Tại sao cần xả khí trong hệ thống thủy lực? Không khí ảnh hưởng đến van như thế nào?

Trong hệ thống thủy lực, dầu được sử dụng để truyền năng lượng từ bơm đến xi lanh, motor và các cơ cấu chấp hành. Để hệ thống hoạt động ổn định, các đường dầu cần được điền đầy dầu và hạn chế lượng không khí không mong muốn tồn tại bên trong.

Khi không khí lọt vào dầu hoặc tích tụ tại một số vị trí, đặc tính truyền lực của hệ thống có thể thay đổi. Xi lanh có thể chuyển động giật, phát sinh tiếng ồn, phản ứng chậm và hoạt động của van thủy lực cũng có thể bị ảnh hưởng. Vì vậy xả khí là một bước cần thiết sau một số quá trình lắp đặt, sửa chữa hoặc khi hệ thống xuất hiện dấu hiệu có khí bên trong.

Tại sao trong hệ thống thủy lực lại có không khí?

Không khí có thể xuất hiện trong hệ thống theo nhiều cách khác nhau.

Sau khi lắp đặt đường ống, thay xi lanh, thay van hoặc tháo một phần mạch để bảo dưỡng, bên trong các khoang và đường ống có thể còn chứa không khí.

Khi hệ thống được cấp dầu trở lại, lượng khí này cần được đẩy ra ngoài.

Không khí cũng có thể lọt vào hệ thống trong quá trình vận hành nếu phía hút của bơm không kín, mức dầu trong thùng quá thấp hoặc dòng dầu hồi tạo điều kiện cuốn khí vào dầu.

Ngoài ra, trong dầu luôn có thể tồn tại một lượng khí hòa tan. Khi điều kiện áp suất thay đổi, một phần khí có thể tách ra dưới dạng bọt.

Vì vậy cần phân biệt giữa lượng khí còn lại sau lắp đặt và tình trạng hệ thống liên tục hút hoặc tạo bọt khí trong quá trình vận hành.

Nếu không khí liên tục xuất hiện, chỉ xả khí mà không tìm nguyên nhân sẽ không giải quyết được vấn đề.

Tại sao cần xả khí trong hệ thống thủy lực?

Dầu thủy lực có độ nén rất nhỏ so với không khí trong điều kiện làm việc thông thường.

Khi trong mạch tồn tại một lượng khí đáng kể, khí có thể bị nén khi áp suất tăng và giãn ra khi áp suất giảm.

Điều này làm phản ứng của hệ thống khác với khi các khoang làm việc được điền đầy dầu.

Ví dụ, khi van cấp dầu cho xi lanh, một phần chuyển động ban đầu có thể được sử dụng để nén lượng khí đang tồn tại trong mạch thay vì ngay lập tức tạo ra chuyển động tương ứng của piston.

Kết quả là cơ cấu chấp hành có thể phản ứng chậm hoặc chuyển động không đều.

Xả khí giúp loại bỏ lượng không khí không mong muốn khỏi các khoang và đường dầu, từ đó hỗ trợ hệ thống hoạt động ổn định hơn.

Không khí ảnh hưởng đến khả năng truyền lực như thế nào?

Hệ thống thủy lực dựa vào áp suất của chất lỏng để truyền lực.

Khi đường dầu chứa chủ yếu dầu và hệ thống được điền đầy đúng cách, phản ứng giữa sự thay đổi lưu lượng, áp suất và chuyển động của cơ cấu chấp hành tương đối trực tiếp theo đặc tính của mạch.

Nếu có túi khí trong đường dầu, khí có thể bị nén.

Khi áp suất tăng, thể tích của túi khí giảm. Khi áp suất giảm, khí lại giãn ra.

Hiện tượng này có thể khiến hệ thống có cảm giác “mềm” hơn, phản ứng chậm hoặc khó duy trì chuyển động ổn định.

Ảnh hưởng rõ hay không còn phụ thuộc vào lượng khí, vị trí khí tích tụ, áp suất làm việc và cấu tạo của hệ thống.

Không khí làm xi lanh thủy lực hoạt động như thế nào?

Xi lanh là một trong những vị trí dễ nhận thấy biểu hiện của khí trong hệ thống.

Nếu trong khoang xi lanh hoặc đường dầu còn không khí, piston có thể:

Chuyển động giật.

Phản ứng chậm khi điều khiển.

Tốc độ không đều.

Rung khi di chuyển.

Khó giữ chuyển động ổn định.

Phản ứng khác nhau giữa các lần vận hành.

Một túi khí có thể bị nén khi áp suất tăng rồi giãn ra khi điều kiện áp suất thay đổi. Điều này làm chuyển động của piston không còn tương ứng đều với lượng dầu được cấp như trong điều kiện mạch được điền đầy dầu.

Tuy nhiên, xi lanh bị giật không có nghĩa chắc chắn hệ thống có khí. Van bị kẹt, lưu lượng không ổn định, tải thay đổi, ma sát cơ khí hoặc những nguyên nhân khác cũng có thể tạo ra biểu hiện tương tự.

Không khí ảnh hưởng đến van thủy lực như thế nào?

Ảnh hưởng phụ thuộc vào loại van và vị trí của không khí trong mạch.

Van thủy lực hoạt động dựa trên dòng dầu, áp suất, chênh áp hoặc tín hiệu điều khiển tùy theo chức năng.

Nếu trong đường dầu hoặc khoang điều khiển tồn tại khí, áp suất có thể phản ứng khác so với điều kiện hệ thống được điền đầy dầu.

Một số biểu hiện có thể gặp gồm:

Van phản ứng chậm.

Hoạt động không ổn định.

Cơ cấu chấp hành phản ứng chậm sau khi van chuyển trạng thái.

Áp suất dao động.

Phát sinh tiếng ồn hoặc rung.

Mạch pilot phản ứng không như mong muốn.

Ảnh hưởng cụ thể cần được đánh giá theo cấu tạo của từng loại van.

Không nên kết luận van bị hỏng chỉ vì hệ thống có hiện tượng phản ứng chậm hoặc rung.

Không khí ảnh hưởng đến van điều khiển bằng pilot ra sao?

Một số van sử dụng áp suất pilot để tác động lên con trượt, piston hoặc cơ cấu điều khiển chính.

Hoạt động của van phụ thuộc vào việc tạo ra điều kiện áp suất phù hợp tại các khoang pilot.

Nếu trong đường pilot có lượng khí đáng kể, khí có thể bị nén trước khi áp suất tác động đầy đủ đến cơ cấu của van.

Van có thể phản ứng chậm hơn hoặc hoạt động không ổn định tùy thiết kế.

Vì vậy khi kiểm tra van pilot hoạt động bất thường, ngoài áp suất nguồn còn cần xem xét tình trạng đường pilot, đường xả và khả năng tồn tại khí trong mạch.

Không khí có làm áp suất hệ thống dao động không?

Có thể.

Khi túi khí liên tục bị nén và giãn trong quá trình hệ thống thay đổi trạng thái, phản ứng áp suất có thể không ổn định.

Điều này đặc biệt dễ nhận thấy khi hệ thống thay đổi tải hoặc cơ cấu chấp hành liên tục tăng, giảm tốc.

Đồng hồ áp suất có thể dao động hoặc cơ cấu chấp hành phản ứng không đều.

Tuy nhiên, áp suất dao động còn có thể liên quan đến van tràn, bơm, tải, bộ tích áp hoặc các nguyên nhân khác.

Do đó không nên chỉ dựa vào đồng hồ áp suất để kết luận trong hệ thống có khí.

Vì sao hệ thống có khí thường phát sinh tiếng ồn?

Không khí và bọt khí có thể làm dòng dầu không ổn định và tạo ra tiếng ồn tại bơm, van hoặc đường ống.

Trong một số điều kiện, bọt khí đi vào vùng áp suất cao có thể bị nén mạnh. Sự thay đổi nhanh của các bọt khí có thể gây rung và tiếng động bất thường.

Nếu hệ thống trước đây hoạt động tương đối êm nhưng sau khi tháo lắp, thay dầu hoặc sửa chữa lại xuất hiện tiếng ồn cùng với chuyển động giật, khả năng còn khí trong hệ thống là một yếu tố nên kiểm tra.

Tuy nhiên, tiếng ồn lớn tại bơm cũng có thể liên quan đến vấn đề phía hút hoặc hiện tượng xâm thực. Hai hiện tượng này không nên được coi là hoàn toàn giống nhau.

Không khí trong dầu có làm dầu nóng không?

Có thể góp phần làm hệ thống hoạt động kém hiệu quả và phát sinh nhiệt, nhưng không nên coi không khí là nguyên nhân duy nhất khi dầu nóng.

Khi hệ thống có khí, chuyển động và áp suất có thể không ổn định. Một số cơ cấu điều khiển phải làm việc trong điều kiện không thuận lợi và tổn thất năng lượng có thể tăng.

Tuy nhiên, dầu nóng còn thường liên quan đến:

Van tràn làm việc liên tục.

Tổn thất áp suất lớn.

Đường dầu bị cản.

Bơm hoặc cơ cấu chấp hành bị rò rỉ nội.

Hệ thống làm mát không đủ.

Độ nhớt dầu không phù hợp.

Vì vậy nếu dầu nóng, cần kiểm tra toàn bộ hệ thống thay vì chỉ xả khí.

Dấu hiệu nào cho thấy hệ thống thủy lực có thể còn khí?

Không có một dấu hiệu duy nhất đủ để xác định chắc chắn hệ thống có khí.

Tuy nhiên, có thể nghi ngờ khi xuất hiện đồng thời một số hiện tượng như:

Xi lanh chuyển động giật.

Xi lanh phản ứng chậm.

Tốc độ cơ cấu chấp hành không ổn định.

Đường ống rung.

Hệ thống phát sinh tiếng ồn bất thường.

Áp suất dao động.

Dầu xuất hiện nhiều bọt.

Hệ thống vừa được tháo lắp hoặc thay dầu.

Các hiện tượng giảm dần sau một quá trình xả khí đúng cách.

Nếu khí tiếp tục xuất hiện sau khi đã xả, cần tìm vị trí không khí đang lọt vào hệ thống.

Không khí thường lọt vào hệ thống từ đâu?

Một vị trí cần chú ý là phía hút của bơm.

Nếu đường hút không kín, không khí có thể bị hút vào dòng dầu mà không nhất thiết phải xuất hiện dầu rò rõ ràng ra bên ngoài.

Ngoài ra có thể kiểm tra:

Mức dầu trong thùng quá thấp.

Đầu nối đường hút không kín.

Gioăng hoặc phớt tại vị trí hút có vấn đề.

Ống hút bị hư hỏng.

Dòng dầu hồi về thùng gây khuấy mạnh.

Bố trí đường hút và đường hồi không phù hợp.

Hệ thống vừa được mở để bảo dưỡng.

Các khoang xi lanh hoặc đường ống chưa được điền đầy dầu.

Nếu hệ thống liên tục hút khí, cần xử lý nguyên nhân trước hoặc đồng thời với quá trình xả khí.

Xả khí hệ thống thủy lực như thế nào?

Không có một quy trình xả khí duy nhất áp dụng cho tất cả hệ thống.

Phương pháp phụ thuộc vào thiết kế mạch, vị trí xi lanh, van, điểm xả khí và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Về nguyên tắc, cần tạo điều kiện để khí di chuyển tới vị trí có thể thoát ra ngoài trong khi dầu dần điền đầy các khoang.

Một số hệ thống có vít hoặc điểm xả khí riêng.

Với một số cơ cấu, quá trình vận hành chậm và có kiểm soát có thể giúp đưa khí ra khỏi các khoang.

Khi thực hiện cần chú ý:

Kiểm tra mức dầu trong thùng.

Sử dụng đúng loại dầu.

Không để bơm chạy thiếu dầu.

Vận hành cơ cấu ở điều kiện phù hợp.

Theo dõi áp suất và chuyển động.

Bổ sung dầu khi mức dầu giảm do các khoang được điền đầy.

Sử dụng điểm xả khí nếu thiết bị được thiết kế có vị trí này.

Không tự ý nới đầu nối đang chịu áp suất cao để xả khí.

Dầu thủy lực dưới áp suất có thể gây nguy hiểm. Việc xả khí phải được thực hiện theo thiết kế và quy trình an toàn của hệ thống.

Tại sao xả khí xong nhưng hệ thống vẫn có bọt?

Nếu đã xả khí nhưng bọt tiếp tục xuất hiện, khả năng hệ thống đang hút thêm không khí hoặc dầu bị khuấy khí liên tục.

Khi đó cần kiểm tra nguyên nhân thay vì tiếp tục xả nhiều lần.

Có thể kiểm tra:

Mức dầu trong thùng.

Đường hút của bơm.

Các đầu nối phía hút.

Tình trạng ống hút.

Dòng dầu hồi về thùng.

Tình trạng dầu.

Thiết kế thùng chứa.

Nếu nguyên nhân không được xử lý, khí sẽ tiếp tục quay trở lại hệ thống sau mỗi lần xả.

Làm thế nào hạn chế không khí trong hệ thống thủy lực?

Để hạn chế tình trạng khí xâm nhập hoặc tích tụ, cần kiểm soát từ quá trình lắp đặt đến vận hành.

Một số nguyên tắc quan trọng gồm:

Đảm bảo đường hút của bơm kín.

Duy trì mức dầu phù hợp trong thùng.

Sử dụng đúng loại dầu thủy lực.

Không để bơm hút thiếu dầu.

Kiểm tra các đầu nối và ống hút.

Bố trí đường hồi phù hợp.

Điền dầu và xả khí đúng quy trình sau khi tháo lắp.

Theo dõi tình trạng bọt trong thùng dầu.

Không vận hành tải lớn ngay khi hệ thống chưa được điền dầu và xả khí phù hợp.

Nếu hệ thống thường xuyên xuất hiện khí, cần tìm nguyên nhân thay vì coi xả khí định kỳ là giải pháp chính.

Kết luận

Không khí trong hệ thống thủy lực có khả năng bị nén và giãn theo sự thay đổi áp suất. Khi tồn tại với lượng đáng kể trong đường dầu, khoang xi lanh hoặc mạch điều khiển, nó có thể làm phản ứng của hệ thống chậm hơn, chuyển động không ổn định, gây rung, tiếng ồn và ảnh hưởng đến hoạt động của một số loại van.

Xả khí giúp đưa lượng không khí không mong muốn ra khỏi hệ thống sau quá trình lắp đặt, bảo dưỡng hoặc khi các khoang chưa được điền đầy dầu. Tuy nhiên, nếu khí liên tục xuất hiện thì cần kiểm tra đường hút của bơm, mức dầu, đường hồi và các vị trí có khả năng hút khí thay vì chỉ xả khí nhiều lần.

Khi cần kiểm tra hoặc lựa chọn thiết bị phù hợp với mạch, có thể tham khảo các loại van thủy lực và đối chiếu chức năng, áp suất, lưu lượng cũng như yêu cầu lắp đặt của từng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp về xả khí trong hệ thống thủy lực