Ask An Engineer

Jaka jest funkcja hydraulicznego zaworu przelewowego?

Są to kluczowe mechanizmy kontrolujące przepływ i ciśnienie cieczy…

By Sarah Jensen

Ostatnią rzeczą, jaka chciałaby się zdarzyć w środku podróży przez kraj – lub jazdy do sąsiedniego marketu – jest wyciek płynu hamulcowego. Na szczęście Twój samochód jest wyposażony w hydrauliczny zawór obejściowy, który przekierowuje płyn hamulcowy w przypadku utraty ciśnienia w przednich hamulcach, umożliwiając bezpieczne zatrzymanie pojazdu.

„Hamulce przednie wykonują większość czynności związanych z hamowaniem, więc jeśli nieszczelność w układzie hamulcowym spowoduje utratę ciśnienia, możesz stracić całą siłę hamowania” – mówi Amos Winter, doktorant z Singapurskiego Uniwersytetu Technologii i Projektowania-MIT International Design Center, który tego lata dołączy do Wydziału Inżynierii Mechanicznej. „Hydrauliczny zawór obejściowy w układzie łączącym twoje przednie i tylne hamulce przekierowuje płyn hamulcowy do tylnych hamulców w przypadku utraty ciśnienia, więc nadal możesz zatrzymać swój samochód”.

Zawór obejściowy jest uruchamiany przez mechanizm sprężynowy, który otwiera się, gdy ciśnienie płynu staje się zbyt wysokie lub zbyt niskie, mówi Winter. Tak długo, jak ciśnienie jest takie samo zarówno po stronie wlotowej, jak i wylotowej sprężyny, przełącznik pozostaje zamknięty. Ale jeśli ciśnienie wzrasta zbytnio po jednej stronie, sprężyna zostaje ściśnięta, powodując otwarcie przełącznika.

To taka sama zasada, jak działanie regulatora w zbiorniku do nurkowania, mówi Winter. „Kiedy zasysasz powietrze, aby oddychać, obniżasz ciśnienie w ustniku”, wyjaśnia. „To działa na membranę, która otwiera zawór, aby umożliwić przepływ powietrza ze zbiornika do płuc. Kiedy wydmuchujesz, zamyka zawór i pozwala powietrzu wypłynąć do wody.”

Zawory przelewowe są ważne w każdym systemie, przez który pompowana jest woda lub olej, aby utrzymać równomierne ciśnienie i utrzymać działanie systemu. Sprzęt budowlany w szczególności polega na zaworach przelewowych, aby złagodzić wzrost ciśnienia. „Jeśli używasz ładowarki”, wyjaśnia Winter, „otwierasz zawór, który pompuje olej do ramienia, które podnosi kawałek betonu. Po zakończeniu pracy zamykasz ten zawór, ale pompa nadal pracuje i próbuje pompować płyn do zamkniętego zaworu.” Nie mając gdzie przepływać, olej mógłby wytworzyć zbyt duże ciśnienie, co doprowadziłoby do zatrzymania silnika – lub eksplozji. Zanim jednak do tego dojdzie, zawór obejściowy otwiera się, aby uwolnić ciśnienie i skierować olej z powrotem do zbiornika pompy.

Działy inżynierii, takie jak projektowanie maszyn i samolotów oraz dynamika płynów, wykorzystują technologię zaworów przelewowych, podobnie jak koncentracje badawcze Wintera, pomoce mobilnościowe do użytku w trudnych warunkach i podmorskie technologie zakopywania. „Zawory przelewowe służą zasadniczo do upustu ciśnienia” – mówi. „Systemy hydrauliczne działają z ciśnieniem 2000 funtów na cal kwadratowy i nie chcesz, aby coś takiego wybuchło.”

Dzięki dla 30-letniego Matta Millera z Derby, Anglia, za to pytanie.

Posted: March 27, 2012

• .