Sök en ingenjör

Vad är funktionen hos en hydraulisk bypassventil?

De är viktiga mekanismer för att kontrollera flödet och trycket hos vätskor…

Av Sarah Jensen

Det sista du vill att det ska hända mitt under en bilresa över hela landet – eller en körning till den närliggande affären – är en bromsvätskeläcka. Lyckligtvis är ditt fordon utrustat med en hydraulisk bypassventil som omdirigerar bromsvätska om du tappar trycket i frambromsarna, så att du kan stanna säkert.

”Det är de främre bromsarna som står för den största delen av bromsningen, så om en läcka i bromssystemet orsakar tryckförlust kan du också förlora all bromskraft”, säger Amos Winter, forskarassistent vid Singapore University of Technology and Design-MIT International Design Center, som kommer att börja arbeta vid avdelningen för maskinteknik i sommar. ”Den hydrauliska bypassventilen i systemet som förbinder fram- och bakbromsarna leder om bromsvätskan till de bakre bromsarna om trycket försvinner, så att du fortfarande kan stanna bilen.”

Bypassventilen utlöses av en fjäderbelastad mekanism som öppnas när vätsketrycket blir för högt eller för lågt, säger Winter. Så länge trycket är detsamma på fjäderns in- och utloppssida förblir brytaren stängd. Men om trycket byggs upp för mycket på den ena sidan komprimeras fjädern, vilket gör att brytaren öppnas.

Det är samma princip som hur en regulator på en dykflaska fungerar, säger Winter. ”När du suger in för att andas sänker du trycket i munstycket”, förklarar han. ”Det påverkar ett membran som öppnar en ventil för att låta luften strömma från tanken in i lungorna. När du blåser ut stänger du ventilen och låter luften strömma ut i vattnet.”

Bypassventiler är viktiga i alla system genom vilka vatten eller olja pumpas för att upprätthålla ett jämnt tryck och hålla systemet igång. Särskilt anläggningsutrustning förlitar sig på bypassventiler för att lindra tryckuppbyggnad. ”Om du kör en skoplastare”, förklarar Winter, ”öppnar du en ventil som pumpar olja in i armen som lyfter upp en bit betong. Du stänger av ventilen när du är klar, men pumpen är fortfarande igång och försöker pumpa in vätska i en stängd ventil.” Om det inte finns någonstans att flöda kan oljan skapa för högt tryck, vilket kan leda till att motorn stannar – eller till en explosion. Men innan det händer öppnas bypassventilen för att ventilera trycket och leda tillbaka oljan till pumpens reservoar.

Ingenjörsområden som maskin- och flygplanskonstruktion och strömningsdynamik använder sig av bypassventilteknik, liksom Vinterns forskningskoncentrationer, hjälpmedel för rörlighet i tuffa miljöer och teknik för grävning under havet. ”Bypassventiler är i princip till för att släppa ut tryck”, säger han. ”Hydrauliska system arbetar med 2 000 pund per kvadrattum och man vill inte att något sådant ska explodera.”

Tack till 30-årige Matt Miller från Derby, England, för den här frågan.

Postat: 27 mars 2012