sistem hidraulik

BAB 3

PETROCHEMICAL ENGINEERING DEPARTMENT POLITEKNIK KUCHING SARAWAK

SISTEM HIDRAULIK (HYDRAULIC SYSTEM) OBJEKTIF :

MENERANGKAN OPERASI PAM DALAM SISTEM HIDRAULIK.

MENERANGKAN SIMBOL-SIMBOL ASAS UNTUK KOMPONEN HIDRAULIK DALAM SISTEM KAWALAN.

MENGENALPASTI JENIS-JENIS INJAP YANG DIGUNAKAN.

MENERANGKAN KOMPONEN UTAMA DALAM SISTEM KAWALAN HIDRAULIK.

MENERANGKAN LITAR KAWALAN HIDRAULIK TERMASUK PENGGUNAANNYA.

G2010 : INSTRUMENTATION WORKSHOP PRACTICE BAB 3 :SISTEM HIDRAULIK

GENERASI GEMILANG NEGARA MAJU 69

Pengenalan

Sistem hidraulik banyak digunakan di dalam industri automobil seperti sistem stering

kuasa ataupun sistem brek, satelit dan sebagainya. Sistem ini menggunakan cecair sebagai

media penghantaran kuasa. Bendalir yang biasa digunakan adalah minyak yang tidak boleh

dimampatkan dan berfungsi sebagai bahan pelicin. Sistem hidraulik adalah tahan lasak dan

bertindak pantas.

Prinsip Hidraulik (Hydraulic Principle)

Prinsip hidraulik mengaplikasikan hukum pascal yang menyatakan tenaga boleh dipindahkan

melalui cecair.

Rajah 3.1 : Hukum Pascal

Fungsi-Fungsi Bendalir Hidraulik

Selain bendalir ini dijadikan sebagai penghantar kuasa dalam sistem hidraulik. Ia juga

memberikan fungsi-fungsi seperti berikut:

i. Melicinkan bahagian-bahagian yang bergerak.

ii. Menyendal kelegaan antara bahagian-bahagian yang bertemu.

iii. Melenyapkan haba.

3.1

3.3

3.2



Sifat- sifat Bendalir Hidraulik

Fungsi utama bendalir hidraulik ialah untuk menghantar tenaga dari satu tempat ke tempat

yang lain. Bendalir yang digunakan dalam sistem hidraulik adalah dari jenis minyak galian dan

bendalir ini adalah tahan api dan tidak boleh mampat. Bagaimanapun kita perlu mengetahui

sifat-sifat penting bendalir.

i. Kelikatan dan indeks kelikatan.

Kelikatan adalah rintangan terhadap pengaliran disebabkan oleh bendalir. Kelikatan

diukur dengan menggunakan meter likat yang dapat mengukur masa yang diambil bagi

suatu isipadu bendalir yang mengalir mengikut piawai pada suhu tertentu.

Indeks kelikatan ialah ukuran bandingan perubahan kelikatan minyak terhadap

perubahan suhu. Minyak mempunyai indeks kelikatan rendah menunjukkan perubahan

kelikatan apabila berlaku perubahan suhu. Minyak yang mempunyai indeks kelikatan

yang tinggi maka ia mempunyai kelikatan yang tinggi. Perubahan suhu terhadap minyak

tersebut tidak akan mengubah kelikatannya.

ii. Pelinciran

Mampu menghalang sentuhan logam ke logam antara bahagian yang bergerak.

Pengurangan pelinciran menghasilkan kerosakan terhadap permukaan semasa

pergerakan berlaku. Ia mesti tahan api (fire resistance), bersesuaian dengan bahan-

bahan sistem dan juga mempunyai keupayaan pemindahan haba yang baik.

iii. Kestabilan kimia

iv. Ketumpatan yang rendah.

v. Tahan

vi. Tidak beracun

vii. Sukar menjadi wap.

viii. Murah

3.4



Komponen Asas Sistem Hidraulik dan Simbol

Sistem hidraulik mempunyai kesamaan seperti sistem pneumatik. Perbezaannya sistem

hidraulik mempunyai sistem suapbalik cecair dan ia menggunakan pam. Rajah 3.1

menunjukkan komponen asas bagi suatu sistem hidraulik.

Rajah 3.2 : Komponen asas sistem hidraulik

Pam (Pump)

Pam hidraulik digunakan untuk memindahkan minyak hidraulik ke dalam sistem. Terdapat dua

kumpulan utama bagi iaitu pam anjakan positif (hidrostatic) dan pam dinamik(hidrodynamic).

i. Pam anjakan tidak positif (hidrodynamic)

Contoh pam dari jenis ini adalah pam jenis jejari(radial) dan paksi(axial). Pam

jenis ini menghasilkan aliran berterusan yang sekata sementara aliran

bendalir akan berkurangan apabila rintangan litar bertambah.

3.5.1

3.5

Directional

control valve

Relief valve



ii. Pam anjakan positif (hidrostatic)

Pam jenis ini menganjakkan kuantiti cecair yang telah ditetapkan pada

setiap pusingan aci pam sebagai keluarannya. Pam anjakan positif ini boleh

dikelaskan mengikut pergerakan dalamannya. Terdapat 3 jenis pam yang

digunakan seperti berikut:

a. Pam Gear (Gear Pump)

b. Pam Bilah (Vane Pump)

c. Pam Piston (Piston Pump)

Pam Gear (Gear Pump)

Kerap digunakan di dalam sistem hidraulik untuk mengepam bendalir kerana harga murah dan

binaannya mudah.

i. Pam Gear Jenis Luaran

Merujuk kepada rajah 3.3, minyak masuk melalui liang masukan dan terperangkap

antara gigi-gigi gear yang berputar dan perumah (housing) dan kemudian dibawa keluar

melalui liang keluaran. Semasa gear berputar ia akan memerangkap semula udara dan

akan membentuk kedap (seal). Kedap ini berfungsi sebagai penutup dan akan

menghalang minyak masuk semula ke liang masukan. Minyak hanya boleh keluar di

liang keluaran sahaja.

Rajah 3.3: Pam gear jenis luaran

3.5.1.1



ii. Pam Gear Jenis Dalaman

Pam gear dalaman menggunakan dua gear dengan gear taji terletak di dalam sebuah

gear yang lebih besar. kedua-dua gear dipisahkan pada satu bahagian oleh pemisah

yang berbentuk bulan sabit dan pada bahagian lagi gigi kedua-dua gear adalah berjejari.

Rajah 3.4: Pam gear jenis dalaman

Pam Bilah (Vane Pump)

Rajah 3.5: Pam Bilah

3.5.1.2



Prinsip kendalian:

Semasa rotor berputar, daya putaran ini menyebabkan terkeluar daripada lubang alurnya (slot vane). Bilah-bilah tersebut akan sentiasa bersentuhan dengan selongsong (casing). Apabila saiz kebuk (ruang udara) ini membesar, maka akan terdapat ruang atau alur masuk pada pam. Ini akan menarik bendalir masuk ke dalam pam. Bendalir ini di bawa ke ruang atau alur keluar apabila rotor terus menerus berputar. Maka bendalir yang dihasilkan bertekanan tinggi.

Pam Piston (Piston Pump)

Pam piston adalah lebih kompleks dan mahal. Digunakan dengan meluas untuk sistem yang

memerlukan kelajuan serta tekanan yang tinggi.Terdapat dua jenis:

i. Pam Piston Paksi (Axial Piston Pump)

ii. Pam Piston Jejari (Radial Piston Pump)

Pam Piston Paksi (Radial Piston Pump)

Rajah 3.6 : Pam Piston Paksi

Piston-piston pam jenis ini biasanya diletakkan selari dengan penggerak aci. Apabila aci

berputar maka piring putaran akan juga berputar, ini menyebabkan piston-piston bergerak.

Bendalir memasuki ke dalam pam mengikut injap sehala 1 atau 2. Ini akan menyebabkan piston

bergerak ke dalam. Cecair di dalam piston pula akan tertolak keluar oleh tolakan piring putaran.

Injap sehala memastikan cecair yang masuk dan keluar mengikuti satu arah sahaja.

3.5.1.3



Pam Piston Jejari (Radial Piston Pump)

Rajah 3.7: Pam Piston Jejari

Prinsip kendalian:

Apabila blok silinder berpusing, cecair akan memasuki ruang kosong piston, dimana pada

ketika ini cecair disedut masuk dan sebahagian cecair lain yang telah berada di dalam ruang

piston akan tertolak keluar, kelajuan dan tekanan bendalir adalah bergantung kepada kelajuan

dan bilangan piston bekerja. Pergerakan piston pula bergantung kepada putaran blok silinder.

Injap Hidraulik (Hydraulic Valve)

Injap hidraulik berfungsi sebagai pengatur arah aliran bendalir dari bekalan kepada penggerak.

Terdapat 3 jenis injap yang utama :

i. Injap piston (Spool valve/Piston valve).

ii. Injap pengepak muncung (Flapper nozzle valve)

iii. Injap jenis paip jet (Jet pipe valve).

3.5.2



Injap omboh Injap ini terbahagi kepada dua jenis:

i. Jenis pusat terbuka : Bendalir akan mengalir terus menerus dari pam balik ke tangki

apabila berada pada kedudukan neutral.

ii. Jenis pusat tertutup: Pengaliran bendalir akan disekat dari pam pada kedudukan

neutral. Antara injap jenis tersebut adalah seperti berikut:

a. Injap berarah 2/2- hala

b. Injap berarah 3/2- hala

c. Injap berarah 4/2- hala

d. Injap berarah 5/2- hala

Injap berarah 2/2-hala

Rajah 3.8 : Injap berarah 2/2-hala

Rajah 3.9: Injap berarah 2/2-hala bekerja

Injap ini terdiri daripada perumah (housing) , piston (Sliding spool), spring dan kedap (Seals)

Rajah 3.8 menunjukkan prinsip kendalian injap omboh. Bila tuil ditekan, arah aliran adalah

dari P ke A. Bila tuil dilepaskan maka spring akan menolak omboh ke kedudukan asal (neutral).

tuil



Injap berarah 3/2-hala

Merujuk rajah 3.10 dan 3.11, ia menunjukkan prinsip kendaliannya. Bila tuil ditekan, arah

aliran adalah dari P ke A dan bila tuil dilepaskan maka spring akan menolak omboh ke

kedudukan asal (normal). Pada kedudukan normal liang A bersambung ke liang T, Sementara

liang P ditutup, injap ini digunakan untuk mengawal silinder satu tindakan.

Rajah 3.10 : Injap berarah 3/2-hala

Rajah 3.11: Injap berarah 3/2-hala bekerja

Injap Pengepak Muncung (Flapper Nozzle Valve)

Banyak digunakan dalam sistem hidraulik. Ia bekerja berasaskan perubahan jarak diantara

pengepak dan muncung. Apabila pengepak mendekati muncung, tekanan keluaran akan

bersamaan tekanan bekalan dan apabila pengepak menjauhi muncung, tekanan keluaran akan

kurang. Ia digunakan sebagai pra-penguat untuk injap omboh.



Rajah 3.12: Mekanisma dalam injap pengepak muncung

Injap Paip Jet (Jet Pipe Valve)

Rajah 3.13: Injap Paip Jet

Rajah 3.14: Pengendalian muncung paip jet



Pengerak Hidraulik (Hydraulic Actuator)

Pengerak hidraulik berfungsi menukarkan tenaga hidraulik kepada tenaga mekanikal. Ia

terbahagi kepada dua jenis seperti berikut:

a. Penggerak Linear

i. Silinder satu tindakan

ii. Silinder dua tindakan

b. Penggerak Berputar : motor hidraulik.

Motor berfungsi apabila dimana bendalir menolak motor dan menghasilkan daya kilas

serta gerakan berputar yang berterusan.

Rajah 3.15: Silinder satu tindakan

3.5.3



Rajah 3.16: Silinder dua tindakan

Rajah 3.17: Operasi asas motor hidraulik

Penggunaan Sistem Hidraulik

Sistem hidraulik biasanya digunakan dalam kesemua kenderaan tanpanya kenderaan tidak

selamat dipandu. Rajah 3.18 dan 3.19 menunjukkan penggunaan sistem hidraulik pada trak dan

litar kawalan system hidraulik.

3.6



Rajah 3.18: Penggunaan sistem hidraulik pada trak

Rajah 3.19 : Litar kawalan sistem hidraulik

sistem hidraulik

Documents