Tại sao van thủy lực cần có đường dầu hồi? Đường T bị tắc ảnh hưởng như thế nào?

Trong hệ thống thủy lực, dầu được bơm đến van và cơ cấu chấp hành để truyền năng lượng, sau đó cần có đường quay trở lại thùng chứa. Vì vậy, trên nhiều loại van thủy lực thường có cửa T, hay còn gọi là đường dầu hồi về thùng.

Đường T không trực tiếp tạo ra áp suất làm việc nhưng lại ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của van, xi lanh và toàn bộ hệ thống. Nếu đường hồi bị tắc hoặc có sức cản quá lớn, áp suất phía hồi có thể tăng lên, khiến xi lanh chạy chậm, van hoạt động không ổn định và dầu nóng hơn bình thường.

Đường dầu hồi T của van thủy lực là gì?

T là ký hiệu thường được sử dụng cho Tank, tức đường dầu trở về thùng chứa.

Trên một van phân phối điều khiển xi lanh hai chiều, thường có các cửa:

P: nhận dầu áp suất từ bơm.

T: đưa dầu hồi về thùng.

A và B: kết nối với hai khoang của xi lanh.

Khi van ở một vị trí, P có thể nối với A trong khi B nối với T. Dầu áp suất được đưa vào một khoang của xi lanh và dầu ở khoang còn lại được đẩy về thùng.

Khi van chuyển sang vị trí khác, P có thể nối với B và A nối với T. Hướng dòng dầu thay đổi và piston chuyển động theo chiều ngược lại.

Như vậy, trong quá trình xi lanh hoạt động, một phía được cấp dầu thì phía còn lại thường cần có đường để dầu thoát ra. Đường T đảm nhiệm một phần quan trọng trong quá trình này.

Tại sao van thủy lực cần có đường dầu hồi?

Trong nhiều hệ thống thủy lực, dầu hoạt động theo một vòng tuần hoàn cơ bản:

Thùng dầu → bơm → van điều khiển → cơ cấu chấp hành → đường hồi → thùng dầu.

Dầu không mất đi sau khi truyền năng lượng cho xi lanh hoặc motor. Nó cần quay trở lại thùng để tiếp tục được bơm sử dụng.

Đường dầu hồi vì vậy có nhiệm vụ tạo đường cho dầu từ cơ cấu chấp hành và các đường xả phù hợp của van quay trở lại thùng chứa.

Đồng thời, đường hồi cần có khả năng dẫn lưu lượng dầu phù hợp để không tạo ra áp suất ngược quá lớn đối với hệ thống.

Vì sao đường T ảnh hưởng đến hoạt động của xi lanh?

Khi piston di chuyển, thể tích của một khoang xi lanh tăng lên trong khi khoang còn lại giảm xuống.

Dầu trong khoang giảm thể tích phải được đẩy ra ngoài.

Ví dụ khi dầu đi theo đường:

P → A → xi lanh.

Dầu ở khoang còn lại có thể đi theo:

Xi lanh → B → T → thùng dầu.

Nếu đường T thông thoáng theo điều kiện thiết kế, dầu có thể hồi về thùng.

Nếu đường T bị cản trở, dầu phía hồi khó thoát ra và áp suất tại khoang này tăng lên. Áp suất đó tạo lực chống lại chuyển động của piston.

Vì vậy khả năng tạo chuyển động của xi lanh không chỉ phụ thuộc vào áp suất phía cấp mà còn liên quan đến áp suất phía hồi.

Áp suất đường T có phải luôn bằng 0 không?

Không.

Mặc dù T là đường dầu trở về thùng, dầu vẫn phải đi qua đường ống, đầu nối, bộ lọc, bộ làm mát hoặc những thành phần khác trước khi trở về thùng chứa.

Những thành phần này tạo ra sức cản đối với dòng dầu và có thể làm xuất hiện áp suất trên đường hồi.

Do đó, không nên hiểu rằng cổng T luôn có áp suất bằng 0.

Điều quan trọng là áp suất tại T phải phù hợp với thiết kế của hệ thống và không vượt quá giới hạn mà thiết bị cho phép.

Giới hạn áp suất cổng T có thể khác nhau giữa các loại van. Khi cần xác định chính xác, phải kiểm tra tài liệu kỹ thuật của sản phẩm cụ thể.

Đường T bị tắc ảnh hưởng như thế nào?

Khi đường T bị tắc hoàn toàn hoặc bị hạn chế dòng chảy, dầu không thể trở về thùng với lưu lượng cần thiết.

Khi đó, áp suất phía trước vị trí gây cản trở có thể tăng lên. Đây thường được gọi là áp suất ngược hay back pressure.

Tùy mức độ và vị trí tắc, hệ thống có thể xuất hiện:

Xi lanh chạy chậm.

Xi lanh yếu khi có tải.

Chuyển động không ổn định.

Van chuyển trạng thái chậm.

Áp suất đường hồi tăng.

Dầu nóng hơn bình thường.

Van tràn phải làm việc nhiều hơn trong một số điều kiện.

Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào cấu tạo của van, lưu lượng dầu, cơ cấu chấp hành và thiết kế của toàn bộ mạch.

Vì sao đường T bị tắc làm xi lanh chạy chậm?

Lực tạo chuyển động của xi lanh phụ thuộc vào chênh lệch áp suất tác động lên piston.

Nếu phía cấp có áp suất nhưng phía hồi cũng xuất hiện áp suất cao, áp suất phía hồi sẽ tạo ra lực chống lại chuyển động.

Khi đó, piston phải thắng cả tải bên ngoài và lực cản do áp suất phía hồi.

Xi lanh có thể chạy chậm, yếu hoặc khó di chuyển khi tải tăng.

Nếu sức cản trên đường hồi đủ lớn, xi lanh thậm chí có thể không di chuyển mặc dù bơm vẫn chạy.

Tuy nhiên, không nên kết luận đường T bị tắc chỉ dựa vào hiện tượng xi lanh chạy chậm. Thiếu lưu lượng bơm, rò rỉ nội, van điều chỉnh lưu lượng hoặc tải quá lớn cũng có thể tạo ra biểu hiện tương tự.

Đường T bị tắc có ảnh hưởng đến van không?

Có thể.

Một số van hoạt động dựa trên sự cân bằng áp suất giữa các khoang hoặc sử dụng áp suất pilot để điều khiển cơ cấu bên trong.

Khi áp suất phía hồi tăng bất thường, điều kiện làm việc của van có thể thay đổi.

Tùy cấu tạo, van có thể:

Phản ứng chậm.

Chuyển không hết vị trí.

Hoạt động không ổn định.

Khó trở về trạng thái ban đầu.

Mạch pilot hoặc đường xả bị ảnh hưởng.

Tuy nhiên, ảnh hưởng cụ thể phụ thuộc vào từng loại van. Không nên coi mọi hiện tượng van không chuyển trạng thái đều do đường T.

Nguồn điện, cuộn coil, áp suất pilot, dầu nhiễm bẩn hoặc cơ cấu bên trong bị kẹt cũng cần được kiểm tra.

Đường T bị tắc có làm áp suất hệ thống tăng không?

Có thể, nhưng cần xác định áp suất đang tăng ở vị trí nào.

Ảnh hưởng trực tiếp của đường T bị cản là làm tăng áp suất phía hồi.

Khi áp suất hồi tăng, cơ cấu chấp hành phải thắng thêm lực cản. Khi đó áp suất phía cấp cũng có thể tăng theo tải.

Nếu áp suất phía cấp tăng tới vùng làm việc của van tràn, van tràn có thể mở để giới hạn áp suất.

Hệ thống lúc này có thể xuất hiện tình trạng bơm vẫn chạy và áp suất cao nhưng xi lanh hoạt động yếu hoặc không di chuyển.

Do đó, khi kiểm tra một hệ thống có áp suất cao nhưng cơ cấu chấp hành hoạt động bất thường, không nên chỉ tập trung vào bơm và van mà bỏ qua đường dầu hồi.

Vì sao đường T bị tắc có thể làm dầu nóng?

Khi dầu đi qua một vị trí có sức cản lớn sẽ xuất hiện tổn thất áp suất.

Năng lượng bị tổn thất trong quá trình này phần lớn chuyển thành nhiệt.

Nếu đường hồi bị nghẹt, tổn thất áp suất có thể tăng. Nếu tình trạng này đồng thời khiến van tràn phải làm việc nhiều hơn, lượng nhiệt sinh ra trong hệ thống cũng có thể tăng.

Khi dầu nóng kéo dài, độ nhớt và đặc tính của dầu thay đổi. Điều này có thể ảnh hưởng tới khả năng bôi trơn, vật liệu làm kín và hiệu suất của hệ thống.

Vì vậy khi dầu nóng bất thường, đường dầu hồi là một trong những vị trí cần kiểm tra.

Nguyên nhân nào làm đường T bị tắc hoặc cản trở?

Đường T không nhất thiết phải bị bịt hoàn toàn mới gây ra vấn đề.

Chỉ cần sức cản trên đường hồi tăng đủ lớn, áp suất hồi đã có thể tăng.

Một số nguyên nhân thường gặp gồm:

Bộ lọc dầu hồi bị bẩn hoặc tắc.

Ống mềm bị gập.

Đường ống bị bóp hoặc biến dạng.

Ống mềm hư hỏng bên trong.

Van khóa trên đường hồi chưa mở hoàn toàn.

Đường ống có tiết diện không phù hợp với lưu lượng.

Đầu nối hoặc vị trí giảm tiết diện tạo sức cản lớn.

Bộ làm mát hoặc thiết bị khác trên đường hồi bị nghẹt.

Đường dầu được đấu không đúng.

Trong đó, bộ lọc dầu hồi và tình trạng đường ống là những vị trí tương đối dễ kiểm tra trước.

Cách kiểm tra khi nghi ngờ đường T bị tắc

Không nên tháo van ngay khi thấy hệ thống hoạt động bất thường.

Có thể kiểm tra theo trình tự:

Quan sát toàn bộ đường dầu từ cổng T về thùng.

Kiểm tra ống có bị gập, xoắn hoặc bóp không.

Kiểm tra trạng thái của các van khóa trên đường hồi.

Kiểm tra bộ lọc dầu hồi và chỉ báo tắc nếu có.

Kiểm tra bộ làm mát và các thiết bị khác trên đường hồi.

Đo áp suất đường hồi tại vị trí phù hợp nếu cần.

Nếu phát hiện áp suất hồi cao, có thể kiểm tra chênh áp trước và sau từng thành phần để xác định vị trí tạo sức cản.

Giá trị đo được cần được so sánh với yêu cầu của hệ thống và giới hạn áp suất cổng T của van cụ thể.

Đường T và đường drain có giống nhau không?

Không phải lúc nào cũng giống nhau.

T thường được sử dụng để chỉ đường dầu hồi chính về thùng.

Một số van còn có đường drain riêng dùng để đưa dầu rò hoặc dầu từ các khoang điều khiển về thùng. Tùy thiết kế và nhà sản xuất, đường này có thể sử dụng các ký hiệu khác như L hoặc Y.

Một số thiết bị yêu cầu áp suất trên đường drain thấp hơn đáng kể so với đường hồi chính.

Vì vậy không nên tự ý nối đường drain vào T khi chưa kiểm tra sơ đồ và tài liệu kỹ thuật của van.

Điều này đặc biệt cần chú ý với những van có hệ thống pilot, van tỷ lệ, van servo hoặc các thiết bị có yêu cầu điều khiển chính xác.

Làm thế nào hạn chế sự cố đường dầu hồi?

Đường hồi cần được thiết kế và lắp đặt phù hợp với lưu lượng của hệ thống.

Một số nguyên tắc cần chú ý gồm:

Chọn kích thước đường ống phù hợp.

Không để ống mềm bị gập hoặc xoắn.

Hạn chế những vị trí giảm tiết diện không cần thiết.

Kiểm tra tình trạng bộ lọc dầu.

Duy trì độ sạch của dầu thủy lực.

Kiểm tra bộ làm mát nếu được lắp trên đường hồi.

Đảm bảo các van khóa ở đúng trạng thái vận hành.

Lắp đúng các cửa P, T, A và B.

Kiểm tra đường pilot và drain nếu van có sử dụng.

Không tự ý thay đổi cách đấu đường dầu khi chưa hiểu sơ đồ của hệ thống.

Đối với những hệ thống quan trọng, nên dựa trên sơ đồ mạch và tài liệu kỹ thuật của thiết bị thay vì chỉ xử lý theo kinh nghiệm.

Kết luận

Đường dầu hồi T có nhiệm vụ tạo đường cho dầu từ van và cơ cấu chấp hành quay trở lại thùng chứa. Đường này đồng thời ảnh hưởng đến áp suất phía hồi và điều kiện hoạt động của cơ cấu chấp hành.

Khi đường T bị tắc, bị bóp hẹp hoặc có sức cản quá lớn, áp suất ngược có thể tăng. Hệ thống có thể xuất hiện xi lanh chạy chậm, lực hữu ích giảm, van hoạt động không ổn định hoặc dầu nóng hơn bình thường.

Khi gặp các hiện tượng này, cần kiểm tra toàn bộ đường hồi, bộ lọc, van khóa và các thiết bị liên quan trước khi kết luận van hoặc bơm bị hỏng.

Khi cần lựa chọn hoặc thay thế thiết bị, có thể xem các loại van thủy lực theo chức năng của mạch, sau đó đối chiếu áp suất, lưu lượng và điều kiện vận hành của từng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp về đường dầu hồi T của van thủy lực