ท่อน้ำมันแรงดันต่ำของเครื่องยนต์: การทำงาน ความล้มเหลว และการเปลี่ยนทดแทน

ท่อน้ำมันแรงดันต่ำของเครื่องยนต์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญแต่มักถูกมองข้าม ซึ่งทำหน้าที่ส่งน้ำมันจากบ่อหรืออ่างเก็บน้ำภายนอกไปยังทางเข้าปั๊มน้ำมัน ซึ่งทำงานที่แรงดันโดยทั่วไปต่ำกว่า 15 psi ท่อน้ำมันแรงดันต่ำที่แตกร้าว สึกกร่อน หรือปิดผนึกไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดการขาดแคลนน้ำมัน นำไปสู่ภัยพิบัติของเครื่องยนต์ขัดข้องภายในไม่กี่นาที แม้ว่าระบบหล่อลื่นส่วนที่เหลือจะยังสมบูรณ์อยู่ก็ตาม

ต่างจากแกลเลอรีน้ำมันแรงดันสูงที่ป้อนแบริ่งและเพลาลูกเบี้ยว (ซึ่งทำงานที่ 40–80 psi) วงจรแรงดันต่ำอาศัยแรงดูดและแรงโน้มถ่วง ความสมบูรณ์ของมันขึ้นอยู่กับซีลกันอากาศและความแข็งแกร่งของโครงสร้างเพื่อป้องกันอากาศเข้า ซึ่งเป็นสภาวะที่เรียกว่า "คาวิเทชั่น" ซึ่งจะขัดขวางการไหลของน้ำมันและสร้างความเสียหายให้กับปั๊ม

ตำแหน่ง ฟังก์ชัน และการรวมระบบ

ในเครื่องยนต์สันดาปภายในส่วนใหญ่ ท่อน้ำมันแรงดันต่ำ วิ่งจากท่อปิ๊กอัพอ่างน้ำมันไปยังช่องทางเข้าของปั๊มน้ำมัน ในระบบบ่อแห้ง—ซึ่งพบได้ทั่วไปในเครื่องยนต์สมรรถนะสูงและเครื่องยนต์ทางทะเล—จะเชื่อมต่อถังน้ำมันระยะไกลเข้ากับปั๊มแรงดัน ท่อจะต้องรักษาคอลัมน์น้ำมันอย่างต่อเนื่อง การรั่วไหลใดๆ จะทำให้เกิดอากาศ ทำให้ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรลดลง และทำให้การอ่านค่าแรงดันน้ำมันผิดพลาด

การออกแบบสมัยใหม่มักจะรวมตัวกรองหรือวาล์วป้องกันการระบายน้ำไว้ที่ปลายปิ๊กอัพ เพื่อป้องกันเศษขยะเข้าและท่อระบายน้ำมันกลับในระหว่างการปิดเครื่อง เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ (โดยทั่วไปคือ 12–20 มม.) ได้รับการปรับเทียบอย่างระมัดระวังเพื่อให้อัตราการไหลและความเร็วสมดุล ซึ่งแคบเกินไปทำให้เกิดข้อจำกัด กว้างเกินไปจะลดความเร็วการดูด และเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดโพรงอากาศ

วัสดุทั่วไปและประเภทการก่อสร้าง

การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับประเภทเครื่องยนต์ สภาพแวดล้อม และต้นทุน:

เหล็กยังคงเป็นตัวเลือกที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนสูง ในขณะที่อะลูมิเนียมช่วยลดน้ำหนักในการใช้งานในการแข่งขันที่มีระยะเวลาการบำรุงรักษาสั้น

โหมดความล้มเหลวและสัญญาณการวินิจฉัย

ท่อน้ำมันแรงดันต่ำขัดข้องไม่ค่อยจะแจ้งให้ทราบจนกว่าจะสายเกินไป อาการที่พบบ่อย ได้แก่:

• แรงดันน้ำมันผันผวนขณะเดินเบาหรือระหว่างเร่งความเร็ว
• เสียงหอนหรือผิวปากจากปั้มน้ำมัน (บ่งบอกถึงการสูดอากาศ)
• การรั่วไหลของน้ำมันที่มองเห็นได้ใกล้กับกระทะน้ำมันหรือหน้าแปลนปั๊ม

การทดสอบง่ายๆ: ถอดฝาปิดช่องเติมน้ำมันออกและสังเกตแขนโยก หากปรากฏว่าแห้งแม้จะมีระดับน้ำมันเพียงพอ ให้สงสัยว่ามีการรั่วไหลที่ด้านดูด การทดสอบแรงดันวงจรแรงดันต่ำด้วยเกจสุญญากาศสามารถยืนยันการซึมของอากาศได้ (การสูญเสียสุญญากาศ>2 inHg ใน 30 วินาทีบ่งชี้ว่ามีการละเมิด)

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้งและความสมบูรณ์ของซีล

การติดตั้งที่เหมาะสมไม่สามารถต่อรองได้ ข้อต่อหน้าแปลนต้องใช้ปะเก็นหรือโอริงตามข้อกำหนดของ OEM โดยห้ามใช้ซิลิโคน RTV เพียงอย่างเดียว ซึ่งสามารถพุ่งเข้าไปในกระแสน้ำมันได้ แรงบิดของโบลต์ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ผลิต แรงบิดต่ำกว่าจะทำให้เกิดการรั่วไหล ในขณะที่แรงบิดมากเกินไปจะทำให้เกิดรอยแตกร้าวที่ตัวเรือนอะลูมิเนียม

สำหรับท่อยาง ให้ใช้แคลมป์ลวดสองเส้น (ไม่ใช่แบบสายรัดเดี่ยว) และตรวจดูให้แน่ใจว่าไม่มีการหักงอหรือโค้งงอแหลมคม ต้องรองรับท่อทุก ๆ 150–200 มม. เพื่อป้องกันความล้าจากแรงสั่นสะเทือน หลังจากประกอบกลับแล้ว ให้เตรียมระบบโดยการหมุนเครื่องยนต์โดยไม่ต้องจุดระเบิด (หรือใช้ปั๊มหล่อลื่นล่วงหน้า) เพื่อไล่อากาศก่อนสตาร์ท

ข้อควรพิจารณาในการเปลี่ยน OEM และหลังการขาย

แม้ว่าท่อหลังการขายจะมีราคาถูกกว่า แต่ก็มักจะตัดมุมตามความหนาของผนังหรือเกรดวัสดุ การศึกษาในปี 2022 โดยห้องปฏิบัติการยานยนต์อิสระพบว่า 38% ของท่อน้ำมันหลังการขายราคาประหยัดไม่ผ่านการทดสอบการระเบิดที่ 30 psi ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ด้านความปลอดภัย 60 psi ที่กำหนดโดยมาตรฐาน OEM

ตรวจสอบการรับรองวัสดุ (เช่น ASTM A519 สำหรับท่อเหล็ก) และความแม่นยำของขนาดเสมอ . สำหรับรถยนต์สมรรถนะสูงหรือเพื่อการพาณิชย์ ขอแนะนำอย่างยิ่งให้เปลี่ยน OEM หรือแบรนด์ระดับพรีเมียม (เช่น Mahle, Gates หรือ INA) เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายก่อนเวลาอันควร

ข้อควรพิจารณาพิเศษสำหรับระบบบ่อแห้ง

ในเครื่องยนต์แบบบ่อแห้ง—ที่ใช้ในรถแข่ง เฮลิคอปเตอร์ และรถ SUV หรูหราบางรุ่น—วงจรแรงดันต่ำประกอบด้วยท่อไล่น้ำมันหลายเส้นเพื่อส่งน้ำมันกลับเข้าถัง ท่อเหล่านี้ทำงานภายใต้สุญญากาศเล็กน้อยและมีแนวโน้มที่จะพังทลายหากทำจากวัสดุที่มีผนังบางหรือวัสดุที่ไม่เสริมแรง

ใช้เฉพาะท่อสแตนเลสแบบถักหรือท่อ PTFE เสริมแรงสำหรับบริการสุญญากาศ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อทั้งหมดเป็นแบบ AN หรือ JIC เพื่อป้องกันไม่ให้ด้ายหลุด แม้แต่การรั่วไหลเล็กน้อยในท่อไล่ออกก็อาจทำให้น้ำมันเติมอากาศในถังได้ ทำให้เกิดฟองอากาศในปั๊มน้ำมันและการสึกหรอของตลับลูกปืน

ช่วงเวลาการบำรุงรักษาเชิงป้องกันและการตรวจสอบ

รวมท่อน้ำมันแรงดันต่ำไว้ในการตรวจสอบตามปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังการใช้งานแบบออฟโรด เครื่องยนต์ร้อนจัด หรือเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่อง ตรวจสอบ:

1. รอยแตกที่รอยเชื่อมหรือส่วนโค้ง (ใช้สารแทรกซึมสีย้อมสำหรับอะลูมิเนียม)
2. หลุมกัดกร่อนบนท่อเหล็กใกล้รางอ่างน้ำมัน
3. การแข็งตัวหรือการแตกร้าวของส่วนยางเนื่องจากการสัมผัสกับสารเติมแต่งน้ำมัน

การเปลี่ยนท่อน้ำมันแรงดันต่ำระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์หลักถือเป็นกรมธรรม์ประกันภัยต้นทุนต่ำ ป้องกันความล้มเหลวในการหล่อลื่นอย่างกะทันหัน เมื่อพิจารณาถึงบทบาทของมันในฐานะท่อจ่ายน้ำมันแถวแรกของเครื่องยนต์ จึงไม่ควรคำนึงถึงความน่าเชื่อถือ