Sistem Hidraulik Alat Berat : Open-Loop vs Closed-Loop, Mana Yang Lebih Baik?

Pada alat berat modern yang beredar saat ini, hampir tidak ada yang tidak menggunakan sistem hidraulik. Sistem hidraulik memiliki berbagai kelebihan dibandingkan sistem mekanik yang umum digunakan pada alat-alat berat pada fase-fase awal perkembangannya. Semenjak pertama kalinya digunakannya sistem hidraulik pada alat berat pada tahun 1897 oleh produsen shovel The Kilgore Machine Co. asal Minneapolis, Minnesota, sistem hidraulik pada alat berat semakin umum dipergunakan dengan penyempurnaan-penyempurnaan yang terus dilakukan dan mencapai bentuknya seperti yang kita kenal saat ini.

Baca juga :
Bertenaga Uap, Inilah Cikal Bakal Hydraulic Excavator Modern

Di brosur-brosur alat berat, kita sering menemukan istilah open-loop atau closed-loop hydraulic system. Walaupun istilah ini bisa dikatakan sangat teknikal, namun tidak ada salahnya bagi kita sedikit memahami kedua istilah ini dan perbedaaanya. Bagi Anda yang berprofesi sebagai sales alat berat, pemahaman ini diperlukan untuk menjelaskan lebih rinci kelebihan alat berat yang Anda tawarkan, sedangkan bagi Anda pemilik alat berat, pemahaman ini akan membantu Anda untuk mengoptimalkan alat berat yang akan dibeli dan juga pemeliharaannya.

Perbedaan yang ada dari kedua sistem hidraulik ini tidak hanya dari sisi teknologinya, melainkan juga perbedaan pada komponen-komponen penyusunnya, yang pada akhirnya berpengaruh terhadap biaya yang dibutuhkan baik untuk investasi alat berat itu maupun biaya maintenance-nya. Sebagai contoh, 2 unit excavator yang sekelas namun dengan merek yang berbeda, sangat mungkin unit yang satu menggunakan sistem open-loop, sementara unit yang lain menggunakan sistem closed-loop. Tentunya tidak ada sistem yang sempurna, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Mari kita simak.

Jika seseorang mengatakan sebuah sistem hidraulik adalah “open loop” atau “closed loop”, apa sesungguhnya artinya? Secara gampangnya, perbedaan keduanya bisa digambarkan dari dua kalimat saja yang menggambarkan prinsip kerja dari pompa hidrauliknya: pada sistem open-loop, pompa hidraulik menghisap oli hidraulik dari reservoir (tangki) untuk digunakan pada satu atau beberapa fungsi kerja sebelum sebagian besarnya dikembalikan kembali ke reservoir. Sementara sistem closed-loop bekerja dengan menghisap oli secara langsung dari aliran balik dari pompa hidraulik. Untuk memudahkan pemahamannya, kedua sistem ini menyerupai sistem peredaran darah pada manusia, dimana sistem open-loop memanfaatkan aliran oli hidraulik yang dipompa oleh pompa hidraulik (baca: jantung, pada sistem peredaran darah), sementara sistem-closed-loop memanfaatkan aliran oli yang kembali ke pompa hidraulik.

Dengan perbedaan cara bekerjanya kedua sistem ini, tentunya berpengaruh terhadap komponen atau spare part yang terlibat pada kedua sistem ini. Sistem open-loop memiliki kelebihan tekanan oli yang ditimbulkan biasanya lebih tinggi daripada tekanan oli pada sistem closed-loop. Hal ini dikarenakan tekanan oli yang digunakan untuk bekerja berasal dari aliran oli yang baru keluar dari pompa hidraulik, sementara pada sistem closed-loop tekanan oli yang digunakan untuk bekerja berasal dari aliran balik oli yang sudah beredar pada keseluruhan sistem alat berat. Sistem open-loop juga lebih responsif dibandingkan sistem closed-loop. Kelebihan lainnya dari sistem open-loop terutama pada penggunaan silinder, seperti pada silinder satu tahap (rod) pada boom dan arm excavator atau steering system, besarnya volume oli yang masuk pada satu sisi silinder  sama dengan volume oli yang keluar pada sisi yang lain.

Karena adanya kelemahan pada sistem closed-loop ini, pabrikan-pabrikan alat berat yang menggunakan sistem closed-loop pada alat berat yang diproduksinya menggunakan sebuah perangkat tambahan untuk menyeimbangkan volume oli masuk dan keluar, berupa motor hidraulik. Prinsip bekerja dari motor hidraulik ini adalah sebagai aktuator yang mengubah tekanan oli hidraulik yang berlebih dan menyalurkannya menjadi putaran yang digunakan untuk fungsi lainnya. Pada alat-alat berat terbaru, motor hidraulik ini dilengkapi suatu sistem kontrol yang berbasis kecerdasan buatan (computerized) yang akan mengontrol sesedikit apapun perubahan tekanan yang terjadi.

Disamping kelemahan-kelemahan yang dimiliki, sistem closed-loop memiliki kelebihan-kelebihan yang tidak dimiliki sistem open-loop. Di antaranya adalah sistem closed-loop bekerjanya lebih halus baik pada arah maju maupun sebaliknya dibandingkan sistem open-loop. Kelebihan ini akan terasa manfaatnya bila alat berat digunakan untuk mengerjakan pekerjaan-pekerjaan yang presisi. Dengan kemampuan bekerja yang lebih halus, operator pun tidak cepat mengalami kelelahan. Walau kendala pada sistem open-loop ini ini bisa dieliminir dengan penambahan sebuah valve khusus, namun penambahan ini akan berkontribusi terhadap harga unit dan biaya pemeliharaannya.

Kelebihan lainnya dari sistem closed-loop adalah tidak dibutuhkannya reservoir yang berukuran besar, dengan kata lain reservoir pada sistem closed-loop lebih kecil dari ukuran reservoir pada sistem open-loop. Ukuran reservoir yang lebih kecil pada sistem closed-loop ini dikarenakan keseluruhan alat berat merupakan reservoir dari sistem hidraulik. Sekali lagi, dengan ukuran yang lebih kecil akan berpengaruh terhadap biaya, disamping ruang (space) yang dibutuhkan juga untuk reservoir menjadi lebih kecil dan bisa diisi oleh komponen lainnya. Dan tidak kalah pentingnya, ada pengaruh dari perbedaan bobot dari sistem hidraulik yang berpengaruh terhadap efisiensi bahan bakar.

Sistem closed-loop juga memiliki kelebihan dengan adanya efek pengereman (Hydrostatic Braking) yang tidak dimiliki oleh sistem open-loop. Manfaat dari adanya efek ini, adalah saat pengoperasian yang membutuhkan kecepatan, misalnya saat sebuah excavator melakukan swing setelah menggali material dan akan membuang material pada dump truck. Sebuah excavator yang menggunakan sistem closed-loop mampu melakukan ‘pengereman’ gerakan swing dengan efek hydrostatic braking ini. Walaupun pada sebagian unit-unit alat berat yang menggunakan sistem open-loop digunakan sebuah perangkat yang bisa membalikkan aliran oli hidraulik, namun sekali lagi, penambahan perangkat ini akan berpengaruh terhadap harga dan biaya maintenance.

Terakhir, sistem closed-loop juga memiliki kemampuan pendingan yang lebih baik. Dengan keseluruhan unit alat berat dianggap sebagai reservoir membuat oli bersirkulasi ke seluruh sistem alat berat, dengan demikian sistem pendingin seperti radiator dan oil cooler akan bekerja lebih ringan.

(BW)

Leave a Comment