Механічний принцип роботи поршневих насосів

Як класичний об’ємний пристрій для перекачування рідини, механічний принцип поршневих насосів базується на синергії точно-узгоджених механізмів керування рухом і тиском. Основний робочий механізм насоса спирається на зворотно-поступальний рух плунжера в циліндрі, а впускний і випускний клапани відкриваються і закриваються для здійснення всмоктування і випуску рідини. Система передачі потужності складається з розподільного вала, роликового штовхача та пружини повернення, що утворює механічний ланцюг руху з чіткими характеристиками синхронізації.

Що стосується структурного складу, основний блок поршневого насоса складається з прецизійної-метанообробленої поршневої-муфти, яка зазвичай контролюється на мікронному рівні зазору, щоб гарантувати вільне ковзання поршня та підтримку високого{2}}тиску. Розподільний вал, як вхідна потужність, має профіль, який безпосередньо визначає рух плунжера - ділянка підйому кулачка відповідає ходу плунжера вгору, а ділянка базового кола відповідає ходу повернення пружини. На головці плунжера виконано гвинтову канавку під певним кутом, і взаємне розташування цієї конструктивної деталі та зворотного отвору гільзи є ключовим елементом у регулюванні об’єму подачі масла. Вхідний і випускний клапани мають конічну-герметизацію, щоб забезпечити своєчасне відкриття та закриття зворотних клапанів за допомогою попереднього натягу пружини клапана, де впускний клапан відкривається у відповідь на негативний тиск у камері насоса, а випускний клапан працює, коли в камері насоса надлишковий тиск.

Робочий цикл починається з того, що сегмент основи кулачка контактує з роликом, у цей час пружина плунжера штовхає плунжер вниз до нижнього упору. Під час руху плунжера об’єм камери насоса збільшується, утворюючи негативний тиск, коли верхня частина плунжера опускається у відкрите положення впускного отвору, впускний клапан відкривається під перепадом тиску, і рідина надходить у камеру насоса через фільтр. На цьому етапі рух плунжера повністю керується натягом пружини, а його граничне положення вниз обмежується діаметром кола основи кулачка, утворюючи фіксований загальний хід L. У цей час діагональна канавка та отвір для повернення масла все ще з’єднані, щоб гарантувати, що контур оливи низького-тиску не перешкоджає.

Коли кулачок обертається до секції підйому, профіль кулачка штовхає штовхач ролика, щоб подолати силу пружини та рухати плунжер вгору. Початкова фаза вгору — це процес попереднього-стиснення перед закриттям впускного отвору, і камера насоса переходить у закритий стан стиснення після того, як верхня частина плунжера повністю закриває впускний отвір. Коли плунжер продовжує рухатися вгору, тиск у камері насоса різко зростає, коли тиск перевищує попереднє натяг пружини випускного клапана та опір трубопроводу, і випускний клапан відкривається, рідина під високим-тиском розпилюється розпилювачем інжектора. У цьому процесі початкова точка подачі масла суворо фіксується механічною дією плунжера, щоб закрити вхідний отвір масла, на що не впливає подальше регулювання та забезпечує точність моменту вприскування.

Механізм регулювання подачі масла полягає в контролі ефективного ходу стиснення плунжера. Коли плунжер рухається вгору до краю спіральної перекидної пластини та отвору для повернення масла, масло високого тиску в камері насоса зливається в масляну камеру низького тиску через осьовий отвір плунжера та перекидної пластини, а падіння тиску призводить до закриття масляного випускного клапана. Обертаючи плунжер, змінюючи положення спіральної канавки по окружності, можна регулювати момент відкриття отвору для повернення масла, таким чином змінюючи ефективний хід подачі масла. Ця унікальна конструктивна конструкція дозволяє досягти плавного регулювання обсягу подачі масла шляхом обертання плунжера тільки за умови постійного загального ходу плунжера. Початкова точка подачі масла залишається постійною під час процесу регулювання, а кінцева точка змінюється залежно від положення похилої канавки, таким чином формуючи точний режим керування «фіксованою початковою точкою та регульованою кінцевою точкою».

Поршневі насоси вітчизняної серії (такі як тип A, тип B, тип P тощо) зберігають узгодженість основного принципу та в той же час досягають розширення продуктивності завдяки модульній конструкції. Кожна серія базується на стандартизованому профілі кулачка, ході плунжера та конструкції корпусу насоса та адаптується до різних вимог до потужності шляхом зміни діаметра плунжера та оптимізації параметрів спіральної канавки. Візьмемо як приклад типовий насос типу A-, він має цілісну конструкцію корпусу насоса, а агрегати допоміжних-насосів розташовані поруч уздовж осі, а кількість подачі масла в кожен циліндр синхронно регулюється через з’єднання регулювального зубчастого кільця. Регулювальний важіль на кінці плунжера з’єднується з втулкою регулювання об’єму масла, і всі плунжери можуть обертатися синхронно, повертаючи регулювальний важіль, щоб забезпечити рівномірну подачу масла в кілька циліндрів.

Механічна конструкція цього механізму полягає в тому, щоб перетворювати обертовий рух у точний лінійний зворотно-поступальний рух і водночас використовувати геометричні характеристики спіральної канавки для досягнення контролю-відсічення ходу. Різниця фаз між двома зворотними клапанами призначена для забезпечення односпрямованої подачі рідини: впускний клапан відкривається, щоб поповнити рідину, коли плунжер рухається вниз, а випускний клапан відкривається, щоб створити тиск, коли він рухається вгору. Характеристика поступового підйому профілю кулачка дозволяє безперервно змінювати швидкість руху плунжера, забезпечуючи швидке підвищення тиску на початку подачі масла, уникаючи механічних ударів. Завдяки збереженню класичної механічної структури сучасні плунжерні насоси інтелектуально приводяться в дію електронним блоком керування до механізму регулювання, поєднуючи механічну точність із гнучкістю електронного керування, що сприяє розвитку технології плунжерних насосів у напрямку високого тиску та інтелекту.