Осушитель воздуха

9.1. Осушитель воздуха.

Назначение.

Воздухоосушитель, показанный на рисунках 211 и 212, устанавливается в пневматических тормозных системах для осушения и очищения воздуха, поступающего от воздушного компрессора, а также для регулирования рабочего давления в тормозной системе.

Использование воздухоосушителя устраняет необходимость применения влагоудаляющего оборудования на основе дополнительного охлаждения и автоматических кранов слива конденсата, а также дополнительного оборудования впрыска антифриза (спирта).

Преимущества воздухоосушителя по сравнению с традиционным кондиционированием воздуха заключается в следующем.

-Отсутствует коррозия элементов тормозной системы, вызываемая конденсатом.

-Уменьшается количество отказов в работе узлов и агрегатов тормозной системы вследствие отсутствия конденсата и масляной пленки.

-Небольшие затраты на обслуживание.

-Регулировка давления происходит в зоне очищенного воздуха, вследствие чего уменьшается вероятность сбоев в работе регулятора давления.

Осушение воздуха происходит за счет адсорбирования влаги на молекулярном уровне осушающим веществом (13). Сжатый воздух пропускают через гранулообразный, высокопористый порошок. В процессе этого любой водяной пар, содержащийся в воздухе, оседает на гранулах. Для регенерации порошка часть осушенного воздуха разряжается в атмосферу, проходя через порошок в обратном направлении. В результате снижения давления, снижается и парциальное давление водяного пара в регенерирующем воздухе (т.е. максимально сухом воздухе), что дает возможность этому воздуху поглотить влагу, осевшую на гранулах.

Рисунок 212. Строение осушителя

Осушение воздуха в фазе нагнетания.

Подаваемый воздушным компрессором воздух проходит через питающий подвод 1(пневмосхема показана на рисунке 214) сначала через кольцевой фильтр (12), где происходит его предварительная очистка от загрязнения типа нагара и масла. Кроме того, в кольцевом фильтре (12) воздух охлаждается и часть влаги, содержащейся в нем, собирается в камере влагоотделения (9). Затем воздух проходит через гранулообразный порошок (13) - где происходит осушение - к обратному клапану (10); открывает его и проходит через отвод 21 к воздушным ресиверам тормозной системы. Одновременно через жиклер (11) и отвод 22 наполняется воздушный ресивер (14) небольшого размера для регенерации. Очистка воздуха и предварительное удаление влаги в кольцевом фильтре (12) оказывает положительный результат на срок службы и эффективность порошка (13).

Регенерация воздуха в фазе очистки.

При возрастании давления в тормозной системе до соответствующего уровня, так называемого давления отключения, интегрированный регулятор давления открывает клапан сброса (8). Нагнетаемый воздушным компрессором воздух и сжатый воздух из воздухоосушителя выбрасывается в атмосферу через выпуск (7) и атмосферный вывод 3, захватывая при этом накопившуюся влагу, масло и большую часть осевших в фильтре частиц грязи.

Сухой воздух воздушного ресивера регенерации (14) проходит через отвод 22 и жиклер (11) и заполняет все свободное пространство. Проникая через влажные гранулы порошка (13) воздух поглощает влагу осевшую на поверхности гранул прежде, чем через кольцевой фильтр (12) и клапан сброса (8) выйдет в атмосферу.

Обратный запорный клапан (10) препятствует обратному потоку сжатого воздуха из воздушных ресиверов.

Снижение шума.

Благодаря интегрированному глушителю (6), шум, возникающий при открытии клапана сброса (8), значительно снижается. В данном случае применяется многоступенчатый, дроссельный глушитель, конструкция которого предохраняет от скоростного напорного давления, которое может вызвать загрязнение и тем самым ослабить эффективность работы воздухоосушителя.

Работа интегрированного регулятора давления.

За счет давления в ресивере управляющий поршень (2) смещается и воздух проходит через канал (4). Как только давление достигнет значения давления отключения, управляющий поршень (2) смещается вправо и открывает выпуск (3). При этом управляющий поршень (2) закрывает впуск (1) ведущий к вентиляционному отверстию, утечки не происходит. В результате сжатый воздух подается через канал (5) к клапану сброса (8), открывая его. Как только давление ресивера понизится до уровня давления включения, пружина управляющего поршня (2) заставляет его переместиться налево, при этом открывается выпуск (1) и закрывается выпуск (3). Воздух, находящийся над клапаном выхлопа (8), выходит через канал (5), впуск (1) и вентиляционное отверстие (15); клапан очистки закрывается.

Давление отключения и избыточное давление регулятора определяется нагрузкой пружины и перемещением управляющего поршня. Оба значения обеспечивается - в значительной степени независимо друг от друга - посредством регулировочного винта 15.

Предохранительный клапан.

В случае неисправности регулятор давления, предохранительный клапан - состоящий из клапана сброса (8) и пружины сжатия (7) клапана - обеспечивает ограничение давления в ресивере, выпуская поступивший воздух в атмосферу, как только давление достигнет значения давления открытия (аварийного давления).

Работа нагревателя.

Для предотвращения замерзания клапана сброса (8) при неблагоприятных погодных условиях используют электрический нагреватель, устанавливаемый в корпус воздухоосушителя в месте расположения клапана сброса (8) (на рисунках не показан). Нагреватель включается от замка зажигания, температура управляется автоматическим встроенным термостатом. Возможны различные модификации нагревателя. Нагреватель показан на рисунке 213.

Рисунок 213. Внешний вид и внутреннее строение нагревательного элемента

При включенном замке зажигания, подогрев управляется тепловым реле обратного тока. Чтобы при стоянке транспортного средства аккумулятор не разряжался, ток подогрева должен отключаться при отключении замка зажигания. Нагреватель можно встроить дополнительно.

Монтаж.

Общие указания.

Установка воздухоосушителя увеличивает объем тормозной системы (объем воздухоосушителя плюс воздушный ресивер регенерации). Это увеличивает время заполнения тормозной системы примерно от 3% до 7%. Поэтому необходимо проверить выдерживается ли допустимое время заполнения тормозной системы.

Кроме того, средний рабочий цикл регулятора давления при установке воздухоосушителя не должен превышать 50%, поскольку при увеличении времени нагнетания может не хватить времени для регенерации. При рабочем цикле от 50% до 60% установка воздухоосушителя невозможна.

Место монтажа осушителя в тормозной системе транспортного средства представлено на рисунке 214.

Параметры воздушного ресивера регенерации.

При установке воздушного ресивера регенерации необходимо принять во внимание следующее:

- объем воздушных ресиверов тормозной системы;

- избыточное давление регулятора давления;

- давление отключения регулятора давления;

- средний рабочий цикл воздушного компрессора до установки воздухоосушителя.

Диаграмма может использоваться для определения параметров воздушного ресивера регенерации при общих значениях давления отключения и полного объема системы (показано на рисунке 215). Рекомендуемый регенерационный ресивер для среднего рабочего цикла 40% и избыточного давления = 1 бар.

Соединительный трубопровод.

Для соединения воздушного компрессора с воздухоосушителем, и воздухоосушителя с четырехконтурным защитным клапаном, рекомендуется трубопровод 18х1,5мм. Длина трубопровода воздушного компрессора зависит от допустимой температуры воздуха входного отверстия в подводе 1. Обычно используют трубопровод длиной от 4 до 6 метров. Во избежание скопления воды данный трубопровод необходимо располагать с постоянным наклоном к воздухоосушителю. Чтобы предохранить воздухоосушитель от вибрации воздушного компрессора, нагнетательный трубопровод выполняется гибким, при этом он должен обладать стойкостью к большим давлениям.

В нескольких вариантах воздухоосушителей предусмотрены отводные трубки на атмосферном выводе 3 для слива накопившегося конденсата. Однако при этом необходимо учитывать более высокий уровень звука при отключениях. Уменьшение звука достигается путем использования более длинного шланга или отдельного глушителя на шланге.

При всех мероприятиях по уменьшению шума необходимо обеспечить динамический напор на подводе 1, который не превышал бы 0,25 бар, в течение фазы сброса давления (фаза регенерации). Поэтому место для монтажа воздухоосушителя должно выбираться так, чтобы можно было установить устройство с интегрированным глушителем, без отводной трубки на атмосферном выводе 3.

Рисунок 214. Расположение осушителя на пневмосхеме транспортного средства

Дополнительные указания по монтажу.

Перед установкой воздухоосушителя необходимо выполнить следующие условия:

-Воздухоосушитель должен иметь давление отключения и избыточное давление такое же, как и ранее используемый регулятор давления (или согласно расчёту).

- Необходимо удалить ранее используемый регулятор давления;

-Удалить или отключить автоматические краны слива конденсата и устройства антифриза.

-Воздухоосушитель устанавливается между воздушным компрессором и многоконтурным защитным клапаном. Допустимый наклон в любую сторону от 0° до 90°, атмосферный вывод 3 может указывать вниз или в сторону.

-Воздухоосушитель должен устанавливаться на достаточном расстоянии от теплоизлучающих частей двигателя, системы выхлопа или привода.

-Необходимо предусмотреть достаточно свободное пространство для замены патрона с осушающим веществом.

-Для закрепления корпуса воздухоосушителя предусмотрены три резьбовых отверстия М12х1.5 глубиной 20.

В редких случаях по причине воздушной вибрации в течение фазы нагнетания, возникают хлопки, которые можно устранить следующими мероприятиями.

-Изменить длину трубопровода между воздушным компрессором и воздухоосушителем, учитывая допустимую температуру сжатого воздуха на входе воздухоосушителя.

-Демпфирующий ресивер (от 1 до 1,5 литров) установить за воздушным компрессором и перед осушителем.

Рисунок 215. Диаграмма параметров осушителя. Обозначения: 1 - Давление отключения регулятора давления (бар); 2 - Общий объем тормозной системы (литр); 3 - Регенерационный ресивер 4 литра; 4 - Регенерационный ресивер 5 литров; 5 - Регенерационный ресивер 7 литров; 6 - Регенерационный ресивер 9 литров

Использование крана слива конденсата.

Для регулярной проверки эффективности осушения необходимо установить, по крайней мере, один кран слива конденсата в воздушном ресивере за воздухоосушителем. В тормозных системах с различными уровнями давления кран слива конденсата устанавливается в ресивере с максимальным давлением.

Обслуживание.

При утечке сжатого воздуха увеличивается продолжительность фазы наполнения, что оказывает неблагоприятное воздействие на процесс осушения воздуха. Поэтому при обнаружении утечки воздуха необходимо немедленно приступить к ремонту.

В случае, если воздухоосушитель был включен в тормозную схему подержанного транспортного средства, то результаты модернизации можно будет ощутить только после трех недель эксплуатации, поскольку любая влага, находящаяся в тормозной системе перемешана с маслом и поэтому удаляется медленно.

Срок службы сменного осушительного патрона зависит исключительно от степени загрязнения поступающего воздуха. В большинстве случаев, в зависимости от количества масла в подаваемом воздухе, замену сменного патрона достаточно делать через 1-2 года, для Российских условий рекомендация по замене 2 раза в год (циклы лето-зима и зима-лето).

Замена патрона осушителя осуществляется по следующей схеме.

-Очистить поверхность воздухоосушителя от грязи.

-Воздухоосушитель не должен находиться под давлением. Это можно достичь, если заправить систему сжатым воздухом до отключения регулятора давления или ослабить резьбовое соединение на подводе 1.

-Отвинтить осушительный патрон, поворачивая его против часовой стрелки (можно использовать специальный ключ).

-Очистить тряпкой поверхность корпуса, при этом грязь ни в коем случае не должна попадать в полость очищенного воздуха (обратный клапан 10).

-При замене использовать только новый патрон.

-Уплотнения слегка смазать.

-Новый осушительный патрон закручивать рукой (крутящий момент затяжки приблизительно 15 Нм).

-Снятые (использованные) осушительные патроны необходимо утилизировать отдельно, т. к. внутри патрона содержится осевшее масло.

Проверка предохранительного клапана.

Для проверки предохранительного клапана (показан на рисунке 216) регулятор давления отключается затяжкой полого винта 2 до упора. При давлении "А" на манометре 1 выпускной клапан осушителя должен открыться. В интервале переключения выпускной клапан должен быть герметичным (схема проверки показана на рисунке 217).

Рисунок 216. Предохранительный клапан

Проверка обратного клапана.

При снижении давления до 0 бар на манометре 1, давление на манометре 2 должно остаться прежним.

Настройка регулятора давления.

Установочные винты 1 и 2 установить на размеры 43 и 57 мм. соответственно.

Наполнить ресивер до предусмотренного давления отключения "В" по манометру II (регулировки смотри таблицы в паспорте осушителя). Винт 2 затянуть до упора, а затем отвернуть на 1.25 оборота. При дальнейшей регулировке не разрешается заворачивать этот винт на данную величину. Винт 1 выворачивать до тех пор, пока не откроется выпускной клапан и зафиксировать в этом положении.

Рисунок 217. Схема проверки осушителя

Путём снижения давления в ресивере (манометр II) можно определить интервал переключения "С". Если интервал переключения велик, то необходимо вывернуть винт 2 (влево). При малом интервале переключения винт 2 следует завернуть (вправо). После затяжки контргаек необходимо вновь проверить настройку регулятора и, при необходимости, вновь подрегулировать.

Проверка процесса регенерации.

Наполнить регенерационный баллон (4л) до давления отключения "В" по манометру III. При открытии выпускного клапана осушителя воздуха отключить подачу сжатого воздуха. Давление в регенерационном ресивере должно снизиться до 1 бара в течение "D" сек.

Проверка герметичности.

При подаче воздуха на вывод 1 с давлением "В" допускается максимальная утечка 10 см/мин.