Реализуется это путем двух действий – открытия прохода (для снижения давления или недопущения серьезных разрушений) или его закрытия (с целью обеспечения нормальной работоспособности системы).
Редукционный клапан давления масла
Для смазки подшипников скольжения распредвала и коленвала моторное масло должно подводиться к ним под давлением. Иначе срок службы этих деталей сократится до нескольких минут. Но избыточное давление также нежелательно – оно может стать причиной потери смазочного материала. В автомобильных двигателях необходимая его величина обычно поддерживается за счёт сбрасывания избыточного масла из магистрали высокого давления, которое осуществляет редукционный клапан масляного насоса.
Производительность масляного насоса напрямую зависит от частоты вращения коленчатого вала. Она рассчитывается таким образом, чтобы необходимое количество смазки подавалось к деталям уже при прокрутке маховика стартером и в режиме холостого хода. Таким образом, минимальная подача смазки насосом закладывается конструктивно.
При увеличении оборотов двигателя неизбежно должно увеличиться и давление масла. Чтобы его ограничить, можно пойти тремя путями:
- Обеспечить независящий от числа оборотов двигателя привод масляного насоса, например, от электродвигателя.
- Предусмотреть регулировку производительности насоса за счёт возможности изменения геометрии нагнетательной камеры.
- Направить часть нагнетаемого масла либо обратно в картер, либо во всасывающую камеру.
Первые два варианта предполагают значительное усложнение конструкции системы смазки. Предпочтительнее же использовать третий вариант. Достаточно установить в масляный насос перепускной клапан, открывающийся под давлением масла в том случае, когда оно превышает некоторую заданную величину. Избыток смазки при этом или стекает обратно в картер или подаётся назад, к шестерням насоса.
Где он находится
Как правило, клапан расположен внутри корпуса насоса и представляет собой дополнительный канал, который открывается при определённом давлении. Насосы, шестерни которых расположены одна внутри другой, выполняют также роль передней крышки двигателя. Благодаря чему появляется возможность обеспечить доступ к клапану без излишних разборочных работ. Достаточно лишь выкрутить резьбовую пробку, обычно служащую опорой пружины. Иногда, впрочем, пробка выполнена в едином изделии с корпусом клапана. Это позволяет снять его целиком – для замены или очистки.
Доступ к редукционному клапану масляного насоса с наружным зацеплением шестерен открывается лишь после снятия масляного картера.
Масляный насос VW Caravella
Конструкция и принцип работы редукционного клапана
На рисунке представляется схема работы простейшего редукционного клапана:
Когда давление масла превысит некоторое пороговое значение, шарик 2 воздействует на пружину 3 и она сжимается, благодаря чему открывается дополнительный канал. Масло, таким образом, частично отводится от основной магистрали.
Количество смазки, подающейся к деталям, зависит от сечения канала и от усилия, с которым пружина воздействует на шарик. Таким образом, давление поддерживается автоматически – чем выше обороты двигателя, тем больше масла идёт «на сброс». В условиях низких температур, когда увеличивается вязкость смазочного материала, редукционный клапан может открыться при работе мотора на холостом ходу, предотвращая, таким образом, выдавливание масла через сальники.
Сходным образом работает редукционный клапан, в котором шарик заменяется на стаканчик:
Такая форма запирающего элемента имеет то преимущество, что позволяет более точно изменять сечение масляного канала, «подстраивая» количество подаваемой смазки в зависимости от режима работы двигателя.
Конструкция редуктора достаточно простая, это обуславливает его высокую отказоустойчивость и долгий срок эксплуатации. Обычно это бывает связано с износом деталей устройства.
Назначение
Устройства предназначены для понижения высокого напора жидкости или газа, подаваемого из магистрали, до значений, необходимых для работы устройства-потребителя. Еще одно назначение редукционного клапана — поддержание постоянного давления на входе таких устройств.
Основные области применения гидравлических редукционных клапанов следующие:
- Водопроводные распределительные сети.
- Насосные установки.
- Оросительные системы.
- Противопожарные комплексы.
Правильно подобранный редукционный клапан дает следующие преимущества:
- Защита от резких перепадов напора, гидравлических ударов.
- Оптимизация расхода ресурсов, снижение издержек.
- Снижение уровня вибрации, нежелательных акустических эффектов (так называемое «гудение труб»).
Специалисты рекомендуют устанавливать редукционный клапан в следующих случаях:
- При давлении в магистрали выше 5 атм. (бар)
- Защита от бросков.
- Сложные распределительные системы в многоэтажных зданиях.
- Потребность в секциях водопроводной сети с разным напором.
Чтобы стабилизировать давление в отопительных контурах, применяется подпиточный клапан.
Виды регулировочных клапанов
Устройства разделяют на две подгруппы. Они различаются конструкцией и принципом действия. Это:
- Редукторы прямого действия. Давление в магистрали непосредственно действует на чувствительные элементы, управляющие регулировкой. Работает за счет энергии напора в магистрали.
- Редукторы непрямого действия. Давление воспринимается чувствительным элементом и предается на механизм, сравнивающий значение с заданным и управляющий исполнительными органами. Этот механизм может использовать электронные компоненты и требовать дополнительного питания.
Редукторы разделяются также по виду рабочей среды:
- Воздух.
- Газ (углекислый, ацетилен, аргон, кислород и т.п.).
- Масло в системах смазки и гидравлики.
- Вода в сетях водоснабжения и канализации.
- Теплоноситель в системах отопления.
Рабочая среда влияет на выбор конструкции, материалов, диапазонов регулировки.
Гидравлические редукторы, в свою очередь, бывают поршневые и мембранные. Поршневые отличаются тем, что изменения входного давления не влияет на стабильность параметров на выходе. Однако устройства такого типа намного более чувствительны к загрязнениям и посторонним включениям в потоке рабочей среды и требую установки фильтров. В мембранных редукторах перепады на входе сказываются на постоянстве напора на выходе, они неприхотливы и допускают значительные загрязнения жидкости. Для срабатывания им не требуется существенный перепад входного давления.
Клапан редукционный пружинного типа применяется для управления напором при подаче газов, воды, пара, растворов теплоносителей.
Как уже было сказано, клапан масла необходим для поддержания давления на определенном уровне. После того как мотор запустился, задача редукционного клапана – стабилизация давления и поддержание уровня на всем периоде работы мотора.
Особенности работы клапана
В целом, вникнув в принцип работы этого механизма можно обнаружить, что он достаточно прост. Итак, главный элемент, который реагирует на происходящее в масляной магистрали – это специальный упорный болт. Этот болт, под воздействием внешней среды, давит на пружинку, которая уже прижимает или отпускает клапан по отношению к сечению прохода. Если же давление масла в системе начнет возрастать и, при этом, превысит допустимый максимальный уровень давления, то масло преодолеет сопротивление регулятора (попросту пружины) и выдавит его в посадочное место. Таким образом показатель давления стабилизируется, пружина вернется в нормальное положение, а двигатель автомобиля сможет нормально функционировать дальше. Технически устройство клапана имеет следующий вид:
- Относительно маленький корпус, внутри которого проточена особая система каналов. По ним движется масло.
- Пружинка, шток и тело регулятора – понижают и повышают давление масла.
Обязательно следует сказать о том, насколько устройство этого клапана просто – все функции выполняются элементарными действиями. За счет элементарности составных деталей обеспечивается высокий уровень надежности.
Также нужно отметить, что регулятор давления может технически выполняться в двух вариантах. Первый предполагает расположение корпуса внутри насоса, не разделяя эти два устройства. Второй вариант – клапан имеет свой отдельный корпус и располагается где-то по ходу масляной магистрали. Учитывая то, в каких условиях приходиться функционировать клапану, неудивительно, что поломки его также периодически встречаются. Этому моменту так же следует уделить внимание.
Распространенные поломки клапана
Уплотнительную шайбу необходимо менять на новую после каждой разборки механизма.
Итак, существует ряд наиболее часто встречаемых поломок клапана давления масла. Проявляются они так же по-разному, поэтому уделим этому моменту немного времени. Первая распространенная проблема – неспособность регулятора поддерживать необходимые двигателю параметры. Такое случается из-за выхода из строя механических частей устройства. Как правило, это случается из-за поломки слабого элемента устройства – прижимающей пружинки. Если пружина не заменялась в течение многих тысяч пройденных километров, то со временем она оказывается растянутой и перестает держать клапан. Вследствие этого может происходить открытие прохода в корпусе тогда, когда это не нужно. Это приведет к отсутствию смазки в тех местах, где это срочно необходимо.
Задиры на поверхности плунжера — одна из возможных причин неправильной работы.
Вторая распространенная проблема – неправильный монтаж регулятора давления или отсутствие его обслуживания. Здесь проблема выражается отсутствием открытия клапана в тот момент, когда давление превышает допустимый уровень. Это случается из-за засорения проходного сечения или подклинивания отдельных его элементов. Как результат – отсутствие нормальной смазки, что приведет к выходу из строя отдельных узлов и агрегатов двигателя.
Как правило, забивается клапан из-за того, что масло в двигателе заменятся несвоевременно. Решить такую проблему достаточно сложно, чаще речь идет о полной замене клапана, так как найти отдельные мелкие составные части достаточно сложно. Предотвратить проблему несложно – промывайте двигатель перед каждой заменой масла и заменяйте последнее согласно регламенту завода изготовителя.
Во многом работоспособность и ремонтопригодность старого масляного насоса зависит от результатов проверки характеристик крышки и корпуса устройства. Необходимо сделать замеры зазоров.
Видео — Редукционный клапан для увеличения ресурса топливного фильтра
При всех своих достоинствах, такой клапан тоже поддается износу, который рано или поздно проявляется в следующих неисправностях:
- Создание недостаточного давления. Эта неисправность может быть вызвана механическими поломками и часто всего происходит из-за пружины. Со временем этот упругий элемент начинает растягиваться и приоткрывать клапан, даже если давление не слишком большое. Таким образом, оно снижается, и масло не попадает во всех остальные мелкие узлы двигателя.
- Немало важен и человеческий фактор. Если при капитальном ремонте была подобрана пружина не той упругости, то она очень быстро выходит из строя и ставит под угрозу весь механизм.
- Существует и обратный момент первой неисправности – это избыточное давление. Как вы уже поняли, клапан перестает открываться, или открывается недостаточно широко. Это связано с постепенным засорением канала клапана, которое не дает ему нормально открываться. В последствие, масло под давлением выводит из строя сальники и прокладки, а также многие другие важные части механизма.
Чтобы не допустить этого, старайтесь своевременно производить замену масла. При этом, большое внимание обращайте на качество смазывающего вещества.
Ремонт редукционного клапана масляного насоса
Прежде чем бить тревогу и лезть под капот, необходимо убедиться в наличии неисправности. На приборной панели имеется специальная лампа, которая сигнализирует о недостатке или избытке давления масла. В автомобилях конца прошлого века, помимо лампы, применялся специальное измерительное устройство, которое показывало давление масла. Если лампа загорелась или стрелка отклонилась от нормы, то можно судить о неисправности клапана или недостатке масла в двигателе.
В первую очередь, определите уровень масла. Если он в норме, то приступайте к разборке масляного насоса. Для этого демонтируйте его с двигателя. После разборки насоса клапан можно будет оценить визуально.
При его заклинивании его вытаскивают и промывают в бензине. После этого, непосредственно перед установкой, его смазывают и монтируют обратно.
Не менее внимательно отнеситесь и к специальным каналам клапана. При необходимости проведите их очистку.
Если пружина не обеспечивает нормального закрытия клапана, то ее следует заменить. Постарайтесь подобрать именно такую же пружину.
Если вы производите капитальный ремонт двигателя, то чистке и смазыванию данный узел не подлежит. В этом случае, устанавливается новый масляный насос.
