В автомобилях есть множество мелких рабочих деталей, которые совершенно незаметны для водителя, но их важность значительна, и их неисправность иногда может привести к серьезным проблемам. Маленькая штучка со смешным названием «респиратор» — одна из них. Давайте разберемся, где он находится, для чего используется, как работает и нуждается ли в обслуживании?
Сапун — это клапан для сообщения с атмосферой, необходимый компонент всех более или менее крупных узлов полых машин, содержащих смазку и воздух.
Когда валы и шестерни внутри герметичного узла вращаются, их трение вызывает нагрев масла и воздуха над ними. В результате и жидкость, и газ увеличиваются в объеме. Масло никогда не наливается до самого верха — над ним всегда остается «воздушная подушка». Пустота, другими словами. Эта пустота позволяет маслу подниматься при нагревании, но не вытекать наружу. Узел нагревается от движения — масло расширяется, и часть воздуха уходит в атмосферу. При остановке автомобиль остывает — масло сжимается, и вакуум всасывает недостающий воздух. Поэтому давление внутри всегда атмосферное — нулевое, проще говоря.
Чтобы сделать давление внутри и снаружи одинаковым, в принципе, достаточно простого отверстия в верхней части устройства — корпусе редуктора или редукторе моста. Но нельзя просто сделать отверстие: внутрь может попасть абразивная песчаная пыль — при езде по пыльным дорогам — и влага — при мойке или езде под дождем. При парковке на крутом склоне может произойти утечка масла. Вентиляционный клапан в виде простого отверстия, закрытого войлочной пробкой, проницаемой для воздуха, можно встретить, например, в малообъемных узлах, работающих со смазкой, а не с жидкостью — например, в редукторах больших и мощных шлифовальных машин или циркулярных пил. С другой стороны, в автомобилях клапан для стравливания воздуха в основном встречается в коробках передач, раздаточных коробках полноприводных автомобилей и редукторах мостов, которые имеют несколько более сложную схему.
В автомобилях это небольшой резьбовой ниппель со сквозным отверстием, который вкручивается в корпус узла или механизма. Сверху этот сосок закрыт подвижным (способным перемещаться и вращаться в вертикальной плоскости при нажатии) колпачком — чашечкой. Под колпачком лицевая сторона сопла закрыта резиновым диском — своеобразной «таблеткой», которая прижимается к соплу пружиной. Фактически, этот диск является клапанным элементом вентиляционного отверстия.
Дизайн элементарен, но есть несколько важных нюансов, о которых не все знают…. Рассмотрим, как это работает, как говорится, «в базовом варианте»!
Теоретически, внутри корпуса устройства, где установлена заглушка, всегда должно быть атмосферное давление — не может быть избыточного или пониженного давления. Но на самом деле, если открутить вентиляционную пробку или даже просто энергично подвигать ее крышку вверх-вниз и вправо-влево, добившись смещения «таблетки», можно услышать тихое «шипение». Кроме того, «шипение» может быть результатом как небольшого избыточного давления, так и небольшого вакуума. И то, и другое — норма, а не вина!
Машина завелась. Шестерни и валы вращаются, трение нагревает их, и они нагревают масло. Он расширяется, нагревает и сжимает находящийся над ним слой воздуха. Давление воздуха внутри коробки передач или моста увеличивается. Но калиброванная пружина в вентиляционном отверстии очень слабая и давит на резиновую «таблетку» с ничтожно малым усилием в 10-12 грамм. Как только давление достигает какой-то ничтожной величины, едва превышающей атмосферное, оно выбрасывается в атмосферу, поднимая «таблетку» вверх, преодолевая сопротивление слабой пружины.
Машина остановилась. Устройства начинают охлаждаться. Температура и уровень масла падают, как и давление воздуха внутри. Постепенно внутри оси создается вакуум, когда пружина прижимает резиновую таблетку к концу вентиляционной пробки, герметизируя ось….. В конце концов, однако, давление внутри, хотя и с некоторой задержкой, становится атмосферным. Почему?
Напомним, что пружина очень, очень слабая. А резиновая «таблетка» — это не прецизионный клапан с идеально притертыми седлом и диском. Воздушный клапан не рассчитан на длительное удержание вакуума — это часть его конструкции, так и должно быть! Он пропускает атмосферный воздух в блок примерно с той же скоростью, с которой там растет разрежение, синхронно с охлаждением масла. Поэтому разрежение внутри, хотя оно и возникает, ничтожно мало и длится недолго.
Есть и третья ситуация. Собственно, именно в нем и будут играть роль и «таблетка», и пружина, потому что в первых двух ситуациях (систематический нагрев во время движения и медленное охлаждение при остановке) можно было бы вполне обойтись и без них — вентиляционный клапан успешно работал бы, будучи просто «дыркой», сообщающей картриджи агрегатов с атмосферой…..
Такой ситуацией является внезапное охлаждение мостов, раздаточных коробок и корпусов, при внезапном заезде в глубокую лужу или намеренном преодолении брода. В этом случае разрежение внутри узлов возникает быстро и достигает ощутимых значений — например, задний мост, нагретый до 90 градусов, может попасть в глубокую воронку с талой водой при температуре около нуля….. Здесь к усилию пружины сжатия добавляется ход разрежения, который еще сильнее всасывает «таблетку» в наконечник, предотвращая засасывание воды в коробку передач или трансмиссию, которая может легко переполниться выше уровня вентиляционного отверстия. Сапун является самозакрывающимся и достаточно надежным.
При кратковременном (хотя и довольно сильном) охлаждении блока сапун в достаточной степени защищает внутренний объем от попадания воды извне, но что произойдет, если он останется в воде до самой ступицы (или даже глубже) в течение длительного периода времени? Скажем, когда нападение «Форда» затягивается или внедорожник застревает в болоте? В этом случае очень вероятно, что вода будет засасываться в масло через резиновые уплотнения — сальники полуосей или ШРУСов. Сальники профилированы для обеспечения определенной степени самоуплотнения, но не от воды снаружи, а от масла внутри. Сальник, по сути, герметичен в обоих направлениях благодаря постоянному сжатию кольцевой пружиной, но его упругость в направлении «наружу» все же заметно выше, чем в обратном направлении из-за формы профиля. И если новая оригинальная упаковка может успешно противостоять всасыванию воды снаружи вакуумом, то изношенный и/или не очень качественный сальник — вряд ли. Тем не менее, в обоих случаях они отлично удерживают трансмиссионное масло!
По этой причине большинство владельцев внедорожников (особенно не новых) не доверяют (и абсолютно искренне) дехромам в стандартном варианте. Из них вырезают крышку, выбрасывают пружину и «таблетку», на оставшиеся соединения надевают тонкие шланги и проводят их в переднее пространство под капотом и в полость крыла внутри багажника или в полость фонаря. Как правило, в чистом, сухом месте вверх…. В этом случае клапан в воздухоотводчике становится лишним и продолжает успешно выполнять свою роль соединения с атмосферой. Но владельцам автомобилей на автомагистралях эта процедура совсем не нужна.
Однако если вы не являетесь владельцем внедорожника, клапан выпуска воздуха способен создать проблемы и для вас. Когда он засоряется или просто производит впечатление некачественного продукта от производителя. Проблема в том, что при всей своей простоте эта деталь требует очень высокой степени точности и повторяемости при производстве! Пружина должна быть строго откалибрована по силе сжатия, планшет должен быть изготовлен из очень качественной резины, не допускающей деформации и залипания от масла и температуры. Искривление, прилипание крышки и т.д. недопустимо.
Поврежденная или запущенная вентиляционная пробка приведет к быстрому загрязнению или залипанию (что приведет к выдавливанию масла через сальники после их нагрева) и, наоборот, к легкому проникновению воды (что приведет к эмульсии масла). Даже если сапун изначально качественный и не «левый», он требует периодического «обслуживания», несмотря на кажущуюся полную самодостаточность и автономность, заключающуюся в простом покачивании и повороте крышки вручную. Благодаря этому внутренняя часть не загрязняется, а «таблетка» не прилипает.
Хотя иногда плохой контроль качества со стороны производителя (это касается в основном отечественного автопрома) вынуждает автовладельцев исправлять и дорабатывать даже условно исправную сборку….. Например, нередки случаи вытекания масла через воздушный клапан переднеприводных автомобилей ВАЗ старых моделей. Гаражная практика (и даже, кажется, некоторые официальные журналы АвтоВАЗа) рекомендовала заливать масло в коробку передач чуть выше номинального объема, воздушная подушка над уровнем масла оказалась недостаточной для компенсации теплового расширения — смазка стала просачиваться через сапун и стекать на корпус коробки передач….. Водители поднимают его выше с помощью короткого шланга, так как это распространенная практика среди джиперов.
Или взять вентиляционные отверстия заднего моста на ВАЗ-классике, Волгах и ИЖах 1990-х годов, когда все делалось ногами — качество комплектующих было настолько ужасным, что заводы намеренно удаляли и пружину, и «таблетку» из вентиляционных отверстий, надевая колпачок обратно и делая таким образом простую «дырку». — Если бы только это как-то работало и не выкачивало масло наружу…. Если владельцы таких автомобилей не ездили по руслам ручьев и не парковались на горах, то у них не было проблем с таким упрощением, а зачастую они даже не знали о нем. ..
