Mechanický princíp piestových čerpadiel

Mechanický princíp piestových čerpadiel ako klasického volumetrického zariadenia na prenos tekutín je založený na synergii presne{0}}zladených mechanizmov riadenia pohybu a tlaku. Hlavný pracovný mechanizmus čerpadla sa spolieha na vratný pohyb piestu vo valci a vstupné a výstupné ventily sú nasmerované na otváranie a zatváranie, aby sa realizovalo nasávanie a vypúšťanie tekutiny. Systém prenosu sily pozostáva z vačkového hriadeľa, valcového zdvihátka a nulovacej pružiny, ktoré tvoria mechanickú pohybovú reťaz s prísnymi charakteristikami časovania.

Pokiaľ ide o konštrukčné zloženie, základná jednotka piestového čerpadla pozostáva z presnej -opracovanej piestovej{1}}objímkovej spojky, ktorá je zvyčajne riadená na mikrónovej úrovni vôle, aby sa zabezpečilo, že piest voľne kĺže a udržiava vysokotlakové{2}}tesnenie. Vačkový hriadeľ ako príkon má profil, ktorý priamo určuje pohyb piestu - časť zdvihu vačky zodpovedá zdvihu piestu smerom nahor a časť základného kruhu zodpovedá zdvihu vratnej pružiny. Hlava piestu je obrobená so špirálovou drážkou pod špecifickým uhlom a relatívna poloha tohto konštrukčného znaku a vratného otvoru objímky predstavuje kľúčový prvok pri nastavovaní objemu privádzaného oleja. Vstupné a výstupné ventily sú kužeľovo{7}}utesnené, aby sa zabezpečilo včasné otváranie a zatváranie spätných ventilov pomocou predpätia ventilovej pružiny, kde sa vstupný ventil otvára v reakcii na podtlak v komore čerpadla a výstupný ventil funguje, keď je komora čerpadla pretlakovaná.

Pracovný cyklus začína tým, že segment základne vačky je v kontakte s valčekom, v tomto čase pružina piestu tlačí piest nadol na spodný doraz. Pri pohybe piestu sa objem komory čerpadla zväčšuje a vytvára podtlak, keď horná časť piestu klesne do otvorenej polohy vstupného otvoru, vstupný ventil sa otvorí pod rozdielovým tlakom a kvapalina vstupuje do komory čerpadla cez filter. V tejto fáze je pohyb plunžera úplne poháňaný napätím pružiny a jeho limitná poloha smerom nadol je obmedzená priemerom základnej kružnice vačky, čím sa vytvára pevný celkový zdvih L. V tomto čase sú diagonálna drážka a vratný otvor oleja stále spojené, aby sa zabezpečilo, že nízkotlakový olejový okruh nebude prekážok.

Keď sa vačka otáča do zdvíhacej časti, profil vačky tlačí valčekové zdvihátko, aby prekonal silu pružiny a poháňal piest nahor. Počiatočná fáza smerom nahor je proces pred-stlačenia predtým, ako sa zatvorí vstupný otvor, a komora pumpy prejde do stavu uzavretého stlačenia, keď vrchná časť piestu úplne zakryje vstupný otvor. Keď sa piest pohybuje nahor, tlak v komore pumpy prudko stúpa, keď tlak prekročí predpätie pružiny výstupného ventilu a odpor potrubia a otvorí sa súčet výstupného ventilu, vysokotlaková kvapalina rozprášená sprejom injektora. Pri tomto procese je začiatočný bod prívodu oleja striktne zablokovaný mechanickým pôsobením piestu na zakrytie otvoru na vstup oleja, ktorý nie je ovplyvnený následným nastavovaním a zabezpečuje presnosť časovania vstrekovania.

Mechanizmus nastavenia prívodu oleja je začlenený do riadenia efektívneho kompresného zdvihu piestu. Keď sa piest posunie nahor k okraju špirálovej výkyvnej dosky a otvoru na spätný tok oleja, vysokotlakový olej v komore čerpadla sa vypustí do nízkotlakovej olejovej komory cez axiálny otvor piestu a výkyvnej dosky a pokles tlaku spôsobí zatvorenie výstupného ventilu oleja. Otáčaním piestu na zmenu obvodovej polohy špirálovej drážky je možné nastaviť moment otvorenia vratného otvoru oleja, čím sa zmení efektívny zdvih prívodu oleja. Táto jedinečná konštrukčná konštrukcia umožňuje dosiahnuť plynulé nastavenie objemu prívodu oleja otáčaním piestu iba za predpokladu konštantného celkového zdvihu piestu. Počiatočný bod prívodu oleja sa počas nastavovacieho procesu udržiava konštantný a koncový bod sa mení s polohou naklonenej drážky, čím sa vytvára presný riadiaci režim „pevného začiatočného bodu a nastaviteľného koncového bodu“.

Domáce piestové čerpadlá (ako typ A, typ B, typ P atď.) zachovávajú konzistentnosť základného princípu a zároveň dosahujú rozšírenie výkonu prostredníctvom modulárnej konštrukcie. Každá séria je založená na štandardizovanom profile vačky, zdvihu piestu a štruktúre tela čerpadla a prispôsobuje sa rôznym požiadavkám na výkon zmenou priemeru piestu a optimalizáciou parametrov špirálovej drážky. Ako príklad si vezmeme typické čerpadlo typu A-, ktoré využíva integrálnu štruktúru telesa čerpadla a jednotky pomocného čerpadla{4}} sú usporiadané vedľa seba pozdĺž osi a množstvo dodávaného oleja každého valca sa synchrónne nastavuje prostredníctvom spojenia nastavovacieho ozubeného krúžku. Nastavovacie rameno na konci piestu zapadá do objímky na reguláciu objemu oleja a všetky piesty možno poháňať tak, aby sa otáčali synchrónne otáčaním nastavovacej páky, aby sa zabezpečila rovnomernosť dodávky oleja do viacerých valcov.

Mechanická štruktúra tohto mechanizmu spočíva v premene rotačného pohybu na presný lineárny vratný pohyb a zároveň využíva geometrické charakteristiky špirálovej drážky na dosiahnutie kontroly-vypínania zdvihu. Fázový rozdiel medzi dvoma spätnými ventilmi je navrhnutý tak, aby zabezpečil jednosmernú dodávku tekutiny: vstupný ventil sa otvára, aby doplnil tekutinu, keď sa piest pohybuje smerom nadol, a výstupný ventil sa otvára, aby vytvoril tlak, keď sa pohybuje nahor. Charakteristika postupného zdvíhania profilu vačky umožňuje plynulé menenie rýchlosti pohybu piestu, čím sa zabezpečí rýchle natlakovanie na začiatku dodávky oleja, pričom sa zabráni mechanickým nárazom. Na základe zachovania klasickej mechanickej konštrukcie sú moderné piestové čerpadlá inteligentne poháňané elektronickou riadiacou jednotkou k regulačnému mechanizmu, ktorý kombinuje mechanickú presnosť s elektronickou flexibilitou riadenia, čo podporuje vývoj technológie piestových čerpadiel v smere vysokého tlaku a inteligencie.