisi

utama kampas rem dan Filler untuk mengisi

ruang kosong, lalu penggunaan Resin,

serpihan logam, karet sintetis dan keramik

sebagai bantalan tahan aus. Kampas rem non

Analisis Perpindahan……………Sepeda Motor Sukamto, AJ.Bardi

ISSN 2088 – 3676 28

asbestos akan fading pada temperatur yang

cukup tinggi yaitu 350ºC, hal ini dikarenakan

tidak adanya kandungan asbestos yang tidak

tahan terhadap temperatur diatas 200ºC.

Karena kampas ini mempunyai komposisi

Friction Aditive yang lebih banyak, maka

ketika terkena air masih memiliki koefisien

gesekan yang tinggi (www.ibpbrake.com /

www.situsotomotif.com).

METODE PENELITIAN

Pada penelitian perambatan panas

kampas rem cakram (brake pad) yang

digunakan adalah 3 buah kampas rem cakram

sepeda motor Honda Supra X 125 merk

AHM dan merk INDOPART non asbestos,

menggunakan benda uji yang sudah jadi dan

masih baru dibeli secara acak, pemilihan

benda uji dilakukan dengan

mempertimbangkan perbedaan harga. Berikut

data benda uji kampas rem :

1. Kampas rem standar pabrikan merk AHM

(Astra Honda Motor)

Jenis : OES (Original Equipment

Sparepart)

2. Kampas rem after market merk

INDOPART

Jenis : After Market

Benda yang diuji adalah 2 merk kampas

rem yaitu 3 buah kampas rem cakram merk

AHM dan 3 buah kampas rem cakram merk

INDOPART. Semua pengujian dilakukan di

Laboratorium Ilmu Logam Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Janabadra

Yogyakarta.

Sebelum memulai pengujian maka benda

uji harus dipersiapkan terlebih dahulu agar

pengujian bisa berjalan dengan yang

direncanakan. Banyaknya benda uji yang

digunakan dalam pengujian tersebut adalah :

1. Masing-masing merk 3 pasang kampas

rem cakram.

2. Jumlah benda uji 6 buah

3. Tiap benda uji mengalami 1 kali gesekan.

Pengujian perambatan panas dilakukan

dengan menggesek permukaan benda uji

kampas rem pada piringan yang berputar dan

dilapisi amplas dengan mengatur kecepatan

putaran dan dengan beban tekan. Kemudian

benda uji diukur suhunya dengan 3 tingkat

kedalaman yaitu bagian permukaan kampas,

kedalaman 1,5 mm, 3 mm dan 4,5 mm

sebelum dan sesudah pengujian dengan alat

uji pengukur temperatur suhu panas.

Peralatan yang digunakan :

1. Alat uji pengukur temperatur panas

(Thermocopel)

2. Benda uji kampas rem cakram merk

AHM 3 buah

3. Benda uji kampas rem cakram merk

INDOPART 3 buah

4. Jangka Sorong

5. Gergaji potong

6. Amplas

7. Bor

8. Stop Watch

Langkah Pengujian :

1. Benda yang di uji dibuat specimen dengan

ukuran panjang 20 mm, lebar 5mm.

Gambar 2. Specimen Benda Uji Perambatan

Panas

2. Bor benda uji dengan diameter 3 mm pada

tingkat kedalaman 1,5mm, 3 mm dan 4,5

mm.

3. Letakkan benda uji pada penjepit dengan

kuat.

4. Tentukan beban tekan 1350 gram.

5. Tentukan waktu pengausan 120 detik.

6 T ”ON”

sesuai dengan ketentuan no 3 dan 4 diatas.

7. Setelah pengujian selesai, lepas benda uji

dari penjepitnya.

8. Segera ukur suhu dengan menekan tombol

”ON” pengukur suhu dengan

menyentuhkan ujung pengukur pada

permukaan benda uji, pada kedalaman 1,5

mm, 3 mm dan 4,5 mm pada masingmasing

benda uji.

Ø 3, 1.5 depth

Ø 3, 3.0 depth

Ø 3, 4.5 depth

JURNAL TEKNIK VOL.3 NO.1/APRIL 2013

29 ISSN 2088 - 3676

9. Lakukan pengujian dengan proses dan

jangka waktu yang sama untuk benda uji

lainnya..

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada pengujian Perambatan Panas yang

dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam

Universitas Janabadra di Yogyakarta,

specimen dipasang pada pemegang benda

yang ada pada alat uji tersebut, berat

pemegang benda yang digunakan adalah

1350 gram dengan kecepatan putaran mesin

140 Rpm dan pengujian perambatan panas

dilakukan selama 120 detik dengan

mengukur temperatur pada titik 1, 2, 3 dan 4.

1.Titik pembacaan pertama yaitu pada

permukaan benda uji

2.Titik pembacaan pada kedalaman 1,5 mm

3.Titik pembacaan pada kedalaman 3,0 mm

4.Titik pembacaan pada kedalaman 4,5 mm

Laju Perambatan Panas ( Hk. Fourier)

x

T

q kA





 

ΔT = beda temperatur antar titik ( ºC)

Δx = jarak antar titik (m)

K = konduktivitas termal( Watt/m.ºC)

A = luas permukaan benda uji (m²)

Tabel 1. Data laju perambatan panas pada

kampas rem AHM Luas spesimen 100 mm2

Specimen 1:

Titik Temp.

awal ( ºC)

Temp.

akhir ( ºC)

ΔT dg ttk

sebelumnya

1 27,5 29,8

2 27,5 30,6 0,8

3 27,5 31,6 1,2

4 27,5 32,3 0,7

ΔT rata-rata 0,9

Specimen 2:

Titik Temp.

awal ( ºC)

Temp.

akhir ( ºC)

ΔT dg ttk

sebelumnya

1 27,6 28,2

2 27,6 28,7 0,5

3 27,6 30,0 1,3

4 27,6 31,5 0,8

ΔT rata-rata 0,87

Specimen 3:

Titik Temp.

awal ( ºC)

Temp.

akhir ( ºC)

ΔT dg ttk

sebelumnya

1 27,2 31,4

2 27,2 32,1 0,7

3 27,2 32,8 0,7

4 27,2 33,7 0,9

ΔT rata-rata 0,77

Harga

k

q

Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3

k

q

0,06 0,058 0,051

Harga rata-rata temperatur akhir tiap titik

Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4

29,80 30,46 31,46 32,50

Tabel 2. Data laju perambatan panas kampas

rem INDOPART Luas spesimen 100 mm2.

Specimen 1:

Titik Temp.

awal ( ºC)

Temp.

akhir ( ºC)

ΔT dg ttk

sebelumnya

1 27,2 33,3

2 27,2 36,5 3,2

3 27,2 37,7 1,2

4 27,2 39,8 2,1

ΔT rata-rata 2,17

Specimen 2:

Titik Temp.

awal ( ºC)

Temp.

akhir ( ºC)

ΔT

sebelumnya

1 27,4 32,3

2 27,4 34,5 2,2

3 27,4 36,8 2,3

4 27,4 38,7 1,9

ΔT rata-rata 2,13

Analisis Perpindahan……………Sepeda Motor Sukamto, AJ.Bardi

ISSN 2088 – 3676 30

Specimen 3:

Titik Temp.

awal ( ºC)

Temp.

akhir ( ºC)

ΔT dg ttk

sebelumnya

1 27,3 30,9

2 27,3 32 1,1

3 27,3 34,5 2,5

4 27,3 36,8 2,3

ΔT rata-rata 1,97

Spesimen

1

Spesimen 2 Spesimen 3

k

q

0,145 0,142 0,131

Harga rata-rata temperatur akhir tiap titik

Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4

32,16 34,33 36,33 38,43

Grafik 1 : Harga q/k

Grafik 2 : Temperatur rata-rata tiap titik

Dari harga-harga tersebut diatas terlihat pada

grafik bahwa laju perambatan panas

dibanding konduktivitas termal (q/k) kampas

merk AHM lebih rendah dari merk

INDOPART. Struktur bahan penyusun kedua

merk terdiri dari campuran bahan-bahan yang

berbeda sehingga harga konduktivitas termal

belum diketahui. Distribusi temperatur kedua

merk kampas tersebut sama yaitu semakin

kedalam semakin tinggi. Hal ini disebabkan

titik 1 berada di permukaan sehingga

temperatur cepat turun.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian,

pengamatan dan analisis melalui pengujian

perambatan panas dengan metode gesekan

abrasif, maka dapat disimpulkan :

Berdasarkan dari hasil pengujian perambatan

panas yang dilakukan, menunjukan bahwa

specimen kampas rem cakram Honda Supra

X 125 merk AHM mempunyai harga

perambatan panas dibanding konduktivitas

termal (q/k) lebih rendah dibandingkan merk

INDOPART.

DAFTAR PUSTAKA

Ir. Hadi Suganda, Msme & Prof. Dr. K

Kageyama, 1996, “Pedoman

Perawatan Sepeda Motor”, Edisi

kelima, Pradnya Paramita, Jakarta.

Prof. Ir. I Nyoman Sutranta, MSc, Phd,

2001,”Teknologi Otomotif”, Buana

Widya, Surabaya.

J.P. Holman, 1994, ”Perpindahan Kalor”,

Edisi Keenam, Erlangga, Jakarta.

PT. Astra Honda Motor,”Honda Technical

Service”, Edisi Pertama, Honda Parts

Catalog.

S A W, “ Karakteristik Mekanik

Kampas Rem Akibat Variasi Kondisi

pengoperasian ” ROTASI, v 1 ,

4, Okt 2008.

Wawan Kartiwa H, Arief Tri W,

“Peningkatan Standar Kampas Rem

Kendaraan Berbahan Baku Asbestos

dan Non Asbestos (Celulose) untuk

Keamanan” P B B P

Deperind dan PT.IBP

Ahmad Multazam, Achmad Zainuri dan

S , “Analisa Pengaruh Variasi

Merek Kampas Rem Tromol Dan

Kecepatan Sepeda Motor Honda

Supra X125 Terhadap Keausan

Kampas Rem”, T M

Universitas Mataram, 2012

Anonim, 8, “Disk Brake”,

www.wikipedia.org

Anonim,2008,“Asbestos”,

www.digilib.petra.ac.id

spesimen

q/k

titik

ºC

JURNAL TEKNIK VOL.3 NO.1/APRIL 2013

31 ISSN 2088 - 3676

Anonim, 8, “Jenis Kampas Rem”,

www.astra-honda.com

Anonim, 2009, “Perpindahan Panas”,

www.osun.org

Anonim, 2009, ”Fundamentals of Friction

and Wear of Automobile Brake

Materials”, www.sar.org

Anonim, 2009, ”Rem”,

www.situsotomotif.com

Anonim, 2009, ”Kampas Rem Non

Asbestos”, www.ibpbrake.com

Anonim, 2009, ”Gaya Pengereman”,

www.centrinova.com