Jaký tlak vytváří plunžrové čerpadlo?

Na čem to závisí? Jaký tlak by měl být ve vstřikovacím čerpadle paliva, ovlivňuje mnoho faktorů. Musí odpovídat parametrům udávaným výrobcem motoru. Podle toho se v závislosti na typu čerpadla, typu pohonné jednotky a zamýšlených provozních podmínkách změní rozsah tlaku.

Co bych měl hledat? Tento parametr je ovlivněn především typem motoru – benzinovým nebo naftovým. Tlak v druhém je mnohem vyšší, a to je třeba vzít v úvahu při diagnostice. Obecně by měl být tento ukazatel uveden v dokumentaci motoru, ale někdy je nutné jej změřit sami v případě problémů s palivovým systémem.

V tomto článku:

7 povinných kroků pro organizaci čerpací stanice
Krok 5 vynechá 68 % podnikatelů

Podstata a úkoly palivového vstřikovacího čerpadla

Vysokotlaké palivové čerpadlo (nebo zkráceně vstřikovací čerpadlo) je nejdůležitější součástí systému, který zásobuje naftovou pohonnou jednotku palivem. Taková čerpadla se však vyrábějí i pro benzínové motory. Rozdíl mezi dvěma uvedenými typy prvků je ve výši vytvořeného tlaku. To je způsobeno konstrukčními vlastnostmi dieselových a benzínových motorů.

U vznětového motoru je vzduch, který plní spalovací komoru během „sacího“ zdvihu, stlačován během „kompresního“ zdvihu. Prudce se přitom zvyšuje nejen jeho tlak, ale i teplota, která stoupá nad úroveň samovznícení motorové nafty.

V okamžiku maximální komprese, kdy píst dosáhne TDC (horní úvrať), je tryskami vstřikováno palivo do spalovacího prostoru, které se okamžitě vznítí. V souladu s tím musí palivo procházející vstřikovači překonat obrovský tlak. Právě za toto působení je zodpovědné vstřikovací čerpadlo.

Kromě toho musí čerpadlo regulovat přívod paliva, to znamená dodávat ho v určitých dávkách a ve správný čas. Poslední funkce závisí na otáčení klikového hřídele, ale přesnost chodu (s přihlédnutím k počtu otáček) je zde velmi důležitá. U moderních dieselových modelů je časování dodávky paliva řízeno počítačem – elektronickou řídicí jednotkou.

Historie vývoje

Vstřikovací čerpadlo vynalezl ve 30. letech minulého století inženýr Robert Bosch. Zpočátku byla taková palivová čerpadla instalována na výkonné dieselové motory pro nákladní automobily, ale již ve druhé polovině 30. let se začaly vybavovat vysokotlakými čerpadly i motory osobních automobilů.

Benzínové motory nepotřebovaly vysoký tlak paliva, protože byly vybaveny karburátory a směs paliva a vzduchu byla přiváděna do spalovací komory pod vlivem vakua vytvořeného během „sacího“ zdvihu. V naší době jsou však karburátory již vzácností – nahradily je systémy přímého vstřikování, které zajišťují vstřikování paliva, které opět využívá vstřikovače vyžadující vysoký tlak.

Je zajímavé, že princip činnosti vstřikovacího čerpadla paliva se od jeho vynálezu nijak nezměnil. Jednotlivé díly a mechanismy však prošly četnými modernizacemi. To si vyžádalo zlepšení ekologických norem a také přání výrobců zvýšit účinnost motorů.

První v řadě byl výhradně mechanický model čerpadla, ale ani s jistou mírou přiblížení se nedá nazvat ekonomickým. Vybavení vznětových motorů tímto vstřikovacím čerpadlem s sebou neslo vysokou spotřebu paliva, které se často nestihlo úplně spálit, v důsledku čehož se do ovzduší uvolnilo velké množství škodlivých škodlivin. Moderní elektronické modely vysokotlakých čerpadel vykazují dobrou účinnost, což umožňuje vznětovým motorům splnit přísná ekologická omezení.

Zařízení vstřikovacího čerpadla

Se změnami v konstrukci benzínových motorů se pro ně objevilo velké množství druhů palivových vstřikovacích čerpadel. Zde jsou jejich hlavní součásti:

• Přímo před čerpadlem je instalován jemný filtr.
• Píst plunžru a válec tvoří dvojici plunžrů.
• Prostřednictvím vybrání v krytu je palivo přiváděno do dvojice plunžrů.
• Vačkový hřídel s odstředivou spojkou je spojen s rozvodovým hřídelem přes řemenový pohon.
• Pohon tlačného páru pístů.
• Vratné pružiny pístu plunžru.
• Ventily systému kompresoru.
• Regulátor režimu připojený k pedálu plynu.
• Zpětný ventil vstřikovacího čerpadla (nebo zpětný ventil, přes který je přebytečné palivo přiváděno zpět do hlavního potrubí).
• LNP (nízkotlaké čerpadlo, které čerpá palivo do vstřikovacího čerpadla).

Řídicí systémy moderních vysokotlakých čerpadel jsou stále složitější. Taková čerpadla získávají své vlastní elektronické jednotky, jejichž provoz je synchronizován s počítačem, který řídí celou pohonnou jednotku vozu jako celek. Moderní vstřikovací čerpadla jsou navíc vybavena vlastními elektronickými snímači a ventily.

Naprostá většina elektronických palivových vstřikovacích čerpadel má diagnostický systém, jehož činnost umožňuje zařízení přizpůsobit se vznikajícím poruchám a poruchám. Výsledkem je, že čerpadlo může pracovat, i když jeden ze snímačů selže. Pokud však dojde k poruše samotné elektronické jednotky, čerpadlo se stane zcela nefunkčním.

Typy vstřikovacího čerpadla

Vícepístová čerpadla

Jejich charakteristickým znakem je přítomnost jednotlivých párů plunžrů pro každý válec (vstřikování je tedy nastaveno individuálně pro každý válec). Taková čerpadla jsou rozdělena do dvou typů:

• V-typ – jsou instalovány pod úhlem 75-120 stupňů ve dvou řadách;
• v souladu – taková čerpadla se montují v jednořadém provedení a jsou obvykle umístěna společně.

U řadových modelů je palivo přiváděno do vstřikovačů určitým způsobem pomocí mechanického pohonu. Vačky ovládají každý pár plunžrů a zajišťují jejich pohyb.

Když se píst pohybuje dolů, palivo je naopak taženo nahoru. V důsledku toho se vytváří tlak, díky kterému je motorová nafta dodávána do trysek. Otevírací moment určuje elektronická řídicí jednotka palivového vstřikovacího čerpadla, která přijímá data z několika snímačů, zejména z těch, které sledují poměr frekvence klikového hřídele a polohy pedálu plynu.

U čerpadel ve tvaru V je pohyb plunžrů kombinován s prací ozubených tyčí působících na pouzdro. To umožňuje úsporu místa díky vyšší tuhosti samotné konstrukce a také díky zmenšeným rozměrům vačkového hřídele.

Distribuční čerpadla

Tyto modely palivových vstřikovacích čerpadel jsou vybaveny 1 nebo 2 plunžry, které přivádějí palivo přímo do spalovací komory. Počet válců v tomto případě může být od 4 do 12. Tento typ čerpadla je běžný u dieselových osobních automobilů, protože se u motorů nákladních automobilů rychle opotřebovávají. Kromě toho jsou čerpadla této konstrukce velmi často instalována na benzínové motory.

Pohon plunžru je reprezentován vačkovým mechanismem otočného, ​​vnějšího pohonu a koncového typu. Nejběžnější je poslední možnost, protože vyžaduje pouze jeden pár pístů. Externí pohonné mechanismy vykazují nízkou spolehlivost, a proto se prakticky nikde nepoužívají. Rotační pohony mají jednu sekci přívodu paliva a 2-4 páry plunžrů. Nejsou zde žádná nezávislá pouzdra a všechny ostatní provozní vlastnosti jsou podobné jako u koncového pohonu.

Systém vysokotlakého palivového čerpadla Common Rail

Systém Common Rail shromažďuje naftu v rozdělovači paliva před jejím odesláním do vstřikovačů. Tento palivový systém zahrnuje instalaci až 3 plunžrových jednotek, které vytvářejí vysoký tlak. Pohyb plunžrového mechanismu je zajištěn otáčením hřídele s excentrem a pružinami. Když se hřídel otáčí, vačka tlačí na pružinu, poté na píst, v důsledku čehož se objem nad plunžrem zvětší, tlak se zmenší, ventil se otevře a vstřikuje se palivo.

Při zvýšení tlaku se ventil uzavře, plunžr se vrátí zpět a objem paliva se sníží (při dosažení požadované úrovně tlaku je po otevření speciálního ventilu vytlačeno k tryskám).

Jaký tlak by měl být ve vstřikovacím čerpadle

Hlavním úkolem palivového čerpadla je tedy nejen vytvořit vysoký tlak paliva, díky kterému motorová nafta „stlačí“ vnitřní tlak ve spalovací komoře, ale také přesně dávkovat palivo a také jeho včasnou dodávku.

Jaký tlak by měl být ve vstřikovacím čerpadle? Konkrétní výkonové charakteristiky závisí na provozním režimu motoru daného modelu. U žádného čerpadla není provozní tlak konkrétní úrovní, ale přijatelným rozsahem. Například některá řadová dieselová čerpadla vytvářejí tlaky od 55 do 135 MPa. Ale u některých modelů při volnoběhu může nejnižší hodnota tlaku dosáhnout až 15 MPa.

Plunžrové čerpadlo je navrženo k čerpání vzduchu, plynu nebo kapalného média na nízké nebo střední tlaky změnou pracovního objemu čerpadla. K utěsnění pracovních dutin se používá olejové těsnění.

plunžrové čerpadlo

Hlavním rysem plunžrového vakuového čerpadla je jeho vysoký výkon, který může dosáhnout 560 l/s. Vytvořený tlak čerpadla dosahuje 40 MPa.

Provozní teplota vzduchu pro provoz zařízení je od 5⁰С do 35⁰С, pod touto hranicí ztrácí olej své mazací vlastnosti a nad touto hranicí se čerpadlo nadměrně přehřívá.

Plunžrové čerpadlo je ideální pro nepřetržitý, bezproblémový provoz, protože má prakticky neomezenou životnost. Čerpadlo si snadno poradí nejen s plyny, ale i s kapalnými směsmi. Jeho princip činnosti umožňuje čerpání viskózních látek a kapalin s abrazivními vměstky. Výjimkou jsou nebezpečná, toxická a chemicky aktivní média čerpaná ke kovu nebo mazivu. Proto je rozsah použití plunžrových čerpadel velmi široký.

Rozsah použití plunžrových čerpadel:

• hutnictví;
• automobilový průmysl a strojírenství (v hydraulických pohonech);
• potravinářský průmysl (v zařízeních s reverzní osmózou);
• lékařství a léčiva;
• energie (výroba elektrických pohonů);
• elektronika;
• rafinace ropy (vrtání vrtů, přeprava ropných produktů);
• chemický průmysl (výroba látek chemicky neutrálních k dílům a mazivům, dávkování komponentů).

Plunžrová čerpadla jsou objemového a bezobjemového typu, která se dále dělí na typy podle konstrukčních charakteristik.

Typy plunžrových čerpadel:

• s horizontálním designem;
• s vertikálním designem;
• vícepístový;
• manuál;
• mechanické;
• s utěsněnými válci;
• víceválcový.

Čerpadla se také liší typem čerpaného média a mohou být vodní, vakuová, olejová atd.

Každý z těchto typů má své vlastní vlastnosti, které umožňují jejich použití pro různé účely, ale všechny mají stejný počet výhod.

Výhody použití plunžrového čerpadla:

• ziskovost;
• výkonnost;
• spolehlivost;
• trvanlivost díky absenci tření mezi částmi;
• kompatibilita s jakýmkoli vakuovým systémem díky možnosti měnit vlastnosti a parametry zařízení.

Konstrukce čerpadla je jednoduchá a nevyžaduje velké úsilí při provozu, což je také jasná výhoda.

Objem čerpaného plynu přímo závisí na vzdálenosti, na kterou se plunžr pohybuje. To umožňuje maximální využití pracovního prostoru čerpadla, takže účinnost zařízení dosahuje 90 %.

Nevýhodou plunžrového čerpadla je velká pulzace, kterou lze však poněkud omezit pomocí speciálních seřizovacích prací nebo použitím několika plunžrů.

V průmyslu se nejčastěji používá objemové plunžrové čerpadlo, u kterého dochází k čerpání v důsledku vratných pohybů plunžru.

V závislosti na principu činnosti čerpadla existují plunžrová čerpadla:

• jednostranné jednání;
• dvojí působení.

Dvojčinná zařízení se také nazývají vysokotlaká čerpadla.

Mezi výrobci vakuových zařízení, kteří vyrábějí plunžrová čerpadla, se dobře osvědčili japonští výrobci, například Osaka Vacuum. Vyrábí širokou škálu plunžrových čerpadel a vakuových systémů na nich založených. Hlavní výhodou japonských čerpadel je kvalita a spolehlivost. Známé značky jsou Vickers, Atos, Bonezzi a mnoho dalších. Nezapomeňte na domácího výrobce, širokou škálu plunžrových čerpadel nabízí ruský závod Synergy, jehož zastoupení sídlí v Moskvě.

Vysokotlaké plunžrové čerpadlo

Princip činnosti vysokotlakého čerpadla je založen na zvýšení zdvihu plunžru, což v souladu s tím zvyšuje nejen produktivitu, ale také výsledný tlak. Délka zdvihu je zvýšena díky oboustrannému sání nebo přítomnosti několika pístů.

Dvojčinné znamená, že k procesu čerpání dochází na obou stranách válce, uvnitř kterého se pohybuje tyč (píst). Pohybem doprava vytváří tyč sací tlak na levé straně a čerpá médium a vytlačuje jej z pracovní komory vpravo. Při pohybu doleva probíhají procesy v opačném pořadí. Objem čerpané kapaliny nebo vytvořený tlak plynu na výstupu se tak zdvojnásobí. Oboustranná pístová čerpadla mají stejný princip činnosti.

Průmyslová vysokotlaká čerpadla mohou produkovat tlaky až 3,5 mbar s výkonem přibližně 800 kW.

Plunžrové čerpadlo, princip činnosti

Princip činnosti pístového čerpadla je podobný jako u pístového čerpadla. Rozdíl je v tom, že pohyb ve válci nevytváří píst, ale speciální tyč (plunžr). Kromě toho se plunžr pohybuje ve válci bez kontaktu se stěnami válce, což výrazně zvyšuje životnost zařízení. Těsnost pracovní komory zajišťují těsnění ucpávky, která zároveň zabraňují tření a opotřebení dílů.

Princip činnosti plunžrového čerpadla:

1. Plunžr se pohybuje podél válce a provádí vratné pohyby, které mu uděluje klikový hřídel elektromotoru.
2. Pohybem směrem k motoru zvětšuje plunžr objem pracovní komory a vytváří podtlak, který otevírá sací ventil. V tomto případě je pracovní dutina naplněna čerpanou směsí nebo plynem.
3. Pohybem v opačném směru zvyšuje plunžr tlak v komoře, což způsobí uzavření vstupního ventilu a otevření výstupního ventilu. Směs je vytlačována z komory, dokud tyč nedosáhne krajní polohy.
4. Poté se píst vrátí zpět a vytvoří podtlak, který uzavře výstup a otevře vstup. A proces se znovu opakuje.

Právě tento cyklický provoz způsobuje nežádoucí pulzování a vibrace zařízení. Pokud je v konstrukci několik pístů, pulzace se vyhladí. Výrobci tuto funkci úspěšně využívají u trojitých plunžrových čerpadel nebo dvouválcových, dvojčinných čerpadel. Obecně platí, že třípístové čerpadlo je považováno za nejúspěšnější možnost pro tichý a stabilní provoz.

Pulzace negativně ovlivňuje životnost zařízení, takže pokud jsou přítomny nadměrné vibrace, doporučuje se pravidelně provádět údržbu čerpadla, aby se zabránilo předčasnému selhání.

Nejčastěji vyžaduje plunžrové čerpadlo utažení upevňovacích prvků, které se mohou uvolnit v důsledku vibrací. Slabým místem čerpadla jsou také těsnění ucpávky, která musí být kvůli velkému zatížení pravidelně vyměňována. Velké pulzace mohou ovlivnit vyrovnání hřídelů, což může vést k nesprávnému provozu a selhání hřídele, proto by měly být hřídele také pravidelně kontrolovány.