Почему осушитель воздуха в масле

Обновлено: 13.05.2024

На каждый грузовой автомобиль, выпущенный с Камского автомобильного завода, устанавливают компрессор или влагоотделитель. КАМАЗ 5320 исключением не стал. Влагоотделитель представляет собой специальное устройство, обеспечивающее защиту системы транспортного средства от влаги и масляной жидкости, способной привести к образованию коррозии.

Стоит подробнее рассмотреть принцип работы устройства, а также виды.

Как он устроен?

Конструкция влагоотделителя включает несколько ключевых элементов, к которым относят:

Компрессор. Механизм, предназначенный для повышения показателя давления и сжатия поступающего воздуха. Изготавливают преимущественно из алюминия, обеспечивая высокую прочность.
Радиатор. В него попадает сжатый компрессором воздух. Представляет собой механизм, обеспечивающий рассеивание тепла. Примечательно, что для предотвращения перегрева в радиаторе предусмотрена система охлаждения.
Корпус, изготавливаемый из прочных материалов.
Стакан, вместе с корпусом представляющий собой внутреннюю полость конструкции.
Дефлектор. Особый механизм, используемый для увеличения показателя тяги момента в процессе эксплуатации транспорта.
Фильтры. Способствуют очистке воздуха от пыли и мелких частиц. Конструкция фильтров состоит из уплотнительных колец, на которых происходит скапливание грязи.
Клапан и пробка. Главная задача элементов – устранение скопившейся на внутренней части конструкции фильтра пыли.

Также конструкторы выделяют крыльчатку. Это вращающийся элемент с лопастями. Она обеспечивает закручивание воздушного потока.

Принцип работы

В основу работы влагоотделителя лег физический процесс конденсации. Образующаяся в воздухе лишняя жидкость постепенно оседает на холодной поверхности корпуса и стакана агрегата, температура которой не превышает точку росы.

Включающийся в работу вентилятор обеспечивает движение воздушного потока, пропуская его через 2 теплообменных механизма. Они расположены на одной линии и соединены между собой последовательно. Внутри механизмов находится фреон, однако при необходимости можно заполнить их другим хладагентом.

Фреон поступает в длинную трубку небольшой толщины, где под давлением начинает охлаждаться. Впоследствии он попадает в теплообменное устройство, способствуя последующему охлаждению механизма.

Воздух в это время попадает в первый теплообменник, где отдает часть влаги, которая образует конденсат. Полученная в результате физической реакции жидкость стекает в стакан осушителя. Пока она испаряется хладагент попадает на регулятор давления, заставляя мембрану переместиться в верхнюю часть конструкции.

Слаженная работа системы приводит к открытию клапана, который отвечает за слив конденсата. В итоге накопившаяся смесь, включающая в составе воду и масла, выбрасывается в атмосферу через устройство вывода.

Сегодня производитель выпускает два вида влагоотделителей:

С РДВ. Представляет собой встроенный регулятор, отслеживающий показатели давления воздуха и регулирующий ситуацию для предотвращения преждевременного износа элементов или поломки устройства.
Без РДВ. Отличается менее надежной работой пневмосистемы.

Вне зависимости от вида устройств, в их конструкции может быть предусмотрен радиатор. Подобный элемент обеспечивает комбинированную фильтрацию воздуха посредством температуры и очищающих фильтров.

Принцип действия влагоотделителя без РДВ

Для начала стоит отметить, что из компрессора в систему поступает очень горячий воздух. Чтобы добиться образования конденсата, необходимо эту температуру понизить.

Для понижения температуры в системе предусмотрен радиатор. Внутри этого устройства воздух постепенно охлаждается, за счет чего образуется влага. Принцип работы подразумевает задействование термодинамических процессов физики.

После охлаждения воздух попадает во влагоотделитель, где его встречают диски направляющего аппарата. В результате ударения воздуха о диски выделяется влага и масло, которые постепенно стекают вниз. Воздух, очищенный от лишних примесей, идет дальше, достигая пневматической системы.

В процессе движения транспортного средства и работы радиатора на дне корпуса устройства скапливается смесь из масла и воды, которую требуется удалить. Осуществляется процесс посредством открытия специального клапана сброса.

Примечательно, что устройства с радиатором дополнительно оборудую предохранительным клапаном. Он обеспечивает работу агрегата даже в том случае, если конденсат в радиаторе начнет застывать. Открытый предохранительный клапан приведет к его размораживанию и выводу из системы.

Принцип действия влагоотделителя с РДВ

Принцип работы устройства данного типа практически такой же, как и того, что описан выше. Горячий воздух проникает внутрь радиатора. В нем происходит его охлаждение и осушение. Следующий этап на пути воздушного потока – это спиральный канал, образуемый между корпусом отделителя и РДВ.

Внутри спирального канала происходит очистка воздуха от примесей масла и лишней жидкости. По окончании процедуры воздушный поток отправляется в пневмосистему. В это время конденсат с маслом скапливаются на дне корпуса, клапан открывается, и происходит выброс смеси.

У влагоотделителя с РДВ есть достоинство, заметно отличающее его от классического устройства. Главным отличием является улучшенный процесс удаления конденсата. В стандартном агрегате конденсат удаляется не до конца. Зимой остатки конденсата внутри системы способны привести к быстрому износу и поломке конструкции.

Во влагоотделителе с РДВ во время удаления конденсата проводится продувка, за счет чего удается полностью устранить всю скопившуюся жидкость. Именно поэтому подобные агрегаты считаются наиболее востребованными на рынке.

Подогрев

Еще одна классификация влагоотделителей – это способ подогрева. Выделяют следующие виды устройств:

Электрические. В этом случае в конструкции предусмотрен нагревательный элемент, способствующий движению клапанов в процессе эксплуатации автомобиля в зимнее время.
Механические. Подогрев осуществляется за счет энергии горячего воздуха. Дополнительно конструкторами предусмотрены незамерзающие клапаны, обеспечивающие работу устройства даже при самых низких температурах.

Оба вида способствуют слаженной работе системы, обеспечивают комфортную эксплуатацию автомобиля. Подогрев способствует продлению срока службы системы в зимний период, а также позволяет обеспечить регулярный вывод конденсата, предотвращая его застывание.

Правила эксплуатации

В процессе использования элемент практически не требует обслуживания. Однако несколько правил помогут продлить срок службы системы и отдельных элементов ее конструкции. Специалисты и владельцы автомобилей КамАЗ рекомендуют принимать во внимание следующие моменты:

Необходимо правильно устанавливать устройство. Важно, чтобы сливной шланг был направлен вниз. Это поможет быстрому и беспрепятственному удалению конденсата из системы. Если не предусмотреть этого, довольно быстро корпус конструкции начнет покрываться ржавчиной.
Следует позаботиться о герметичности системы. Особенно в том случае, если был установлен бывший в употреблении отделитель. Чтобы обеспечить высокую и надежную герметичность, рекомендуется обновить уплотнительные элементы. Это поможет защитить резиновые диафрагмы тормозных камер от пагубного влияния жидкости или масла.

Дополнительно советуют регулярно проводить осмотр и техническое обслуживание устройства. Главная причина, из-за которой влагоотделитель может выйти из строя, - это разгерметизация.

Возможные неисправности и их починка

В процессе эксплуатации транспортного средства нередко возникают различные неисправности в системах и конструкции в целом. Что касается влагоотделителя, то среди наиболее распространенных поломок или проблем выделяют:

Любая из неисправностей требует незамедлительного ремонта. Если проигнорировать проблему, безопасность эксплуатации автомобиля может быть нарушена. Зачастую за ремонтом обращаются в специализированные сервисы, однако при желании починку можно выполнить своими руками.

Проведение ремонтных работ

В случае обнаружения поломки влагоотделителя или ухудшения его работы следует незамедлительно приступить к ремонту. Для этого владельцу авто потребуется:

Снять заднюю и переднюю панель механизма, открутив крепежные болты и другие элементы.
Демонтировать крышку, которая находится в верхней части конструкции.
Разобрать заднюю панель на отдельные элементы, чтобы открыть доступ к устройству.
Открутить болты фиксации, освободив раму.
Провести визуальный осмотр влагоотделителя, определяя наличие и степень повреждений. Отдельное внимание следует уделить компрессору и блоку управления.
Выполнить замену вышедших из строя деталей и элементов конструкции.
Обновить лопасти фильтра или полностью заменить фильтрующие элементы.
Проверить состояние датчиков и обновить их, если это требуется.

После этого можно приступить к установке влагоотделителя на место.

Установка

Если влагоотделитель полностью вышел из строя, необходимо обеспечить его замену новым устройством. При желании процедуру монтажа свежего агрегата можно выполнить своими руками.

Чтобы установка устройства была качественной, потребуется предварительно подготовить следующие инструменты и материалы:

средства индивидуальной защиты: маска и очки;
гаечный ключ;
отвертку;
сварочный аппарат для подгона размера труб;
молоток.

Для проведения процедуры владельцу авто следует:

Поставить автомобиль на ровную поверхность, предварительно зафиксировав его положение.
Снять кронштейн транспортного средства, используя соответствующий инструмент.
Открутить болты фиксации, удерживающие корпус радиатора.
Снять уплотнительные кольца и прокладку, проведя самостоятельную разгерметизацию системы.
Прикрутить устройство к раме посредством использования крепежных болтов.
Подсоединить трубу от компрессора к влагоотделителю.
Проверить плотность прилегания мембраны.
Осмотреть состояние клапанов и заменить их при необходимости.
Проверить показатель уровня давления и степень сжатия поступающего в систему воздушного потока.
Выполнить монтаж уплотнительных колец и фильтрующего элемента.
Вернуть верхнюю крышку на место и зафиксировать ее болтами.

Последний шаг заключается в обратной сборке механизма. Установку оборудования можно проводить только в вертикальном положении, а также следует позаботиться о том, чтобы положение всех элементов было надежно зафиксировано и закреплено.

Проверить работоспособность механизма можно посредством включения двигателя. Если мотор работает исправно, и в процессе работы не возникают неприятные звуки, значит, ремонт был выполнен правильно. Если были обнаружены проблемы в работе устройства, рекомендуется обратиться за помощью к специалистам сервисного центра.

Влагоотделитель – специальное устройство, способствующее безопасной и комфортной эксплуатации грузового автомобиля.

Вопрос-ответ

Большинство силовых трансформаторов функционируют на наружных площадках, где колебания относительной влажности воздуха бывают значительными. В таких условиях всегда вероятен пробой воздушного промежутка, с незамедлительным срабатыванием защитных реле. Чтобы этого не случилось, необходим воздухоосушитель трансформатора.

Принцип работы

Основная задача узла – поддерживать низкий уровень влажности, прежде всего в нижней части корпуса, поскольку в противном случае ухудшаются изоляционные свойства не только воздуха, но и поверхностных диэлектрических покрытий. Поэтому последовательность процедур, проводимых данным узлом, такова:

Сравнить фактические показатели относительной влажности с рекомендуемыми значениями;
Оценить возможные изменения объёма охлаждающего масла, содержащегося в расширительном бачке;
При необходимости подать в небезопасную зону эффективный осушитель.

В качестве осушительного реагента для маслонаполненных трансформаторов часто принимают силикагель марки КСМ по ГОСТ 3956-84. Это вещество наиболее эффективно осушает воздух, необходимый трансформатору при его работе.

Принцип действия воздухоосушителя трансформатора заключается в следующем. Когда нагрузка на трансформатор возрастает, или когда трансформатор действует в предельно возможном режиме (притом длительное время), трансформаторное масло нагревается, расширяется и вытесняется в резервуар-накопитель, расположенный в верхней части агрегата.

Далее происходит выталкивание сухого воздуха из резервуара-охладителя через промежуточную среду, состоящую из силикагеля. Когда масло остывает, воздух из атмосферы вновь втягивается в трансформатор. Специалисты называют такой процесс дыханием трансформатора.

Проблема заключается в том, что входящий воздух может включать в себя мельчайшие взвеси и пыль. Их необходимо удалять, поскольку в мощных электромагнитных полях все подобные частицы обладают способностью электростатически притягиваться к токоведущим частям.

Из-за этого возможна авария трансформатора. Поэтому входящий воздух вначале проходит через силикагель, который поглощает влагу и гарантирует, что к агрегату попадет только сухой воздух.

Устройство

Узел трансформаторного воздухоосушителя включает в себя:

Герметичный корпус с силикагелем.
Набор фильтров различного конструктивного исполнения и с разными наполнителями.
Камеру с воздуходувкой.
Сушильно-охлаждающее устройство – абсорбер.
Автоматический стравливающий клапан (сапун).
Игольчатый клапан.

Взаимодействие отдельных элементов воздухоосушителя таково. Перед прохождением через угольный фильтр поступающий воздух тщательно просушивается, проходит через узел поршневого клапана и направляется в камеру абсорбера. Во время абсорбции происходит сушка сжатым воздухом. Далее из камеры абсорбера сухой сжатый воздух проходит через блок сапуна.

При сушке сжатого воздуха в камере осушитель, который находится в корпусе, регенерируется. Остатки влаги сбрасываются в атмосферу через сапун вниз, проходя сквозь слой осушителя, в процессе чего десорбированная влага удаляется наружу.

Часть сухого сжатого воздуха проходит через игольчатый клапан или диафрагму. При завершении процесса регенерации продувочный клапан закрывается, а корпус медленно разгерметизируется до нормального атмосферного давления.

Эффективная точка росы при нормальных условиях работы устройства должна находиться в пределах 15…18°C или несколько выше. Управление этим параметром осуществляется абсорбером, в который входят сушилка-охладитель и тепловая сушилка.

В процессе работы силикагель требуется восстанавливать. Для контроля пригодности используют изменение цвета вещества. Исходный силиконовый гель, который в необходимом количестве помещают в сапун, должен иметь синий цвет.

После поглощения влаги цвет меняется на розовый; это является основанием замены кристаллов. Для более быстрого осаждения частиц пыли все компоненты воздухоосушителя располагают в масляной ванне.

Варианты технологического исполнения

Эффективность действия воздухоосушителей трансформаторов оценивается по таким показателям, как разница относительных влажностей входящего и выходящего воздуха, температурные градиенты, степень очистки воздуха от механических примесей. Современные конструкции обеспечивают эффективную работу узла при средних рабочих температурах 22…30 0 С, и при относительной влажности сухого воздуха не выше 75 %.

Однако неприятности может доставить и чересчур сухой воздух: в этом случае он негативно воздействует на смазку частей трансформатора, пересушивая ее. Поддержание заданных условий работы рассматриваемой системы обеспечивается контрольно-исполнительными реле.

В некоторых случаях вместо силикагеля используют гексафторид серы (или элегаз) – тяжелое газообразное вещество, плотность которого при нормальных условиях составляет 6,16 г/л.

При наполнении герметичного корпуса элегазом, электропроводность среды уменьшается в несколько раз, соответственно увеличивается и напряжение пробоя. Воздухоосушитель, работающий в такой среде, может быть использован для поддержания режима нормальной эксплуатации особо мощных трансформаторов.

Эксплуатационным недостатком гексафторида серы считается невозможность его применения при низких температурах: хотя превращение элегаза в жидкость происходит при -59 0 С (что практически достижимо разве что в условиях Якутии), плотность его на морозе резко увеличивается. Как следствие, начинают нестабильно работать фильтры, которые приходится чаще заменять.

При высоких температурах элегаз теряет свою химическую стабильность, и разлагается. Продукты распада – фторид водорода, диоксид серы, фторид серы и тионилфторид.

При реакции может образовываться фтористоводородная кислота, которая является коррозионно-активным веществом и будет активно взаимодействовать с компонентами электрического оборудования. Для поддержания этих низких уровней влажности в корпусе воздухоочистителя должен находиться пассивный раствор влагопоглотителя.

Потери элегаза на 1 кДж трансформируемой энергии составляют до 7 % от первичного объема. Поэтому запасы гексафторида серы периодически необходимо пополнять.

Эксплуатация

Стабильная работа воздухоосушителей достигается не только применением эффективных влагопоглощающих веществ, но и разумным использованием имеющихся внутри трансформатора высоких электростатические полей.

Работа электростатических сил, обеспечивающих удаление частиц из воздуха происходит из-за облака свободных электронов, через которые частицы пыли вынуждены проходить. При этом частицы приобретают заряд, что облегчает их сбор. Электростатические осадители, которые используются в качестве фильтров, могут собирать частицы диаметром до 0,01 мкм – значений, недоступных для фильтров других типов.

Однако электростатические фильтры не могут удалять летучие органические соединения из воздуха, поэтому беспомощны при потребности убрать неприятные запахи. По этой причине большинство современных осушителей воздуха, применяемых в трансформаторах, оснащены фильтрами предварительного и окончательного осушения. В начале технологической цепочки помещают группу из электростатических фильтров, а затем – фильтры с силикагелем или гексафторидом серы.

Технологические параметры рассматриваемых узлов регламентируются требованиями ГОСТ 27050-86. Оговаривается:

Обязательное наличие системы автоматического дренажа влаги;
Работоспособность при диапазоне относительной влажности 60…95 %;
Производительность, л/мин;
Температурный диапазон функционирования узла.
Емкость резервуара с силикагелем: от 0,5 кг – для трансформаторов малой мощности, до 5 кг – для трансформаторов с объемом масляного бака до 20000 кг.

Регламентное обслуживание воздухоосушителей заключается в подготовке силикагеля к применению (пропитка и сушка), контроле за работой запорно-регулирующей арматуры, очистке фильтров, а также в периодическом восстановлении работоспособности осушительных реагентов.

Читайте также: