Неисправности редукционного клапана масляного насоса

На примере масляного насоса двигателя 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 попробуем разобраться какие бывают неисправности его редукционного клапана.

Как они себя проявляют, чем опасны и можно ли их устранить своими силами.

Для чего необходим редукционный клапан в масляном насосе двигателя?

Редукционный клапан в масляном насосе необходим для поддержания определенного давления в системе смазки. Для этого он перекрывает перепускной канал в корпусе масляного насоса, позволяя маслу под давлением, создаваемым масляным насосом, поступать к трущимся деталям двигателя автомобиля.

В случае повышения давления в системе выше нормы (более 4,5 кгс/см²) клапан приоткрывает перепускной канал и сбрасывает часть масла обратно в полость масляного насоса (из полости давления в полость всасывания). Тем самым стравливая и нормализуя давление.

Редукционный клапан перекрывает отверстие в перепускном канале масляного насоса

Основные неисправности редукционного клапана масляного насоса

1.

Редукционный клапан не держит давление в системе смазки.

При попадании грязи под клапан он может неплотно садиться на место. Перепускной масляный канал в насосе остается не полностью перекрытым.  Давление масла в системе смазки снижается. Это приводит к загоранию или миганию контрольной лампы аварийного давления масла в комбинации приборов на холостом ходу двигателя. При повышении оборотов лампа может гаснуть. В особо запущенных случаях лампа вообще не гаснет, даже при повышении оборотов.

К аналогичной проблеме может привести износ самого клапана, его посадочного места или просадка его пружины.

Все это негативно влияет на состояние и увеличивает в разы скорость износа пар трения двигателя.

Для двигателя 21083 минимальное значения давления масла в системе смазки 0,8 кгс/см²  (на холостом ходу).

2. Редукционный клапан заклинил в закрытом положении.

Давление в системе смазки в таком случае повышается выше нормы. Чаще всего такое повышение заканчивается выдавливанием моторного масла под масляный фильтр двигателя и вытеканием его из системы.

Что делать если есть подозрение на неисправность редукционного клапана масляного насоса?

Для начала можно попытаться промыть систему смазки двигателя специальным промывочным маслом чтобы удалить грязь из-под клапана. После чего попробовать залить новое масло.

Если не помогает, придется снимать масляный насос с двигателя и проводить прочистку и проверку клапана. А за одно и всего насоса, так как истирание его шестеренок и их посадочных мест так же приводят к падению давления и загоранию контрольной лампы.

Длина пружины редукционного клапана без нагрузки — 44,72 мм и под нагрузкой 4±0,24 кгс — 31,7 мм. Если меньше. клапан не будет держать давление.

См. «Ремонт масляного насоса автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

Примечания и дополнения

— При помощи масляного насоса, под давлением, смазываются коренные и шатунные подшипники  коленчатого вала, а так же опоры распределительного вала.

Еще статьи по двигателю 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099

— Признаки неисправности масляного насоса двигателя 21083

— Особенности устройства и работы масляного фильтра двигателя

— Сальники двигателя 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099

— Расположение зазоров (замков) колец на поршнях двигателя

Подписывайтесь на нас!

Редукционный клапан масляного насоса

Содержание

1. Для чего нужен редукционный клапан
2. Где он находится
3. Конструкция и принцип работы редукционного клапана
4. Возможные неисправности
5. Ремонт

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.

Для чего нужен редукционный клапан

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:

1. Обеспечить независящий от числа оборотов двигателя привод масляного насоса, например, от электродвигателя.
2. Предусмотреть регулировку производительности насоса за счёт возможности изменения геометрии нагнетательной камеры.
3. Направить часть нагнетаемого масла либо обратно в картер, либо во всасывающую камеру.

Масляный насос автомобиля

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.

Возможные неисправности

Как уже говорилось выше, основное назначение редукционного клапана – открывать дополнительный масляный канал, предотвращая образование избыточного давления в системе смазки. Но клапан должен не только открывать, но и надёжно перекрывать этот канал – в противном случае при низких оборотах двигателя есть риск возникновения «масляного голодания». Как правило, это вызывается недостаточно плотным прилеганием запирающего элемента (шарика или стаканчика) к седлу.

Причинами этого могут быть:

1. Потеря упругости пружины.
2. Нарушение формы седла клапана, царапины и сколы на прилегающих поверхностях.
3. Посторонние предметы (продукты износа шестерен насоса).

Измерением давления в системе смазки манометром выявить нарушение работы клапана практически невозможно. Его потеря может быть вызвана износом шестерен насоса и увеличенными зазорами в подшипниках скольжения распредвала или коленвала.

Наиболее эффективным способом проверки редукционного клапана и самого масляного насоса является испытание узла на специальном стенде.

Тем не менее, при простом осмотре можно выявить дефекты, которые могут отрицательно сказываться на его работе. Это глубокие задиры и царапины на шарике (стаканчике), грязь в канале. Также вполне возможно оценить состояние пружины. Для этого потребуется измерение её длины в свободном состоянии и при приложении определённого усилия. Как правило, такая информация есть в руководстве по ремонту автомобиля.

Ремонт

Восстановление работы клапана сводится к его очистке и замене деталей. Если запорный элемент выполнен в виде стаканчика, то особое внимание следует уделить состоянию фаски на его торце. Даже небольшие царапины на ней станут причиной потери давления. Иногда автовладельцы притирают стакан к седлу, используя притирочную пасту:

Восстановить работу клапана можно путем его очистки

Боковые стенки стаканчика служат лишь для точной установки рабочей фаски в седле. Поэтому небольшие царапины на них не отразятся на работоспособности клапана. Достаточно того, чтобы стаканчик свободно перемещался в канале.

При ремонте клапана всегда следует помнить о том, что на фактической производительности масляного насоса его состояние не сказывается никак. Поэтому дефектовку и ремонт узла необходимо производить комплексно – начиная с оценки состояния шестерен.

Понимание потока масла | Lycoming

Известно, что поток масла через поршневой авиационный двигатель Lycoming является необходимой функцией во время работы двигателя. Пилотов часто совершенно не волнует, как работает эта функция, пока индикаторы давления и температуры масла показывают правильные показания. С другой стороны, механикам A&P часто необходимо знать, как работает система и какие части контролируют поток масла на различных этапах работы. Из-за большого количества обращений по этому вопросу, которые поступают специалистам сервисной службы Lycoming, мы можем быть уверены, что многие из них плохо разбираются в масляной системе.

Неудивительно, что многие механики A&P не имеют четкого представления о работе масляной системы. Здесь есть место для путаницы, поскольку существуют две основные системы и несколько вариаций каждой из них.

За исключением сеток, фильтра и масляного радиатора, поток масла через двигатель полностью предопределен расчетными рабочими зазорами двигателя и проходами, просверленными в картере и корпусе агрегатов при изготовлении двигателя. Этот поток нефти служит трем целям. Во-первых, он смазывает, но охлаждение двигателя за счет отвода тепла, выделяемого при сгорании, является второй целью, которая часто не менее важна. Многие двигатели, особенно с турбонаддувом, имеют масляные форсунки в каждом цилиндре, предназначенные для направления охлаждающего масла на заднюю сторону поршня. И, наконец, масло очищает двигатель, собирая грязь и оседая на сетках или фильтре, или удерживая эту грязь во взвешенном состоянии до замены масла.

Масло, прошедшее смазку, охлаждение и очистку, самотеком возвращается в масляный картер. Из поддона масляный насос прокачивает масло через всасывающую сетку. Этот экран отфильтрует крупные частицы углерода, грязи или металла. Затем насос нагнетает масло через одну из двух основных систем. В каждой из двух основных систем есть клапан, который нагнетает масло через маслоохладитель, когда клапан закрыт, или позволяет маслу обходить охладитель, когда клапан открыт. Двигатели Lycoming изначально были оснащены перепускным клапаном, который управлялся пружиной. Называемый пружинно-плунжерным типом, он функционировал в зависимости от величины давления в масляной системе. Байпасная система с пружинным управлением была заменена системой, управляемой байпасным термостатическим маслоохладителем, который реагирует на изменения температуры масла.

Работа перепускной системы с пружинным управлением является результатом густоты масла, что вызывает увеличение перепада давления на перепускном клапане и приводит к тому, что перепускной клапан открывается, таким образом обходя масляный радиатор. По мере нагревания масла вязкость масла и давление в системе снижаются, что позволяет закрыть перепускной клапан и заставить масло течь через масляный радиатор. Хотя перепускной клапан помогает двигателю быстрее прогреваться, направляя холодное масло вокруг масляного радиатора, его основная функция заключается в обеспечении безопасности системы; если масляный радиатор по какой-либо причине засорится, давление в системе повысится, а перепад давления на перепускном клапане снова заставит клапан открыться. Это обходит масляный радиатор и предотвращает возможный разрыв охладителя и утечку масла.

Перепускной клапан термостатического масляного радиатора был разработан для обеспечения лучшего контроля температуры моторного масла, а также для обеспечения безопасности масляной системы за счет обхода масла вокруг масляного радиатора, который по какой-либо причине засорен. Перепускной клапан термостатического масляного радиатора может использоваться на двигателях, в которых используется система напорного экрана, и на двигателях, оснащенных полнопоточным масляным фильтром. Для большинства моделей двигателей для масляного фильтра также требуется адаптер масляного фильтра. Пока масло холодное, эта система позволяет маслу проходить через масляный фильтр, не проходя через масляный радиатор. Когда температура масла поднимается примерно до 180˚F, клапан закрывается и заставляет масло проходить через масляный радиатор. Затем масло возвращается в корпус вспомогательного оборудования, где оно проходит через переходник масляного фильтра, фильтр, затем снова через переходник фильтра, корпус вспомогательного оборудования и, наконец, в картер.

Масляный фильтр — еще одна часть системы, засорение которой может привести к серьезным проблемам. По этой причине перепускной канал масляного фильтра встроен в переходник масляного фильтра или, в случае двигателей, использующих двойное магнето, в корпус вспомогательного оборудования. Эти перепускные клапаны являются встроенными функциями безопасности, которые активируются в результате избыточного давления в масляном фильтре. Байпас масляного фильтра не регулируется.

Масло поступает в картер большинства двигателей Lycoming в верхней части правого заднего цилиндра, где оно проходит через клапан сброса давления. Существует три типа предохранительных клапанов. С клапаном с коротким или длинным куполом давление регулируется путем снятия купола и добавления или удаления шайб, расположенных под управляющей пружиной. Существует также клапан сброса давления третьего типа, который можно отрегулировать поворотом гаечного ключа или отвертки.

Человек, ищущий корпус грохота давления, может не найти именно то, что он или она ищет, поскольку есть два возможных варианта. Корпус напорного экрана может иметь одно отверстие, обращенное к задней части двигателя. Этот корпус используется на двигателях с пружиной и плунжером для управления потоком масла, а единственное отверстие будет использоваться для датчика температуры масла. Другой тип корпуса напорного экрана имеет два отверстия, обращенные к задней части двигателя. Маленькое отверстие используется для подключения лампы температуры масла, а в большое отверстие установлен перепускной клапан термостатического маслоохладителя.

При установке масляного фильтра может потребоваться еще больше внимания к деталям. Корпус напорного экрана необходимо снять, а на его место установить переходник масляного фильтра. При установленном переходнике масляного фильтра можно использовать перепускной клапан с пружинным управлением, установленный в корпусе принадлежностей сразу над переходником, или термостатический перепускной клапан, установленный в нижней части переходника, для управления потоком масла в масляный радиатор. Из-за лучшего контроля температуры масла компания Lycoming предпочитает использовать термостатический перепускной клапан маслоохладителя. Для двигателей, отгружаемых с завода с масляным фильтром и требующих наличия масляного радиатора на борту самолета, компания Lycoming поставляет термостатический перепускной клапан стандартной процедурой. Отверстие в корпусе принадлежностей, необходимое для перепускного клапана с пружинным управлением, закрыто заглушкой. Отверстие в верхней части переходника предназначено для лампочки температуры масла.

Возможный вариант потока масла, который можно найти в двигателе Lycoming. Некоторые производители планеров использовали небольшие модели двигателей без масляного радиатора. По просьбе этих производителей планеров эти двигатели не обрабатываются для установки масляного радиатора. Лицам, которые приобретают эти двигатели для использования в своих самодельных самолетах, может потребоваться масляный радиатор, чтобы поддерживать температуру в рабочих пределах. Этого можно добиться с помощью адаптера — номер по каталогу Lycoming 62418. Использование этого адаптера позволяет использовать двигатель и охлаждать масло, но существуют ограничения. Масляный фильтр не может быть установлен, и можно использовать только корпус напорного экрана с одним отверстием. Это ограничивает использование системы в качестве подпружиненного перепускного клапана масляного радиатора, который установлен в адаптере.

Несколько фрагментов информации, которые могут быть полезны тем, кто лучше разбирается в масляной системе двигателя Lycoming. Инструкция по обслуживанию Lycoming 1008B содержит инструкции по установке перепускного клапана термостатического масляного радиатора на двигателях с корпусом сеточного фильтра и без фильтра. Публикация специального обслуживания (SSP) 885-2 содержит инструкции по установке комплектов масляных фильтров, установленных на двигателе. И, наконец, разработан комплект (номер 05К21437) для выносного масляного фильтра.

Должен ли я перекрыть байпас масляного насоса?

Я в замешательстве. Я видел статьи в журналах, в которых говорилось, что вы должны отключить этот перепускной канал масляного фильтра в небольшом блоке Chevy, но я также слышал, что вы не должны этого делать. А вот с байпасом разве куча масла не идет вокруг масляного фильтра? Это не может быть хорошо, верно?

С.Ф.

Джефф Смит: По сути, вы правы во всех этих предположениях, кроме последнего. Прежде чем мы углубимся в это, давайте сначала рассмотрим, почему этот обход есть в первую очередь для всех двигателей, а не только для Chevrolet. Масляные фильтры создают небольшую потерю давления, когда насос проталкивает масло через фильтр. В то время как все хорошие автомобилисты неукоснительно меняют масло, конструкторы двигателей должны учитывать тот факт, что не все заботятся о своих двигателях так, как о хот-роддерах. Так что для одного процента тех, кто не меняет масло, инженеры должны проектировать детали с учетом этих нарушений двигателя. Если масляный фильтр забивается, необходим предохранительный клапан или перепускной клапан , который позволит двигателю перекачивать масло, каким бы грязным оно ни было, к остальной части двигателя. Грязное масло все же предпочтительнее отсутствия масла.

Это переходник масляного фильтра для мало- или крупноблочных автомобилей Chevy. Требуется лишь небольшое усилие, чтобы открыть клапан, который позволяет маслу, минуя фильтр, поступать прямо в двигатель.

В случае с малым или большим блоком Chevy дизайнеры построили простой перепускной клапан с небольшой пружиной позади него, которая рассчитана на открытие при усилии примерно 17-18 фунтов. Этот клапан расположен на адаптере фильтра. Также важно отметить, что все масляные фильтры фильтруют, проталкивая масло снаружи внутрь. Таким образом, если вы посмотрите на малый блок адаптера Chevy, клапан предназначен для открытия в любое время, когда давление масла снаружи фильтрующего элемента на 17-18 фунтов на квадратный дюйм больше, чем внутри. Это большее давление открывает маленькую откидную заслонку, сжимая пружину. Это простой дизайн, который работает очень хорошо. Это не обход всего масла, только определенное количество. Большая часть масла фильтруется.

Эта ситуация с перепуском также возникает, когда масло холодное и густое, что увеличивает перепад давления на масляном фильтре. Как только масло достигает своей нормальной рабочей температуры — примерно от 190 до 215 градусов по Фаренгейту, этот клапан, вероятно, закрыт или открыт лишь частично, поскольку масло разжижается. Конечно, это изменится в зависимости от типа используемого фильтра. Типичный масляный фильтр, такой как Fram Extra Guard , имеет эффективность 95 процентов при фильтрации частиц размером до 20 микрон (0,000787 дюйма). Сравнивая это с Fram Ultra Guard Синтетический фильтр с 99-процентной эффективностью 20 микрон. Вы можете видеть, что, вероятно, будет легче протолкнуть масло через фильтр Extra Guard, чем через Ultra Guard. Эти процентные значения устанавливаются при однократном прохождении теста, поэтому масло проходит через фильтр только один раз, но оно способно удалить от 95 до 99 процентов всех частиц размером менее 20 микрон. Это очень хорошо. Когда у вас есть такая эффективность фильтра, вы можете позволить себе перепускать немного масла, чтобы защитить фильтр от повреждения. Также стоит повторить великую аксиому, данную нам инженером по масляным фильтрам: «Лучший масляный фильтр — это действительно хороший воздушный фильтр». Если подумать, в этом есть большой смысл.

Это фрагмент масляного фильтра Fram Racing. Нефильтрованное масло поступает снаружи фильтра, проталкивается через гофры в фильтре и затем выходит через центр. В гоночных фильтрах используется фильтрующий элемент с меньшими ограничениями, который увеличивает поток масла через фильтр. Компромисс заключается в том, что гоночные фильтры не фильтруют так тонко, как обычные фильтры для уличных двигателей.

Причина, по которой вы не хотите подключать этот байпас, заключается в том, чтобы не создавать еще большую проблему. Я был свидетелем испытаний фильтров Fram в их испытательной лаборатории в Огайо, и почти всегда прокладка фильтра вылетает до того, как лопается корпус фильтра. Если вам нужен урок по давлению масла, попробуйте этот небольшой тест с двигателем на моторном стенде. С холодным маслом встаньте на колени, пока ваши глаза не окажутся на уровне масляного фильтра. Теперь, используя смазку под давлением, такую ​​как ½-дюймовый буровой двигатель, вращайте только масляный насос, чтобы создать давление масла 60-65 фунтов на квадратный дюйм (двигатель не работает). Вы будете шокированы тем, как сильно растет корпус фильтра с давлением масла. Это также заставит вас задуматься о том, чтобы не раскручивать холодный двигатель с холодным маслом, как это любят делать некоторые парни.