Сапун – это клапан для сообщения с атмосферой, непременный элемент всех более-менее крупных пустотелых узлов техники, в которых присутствует смазка и воздух.
Когда внутри герметичного узла вращаются валы и шестерни, их трение нагревает масло и воздух над ним. Соответственно, и жидкость, и газ увеличиваются в объеме. Ведь масло никогда не наливается доверху – над ним всегда присутствует «воздушная подушка». Пустота, иными словами. Это пустое пространство позволяет маслу поднимать свой уровень при нагреве, но не вытекать при этом наружу. Узел нагрелся от движения – масло расширилось, и часть воздуха вышла в атмосферу. Машина встала, узел остыл – масло уменьшилось в объеме, и разрежение затянуло внутрь недостающий воздух. Поэтому давление внутри всегда атмосферное, нулевое, если по-простому.
Чтобы обеспечить равенство давлений внутри и снаружи, в принципе достаточно простого отверстия в верхней части узла – корпуса КПП или редуктора моста. Однако просто отверстие сделать нельзя: через него внутрь, к маслу и шестерням, может попадать и абразивная песчаная пыль – при движении по пыльным дорогам, и влага – при мойке или езде в дождь. А при парковке под значительным уклоном способно вытекать и само масло. Хотя сапун в виде простого отверстия, прикрытого воздухопроницаемой фетровой пробкой, можно встретить, к примеру, в узлах небольшого объема и работающих не с жидкой, а с консистентной смазкой – например, в редукторах крупных и мощных болгарок или циркулярных пил. Но в автомобилях, где этот клапан в первую очередь имеется в коробках передач, раздаточных коробках на полноприводных машинах, а также в редукторах мостов, сапун устроен несколько сложнее.
В авто он представляет собой небольшой резьбовой штуцер со сквозным отверстием, вкручиваемый в корпус того или иного автомобильного узла или механизма. Сверху этот штуцер закрыт подвижным (способным при нажатии слегка вертикально перемещаться и вращаться) колпачком-стаканчиком. А под колпачком торец штуцера закрыт резиновым диском – эдакой «таблеткой», которую прижимает к штуцеру пружина. Собственно, этот диск и является клапанным элементом сапуна.
Конструкция – элементарнейшая, но в ее работе есть несколько важных нюансов, которые знают далеко не все… Давайте рассмотрим, как это работает, что называется, «в базовом варианте»!
По-хорошему, внутри корпуса агрегата, где имеется сапун, должно быть всегда атмосферное давление – отсутствие как избыточного давления, так и разрежения. Но на деле, если начать выкручивать сапун или хотя бы просто энергично шевелить его колпачок вверх-вниз и вправо-влево, добившись сдвига «таблетки», можно услышать тихий «пшик». Причем «пшик» способен быть следствием как легкого избыточного давления, так и легкого разрежения. Но и то, и другое – норма, а не неисправность!
Автомобиль поехал. Шестерни и валы вращаются, трение греет их, а они – масло. Оно расширяется, греет и сжимает воздушную прослойку над ним. Давление воздуха внутри КПП или моста повышается. Но тарированная пружинка в сапуне чрезвычайно слабенькая и придавливает резиновую «таблетку» с пренебрежимо малой силой в 10-12 граммов. Как только давление достигает какого-то ничтожного значения, едва-едва выше атмосферного, оно сбрасывается в атмосферу, приподнимая «таблетку», преодолев сопротивление хилой пружинки.
Автомобиль остановился. Агрегаты начали остывать. Температура и уровень масла снижается, давление воздуха внутри – тоже. Постепенно внутри моста образуется разрежение, поскольку пружина прижимает к торцу штуцера сапуна резиновую таблетку, герметизируя мост… Однако в итоге давление внутри, пусть и с некоторой задержкой, станет атмосферным. Почему?
Напомним, что пружина очень и очень слабенькая. А резиновая «таблетка» не является прецизионным клапаном с идеально притертыми седлом и диском. Для долговременного удержания разрежения сапун не предназначен – это заложено в его конструкцию, так нужно! Он пропускает воздух атмосферы внутрь агрегата примерно с той же скоростью, с какой растет там разрежение синхронно с остыванием масла. Так что разрежение внутри хотя и возникает, но несущественное и непродолжительное.
Ну и третья ситуация. Собственно, именно в ней и сыграют свою роль «таблетка» и пружинка, ибо в первых двух (планомерный нагрев при езде и медленное остывание на парковке) без них вполне можно было обойтись – сапун бы успешно работал, будучи просто «дыркой», сообщающей картеры агрегатов с атмосферой…
А ситуация эта – резкое охлаждение при заливании редукторов мостов, раздаток и коробок при внезапном попадании в глубокую лужу или осознанном преодолении бродов. В этом случае разрежение внутри агрегатов возникает быстро и достигает заметных величин – к примеру, разогретый до 90 градусов задний мост может попасть в глубокую промоину талой воды с температурой около нуля… Тут к усилию поджимной пружинки добавляется скачок разрежения, который еще сильнее присасывает «таблетку» к торцу штуцера, не позволяя воде, которая может запросто перехлестывать через уровень сапуна, засасываться внутрь редуктора или КПП. Сапун самогерметизируется, и довольно надежно.
При непродолжительном (пусть и весьма резком) охлаждении агрегата сапун достаточно успешно защищает его внутренний объем от проникновения воды извне, но что произойдет, если придется остаться в воде по ступицы (или даже глубже) надолго? Скажем, когда штурм брода затянулся или внедорожник застрял в болоте? В этом случае весьма вероятно, что воду засосет в масло через резиновые манжеты – сальниковые уплотнения полуосей или ШРУСов. Манжеты сальников имеют профиль, обеспечивающий некоторую самогерметизацию, но не от воды снаружи, а от масла изнутри. Сальник в целом герметичен в обе стороны благодаря постоянному поджиму от кольцевой пружинки, но в направлении «наружу» его упругость все же заметно выше, чем наоборот, за счет формы профиля. И если новое оригинальное уплотнение может успешно сопротивляться засасыванию вакуумом воды извне, то вот видавший виды и/или не слишком качественный сальник – вряд ли. Хотя трансмиссионное масло они и в том, и в другом случае могут держать превосходно!
По этой причине большинство владельцев внедорожников (особенно неновых) не доверяют (и совершенно справедливо) сапунам в их штатном варианте. Они срезают с них колпачок, выкидывают пружинку и «таблетку», надевают на оставшийся штуцер тонкие шланги и выводят их спереди в подкапотное пространство, а сзади – в полость в крыле внутри багажника или в полость фонаря. В общем, в чистое сухое место и повыше… В этом случае клапан в сапуне становится не нужен, а свою роль связи с атмосферой он продолжает успешно выполнять. А вот владельцам шоссейных машин эта процедура абсолютно не нужна.
Впрочем, если вы не владелец внедорожника, то и вам сапун способен доставить неприятности. Когда засорится или просто окажется изделием низкокачественного производителя. Дело в том, что при всей своей простоте эта деталь требует весьма высокой точности и повторяемости при изготовлении! Пружинка должна быть строго тарированной по усилию сжатия, таблетка должна быть выполнена из очень качественной резины, не допускающей деформации и прилипания от масла и температуры. Перекосы и заедания колпачка категорически недопустимы и т.п.
Дефекты и небрежность в конструкции сапуна вызывают его быстрое загрязнение или залипание (что ведет к выдавливанию масла через сальники при нагреве) и наоборот – легкое пропускание воды внутрь (что ведет к образованию эмульсии из масла). Если даже сапун изначально качественный и не «левый», то он, несмотря на его полную, на первый взгляд, автономность и самодостаточность, требует периодического «обслуживания», выражающегося в простом пошевеливании и прокручивании колпачка рукой. Это позволяет предотвратить его зарастание грязью внутри и закисание «таблетки».
Хотя иногда низкий контроль качества производителя (в основном это касается отечественного автопрома) заставляет автовладельцев вмешиваться с доработками и в условно исправный узел… К примеру, известны нередкие случаи выбросов масла через сапун на КПП переднеприводных ВАЗов старых моделей. Поскольку гаражная практика (и даже, кажется, какие-то официальные письма АвтоВАЗа) рекомендовали заливать масло в коробку чуть больше номинального объема, воздушная подушка над уровнем масла оказывалась недостаточной для компенсации теплового расширения – смазка начинала сочиться через сапун и течь по корпусу коробки... Водители в такой ситуации выносили его на коротком шланге повыше, как принято у джиперов.
Или взять сапуны заднего моста на ВАЗ-классике, Волгах и ИЖах смутных 90-х, когда все делалось ногами – качество изготовления комплектующих было столь жутким, что на заводах из сапунов намеренно извлекали и пружинку, и «таблетку», нахлобучивая обратно колпачок и делая из сапуна, таким образом, простую «дырку» – лишь бы хоть как-то работало и не давило масло наружу… И если владельцы таких машин не ездили по руслам ручьев и не парковались на горах, то и не испытывали особых проблем от подобного упрощения, а зачастую даже на знали о нем...
Для комментирования вам необходимо авторизоваться