Устройство автомобилей

Система питания двигателя от газобаллонной установки

В процессе передачи газа из емкости для хранения (баллона, газгольдера и т.п.) к потребителю используется редуцирующее приспособление. Рассмотрим основное назначение и устройство газового редуктора, а также особенности его использования для разных целей.

Основные параметрыПравить

Давление на входе — как правило, до 250 атмосфер для сжатых (несжижаемых) газов и 25 атмосфер для сжижаемых и растворённых газов.

Давление на выходе — типовое 1-16 атм., хотя выпускаются и другие модификации (например РК-70, имеющий на выходе давление до 70 атм.).

Расход газа — в зависимости от типа редуктора и его назначения, колеблется от нескольких десятков литров в час до нескольких сот м³/час.

Реду́ктор давле́ния воды́ — прибор, стабилизирующий, а также уменьшающий давление в водопроводной сети, защищая тем самым от высокого давления трубопровод и подключённое к нему бытовое оборудование. Редуктор давления является компактным устройством в герметичном металлическом корпусе, имеющем два резьбовых отверстия на входе и выходе. Возможно подключение манометра и винта для регулировки давления.

Внешний вид и схема редуктора

Проживание в районах с отсутствием централизованной системы подачи газа сопряжено с необходимостью использования газовых баллонов. Их содержимое взрывоопасно, поэтому требует соблюдения мер безопасности. Для этого используются специальные переходные устройства — редукторы. Они используются и в промышленности для работы с газовым оборудованием, а также применяются для газобаллонных установок в автомобилях.

Основное назначение редуктора — транспортировка газовой смеси из емкости, в которой она хранится в сжиженном виде, потребителю для его дальнейшего использования по назначению, например в качестве топлива.

В баллоне газ хранится под воздействием высокого давления, которое должно быть снижено в процессе использования газовой смеси. Этого можно добиться с помощью редуктора.

Данный прибор также является надежной защитой от риска взрыва. В исправном состоянии он предотвращает возможность проникновения воздуха в баллон. В противном случае любая, даже самая маленькая искра способна спровоцировать взрыв баллона.

С помощью редуктора обеспечивается надежность работы всей системы подачи газа. Данный прибор может применяться как для промышленных газовых емкостей, так и для баллонов бытового назначения.

На рынке представлены редукторы разных типов, которые различаются по внешнему виду, конструкции и оснащению. Но все они включают в свой состав такие детали:

• запорная пружина;
• мембрана (один из самых важных элементов, который реагирует на давление газа);
• редуцирующий клапан.

Пружина давит на клапан, пытаясь перекрыть выход содержимому баллона. Мембрана, в свою очередь, таким же образом воздействует на клапан в обратном направлении, стремясь его приоткрыть.

На гибкую пластину мембраны воздействует редуцированный газ с низким давлением. Если напор снижается, сила мембраны превышает силу запорной пружины. Это приводит к открытию клапана. Затем весь процесс повторяется.

Кроме основных составляющих конструкция редуктора может включать в себя дополнительные детали:

• регулировочный винт, контролирующий положение мембраны;
• манометры высокого и низкого давления;
• штуцер, обеспечивающий проводимость газа из баллона в редуктор.

На сегодняшний день покупателям предлагаются редукторы двух видов:

• Одноступенчатые. Оснащены одной камерой для снижения давления. Недостаток таких устройств заключается в зависимости показателей давления на выходе от аналогичных показателей на входе.
• Двухступенчатые. Оснащены двумя камерами: высокого и рабочего давления. Газ из баллона первоначально поступает в камеру первого типа и подается потребителю через камеру второго типа. Это позволяет с высокой точностью добиться нужного давления на выходе вне зависимости от напора газа в баллоне. Такие устройства отличаются низкой способностью к замерзанию. Но при этом они имеют более сложную конструкцию.

В зависимости от содержимого баллона редукторы делятся на два вида:

• для горючих газов;
• для негорючих газов.

Для первых применяется левосторонняя резьба. Это исключает риск случайного подсоединения кислородного редуктора к емкости с горючим веществом. Во втором случае применяется правосторонняя резьба, как и для баллонов с кислородом. Для инертных газов допускается использование кислородных редукторов.

В бытовых условиях используются только горючие смеси. В зависимости от газа редукторы делятся на такие виды:

• Ацетиленовые. Используются в процессе проведения сварочных работ и резки трубопроводов. Такие приборы окрашены в белый цвет. Для их производства используются металлы (кроме серебра, меди и цинка).
• Водородные. Применяются для газопламенных работ, например для сварки или резки металла. Оснащены металлическим корпусом, окрашенным в зеленый цвет.
• Кислородные. Основная сфера применения — машиностроительная и металлургическая промышленность. Используются в процессе автогенных работ, например сварки, резки и пайки. Реже применяются в медицине и в подводном плавании. Для производства таких редукторов используются устойчивые к окислению сплавы. Корпус окрашивается в голубой цвет.
• Пропан-бутановые. Подходят для промышленного и бытового использования (для газовых плит). В производстве применяются для резки, пайки и подогрева, в строительстве — для укладки битумных покрытий. Некоторые модели предусматривают заводскую установку постоянного рабочего давления, другие оснащены функцией регулировки давления в диапазоне от 0 до 3 кГс/см2. Корпус окрашивается в красный цвет.
• Метановые. Используются для баллонов с горючим газом. Оснащены корпусом, окрашенным в красный цвет.

При выборе и заказе редуктора рекомендуется уточнить у продавца технические характеристики и назначение прибора. Некоторые зарубежные производители для маркировки оборудования используют другие цветовые обозначения.

В целях предотвращения риска замерзания газа на выходе при производстве корпуса прибора применяется технология развитого оребрения.

К любым приборам газоснабжения применяются нормы и правила безопасности. Превышение допустимого показателя давления газа внутри системы способно спровоцировать аварийную ситуацию, которая может привести к тяжелым последствиям.

ГОСТ и маркировкаПравить

Согласно ГОСТ 13861-89, редукторы для газопламенной обработки классифицируются:

• По принципу действия: на редукторы прямого и обратного действия;
• По назначению и месту установки: баллонные (Б), рамповые (Р), сетевые (С);
• По редуцируемому газу: ацетиленовые (А), водородные (В), кислородные (К) пропан-бутановые (П), метановые (М);
• По числу ступеней редуцирования и способу задания рабочего давления: одноступенчатые с пружинным заданием давления (О), двухступенчатые с пружинным заданием давления (Д), одноступенчатые с пневматическим задатчиком давления (З).

Редукторы отличаются друг от друга цветом окраски корпуса и присоединительными устройствами для крепления их к баллону. Редукторы, за исключением ацетиленовых, присоединяются накидными гайками, резьба которых соответствует резьбе штуцера вентиля. Ацетиленовые редукторы крепятся к баллонам хомутом с упорным винтом.

Газовый редуктор

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 февраля 2023 года; проверки требуют 3 правки.

Газовый реду́ктор — устройство для понижения давления газа или газовой смеси на выходе из какой-либо ёмкости (например, в баллоне или газопроводе) до рабочего и для автоматического поддержания этого давления постоянным независимо от изменения давления газа в баллоне или газопроводе. Термодинамический процесс в редукторе — дросселирование.

Газовые баллоны с редукторами (кислородный БКО-50 и ацетиленовый БАО-5)

Зачем применяется газовый редуктор

В любом сосуде газ находится под высоким давлением. Это упрощает его транспортировку и эксплуатацию. Однако, к потребителю, будь то плита, котел, сварочное или газопламенное оборудование, он должен поступать под низким давлением. Для такого преобразования существует специальное механическое устройство – газовый редуктор.

На рисунке изображена схема внутреннего устройства

Возьмем, к примеру, пропан-бутановую смесь. Для того, чтобы ее хранить в жидком состоянии, создается давление порядка 16 бар. Вместе с тем, потребителю, в большинстве случаев, достаточно несколько десятков миллибар. Кроме того, выходное давление должно поддерживаться на определенном уровне в процессе опустошения резервуара. Именно для таких целей необходим редуктор. Любая баллонная установка оснащена подобным устройством, без которого невозможна ее безопасная эксплуатация, вне зависимости от того, используется она в промышленных или бытовых целях. Больше узнать о работе газобаллонного оборудования можно в статье: эксплуатация баллонных установок в автономной системе газоснабжения.

СсылкиПравить

Соблюдение норм безопасности – одна из главных составляющих работы системы газоснабжения. Превышение показателей давления в несколько раз выше номинального может создать аварийную ситуацию с любыми возможными последствиями. С целью предотвращения аварии некоторые модели оснащаются дополнительным клапаном безопасности, который сбрасывает излишек газа в случае превышения номинальных показателей в 2,5-3 раза.

Так подключен редуктор в баллонной установке

По виду редуцируемого газа редукторы делятся на следующие типы:

• ацетиленовые;
• водородные;
• кислородные;
• пропан-бутановые;
• метановые.

На рисунке показаны разные виды редукторов

Вместе с тем, все варианты можно условно разделить на устройства для горючих и негорючих газов. Баллоны с горючей газовой смесью имеют левую резьбу, тогда как емкости для инертных газов и кислорода оснащены правой резьбой. Это сделано для того, чтобы предотвратить случайное присоединение редуцирующего элемента, предназначенного, например, для метана, к баллону с кислородом. Кстати, больше информации об автономной газификации Вы найдете в этом разделе.

Для сжиженных углеводородных газов устройство газовых редукторов может иметь одну конструктивную особенность. С целью предотвращения замерзания газа на выходе, корпус приспособления выполняется с развитым оребрением.

На долговечность работы редуктора большое значение оказывает качество газа. Поэтому заправку резервуаров необходимо осуществлять у надежных компаний, таких как «Промтехгаз», где помимо хорошего обслуживания можно получить профессиональную консультацию по работе с любым газовым оборудованием.

Сетевой редуктор СМО-35

Чтобы снизить риск до минимума, многие конструкции дополняются специальным клапаном безопасности. В случаях превышения нормативного показателя давления в 2,5–3 раза данный элемент срабатывает и стравливает излишки газа.

Если система газификации включает в себя групповую балонную установку, рекомендуется оснастить каждую емкость редуктором, имеющим клапан безопасности.

Один раз в неделю следует записывать показания манометра. Медленное регулярное изменение уровня давления может свидетельствовать о снижении упругости пружины.

Чтобы редуктор эффективно выполнял свои функции на протяжении длительного времени, рекомендуется периодически (не реже одного раза в квартал) проводить простую проверку работоспособности прибора:

• Контролировать герметичность конструкции в местах установки прокладок. Для этого зоны возможной утечки газа смазываются мыльным раствором. При возникновении пузырей можно сделать вывод о нарушении герметичности.
• Продувать предохранительный клапан, чтобы исключить риск его залипания. Для этого следует подключить редуктор к источнику сжатого воздуха, а затем — постепенно повышать давление при закрытом выходном отверстии до момента срабатывания защитного механизма.

Запрещено проводить ремонтные работы редуктора, предусматривающие физическое воздействие на его корпус, например подтяжку резьбы, если прибор находится под давлением. В противном случае существуют риск выпуска и воспламенения газа, а также разгерметизации устройства, что опасно для жизни и здоровья людей, находящихся в помещении.

Корпус данного редуктора изготовлен из латуни. Это способствует надежной защите устройства от физического воздействия. Кроме того, латунь устойчива к окислению, что обеспечивает длительную эксплуатацию изделия. Крышка выполнена из стеклонаполненного полиамида.

• рабочий газ — пропан;
• вес — 0,53 кг;
• пропускная способность — 5,0 м куб/ч;
• производитель — «Редиус»;
• габариты — 155 × 128 × 110 мм;
• тип товара — газосварочное оборудование;
• максимальное рабочее давление газа — 0,3 МПа;
• соединение (вход) — гайка накидная W21.8-1/14” LH;
• давление на входе — 0,3 МПа;
• давление на выходе — 2,5 МПа.

Конструкция данного прибора оснащена двумя манометрами для контроля показателей на входе и внутри камеры. С помощью устройства производится автоматическое поддержание заданных параметров рабочего давления. Данная модель редуктора дважды фильтрует газовую смесь.

Основной материал, использованный для производства изделия, — латунь. Прибор полностью соответствует требованиям норм безопасности.

• рабочий газ — аргон;
• вес — 0,83 кг;
• пропускная способность — 5,0 м куб/ч;
• производитель — «Редиус»;
• габариты — 136 × 149 × 127 мм;
• тип товара — газосварочное оборудование;
• максимальное рабочее давление газа — 1,25 МПа;
• максимальное давление срабатывания предохранительного клапана — 2,5 МПа;
• соединение (вход) — гайка накидная G3/4;
• соединение (выход) — М16 × 1,5;
• давление на входе — 20 МПа.

Обеспечить полную безопасность газового оборудования способны только надежные производители с безупречной репутацией. В целях исключения рисков не рекомендуется приобретать продукцию неизвестных брендов.

Надежными производителями газового оборудования, в т. ч. редукторов, считаются такие компании:

• DIGITRONIC. Продукция этой польской торговой марки поставляется более чем в 30 стран мира. Она соответствует международным стандартам, отличается высоким качеством и простотой установки. Все изделия хорошо совмещаются с приборами других брендов. Компания имеет собственные исследовательские лаборатории. Ей принадлежат многочисленные инновации. В производстве применяется замкнутый цикл.
• LOVATO. Продукция данного бренда соответствует международным стандартам и отличается оптимальным соотношением цены и качества. Производитель не допускает брака в своем производстве. При наличии дефекта деталь отправляется на утилизацию.
• OMVL. Изделия данного производителя поставляются в Европу, Северную Америку, Азию и в Аргентину. Каждая деталь проектируется компанией самостоятельно. Вся продукция соответствует международным стандартам.
• Prins. Продукция этого голландского бренда отличается качеством премиум-класса. Недостаток заключается в высокой стоимости. Но он полностью компенсируется надежностью оборудования и безопасностью в эксплуатации.
• «Редиус». Продукция данного производителя на сегодня хорошо зарекомендовала себя на рынке газового оборудования и заняла достойную позицию в рейтинге среди конкурентов. Преимущества заключаются в оптимальном соотношении цены и качества и в широком ассортименте продукции.

Редуктор — это прибор, необходимый для нормализации и стабилизации давления газа и поддержания бесперебойной работы системы газоснабжения. При его выборе необходимо учитывать назначение устройства и вид газовой смеси. Главное требование — соответствие нормам и правилам безопасности.

Материал подготовили сотрудники SMSM.ru, имеющие практический опыт работы более 25 лет со строительными инструментами и оборудованием как российского производства, так и иностранного.

Узлы и приборы газобаллонных установок

К газоподающей аппаратуре газобаллонной установки относятся следующие приборы и узлы:

• испаритель газа;
• подогреватель газа;
• газовый смеситель;
• фильтры газа;
• газовые редукторы;
• дозирующе-экономайзерное устройство.

Испаритель газа

Испаритель газа служит для преобразования сжиженного газа в паровую фазу (газообразное состояние). На рис. 1 показан испаритель, применяемый в отечественных газобаллонных установках грузовых автомобилей. Он состоит из двух частей, отлитых из алюминиевого сплава. Источником теплоты в этом испарителе служит жидкость из системы охлаждения двигателя.

Сжиженный газ проходит через теплообменник испарителя и превращается в газообразное состояние. Испаритель обеспечивает нормальную работу двигателя при температуре охлаждающей жидкости не менее 80 ˚С, поэтому для запуска и разогрева двигателя чаще всего прибегают к работе на традиционных видах топлива (бензине).

Подогреватель газа

Подогреватель газа служит для предварительного подогрева сжатого газа в целях исключения конденсации влаги в газопроводах и замерзании ее в зимнее время.

На отечественных грузовых автомобилях устанавливается подогреватель (рис. 2), в котором используется теплота отработавших газов.

Подогреватель состоит из корпуса 2, в котором размещен теплообменный змеевик 5. Подогреватель подключается к системе выпуска отработавших газов до глушителя. Отработавшие газы, проходя через корпус подогревателя, омывают змеевик, по которому проходит сжатый газ, и подогревают его.
Затем отработавшие газы, пройдя подогреватель, выбрасываются в окружающую среду, минуя глушитель, через приваренный выходной патрубок 6.

Интенсивность подогрева газа регулируется размером отверстия специальной дозирующей шайбы.

Фильтры газа

Фильтры служат для очистки газа от механических примесей.
Фильтры могут быть войлочными с кольцами и сетчатыми. Они устанавливаются в магистрали после испарителя. Сетчатый фильтр устанавливается, как правило, на газовом редукторе, а фильтр с войлочными кольцами объединяется с электромагнитным клапаном.

На автомобилях, работающих на сжатом газе, один фильтрующий элемент устанавливается на входе в редуктор высокого давления, другой – на линии низкого давления перед двухступенчатым редуктором.

Фильтр состоит из корпуса 2 (рис.3), стакана 4, войлочного фильтрующего элемента 3 и стяжного болта 5.

Электромагнитный клапан 1 находится нормально закрытом положении и при включении его в бортовую электросеть автомобиля (включение зажигания) открывается и пропускает газ в питающую газовую магистраль.

Газовые редукторы служат для понижения давления сжиженного или сжатого газа до давления, близкого к давлению окружающей среды (атмосферному).

Для газобаллонных установок сжиженного газа используют двухступенчатые редукторы низкого давления, а для установок сжатого газа дополнительно используют одноступенчатый редуктор высокого давления.

Двухступенчатый газовый редуктор

Двухступенчатый газовый редуктор (рис. 4) предназначен для всех отечественных грузовых газобаллонных автомобилей. Конструктивно с ним объединено дозирующее-экономайзерное устройство.

При неработающем двигателе электромагнитный клапан закрыт, и газ во входной штуцер 8 редуктора не поступает. В этом случае давление в полости Д, которая связана с окружающей средой, прогибает мембрану 11 вниз и через рычаг 10 открывает клапан 7 первой ступени редуктора.
В полости Б также давление, соответствующее давлению окружающей среды, поэтому мембрана 2 через пружину 5 и шток 4 перемещает рычаг 1 вверх и открывает клапан 12 второй ступени редуктора. Давление во всем редукторе соответствует давлению окружающей среды.

При включении зажигания и открытом магистральном вентиле газ через вход I, клапан 7 поступает в полости Г и В и воздействует на мембраны 11 и 2. Если двигатель не работает и потребления газа нет, то эти мембраны закрывают клапаны 12 и 7.

Одноступенчатый редуктор высокого давления

Одноступенчатый газовый редуктор высокого давления (рис. 5) служит для снижения давления сжатого газа до 1,2 МПа.
Газ из баллона поступает в полость А редуктора через штуцер с накидной гайкой 15 и керамический фильтр 14 к клапану 12. На клапан давит сверху через толкатель 3 и мембрану пружина редуктора.

При давлении газа в полости Б меньше заданного пружина редуктора через толкатель опускает клапан 12, пропуская через образовавшуюся щель газ в полость Б. Газ при этом проходит дополнительный фильтр 11. При достижении заданного давления в полости Б мембрана 2 прогибается вверх, преодолевая усилие своей пружины, и клапан 12 под действием пружины 13 поднимается и закрывает проход газа.

Выходное давление регулируется рукояткой с винтом 4. Работа редуктора контролируется по манометру, принимающему сигнал от датчика высокого давления 1 и сигнализатора падения выходного давления 6 (аварийного датчика).

Газовый смеситель

Газовые смесители предназначены для приготовления горючей смеси и регулирования ее подачи в цилиндры двигателя в соответствии с режимами его работы. Их изготовляют в виде автономного прибора (в чисто газовом варианте) или совмещают с карбюратором.
В последнем случае прибор называется карбюратором-смесителем и отличается от обычного карбюратора наличием форсунки для ввода в него газа. При этом сохраняется способность работы двигателя на бензине без изменения динамических и экономических показателей.
Газовую форсунку размещают либо в проставке между корпусом дроссельных заслонок и диффузорами, либо вводят в диффузор сверху.

Смесители для газового варианта имеют простейшую конструкцию, схема соединения газовых каналов смесителя и редуктора показана на рис. 6.
Смесители не имеют ускорительных насосов, так как в отличие от бензина плотность нефтяного и природного газов мало отличается от плотности воздуха. Следовательно, при резком открытии дроссельных заслонок переобеднения горючей смеси не произойдет.

Основная подача газа осуществляется дозирующее-экономайзерным устройством 1 через канал 2, обратный клапан 6 и газовые форсунки 7, которые расположены в узком сечении диффузоров 8.

При работе двигателя на минимальной частоте вращения холостого хода обратный клапан 6 закрыт, отверстие прямоугольного сечения находится в зоне низкого разрежения, и газ поступает в задроссельное пространство через круглое отверстие 3. Количество поступающего газа регулируют винтом 11. Воздух в этом случае поступает через щели между дроссельными заслонками и стенками смесительных камер.

При открывании дроссельных заслонок 5 прямоугольные отверстия 4 переходят в зону высокого разрежения, через них начинает поступать газ, частота вращения коленчатого вала и мощность двигателя увеличиваются.
Общую подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом 10.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается разрежение в диффузорах 8 и открывается обратный клапан 6, включающий основную подачу газа.

Газ в систему холостого хода подается по двум каналам: непосредственно из второй ступени редуктора по каналу 12 и из полости за дозирующим устройством по каналу 2.
Такая конструкция обеспечивает плавный переход с режима холостого хода на режим частичных нагрузок и отсутствие переобогащения горючей смеси на малых нагрузках.

Газовое оборудование и арматура

Устройство газового редуктора и его принцип действия

Подобные механизмы могут отличаться цветом, корпусом, иметь индивидуальные особенности, однако, базовое устройство и принцип действия у них одинаков.

Основными деталями данного оборудования являются:

• запорная пружина;
• мембрана;
• редуцирующий клапан.

С одной стороны, пружина стремится перекрыть клапан, прервав подачу газа, а с другой – мембрана действует на клапан, пытаясь открыть его. Одновременно с этим, мембране противодействует редуцированный газ с рабочим (низким) давлением. Как только рабочее давление падает ниже нормы, сила воздействия мембраны на клапан превышает силу запорной пружины, и он открывается.

Представлен принцип работы в разрезе редуктора

Кроме базовых деталей, устройство газового редуктора может иметь манометр и вентиль, которые выполняют функцию контроля входного/выходного давления и дополнительной регулировки выходной подачи газа.

Вот видео, которое показывает принцип работы газового редуктора:

Типы газовых редукторовПравить

Газовый редуктор с радиатором и малогабаритный газовый редуктор, указан диаметр резьбы.

• Воздушный редуктор, или регулятор — используется на промышленных предприятиях для понижения давления воздуха и поддержания его постоянным в воздушных сетях и коммуникациях, а также в водолазном деле для понижения давления дыхательной смеси
• Кислородный редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (газовой сварки, резки и пайки), а также в медицине и подводном плавании.
• Пропановый редуктор (прост. «лягушка») — используется на разного рода предприятиях (особенно много в машиностроении и металлургии) для проведения автогенных работ (резки, пайки и подогрева) при строительстве (для укладки битумных покрытий) или в быту (газовые плиты). Бывают с постоянно заданным рабочим давлением (устанавливается на заводе-изготовителе) и с возможностью регулировки давления в диапазоне 0-3 кгс/см2.
• Ацетиленовый редуктор — используется на разного рода предприятиях (особенно много в коммунальных хозяйствах) для газовой сварки и резки трубопроводов.

В целом газовые редукторы делятся на редукторы для горючих и негорючих газов. Редукторы для горючих газов (метан, водород и т. д.) имеют левую резьбу, чтобы предотвратить случайное подсоединение редуктора, работавшего с горючими газами, к кислородному баллону. Баллоны с инертными газами (гелий, азот, аргон и др.) имеют правую резьбу, как и баллоны с кислородом. Таким образом, для инертных газов могут использоваться кислородные редукторы.

Кроме того, редуктор может выполнять роль клапана сброса давления. В английском языке редукторы такого типа называются back pressure regulators, в отличие от обычных pressure regulators. Использование редукторов и клапанов сброса давления может быть совместным, в этом случае редуктор устанавливается на входе в систему и регулирует приток газа, тогда как клапан устанавливается на выходе и при необходимости обеспечивает сброс излишнего давления, что повышает общую стабильность системы.

Редукторы, предназначенные для установки на баллоны со сжиженными газами (углекислый газ, закись азота, пропан, бутан) могут иметь корпус с развитым оребрением для предотвращения замерзания газа на выходе. С этой же целью редукторы газобаллонных автомобилей включены в систему охлаждения двигателей внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, нагретая вода (или антифриз) подогревает редуктор, препятствуя его обмерзанию.

Принцип действияПравить

Работа данного редуктора построена на принципе выравнивания усилий диафрагмы и настроечной пружины. При открытии крана в водопроводе выходное давление редуктора уменьшается, что приводит к снижению давления на диафрагму. Усилие пружины в ходе этого возрастает, и выравнивая его, диафрагма одновременно открывает рабочий клапан до тех пор, пока рабочее давление на выходе не станет равным заданному значению. В ходе этого давление на входе редуктора, а также его скачки никак не влияют на открытие или закрытие клапана.
Установленный на входную трубу редуктор понижает до нужного уровня и стабилизирует давление во всей системе водопровода дома или квартиры. Если же это не было сделано при монтаже системы, то можно установить редуктор отдельно на бойлер, посудомоечную или стиральную машину, которые обычно не рассчитаны на высокое давление. Особенно важно это сделать при наличии в системе насоса, при включении и отключении которого возникает гидроудар.

Классификация и характеристики редукторовПравить

Редукторы классифицируются в зависимости от:

Виды редукторов, в зависимости от применяемых передач:

• Цилиндрический.
• Конический.
• Червячный.
• Планетарный.
• Волновой.
• Циклоидальный.
• Прецессирующий.
• Смешанный.

Основные характеристики редукторов

• общее передаточное отношение;
• величина номинального крутящего момента на тихоходном валу;
• максимально возможная частота вращения.

В серийном производстве широко распространены стандартизованные литые корпуса редукторов. Чаще всего в тяжёлой промышленности и машиностроении применяются корпуса из литейного чугуна, реже из литейных сталей. Когда требуется максимально облегчить конструкцию применяют легкосплавные корпуса. На корпусе редуктора чаще всего имеются места крепления — лапы и/или уши, за которые перемещают и/или крепят редукторы к основанию. На выходе валов располагают уплотнения (сальники) для предотвращения вытекания масла. На корпусах редукторов зачастую располагают конструкционные элементы, предотвращающие увеличение давления внутри редуктора, возникающее от нагрева редуктора при его работе.

В штучном производстве широко используются сварные корпуса, позволяющие получать индивидуальные конструктивные решения.

В дополнение к общему определению передаточного отношения, предполагающему отношение угловых скоростей ведущей и ведомого валов   в любом механическом редукторе на зубчатых колёсах таковое может быть подсчитано без замеров угловых скоростей по формулам, учитывающим число зубьев. Для определения передаточного отношения любого редуктора из двух взаимозацепленных зубчатых колёс, независимо от их формы и типа зацепления (цилиндрического, конического, гипоидного, червячного), верна формула вида   где   — число зубьев ведущего зубчатого колеса (число заходов червяка), а   — число зубьев ведомого зубчатого колеса. Передаточное отношение планетарного редуктора определить таким образом также возможно, хотя оно не имеет единой формулы подсчёта, и для его определения по числу зубьев всегда надо понимать, какое звено планетарного редуктора является ведущим/ведомым/опорным, а также учитывать тип и форму конкретного планетарного механизма.

Общее передаточное отношение всех редукторов, задействованных в конкретной кинематической цепи, равно произведению их передаточных отношений.

Редуктор со ступенчатым изменением передаточного отношения называется коробкой передач, с бесступенчатым — вариатор.

Принцип работыПравить

Принцип действия редуктора определяется его характеристикой. У редукторов прямого действия — падающая характеристика, то есть рабочее давление по мере расхода газа из баллона несколько снижается, у редукторов обратного действия — возрастающая характеристика, то есть с уменьшением давления газа в баллоне рабочее давление повышается.

Редукторы различаются по конструкции, принцип действия и основные детали одинаковы для каждого редуктора.

Рис. 1 а — редуктор обратного действия, б — редуктор прямого действия

Редуктор обратного действия (рис. 1 а) работает следующим образом. Сжатый газ из баллона поступает в камеру высокого давления 8 и препятствует открыванию клапана 9. Для подачи газа в горелку или резак необходимо вращать по часовой стрелке регулирующий винт 2, который ввертывается в крышку 1. Винт сжимает нажимную пружину 3, которая в свою очередь выгибает гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом передаточный диск со штоком сжимает обратную пружину 7, поднимая клапан 9, который открывает отверстие для прохода газа в камеру низкого давления 13. Открыванию клапана препятствует не только давление газа в камере высокого давления, но и пружина 7, имеющая меньшую силу, чем пружина 3. Автоматическое поддержание рабочего давления на заданном уровне происходит следующим образом. Если отбор газа в горелку или резак уменьшится, то давление в камере низкого давления повысится, нажимная пружина З сожмётся и мембрана 4 выправится, а передаточный диск со штоком 5 опустится и редуцирующий клапан 9 под действием пружины 7 прикроет седло клапана 10, уменьшив подачу газа в камеру низкого давления. При увеличении отбора газа процесс будет автоматически повторяться. Давление в камере высокого давления 8 измеряется манометром 6, а в камере низкого давления 13 — манометром 11. Если давление в рабочей камере повысится сверх нормы, то при помощи предохранительного клапана 12 произойдет сброс газа в атмосферу.

Помимо однокамерных редукторов применяют двухкамерные, в которых давление газа понижается постепенно в двух камерах редуцирования, расположенных последовательно одна за другой. Двухкамерные (двухступенчатые) редукторы обеспечивают более постоянное рабочее давление и менее склонны к замерзанию, однако они сложнее по конструкции, поэтому двухкамерные (двухступенчатые) редукторы используют тогда, когда необходимо поддерживать рабочее давление с повышенной точностью.

Редукторы прямого действия. В редукторах прямого действия (рис. 1, б) газ через штуцер 3, попадая в камеру высокого давления 6 и действуя на клапан 7, стремится открыть его (а в редукторах обратного действия — закрыть его). Редуцирующий клапан 7 прижимается к седлу запорной пружиной 5 и преграждает доступ газа высокого давления. Мембрана 1 стремится отвести редуцирующий клапан 7 от седла и открыть доступ газа высокого давления в камеру низкого (рабочего) давления 10. В свою очередь мембрана 1 находится под действием двух взаимно противоположных сил. С наружной стороны на мембрану 1 через нажимной винт 12 действует нажимная пружина 11, которая стремится открыть редуцирующий клапан 7, а с внутренней стороны камеры редуктора на мембрану давит редуцированный газ низкого давления, противодействующий нажимной пружине 11. При уменьшении давления в рабочей камере нажимная пружина 11 распрямляется, и клапан уходит от седла, при этом происходит увеличение притока газа в редуктор. При возрастании давления в рабочей камере 10 нажимная пружина 11 сжимается, клапан подходит ближе к седлу и поступление газа в редуктор уменьшается. Рабочее давление определяется натяжением нажимной пружины 11, которое изменяется регулировочным винтом 12. При вывертывании регулировочного винта 12 и ослаблении нажимной пружины 11 снижается рабочее давление и, наоборот, при ввертывании регулировочного винта сжимается нажимная пружина 11 и происходит повышение рабочего давления газа. Для контроля за давлением на камере высокого давления установлен манометр 4, а на рабочей камере — манометр 9 и предохранительный клапан 8.

В практике наибольшее распространение получили редукторы обратного действия как более удобные и безопасные в эксплуатации.

Как это работаетПравить

Редуктор с цилиндрическими шестернями

Работа любого редуктора подпадает под действие Золотого правила механики: редуктор практически не изменяет передаваемую вращением мощность (с поправкой на КПД), а лишь взаимообратно изменяет две её составляющие — крутящий момент и угловую скорость. Величина изменения определяется передаточным отношением. При этом редукция усилия предполагает, что крутящий момент на входе в редуктор будет меньше, чем на выходе с него, а угловая скорость, соответственно, наоборот — на входе будет больше чем на выходе. Передаточное отношение любого подобного редуктора больше единицы, а сам термин «редуктор», упомянутый без каких-либо дополнительных определений к нему, подразумевает именно редуктор подобного плана.

В редких случаях (в основном, из компоновочных соображений) в технике применяются редукторы с передаточным отношением меньше единицы. Такой редуктор в русскоязычном речевом обиходе называется «повышающим редуктором». Определение «повышающий» здесь происходит как от факта повышения усилия, необходимого для привода конечного устройства, так и от повышения угловой скорости ведомой шестерни в таком редукторе. Формально, исходя из этимологии термина «редуктор», термин «повышающий редуктор» есть оксюморон, но фактически распространённого синонима в русском языке нет, а, возможно, более подходящий сюда термин «мультипликатор» в обиходе практически не используется и малопонятен. При этом такой термин как «повышающая передача» официально зафиксирован ГОСТ и правомерно присутствует в инженерно-техническом лексиконе.

• ГОСТ 50370-92 . — С. 2. Общие понятия, термин 1 «Редуктор».
• ГОСТ 50370-92 . — С. 3. Общие понятия, термин 10 «планетарный редуктор».
• ГОСТ 50370-92 . — С. 3. Общие понятия, термин 1й «волновой редуктор».
• ГОСТ 29067-91 . — С. 2. Таблица 1.
• ГОСТ 29067-91 . — С. 4. Таблица 2.
• ГОСТ 29067-91 . — С. 4. Таблица 3.

Механический редуктор

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 января 2023 года; проверки требуют 4 правки.

Запрос «Редуктор» перенаправляется сюда; см. также другие значения.