Sistem Hidrolik pada Bulldozer

Alat berat merupakan aplikasi dari hidrolik. Hidrolik merupakan aplikasi dari

mekanika fluida. Mekanika fluida merupakan aplikasi ilmu fisika. 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 mempelajaripemanfaatan udara

bertekanan untuk perpindahan energi), terutama padaprinsip kerja dan komponen-

komponennya. Oli bertekanan adalah mediapemindah energi yang sehabis dipakai

oleh elemen kerja (silinder ataumotor 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 darihidrolik 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 3.1 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 kulitdalam silinder, disebabkan

sifat zat cair yang meneruskan gaya ke segala arah.

Gambar 3.1 Tekanan diteruskan ke segala arah

Gambar 3.2 memperlihatkan dua buah silinder yang berukuran samayang 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 3.2 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 3.3 pada halaman

berikut, 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.

Gambar 3.3 Perbandingan gaya pada pengungkit hidrolik

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 3.4. 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.

Gambar 3.4 Diagram aliran sistem hidrolik

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 3.5 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, diangkat, dipreskan atau ditekan

pada tekanan tertentu akan memerlukan tekanan yang relatif tinggi.

Gambar 3.5 Skema sistem hidrolik (ke kanan).

Demikian pula semakin cepat gerak perpin-dahan 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 akan9 dibahas pada bab

tersendiri.

Gambar 3.6 Skema sistem hidrolik beban kekiri

Apabila posisi katup kontrol arah seperti pada gambar 3.5, 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 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 3.6). Demikian uraian singkat

tentang terjadinya gerakan beban, sederhana bukan?

Gambar skema seperti pada gambar 3.5. dan 3.6. untuk sistem hidrolik yang

kompleks, misalnya dengan silinder kerja lebih dari dua atau tiga (misal pada

bulldozer- seperti terlihat pada gambar 3.7 dan 3.8) akan sulit menggambarkannya.

Selain terlihat ruwet, tidak praktis, dan juga sulitmenyeragamkan gambar-gambar dari

berbagai pabrik pembuat komponenhidrolik. Untuk mengatasi hal itu, maka skema

gambar dalam sistem hidrolik cukup digambarkan dalam bentuk simbul-simbul yang

tentunya sudah distandarkan/dinormalisasikan. Dari skema gambar 3.5. dapat

disederhanakan gambarnya menjadi gambar 3.8. di halaman 42. Gambar ini disebut

sebagai diagram sirkuit sistem hidrolik. Pembahasan tentang diagram sirkuit sistem

hidrolik akan diuraikan pada bab-bab selanjutnya.

Gambar 3.7 Skema sistem hidrolik pada bulldozer

Gambar 3.8 Diagram sirkuit sistem hidrolik (bulldozer)