Осушитель воздуха: надежная защита пневмосистемы от конденсата

Вместе с воздухом в пневматическую систему автомобиля поступает и влага, которая конденсируется и может стать причиной различных поломок. Решается данная проблема осушителем воздуха — все об этом устройстве, его существующих типах и конструкции, а также о его верном выборе и замене читайте в статье.

Что такое осушитель воздуха?

Осушитель воздуха (влагоотделитель) — агрегат пневматической системы транспортных средств; устройство для удаления влаги из воздуха, поступающего в пневмосистему от компрессора.

Компрессором пневмосистемы осуществляется забор атмосферного воздуха, который не бывает абсолютно сухим: даже в морозный зимний день в одном кубометре воздуха содержится около грамма воды, а в знойный и дождливый летний день — до 30 и более граммов. Легко посчитать, что за день в пневмосистему автомобиля или автобуса попадает до 6-10 и более литров воды. Вся эта влага выпадает в виде конденсата в ресиверах и трубопроводах, приводит к коррозии деталей, а в зимнее время становится причиной их обмерзания. Для решения этой проблемы в систему вводится специальный узел — осушитель воздуха.

Осушитель воздуха имеет следующие функции:

• Удаление содержащейся в воздухе влаги (понижение абсолютной влажности воздуха до безопасных для функционирования пневмосистемы значений);
• Сброс собранного конденсата в атмосферу;
• В некоторых типах устройств — удаление из воздуха масла.

Осушитель играет важную роль в нормальной работе пневмосистемы, неисправный или выработавший свой ресурс агрегат должен сразу меняться на новый. Но прежде, чем идти в магазин за исправным осушителем, следует разобраться в их существующих типах, конструкции и особенностях.

Классификация осушителей воздуха

На транспортных средствах с пневматической системой используется два типа устройств для удаления влаги из воздуха:

• Механические (трубчатые) влагомаслоотделители;
• Адсорбционные осушители;
• Комбинированные устройства.

Все агрегаты имеют свои конструктивные особенности и принцип действия.

Устройство и принцип работы механического влагомаслоотделителя

Данное устройство состоит из двух основных узлов:

• Маслоотделитель;
• Радиатор-влагоотделитель.

Маслоотделитель может иметь различную конструкцию — либо в виде цилиндрического корпуса с расположенным внутри направляющим аппаратом из расположенных в ряд дисков (крыльчатки), либо в виде спирального канала из трубки малого диаметра. Влагоотделитель тоже изготавливается из стальной трубки, свернутой в 4-7 витков в овал (радиатор). Влагомаслоотделитель может объединяться с регулятором давления воздуха, также в нем предусмотрен пружинный или мембранный клапан сброса конденсата и вспомогательные клапаны (обратный и предохранительный). Наконец, в корпусе маслоотделителя может располагаться нагревательный элемент, который предотвращает замерзание конденсата при низких температурах окружающей среды.

Влагомаслоотделитель механического типа

В основе работы агрегата лежат два эффекта — динамический и термодинамический. В маслоотделителе применяется динамический эффект: воздух поступает в корпус или спиральный канал, где закручивается и ускоряется — вследствие ускоренного движения частицы масла и воды ударяются о стенки корпуса и диски направляющего аппарата, оседают на них, затем стекают в днище корпуса, откуда через клапан сброса конденсата удаляются в атмосферу.

В радиаторе-влагоотделителе используется термодинамический эффект: воздух, нагретый в компрессоре (в результате сжатия объем воздуха уменьшается, что в соответствии с законом Шарля приводит к повышению его температуры), поступает в радиатор, где резко расширяется и охлаждается. В результате охлаждения воздуха содержащийся в нем водяной пар конденсируется и в виде капель осаждается на стенках радиатора. Конденсат стекается в нижнюю часть радиатора, поступает в маслоотделитель и вместе с маслом сбрасывается в атмосферу.

Конструкция и принцип работы адсорбционного осушителя воздуха

Конструкция адсорбционного осушителя воздуха

Агрегат данного типа состоит из двух деталей:

• Корпус;
• Сменный патрон осушителя воздуха (один или два).

Корпус осушителя выполняет функции несущего элемента, также в нем и на нем расположены различные детали — регулятор давления воздуха, обратный и предохранительный клапаны, клапан сброса конденсата, нагревательный элемент на 24 вольта и электрический разъем для его подключения, глушитель и несколько патрубков.

Основу устройства составляет сменный фильтр-патрон. Эта деталь представляет собой герметичный цилиндрический корпус, внутри которого расположена емкость с гранулированным адсорбером. В дне корпуса выполнены периферийные впускные и одно центральное выпускное отверстия. Между дном и стаканом с адсорбером располагаются воздушные фильтры и аварийный клапан. Здесь же может находиться коалесцентный фильтр для отделения масла — несколько вставленных друг в друга перфорированных металлических сеток. Корпус стакана с адсорбентом также является фильтром для дополнительной очистки.

В качестве адсорбента используются синтетические материалы, сформированные в гранулы. Такие материалы имеют волокнистую или пористую структуру, за счет чего каждая гранула обладает большой площадью (в тысячи раз больше, чем площадь сферы такого же размера) — это обеспечивает оседание на них микроскопических капелек воды из воздуха.

Осушитель воздуха адсорбционного типа

Фильтр-патрон устанавливается на верхнюю часть корпуса осушителя, монтаж осуществляется с помощью резьбы на центральном отверстии, обычно используются резьбы М39,5 и М41 с шагом 1,5 мм. Для герметизации используется одна или две кольцевые прокладки.

Принцип работы рассматриваемых осушителей прост. Воздух, забранный компрессором из атмосферы, подается сразу в фильтр-патрон, где сначала проходит очистку от механических примесей (в волоконных фильтрах) и от масла (в коалесцентных фильтрах), а затем осушение в адсорбере. Потеряв основную часть влаги и загрязнений, воздух поступает на регулятор давления, а затем распределяется по системе. Со временем адсорбер насыщается и его способность впитывать воду падает, для решения этой проблемы производится регенерация — продувка воздуха через адсорбер в обратном направлении. Это осуществляется воздухом из специального регенерационного ресивера: воздух из него поступает в осушитель через большое отверстие, проходит через адсорбер и с большой скоростью выходит в атмосферу через клапан сброса конденсата — этот воздух увлекает за собой и весь скопившийся в адсорбере конденсат, удаляя его в атмосферу.

При низких температурах конденсат может замерзать, поэтому для поддержки работоспособности осушителя в нем при достижении критической температуры (обычно, ниже +7°C) включается спираль электронагревателя. Благодаря этому адсорбер всегда имеет положительную температуру и нормально выполняет свои функции.

Подробнее о конструкции, типах и работе современных фильтр-патронов осушителей воздуха читайте в статье, посвященной этой группе деталей.

Устройство и принцип работы комбинированных осушителей

Осушитель воздуха комбинированного типа (влагоотделитель с радиатором)

В агрегатах этого типа объединены адсорбционный осушитель и радиатор-влагоотделитель. Конструктивно они похожи на обычные осушители со сменными патронами, но с одной дополнительной деталью — трубчатым радиатором, свернутым в спираль вокруг сменного фильтр-патрона. Радиатор выполняет сразу две функции:

• Частичное удаление влаги из воздуха;
• Подогрев патрона при низких температурах.

Такое устройства обладают высокой эффективностью работы и могут работать зимой без подключения к электросистеме, однако сегодня они по разным причинам получили относительно небольшое распространение.

Как правильно выбрать и заменить осушитель воздуха

Выбор нового устройства для осушения воздуха должен выполняться в соответствии с типом ранее установленного на автомобиль агрегата и по рекомендациям производителя. Лучше всего покупать осушитель того же типа и каталожного номера, что использовался раньше (особенно для автомобилей на гарантии), однако вполне допускается применение аналогов. Главное, чтобы деталь иной модели подходила по присоединительным размерам и соответствовала производительности компрессора данного автомобиля.

При выборе адсорбционного осушителя необходимо обращать внимание на присоединительный размер сменного патрона, а также на тип патрона — обычный или с коалесцентным фильтром. В принципе, все необходимое делает и обычный патрон, однако устройство с дополнительным фильтром обеспечивает лучшую очистку воздуха от масла и надежнее защищает всю пневмосистему. При необходимости устанавливается сразу два патрона.

Замена осушителя должна выполняться в соответствии с приложенной к нему инструкцией или по инструкции по ремонту транспортного средства. При выполнении данной операции необходимо отключать компрессор и сбросить давление в системе. Монтаж агрегата должен выполняться с применением соответствующих уплотнителей, хомутов и иных деталей.

После установки механический влагомаслоотделитель нуждается в минимальном обслуживании (при СТО производится его осмотр и очистка), а адсорбционный осушитель требует регулярной замены фильтр-патрона по мере его засорения (рекомендуется менять один или два раза в год) и периодического осмотра всего агрегата при ТО автомобиля.