Daffa Ardhantama

Daffa Ardhantama

Nama Lengkap	Daffa Ardhantama
NPM	2206055555
Tempat/Tanggal Lahir	Jambi, 27 Oktober 2003
Program Studi	Teknik Mesin
Mata Kuliah Aktif bersama Pak DAI	Sistem Konversi Energi
Mata Kuliah sebelumnya bersama Pak DAI	Metode Numerik
YouTube Channel	Daffa Ardhantama

Hai saya Daffa Ardhantama

Pada page ini saya dan pembaca wikipage akan belajar bersama mengenai sistem Hidrolik dengan bantuan AI dan Internet seperti Youtube, google, dan ChatGPT

Tentang Saya

Mahasiswa Universitas Indonesia dengan jurusan Teknik Mesin yang aktif berorganisasi. Pribadi yang mengambil langkah dengan penuh perhitungan, analisa, dan kehati-hatian. Selalu ingin menambah pengalaman serta ahli dalam perencanaan. Saya berdedikasi untuk bekerja dibidang supply chain, oil and gas, dan sustainable and renewable energy

Mari kita mulai dari apa itu sistem hidrolik

>> Sistem hidrolik adalah teknologi yang menggunakan cairan bertekanan untuk mentransfer energi dan melakukan kerja. Prinsipnya adalah hukum Pascal yang menyatakan tekanan yang diberikan ke cairan pada wadah tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama (F1/a1 = F2/a2).

>> Pada studi sistem hidrolik ini, penulis akan memaparkan penjelasan menggunakan contoh penerapannya pada sistem rem kaliper pada mobil [[1]]. Sistem bermula pada input gaya dari kaki pengemudi yang diteruskan melalui pedal pada sistem pengereman. gaya input akan diteruskan melalui master cylinder, selang rem, caliper, dan berakhir pada piston kampas rem.

>> Bagaimana cara menghitung tekanan dan gaya total yang diterima oleh kampas rem? Jawaban: Pada perhitungan seberapa besar tekanan yang diterima oleh kampas kita dapat menggunakan hukum pascal (F1/a1 = F2/a2).

F1 = Input gaya dari pengemudi

a1 = Luas permukaan bore pada master cylinder

F2 = Gaya yang dicari

a2 = Luas permukaan piston

dengan ini kita dapat mencari gaya output (F2) dan tekanan (F2/a2) pada sistem hidrolik rem kaliper mobil.

>> Pertanyaan-pertanyaan penulis seputar sistem hidrolik pada diskusi AI

1. Apa saja komponen utama dalam sistem hidrolik?

Jawaban: Komponen inti pada sistem hidrolik adalah reservoir untuk menyimpan cairan, pompa untuk mengalirkan dan meningkatkan tekanan, katup untuk mengatur aliran, aktuator untuk mengubah tekanan cair menjadi gerakan mekanis, serta pipa/selang untuk menyalurkan cairan [[2]].

2. Apa perbedaan antara silinder tunggal dan ganda dalam aplikasi hidrolik?

Jawaban: Tunggal hanya bergerak ke satu arah, sedangkan ganda memungkinkan ke segala arah.

3. Apa peran viskositas fluidan dalam kinerja sistem hidrolik dan bagaimana pengaruhnya terhadap efisiensi?

Jawaban: Jika viskositas terlalu tinggi, aliran akan melambat, menghasilkan gesekan lebih besar, meningkatkan panas, dan menurunkan efisiensi. Sebaliknya, jika viskositas terlalu rendah, terjadi kebocoran internal yang mengurangi tekanan dan kemampuan daya, serta meningkatkan keausan pada komponen.

4. Apa dampak dari fluida yang terkontaminasi?

Jawaban: Fluida yang terkontaminasi oleh kotoran akan menyebabkan keausan, penyumbatan, kebocoran internal, korosi, penurunan efisiensi, dan gangguan pada kontrol sistem.

5. Kelebihan dan kekurangan sistem hidrolik dibanding pneumatik?

Jawaban: Kelebihan: Daya lebih tinggi, kontrol lebih presisi, lebih stabil, dan tahan lama dan andal dalam aplikasi berat. Kekurangan: Biaya dan kompleksitas yang lebih tinggi, risiko kebocoran, kurang fleksibel di lingkungan ektstrem, dan tidak ramah lingkungan.

DAI 5 + AI Solution for Hydraulic System Problem in Car's Brake System

Problem State:

Diketahui bahwa gaya minimum yang diperlukan pada kaliper rem untuk mengunci ban mobil adalah 4000 N. Anda ingin mengetahui gaya yang harus diterapkan pada pedal rem agar sistem hidrolik dapat menghasilkan gaya tersebut di kaliper rem. Diketahui beberapa parameter sebagai berikut:

Gaya minimum untuk mengunci ban (F_caliper_min): 4000 N Luas penampang master silinder (A_master): 0.0005 m² Luas penampang piston pada kaliper rem (A_caliper): 0.002 m²

DAI 5 Steps in generating the solution

1. Deep Awareness of I: Sebagai analis, kita harus memahami bahwa tujuan utama adalah menghitung gaya yang harus diterapkan pada pedal rem untuk mencapai gaya minimum yang dapat mengunci ban

2. Initial Thinking: Berdasarkan hukum pascal, tekanan yang diterapkan pada master silinder akan diteruskan ke kaliper rem. Kita aka menghitung tekanan yang dibutuhkan yaitu 4000 N

3. Idealization: Pengasumsian bahwa sistem hidrolik bekerja dengan keadaan ideal, tanpa kebocoran atau hilang tekanan, dan cairan tidak mengalami kompresi

4. Intstruction:

Langkah 1: Hitung tekanan yang dibutuhkan dalam sistem hidrolik agar kaliper menghasilkan gaya 4000 N (P=F/a)

Langkah 2: Hitung tekanan dalam sistem hidrolik (F = P x a)

5. Implementation:

Langkah 1: P = F/a = 4000 N / 0.002 m2 = 2000000 Pa Langkah 2: F = P x a = 2000000 Pa x 0.0005 m2 = 1000 N Kesimpulan: Gaya minimum yang perlu diberikan pada pedal rem agar ban dapat terkunci adalah 1000 N.

Dengan pendekatan ini, kita mendapatkan solusi yang praktis untuk menentukan apakah sistem hidrolik pada mobil dapat menghasilkan gaya yang cukup untuk mengunci ban sesuai dengan desain dan kondisi spesifik.

1. Kehilangan Panas pada Disc Brake

1. 1. Pendahuluan

Pada sistem pengereman, khususnya pada *disc brake*, kehilangan panas adalah fenomena penting yang mempengaruhi kinerja dan daya tahan sistem pengereman. Proses pengereman mengubah energi kinetik kendaraan menjadi energi panas melalui gesekan antara pad rem dan cakram. Kehilangan panas ini dapat mempengaruhi daya pengereman dan menyebabkan masalah seperti *brake fade* jika tidak dikelola dengan baik.

1. 1. Teori Kehilangan Panas pada Disc Brake

1. 1. 1. 1. Kehilangan Panas karena Gesekan

Energi kinetik kendaraan diubah menjadi energi panas melalui gesekan antara pad rem dan cakram. - **Rumus Gesekan**:

 \[
 F_f = \mu \cdot N
 \]
 di mana \( F_f \) adalah gaya gesekan, \( \mu \) adalah koefisien gesekan, dan \( N \) adalah gaya normal.

- **Daya Panas** yang dihasilkan dihitung sebagai:

 \[
 P = F_f \cdot v
 \]
 di mana \( P \) adalah daya panas, \( F_f \) adalah gaya gesekan, dan \( v \) adalah kecepatan kendaraan.

1. 1. 1. 2. Panas yang Ditahan dalam Pad dan Cakram

Ketika pengereman berlangsung lama, panas yang dihasilkan diserap oleh pad rem dan cakram. - **Pad Rem**: Pad rem yang terbuat dari material komposit dirancang untuk menahan suhu tinggi, tetapi tetap memiliki batas kapasitas penyimpanan panas. Terlalu panas bisa menyebabkan pelunakan material pad rem. - **Cakram Rem**: Cakram rem menyerap panas dan dapat mengalami deformasi termal, mengurangi efisiensi pengereman dan menyebabkan masalah seperti *brake fade*.

1. 1. 1. 3. Pendinginan dan Penghilangan Panas

Panas yang dihasilkan selama pengereman harus dibuang agar sistem tidak mengalami overheating. - **Aliran Udara**: Cakram rem yang terdesain berlubang atau terventilasi membantu pendinginan dengan mempercepat aliran udara di sekitar cakram. - **Radiasi**: Permukaan cakram dan pad rem memancarkan panas dalam bentuk radiasi inframerah. - **Konduksi Termal**: Cakram mendistribusikan panas ke bagian lain dari sistem rem, seperti kaliper dan pipa hidrolik.

1. 1. 1. 4. Brake Fade

• • Brake fade** adalah penurunan daya pengereman yang terjadi akibat suhu yang terlalu tinggi pada cakram dan pad rem.

- **Penyebab**: Kehilangan daya pengereman ini disebabkan oleh penurunan koefisien gesekan antara pad dan cakram, pelunakan material pad rem, gas yang terbentuk antara pad dan cakram, serta pengembangan gelembung udara dalam sistem pengereman hidrolik. - **Pengaruh Suhu**: Suhu yang lebih tinggi dari 500°C dapat menyebabkan kerusakan komponen rem dan penurunan kinerja pengereman.

1. 1. 1. 5. Pengaruh Suhu terhadap Kinerja Rem

- **Suhu optimal** untuk cakram rem biasanya berkisar antara 100°C hingga 400°C. - Suhu yang lebih tinggi dapat menyebabkan kerusakan pad rem, deformasi cakram, dan penurunan efisiensi pengereman. - Sistem rem yang tidak dapat menghilangkan panas dengan efektif akan mengalami *brake fade*, yang dapat berbahaya, terutama dalam kondisi pengereman berat atau berkepanjangan.

1. 1. 1. 6. Mitigasi Kehilangan Panas

Beberapa cara yang digunakan untuk mengatasi masalah panas pada *disc brake* antara lain: - **Material Konduktif Termal Tinggi**: Menggunakan cakram dari campuran karbon atau keramik untuk mempercepat proses pendinginan. - **Desain Cakram Berventilasi**: Cakram yang memiliki ventilasi atau lubang dapat meningkatkan aliran udara dan pendinginan. - **Sistem Pendingin Aktif**: Pada kendaraan dengan kebutuhan pengereman tinggi (seperti mobil balap), kipas angin atau sistem pendingin cair dapat digunakan untuk menjaga suhu tetap stabil.

1. 1. Kesimpulan

Kehilangan panas pada sistem *disc brake* adalah faktor penting yang mempengaruhi kinerja pengereman. Memahami dan mengelola panas dalam sistem ini sangat krusial untuk mencegah kerusakan dan memastikan kinerja yang optimal. Penerapan material dengan konduktivitas termal tinggi, desain berventilasi, dan sistem pendingin aktif adalah beberapa cara untuk mengatasi masalah ini.