Клапан электромагнитный: уверенная работа гидравлических и пневмосистем

В любом транспортном средстве можно найти несколько электромагнитных клапанов — устройств для управления различными гидравлическими и пневматическими системами. Все об электромагнитных клапанах, их существующих типах, конструкции и работе, а также о выборе и замене клапанов — читайте в этой статье.

Функции и роль электромагнитного клапана в автомобиле

Электромагнитный клапан (э/м клапан) — устройство управления и коммутации потоков газов и жидкостей в различных системах транспортных средств; жидкостный или газовый клапан, запорный элемент которого имеет привод от встроенного или вынесенного электромагнита.

В любом транспортном средстве есть множество систем, в которых необходимо управление потоками жидкостей и газов: системы питания двигателя, стеклоомывателя, в пневматических системах, в предпусковых подогревателях и т.д. Наиболее часто в этих системах находят применение электромагнитные клапаны. Данные устройства позволяют автоматизировать системы управления узлами и агрегатами, они просты и могут работать с высокой точностью — за счет всего этого они и получили широкое распространение.

Однако выход клапана из строя может нарушить работу всего автомобиля, поэтому данная деталь нуждается в скорейшей замене. Но прежде, чем делать покупку, необходимо разобраться в существующих типах автомобильных электромагнитных клапанов, их устройстве и применяемости.

Типы и применяемость клапанов с электромагнитным приводом

Жидкостный клапан


Клапан омывателя


Клапан карбюратора

Применяемые на транспортных средствах электромагнитные клапаны подразделяются на несколько типов по рабочей среде и числу коммутируемых потоков, принципу работы, назначению, применяемости и некоторым иными особенностям.

Все электромагнитные клапаны можно разделить на три категории по рабочей среде:

• Жидкостные (гидравлические);
• Газовые (пневматические);
• Универсальные — могут работать либо с жидкими, либо с газообразными средами.

Устройства первого типа применяются в системах, в которых циркулируют жидкости, на автомобилях устанавливается большое число таких клапанов:

• Топливные клапаны основной системы питания — для подачи топлива, специальные детали дизельных двигателей, клапаны системы экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) карбюраторов бензиновых двигателей и т.д.;
• Топливные клапаны вспомогательных систем — электрофакельного устройства, предпускового подогревателя и прочих;
• Клапаны стеклоомывателя;
• Клапаны климатических систем — штатного или дополнительного отопителя, кондиционера;
• Клапаны гидравлических систем;
• Клапан гидравлического привода вентилятора охлаждения (в двигателях с приводом вентилятора от гидравлической муфты).

Устройства второго типа применяются в тех системах, где рабочей средой являются газы:

• Клапаны управления пневмосистемой транспортного средства;
• Клапаны вспомогательных пневматических систем управления различными агрегатами транспортного средства — межосевого дифференциала, делителя передач, управления самосвальной платформой и другими агрегатами;
• Клапаны управления противоугонных средств в пневматических системах;
• Топливные клапаны в автомобилях с газобаллонным оборудованием;
• Клапаны моторного тормоза;
• Клапан ЭПХХ с пневматическим управлением;
• Клапаны управления систем экологии двигателя — вентиляции картера, улавливания паров бензина, рециркуляции выхлопных газов и других.

Устройства третьего типа являются универсальными, они обычно используются во вспомогательных системах транспортных средств. Например, на грузовых автомобилях одна модель клапана находит применение в жидкостном контуре отопителя, в системе пневматического моторного тормоза и в пневматических системах управления различным оборудованием.

Двухходовый гидравлический клапан


Трехходовый пневматический клапан

Клапаны всех типов делятся на две группы по количеству коммутируемых потоков:

• Двухходовые — управляют одним потоком газа или жидкости, обеспечивая его открывание или перекрытие. В клапане присутствует два патрубка или присоединительных штуцера для установки в разрыв потока;
• Трехходовые — управляют одним потоком газа или жидкости, разделяя его на два потока и обеспечивая их открывание или перекрытие в разнообразных комбинациях. В таком устройстве присутствует три патрубка или присоединительных штуцера.

Для обоих типов клапанов предусмотрено два основных состояния:

• Нормально открытые (НО) — клапан без подачи напряжения открыт;
• Нормально закрытые (НЗ) — обесточенный клапан перекрыт.

Двухходовые агрегаты принимают только одно из этих состояний и переходят между ними при подаче напряжения и обесточивании. Трехходовые клапаны обычно выполнены таким образом, что коммутируемые ими потоки всегда находятся в противоположных состояниях, но существуют и клапаны с независимым управлением потоками — они оба одновременно могут открываться и закрываться.

Наконец, все автомобильные э/м клапаны разделяются на две категории по назначению:

• Управляющие клапаны — для штатного управления потоками рабочих сред;
• Аварийные клапаны — для автоматического открытия или закрытия потока при возникновении нештатных ситуаций.

К первой категории относятся клапаны, участвующие в нормальной работе систем — обеспечивают подачу топлива, воды, воздуха или иных сред к управляемым узлам и агрегатам. Ко второй группе относятся устройства, которые предотвращают аварию или снижают ее негативные последствия — стравливают избыточное давление, отключают неисправные контуры и оборудование, и т.д.

В отдельную категорию выделяются э/м клапаны с возможностью ручного управления — в них предусмотрен ручной привод, который позволяет переводить клапан в то или иное положение в зависимости от текущего режима работы агрегата или в случае поломок.

Конструкция и принцип действия автомобильных электромагнитных клапанов

Общая конструкция электромагнитного клапана

Прежде всего, следует отметить, что клапаны, в отличие от кранов, могут принимать только два положения — открыто или закрыто. Переход между этими положениями должен выполняться быстро, а промежуточных положений не предусмотрено — все это обуславливает те конструктивные особенности, которые имеют электромагнитные клапаны.

В любом э/м клапане можно выделить два связанных узла:

• Механический клапан с запорным элементом той или иной конструкции, подключаемый к управляемой системе:
• Управляющий клапаном электромагнит (соленоид), подключаемый к электросистеме автомобиля.

Основу устройства составляет клапан, выполненный в пластиковом или металлическом корпусе с полостями, каналами и патрубками (штуцерами). В корпусе клапана на седло опирается запорный элемент, в качестве которого может выступать:

• Диафрагма (мембрана) — плоская эластичная пластина, которая закрывает впускной и выпускной каналы;
• Золотник — стержень с проточками и каналами, который может закрывать или перераспределять несколько потоков жидкости/газа (в золотниковых клапанах седла как такового нет);
• Поршень — плоский или цилиндрический поршень, закрывающий один или сразу оба канала.

При этом в одном клапане может быть один (обычно у двухходовых), два (у трехходовых клапанов) и более управляющих элемента с единым приводом. Наиболее часто автомобильные двухходовые клапаны строятся на основе мембраны и поршня, а трехходовые — на основе золотника. На корпусе клапана могут предусматриваться винты и другие регулировочные элементы.

Над клапаном располагается электромагнит с подвижным подпружиненным якорем, который жестко соединен с запорным элементом. В некоторых устройствах клапан расположен непосредственно внутри соленоида, что помогает снизить габариты. На соленоиде или корпусе клапана располагается стандартный разъем с ножевыми или штырьковыми контактами, либо с индивидуальными разъемами на проводниках.

Работает данная деталь просто: в обесточенном состоянии клапан нормально открыт или закрыт, при подаче тока на соленоид его якорь втягивается и поднимет запорный элемент — клапан переводится в другое состояние или перераспределяет потоки рабочей среды; при снятии напряжения якорь электромагнита освобождается, и запорный элемент клапана занимает предыдущее положение. Управление клапаном может быть как ручным (с помощью соответствующих кнопок), так и автоматическим в зависимости от управляемой системы.

Вопросы подбора и замены электромагнитного клапана

Как правило, при неисправности электромагнитные клапаны не ремонтируются, а меняются в сборе. На замену следует выбирать устройства тех типов и моделей, что использовались ранее. Особое внимание следует уделять рабочему напряжению клапана (12 или 24 В), диаметру присоединительных патрубков/штуцеров и положению обесточенного клапана (НО или НЗ).

Замена клапана должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. В большинстве случаев эта работа проста: нужно демонтировать старый клапан, сняв с него все трубопроводы и отключив электрический разъем (в некоторых случаях потребуется открутить один-два винта или снять кронштейн), и на его место поставить новый. Если меняется гидравлический клапан, то может потребоваться частично или полностью слить жидкость из системы.

При верном выборе и правильной замене электромагнитный клапан сразу начинает работать, обеспечивая нормальное функционирование отдельных систем и всего транспортного средства.