Ask An Engineer

Mikä on hydraulisen ohitusventtiilin tehtävä?

Ne ovat ratkaisevia mekanismeja nesteiden virtauksen ja paineen hallitsemiseksi…

By Sarah Jensen

Viimeinen asia, jonka haluaisit tapahtuvan kesken maata ylittävän ajomatkan – tai ajomatkan naapurustossa sijaitsevaan kauppaan – on jarrunestevuoto. Onneksi autossasi on hydraulinen ohitusventtiili, joka ohjaa jarrunestettä uudelleen, jos etujarrujen paine katoaa, jolloin voit pysähtyä turvallisesti.

”Etujarrut suorittavat suurimman osan jarrutuksesta, joten jos jarrujärjestelmän vuoto aiheuttaa painehäviön, voit menettää myös kaiken jarrutustehon”, sanoo Amos Winter, Singaporen teknillisen ja muotoilun yliopiston ja MIT:n kansainvälisen muotoilukeskuksen väitöskirjan jälkeinen tutkija Amos Winter, joka liittyy tänä kesänä konetekniikan laitokseen. ”Etu- ja takajarrut yhdistävässä järjestelmässä oleva hydraulinen ohitusventtiili ohjaa jarrunesteen takajarruihin, jos paine katoaa, joten auto voidaan edelleen pysäyttää.”

Ohitusventtiili käynnistyy jousikuormitteisella mekanismilla, joka avautuu, kun nesteen paine nousee liian korkeaksi tai liian matalaksi, Winter sanoo. Niin kauan kuin paine on sama jousen tulo- ja poistopuolella, kytkin pysyy kiinni. Mutta jos paine nousee liikaa toiselle puolelle, jousi puristuu, jolloin kytkin avautuu.

Se on sama periaate kuin sukelluspullon säätimen toiminta, Winter sanoo. ”Kun vedät sisään hengittääksesi, alennat painetta suukappaleessa”, hän selittää. ”Se vaikuttaa kalvoon, joka avaa venttiilin ja päästää ilman säiliöstä keuhkoihin. Kun puhallat ulos, venttiili sulkeutuu ja ilma pääsee virtaamaan veteen.”

Ohitusventtiilit ovat tärkeitä kaikissa järjestelmissä, joiden läpi pumpataan vettä tai öljyä, jotta paine pysyy tasaisena ja järjestelmä toimii. Erityisesti rakennuskoneet tukeutuvat ohitusventtiileihin paineen muodostumisen helpottamiseksi. ”Jos käytät kauhakuormaajaa”, Winter selittää, ”avaat venttiilin, joka pumppaa öljyä varteen, joka nostaa betonipalaa. Suljet venttiilin, kun olet valmis, mutta pumppu on edelleen käynnissä ja yrittää pumpata nestettä suljettuun venttiiliin.” Koska öljy ei pääse virtaamaan minnekään, se voi luoda liian suuren paineen, joka johtaa moottorin pysähtymiseen – tai räjähdykseen. Mutta ennen kuin näin tapahtuu, ohitusventtiili avautuu, jolloin paine poistuu ja öljy ohjautuu takaisin pumpun säiliöön.

Kone- ja lentokonesuunnittelun ja nestedynamiikan kaltaisilla tekniikan aloilla käytetään ohivirtausventtiiliteknologiaa, samoin kuin Winterin tutkimuskeskittymissä, liikkuvuuden apuvälineissä, jotka on tarkoitettu käytettäväksi ankarissa ympäristöissä, ja vedenalaisissa kaivautumisteknologioissa. ”Ohitusventtiilit ovat periaatteessa olemassa paineen poistamiseksi”, hän sanoo. ”Hydrauliset järjestelmät toimivat 2 000 paunan paineella neliötuumaa kohti, eikä sellaisen haluta räjähtävän.”

Kiitos tästä kysymyksestä 30-vuotiaalle Matt Millerille Derbystä, Englannista.

Postitettu: 27. maaliskuuta 2012