วาล์วป้องกันแรงดัน: ตัวปกป้องวงจรเบรกลมของคุณ

วาล์วป้องกันแรงดันคือวาล์วแบบสปริงที่ติดตั้งอยู่ระหว่างแหล่งจ่ายลมเบรกกับวงจรปลายทาง มักเป็นวงจรอุปกรณ์เสริมหรือวงจรเสริม ซึ่งจะไม่ยอมปล่อยลมผ่านจนกว่าแรงดันต้นทางจะสูงเกินจุดที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เมื่อแรงดันระบบไต่ขึ้นเกินค่านั้น (โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 65-95 psi ขึ้นอยู่กับวาล์ว) มันจะเปิดและจ่ายลมให้วงจรปลายทาง หากแรงดันลดกลับต่ำกว่าจุดปิดในภายหลัง วาล์วจะปิดและกักลมที่เหลือไว้ทางฝั่งเบรก พฤติกรรมนี้เองที่ป้องกันไม่ให้สายเบาะลมแตกหรือถุงลมช่วงล่างฉีกขาดดึงลมจากถังเบรกจนหมด

ช่างมักเรียกย่อว่า PPV หรือเรียกว่าวาล์วป้องกันอุปกรณ์เสริม ในรถบรรทุกยุโรปจะพบวาล์วนี้ต่ออยู่ในสายขับเกียร์ วงจรยกกระบะห้องโดยสาร และสายจ่ายลมช่วงล่าง ส่วนในอุปกรณ์อเมริกาเหนือมักพบในสายช่วงล่างลม PTO แตรลม และวงจรอุปกรณ์เสริมอื่น ๆ

ทำไมระบบเบรกลมจึงต้องแยกวงจร

ระบบเบรกลมเป็นระบบนิวเมติกส์ กล่าวคือเก็บพลังงานในรูปลมอัดแทนที่จะเป็นของเหลวที่มีแรงดัน จุดรั่วที่อยู่หลังถังลมสามารถระบายลมสะสมปริมาณมหาศาลออกได้ในเวลาไม่กี่วินาที และทุก psi ที่หายไปคือความสามารถในการหยุดรถที่หายไปด้วย เมื่อแรงดันระบบตกลงใกล้เกณฑ์เตือนลมต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 60 psi เสียงเตือนและไฟเตือนจะทำงาน และหากแรงดันยังลดลงต่อเนื่อง เบรกสปริงจะทำงานเองในช่วง 20-45 psi

รถบรรทุกยุคใหม่มีอุปกรณ์จำนวนมากที่ใช้คอมเพรสเซอร์ตัวเดียวกัน ทั้งช่วงล่างลม เบาะลม ช่วงล่างห้องโดยสาร แตร วาล์วระบายของดรายเออร์ ตัวขับเกียร์และเพลา และในรถหัวลากคือสายจ่ายลมพ่วง หากไม่มีการแยกวงจร อุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งเสียก็จะดึงเบรกลงไปด้วย วาล์วป้องกันแรงดันจึงแบ่งระบบออกเป็นส่วน ๆ เพื่อให้ความเสียหายอยู่เฉพาะจุด

วาล์วป้องกันแรงดันทำงานอย่างไร

ภายในวาล์วเป็นลูกสูบหรือไดอะแฟรมที่รับแรงจากสปริงที่ปรับเทียบไว้และกดปิดพอร์ต แรงดันต้นทางกระทำที่ด้านหนึ่งของลูกสูบ ส่วนสปริงยึดปิดจากอีกด้านหนึ่ง

1. เริ่มอัดลมจากศูนย์ คอมเพรสเซอร์อัดลมเข้าถังเปียกและถังลมเบรก วาล์วป้องกันยังคงปิดอยู่ เพราะสปริงยังเอาชนะได้ ลมทั้งหมดที่มีจึงไหลไปยังวงจรเบรก
2. ถึงจุดเปิด เมื่อแรงดันต้นทางเกินค่าที่สปริงตั้งไว้ ลูกสูบจะยกออกจากที่นั่งวาล์ว และลมจะไหลเข้าสู่วงจรอุปกรณ์เสริม ในขั้นนี้เบรกส่วนใหญ่จะมีลมเพียงพอแล้ว
3. การทำงานปกติ ตัวควบคุมแรงดัน (governor) จะสลับการทำงานของคอมเพรสเซอร์ระหว่างจุดเริ่มอัด (cut-in) ทั่วไปประมาณ 100-110 psi และจุดหยุดอัด (cut-out) ทั่วไปประมาณ 120-135 psi ดังนั้นระบบที่อัดลมเต็มมักอยู่ที่ประมาณ 120 psi วาล์วจะเปิดค้างและวงจรอุปกรณ์เสริมได้รับลมต่อเนื่อง
4. ปลายทางเกิดปัญหา สายแตกหรือข้อต่อหลุด แรงดันในวงจรอุปกรณ์เสริมลดลง และเมื่อฝั่งต้นทางตามลงไปถึงจุดปิด สปริงจะดันวาล์วกลับไปปิดที่เดิม การรั่วไหลของลมจะหยุด และถังเบรกจะเก็บลมที่เหลืออยู่ไว้ได้

การออกแบบส่วนใหญ่จะเว้นช่องว่างระหว่างแรงดันเปิดกับแรงดันปิดไว้โดยตั้งใจ เพื่อไม่ให้วาล์วสั่นสะบัดที่จุดเปลี่ยน บางรุ่นยังทำหน้าที่เป็นเช็ควาล์วกันการไหลย้อนจากอุปกรณ์เสริมกลับเข้าฝั่งจ่ายลมด้วย ในขณะที่บางรุ่นยอมให้ไหลย้อนได้ ควรรู้ว่าที่ใช้อยู่เป็นแบบไหนก่อนเปลี่ยนอะไหล่

ค่าแรงดันทั่วไปตามวงจร

ตัวเลขด้านล่างเป็นช่วงค่าทั่วไปเพื่อการอ้างอิงเท่านั้น ค่าจริงถูกกำหนดตั้งแต่การผลิตและมักปั๊ม หล่อ หรือพิมพ์ไว้บนตัวเรือนวาล์ว ควรเทียบอะไหล่ทดแทนกับตัวเลขบนวาล์วเดิมเสมอ และอ้างอิงข้อมูลบริการล่าสุดของผู้ผลิตรถ

อย่าเปลี่ยนวาล์วเป็นรุ่นที่มีแรงดันเปิดต่างจากเดิมเพียงเพราะขนาดพอดี แรงดันตั้งต่ำเกินไปจะทำให้อุปกรณ์เสริมแย่งลมจากเบรกระหว่างการอัดลม แรงดันตั้งสูงเกินไปอาจทำให้วงจรอุปกรณ์เสริมไม่ได้รับลมเลยในระบบที่มีแรงดันเพียงพอแบบก้ำกึ่ง

วาล์วป้องกันแรงดันเทียบกับวาล์วป้องกันหลายวงจร

สองตัวนี้มักถูกสับสนอยู่เสมอ วาล์วป้องกันแรงดันเดี่ยว ปกป้องวงจรเดียว มีทางเข้าหนึ่ง ทางออกหนึ่ง และตั้งสปริงค่าเดียว ส่วนวาล์วป้องกันหลายวงจร ซึ่งก็คือวาล์วสี่วงจรที่พบในรถบรรทุกยุโรปส่วนใหญ่ เป็นตัวเรือนเดียวที่บรรจุชุดป้องกันหลายชุดพร้อมเช็ควาล์ว แบ่งทางออกของดรายเออร์ออกเป็นวงจรเซอร์วิสหลัก เซอร์วิสรอง เบรกจอด/สปริง และวงจรเสริม ตามลำดับการอัดลมที่กำหนดไว้ หากรถของคุณมีวาล์วสี่วงจรอยู่ที่ทางออกดรายเออร์ วาล์วนั้นจะทำงานหลักส่วนใหญ่ ส่วน PPV แยกที่อยู่ปลายทางจะจัดการอุปกรณ์เสริมแต่ละตัว

ทั้งสองอยู่ในตระกูลเดียวกับเช็ควาล์วเบรกลม ซึ่งกันการไหลย้อนแต่ไม่มีเกณฑ์แรงดัน เช็ควาล์ว: ควบคุมทิศทาง วาล์วป้องกัน: ควบคุมด้วยเกณฑ์แรงดัน

อาการของวาล์วป้องกันแรงดันที่เสีย

ค้างปิด หรือแรงดันเปิดเลื่อนสูงเกินไป

• ช่วงล่างลมไม่ยกขึ้น หรือใช้เวลาอัดลมนานกว่าปกติมาก
• เบาะลม ช่วงล่างห้องโดยสาร หรือแตรไม่ทำงาน ทั้งที่แรงดันเบรกอ่านได้ปกติ
• ตัวขับเกียร์หรือ PTO ทำงานช้า หรือไม่ทำงานเลย
• อุปกรณ์เสริมทำงานเฉพาะตอนแรงดันระบบเต็มที่ และหยุดทันทีที่แรงดันลดลงใกล้จุด cut-in ของ governor

ค้างเปิด หรือรั่วผ่านที่นั่งวาล์ว

• จุดรั่วในสายอุปกรณ์เสริมดึงลมทั้งระบบ ฟังก์ชันป้องกันหายไปแล้ว
• คอมเพรสเซอร์ทำงานถี่กว่าปกติ และเวลาอัดลมจากเย็นนานขึ้น
• ระบบไม่สามารถถึงจุด cut-out ปกติของ governor เพราะทางรั่วไม่เคยปิด
• ได้ยินเสียงรั่วที่ตัวเรือนวาล์วเองตอนระบบมีลมเต็ม

รายการอาการเหล่านี้ทับซ้อนอย่างมากกับปัญหาการอัดลมที่ไม่เกี่ยวกับวาล์วป้องกันเลย ก่อนจะสรุปว่าวาล์วเสีย ให้ตัดปัจจัยคอมเพรสเซอร์เสื่อมหรือ unloader รั่วออกก่อน ดูวิธีการตรวจสอบอย่างเป็นระบบได้ที่ระบบเบรกลมสูญเสียแรงดัน

วิธีทดสอบวาล์ว

ก่อนอื่นให้เสริมล้อ (chock) และจำไว้ว่ารถอาจสูญเสียลมเบรกจอดระหว่างการทดสอบ

1. สังเกตลำดับการอัดลม ระบายลมระบบจนเป็นศูนย์ จากนั้นอัดลมและสังเกตว่าวงจรอุปกรณ์เสริมเริ่มทำงานเมื่อไร ควรเริ่มได้รับลมประมาณตรงกับแรงดันเปิดที่ระบุไว้ ไม่ใช่ทันทีจากศูนย์ และไม่ใช่เฉพาะตอน cut-out เท่านั้น
2. วัดฝั่งปลายทาง ต่อเกจทดสอบเข้าวงจรที่ถูกป้องกันและเทียบกับฝั่งจ่ายลมระหว่างอัดลม วาล์วที่เปิดช้ากว่าปกติ 20-30 psi หรือไม่เปิดเต็มที่ ถือว่าเสีย
3. ทดสอบการรั่วไหล อัดลมให้เต็ม ดับเครื่องยนต์ แล้วจงใจระบายลมวงจรอุปกรณ์เสริม เกจฝั่งจ่ายลมควรหยุดลดลงที่จุดปิดของวาล์ว หากแรงดันฝั่งจ่ายลมยังลดลงต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ แสดงว่าวาล์วค้างเปิด
4. ทาน้ำสบู่ตรวจตัวเรือนและพอร์ต ขณะระบบมีลมเต็ม ตรวจดูจุดรั่วภายนอกที่ตัวเรือน พอร์ตระบาย (ถ้ามี) และข้อต่อทั้งหมด
5. ตรวจแหล่งลม ลมที่มีความชื้นและน้ำมันคือตัวการทำลายวาล์วเหล่านี้ หากที่นั่งวาล์วเหนียวติดหรือลูกสูบฝืด ให้ตรวจไส้กรองดรายเออร์และดูว่าคอมเพรสเซอร์ปล่อยน้ำมันลงระบบหรือไม่

บันทึกการบำรุงรักษาและการเปลี่ยน

วาล์วป้องกันแรงดันส่วนใหญ่เป็นชุดปิดผนึกที่ปรับตั้งไม่ได้ และต้องเปลี่ยนใหม่แทนการซ่อม เมื่อติดตั้งวาล์วใหม่

• เทียบค่าแรงดันเปิดให้ตรงกันเป๊ะ พร้อมขนาดเกลียวพอร์ตและทิศทางการไหล ตัวเรือนหลายรุ่นมีลูกศรหรือสัญลักษณ์ IN/OUT กำกับไว้
• ยืนยันว่าของเดิมเป็นแบบทางเดียวหรือสองทาง
• ใช้สารซีลเกลียวแต่พอควรและเว้นสองเกลียวสุดท้าย เพราะสารซีลที่ไหลเข้าไปในที่นั่งวาล์วอาจทำให้เสียซ้ำ
• เป่าสายลมก่อนต่อกลับ โดยเฉพาะหลังจากที่เสียเพราะมีน้ำมันหรือตะกอนปนเปื้อน
• อัดลมใหม่จากศูนย์และตรวจสอบจุดเปิดด้วยเกจก่อนนำรถกลับเข้าใช้งาน

หากต้องการหาอะไหล่ VADEN Original ผลิตวาล์วจำกัดแรงดันระดับ OE สำหรับรถเพื่อการพาณิชย์ขนาดหนัก พร้อมข้อมูลอ้างอิงข้ามสำหรับการใช้งานรถบรรทุกและรถพ่วงทั่วไป

ป้องกันดีกว่าเปลี่ยน

วาล์วป้องกันเสียด้วยเหตุผลเดียวกับที่ชิ้นส่วนนิวเมติกส่วนใหญ่เสีย นั่นคือการปนเปื้อน น้ำและน้ำมันที่ผ่านไส้กรองดรายเออร์ที่อิ่มตัวจะเคลือบที่นั่งวาล์ว ทำให้ลูกสูบเหนียวติด และในฤดูหนาวจะแข็งตัวจนติดสนิท การระบายน้ำในถังตามกำหนดเวลา เปลี่ยนไส้กรองดรายเออร์ตามช่วงเวลาที่แนะนำ และแก้ปัญหาคอมเพรสเซอร์ที่ปล่อยน้ำมันแต่เนิ่น ๆ จะช่วยยืดอายุวาล์วป้องกันได้มากกว่าสิ่งใดที่ทำกับตัววาล์วเอง