RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Satuan Pendidikan : SMK Negeri 6 Berau
Kelas/Semester : XI TAB / 1
Program Studi Keahlian : Teknik Otomotif
Paket Keahlian : Teknik Alat Berat
Mata Pelajaran : Power Train dan Hidrolik Alat Berat
Alokasi Waktu : 4 x 45 menit
A. Kompetensi Inti (KI)
KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianut.
KI 2 : Menghayati dan Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung
jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleransi, damai), santun,
responsif dan proaktif dan menunjukan sikap sebagai bagian dari
solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif
dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri
sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI 3 : Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang
ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam
wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban
terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang
spesifik untuk memecahkan masalah.
KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di
sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik
dibawah pengawasan langsung.
B. Kompetensi Dasar
1.1 Menambah keimanan dengan menyadari hubungan keteraturan dan
kompleksitas alam terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya
1.2 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur
karakteristik yang berkaitan dengan konsep dasar-dasar mesin
2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur;
teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif;
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan diskusi
2.2 Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari
sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan
hasil percobaan.
3.1 Memahami Prinsip hidrolik alat berat.
4.1 Mengamati kerja sistem hidrolik alat berat.
C. Indikator Pencapaian Kompetensi
1.1.1 Mensyukuri kebesaran Tuhan yang telah menciptakan unsur-unsur
kimia yang saling berkaitan dengan stabil.
1.1.2 Menyadari sempurnaya konsep Tuhan atas anugerah sistem hidrolik
alat berat.
2.2.1. Memiliki sikap peduli terhadap lingkungan melalui kegiatan yang
berhubungan dengan sistem hidrolik alat berat.
2.2.2. Melakukan perilaku ilmiah dalam berdiskusi dan bekerjasama dalam
kelompok.
2.2.3. Teliti dan berhati-hati dalam mempelajari sistem hidrolik alat berat.
3.3.1 Menjelaskan prinsip-prinsip hidrolik alat berat.
4.4.1. Menjelaskan prinsip kerja sistem hidrolik alat berat.
D. Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti serangkai kegiatan pembelajaran Sistem hidrolik alat berat,
peserta didik dapat:
1.1.1.1. Melalui pengamatan, siswa dapat mensyukuri kebesaran Tuhan yang
telah menciptakan teknologi mesin yang saling berkaitan dengan
stabil.
1.1.1.2. Menyadari sempurnanya konsep Tuhan tentang benda-benda dengan
fenomenanya untuk dipergunakan sebagai aturan dalam
menggunakan sistem hidrolik alat berat.
2.2.2.1. Siswa mampu menunjukkan sikap responsif, proaktif, konsisten, dan
berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial sebagai bagian
dari solusi atas berbagai permasalahan dalam menggunakan sistem
hidrolik alat berat.
2.2.2.2. Mampu mengamalkan perilaku jujur, disiplin, kritis, rasa ingin tahu,
inovatif, tanggungjawab dalam menggunakan sistem hidrolik alat
berat.
3.3.3.1 Mampu menjelaskan prinsip hidrolik alat berat dengan benar dan
sesuai dengan sub materi.
4.4.4.1 Mampu menjelaskan prinsip kerja sistem hidrolik alat berat dengan
benar dan sesuai dengan sub materi.
E. Materi Pembelajaran
1. Prinsip hidrolik alat berat
F. Kegiatan Pembelajaran
1. Metode pembelajaran : Saintifik
2. Model pembelajaran : Discovery Learning
Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi
Waktu
Pendahuluan 1. Salam pembuka
Membiasakan berdoa sebelum memulai
pelajaran.
2. Mengecek kondisi fisik kebersihan
kelas dan presensi (kehadiran).
3. Menanyakan tentang materi yang
sudah dipelajari yang berkaitan dengan
materi yang akan dipelajari.
Komponen-komponen dalam sistem
pengapian konvensional.
4. Menyampaikan tema atau KD yang
akan dipelajari dan menyampaikan
tujuan pembelajaran yang akan dicapai
siswa.
5. Menyampaikan garis besar cakupan
materi dan penjelasan tentang kegiatan
yang akan dilakukan peserta didik
untuk menyelesaikan permasalahan.
10 menit
Inti Dalam kegiatan inti guru :
Membentuk kelompok diskusi setiap
kelompok terdiri 8 siswa.
Membagikan lembar kerja diskusi pada
tiap-tiap kelompok
Dalam kegiatan inti siswa :
Mengamati
Tayangan/gambar tentang Prinsip hidrolik
alat berat dan kerja hidrolik pada
pekerjaan otomotif meliputi.
Menanya
Mengajukan pertanyaan menyangkut
tayangan/gambar atau teks pembelajaran
tentang prinsip dan kerja hidrolik alat
berat pada lingkup pekerjaan otomotif.
Mengeksplorasi
Mengumpulkan data dengan cara
membaca dari berbagai sumber berkaitan
dengan pertanyaan yang telah
disampaikan meliputi Prinsip hidrolik alat
berat dan Mensimulasi kerja sistim
140 menit
Berau, Agustus 2015
MengetahuiGuru Pamong Praktek / Sarjana Mengajar
Kusmanto, S.Pd
A. Media, Alat, dan Sumber Belajar Media : Hidrolik alat berat Alat : LCD, white board, dan spidol Sumber Belajar :
o Modul PPGT Malang Caterpillar Asia Pasific.o Prinsip hidrolik alat beratB. Penilaian
Teknik : Tes dan Non-TesBentuk : Diskusi dan post-testInstrumen : Soal
Tugas
Observasi
Lembar pengamatan aktivitas
Portofolio
Laporan tertulis rangkuman materi pembelajaran kelompok/perorangan
Tes
Tes tertulis berbentuk uraian/objektif tes berkaitan dengan
Prinsip system hidrolik pada alat berat
Berau, Agustus 2015
MengetahuiKepala SMK Negeri 6 Berau Guru TAB SMK Negeri 6 Berau
LAMPIRAN MATERI
SISTEM HIDROLIK PADA ALAT BERAT
Hidrolik (hydraulic) berasal dari kata Yunani “hydor” yang berarti “air”
atau “zat cair” atau “fluida cair”, bermakna semua benda atau zat yang
berhubungan dengan “air”. Fluida di dipakai untuk memindahkan energi.
Pengertian energi hidrolik (hydraulic power) akan dipakai secara bergantian
dengan energi fluida bertekanan (fluid power), meskipun secara makna tidak
berbeda. Oli mineral secara umum banyak digunakan pada sistem ini selain
minyak-minyak sintetis, air atau emulsi air dan oli. Meskipun beberapa yang
disebut terakhir memiliki keterbatasan-keterbatasan yang sangat berarti.
Barangkali satu kelebihan yang tak dipunyai energi lain, bahwa energi
hidrolik adalah salah satu sistem yang paling serbaguna dalam mengubah
dan memindahkan tenaga. Terbukti dari sifat kekakuannya, namun sekaligus
mempunyai sifat kefleksibilitasannya. Dalam bentuk apapun cairan minyak
hidrolik akan mengikuti bentuk yang ditempatinya pada beberapa bagian dari
sistem. Setiap bagian melakukan kerja sesuai dengan ukuran yang
ditempatinya, dan dapat disatukan kembali menjadi satu kesatuan.
Hidrolik dapat bergerak dengan cepat pada satu bagian dan dapat
dengan lambat bergerak pada bagian yang lain. Tak satupun medium energi
yang dapat mengkombinasikan kesamaan derajat dari kepastian, ketelitian,
fleksibilitas, yang menjaga kemampuan untuk memindahkantenaga
maksimum dalam bagian yang besar dengan ukuran yang minimum.
Komponen hidrolik dikenal kompak (compact), ukuran yang kecil/ringan
tetapi mampu memberi tenaga yang besar. Alat berat merupakan aplikasi dari
hidrolik. Hidrolik merupakan aplikasi dari mekanika fluida. Mekanika fluida
merupakan aplikasi ilmufisika. Hukum-hukum fisika yang mengatur fluida
cair sesederhana ilmu mekanika benda padat dan lebih sederhana dibanding
dengan dengan hukum-hukum yang mengatur ilmu-ilmu udara, panas, uap, gas,
elektron, sinar, gelombang, magnit dan sebagainya.
Dalam beberapa hal hidrolik serupa dengan pneumatik (pneumatics-
ilmu yang mempelajari pemanfaatan udara bertekanan untuk perpindahan
energi), terutama pada prinsip kerja dan komponen-komponennya. Oli
bertekanan adalah media pemindah energi yang sehabis dipakai oleh elemen
kerja (silinder atau motor hidrolik) harus dikembalikan ke penampung
(reservoir atau tangki), tidak langsung dibuang ke atmosfer seperti udara
bekas pada sistem pneumatik.
Dalam sistem hidrolik, fluida cair berfungsi sebagai penerus gaya.
Minyak mineral umum dipergunakan sebagai media. Dengan prinsip
mekanika fluida yakni hidrostatik (mekanika fluida yang diam/statis, teori
kesetimbangan dalam cairan), hidrolik diterapkan. Prinsip dasar dari hidrolik
adalah karena sifatnya yang sangat sederhana. Zat cair tidak mempunyai
bentuk yang tetap, zat cair hanya dapat membuat bentuk menyesuaikan
dengan yang ditempatinya. Zat cair pada praktiknya memiliki sifat tak dapat
dikompresi (incompressible), berbeda dengan fluida gas yang mudah dikompresi
(compressible). Karena fluida yang digunakan harus bertekanan, akan diteruskan
ke segala arah secara merata dengan memberikan arah gerakan yang halus. Ini
didukung dengan sifatnya yang selalu menyesuaikan bentuk yang ditempatinya
dan tidak dapat dikompresi. Kemampuan yang diuraikan di atas akan
menghasilkan peningkatan kelipatan yang besar pada gaya kerjanya.
Uraian yang lebih jelas akan disajikan pada bab-bab selanjutnya. Jadi,
sistem hidrolik adalah suatu sistem pemindah tenaga dengan mempergunakan
zat cair/fluida sebagai media/perantara. Karena sifat cairan yang selalu
menyesuaikan bentuk yang ditempatinya, akan mengalir ke segala arah dan
dapat melewati berbagai ukuran dan bentuk. Untuk menjamin bahwa
komponen hidrolik harus aman dalam operasinya, dapat dipenuhi oleh sifat zat
cair yang tidak dapat dikompresi. Gambar 1.1 menunjukkan, apabila gaya itu
di tekan ke arah silinder yang tertutup rapat maka pada silinder itupun akan
terjadi tekanan di permukaan dalam. Tempat-tempat terjadinya tekanan itu
tentu akan merata ke seluruh kulit dalam silinder, disebabkan sifat zat cair
yang meneruskan gaya ke segala arah.
Gambar 1.2 memperlihatkan dua buah silinder yang berukuran sama yang
terhubung dengan pipa, kemudian silinder diisi dengan minyak oli hingga
mencapai batas permukaan yang sama. Dua piston diletakkan di atas
permukaan minyak oli. Kemudian salah satu piston ditekan dengan gaya W
kg, tekanan ini akan diteruskan ke seluruh sistem hingga piston yang lain
naik setinggi langkah ke bawah piston yang ditekan. Gambar 1.2 Zat cair
meneruskan tekanan ke segala arah.
Prinsip inilah yang dipergunakan pada alat pengangkat hidrolik.
Dengan membuat perbandingan diameter yang berbeda akan mempengaruhi
gaya penekan dan gaya angkat yang didapatnya. Perhatikan Gambar 1.3 pada
halaman 8, bila diameter piston penekan dibuat lebih kecil dari piston
penerima beban/pengangkat beban akan memberikan gaya tekan yang ringan
tetapi gaya tekan itu akan diteruskan menjadi gaya dorong ke atas yang besar.
Rumus lebih rinci dijelaskan pada bahasan pada bab-bab selanjutnya.
Hidrolik dapat dinyatakan sebagai alat yang memindahkan tenaga
dengan mendorong sejumlah cairan tertentu. Komponen pembangkit fluida
bertekanan disebut pompa, dan komponen pengubah tekanan fluida (atau juga
sering disebut energi hidrolik, dalam hal ini misal : oli bertekanan) menjadi
gerak mekanik disebut dengan elemen kerja. Prinsipnya elemen kerja akan
menghasilkan gerak mekanis. Gerakan mekanis lurus (linear) dihasilkan dari
elemen kerja berupa silinder hidrolik, dan gerakan mekanis putar (rotary)
dihasilkan oleh elemen kerja berupa motor hidrolik. Uraian masing-masing
elemen itu akan dibahas secara rinci pada bab-bab selanjutnya.
Sebagai penggerak pompa hidrolik dapat digunakan motor listrik atau
motor penggerak mula. Setelah oli hidrolik dipompa pada tekanan tertentu,
kemudian disalurkan ke katup kontrol arah yang bertugas mengatur kemana
cairan hidrolik itu dialirkan. Diagram alir sistem hidrolik dapat dilihat pada
gambar 1.4. Urutan aliran dimulai dari pembangkit berupa motor listrik atau
motor bakar yang menggerakkan pompa oli, pompa oli meningkatkan
tekanan oli yang ditampung pada reservoir. Melalui katup kontrol hidrolik,
oli bertekanan dialirkan ke pemakai berupa elemen kerja silinder/motor
hidrolik yang akan mengubah energi hidrolik itu menjadi energi
gerak/mekanis. Dengan demikian urutan energinya dari motor listrik/bakar ke
silinder hidrolik berturut-turut : energi listrik/mekanis – energi hidrolik – energi
hidrolik – energi mekanis.
Bila diperhatikan penjelasan di atas, sistem hidrolik nampak sangat
sederhana, namun komponen hidrolik tidak dapat bekerja begitu saja.
Peralatan hidrolik memerlukan ketelitian
gerakan, keamanan dan keselamatan, dan
hemat energi dalam pengoperasiannya.
Seluruh persyaratan yang dituntut itu
dapat dipenuhi dengan melengkapi
komponenkomponen tertentu yang
disebut katup-katup kontrol arah
(directional control valves) yang
mengatur tekanan, aliran, keamanan,
maupun arah fluida oli. Jenis, fungsi,
konstruksi dan sistem kerja katup-katup
kontrol itu secara terinci akan dibahas
pada bab-bab selanjutnya.Bagaimana
mekanisme per pindahan oli hidrolik
pada sistem hidrolik?
Kita ikuti penjelasan melalui gambar 1.5
berikut. Oli hidrolik yang ditampung
dalam reservoir (2) dipompa oleh pompa
hidrolik(1) pada tekanan dan debit tertentu
tergantung pada beban dan kecepatan
gerak beban tersebut. Semakin besar
beban yang harus di geser,
Gambar 1.5 Skema sistem hidrolik (beban ke kanan)
diangkat, dipreskan atau ditekan pada tekanan tertentu akan memerlukan tekanan
yang relatif tinggi. Demikian pula semakin cepat gerak perpindahan beban,
debit (volume yang dihasikan per satuan waktu) pompa hidrolik harus
semakin besar. Dengan kata lain gaya yang dihasilkan tergantung pada
tekanan kerja, dan kecepatan gerak perpindahan tergantung pada debit yang
dihasilkan pompa, dengan ketentuan ia bekerja pada luas penampang silinder
kerja yang sama.
Hasil pemompaan pompa hidrolik 1 (dalam gambar ini jenis pompa
roda gigi) didistribusikan ke katup kontrol arah 5 dan sebagian ke katup
pengaman 3. Katup pengaman 3 berfungsi sebagai pengatur tekanan
maksimum yang diinginkan. Apabila tekanan yang dihasilkan oleh pompa
melebihi yang disetel pada katup pengaman tersebut, maka secara otomatis
oli hasil pemompaan akan disalurkan
kembali ke reservoir. Dengan demikian
tekanan penyetelan (sesuai tekanan
kerja yang diinginkan) akan selalu
tercapai, dan tekanan yang melebihi
akan dihindarkan melalui mekanisme
pembocoran pada katup pengaman.
Pembahasan lebih detil tentang katup
pengaman akan dibahas pada bab
tersendiri. Apabila posisi katup kontrol
arah seperti pada gambar 1.5, maka
piston pada silinder (4.1) tertekan pada
sisi sebelah kiri dan piston akan
bergeser ke kanan. Kecepatan gerak
pergeseran piston (beban) dapat diatur
oleh katup pengatur aliran 7. Di depan
piston 4.1 terdapat cairan oli yang
terdorong olehnya sehingga mengalir
kembali ke reservoir melewati
Gambar 1.6 Skema sistem hidrolik beban kekiri
katup kontrol arah 5. Mekanisme yang sama terjadi apabila posisi katup kontrol
arah sedemikian rupa sehingga saluran A yang mendapat tekanan sehingga
piston sisi kanan tertekan maka piston (beban) akan bergerak ke kiri. Oli yang
ada di sebelah kiri piston akan dikembalikan ke reservoir melalui saluran B dan
katup kontrol arah 5 (amati gambar 1.6). Demikian uraian singkat tentang
terjadinya gerakan beban, sederhana bukan ?
Gambar skema seperti pada gambar 1.5. dan 1.6. untuk sistem
hidrolik yang kompleks, misalnya dengan silinder kerja lebih dari dua atau tiga
(misal pada bulldozer- seperti terlihat pada gambar 1.7 dan 1.8) akan
sulitmenggambarkannya. Selain terlihat ruwet, tidak praktis, dan juga sulit
menyeragamkan gambar-gambar dari berbagai pabrik pembuat komponen
hidrolik. Untuk mengatasi hal itu, maka skema gambar dalam sistem
hidrolik cukup digambarkan dalam bentuk simbul-simbul yang tentunya
sudah distandarkan/dinormalisasikan.