Pertemuan 13

Hidrolik berasal dari kata Hydro yang berarti air dan aulos yang berarti pipa. Sistem hidrolik atau hidraulis adalah suatu mekanikal yang memanfaatkan fluida berupa zat cair atau oli sebagai sumber tenaga penggerak utama mesin. 

Gambar penggunaan sistem hidrolik pada mesin industri

a. Hukum sistem hidrolik 
beberapa hukum fisika dapat diaplikasikan yaitu: hukum archimedes, hukum pascal, dan hukum hidrostatis 
1) Hukum archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya

Gambar ilustrasi hukum archimedes
2) Hukum Pascal
menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida dalam sebuah wadah tertentu maka tekanannya akan diteruskan sama besar dan merata ke semua arah

Gambar ilustrasi hukum pascal
3) Hukum hidrostatis
menyatakan bahwa tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam wadah suatu jenis zat cair sejenisnya dalam keadaan seimbang adalah sama. 

Gambar ilustrasi hukum hidrostatis

b. Prinsip kerja sistem hidrolik 
sistem hidrolik merupakan bentuk perubahan atau pemindahan daya dengan menggunakan media penghantar berupa fluida cair untuk memperoleh daya yang lebih besar dari daya awal yang dikeluarkan. Fluida diubah tekanannya oleh pompa hidrolik yang kemudian diteruskan ke komponen silinder kerja melalui pipa-pipa saluran dan katup-katup.

c. Keuntungan dan kerugian sistem hidrolik 
keuntungan menggunakan sistem hidrolik
1) pemindahan gaya dan daya lebih besar 
2) pengaturan arah, kecepatan, dan tekanan dapat dilakukan dengan mudah 
3) suatu pembalikan arah secara cepat dapat dilakukan dengan mudah
4) pemindahan gaya dapat dilakukan ke tempat yang jauh
5) penempatan dan pengaturan komponen-komponen hidrolik lebih sederhana dan tidak diperlukan tempat yang besar
kerugian sistem hidrolik
1) rawan terhadap kecelakaan akibat adanya tekanan tinggi dari fluida
2) kebocoran kecil akan dapat berakibat fata, baik pada pemindahn tenaga maupun penyebab kecelakaan
3) sistem hidrolik dapat memerlukan bagian dengan tingkat presisi yang sangat tinggi atau bagian-bagian tertentu harus dibuat
4) membutuhkan perawatan yang intensif dan berkala
5) gesekan di dalam saluran-salurannya bisa menyebabkan oli panas dan ini menyebabkan perubahan viscositas oli
6) goyangan dan penyusutan pipa-pipa dan hose

d. Komponen sistem hidrolik 
1. Unit tenaga
berfungsi sebagai sumber atau penghasil tenaga dengan fluida yang berupa minyak 
a) penggerak mula yang berupa motor listrik atau motor bakar 
b) pompa hidrolik putaran dari poros penggerak mula memutar pompa hidrolik 
c) tangki hidrolik, berfungsi sebagai wadah atau penampang cairan hidrolik
d) kelengkapan, seperti pressure gauge, gelas penduga, dan relief valve
2. Unit penggerak
berfungsi untuk mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik atau untuk menghasilkan gerak atau usaha yang merupakan hasil akhir atau output dari sistem hidrolik

a) penggerak lurus (liner motion actuator)
terdiri atas tipe single dan double acting silinder. Single acting silinder adalah tipe silinder yang hanya dapat memberkan tenaga pada satu sisi saja karena silinder ini mendapat suplai minyak juga dari satu sisi saja. Untuk mengembalikan ke posisi semula biasanya digunakan pegas atau kembali karena beratnya sendiri atau beban

Kontruksi tipe single acting silinder

Double acting silinder atau silinder kerja ganda. Silinder ini mendapat suplai aliran liquid dari dua sisi. Silinder kerja ganda ada yang memiliki batang torak pada satu sisi dan ada pula yang pada kedua sisi

Kontruksi double acting silinder

b) Penggerak putar: Motor hidrolik rotary actuator motor hidrolik mengubah energi fluida menjadi gerakan putar mekanik yang kontinu. berikut ini macam-macam motor hidrolik
1) piston hydrolik motor
2) sliding vane motor
3) gear motor

Penggerak putar

3) Unit pengatur 
berupa katup-katup atau valve yang berfungsu sebagau pengatur gerak sistem hidrolik unit ini terdiri atas 
a) katup pengarah (directional control valve - DCV) 
adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas, menghentikan, atau mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut. 

b) Macam-macam katup pengarah khusus 
1) check valve adalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah aliran hanya pada satu arah saja dan juga sebagai pressure control 

2) Pilot operated check valve. katup ini dirancang untuk aliran cairan hidrolik yang dapat mengalir bebas pada satu arah dan menutup pada arah lawannya, kecuali ada tekanan cairan yang dapat membukanya
3) Katup pengatur tekanan berfungsi untuk membatasi tekanan operasional dalam sistem hidrolik untuk mengatur tekanan agar penggerak hidrolik dapat bekerja secara berurutan dan untuk mengurangi tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil
berikut ini macam-macam katup pengatur tekanan
a) relief valve digunakan untuk mengatur tekanan yang bekerja pada sistem dan juga mencegah terjadinya beban lebih atau tekanan yang melebihi kemampuan rangkaian hidrolik
b) sequence valve berfungsi untuk mengatur tekanan untuk mengurutka pekerjaan, yaitu menggerakkan silinder hidrolik yng satu kemudian baru yang lain.
c) pressure reducing valve, berfungsi untuk menurunkan tekanan fluida yang mengair pada saluran kerja karena penggerak yang akan menerimanya didesain dengan tekanan yang lebih rendah

katup pengatur tekanan relief valve

4) Flow control valve, befungsi untuk mengotrol atau mengendalikan besar kecilnya aliran cairan hidrolik yang akan memengaruhi kecepatan gerak aktuator
a) fixed  flow control, yaitu apabila pengaturan aliran tetap atau tidak dapat berubah-ubah melalui fixed orifice
b) variable flow control. yaitu apabila pengaturan aliran dapat berubah-ubah sesuai dengan keperluan
c) flow control yang dilengkapi dengan check valve
d) flow control yang dilengkapi dengan relief valve guna menyeimbangkan tekanan

flow control dua arah dan dapat disetel

e. Cara kerja sistem hidrolik

Cara kerja sistem hidrolik

f. Aplikasi sistem hidrolik pada bidang otomotif
contoh pengaplikasian pada dongkrak, mesin pres, sistem pelumas mesin, sistem rem, dan sistem power steering
sistem rem hidraulik terdiri atas komponen-komponen sebagai berikut: pedal rem, master silider, booster, pipa rem, pipa pembagi, dan unit rem
1) unit tenaga terdiri atas
a) pedal rem berfungsi untuk meneruskan tenga pengereman kaki pengemudi ke pushrod pada master silinder
b) master silinder berfungsi untuk mengubah tenaga operasi yang digunakan oleh pedal rem menjadi tekanan hidraulis, yang kemudian dikenakan pada disc brake caliper atau wheel cylinder dari drum brake

2) unit pengatur berupa katup penyeimbang atau proportioning valve berfungsi untuk membagi tekanan pengereman ke roda depan dan belakang agar roda tidak ngepot

3) unit actuator berupa unit rem, yaitu bagian perangkat pengereman yang sebenarnya. tempat terjadinya gesekan untuk menghentikan putaran roda. unit rem dibedakan menjadi 2 jenis yaitu rem tromol dan rem cakram

Cara kerjanya
drum brake menghentikan ban dari berputar dengan menggunakn tekanan hidraulis yang dikirimkan dari master cylinder pada wheel cylinder untuk menekan brake shoe atas brake drum, yang berputar bersama dengan ban. Saat tekanan hidraulis pada wheel cylinder hilang, tenaga dari pegas pembalik menekan brake shoe dari permukaan dalam drum dan mengembalikannya ke posisi aslinya. Brake shoe dikelilingi oleh brake drum maka akan sulit bagi panas yang dihasilkan untuk dilepaskan. Tipe rem ini kurang tahan pada panas.