Josh Cosford, redaktor współpracujący
wydaje się, że jest to pytanie z łatwą odpowiedzią, ale zdziwiłbyś się, jak często ludzie pytają: „jak działają zawory nadmiarowe?”My w branży hydrauliki siłowej bierzemy naszą wiedzę za pewnik, ale każdy z nas był w pewnym momencie nieświadomy dosłownie każdego elementu hydraulicznego — poszukiwanie wiedzy ma początek, ale nie ma końca.
zawory nadmiarowe są elementami stosowanymi w układach hydraulicznych do ograniczania ciśnienia płynu w części obwodu, który są instalowane. Są one skonstruowane z kulką, grzybkiem lub szpulą przeciwstawioną sprężyną i zainstalowane w jamie lub przewodzonym ciele. Grzybek jest przedmiotem w kształcie tarczy lub stożka, który znajduje się w przeciwstawnie obrobionym gnieździe, a po wymuszonym zamknięciu przez nacisk sprężyny zapewnia bardzo niski wyciek. Szpula jest cylindrycznym, obrabianym stalowym prętem z rowkami lub wycięciami dozującymi, któremu również przeciwstawia się nacisk sprężyny. Zawór szpuli przecieka bardziej niż zawór grzybkowy, ale szpula zapewnia doskonałe właściwości dozujące.
zawory nadmiarowe są najczęściej instalowane w układzie hydraulicznym po pompie. Ta lokalizacja zapewnia najbardziej bezpośrednią i natychmiastową reakcję, gdy zawór nadmiarowy otwiera się, aby upuścić płyn do zbiornika, zmniejszając w ten sposób ciśnienie równe ustawieniu sprężyny. Zawór nadmiarowy otworzy się, gdy ciśnienie spowodowane przez obciążenie lub ciśnienie wsteczne wzrośnie wystarczająco wysoko, aby zmusić Grzybek lub szpulę do otwarcia na sprężynę.
zawór nadmiarowy działa poprzez zapewnienie nadmiernie pod ciśnieniem płynu otwartej ścieżki do zbiornika w celu zmniejszenia ciśnienia w porcie roboczym. Gdy ciśnienie płynu zaczyna rosnąć, siła z tego ciśnienia jest przyłożona do dna szpuli lub grzybka, podobnie jak to, co występuje w przypadku tłoka cylindra. Na początku zawór nadmiarowy otwiera się skromnie, krwawienie jest tak małe, jak jest wymagane do utrzymania ciśnienia, jak jest wymagane w dół. Jeśli ciśnienie w dalszym ciągu rośnie, podobnie jak siła na Grzybek lub szpulę, popychając ją dalej do sprężyny, aż siła sprężyny punktowej zostanie zrównana przez siłę hydrauliczną.
zawory nadmiarowe doświadczają wzrostu ciśnienia wynikającego z połączenia ciśnienia obciążenia, ciśnienia wstecznego i energii potrzebnej do przepływu przez sam zawór. Ciśnienie pękania polega na tym, że początkowa siła płynu pokonuje siłę siedzącą sprężyny. Ponieważ zawór przepływa więcej płynu do zbiornika, szybkość wzrostu ciśnienia jest stabilna, ponieważ siły płynu pod ciśnieniem przeciwdziałają szybkości sprężania sprężyny. Gdy zawór zbliża się do pełnego otwarcia, wzrost ciśnienia wzrasta ponownie, gdy zawór opuszcza się i podlega siłom przepływu.
gdy zmniejsza się ciśnienie robocze lub przeciwciśnieniowe i zawór zaczyna się zamykać, robi to w innym tempie niż to, w którym się otworzył. Różnica między krzywą otwarcia i zamknięcia nazywana jest jej histerezą i świadczy o jakości jej budowy. Zawory o wyższej jakości z zaawansowaną konstrukcją mają zwykle niższy wzrost ciśnienia z lepszą histerezą.