Редукционный клапан — часть системы «Масляная система». Тонкая плёнка масла разделяет движущиеся поверхности. Здесь показана распространённая система с запасом масла в поддоне.
Забор
Насос забирает масло из поддона.
Подача
Масло проходит фильтр и каналы к подшипникам и другим деталям.
Возврат
После смазки масло стекает в поддон. Клапан ограничивает слишком высокое давление.
Редукционный клапан в модели «Масляная система»
Плунжер с пружиной в корпусе насоса. Начинает открываться при 5 бар, открывает сливное окно и сливает лишнее масло обратно в поддон, чтобы холодное масло не разорвало фильтр.
Признаки неисправности
Заклинил открытым — давление низкое везде. Заклинил закрытым — на холодную давление зашкаливает, выдавливает прокладку фильтра.
Неисправности, связанные с деталью
Редукционный клапан заклинило. Признаки: зимой на холодную стрелка давления упирается в максимум, через минуту после пуска появляется течь из-под прокладки фильтра или фильтр раздувает. Что происходит внутри: плунжер прихватило лаком в закрытом положении: сливное окно закрыто. Густое холодное масло не находит выхода: насос давит 10 бар и больше, нагружает привод и фильтр. Что проверить: давление манометром на холодном двигателе (норма — не выше 5–6 бар). Клапан разбирают, плунжер и отверстие очищают, пружину проверяют по длине.
Откуда в двигателе давление масла
Насос не создаёт давление сам по себе — он подаёт объём. Давление появляется, потому что масло протискивается через узкие зазоры подшипников.
Подача растёт с оборотами. Героторный насос даёт около 8 см³ за оборот: 6,5 л/мин на холостых и 24 л/мин при 3000 об/мин.
Вязкость решает. Горячее масло 5W-30 при 100 °C имеет вязкость 10 мм²/с, при 20 °C — 150 мм²/с. Густое масло хуже проходит через зазоры, и давление выше при той же подаче.
Клапан ограничивает сверху. При 5 бар открывается редукционный клапан. Он сливает лишнее в поддон, поэтому на холодную давление не растёт бесконечно.
Зазоры ограничивают снизу. Изношенные вкладыши — большие «утечки». На горячем холостом давление падает до 0,4 бар, и загорается лампа (порог около 0,5 бар).
Упрощения модели
Двигатель показан упрощённо: без ГРМ, клапанов, рубашки охлаждения и навесных агрегатов. Распредвал один, в плоскости разреза, его кулачки ни на что не давят.
Блок, постель, головка, поддон, передняя крышка с насосом, фильтр и маслоприёмник разрезаны (серая штриховка), а движущиеся детали — коленвал, шатуны, распредвал, роторы насоса — целые, как принято на разрезах. Сверления в коленвале видны «на просвет» сквозь щёки. Поршни и плунжер клапана разрезаны по оси: они ходят в плоскости разреза. Крышка насоса в разрезе снята, чтобы были видны роторы.
Крупнее, чем в жизни: зазор в коренных вкладышах и масляный слой в нём нарисованы около 0,6 мм вместо 0,04 мм, щель изношенного вкладыша — около 4 мм вместо 0,1 мм, сами вкладыши толще (4 мм вместо 1,5–2 мм); зазор между роторами насоса 0,4 мм вместо 0,05–0,15 мм; каналы в крышке насоса и в блоке Ø 6–12 мм вместо 5–9 мм.
Масло нарисовано в каналах и там, где сверления не вырезаны в отливке: в стенках блока, головки и передней крышки оно видно сквозь разрез. Магистраль вскрыта над каждым пролётом между опорами, чтобы масло в ней было видно.
Поддон глубже обычного: дно в 130 мм под осью коленвала, чтобы противовесы не касались масла даже при 4,5 л. Один литр поднимает уровень на 13 мм.
Лак на плунжере редукционного клапана нарисован целой коричневой гильзой поверх разрезанного плунжера, шлам на сетке — толще, чем бывает, иначе его не разглядеть. Корка на бумаге фильтра заполняет впадины складок и лежит на их вершинах слоем около 1 мм.
При слишком жидком масле из торцов коренных вкладышей тянутся жёлтые нити (Ø около 1 мм) — это знак быстрой утечки масла из зазоров, а не настоящая форма струй.
Давление посчитано по простой гидравлической модели: подача насоса против проводимости зазоров, вязкость по формуле Вальтера для 5W-30.
Привод насоса показан на носке коленвала. На многих двигателях насос стоит в поддоне и приводится цепью — принцип тот же.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.