ショベルコントロールバルブ高温帯断熱施工ガイド

熱はゆっくりとした殺人者です。ホースの破損や継手のひび割れはすぐに現れますが、熱による損傷は数百時間かけて徐々に現れます。掘削機の制御バルブは、ほとんどの機械のエンジン、ターボチャージャー、排気マニホールドの危険なほど近くにあります。これらのコンポーネントは、激しい運転中に表面温度を摂氏 200 度をはるかに超え、その輻射熱が制御バルブを含め、近くにあるものすべてに浸透します。

バルブが熱くなりすぎると、作動油が薄くなり、シールが硬化して亀裂が入り、電気コネクタが誤った信号を送信し始めます。機械は一晩で故障することはありません。状況はますます悪化し、ある日オペレータが制御の緩慢さや意味不明な圧力低下に気づくまで続きます。そのときまでに、すでに被害は出ています。

コントロールバルブの周囲に適切な断熱材を取り付けることは、組み立て中にほとんどの人が考えることではありません。しかし、暑い気候で稼働したり、重労働を行ったり、エンジンを作動させたままアイドリング状態で放置したりする機械では、バルブが長持ちするか、早期に機能しなくなるかの違いになります。

実際に熱が時間の経過とともに制御バルブに与える影響

バルブを保護する前に、熱がバルブに与える影響を理解する必要があります。油が薄くなることだけが原因ではありませんが、それが問題の大きな部分を占めています。

コントロールバルブ内のシールは、特定の温度範囲内で動作するように設計されたエラストマー材料で作られています。バルブ周囲の周囲温度が長期間にわたって摂氏 80 度を超えると、これらのシールは弾力性を失い始めます。固まってしまいます。わずかに縮みます。そして、硬化すると、スプールやボアに対する適切なシールを維持できなくなります。内部漏れはゆっくりと (おそらく 1 分あたり数滴ずつ) 始まり、バルブ全体が圧力をバイパスするまで時間の経過とともに増加します。

電気面も同様に悪いです。バルブ ハーネスのセンサーは、最大動作温度に定格されています。その温度を超えると信号がドリフトし始めます。 ECU が間違った圧力、間違ったスプール位置、間違った温度を読み取ると、マシンは不安定な動作をします。極端な場合には、コネクタの絶縁体が溶けてピンがショートし、センサー回路全体が機能しなくなります。

オイル自体は高温になると劣化が早くなります。酸化が促進され、粘度が低下し、潤滑能力が失われます。これは、バルブ内のスプールの摩耗が早くなり、ポンプの動作が激しくなり、油圧システム全体が高温になることを意味します。つまり、すべてを内側から外側まで蝕む悪循環が生じます。

コントロールバルブ周囲の熱源の特定

すべての掘削機が同じ熱にさらされるわけではありません。断熱材の設置を計画する最初のステップは、熱が実際にどこから来ているかを計画することです。

エンジンと排気の近接性

ほとんどの掘削機では、制御バルブはエンジン コンパートメントに近いフレーム レール上またはその近くに取り付けられています。排気マニホールドはエンジンの片側に沿って延びており、ターボチャージャーはその真上にあります。これらのコンポーネントは両方とも、動作中に激しい熱を放射します。

完全な作業サイクルの後、赤外線温度計を持って機械の周りを歩き回ります。バルブブロック、カバー、ハーネスコネクターに向けてください。表面の温度が 70 度を超えている場合は、そのエリアを断熱する必要があります。推測するのではなく、測定してください。触って熱いと感じるものはすでに危険域に入っています。

作動油温度フィードバック

バルブから戻る作動油は、内部コンポーネントから熱を奪います。通常の掘削中にバルブ出口の油の温度が常に摂氏 85 度を超えている場合は、周囲条件に関係なくバルブが高温になりすぎています。これは通常、バルブが熱源に近すぎるか、バルブの周囲に十分な空気の流れがないことを意味します。

診断モニターで油温センサーの測定値を確認します。動作の最初の 1 時間でバルブがゆっくりと上昇し、再び下がらない場合は、バルブが放散できる以上の熱を吸収しています。それは危険信号です。

バルブブロックを輻射熱から遮断する

バルブブロック自体は鋳鉄またはアルミニウムであり、どちらも熱伝導性に優れています。つまり、近くの発生源からの放射熱を吸収し、保持します。ブロックを包むかシールドすると、その熱経路が遮断されます。

バルブ本体にセラミックヒートラップを使用

セラミックファイバーラップは、バルブブロックを放射熱から保護する最も効果的な方法です。熱は伝導せず、熱を反射します。エンジンと排気に面するバルブ ブロックの側面を少なくとも 2 層のセラミック ラップで包み、各層をステンレス鋼ワイヤーまたは高温テープで固定します。

通常のグラスファイバー断熱材は使用しないでください。高温で分解し、油圧システムを汚染する粒子を放出します。セラミックラップは摂氏 1000 度を超えても安定しており、脱落しません。毎回追加料金を払う価値があります。

バルブの上部と下部は覆わないままにしておきます。トップはカバーボルトや内部オイル通路からの熱を放散する必要があります。底部には戻りオイルを冷却するための空気の流れが必要です。 6 面すべてを断熱すると、ブロック内に熱が閉じ込められ、問題が悪化します。

バルブとエキゾーストとの間に金属製ヒートシールドを取り付ける

バルブが排気マニホールドまたはターボチャージャーのダウンパイプのすぐ隣に設置されている場合、セラミックラップだけでは十分ではありません。物理的なバリア、つまり熱源とバルブの間に取り付けられた金属製の熱シールドが必要です。

厚さ1～2ミリのステンレスシートが適しています。排気口とバルブの間の隙間に合わせてカットし、両側に少なくとも 15 ミリメートルの空隙を残します。空隙は重要です。空隙により、放射熱を遮断しながら対流冷却が可能になります。シールドが振動で緩まないように、高温ボルトとロックワッシャーを使用してシールドを取り付けます。