油圧オイルクーラーのサーモスタットバイパスバルブのサイジングと診断

油圧オイルクーラーサーモスタットは、オイルが熱交換器を通過する時期と量を制御します。その役割は単に「熱いときに開く」だけではありません。コールドスタート中、粘度が高いとクーラー全体で過度の圧力降下が発生する可能性があります。サーモスタット バイパスは、より低い抵抗のパスを提供するため、下流のコンポーネントを枯渇させたり、コアに過度のストレスを与えたりすることなく、回路が暖まります。オイルの温度が上昇し、粘度が低下すると、バルブは徐々に流れをクーラーに流すように方向を変えます。

したがって、正しい選択は、開口温度範囲、流量容量、圧力損失、ポート構成、内部漏れ、オイル粘度、システム圧力の場所、および排除する必要がある熱によって決まります。バルブは適切なねじ山と公称温度を備えているにもかかわらず、ウォームアップが遅く、温度が不安定で、低温の飢餓、または有害な背圧を引き起こす可能性があります。このガイドは、流量制御要素としての作動油クーラー サーモスタットに焦点を当てており、Elecdura の広範なガイドを補完します。 油圧オイルクーラーのサイジング方法.

即断: サーモスタットバイパスが実際に故障しているのか?

油温だけでバルブを非難しないでください。まず、オイルが既知の低温状態から安定した動作状態に移行する間の両方の経路の温度、流量、圧力を比較します。健全なバルブは、オイルが冷たいときはバイパス流を優先し、指定された温度帯域を超えて移行し、熱いときはクーラーに十分な流量を送ります。正確な比率はバルブの設計によって異なります。多くのユニットは、どちらの経路も漏れなくシールすることはありません。

サーモスタットは間接的に温度を管理します

エレメントはその局所温度に反応しますが、バルブの出力は流れの分割です。オイル温度は、クーラーが熱を遮断するため、後で変化します。この遅延は診断時に重要になります。温度スパイクの後に冷却が起こっても、自動的にバルブの固着が証明されるわけではありません。熱質量、センサーの位置、マシン負荷の変化、またはファン制御により、システムがオーバーシュートする可能性があります。

エレメントが油を感知する場所を測定する

高温のリターンラインの近くに取り付けられたハウジングは、空気流にさらされたリモートバルブとは異なる感覚を示す可能性があります。鋳物の表面温度は、ワックス要素の油の温度と必ずしも同じではありません。機器メーカーの手順に従って設置されたセンサーまたはプローブを使用してください。

バイパス回路が冷たいオイルの流れをどのように保護するか

作動油は温度が下がると粘度が高くなります。同じ流量の場合、細管、積層プレート、ホース、継手、フィルターを使用すると、圧力損失が増加します。冷たい流れ全体を強制的に冷却器に通すと、コアの許容差圧を超えたり、別のリリーフバルブが開いたり、ポンプ負荷が増加したり、潤滑回路や作動回路に利用できる流量が減少したりする可能性があります。

サーモスタットバイパスは一時的にその制限を回避します。圧力リリーフバルブと混同しないでください。温度制御要素は温度に応じて動きますが、圧力バイパスは差圧に反応します。アセンブリによっては、両方の機能を組み合わせたものもあります。他のものには 1 つだけが含まれます。さまざまなエンジン潤滑装置の一般的な症状については、次のとおりです。 エンジンオイルクーラーのバイパスバルブ診断に使用できますが、その圧力ロジックを油圧回路に自動的に転送してはなりません。

ワックスエレメントの操作

多くの機械式サーモスタットバルブはワックスカプセルを使用しています。温度が上昇すると、ワックスの膨張によりピストンまたはスプールがバネに抗して駆動されます。この動きは温度帯域全体にわたって緩やかです。製造公差、バネ力、摩擦、汚染、およびハウジングの形状は、温度とポート面積の関係に影響します。

開き始めが全開になっていない

カタログの「開放温度」には、動作の開始点、中間点、または別のテスト基準が記載されている場合があります。調達文書では、どの定義が使用されるかを指定し、理想的には全開温度またはストローク曲線を指定する必要があります。 75°C で開始してから開くバルブでも、さらに高い温度に移行する可能性があります。

移行中の流動混合

暖機中、オイルの一部がクーラーを通過し、一部がバイパスを通過する場合があります。混合により温度応答がスムーズになり、急激な圧力変化が防止されます。ポート間の漏れは意図的に発生する可能性があります。したがって、完全な遮断を期待するベンチテストでは、正しく設計されたバルブが不合格になる可能性があります。

内部漏れには指定された制限が必要です

漏れが品質基準である場合は、試験温度、オイルまたは試験流体の粘度、差圧、測定方向、および許容流量を定義します。 「漏れがない」ということは、スプール型サーモスタットにとって再現可能な要件ではありません。

流量と圧力損失からバルブのサイズを決定する

ポート径だけでは容量は決まりません。内部ターン、スプール ウィンドウ、フィッティング、アダプター、ホースの移行部により、有効流路面積が大幅に小さくなる可能性があります。サイジングは、バルブを通過すると予想される最大連続流量および過渡流量、動作範囲全体にわたるオイルの粘度、およびバイパス位置と冷却位置の両方での許容圧力損失から始まります。

実際の回路の流れを決定する

ポンプ効率、可変容量制御、漏れ、戻り流の組み合わせ、および断続的なアクチュエータ流量を確認せずに、ポンプ容量に定格速度を乗じた値を使用しないでください。バルブが設置されているラインの測定または回路計算を取得します。戻りライン冷却器、ケースドレン冷却器、および別個の冷却ループでは、流量と圧力の条件が大きく異なる場合があります。

連続流量とピーク流量は異なるチェックに役立ちます

連続的な流れにより、熱伝達と安定した圧力損失が確立されます。短いピーク流量によって、スプール、ポート、ホースが許容できない一時的な背圧を生成しているかどうかが決まります。どちらもバルブ仕様に含まれます。

許容圧力損失の定義

圧力降下は電力を消費し、熱になります。さらに重要なことに、過剰な戻り背圧は、シャフト シールを損傷したり、モーター ブレーキに影響を与えたり、パイロット回路を妨害したり、冷却限界を超えたりする可能性があります。 1 つのシステム圧力測定値を証拠として扱うのではなく、バルブ全体の差圧を直接測定し、次にクーラー全体の差圧を測定します。エレクデュラの説明 オイルクーラーの圧力降下は、 入口圧力だけでは制限を特定できない理由を概説します。

記載の粘度で比較

流体の粘度と温度がなければ、圧力損失の数値は不完全です。同じバルブは、温かい低粘度のテストオイルでは許容可能ですが、冬の始動時には非常に制限的であるように見えます。

流量係数または圧力流量曲線を確認してください

可能な場合は、メーカーの曲線を使用して、正しい流体状態とスプール位置を確認してください。公称 Cv 値は比較をサポートしますが、部分的に開く動作や異なる流れの方向を捕捉できない可能性があります。遷移曲線は、システムがサーモスタットの調整帯域近くで長期間動作する場合に役立ちます。

オイルとデューティサイクルから温度範囲を選択

サーモスタットの設定は、作動油の推奨粘度範囲、機器のウォームアップ目標、シールとコンポーネントの制限、周囲条件、冷却器の容量をサポートする必要があります。開放温度が低いと自動的に安全になるわけではありません。参照動作温度コンテキスト: エンジンの制限を油圧に移すことなく、通常の油温と冷却運転を実現します 。オイルがクーラーを通過するのが早すぎて、過度の粘度で動作が延長され、低温圧力損失が増加する可能性があります。

液体サプライヤーの粘度-温度データを使用する

ISO 粘度グレードは、すべての動作条件での粘度ではなく、基準温度での粘度を表します。ポンプ、モーター、バルブ、ベアリングに必要な粘度の範囲を決定し、関連する油の温度を特定します。粘度指数調整剤と、従来の鉱油とは特性が異なる生分解性または耐火性の流体を含む実際の流体を考慮してください。

低温環境は設計条件です

氷点下で始動する機器には、十分なバイパス経路、ウォームアップ手順、ヒーター、低温流体、または制御されたファン戦略が必要な場合があります。サーモスタットのみを変更しても、コールドスタートの問題をすべて解決できるわけではありません。

熱負荷は作業サイクルに応じて変化します

掘削、連続移動、吊り上げ、待機、補助工具の使用により、さまざまな損失が発生する可能性があります。測定された流量および温度データ、またはシステムのエネルギーバランスから熱遮断を確立します。平均的な作業用に選択されたクーラーとサーモスタットは、持続的なリリーフ操作または高い周囲温度の間に故障する可能性があります。

サーモスタットの温度をクーラーの定格として使用しないでください

サーモスタットはルーティングを決定します。オイルがその温度で安定することを保証するものではありません。安定した温度は、発熱、冷却効果、空気の流れ、オイルの流れ、周囲温度、および制御動作によって決まります。

移植と配管は内部ロジックと一致する必要があります

サーモスタット ハウジングでは、さまざまなラベルと内部回路 (入口、出口、冷却器供給、冷却器戻り、バイパス、または混合出口) を使用できます。外部的に同様の 4 ポート ユニットでも、流れの方向が異なる場合があります。物理的な都合でホースを取り付けると、クーラーが短絡したり、経路が行き詰まりになったり、ワックスエレメントがシステムの戻りオイルを表さない温度にさらされたりする可能性があります。

分解前の流れをトレースする

すべてのホースにマークを付け、すべてのポートの写真を撮り、矢印の方向と鋳造ラベルを記録し、油圧回路図を入手します。古いハウジングに判読できるマークがない場合は、洗浄し、作業場での安全な手順に従った後にのみ、制御された低圧フロー トレースを使用してください。

ポートねじは呼び径だけではありません

ねじ規格、ピッチ、シール方法、シート、アダプター、ホースの向きを記録します。 BSPP、BSPT、NPT、メトリック、および SAE O リング ポートは、写真では似ているように見えますが、互換性はありません。アダプターが正しくないと、ハウジングに亀裂が入ったり、有効径が制限されたりする可能性があります。

ホースの取り回しはセンシングと圧力損失に影響します

長いホース、きつい曲がり、小さすぎるフィッティング、内部の層間剥離、高いループにより抵抗が増大します。排気口の近くや冷気の流れを通る配線を行うと、筐体の温度が変化する可能性があります。クーラーマッチングによる 写真、サイズ、ポート、方向を回路図で補足する必要があります。 したがって、サーモスタットがモジュールの一部である場合は、

過熱またはウォームアップの遅さの診断シーケンス

1. 反復可能な負荷の下で苦情を確認する

周囲温度、オイルグレード、コールドスタート温度、機械の機能、エンジンまたはモーターの速度、油圧、ファンの状態、クーラーの前後のオイル温度を記録します。同じ作業サイクルを繰り返します。さまざまなジョブで取得されたランダムな読み取り値では、バルブの動作と熱負荷の変化を区別できません。

温度測定を確認する

安全な場所で機械のセンサーを校正済みの基準と比較します。赤外線測定は表面放射率に依存し、反射フィッティング内の流体を直接測定するものではありません。

2. 4 つのパスすべてにわたって温度をマップする

ウォームアップ中に、アクセス可能な場合は、バルブ入口、バイパス出口、クーラー供給、クーラー戻り、および混合出口を観察します。パターンは徐々に変化するはずです。指定された帯域を大幅に超えて冷たい供給ラインは、ホットパスの流れがないことを示していますが、閉じ込められた空気、閉じたサービスバルブ、または詰まりのあるホースも同様に見える可能性があります。

証拠の一部として時間を使用する

一定の間隔で測定値をプロットします。一連の温度変化は、単一の最終値よりも有益であり、開口の遅れや繰り返しのハンチングを明らかにすることができます。

3. 差圧を測定する

製造元の手順に従って、適切に評価されたテスト ポイントを取り付けます。低温状態と高温状態で、バイパス バルブ、クーラー、フィルター、および疑わしいホースの圧力を比較します。 「流れが存在するかどうかを確認する」ために油圧継手を緩めることは決してしないでください。加圧注射による損傷は重篤になる可能性があります。

バルブ制限をクーラー制限から分離

主にコア全体で圧力が失われた場合は、外部の詰まりと内部の汚染を検査します。サービスか交換かの決定については、次の記事で説明されています。 油圧オイルクーラーの清掃と交換.

4. 空気側容量を確認する

サーモスタットは高温のオイルを正しく送ることができますが、コアの詰まりや不適切な構成のファンによって熱の遮断が妨げられます。フィンの清浄度、曲がった領域、スタック間隔、シュラウドシール、ファンの方向、負荷電圧、再循環を確認してください。確立された 冷却ファン製品群は 構成コンテキストを提供し、技術者は既存のファンを使用できます。 オフハイウェイ冷却スタック検査。 システム診断のための

より冷たいサーモスタットで補償しないでください

早めに開けると、詰まった冷却面を通る空気の流れを回復することはできません。代わりに、暖機運転が延長され、冷たいオイルの圧力降下が増加する可能性があります。

5. 定義された基準を使用したベンチテストのみ

汚染が管理され、除去が許可されたら、温度とスプールの動きを監視しながら、制御された流体バスでバルブを加熱します。メーカーの手順、互換性のある液体、安全な加熱装置、および校正された機器を使用してください。指定された場合、開始から移動、定義された温度でのストローク、全移動量、スムーズな戻り、および漏れを記録します。

水風呂には限界がある

水は油で濡れたアセンブリと互換性がない可能性があり、油圧粘度や圧力を再現できません。取り外し可能なサーモスタット内のワックス要素の動きを確認できる場合もありますが、完全な流量試験ではありません。

交換の決定を誤らせる類似した障害

ラジエーター、チャージエアクーラー、コンデンサー、オイルクーラーが空気の流れを共有する場合、マシン全体の評価が特に重要です。 Elecduraのより広い範囲 オフハイウェイ冷却システム診断ガイドでは、 障害のある層が他の層にどのような影響を与えるかを説明しています。

修理、交換、またはサイズ変更しますか?

故障したエレメントまたはバルブ全体を交換します

管理されたテストで、不正確な開口範囲、不十分なストローク、バインディング、ハウジングの損傷、許容できない漏れ、または除去できない内部汚染が示された場合、交換が正当化されます。関連している エンジン冷却部品は 似ているように見えますが、油圧の代替品ではありません。要素が保守可能かどうかは設計によって異なります。密封されたカートリッジは、承認された手順なしに分解したり調整したりしないでください。

まず汚染源を検査する

サーモスタットに詰まった金属粒子や劣化したシールも、ポンプ、モーター、バルブ、クーラーを通って循環している可能性があります。ソースを修正せずにきれいなバルブを取り付けると、すぐに繰り返し故障が発生する可能性があります。

元の動作エンベロープが変更されたときにサイズを変更する

より大きなポンプ、高流量のアタッチメント、異なるオイル、より低温の展開、より長いホース、または新しいクーラーを使用すると、正しい元のバルブが不適切になる可能性があります。サイズ変更では、バイパスとホットパスの両方のパフォーマンスを考慮する必要があります。内部要素を確認せずに大きなポートを選択するだけでは不十分です。

過熱だけでサイズ変更しないでください

発熱がクーラーの能力を超える場合、サーモスタットを大きくしても熱バランスは解決されません。利用可能な最大のコンポーネントを選択するのではなく、証拠に基づいてクーラーのサイズ、空気流量、オイル流量、負荷を検討してください。

交換および卸売マッチングデータ

交換の見積もりの​​場合は、サーモスタットまたはハウジングの参照番号、機器のメーカー、モデルとシリアル範囲、油圧回路図、設置場所、オイルの種類と粘度グレード、公称流量とピーク流量、予想される入口圧力、許容差圧、動作温度とコールドスタート温度、必要な開始から開までの基準と全開基準、ポートのラベル、ネジの仕様、シール方法、取り付け寸法、およびすべての面の鮮明な写真を提供してください。

提供されたスコープを定義する

注文にワックスエレメント、カートリッジ、完全な 4 ポートハウジング、フィッティング、シール、ブラケット、センサー、または統合クーラーモジュールが必要かどうかを記載します。複数の油冷カテゴリを組み合わせたディストリビュータの場合、 ローダー オイル クーラーの卸売ガイド には、追加の用途と梱包に関する考慮事項が記載されています。

シールの互換性は製品によって異なります

エラストマーと正確な作動油および温度範囲との適合性を確認します。一般的な色や外観ではシール素材を特定することはできません。交換キットには、必要に応じて管理された材料仕様と追跡可能なバッチ識別が含まれている必要があります。

大量注文前のサンプル検証

寸法と接続を測定し、合意された方法を使用して温度応答、ストローク、圧力降下、漏れ、戻りの動作をテストします。サンプルを代表的な回路に取り付け、コールドスタートと全負荷条件を繰り返します。バルク検査により、そのサンプルによって証明された寸法と性能特性を管理できます。

パッケージは校正済みのムーブメントを保護する必要があります

キャップはポートからの破片を防ぎ、損傷を避けるためにシールを梱包し、要素を衝撃や腐食から保護する必要があります。重い取り付け具は輸送中にハウジングにぶつからないように注意してください。

よくある質問

油圧オイルクーラーのサーモスタットはどの温度で開く必要がありますか?

普遍的な価値はありません。流体の粘度-温度曲線、コンポーネントの要件、周囲範囲、ウォームアップの必要性、冷却器の容量、およびバルブメーカーの開始から開きと全開の定義から範囲を選択します。

開放温度は低いほうが良いのでしょうか？

必ずしもそうとは限りません。暖機が遅れ、冷間油圧損失が増加する可能性があります。目標は、可能な限り低い測定値ではなく、粘度と温度範囲を制御することです。

サーモスタットが開いたままになっていると過熱が発生する可能性がありますか?

ウォームアップが遅くなることが一般的ですが、流量分布が不利になったり、オイルの粘度が高すぎる場合、圧力損失が増加したり、別の冷却障害が存在した場合には、依然として過熱が発生する可能性があります。回路全体をテストします。

サーモスタットが閉じたままになっているとクーラーが損傷する可能性がありますか?

バルブがバイパス方向に固着していると、クーラーが動作しなくなり、オイルが過熱する可能性があります。バルブや配管の故障により、低温の粘性オイルが制限された経路を通過することにより、過剰な差圧が発生する可能性もあります。障害の影響は内部ポートのロジックによって異なります。

赤外線温度計でサーモスタットをテストできますか?

表面温度マッピングにより流れの推移を明らかにすることはできますが、スプールの移動量、内部漏れ、容量を証明することはできません。校正された接触または設置された測定値に加えて、圧力と流量の証拠を使用します。

温度が設定付近で変動するのはなぜですか?

考えられる原因としては、バルブのヒステリシス、センシングの遅延、冷却器の限界容量、ファンの循環、負荷の変化、過剰なバルブ サイズ、または混合不良などが挙げられます。部品を交換する前に、すべての制御データと温度データを時間調整します。

購入者はどのような情報を提出する必要がありますか?

OE リファレンス、ハウジングとポートの写真、回路図、機器とシリアル情報、オイル仕様、コールドフローとホットフロー、圧力制限、温度基準、ねじ山、取り付け寸法、付属品、サンプル要件、および数量を送信します。エレクデュラの アフターマーケット製品の範囲は、 リクエストを適切な冷却カテゴリに分類するのに役立ちます。

バルブを油圧コンポーネントとして指定する

油圧オイルクーラーサーモスタットは、温度応答バルブと流量制限の両方として選択する必要があります。適切なユニットは、低温で粘性のあるオイルを過度の冷却器圧力降下から保護し、調整バンドを予測どおりに通過し、許容できない背圧を発生させることなく熱交換器に十分な高温流を供給します。信頼性の高い診断には、時間ベースの温度マッピング、差圧測定、エアフロー検証、および内部ポートロジックの明確な理解が必要です。

技術的なマッチングの場合は、バルブとクーラーのリファレンス、回路図、オイルの種類、流量範囲、圧力制限、コールドスタート温度、開度および全ストローク基準、ポートのネジとラベル、取り付け寸法、機器のシリアル範囲、写真、および必要な数量を Elecdura を通じて送信してください。 技術見積フォーム。販売代理店からの計画的な注文については、 卸売協力プロセス。 油圧仕様が確認された後の