TUGAS AKHIR PERENCANAAN SISTEM HIDROLIK POWER STEERING MOBIL SUZUKI BALENO.

TUGAS AKHIR
PERENCANAAN SISTEM HIDROLIK POWER STEERING
MOBIL SUZUKI BALENO

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

ole h :

SRI WIDIYANTO
NIM : D 200 000 188

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2007

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir ini dengan judul : “Perencanaan Sistem Hidrolik Power Steering
Mobil Suzuki Baleno”, telah disetujui oleh pembimbing untuk dipertahankan di

hadapan Dewan Penguji sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana (S-1)
Teknik Mesin di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta

Hari

: ……………..

Tanggal

: ……………..

Mengetahui,
Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

Ir. Tri Tjahjono, MT.

Ir. Sunardi Wiyono, MT.


iii

HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul : “ Perencanaan Sistem Hidrolik Power Steering
Mobil Suzuki Baleno”, telah disyahkan oleh Dewan Penguji sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin di Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada :
Hari

: ……………..

Tanggal

: ……………..

Dewan Penguji :
Ketua

Sekretaris


Merangkap Anggota

Merangkap Anggota

Ir. Tri Tjahjono, MT.

Ir. Sunardi Wiyono, MT.
Anggota

Ir. Sartono Putro, MT.
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik

Ketua Jurusan

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Teknik Mesin


(Ir. Sri Widodo, MT.)

(Marwan Effendy, ST., MT.)

iv

HALAMAN MOTTO

Katakanlah: “Jika kamu benar-benar mencintai ALLAH, ikutilah aku,
niscaya ALLAH mengasihi dan mengampuni dosa-dosamu“.ALLAH
Maha Pengampun lagi Maha Penyayang.
(QS.Ali Imron:31)
Maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh (urusan) yang lain.
(QS.Al Insyirah :7)
Rasulullah menasehatkan:
”Mintalah fatwa dari hatimu, Kebaikan itu adalah apa-apa yang tenteram
jiwa padanya dan tenteram pula dalam hati. Dan dosa itu adalah apa-apa
yang syak dalam jiwa dan ragu-ragu dalam hati, walaupun orang-orang
memberikan fatwa kepadamu dan mereka membenarkannya.”

(HR.Ahmad)
Sesungguhnya ilmu itu (didapat) dengan belajar, dan rasa murah hati
dengan belajar bermurah hati. Barang siapa menjaga diri dari keburukan
dia akan dijaga
( Al Hadits)
Tugas yang tersedia lebih banyak dari waktu yang tersedia
( Al Bana )

Sri Widiyanto
D 200 000 188

v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Setelah melalui proses yang panjang, melalui berbagai ujian, dengan
mengucap “Alhamdulillahi robbil ‘alamiin”, akhirnya Tugas Akhir ini
selesai dikerjakan.
Karya yang sangat sederhana dipersembahkan kepada :
1. Bapak dan Ibu tercinta, yang telah memberikan kasih sayang

yang tiada batas dan do’anya yang tiada henti.
2. Kakak & Adikku tersayang dan Ponakanku (Rahma)
3. Almamater (Universitas Muhammadiyah Surakarta)

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karuniaNya yang telah terlimpahkan, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan
dengan baik. Sholawat dan salam dari Allah SWT semoga selalu terlimpahkan
kepada Nabi Besar Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabat-sahabatnya,
Amien.
Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan Sidang
Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, banyak bantuan
yang tidak terbalaskan, oleh karena itu pada kesempatan ini ucapan terimakasih
yang tulus tersampaikan kepada :

1. Bapak Ir. Sri Widodo, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Marwan Effendy, ST., MT.,

selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Tri Tjahjono, MT., selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah
membimbing, mengarahkan dan memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas
Akhir ini
4. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT., selaku Dosen Pembimbing Pendamping
yang telah meluangkan banyak waktu untuk memberikan bimbingan dan
arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

vii

5. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., selaku dosen penguji.
6. Bapak Muh. Al fatih H, ST selaku pembimbing akademik.
7. Segenap dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik
Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

8. Ayah bunda dan seluruh keluarga, yang dengan kesungguhan memberi
dukungan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
9. Teman-teman seperjuanganku (semuanya) atas segala bantuan pemikirannya.
10. Adik-adikku, yang senantiasa menemani dan menghibur dalam penyelesaian
Tugas Akhir ini.
11. Teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Pembuatan laporan Tugas Akhir ini disadari masih banyak kekurangannya,
yang

disebabkan

adanya

keterbatasan-keterbatasan

waktu,

literatur

dan


pengetahuan yang dimiliki. Mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika sekiranya
terdapat kesalahan-kesalahan penulisan dalam Tugas Akhir ini.

Harapannya

semoga Tugas Akhir ini bermanfaat khususnya bagi penulis dan pihak lain yang
membutuhkannya. Amin.

Surakarta, Februari 2007
Sri Widiyanto

viii

PERENCANAAN SISTEM HIDROLIK POWER STEERING
MOBIL SUZUKI BALENO

Sri Widiyanto
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani tromol Pos I Pabelan, Kartasura

ABSTRAKSI
Salah satu mekanisme penting pada sebuah mobil adalah sistem
pengarah kendaraan atau sistem kemudi. Sistem ini bertujuan mengarahkan dan
mengatur posisi mobil pada situasi jalan yang senantiasa berubah. Saat ini
sistem kemudi mobil sudah banyak menerapkan mekanisme penambah daya atau
sering disebut sistem power steering. Fungsinya adalah untuk membantu
meringankan beban kemudi dalam mengarahkan laju mobil.
Kerja power steering menggunakan sistem hidrolik dengan prinsip
mekanika fluida yaitu mengubah energi potensial fluida cair menjadi energi
gerak mekanik piston. Bagian utama dari sistem hidrolik power steering adalah
silinder hidrolik dan katup pengarah aliran. Silinder hidrolik sebagai elemen
kerja yang mengubah energi potensial cair menjadi energi gerak mekanik.
Silinder hidrolik bekerja dengan komponen pendukung pompa hidrolik sebagai
pembangkit tekanan fluida, pipa sebagai sistem distribusi aliran fluida dan katup
sebagai pengatur aliran fluida dan gerak silinder.
Tekanan kerja silinder hidrolik akan menghasilkan gaya dukung untuk
membantu menggerakkan poros kemudi. Tekanan kerja silinder hidrolik
berkurang karena adanya rugi-rugi aliran pada sistem. Rugi-rugi aliran tersebut

disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya panjang pipa, kecepatan aliran
maupun jenis minyak hidrolik yang digunakan. Untuk itu perlu diperhitungkan
besarnya kerugian untuk dapat menghasilkan sistem hidrolik yang mampu
bekerja sesuai dengan gaya yang dibutuhkan.
Kata Kunci : Sistem Hidrolik,Power Steering,Silinder Hidrolik

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................................i
HALAMAN SOAL..............................................................................................ii
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................iii
HALAMAN PENGESAHAN ...........................................................................iv
HALAMAN MOTTO .......................................................................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................vii
ABSTRAKSI ......................................................................................................ix
DAFTAR ISI ......................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii

BAB I.

PENDAHULUAN..............................................................................1
1.1. Latar Belakang ...........................................................................1
1.2. Batasan Masalah ........................................................................2
1.3. Tujuan Penulisan........................................................................3
1.4. Metode Perencanaan ..................................................................3
1.5. Sistimatika Penulisan .................................................................4

BAB I I. DASAR TEORI.................................................................................6
2.1. Pengertian Sistem Hidrolik ........................................................6
2.2. Fluida Kerja................................................................................6

x

2.3. Kesetimbangan Gaya dan Momen .............................................7
2.4. Prinsip Dasar ..............................................................................9
2.4.1. Dasar-dasar aliran fluida .................................................9
2.3.2. Persamaan Bernoulli ..................................................... 13
2.3.3. Bilangan Reynolds ........................................................ 16
2.5. Gaya dukung silinder hidrolik .................................................. 17
BAB III. SISTEM HIDROLIK POWER STEERING.................................. 21
3.1. Mekanisme Sistem Hidrolik Power Steering........................... 21
3.2. Analisis Perencanaan Silinder Hidrolik ................................... 23
3.2.1. Dasar Perencanaan ........................................................ 23
3.2.2. Perhitungan Gaya Dukung Silinder Hidrolik................ 24
3.2.3. Perhitungan Silinder Hidrolik ....................................... 29
3.2.4. Perhitungan Torak dan Batang Torak Silinder Hidrolik 33
3.2.5. Perhitungan Kepala Silinder Hidrolik........................... 36
3.3. Pemilihan Minyak Hidrolik .......................................................41
3.3.1. Massa Jenis .....................................................................42
3.3.2. Viskositas ........................................................................43
3.4. Seal dan Packing .......................................................................46
BAB IV. KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM HIDROLIK
POWER STEERING ................................................................48
4.1. Katup ..........................................................................................48
4.1. Instalasi Pipa Fluida ..................................................................52
4.1.1. Pemilihan Pipa Fluida .....................................................54

xi

4.1.2. Kerugian Tekanan pada Sistem Hidrolik ........................57
4.2. Pompa Power Steering...............................................................67
4.2.1. Perhitungan Pompa Power Steering................................69
4.3. Reservoir ....................................................................................71
BAB V.

PENUTUP...........................................................................................73
5.1. Kesimpulan ................................................................................73
5.2. Data-Data Ukuran Utama...........................................................74
5.3. Penutup.......................................................................................75

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema distribusi kesetimbangan gaya ........................................8
Gambar 2.2. Perambatan tekanan dibawah pengaruh suatu gaya luar...............9
Gambar 2.3. Pengalihan gaya hidrolik dalam keadaan kesetimbangan...........10
Gambar 2.4. Pengalihan gaya hidrolik dengan hubungan antara
tekanan dan luasan .....................................................................10
Gambar 2.5. Pengalihan gaya hidrolik dengan hubungan antara panjang
langkah dengan luas penampang................................................11
Gambar 2.6. Pengalihan tenaga hidrolik dengan dua buah silinder dan
dua buah torak (laju aliran). ........................................................11
Gambar 2.7. Hubungan kecepatan dengan luasan ...........................................12
Gambar 2.8. Elemen fluida yang bergerak sepanjang garis arus .....................14
Gambar 2.9. Kecepatan arus dalam sebuah pipa .............................................17
Gambar 2.10. Gaya dukung pada torak dan batang torak................................18
Gambar 3.1. Mekanisme sitem hidrolik power steering posisi setir lurus.......22
Gambar 3.2. Mekanisme sitem hidrolik power steering pada saat belok
kekanan........................................................................................22
Gambar 3.3. Mekanisme sitem hidrolik power steering pada saat belok

xiii

ke kiri.......................................................................................... 23
Gambar 3.4. Spesifikasi ukuran mobil Suzuki Baleno ....................................24
Gambar 3.5. Pembagian mobil menurut beban yang diterima.........................24
Gambar 3.6. Distribusi gaya pembebanan pada mobil Suzuki Baleno............26
Gambar 3.7. Silinder hidrolik beserta torak dan batang torak ........................ 33
Gambar 3.8. Perencanaan tutup silinder hidrolik.............................................36
Gambar 4.1. Katup Rotary dengan tenaga putar poros ....................................49
Gambar 4.2. Katup pengatur tekanan (relief valve) ........................................50
Gambar 4.4. Katup pengatur aliran..................................................................51
Gambar 4.3. Katup non-balik...........................................................................51
Gambar 4.5. Perencanaan instalasi pipa fluida .................................................56
Gambar 4.6. Pompa rotary dengan pelat-pelat pemisah (vane pump)..............68
Gambar 4.7. Reservoir ......................................................................................71

xiv