Nguyên lý cơ học của máy bơm Piston

Là một thiết bị truyền chất lỏng thể tích cổ điển, nguyên lý cơ học của bơm piston dựa trên sự kết hợp của các cơ chế điều khiển áp suất và chuyển động phù hợp-chính xác. Cơ chế làm việc cốt lõi của máy bơm dựa vào chuyển động tịnh tiến của pít tông trong xi lanh, các van đầu vào và đầu ra được dẫn hướng để đóng mở để thực hiện việc hút và xả chất lỏng. Hệ thống truyền lực bao gồm trục cam, con lăn và lò xo đặt lại, tạo thành chuỗi chuyển động cơ học với đặc tính định thời nghiêm ngặt.

Về thành phần cấu trúc, bộ phận cốt lõi của bơm piston bao gồm một khớp nối-tay áo piston{1}}được gia công chính xác, thường được điều khiển ở mức khe hở micron để đảm bảo rằng piston trượt tự do và duy trì áp suất-cao. Trục cam, với tư cách là đầu vào nguồn, có cấu hình xác định trực tiếp chuyển động của pít tông - phần nâng cam tương ứng với hành trình đi lên của pít tông và phần vòng tròn cơ sở tương ứng với hành trình hồi lò xo. Đầu của pít tông được gia công với rãnh xoắn ốc ở một góc cụ thể và vị trí tương đối của đặc điểm cấu trúc này và lỗ hồi của ống lót tạo thành yếu tố chính trong việc điều chỉnh lượng cung cấp dầu. Van đầu vào và đầu ra được làm kín- dạng côn để đảm bảo đóng mở van một chiều kịp thời bằng lò xo van tải trước, trong đó van đầu vào mở ra để phản ứng với áp suất âm trong buồng bơm và van đầu ra hoạt động khi buồng bơm bị quá áp.

Chu trình làm việc bắt đầu khi đoạn đế cam tiếp xúc với con lăn, lúc này lò xo pít tông đẩy pít tông xuống điểm dừng phía dưới. Với chuyển động của pít tông, thể tích buồng bơm tăng lên tạo thành áp suất âm, khi đỉnh pít tông hạ xuống vị trí mở của lỗ đầu vào, van đầu vào mở ra dưới áp suất chênh lệch và chất lỏng đi vào buồng bơm qua bộ lọc. Ở giai đoạn này, chuyển động của pít tông được dẫn động hoàn toàn bởi lực căng của lò xo và vị trí giới hạn đi xuống của nó bị hạn chế bởi đường kính của vòng tròn đế cam, tạo thành một hành trình tổng cố định L. Lúc này, rãnh chéo và lỗ hồi dầu vẫn được kết nối để đảm bảo rằng mạch dầu áp suất thấp không bị cản trở.

Khi cam quay đến phần nâng, biên dạng cam sẽ đẩy con lăn thắng lực lò xo và đẩy pít tông lên trên. Giai đoạn đi lên ban đầu là quá trình-nén trước trước khi lỗ đầu vào được đóng lại và buồng bơm chuyển sang trạng thái nén đóng sau khi đỉnh của pít tông che phủ hoàn toàn lỗ đầu vào. Khi pít tông tiếp tục di chuyển lên, áp suất buồng bơm tăng mạnh, khi áp suất vượt quá tải trước lò xo van đầu ra và lực cản đường ống và tổng van đầu ra mở ra, chất lỏng áp suất cao -được phun ra bởi vòi phun. Trong quá trình này, điểm bắt đầu cung cấp dầu được khóa chặt bằng tác động cơ học của pít tông để che lỗ nạp dầu, điều này không bị ảnh hưởng bởi việc điều chỉnh tiếp theo và đảm bảo độ chính xác của thời điểm phun.

Cơ chế điều chỉnh cung cấp dầu được thể hiện trong việc kiểm soát hành trình nén hiệu quả của pít tông. Khi pít tông di chuyển đến mép của tấm chắn xoắn ốc và lỗ hồi dầu, dầu áp suất cao trong buồng bơm được thoát vào buồng dầu áp suất thấp thông qua lỗ trục của pít tông và tấm rửa, và sự sụt giảm áp suất làm cho van xả dầu đóng lại. Bằng cách xoay pít tông để thay đổi vị trí chu vi của rãnh xoắn ốc, có thể điều chỉnh mômen mở của lỗ hồi dầu, do đó thay đổi hành trình cấp dầu hiệu quả. Thiết kế cấu trúc độc đáo này giúp có thể đạt được sự điều chỉnh liên tục lượng dầu cung cấp bằng cách chỉ quay pít tông với tiền đề là tổng hành trình pít tông không đổi. Điểm bắt đầu của nguồn cung cấp dầu được giữ không đổi trong quá trình điều chỉnh và điểm cuối thay đổi theo vị trí của rãnh nghiêng, do đó hình thành chế độ điều khiển chính xác 'điểm bắt đầu cố định và điểm cuối có thể điều chỉnh'.

Máy bơm piston dòng nội địa (như loại A, loại B, loại P, v.v.) duy trì tính nhất quán của nguyên lý cơ bản, đồng thời đạt được sự mở rộng hiệu suất thông qua thiết kế mô-đun. Mỗi dòng sản phẩm dựa trên cấu hình cam, hành trình pít tông và cấu trúc thân bơm được tiêu chuẩn hóa, đồng thời thích ứng với các yêu cầu công suất khác nhau bằng cách thay đổi đường kính pít tông và tối ưu hóa các thông số rãnh xoắn ốc. Lấy máy bơm loại A-điển hình làm ví dụ, nó sử dụng cấu trúc thân máy bơm tích hợp và các bộ phận bơm-phụ được bố trí cạnh nhau dọc theo trục và lượng cung cấp dầu của mỗi xi lanh được điều chỉnh đồng bộ thông qua liên kết của vòng bánh răng điều chỉnh. Tay điều chỉnh ở cuối pít tông ăn khớp với ống bọc điều khiển thể tích dầu và tất cả các pít tông có thể được điều khiển quay đồng bộ bằng cách xoay cần điều chỉnh để đảm bảo cung cấp dầu đồng đều cho nhiều xi lanh.

Cấu trúc cơ học của cơ cấu này là chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến tuyến tính chính xác, đồng thời sử dụng các đặc tính hình học của rãnh xoắn ốc để đạt được khả năng điều khiển-cắt hành trình. Sự lệch pha giữa hai van một chiều được thiết kế để đảm bảo cung cấp chất lỏng một chiều: van đầu vào mở ra để bổ sung chất lỏng khi pít tông đi xuống và van đầu ra mở ra để tạo áp suất khi nó di chuyển lên. Đặc tính nâng dần của biên dạng cam cho phép thay đổi tốc độ chuyển động của pít tông liên tục, đảm bảo điều áp nhanh khi bắt đầu cấp dầu đồng thời tránh sốc cơ học. Trên cơ sở giữ lại cấu trúc cơ khí cổ điển, máy bơm pít tông hiện đại được điều khiển thông minh bởi bộ điều khiển điện tử đến cơ cấu điều chỉnh, kết hợp độ chính xác cơ khí với điều khiển điện tử linh hoạt, thúc đẩy sự phát triển của công nghệ bơm pít tông theo hướng áp suất cao và thông minh.