Сапун: що це таке, як він працює і чи потрібно його обслуговувати?
В автомобілях є чимало крихітних деталей-роботяг, функціонування яких зовсім непомітно для водія, але важливість їх значна, а вихід з ладу часом призводить до серйозних проблем. Дрібниця зі смішною назвою «сапун» – якраз з-поміж них. Давайте розберемося, де вона знаходиться, для чого потрібна, як працює і чи потребує обслуговування?
Сапун – це клапан для сполучення з атмосферою, неодмінний елемент всіх більш-менш великих пустотілих вузлів техніки, в яких є мастило і повітря.
Коли всередині герметичного вузла обертаються вали та шестерні, їх тертя нагріває масло та повітря над ним. Відповідно і рідина, і газ збільшуються в обсязі. Адже олія ніколи не наливається доверху – над нею завжди є «повітряна подушка». Порожнеча, іншими словами. Цей порожній простір дозволяє мастилу піднімати свій рівень при нагріванні, але не витікати при цьому назовні. Вузол нагрівся від руху – олія розширилася, і частина повітря вийшла в атмосферу. Машина встала, вузол охолонув – масло зменшилося в обсязі, і розрідження затягнуло всередину повітря, що бракує. Тому тиск усередині завжди атмосферний, нульовий, якщо по-простому.
Щоб забезпечити рівність тисків усередині та зовні, у принципі досить простого отвору у верхній частині вузла – корпусу КПП або редуктора мосту. Однак просто отвір зробити не можна: через нього всередину, до олії та шестерень, може потрапляти і абразивний піщаний пил – при русі по пильних дорогах, і волога – при миття або їзді в дощ. А при паркуванні під значним ухилом здатне витікати і сама олія. Хоча сапун у вигляді простого отвору, прикритого повітропроникною фетровою пробкою, можна зустріти, наприклад, у вузлах невеликого об'єму і працюючих не з рідким, а з консистентним мастилом – наприклад, в редукторах великих і потужних болгарок або циркулярних пилок. Але в автомобілях, де цей клапан в першу чергу є в коробках передач, коробках роздавальних на повнопривідних машинах, а також в редукторах мостів,
В авто він є невеликим різьбовим штуцером з наскрізним отвором, що вкручується в корпус того чи іншого автомобільного вузла або механізму. Зверху цей штуцер закритий рухомим (здатним при натисканні трохи вертикально переміщуватися і обертатися) ковпачком-стаканчиком. А під ковпачком торець штуцера закритий гумовим диском – такою собі «таблеткою», яку притискає до штуцера пружина. Власне, цей диск є клапанним елементом сапуна.
Конструкція – найпростіша, але в її роботі є кілька важливих нюансів, які знають далеко не всі… Давайте розглянемо, як це працює, як то кажуть, «в базовому варіанті»!
По-хорошому, всередині корпусу агрегату, де є сапун, має бути завжди атмосферний тиск – відсутність надлишкового тиску, так і розрідження. Але насправді, якщо почати викручувати сапун або хоча б просто енергійно ворушити його ковпачок вгору-вниз і вправо-вліво, добившись зсуву таблетки, можна почути тихий пшик. Причому «пшик» може бути наслідком як легкого надлишкового тиску, і легкого розрідження. Але і те, й інше – норма, а не несправність!
Автомобіль поїхав. Шестерні та вали обертаються, тертя гріє їх, а вони – олія. Воно розширюється, гріє і стискає повітряний прошарок над ним. Тиск повітря всередині КПП чи мосту підвищується. Але тарированная пружинка в сапуні дуже слабка і придавлює гумову «таблетку» з малою силою в 10-12 грамів. Щойно тиск досягає якогось нікчемного значення, ледь вищий за атмосферний, він скидається в атмосферу, піднімаючи «таблетку», подолавши опір кволій пружинки.
Автомобіль зупинився. Агрегати почали остигати. Температура та рівень олії знижується, тиск повітря всередині – теж. Поступово всередині моста утворюється розрідження, оскільки пружина притискає до торця штуцера сапуна гумову пігулку, герметизуючи міст… Однак у результаті тиск усередині, хай і з деякою затримкою, стане атмосферним. Чому?
Нагадаємо, що пружина дуже і дуже слабка. А гумова «таблетка» не є прецизійним клапаном з ідеально притертим сідлом і диском. Для довготривалого утримання розрідження сапун не призначений – це закладено у його конструкцію, так треба! Він пропускає повітря атмосфери всередину агрегату приблизно з тією ж швидкістю, з якою росте там розрідження одночасно з остиганням масла. Так що розрідження всередині хоч і виникає, але несуттєве та нетривале.
Та й третя ситуація. Власне, саме в ній і зіграють свою роль «таблетка» і пружинка, бо в перших двох (планомірний нагрівання при їзді та повільне остигання на парковці) без них цілком можна було обійтися – сапун успішно працював, будучи просто «діркою», що повідомляє картери агрегатів з атмосферою.
А ситуація ця – різке охолодження при заливанні редукторів мостів, роздаток та коробок при раптовому попаданні в глибоку калюжу або усвідомленому подоланні бродів. У цьому випадку розрідження всередині агрегатів виникає швидко і досягає помітних величин – наприклад, розігрітий до 90 градусів задній міст може потрапити в глибоку промоїну талої води з температурою близько нуля. до торця штуцера, не дозволяючи воді, яка може легко перехльостувати через рівень сапуна, засмоктуватися всередину редуктора або КПП. Сапун самогерметизується і досить надійно.
При нетривалому (нехай і дуже різкому) охолодженні агрегату сапун досить успішно захищає його внутрішній об'єм від проникнення води ззовні, але що станеться, якщо доведеться залишитися у воді по маточині (або навіть глибше) надовго? Скажімо, коли штурм броду затягнувся чи позашляховик застряг у болоті? В цьому випадку дуже ймовірно, що воду засмоктає в масло через гумові манжети – сальникові ущільнення півосей або ШРУСів. Манжети сальників мають профіль, що забезпечує деяку самогерметизацію, але не від води зовні, а від олії зсередини. Сальник в цілому герметичний в обидва боки завдяки постійному підтиску від кільцевої пружинки, але в напрямку «назовні» його пружність все ж таки помітно вища, ніж навпаки, за рахунок форми профілю. І якщо нове оригінальне ущільнення може успішно чинити опір засмоктування вакуумом води ззовні, то ось що бачив види і/або не надто якісний сальник – навряд чи. Хоча трансмісійне масло вони і в тому, і в іншому випадку можуть тримати чудово!
З цієї причини більшість власників позашляховиків (особливо ненових) не довіряють (і цілком справедливо) сапунам у їхньому штатному варіанті. Вони зрізають з них ковпачок, викидають пружинку і «таблетку», надягають на штуцер, що залишився, тонкі шланги і виводять їх спереду в підкапотний простір, а ззаду – в порожнину в крилі всередині багажника або в порожнину ліхтаря. Загалом, у чисте сухе місце і вище… У цьому випадку клапан у сапуні стає не потрібним, а свою роль у зв'язку з атмосферою він продовжує успішно виконувати. А ось власникам шосейних машин ця процедура абсолютно не потрібна.
Втім, якщо ви не власник позашляховика, то і вам сапун здатний завдати неприємностей. Коли засмітиться або просто виявиться виробом низькоякісного виробника. Справа в тому, що при всій своїй простоті ця деталь вимагає дуже високої точності та повторюваності при виготовленні! Пружинка повинна бути строго тарована за зусилля стиснення, таблетка повинна бути виконана з дуже якісної гуми, що не допускає деформації та прилипання від масла та температури. Перекоси та заїдання ковпачка категорично неприпустимі тощо.
Дефекти та недбалість у конструкції сапуна викликають його швидке забруднення або залипання (що веде до видавлювання олії через сальники при нагріванні) та навпаки – легке пропускання води всередину (що веде до утворення емульсії з олії). Якщо навіть сапун спочатку якісний і не «лівий», то він, незважаючи на його повну, на перший погляд, автономність і самодостатність, вимагає періодичного «обслуговування», що виражається у простому ворушінні та прокручуванні ковпачка рукою. Це дозволяє запобігти його заростанню брудом усередині та закисання «таблетки».
Хоча іноді низький контроль якості виробника (переважно це стосується вітчизняного автопрому) змушує автовласників втручатися з доопрацюваннями і в умовно справний вузол… Наприклад, відомі нерідкі випадки викидів олії через сапун на КПП передньопривідних ВАЗів старих моделей. Оскільки гаражна практика (і навіть, здається, якісь офіційні листи АвтоВАЗу) рекомендували заливати масло в коробку трохи більше номінального об'єму, повітряна подушка над рівнем масла виявлялася недостатньою для компенсації теплового розширення – мастило починало сочитися через сапун і текти по корпусу коробки. у такій ситуації виносили його на короткому шлангу вище, як заведено у джиперів.
Або взяти сапуни заднього мосту на ВАЗ-класиці, Волгах та ІЖах невиразних 90-х, коли все робилося ногами – якість виготовлення комплектуючих було настільки моторошним, що на заводах із сапунів навмисно витягували і пружинку, і «таблетку», насупуючи назад ковпачок і роблячи із сапуна, таким чином, просту «дірку» – аби хоч якось працювало і не тиснуло масло назовні… І якщо власники таких машин не їздили по руслах струмків і не паркувалися на горах, то й не мали особливих проблем від подібного спрощення, а часто навіть не знали про нього…