Menguak Prinsip Kerja Dongkrak HidrolikPernahkah kalian memperhatikan orang yang mengganti ban mobil yang bocor dengan ban yang baru? Orang tersebut cukup menggunakan dongkrak hidrolik untuk mengangkat badan mobil . Kok bisa ya alat sekecil itu mengangkat beban mobil yang sangat berat. Coba bayangkan jika mobil itu diangkat menggunakan tenaga manusia! Pasti butuh tenaga lebih dari tiga orang untuk mengangkatnya.

Ternyata pompa hidrolik tersebut bekerjanya menggunakan prinsip hukum pascal.  Lebih jelasnya perhatikan ilustrasi percobaan berikut ini.

Pada gambar di samping terlihat rancangan alat sederhana berupa siring (alat suntik) dengan diameter berbeda yang dihubungkan dengan selang plastik yang didalamnya telah diisi dengan air berwarna. Apa yang terjadi jika penghisap pada siring kecil kita tekan? Ternyata jika penghisap kecil kita tekan, maka air akan mendorong penghisap siring besar naik ke atas. Bagaimana jika pada bagian atas penghisap siring besar kita letakkan sebuah beban yang cukup berat dan kita lakukan hal yang sama yaitu menekan penghisap kecil ke bawah. Ternyata hasilnya pun sama, yaitu air mendorong penghisap siring besar ke atas sehingga beban yang diletakkan di atasnya terangkat ke atas. Kenapa demikian?

Mari kita telusuri kenapa gaya yang kecil dapat mengangkat gaya berat beban yang lebih besar? Hukum Pascal menyatakan “tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar(sama rata)”

Untuk lebih jelasnya perhatikan ilustrasi gambar berikut!

Ketika penghisap kecil kita dorong maka penghisap tersebut diberikan gaya sebesar F1 terhadap luas bidang A1, akibatnya timbul tekanan  sebesar P1. Menurut Pascal, tekanan ini akan diteruskan ke penghisap besar  dengan sama besar. Dengan demikian pada penghisap besar akan terjadi tekanan yang besarnya sama dengan P1. Tekanan ini menimbulkan gaya pada luas bidang tekan penghisap kedua (A2) sebesar F2 sehingga dapat dituliskan persamaan sebagai berikut :

P1 = P2

Keterangan :

F1 = besar gaya penghisap 1 (N)

F2 = besar gaya penghisap 2 (N)

A1 = Luas penampang penghisap 1 (m2)

A2 = Luas penampang penghisap 2 (m2)

Keadaan tersebut menunjukkan bahwa apabila gaya F1 yang kecil akan menimbulkan gaya F2 yang besar.

Prinsip inilah yang mendasari cara kerja dongkrak hidrolik.

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal berikut!

Contoh soal :

Sebuah dongkrak hidrolik memiliki luas penampang kecil A1 = 25 cm2, sedangkan luas penampang besar A2 = 100 cm2. Jika penghisap kecil ditekan dengan gaya sebesar 100 N, hitung besar gaya angkat tabung besar.

Penyelesaian :

Diketahui :

A1 = 25 cm2

A2 = 100 cm2

F1 = 100 N

Ditanya : gaya angkat penghisap besar (F2 )

Jawab :

F2 = 400 N

Jadi gaya angkat pada penghisap besar sebesar 400 N.

Nah, berdasarkan hasil penyelesaian soal tersebut terlihat bahwa dengan gaya tekan sebesar 100 N pada penghisap kecil dapat menghasilkan gaya tekan yang besar (400N) pada penghisap besar. Sudah tahu kan kenapa dongkrak hidrolik yang kecil dapat mengangkat beban yang berat??

Prinsip-prinsip hukum Pascal  selain diterapkan dalam dongkrak hidrolik dapat  pula diterapkan pada alat-alat seperti pompa hidrolik, alat pengangkat air, alat pengepres, alat pengukur tekanan darah (tensimeter), rem hidrolik, dongkrak hidrolik, dan dump truk hidrolik.

Semoga bermanfaat.

PowerPoint Presentation: Dipresentasikan Oleh: JOKO PRASETIYO, S.Pd SMKN 1 BINTAN SISTEM HIDROLIK

STANDAR KOMPETENSI: Memperbaiki Sistem Hidrolik dan Kompresor Udara : STANDAR KOMPETENSI: Memperbaiki Sistem Hidrolik dan Kompresor Udara KOMPETENSI DASAR: Mengidentifikasi Sistem Hirolik

Tujuan Pembelajaran: Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti pembelajaran siswa mampu : Menuliskan prinsip kerja sistem hidrolik . Menuliskan contoh penerapan sistem hidrolik dalam bidang mesin / otomotif . Menggambarkan dan menjelaskan cara kerja hidrolik . Menuliskan keuntungan-keuntungan sistem hidrolik . Menuliskan komponen-komponen sistem hidrolik beserta fungsinya . .

Materi Pelajaran Sebelumnya: Materi Pelajaran Sebelumnya Dalam Pelajaran Fisika : Hukum Pascal: “ Tekanan pada ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah sama besar ”

PENERAPAN HIDROLIK: PENERAPAN HIDROLIK 1. Industri Hidrolik

PowerPoint Presentation: 2. Otomotif

3. Alat-Alat Berat: 3. Alat-Alat Berat

4. Alat Pertanian: 4. Alat Pertanian

5. Mesin Konstruksi: 5. Mesin Konstruksi

PowerPoint Presentation: PENGETAHUAN LAIN YANG RELEVAN Sistem Pneumatics (Lihat Juga Video Animasi)

Istilah Hidrolik: Istilah Hidrolik HYDRO Water Bahasa Yunani Minyak/oli HYDROLIK

Definisi Sistem Hidrolik: Definisi Sistem Hidrolik Adalah suatu pemindahan dan pengontrolan gaya-gaya dan gerakan dengan menggunakan fluida cair

Prinsip Kerja Dasar Sirkuit Hidrolik: Prinsip Kerja Dasar Sirkuit Hidrolik Penerapan Hukum Pascal

PowerPoint Presentation: F = p x A (kg) Dimana: F = Gaya (kg) p = Tekanan (kg/cm²) A = Luas penampang (cm²) F1 F2 F1 = F2

Konversi Energi Hidrolik: Konversi Energi Hidrolik Energi Mekanik Energi Hidrolik Energi Mekanik Energy input (Diesel engine, Electric motor ) Energy output (Mechanical energy) FortLift Exalator Hydraulic pump - Cylinder - Motor Direction of Flow High Pressure Side Low Pressure Side

KELEBIHAN HIDROLIK: KELEBIHAN HIDROLIK Transmisi gaya dan daya yang dihasilkan besar Mudah dalam perawatan Pengoperasian cukup mudah Pengontrolan secara otomatis sesuai dengan urutan kerja Pengaturan komponen dapat diletakkan secara independent satu sama lain Konversi yang sederhana dari gerakan putaran penggerak menjadi gerak linier Pemonitoran dan pemeriksaan yang sederhana Minyak hidrolik selain sebagai transmisi gaya juga sebagai pelumas Getaran yang timbul relatif kecil

Kelemahan Hidrolik: Kelemahan Hidrolik 1. Kebocoran 2. Perubahan viskositas 3. Sistem rangkaian tidak sederhana 4. Kadang-kadang kecepatan kerja berubah

Ice Break ANIMAL SMOOKING : Ice Break ANIMAL SMOOKING

KOMPONEN SISTEM HIDROLIK: KOMPONEN SISTEM HIDROLIK Unit Tenaga (Power Pack): Penggerak mula , Pompa hidrolik , Tangki Hidrolik dan Katup pengaman . Unit Penggerak (Actuator): Silinder Hidrolik Unit Pengatur (Directional Control Valve): Katup Pengarah Aliran Fluida Hidrolik Pipa-pipa Saluran

Rangkaian Hidrolik: Rangkaian Hidrolik Pompa Hidrolik Tangki Hidrolik Check Valve ( Katup satu arah ) Motor Pengerak Actuator ( Silinder Hidrolik ) Katup pengarah aliran ( Directional Control Valve )

PowerPoint Presentation: Penampang Hidrolik

FUNGSI KOMPONEN SISTEM HIDROLIK: FUNGSI KOMPONEN SISTEM HIDROLIK Pompa Hidrolik : Mengalirkan cairan hidrolik ke seluruh rangkaian hidrolik sehingga unit dapat bekerja . Tangki Hidrolik : Menampung cairan hidrolik , Pendinginan cairan hidrolik Menghilangkan gelembung udara Mengendapkan kotoran

FUNGSI KOMPONEN SISTEM HIDROLIK (Lanjutan):: FUNGSI KOMPONEN SISTEM HIDROLIK (Lanjutan): 3. Check Valve : Pengarah aliran fluida dan pengony \ trol tekanan . 4. Motor Pengerak : Menggerakkan pompa hidrolik . 5. Actuator ( Silinder Hidrolik ): Mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik / gerak . 6. Katup Pengarah (Directional Control Valve): Alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas , menghentikan atau mengarahkan cairan hidrolik melalui katup tsb .

RANGKUMAN / KESIMPULAN: RANGKUMAN / KESIMPULAN Sistem hidrolik sangat penting dalam penerapan di bidang mesin dan otomotif, karena banyak digunakan di bidang tsb. Sistem hidrolik memiliki banyak keunggulan-keunggulan jika dibandingkan dengan sistem mekanik atau sistem yang lain. Sistem hidrolik adalah suatu rangkaian dengan menggunakan media liquid / fluida untuk mengangkat atau menekan dengan tenaga

minimal sehingga menghasilkan tenaga optimal Komponen sistem hidrolik terdiri dari: tangki, motor penggerak, pompa, katup pengaman, unit penggerak, katup pengatur dan pengukur tekanan serta pipa saluran.

EVALUASI / TEST: EVALUASI / TEST Jawablah Pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan jelas I Berikan contoh penggunaan sistem hidrolik pada bidang teknik mesin / otomotif (minimal 4 macam ) ! Gambarkan dan tuliskan cara kerja sistem hidrolik ! Tuliskan keuntungan-keuntungan sistem hidrolik (minimal 3) ! Tuliskan komponen-komponen utama sistem hidrolik (minimal 4) ! Tuliskan fungsi komponen hidrolik di bawah ini ; Pompa hidrolik Reservoir ( tangki )

TUGAS: TUGAS Buatlah rangkaian hidrolik untuk rem mobil dan alat berat . Pelajari bab tentang : Sistem Reservoir, Saluran dan Fiting Hidrolik .

PowerPoint Presentation: Sekian Terima Kasih

Dongkrak Hidrolik Dongkrak hidrolik merupakan salah satu aplikasi sederhana dari Hukum Pascal. Berikut ini prinsip kerja dongkrak hidrolik. Saat pengisap kecil diberi gaya tekan, gaya tersebut akan diteruskan oleh fluida (minyak) yang terdapat di dalam pompa. Akibatnya, minyak dalam dongkrak akan menghasilkan gaya angkat pada pengisap besar dan dapat mengangkat beban di atasnya.

Gambar1. Dongkrak Hidrolik

Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah dengan memanfaatkan hukum Pascal, “Tekanan yang diberikan pada suatu fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah sama rata”. Dongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang memiliki diameter yang berbeda ukurannya. Masing- masig ditutup dan diisi cairan seperti pelumas (oli dkk). Apabila tabung yang permukaannya kecil ditekan ke bawah, maka setiap bagian cairan juga ikut tertekan. Besarnya tekanan yang diberikan oleh tabung yang permukaannya kecil diteruskan ke seluruh bagian cairan. Akibatnya, cairan menekan pipa yang luas permukaannya lebih besar hingga pipa terdorong ke atas .

Luas permukaan pipa yang ditekan kecil, sehingga gaya yang diperlukan untuk menekan cairan juga kecil. Tapi karena tekanan (Tekanan= gaya / satuan luas) diteruskan seluruh bagian cairan, maka gaya yang kecil tadi berubah menjadi sangat besar ketika cairan menekan ke pipa yang luas permukaannya besar.

Gambar 2. Mesin hidrolik pengangkat Mobil

P1 adalah tekanan pada tabung kecil, dan P2 adalah tekanan pada tabung besar.

Dengan mengetahui gaya berat mobil maka dapat dihitung gaya minimal yang diberikan pada pompa hidrolik untuk mengangkat mobil tersebut. Semakin besar gaya berat mobil yang diangkat maka semakin besar luas permukaan keluaran (A2) dari dongkrak hidrolik. Minimal gaya keluaran (F2) yang dihasilkan oleh dongkrak hidrolik harus lebih besar/ samadengan gaya berat benda yang diangkat.

Hal yang sama dengan dongkrak hidrolik, prinsip pascal diterapkan juga pada pompa sepeda.

Pneumatik dan Hidrolik Pneumatik bahasa (Yunani: πνευματικός, pneumatikos) berasal dari kata dasar "pneu" yang berarti udara tekan dan "matik" yang berarti ilmu atau hal-hal yang berhubungan dengan sesuatu; sehingga arti lengkap pneumatik adalah ilmu/hal-hal yang berhubungan dengan udara bertekanan

Sistem Hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem ini bekerja berdasarkan prinsip. Jika suatu zat cair dikenakan tekanan], maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya Sistem Hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem ini bekerja berdasarkan prinsip Jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya Hukum Archimedes (+250 sebelum Masehi).

Kata hidrolik sendiri berasal dari bahasa ‘Greek’ yakni dari kata ‘hydro’ yang berati air dan ‘aulos’ yang berarti pipa. Namun, pada masa sekarang ini sistem hidrolik kebanyakan menggunakan air atau campuran oli dan air (water emulsian) atau oli saja.

Keuntungan Sistem Hidrolik

Tenaga besar, dimensi peralatan yang kecil Kecepatan gerak yang dapat diatur (bervariasi)

Mudah diubah arah gerakannya

Pencegahan beban lebih yang sederhana konstruksinya (reliev valve)

Mudah dihentikan tanpa merusak

Macam-macam Sistem Hidrolik Hidrostatis :

Pesawat hidrolik yang menggunakan sifat zat cair yaitu dapat meneruskan tenaga / daya kesegala arahContoh : Dongkrak hidrolik, rem hidrolik, derek lantai

Dongkrak Hidrolik

Rem Hidrolik

Derek Lantai

Hidrodinamis :Pesawat hidrolik yang menggunakan potensi zat cair yang bergerak sehingga memiliki / menimbulkan tenaga hidrolikContah : Turbin air, pembangkit listrik

Apa Itu Rem Pneumatik

Pernah dengar rem pneumatik? Rem pneumatic dikenal juga dengan istilah rem udara. Menurut sejarah, rem ini ditemukan oleh seorang insinyur bernama George Westinghouse. Konon katanya, sejarah penemuannya itu karena dia naik kereta yang terlambat karena ada dua kereta api yang bertabrakan sehingga menutupi rel yang akan dilalui keretanya. Setelah itu ia mendapat ide untuk membuat system pengereman yang relative aman dan efektif untuk kereta api. Singkatnya, akhirnya ia menemukan system rem udara atau yang dikenal dengan rem pneumatic.

Pada prinsipnya, rem berfungsi untuk memperlambat laju kendaraan. Jika mesin mengubah energi panas menjadi energi kinetik ( gerak ) untuk menggerakkan kendaraan, maka rem mengubah energi kinetik kembali menjadi energi panas untuk menghentikan kendaraan. Dan terkadang untuk melakukan pengereman dibutuhkan tenaga yang cukup besar sehingga kendaraan lebih cepat berhenti.

Gambar rem pneumatic pada kereta api

Supaya saat pengereman tidak mengeluarkan tenaga yang besar, maka dibuatlah suatu sistem pengereman yang memakai tenaga tekanan udara, sistem ini disebut sistem rem tekanan udara atau lebih dikenal rem udara atau rem pneumatik. Sistem rem udara dilengkapi dengan sebuah kompresor, gunanya untuk menghasilkan udara kompresi. Kompresor itu digerakkan oleh mesin kendaraan. Tiap-tiap roda dilengkapi dengan pesawat rem mekanik. Poros kunci-kunci rem dilengkapi dengan tuas yang berhubungan dengan batang torak dari silinder-silinder udara. Didalam silinder udara tidak diperkenankan ada kebocoran karena kebocoran udara dapat mengakibatkan berkurangnya daya pengereman.

Gambar rangkaian system rem pneumatic pada truk

Rem udara pada dasarnya memiliki prinsip kerja yang sama, udara bertekanan dikumpulkan dalam reservoir atau silinder. Ketika sebuah tombol ditekan, udara yang dipaksa keluar dari reservoir dan ini mendorong piston yang menekan sepatu rem ke roda atau as roda. Sama seperti rem lainnya, sebenarnya apa yang menyebabkan kendaraan untuk berhenti adalah gesekan antara sepatu rem dan roda. Satu-satunya hal yang membedakan rem udara dari rekan-rekan hidrolik atau mekanik adalah gaya yang mendorong sepatu rem.

Komponen-komponen dasar yang biasa digunakan pada sistem rem udara truk dan bus, bekerja dengan cara yang sama seperti dalam gerbong kereta. Pengoprasiannya menggunakan prinsip katup 3/2, dimana udara bertekanan di dalam pipa-pipa rem atau jalur udara pada rangkaian sistem rem diatur untuk pengoprasian rem. Hampir semua kendaraan yang dilengkapi dengan roadgoing rem udara memiliki sistem kendali yang berfungsi untuk menjaga peningkatan dan penurunan tekanan udara pada sistem rem.

Nah sudah tahu kan sekarang kalau suara mirip kentut itu berasal dari sistem rem pneumatik yang memanfaatkan udara yang ada pada bis, truk, atau kereta api. Sistem pneumatic ini dibuat untuk memudahkan pengereman karena gaya yang dibutuhkan untuk melakukan pengereman cukup besar. Kalau kita misalkan bahwa gaya yang diperlukan untuk melakukan pengereman sekitar 2000 N (tergantung dari koefisien gesek dan kecepatan putar juga) maka perlu tenaga kira-kira sebesar manusia yang beratnya 200 kg. Jelas hal ini sangat menyulitkan. Oleh karena itu, dibuatlah sistem pneumatik yang memanfaatkan udara ini agar gaya untuk pengereman kecil sehingga para supir bisa mengerem dengan aman. Seomga bermanfaat