Насос форсунки принцип работы: Устройство и принцип действия системы с насос форсунками

Содержание

Устройство и принцип действия системы с насос форсунками

Как уже говорит само название, насос-форсунка представляет собой впрыскивающий насос с узлом управления и форсунку в едином узле.

На каждый цилиндр двигателя приходится по насос-форсунке. Поэтому отсутствуют топливопроводы высокого давления, которые имеются на двигателе с ТНВД.

Как и ТНВД с форсунками, система впрыска с насос-форсунками выполняет следующие функции:

создает высокое давления для впрыска топлива
впрыскивает определенное количество топлива в определенный момент

Местонахождение:

Насос-форсунки расположены непосредственно в головке блока.

Крепление:

Насос-форсунки крепятся в головке блока. При установке насос-форсунок необходимо следить за правильным положением их.
Если насос-форсунка не стоит под прямым углом к головке блока, может ослабнуть крепежный болт. Вследствие этого возможно
повреждение как насос-форсунки, так и головки блока.

Устройство насос-форсунки

Привод

На распределительном валу имеется четыре кулачка для привода насос-форсунок. Посредством коромысел усилие передается на плунжеры насос форсунок.

Требования к процессам смесеобразования и сгорания

Обязательным условием эффективного сгорания является хорошее смесеобразование. Для этого топливо должно подаваться в цилиндр в нужном количестве, в нужный момент и под высоким давлением. Уже при незначительных отклонениях от требуемых параметров распыления топлива отмечается увеличение содержания вредных веществ в отработавших газах, повышение шумности процесса сгорания и увеличение расхода топлива. Важным моментом для процесса сгорания в дизельном двигателе является малая величина задержки самовоспламенения. Задержка самовоспламенения представляет собой промежуток времени между началом впрыска топлива и началом повышения давления в камере сгорания. Если в этот временной промежуток подается большое количество

топлива, то это ведет к резкому повышению давления в камере сгорания и, тем самым, к увеличению уровня шума процесса сгорания.

Предварительный впрыск

Для достижения максимально возможной плавности протекания процесса сгорания перед основным впрыском осуществляется
предварительный впрыск малого количества топлива под небольшим давлением. Благодаря сгоранию этого малого количества топлива в камере сгорания повышаются давление и температура. Вследствие этого происходит ускоренное самовоспламенение топлива, поданного в ходе основного впрыска. Предварительный впрыск и наличие паузы между предварительным и основным впрыском способствует тому, что давление в камере сгорания повышается не скачкообразно, а относительно равномерно. Вследствие этого достигается снижение шумности процесса сгорания и уменьшение эмиссии окислов азота.

Основной впрыск

При основном впрыске необходимо достичь хорошего смесеобразования для возможно полного сгорания топлива. Благодаря высокому давлению впрыска достигается очень тонкий распыл топлива, что позволяет получить весьма равномерную смесь топлива и воздуха. Полное сгорание топлива обеспечивает уменьшение выброса вредных веществ и повышение мощности двигателя.

Конец впрыска топлива

Для хорошей работы двигателя важно, чтобы в конце процесса впрыска давление впрыска резко упало, а игла распылителя быстро

возвратилась в исходное положение. При этом предотвращается попадание топлива в камеру сгорания под низким давлением и с
плохим распылом. Такое топливо сгорает не полностью, что ведет к увеличению токсичности выхлопа.

Процесс впрыска топлива, обеспечиваемой системой впрыска с применением насос- форсунок, с уменьшенным давлением при
предварительном впрыске, повышенном давлении и быстром протекании процесса основного впрыска способствует улучшению
показателей работы двигателя.

Заполнение камеры высокого давления

При процессе заполнения камеры высокого давления плунжер под действием пружины движется кверху, что ведет к увеличению объема камеры. Электромагнитный клапан управления насос-форсункой бездействует. Игла клапана находится в положении, открывающем путь топливу из питающей магистрали в камеру высокого давления. Топливо под давлением поступает из питающей магистрали в камеру высокого давления.

Процесс впрыска

Начало предварительного впрыска

Кулачок распределительного вала через коромысло поджимает плунжер книзу; плунжер, в свою очередь, отжимает топливо из камеры
высокого давления в питающую магистраль. Протекание процесса впрыска топлива происходит под управлением блока управления
двигателя через электромагнитный клапан. По сигналу от блока управления двигателем игла электромагнитного клапана прижимается
к седлу, перекрывая путь топливу из камеры высокого давления в питающую магистраль. Вследствие этого происходит повышение

давления в камере. Когда давление достигает 180 бар, оно становится выше, чем усилие пружины распылителя. Игла
распылителя приподнимается, и начинается предварительный впрыск.

Начало предварительного впрыска
Демпфирование хода иглы распылителя

В процессе предварительного впрыска ход иглы распылителя демпфируется гидравлическим буфером, что дает возможность точно дозировать количество впрыскиваемого топлива.

Это происходит таким образом:
на первой трети хода ничто не мешает ходу иглы. При этом в камеру сгорания предварительно впрыскивается топливо

Как только демпферный клапан начнет перемещаться по сверлению корпуса распылителя, топливо над иглой распылителя сможет поступать под давлением в зону размещения пружины только через зазор снизу демпферного клапана. Вследствие этого возникает
гидравлический буфер, который ограничивает ход иглы распылителя при предварительном впрыске.

Процесс впрыска

Конец предварительного впрыска

Непосредственно после открытия иглы форсунки заканчивается предварительный впрыск. Под действием увеличивающегося
давления перепускной клапан движется книзу, тем самым увеличивая объем камеры высокого давления. Вследствие этого давление
на короткое время падает, и игла форсунки закрывается. Предварительный впрыск закончился. Вследствие движения книзу перепускного клапана пружина распылителя сжимается сильнее. Поэтому для повторного открытия иглы форсунки при последующем основном впрыске необходимо давление топлива больше, чем при предварительном впрыске.

Процесс впрыска

Начало основного впрыска

Вскоре после запирания иглы распылителя давление в камере высокого давления опять поднимается. Электромагнитный клапан закрыт, и поршень насос-форсунки движется вниз. Когда давление достигает примерно 300 бар, оно становится больше, чем давление
пружины распылителя. Игла распылителя снова поднимается, и в камеру сгорания впрыскивается основная порция топлива.
Давление при этом поднимается до 2050 бар, поскольку в камере высокого давления сжимается больше топлива, чем может его выйти

через распылитель. При достижении двигателем максимальной мощности, а также при наибольшем крутящем моменте и одновременно
самым большом количестве впрыскиваемого топлива давление максимально.

Процесс впрыска

Конец основного впрыска

Конец впрыска наступает, когда с блока управления двигателя перестает поступать сигнал на электромагнитный клапан.
При этом игла клапана под действием пружины отходит от седла, и сжимаемое плунжером топливо может поступать в питающую
магистраль. Давление топлива падает. Игла распылителя закрывается, и перепускной клапан под действием пружины распылителя
возвращается в исходное положение. Основной впрыск закончился.

Схема топливного контура

Топливо засасывается механическим топливным насосом через фильтр из топливного бака и подается по питающей магистрали в головке блока к насос-форсункам. Избыточное топливо подается обратно в топливный бак через сливную магистраль в головке блока, датчик температуры топлива и охладитель топлива.

Охладитель топлива охлаждает сливаемое топливо для предупреждения попадания в топливный бак слишком горячего топлива.
Датчик температуры топлива определяет температуру топлива в сливной магистрали и посылает соответствующий сигнал блоку управления двигателю
Ограничительный клапан поддерживает давление в сливной магистрали на уровне 1 бар. Благодаря этому достигается постоянство давления топлива на игле электромагнитного клапана.

Байпас Если в топливной системе имеется воздух, к примеру при выработанном топливном баке, ограничительный клапан остается закрытым. Воздух выжимается поступающим топливом из системы
Головка блока
Магистрали. Через дроссельное отверстие отводятся пары топлива, которые могут быть в питающей магистрали
Топливный насос подает топливо из топливного бака через фильтр к насос-форсункам
Сетка-фильтр улавливает пузырьки воздуха и газа в питающей магистрали. Затем они отводятся через дроссельное отверстие и сливную магистраль

Ограничительный клапан регулирует давление топлива в питающей магистрали. При давлении топлива более 7,5 бар клапан открывается, и топливо направляется в зону всасывания топливного насоса
Обратный клапан предотвращает слив топлива от топливного насоса в топливный бак при остановке двигателя (давление открытия топлива 0,2 бар)
Топливный фильтр защищает топливный контур от загрязнения и попадания в него инородных частиц и воды
Топливный бак

Топливный насос расположен непосредственно за вакуумным насосом на головке блока цилиндров. Топливный насос подает топливо из бака к насос- форсункам. Оба насоса имеют общий привод от распределительного вала и поэтому обозначаются как единый тандемный насос.

форсунка — устройство, принцип работы и ремонт — dieselfors.ru

14.03.2017 / Roman / Блог

Насос-форсунка — гибридная система подачи топлива, соединившая в одном агрегате насос высокого давления и устройство впрыска.

Насос-форсунки расположены в головке блока цилиндров. Каждый цилиндр в системе оснащен персональной насос-форсункой.

Устройство насос-форсунки дизельного двигателя

Плунжер создает необходимое давление внутри инжектора. Специальные кулачки распределительного вала приводят плунжер в действие, воздействуя на него в определенные моменты времени.

Клапан управления отрывается и закрывается при движении плунжера, пропуская топливо из топливной магистрали в камеру высокого давления. Главной деталью клапана является игла распылителя, которая плотно прижимается пружиной распылителя отвечает за быстродействие всей системы.

Принцип работы топливных насос-форсунок

Давление в форсунке создается с помощью плунжера, под контролем электронного блока управления, который находится на корпусе насос-форсунки. Клапаны управления бывают электромагнитные и пьезоэлектрические. Пьезоэлектрические форсунки срабатывают в 4 раза быстрее, чем устройства с электромагнитным клапаном, и не допускают образования излишков топлива. Количество подаваемого топлива может достигать 10 порций за один такт, которые распределяются на три фазы:

Предварительный впрыск. Когда плунжер двигается вниз под действием специальных кулачков распределительного вала, топливно-воздушная смесь попадает в каналы форсунки, когда клапан закрывается горючее перестает поступать. Когда давление смеси достигает 13 мПа, распылитель преодолевает усилие пружины и подает горючую смесь в камеру сгорания. Предварительный впрыск помогает достигнуть плавного сгорания смеси на следующем этапе.
Основной впрыск. Плунжер опускается вниз, клапан управления закрывается и давление топлива увеличивается до 30 мПа. Распылитель пересиливает действие пружины и поднимается вверх. Горючее подается в камеру сгорания под большим напором, поэтому сжимается и сгорает эффективнее. Каждый раз сжатие сопровождается увеличением давления до максимального 220 мПа. Основной впрыск служит для качественного образования смеси горючего на разных режимах работы двигателя.
Дополнительный впрыск осуществляется при движении плунжера вниз для очистки сажевого фильтра от накопленной копоти.

Ремонт дизельных насос-форсунок

При нарушении нормальной работы иглы форсунки, система не закрывается вовремя и подача топлива не осуществляется в положенное время. Инжектор не справляется со своей задачей, двигатель работает резко и подаваемые на него нагрузки могут вывести его из строя. Чаще всего в форсунках засоряется распылитель, стираются резиновые прокладки.

Внимание! Подбирая ремонтный комплект для насос-форсунки, приобретайте детали одного производителя, соблюдая марку и модель. Использование прокладок, которые предназначены для форсунки другой марки, приведет к некорректной работе инжектора.

Любой ремонт форсунок или их полная замена требует начинается с демонтажа старых насос-форсунок.

Порядок действий при замене насос-форсунок

Сбросьте давление в топливной системе.
Открутите крепления с трубок высокого давления и снимите их.Важно! Пометьте, где стояла каждая трубка. Чтобы не запутаться во время установки форсунок обратно.
Используя удлиненные торцевые головки, отверните насос-форсунки.
Аккуратно покачайте инжектор в стороны, чтобы сохранить резьбу.
Осторожно удалите с форсунок уплотнительные шайбы. Нельзя выдалбливать их зубилом!
С помощью накидного ключа разберите распылитель.
Открутите и очистите накидную гайку.
Вытащите промежуточный корпус.
Очистите все металлические детали устройства.
Установите новый распылитель, если требуется. Закрутите накидную гайку.
Замените уплотнительные кольца и все детали из ремонтного комплекта.
Убедитесь, что все детали находятся на месте и в должном состоянии и установите восстановленную или новую форсунку на место.
Внимание! Запрещено ставить форсунки без уплотнительных шайб. Кроме уплотнения и герметизации, они выполняют теплоотводящую функцию. Без них система перегреется и выйдет из строя.
С небольшим усилием руками вкрутите форсунку на место. Если форсунка не вкручивается, прочистите резьбу.
Присоедините трубки высокого давления на свои места и закрепите их зажимами.
Выверните рукоятку ручной подкачки топлива и прокачайте до того момента, пока она не станет ходить туго. Заверните ее. Давление в системе создано, запустите двигатель.

Алгоритм работы насос-форсунки — АвтоМодерн Дизель Сервис

Алгоритм работы насос-форсунки дизельного двигателя

Качество распыления дизельного топлива в цилиндре, во многом определяет процесс его горения, и образования токсичных веществ в отработавших газах. Более качественное распыление достигается при высоком давлении, порядка 1800 бар и выше. Однако устаревшие системы дизельных двигателей не могут обеспечить подачу топлива к форсункам под таким давлением, т.к. в таком случае потребовались бы делать топливопроводы высокого давления, с очень большим наружным диаметром из-за увеличения толщины стенок. Чтобы не применять громоздких топливопроводов при увеличении давления впрыска, многие ведущие автомобильные фирмы начали применять насос-форсунки с электронным управлением.

Насос-форсунка представляет собой впрыскивающий насос с узлом управления и форсунку в едином узле индивидуально на каждый цилиндр двигателя.

Система дизельной топливной аппаратуры (электронно управляемая насос-форсунка) начала применяться на грузовых автомобилях с 1994 года, а на легковых четырьмя годами позже. Модульная конструкция систем питания дизельных двигателей с насос-форсунками, позволяет устанавливать их без особых затрат времени, на двигатели различных конструкций.

Обозначение по BOSCH
UIS (UNIT-INJECTOR-SYSTEM)	UPS (UNIT-PUMP-SYSTEM)
Обозначение по Delphi
EUI (Electronic Unit Injectors)	EUP, (Electronic Unit Pumps)

Элемент EUI (насос- форсунка с электронным управлением) в сборе представляет собой механизм — с механическим созданием давления;

электронным управлением впрыска, что означает управление и контроль бортовым компьютером времени начала впрыска (угла по отношению к положению коленвала) и продолжительности впрыска, тем самым обеспечивается возможность изменять количество впрыскиваемого топлива;
надлежащим распылом топлива (высокого давления до 2 200 бар)

Ниже приведен наиболее упрощенный алгоритм работы насос- форсунки с электронным управлением, но именно он позволяет наилучшим образом понять схематику работы узла.


В этой позиции плунжер находится в верхней точке, а клапан управления открыт. Топливо идет через всю насос- форсунку (заполнены все полости)	Кулачек давит вниз и плунжер начинает перемещаться, перекрывая входное отверстие. Впрыска не происходит, т.к. клапан все еще открыт и топливо вытесняется через него.

На актуатор (электромагнит) подается напряжение и клапан закрывается с большой скоростью. Плунжер продолжает движение вниз и давление быстро нарастает. Давление топлива преодолевает силу пружины и игла распылителя начинает открытие при давлении ~ 300 бар. Давление продолжает быстро нарастать до 1800…2200 бар и происходит впрыск топлива

После окончания подачи электричества на актуатор электромагнитный клапан открывается, давление резко падает, игла форсунки по воздействием пружины закрывает отверстие распылителя процесс впрыска заканчивается

Таким образом, работу насос- форсунки можно условно разделить на 4 хода плунжера: ход впуска и наполнения, предварительный ход, ход нагнетания и впрыска топлива, окончание процесса впрыска. Более подробно алгоритм приведен ниже

	1. Ход впуска и наполнения. При движения плунжера вверх, под воздействием возвратной пружины, топливо при постоянном давлении поступает по каналу 7 от насоса низкого давления в полость клапана управления 6, который открыт под воздействием прижимной пружины, так как напряжение на соленоиде отсутствует. По каналам топливо попадает в полость высокого давления 4.
	2. Предварительный ход. Поворачиваясь кулачек кулачкового вала начинает оказывать давление на плунжер 2, который перемещается вниз. Клапан управления все еще открыт и топливо, под давлением движущегося вниз плунжера 2, вытесняется через выпускной канал 8 в систему низкого давления.
	3. Ход нагнетания и процесс впрыска топлива От блока управления на электромагнит 9 клапана управления подается напряжение, и якорь соленоидного клапана под воздействием созданного электромагнитного поля закрывает клапан, преодолевая при этом сопротивление пружины клапана. Сила магнитного потока при этом должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить достаточное уплотнение между плоскостями 10. Чем ближе якорь расположен к ярму, тем больше сила прижатия клапана к седлу, что позволяет снизить величину тока управления соленоидным клапаном, уменьшая расход электроэнергии, и сохраняя при этом закрытое положение клапана. Сообщение между полостями высокого и низкого давления при этом перекрывается. Закрытие соленоидного клапана приводит к изменению тока катушки 9, что определяется блоком управления, как начало подачи топлива. Давление топлива в полости высокого давления при движении плунжера возрастает. Одновременно возрастает давление и в полости распылителя форсунки. При достижении давления начала подъема иглы распылителя около 300 бар игла распылителя слегка приподнимается и начинается впрыск топлива в камеру сгорания (фактическое начало впрыска или начало подачи). Давление впрыска постоянно увеличивается по мере хода плунжера насоса. . Давление продолжает быстро нарастать до 1800…2200 бар и происходит впрыск топлива
	4. Окончание процесса впрыска После полного открытия электромагнитного клапана давление резко падает, игла форсунки при этом закрывает отверстие распылителя, усилием пружины клапан управления возвращается в исходное положение и процесс впрыска заканчивается.

Примечание: 1 – кулачек кулачкового вала; 2 – плунжер; 3 – возвратная пружина; 4 – полость высокого давления; 5 – клапан соленоида; 6 – полость клапана управления; 7 – впускной канал; 8 – выпускной канал; 9 – обмотка соленоида; 10 – седло клапана; 11 – игла форсунки

Обязательным условием эффективного сгорания дизельного топлива является хорошее смесеобразование. Для этого топливо должно подаваться в цилиндр в нужном количестве, в нужный момент и как можно более высоким давлением. Уже при незначительных отклонениях от требуемых параметров распыления топлива отмечается увеличение содержания вредных веществ в отработавших газах, повышение шумности процесса сгорания и увеличение расхода топлива. Важным моментом для процесса сгорания в дизельном двигателе является малая величина задержки самовоспламенения (Задержка самовоспламенения — промежуток времени между началом впрыска топлива и началом повышения давления в цилиндре). Если в этот временной промежуток подается большое количество топлива, то это ведет к резкому повышению давления в цилиндре, повышению нагрузок на цилиндро- порщневую группу и к резкому увеличению уровня шума процесса сгорания.

Увеличение рабочих циклов

Для достижения большей плавности протекания процесса сгорания, снижения шума и выброса токсичных веществ в насос-форсунках перед основным впрыском осуществляется предварительный впрыск (впрыск под небольшим давлением небольшого количества топлива). Благодаря сгоранию этого малого количества топлива в камере сгорания повышаются давление и температура. Вследствие чего происходит ускоренное самовоспламенение топлива, поданного в ходе основного впрыска. Предварительный впрыск и наличие паузы между предварительным и основным впрыском способствует тому, что давление в камере сгорания повышается не скачкообразно, а относительно равномерно. Вследствие этого достигается снижение шумности процесса сгорания и уменьшение эмиссии окислов азота. В таких форсунках дополнительно устанавливается разгрузочный поршень. Примитивная схема каналов и элементов у такой насос-форсунки дана ниже.

Заполнение камеры высокого давления

В процессе заполнения камеры высокого давления плунжер под действием основной пружины движется кверху, что ведет к увеличению объема камеры высокого давления. Клапан управления насос-форсунки под действием пружины клапана в момент отсутствия магнитного поля от соленоида находится в открытом состоянии и соединяет питающую магистраль и камеру высокого давления. Топливо под давлением из питающей магистрали заполняет камеру высокого давления.

Начало предварительного впрыска

Кулачек кулачкового вала поджимает плунжер книзу. Плунжер, в свою очередь, отжимает топливо из камеры высокого давления в питающую магистраль. Протекание процесса впрыска топлива происходит под управлением блока управления двигателя через соленоид и клапан управления. По сигналу от блока управления двигателем на электромагните (соленоиде) форсунки возникает магнитное поле и клапан управления прижимается к седлу, перекрывая путь топливу из камеры высокого давления в питающую магистраль. Вследствие этого происходит повышение давления в камере высокого давления. Когда давление достигает 180 бар, оно становится выше, чем усилие пружины распылителя. Игла распылителя приподнимается, и начинается предварительный впрыск.

Демпфирование хода иглы распылителя

Это происходит таким образом:
на первой трети хода ничто не мешает ходу иглы. При этом в камеру сгорания предварительно впрыскивается топливо (рис А)

Как только демпферный клапан начнет перемещаться по отверстию в корпусе распылителя (рис В), топливо над иглой распылителя сможет поступать под давлением в зону размещения пружины только через зазор снизу демпферного клапана. Вследствие этого возникает гидравлический буфер, который ограничивает ход иглы распылителя при предварительном впрыске.

Конец предварительного впрыска

Под действием увеличивающегося давления перепускной клапан движется книзу, тем самым увеличивая объем камеры высокого давления. Вследствие этого давление на короткое время падает, и игла распылителя закрывается. Предварительный впрыск закончился. Вследствие перемещения вниз перепускного клапана пружина распылителя сжимается сильнее. Поэтому для повторного открытия иглы распылителя при последующем – основном — впрыске необходимо давление топлива больше, чем при предварительном впрыске.

Начало основного впрыска

Вскоре после запирания иглы распылителя давление в камере высокого давления опять поднимается. Клапан управления под воздействием электромагнита закрыт, а плунжер насос-форсунки движется вниз. Когда давление достигает примерно 300 бар, оно становится больше, чем давление пружины распылителя. Игла распылителя снова поднимается, и в камеру сгорания впрыскивается основная порция топлива. Давление при этом поднимается до 2050 бар, поскольку в камере высокого давления сжимается больше топлива, чем может его выйти через распылитель. При достижении двигателем максимальной мощности, а также при наибольшем крутящем моменте и одновременно самом большом количестве впрыскиваемого топлива давление максимально.

Конец основного впрыска

Конец впрыска, когда с блока управления двигателя перестает поступать сигнал на электромагнитный клапан. При этом клапан управления под действием пружины отходит от седла, и сжимаемое плунжером топливо может поступает во внешнюю магистраль. Давление топлива падает. Игла распылителя закрывается, и перепускной клапан под действием пружины распылителя возвращается в исходное положение. Основной впрыск закончен.

Соленоидный клапан управления

Соленоидный клапан управления можно разделить на две группы – соленоидную (электромагнитную) и непосредственно клапанную. Клапанная группа состоит из клапана управления 2 (рис.), корпуса 12 клапана составляющего единое целое с корпусом насос- форсунки и пружины клапана 1.

Соленоидный клапан управления (принципиальная схема):
1 – пружина клапана управления; 2 – клапан управления; 3 – полость высокого давления; 4 – полость низкого давления; 5 – компенсационная шайба; 6 – катушка актуатора; 7 – кожух; 8 – штекер; 9 – щель для прохода топлива; 10 – уплотнительная плоскость корпуса клапана; 11 – уплотнительная плоскость клапана; 12 – корпус; 13 – накидная гайка; 14 – магнитный диск; 15 – магнитный сердечник; 16 – якорь; 17 – уравнительная пружина

Уплотнительная плоскость 10 корпуса клапана имеет конусообразную форму. Посадочная поверхность клапана 11 имеет точно такую форму, однако угол конуса клапана немного больше угла конуса его корпуса. Когда клапан закрыт и прижат к корпусу, корпус и клапан соприкасаются только по линии седла клапана, благодаря чему достигается очень хорошее уплотнение клапана. Клапан управления и его корпус составляют прецизионную пару и очень плотно подогнаны друг к другу. Магнит состоит из ярма магнитопровода и подвижного якоря 16. Ярмо в свою очередь состоит из магнитного сердечника 15, катушки 6 и штекеров выводных контактов 8. Якорь соединен с клапаном. Между магнитным ярмом и якорем в исходном положении имеется зазор.

Последние поколения насос-форсунок

Указанные выше схемы работы имеют свое развитие в насос- форсунках следующих поколений и других производителей. Так в насос- форсунках производства компаний Delphi, Cummins, CAT клапан управления представляет собой единый узел ни с корпусом насос- форсунки, о непосредственно пару «клапан – обойма клапана», которые при необходимости заменяются в процессе ремонта. Последние поколения насос- форсунок (например, Delphi серии «Е-3») имеют ни один клапан управления, а два, что обеспечивает возможность осуществления до 5 впрысков в пределах предварительного – основного – дожигого. Данные возможности вкупе с дополнительными мерами (например установкой систем EGR, SCR) делают возможным выполнение строжайших норм по экологии («Евро 5», перспективные «Евро 6»). В перспективе разработки по объединению систем Common Rail и насос- форсунок в единую систему.

Схема управления топливной системой «насос-форсунка»

Пример схемы управления топливной системой «насос- форсунка» грузового автомобиля (VOLVO).

Устройство насос-форсунки со схемой

Дизельный двигатель является основным силовым агрегатом грузовых автомобилей и другой тяжелой техники. Он обладает высокой топливной эффективностью, что немаловажно для машин, требующих много энергии. Небольшая удельная мощность (по отношению к размерам двигателя) в данном случае не является определяющим фактором, и производители техники с удовольствием используют преимущества дизеля: стабильно высокий крутящий момент на малых оборотах и весьма неплохое значение КПД.

Применение насос-форсунок

Следующим шагом на пути увеличения энергоэффективности стал отказ от накопительной магистрали. Таким образом удается избежать лишних потерь давления (и, соответственно, мощности), система становится менее уязвимой в случае разгерметизации, а впрыск топлива детально контролируется для каждого цилиндра. Система в целом становится проще, работа машины – тише, а расход горючего – меньше.

Усложняется конструкция только одной детали, которая объединяет в себе функции форсунки и топливного насоса высокого давления.

Конструкция и принцип работы насос-форсунки

По рабоче-крестьянски. Профессора и так в курсе.

Если не углубляться в хитрости и тонкости режимов подачи топлива, принцип действия данного агрегата при одном взгляде на схему, вероятно, стал вам понятен.

Разные схемы могут немного различаться конфигурацией и названием элементов, но с точки зрения физики и техники идея довольно проста. Как наилучшим образом воплотить ее в жизнь – это уже секретные разработки фирм-производителей.

Мы видим корпус 4 форсунки, внутри которого имеются цилиндрические полости и канальца – соответственно, в них поступает и по ним перемещается горючее. Куда ему суждено течь, а куда – нет, регулирует система клапанов. Одни из них открываются и закрываются от давления, другими управляет электроника. Так на данной схеме видно, что игла 8 перемещается в нужное положение под действием пружины 26 и электромагнита (поз. 6…10 – его элементы), открывая либо закрывая проток. На штекер 5 надевается фишка, таким образом обеспечивается связь с электронным блоком управления (ЭБУ). На данной схеме изображена насос-форсунка с электромагнитным клапаном, также используются пьезоэлектрические.

Во внутренние полости форсунки топливо поступает от насоса низкого давления через отверстия-фильтры 13 (на схеме поток обозначен темно-серым). Излишки выводятся через канал обратного слива 11 (светло-серый).

Давление (или разрежение) внутри форсунки создается плунжером 3. Принцип такой же, как у любого поршневого насоса, простейшим из которых является шприц. Каким образом обеспечивается возвратно-поступательное движение плунжера, на схеме прекрасно видно без объяснений. Сферический упор 1 обеспечивает контакт поверхностей при различных углах взаимного расположения плунжера 3 и коромысла 28. Можно обратить внимание на форму кулачкового привода 27: при вращении вала по часовой стрелке поршень резко идет вниз, затем медленно – вверх, обеспечивая плавное разрежение.

Игла 18 также возвратно-поступательно движется внутри распылителя 20 под действием разности давлений и упругих сил пружины 22. Прижавшись к седлу 15, она закрывает отверстие распылителя, и топливо в цилиндр не попадает. В нужный момент приподнимается, и топливо в камеру сгорания 17, соответственно, попадает. Как это происходит.

Мы можем наблюдать у иглы утолщение (ниже гидроупора 14). Сверху и снизу находятся полости с топливом, которое оказывает на иглу давление с обеих сторон. Если открыть сообщение между полостями, то – вспомним закон Паскаля – давление будет одинаковым, а сила – вспомним гидравлический пресс опять же из курса физики за 6 класс – будет прижимать иглу 18 к седлу 15, т.к. площадь поверхности гидроупора 14 больше. Пружина 22 также будет этому содействовать. Еще выше расположена полость 25, давление в которой и создает плунжер. Уравнивающий поршень 23 потому так и называется, что он стабилизирует давление на гидроупор.

Так вот, как только сила гидростатического давления снизу иглы превзойдет силу гидростатического давления на упор 14 и упругую силу пружины 22 вместе взятые, то есть когда давление снизу значительно превзойдет давление сверху, игла поднимется, откроет отверстие, и произойдет впрыск. Аллилуйя. Для этого протоки и регулируются открытием и закрытием управляемого электроникой клапана. Вот и все.

В нашем каталоге вы можете приобрести комплектующие и составные части насос-форсунок CUMMINS, DETROIT, CATERPILLAR, BOSCH, DELPHI.

Что лучше common rail или насос форсунка: ответ есть

Что лучше common rail или насос форсунка? Попробуем дать ответ на вопрос по системам впрыска и поговорим о системах питания дизельных двигателей.

Попытаемся подробно разобраться в особенностях работы системы насос-форсунка, изучим её конструкцию и сравним с Common Rail.

Технология, проверенная временем

Идея насос-форсунки заключается в том, чтобы физически объединить насос высокого давления (ТНВД) и форсунку в единый узел, впрыскивающий топливо непосредственно в цилиндр мотора.

В отличии от Common Rail, где ТНВД один на весь силовой агрегат, в нашем сегодняшнем варианте насосов, по сути, столько, сколько и самих форсунок.

О том, какие преимущества имеет подобная схема и имеет ли вообще, мы поговорим позже, а пока окунёмся на несколько мгновений в историю.

Считается, что массовое внедрение впрыска насос-форсунками началось в конце 90-х годов прошлого столетия, а пошли по такому пути инженеры концерна Volkswagen.

На самом деле, так и есть, но, правда, если рассматривать только сегмент легковых авто. Другое дело грузовая техника. Оказывается, ещё в 30-х годах в США была разработана технология, аналогичная современным насос-форсункам.

Интересовались ею и в СССР, причём настолько плотно, что закупили у американцев оборудование для производства моторов с такой системой и выпускали их на заводе ЯАЗ, периодически модернизируя, вплоть до 1992 года.

Что же представляет собой эта технология?

ТНВД и форсунка в одном флаконе: надёжный симбиоз

Переключаемся на современность. На данный момент под капотами автомобилей можно встретить несколько вариантов исполнения этой системы впрыска:

механическую;
электронную.

Начнём с первой разновидности. Располагаются насос-форсунки недалеко от распределительного вала и это неслучайно.

Дело в том, что ТНВД, входящий в состав устройства, приводится в действие кулачками распредвала, которые при помощи рычага воздействуют на плунжер насоса форсунки.

Он, в свою очередь, нагнетает давление, двигаясь вверх и вниз под действием кулачков и возвратной пружины.

И при определённом уровне напора солярки игла распылителя форсунки приподнимается, и порция горючего под высоким давлением впрыскивается в цилиндр. Довольно простая система, не правда ли?

Но более совершенными и чаще всего используемыми в современных автомобилях, являются электронные насос-форсунки.

Как и в механическом варианте, давление внутри этой форсунки нагнетается плунжером, связанным с распредвалом, а впрыск осуществляется движущейся иглой распылителя.

Главной «фишкой» электронной схемы стал появившийся в ней клапан управления, который может быть или электромагнитным, или пьезоэлектрическим.

Встроенный в каждую насос-форсунку, он под чутким контролем блока управления двигателем регулирует подачу дизтоплива, благодаря чему появилась возможность гибко, в зависимости от нагрузки на мотор регулировать впрыск в цилиндр.

Как известно, наиболее эффективно топливо сгорает и расходуется при поэтапном впрыске, поэтому инженерами была разработана схема, при которой инжекция солярки разбита на три фазы – предварительную, основную и дополнительную.

Реализовать такой сценарий без клапана управления вряд ли бы удалось, что и стало причиной забвения механических насос-форсунок.

Что лучше common rail или насос форсунка

И всё же, что лучше common rail или насос форсунка, какие преимущества имеет система с насос-форсунками по сравнению с технологией Common Rail, а в чём проигрывает. Начнём с плюсов:

насос-форсунки позволяют развить большее давление впрыска, а это, в свою очередь, повышает эффективность сгорания топлива, улучшает экологичность и мощностные характеристики двигателя;
более тихая работа, чем у моторов с Common Rail и других вариантов дизелей.

К сожалению, есть и минусы, которые достаточно ощутимо повлияли на популярность насос-форсунок. Среди них такие:

крайне высокие требования к качеству дизельного топлива;
высокий уровень износа деталей насосной части устройства, так как она постоянно механически соединена с распредвалом;
высокая стоимость и низкая ремонтопригодность форсунок из-за того, что они являются технологичными и прецизионными элементами.

Вот так, друзья, мы рассмотрели основные нюансы, что лучше common rail или насос форсунка. А теперь читайте статью про систему Common Rail и сравнивайте.

В следующих статьях мы продолжим изучать строение современных автомобилей, поэтому обязательно подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить интересные и, надеемся, познавательные публикации.

До скорой встречи!

Принцип работы дизельных форсунок common rail

Использование насос-форсунок для организации подачи топлива в дизельном двигателе позволяет увеличить его мощность, понизить расход топлива, количество вредных выбросов и уровень шума.

В топливной системе такого типа каждому цилиндру двигателя соответствует отдельная форсунка. Запуск насос-форсунки производится следующим образом: распределительный вал передает усилие специальным кулачкам, которые в свою очередь через коромысло прикладывают его к самой форсунке.

В устройство насос-форсунки входят следующие элементы:

плунжер;
клапан управляющий;
поршень запорный;
клапан обратный;
игла распылителя.

На схеме показана конструкция насос-форсунки с клапаном электромагнитного типа. Цифрами отмечены следующие элементы:

1 — винт с шаровой головкой;
2 — плунжер;
3 — пружина плунжерная;
4 — игла электромагнитного клапана;
5 — клапан электромагнитный;
6 — сливная топливная магистраль;
7 — клапан обратный;
8 — питающая топливная магистраль;
9 — пружина распылителя;
10 — поршень запорный;
11 — игла распылителя;
12 — головка блока цилиндров;
13 — прокладка термоизоляционная;
14 — кольца уплотнительные;
15 — камера высокого давления;
16 — кулачок приводной;
17 — коромысло.

Давление топлива в форсунке создает плунжер, поступательное движение которого обеспечивается вращением кулачков распредвала, а возвратное – плунжерной пружиной.

Управляющий клапан отвечает за впрыск топлива. По типу привода клапан бывает пьезоэлектический или электромагнитный. Клапан на пьезоэлементе был создан для замены электромагнитного и, по сравнению с последним, является более быстродействующим. Главный элемент конструкции клапана – это игла клапана.

Пружина форсунки служит для посадки иглы распыления на седло. Усилие пружины может поддерживаться давлением топлива с помощью обратного клапана и запорного поршня.

Игла распылителя обеспечивает прямой впрыск топливной смеси в камеру сгорания.

Работа всех насос-форсунками регулируется блоком управления двигателя, который, анализируя сигналы различных датчиков, посылает управляющие сигналы на клапаны насос-форсунок.

Принцип работы насос-форсунки

Процесс впрыска горючего в насос-форсунке для обеспечения эффективного и оптимального формирования топливно-воздушной смеси разделен на три фазы: предварительного, основного и дополнительного впрыска.

Предварительный впрыск используется для обеспечения непрерывности сгорания смеси во время основного впрыска, который, в свою очередь, должен обеспечивать подачу качественной вмеси в любом режиме работы мотора. Дополнительный впрыск применяется для восстановления сажевого фильтра, то есть его очистки от накопившихся продуктов сгорания.

Описать принцип работы насос-форсунки можно следующим образом. Усилие, передаваемое через коромысло кулачком распределительного вала на плунжер, толкает его вниз. Топливо начинает поступать по питающим каналам форсунки. Закрываясь, клапан отсекает подачу топлива. Давление в системе возрастает и при достижении значения 13 МПа, достаточного для преодоления иглой распылителя усилия пружины, она поднимается и производится предварительный впрыск.

Фаза предварительного впрыска завершается с открытием клапана. Топливная смесь перетекает в питающую магистраль и давление горючего снижается. Обычно производится один или два, в зависимости от выбранного режима работы мотора, предварительных впрыска.

Дальнейшее опускание плунжера открывает фазу основного впрыска. При этом клапан вновь закрывается, и давление топлива возрастает. По достижении отметки 30 МПа игла снова поднимается, преодолевая давление топлива и усилие пружины, и производится основной впрыск.

С повышением давления сжимается большее количество топлива, а значит, в камеру сгорания мотора впрыскивается больше питающей смеси. Наибольший объем впрыска достигается при давлении 220 МПа, что соответствует максимальной отдаче мощности двигателя.

Последующее открытие клапана завершает фазу основного впрыска. Давление топливной смеси снижается, и игла распылителя опускается. Дополнительный впрыск осуществляется при дальнейшем опускании плунжера и протекает по процедуре, аналогичной основному впрыску. В этой фазе обычно выполняется два цикла впрыска топлива.

Принцип работы насоса-форсунки

Подробное описание всех составных запчастей насос-форсунки со схемой. Исчерпывающие пояснения для деталей. Что такое гидроупор, плунжер, уравнивающий поршень, якорь электромагнита и прочие термины.

Устройство насос-форсунок

Насос форсунки дизельных двигателей устанавливаются индивидуально для каждого цилиндра. Они крепятся в головке блока цилиндров, при этом очень важно выполнить правильный монтаж.

Насос-форсунка в разрезе

Привод насос-форсунки осуществляется от распредвала двигателя. Состоит насос форсунка из следующих элементов:

Винт с шаровой головкой.
Плунжер, оснащенный пружиной – создаёт рабочее давление внутри форсунки. Он приводится в движение кулачковым механизмом распредвала и возвращается в исходную позицию под воздействием пружины.
Приводной кулачок.
Коромысло.
Уплотнители – обеспечивают герметичность форсунки.
Камера высокого давления.
Игла – выполняет впрыск топлива.
Клапан – может быть электромагнитным и пьезоэлектрическим. С его помощью осуществляется управление процессом впрыска. Пьезоэлектрический клапан является более современным.
Магистраль впуска – подает топливо в форсунку.
Сливная магистраль.
Обратный клапан и запорный поршень – поддерживают давление топлива на заданном уровне.

Пьезоэлектрический клапан срабатывает намного быстрее электромагнитного, при этом его работа контролируется лишь изменением подаваемого на него напряжения. Конструктивно он состоит из пьезопривода, расположенного в корпусе, оснащенном штекерным разъемом, а также рычажного мультипликатора и иглы распылителя.

Что собой представляет насос-форсунка?

Насос-форсунка одна из самых важных элементов подачи топлива в камеры сгорания каждого цилиндра мотора. Используются они только лишь в дизельных моторах. Различаются между собой по размеру, форме, модели и способу управления.

Отличия обусловлены использованием разных систем управления впрыска топлива и видов распылителей. Необходимо отметить, что эти детали топливной системы автомобиля в наибольшей степени подвержены загрязнению.

Низкое качество топлива, содержащее примеси может привести к выходу из строя насоса-форсунки. Это потребует от владельца автомобиля существенных материальных затрат для восстановления их работоспособности или замены.

Идеи Дизеля

О создании узла, в котором бы объединялась форсунка и топливный насос, задумывался сам создатель этих двигателей – Рудольф Дизель.

Это позволило бы уйти от топливных магистралей и трубопроводов высокого давления, тем самым повысив впрысковое давление. Но во времена Дизеля еще не существовало таких возможностей, которые есть сегодня.

На что влияет работа насоса-форсунки?

Внедрение насоса-форсунки в современный дизельный двигатель позволило значительно увеличить эффективность использования топлива.Применение подобного рода системы даёт возможность увеличить мощность двигателя, оптимизировать расход топлива, уменьшить уровень загрязняющих веществ в отработанных газах и понизить шумность мотора.

Именно насос-форсунка обеспечивает централизацию подачи и распределения топлива при работе силового агрегата. Она помещена в индивидуальный цилиндр, выполняющий защитные функции и нивелирующий воздействие внешних факторов.

Насос-форсунка позволила сделать существующие ныне дизельные моторы экономными и выгодными для использования в первую очередь грузоперевозчиками. Дизельный мотор, оснащённый этим устройством системы подачи топлива, позволяет экономно расходовать топливо при поездках на длительные расстояния.

Как провести ремонт насос – форсунки своими руками

Конечно, замена неисправной форсунки будет намного правильнее. Однако, если учитывать сегодняшние цены на автозапчасти, то невольно напрашивается мысль о том, почему бы не произвести ремонт старой, ведь это дешевле. В действительности, ремонтный комплект форсунки стоит намного дешевле нового элемента, а потому будет намного выгоднее.

Неисправность форсунок обычно заключается в их засорении или ухудшении уплотняющих свойств внутренних резиновых прокладок. Двигатель, при этом, начинает работать неустойчиво и не развивает номинальной мощности, а расход топлива заметно увеличивается.

При подборе ремонтного комплекта, важно соблюсти марку и модель. Чтобы не ошибиться, рекомендуем снять старую и взять с собой в магазин автозапчастей. Консультанты подберут для вас тот набор, который вам необходим при ремонте. Если вы установите прокладки, предназначенные для форсунки другой модели, то наверняка форсунка будет работать совсем не правильно. Хотя, в большинстве случаев, они имеют совсем разные размеры прокладок, что сделает проблематичным сам ремонт, нежели дальнейшую эксплуатацию такого элемента.

Чтобы отремонтировать старую форсунку, ее необходимо демонтировать. Для этого нужно, в первую очередь, сбросить давление в топливной системе. Это нужно для того, чтобы не испачкаться топливом и не получить мощную струю прямо в лицо.

После этого, откручивается металлическое крепление трубки к форсунке и она выворачивается. Проведите разборку элемента и внимательно запомните расположение и порядок сборки деталей. Это нужно для последующей сборки, чтобы не было такого явления, как появление «лишних» деталей. Теперь проведите очистку металлических частей в то случае, если они подверглись засорению, замените резиновые уплотнители и другие детали, которые есть в ремонтном комплекте форсунки. После этого проведите сборку детали в обратной разборке последовательности.

Заверните форсунку и подключите ее к топливной системе. Так как давление было снижено, необходимо выкрутить рукоятку ручной подкачки топлива и снова создать давление в системе. Качать следует до того момента, пока рукоятка не пойдет туго. После этого, снова заверните ее и можете приступать к запуску двигателя.

Устройство насоса-форсунки

Механизм насоса-форсунки довольно сложен, но при желании можно разобраться. Удивительно, как небольшое по размеру изделие сочетает в себе множество технологий и обеспечивает топливом массивный двигатель.

Можно выделить следующие основные компоненты главного механизма топливной системы:

Плунжер

Нагнетает уровень давления внутри форсунки до рабочих величин

Управляющий клапан

Главная задача заключается в точной регулировке поступления топлива и впрыска смеси в камеру сгорания

Пружина распылителя

Удерживает надёжно иглу распылителя в зафиксированном положении

Игла распылителя

Распыляет топливную смесь под высоким давлением в камеру сгорания

Блок управления двигателя

Обеспечивает непрерывный мониторинг и контроль работы форсунки.

Признаки неисправных насос-форсунок

О поломках в системе впрыска говорят следующие факторы:

двигатель не заводится вообще, либо заводится с трудом;
резкое увеличение расхода топлива;
двигатель работает неравномерно;
мощность работы двигателя падает на любых оборотах;
сильное задымление выхлопа.

Достоинства и недостатки систем с насос-форсунками

Положительными сторонами применения насос-форсунок являются следующие качества:

Возможность впрыска топлива под высоким давлением. Это обеспечивает эффективный распыл горючего, а следовательно, и его полное сгорание. Таким образом, дизельные двигатели, оснащенные насос-форсунками, получаются довольно мощными и отличаются экономным расходом топлива.
Системы впрыска с насос-форсунками работают с меньшим уровнем шума.
Высокая устойчивость к остановке двигателя в случае наличия поломок форсунок.
Более эффективный распыл обеспечивает низкий уровень сажи в выхлопах, а потому такие системы можно назвать более экологичными.
Отсутствие чувствительности к температуре окружающей среды и погодным условиям эксплуатации двигателя.

В числе недостатков можно отметить:

Сложное устройство форсунки и следовательно ее высокую стоимость. Также они практически не подлежат ремонту и в случае неисправности требуют полной замены.
Так же, как и для системы Common Rail, для корректной работы насос-форсунок требуется применение качественного топлива с минимальным количеством примесей и присадок.

Частой неисправностью форсунок является их загрязнение. Определить последнее можно по следующим симптомам:

Резкое повышение расхода топлива.
Существенное падение мощности двигателя автомобиля.
Ощутимые сложности при запуске мотора.

Несмотря на то что системы с насос-форсунками постепенно вытесняются двигателями Common Rail, они имеют несомненные преимущества, которые и обеспечивают их сферу применения в современном автомобилестроении.

Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми интересными новостями и полезными статьями про автомобили.

Название поля*

Email*

(4 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка…

Способы чистки форсунок

В процессе эксплуатации топливные форсунки засоряются. Это происходит по причине некачественного топлива, а также несвоевременной замены топливного фильтра тонкой и грубой очистки. Впоследствие падает производительность форсунки, а это чревато повышением температуры в камере сгорания, а значит скором износе поршня.

Проще всего промывать форсунки распределенного впрыска, так как их проще демонтировать для качественной чистки на стенде, при этом есть возможность выровнять пропускную способность и угол распыла.

Чистка моющей жидкостью типа Wynns на стенде. Форсунки устанавливают на стенд, в бачок заливается жидкость, минимум 0.5 литров, сопло каждой форсунки погружено в колбы с делением в мл, что позволяет проконтролировать производительность форсунок. В среднем чистка занимает 30-45 минут, после чего меняются уплотнительные кольца на форсунках и они устанавливаются на свое место. Периодичность чистки зависит от качества топлива и диапазоне замены топливного фильтра, в среднем каждые 50 000 км.

Чистка жидкостью без демонтажа. К топливной рейке подключается система с жидкостью. Шланг, по которому будет подаваться чистящая жидкость, подключается к топливной рейке. Смесь подается под давлением 3-6 атмосфер, двигатель работает на ней около 30 минут. Способ также эффективен, однако отсутствует возможность корректировки угла распыла и производительности.

Чистка при помощи присадки в топливо. Метод часто подвергается критике, так как эффективность смешивания моющей присадки с топливом сомнительна. На деле это работает в том случае, если форсунки еще не забиты, как в качестве профилактики — отличное средство. Вместе с форсунками чистится бензонасос, проталкиваются мелкие частицы через топливопровод.

Чистка ультразвуком. Работает способ только при снятии форсунок. Специальный стенд оборудован ультразвуковой установкой, эффективность которой доказана. После чистки удаляются смольные отложения, которые ни одна моющая жидкость не смоет. Главное не забыть сменить фильтр-сетку, если ваши форсунки дизельные или инжекторные с непосредственным впрыском.

Помните, что после очистки форсунок желательно заменить топливный фильтр, а также фильтр грубой очистки, который установлен на бензонасосе.

Недостатки

Но существуют и недостатки. Самый серьезный минус – высокая требовательность к качеству горючего. Достаточно малейшего засора, чтобы система прекратила свою работу. Второй минус – это цена.

Ремонтировать этот точный узел вне заводских условий практически невозможно. Еще одни недостаток – при воздействии большого давления эти узлы частенько разбивают посадочные гнезда в блоке двигателя.

Как аэрозольные баллончики перекачивают жидкость?

Бутылочки с распылителем — чрезвычайно полезный тип машины и превосходная демонстрация основных принципов водопровода. Головка распылителя состоит всего из нескольких частей. Он имеет спусковой рычаг , который приводит в действие небольшой насос . Этот насос прикреплен к пластиковой трубке , которая забирает очищающую жидкость со дна резервуара. Насос выталкивает эту жидкость по узкому стволу и через небольшое отверстие в дульной части ружья.Отверстие или сопло служит для фокусировки текущей жидкости так, чтобы она образовывала концентрированный поток.

Единственным сложным элементом в этой конструкции является гидравлический насос, и он почти такой же простой, как и есть. Основным движущимся элементом является поршень, расположенный внутри цилиндра. Внутри цилиндра находится небольшая пружина. Чтобы запустить насос, вы нажимаете на спусковой крючок, вталкивая поршень в цилиндр. Движущийся поршень сжимает пружину, поэтому, когда вы отпускаете спусковой крючок, поршень выталкивается обратно из цилиндра.Эти два хода поршня в цилиндр и обратно составляют весь цикл насоса.

Ход вниз, поршень вдавливается, сужает площадь цилиндра, вытесняя жидкость из насоса. Ход вверх, пружина, выталкивающая поршень обратно, расширяет площадь цилиндра, всасывая жидкость в насос. В бутылке с распылителем вам нужно всасывать чистящую жидкость из резервуара внизу и выталкивать ее через цилиндр вверху. Чтобы вся жидкость перемещалась через ствол, насос должен только нагнетать жидкость вверх — он не может вытолкнуть жидкость обратно в резервуар.Другими словами, жидкость должна проходить через насос только в одном направлении.

Устройство, которое делает это возможным, называется односторонним клапаном . Бутылка с распылителем имеет два односторонних клапана в насосной системе: один между насосом и резервуаром, а другой — между насосом и форсункой. Обычно клапан между насосом и резервуаром состоит из крошечного резинового шарика, который аккуратно лежит внутри небольшого уплотнения . Боковые стороны уплотнения расположены под углом, чтобы мяч не провалился.В зависимости от конструкции, сила тяжести или небольшая пружина прижимает этот шар к уплотнению, так что канал для воды перекрывается, когда вы не перекачиваете. Когда поршень выдвигается (когда вы отпускаете спусковой крючок), расширяющаяся область цилиндра всасывает жидкость внизу, вытягивая шар вверх из уплотнения. Поскольку шар поднимается вверх, жидкость может свободно вытекать из резервуара. Но когда вы нажимаете на спусковой крючок, внешняя сила движущейся жидкости толкает шарик в уплотнение, перекрывая проход к резервуару.Следовательно, жидкость под давлением проталкивается только в ствол.

В распылительном механизме односторонний клапан между насосом и соплом представляет собой своего рода чашку, которая надевается на конец цилиндра. При движении вверх внутреннее давление от насоса прижимает чашку к стволу, поэтому воздух не может проходить через сопло. При ходе вниз выталкивающая жидкость слегка приподнимает чашку над стволом и течет через сопло. Без этого второго одностороннего клапана насосная система не могла бы всасывать жидкость из резервуара, потому что не было бы всасывания (не было бы падения давления воздуха).Ход вверх не снизит давление воздуха в насосе; он будет только втягивать больше воздуха, чтобы поддерживать это давление.

Этот клапан также работает как запорная система. Когда вы ввинчиваете насадку, она плотно прижимает колпачок клапана к цилиндру, так что вы не можете вытеснить никакую жидкость. Когда вы ослабляете насадку, остается достаточно места для того, чтобы чашка клапана могла двигаться вперед и назад.

При первом использовании пульверизатора необходимо несколько раз нажать на спусковой крючок, чтобы распылить чистящую жидкость.Эту задержку вызывают две причины:

Перед тем, как начать накачку, пистолет настроен на ход вниз, а не вверх (поршень находится вне цилиндра). Когда вы сначала нажимаете на спусковой крючок, и поршень толкает внутрь, жидкости для откачки нет; в камере цилиндра только воздух. Поршень должен выскользнуть, чтобы всосать жидкость из резервуара.
При первом ходе вверх насос начинает всасывать очищающую жидкость из резервуара. Но он также всасывает весь воздух, находящийся в пластиковой трубке, ведущей к резервуару.Прежде чем вы сможете начать распыление чистящей жидкости, вы должны пропустить этот воздух через механизм насоса. Это может занять несколько движений вниз и вверх.

Эта простая конструкция насоса, названная поршневым насосом возвратно-поступательного действия , используется для множества задач. Помимо создания давления воды, воздуха и многих других жидкостей, эта конструкция также может извлекать воду и нефть из-под земли. У нас даже есть поршневые насосы, встроенные в наши тела: ваше сердце расширяется, чтобы втягивать кровь низкого давления через один односторонний клапан, и сжимается, заставляя кровь высокого давления через другой односторонний клапан возвращаться в ваше тело.Тот же самый основной механизм, который заставляет работать обычную бутылку с распылителем, также помогает вам выжить!

Центробежные насосы | Как они работают

Конструкционные характеристики центробежных насосов

Рабочее колесо

Рабочее колесо центробежного насоса доступно в различных формах и размерах в зависимости от требуемой производительности и характеристик перекачиваемых жидкостей.

Рабочее колесо всех типов оснащено специальными лопатками на задней стороне ступичного диска для компенсации осевых нагрузок и снижения давления в камере уплотнения.Напор, создаваемый этой лопаткой, противодействует разнице активного давления между спиралью и камерой уплотнения, которая толкает перекачиваемую жидкость к самой камере.

Рабочие колеса изготавливаются из различных материалов в зависимости от химической жесткости и / или абразивной способности перекачиваемой жидкости.

Все рабочие колеса динамически балансируются перед установкой на насосы.

Кожух

Корпус центробежных насосов оснащен одинарным всасывающим патрубком с одинарным спиральным трубчатым аэратором, доступным в двух версиях: с узкой спиралью или широкой спиралью.

Кожухи обычно изготавливаются из тех же материалов, что и рабочие колеса, однако для конкретных требований могут использоваться другие материалы.

Уплотнение между корпусом и крышкой достигается за счет встроенного плоского уплотнения, которое лучше выдерживает нагрузки, вызываемые давлением и температурой.

Материалы, используемые для этих уплотнений, не содержат асбеста.

Кожух может быть изготовлен в обогреваемом исполнении (/ RR), поэтому в нем имеется камера для нагрева пара до давления 7 бар и температуры 180 ° C.Насосы серий RN / RNS и RKN / RKNS стандартизированы на основе норм UNI EN 22858 и в дополнение к нормам ISO 5199.

Крышка

Крышка изготовлена таким образом, что позволяет снимать крыльчатку без снятия кожуха с труб. Материалы, из которых изготовлена крышка, такие же, как и для корпуса.

Наружная зона камеры уплотнения может быть изготовлена в двух вариантах:

a) Версия с охлаждением / R
Производится с помощью охлаждающей камеры, в которой циркулирует вода под давлением до 4 бар.
Используется, когда чрезвычайно высокая температура перекачиваемой жидкости может отрицательно сказаться на работе и долговечности уплотнения вала.

b) Версия с подогревом / RR
Производится с помощью камеры нагрева, в которой циркулирует пар до 7 бар и 180 ° C.
Используется, когда перекачиваемая жидкость имеет тенденцию к затвердеванию, если она не поддерживает свою температуру. Если это произойдет, это может нарушить работу уплотнения вала.

Petro-Canada: как работают наши газовые насосы

Когда я впервые научился качать бензин (к сожалению, мне было за 20, но это уже другая история), я помню, как был поражен тем, как насос отключается, когда мой бак был полон.Я был такой: «Откуда он знает? Это были волшебные эльфы? Да, наверное, волшебные эльфы». Очевидно, что мой разум не так уж и требователен, когда дело доходит до внутренней работы бензонасоса.

Мы уже писали здесь ранее о том, как работает калибровка насоса в Petro-Canada, чтобы гарантировать, что вы действительно получаете весь газ, за который платите. Но мы никогда не делали обзора того, как работает реальный насос. Для тех из вас, кто не склонен приписывать технические чудеса нашего современного мира эльфам, читайте дальше!

Газовый насос состоит из двух компонентов.Есть механический компонент, который фактически закачивает бензин в вашу машину. Затем есть компьютер, который сообщает механическому компоненту, что делать, и отслеживает, сколько газа вы накачали, чтобы он знал, что заряжать.

Топливо на АЗС хранится в подземных резервуарах и перекачивается на поверхность и в вашу машину с помощью насоса-мотора. Когда вы выбираете желаемую марку газа до начала закачки, компьютер дает команду смесительному клапану начать работу.Смесительный клапан отвечает за смешивание различных типов топлива, хранящегося в топливных баках, для обеспечения правильного смешивания газа.

Когда нужная смесь газа перекачивается из подземных резервуаров в ваш автомобиль, она проходит через клапан управления потоком, который регулирует скорость потока бензина. Информация о топливе, проходящем через клапан управления потоком, передается на компьютер, который, в свою очередь, отображает литры (и доллары), которые вы заправляете в свой автомобиль.

Как вы знаете, когда ваш бак полон, ручка сопла отпускается, перекрывая поток газа.Это потому, что есть небольшое отверстие возле наконечника сопла и небольшая трубка внутри, которая ведет обратно к запорному механизму. Эта трубка постоянно всасывает воздух, пока вы наполняете резервуар. Когда уровень газа в вашем баллоне повышается, воздух продолжает течь, но когда газ достигает уровня трубы, давление воздуха внутри трубы падает. Запорный механизм в рукоятке насоса определяет изменение всасывания и отключает форсунку. Так что… очень похоже на эльфов.

На этом заканчивается наш обзор того, как работает бензонасос — если вы ищете более подробное представление о том, как работает бензонасос, обязательно ознакомьтесь с разделом «Как работает газовый насос».

— Роза Р.

Как газовый насос автоматически отключается, когда бак заполнен? »Science ABC

Иногда меня ставит в тупик то, насколько различные устройства и методы сделали нашу жизнь проще. Практически все либо уже полностью автоматизировано, либо находится в процессе становления. Взять, к примеру, бензонасос. Хотя он в основном используется для подачи масла в пересохшие цистерны транспортных средств, существует немало изобретательных способов использования бензоколонок; Возьмем, к примеру, эту даму, которая решила мыть им лобовое стекло своей машины.

Однако мы не будем говорить о других сферах применения бензонасосов. Мы просто хотим обсудить чрезвычайно распространенное явление, которое вы, вероятно, наблюдаете каждый раз, когда заправляете бак вашего автомобиля. Да, вы угадали … мы собираемся немного подробнее разобраться в функции автоматического отключения форсунки бензонасоса.

Автоматическое отключение насоса может показаться «неуместным» электрическим процессом, но на самом деле это совсем не электрический процесс. Фактически, это механический процесс, причем довольно инновационный! Это связано с очень интересным физическим явлением, известным как эффект Вентури.Давайте посмотрим поближе.

Эффект Вентури: то, что вы наблюдаете почти каждый день

Эффект Вентури — одно из тех распространенных явлений, которые вы испытываете каждый день, но не знаете названия и даже не можете распознать этот феномен, пока на него не укажет профессор физики. Не пугайтесь приведенного ниже рисунка; он просто показывает, как изменяется давление жидкости в результате изменения поперечного сечения контейнера.

Давление в сегменте 1 больше, чем в сегменте 2, тогда как скорость жидкости больше в сегменте 2 (источник изображения: Википедия)

Возьмите любую резиновую (или любой другой эластичный материал) трубу и запустите жидкость (воду, в этом примере) через него.Теперь аккуратно прижмите трубу прямо посередине. Что происходит? Скорость, с которой вода течет через область давления (или область, в которой вы оказываете давление) увеличивается. Другое изменение, которое вы можете здесь не испытать, — это изменение давления жидкости в этой области (давление жидкости уменьшается в области сжатия). В этом суть эффекта Вентури.

Джованни Баттиста Вентури, человек, открывший эффект Вентури (Источник: Википедия)

Если вы понимаете эффект Вентури, поздравляем! По сути, это означает, что вы понимаете основной принцип волшебного отключения сопла насоса.Теперь остается понять, как работает весь механизм, что, кстати, тоже довольно интересно!

Когда индикатор уровня топлива на приборной панели сообщает вам, что бак пуст, на самом деле он говорит вам, что в баке нет бензина, но не все . Он также содержит воздух; когда ваш автомобиль движется и используется бензин, пространство, которое он освобождает, мгновенно заполняется воздухом. Это означает, что когда в баке не осталось бензина, он все равно заправлен, но только воздухом.

Что внутри насадки насоса?

В следующий раз, когда вы пойдете к бензоколонке, присмотритесь к насадке насоса (то есть на то, что входит в бак транспортного средства, чтобы заполнить его). При осмотре вы найдете небольшое отверстие диаметром в полдюйма на конце. Если вы еще не знаете, то я должен вам сказать, это отверстие не пропускает бензин в бак. Судя по всему, может показаться, что он просто сидит без дела, ничего не делая. Но так ли это? Какой цели служит отверстие?

Кредит: Nexus 7 / Shutterstock

Что ж, это незаметное отверстие выполняет очень важную функцию, гарантируя, что ни одна капля драгоценного (и дорогого!) Масла не пролита.

Это отверстие связано с небольшой трубкой, которая входит в ручку. В точке, близкой к концу, назовем ее точкой А, трубы отклоняются в направлении, отличном от диафрагмы воздуха. В точке А есть трубка Вентури, по которой течет бензин. Так выглядит насадка изнутри; а теперь давайте посмотрим, как все это работает.

Как это на самом деле работает?

Автоматическое отключение сопла с щелчком может показаться волшебством как малышам, так и взрослым, но на самом деле это очень простой и новаторский процесс.

Когда резервуар не заполнен, воздух всасывается из крошечного отверстия (сопла) в диафрагму за счет всасывания. Это продолжается до тех пор, пока уровень бензина не достигнет уровня отверстия (или не пройдет отверстие). Как только отверстие опускается ниже уровня бензина, оно начинает всасывать бензин. Поскольку плотность масла больше, чем у воздуха, в трубке Вентури изменяется давление жидкости. В результате диафрагма слегка сжимается и происходит автоматическое перекрытие подачи бензина через точку А.

Далее происходит то, с чем мы все знакомы — четкий щелчок, извещающий о том, что бак полностью заполнен.

Статьи по теме

Невероятно, как простые вещи из нашей повседневной жизни могут помочь вдохновить на такие новаторские методы и сделать нашу жизнь проще; в этом случае настоящими победителями становятся сотрудники, отвечающие за заправку резервуаров на АЗС!

Pump Jet — обзор

Производительность вакуумного насоса

Распространенной проблемой является расчет времени, необходимого для снижения давления в камере с атмосферного до заданного значения.

Применимы две разные формулы: одна для поршневых насосов, а другая для насосов с непрерывным потоком, таких как эжекторы и диффузионные насосы.

В следующих формулах C — это объем камеры, из которой отбирается газ, P ₀ — начальное и P _n — конечное давление в камере.

Для поршневых насосов:

(1 + VC) n = P0 − q / SPn − q / S

V — рабочий объем на оборот насоса.

Если скорость насоса равна N об / мин, а интервал времени равен t, то

n = Nt

Для проточных насосов, действующих изотермически:

SC = ltlogc (P0 − q / SPn − q / S)

Для непрерывных насосов, действующих адиабатически:

SC = 1γtlogc (P0 − q / SPn − q / S)

S — эффективный расход всасывания насоса в л / с, q — расход утечки в Па · л / с.

S более правильно определяется как:

чистый расход, поступающий в насос в фотоэлектрических единицах давление на входе

Максимально возможный расход насоса — это проводимость его входного отверстия, , т.е. (как указано выше) 0,0935 d ² л / с.

Обычно впускной канал размещается между камерой, которую необходимо вакуумировать, и входным фланцем насоса, и в этом случае проводимость канала будет иметь заметное влияние на поток насоса. Эффективный поток равен:

Se = S U / (U + S)

S _e заменяет S в уравнениях.При проектировании вакуумной системы следует учитывать этот фактор. Распространенной ошибкой является использование большого насоса, подключенного к рабочей камере через трубу, обладающую настолько малой проводимостью, что потенциальная мощность насоса теряется.

Утечка в вакуумных установках часто бывает значительной, и ее удобно учитывать, как в приведенных выше уравнениях, заменой P на (P — q / S). Поскольку S появляется с обеих сторон уравнений, для решения может потребоваться итерация; обычно скорость утечки небольшая, поэтому раствор быстро сходится.Утечка включает газы, выделяемые технологическим процессом, и обратный поток через насос. В практической системе утечку часто можно определить путем испытания или знания аналогичных цепей.

Следует отметить, что приведенная выше теория верна только до среднего вакуума (около 0,01 торр). Для более низких давлений в игру вступают другие факторы, такие как «дегазация» (десорбция газа с поверхности контейнера). В этом режиме опыт и тесты — лучшие ориентиры для оценки производительности.

Два основных параметра в конструкции вакуумной системы — это скорость необходимой откачки и максимальное давление, которое необходимо реализовать и поддерживать. Эти параметры определяют количество и размер необходимых насосов. Это может включать использование форвакуумных насосов, способных перекачивать давление ниже атмосферного, за которыми следуют другие насосы, которые начинают работать только ниже определенного предельного уровня давления.

Большинство форвакуумных насосов являются механическими, хотя струйные насосы, конденсаторы, жидкостные воздушные ловушки и криогенные насосы будут работать при атмосферном давлении.

ТАБЛИЦА 1.- Типовые характеристики механических вакуумных насосов

ступенчатый сухой — одинарный торс торр

Тип	Конструкция	Минимальное парциальное давление (прибл.)
Поршневой
	Сухой — двухступенчатый	1 торр
	Влажный	20 торр
Роторная лопасть	Одноступенчатая — одноступенчатая	5 × 10	Однолопастный — двухступенчатый	2 × 10 ⁻⁵ торр
	Двухлопастный — одноступенчатый	5 × 10 ⁻⁵ торр
	Двухлопастный — двухступенчатый	2 × 10 ⁻⁵ торр
	Многолопастный	5 × 10 ⁻¹ торр
Поворотный плунжер 902 42	Одноступенчатый	5 × 10 ⁻³ торр
	Двухступенчатый	2 × 10 ⁻⁵ торр
Двойной ротор	Торс — одноступенчатый 100 9024r2
	Рутс — двухступенчатый	10 торр
	Рутс — тип бустер	10 торр до 10 ⁻³ торр
	Lysholm − 2	торр
	Норти	2 торр

вниз.Механические насосы широко используются для создания грубого вакуума и могут расширяться до среднего вакуума за счет включения второй ступени. Первая ступень затем действует как форвакуумный насос для второй ступени.

Как работает топливная форсунка? Бензин и Дизель

Назначение топливной форсунки:

В основном, топливная форсунка предназначена для распыления топлива в распыленной или туманной форме, чтобы оно сгорело полностью и равномерно. Топливный насос высокого давления (FIP) подает дизельное топливо под давлением через линии высокого давления к впускному отверстию каждого инжектора.Однако обычные форсунки или форсунки первого поколения открываются под действием гидромеханического давления. Внутри обычного инжектора пружина удерживает игольчатый клапан в «закрытом» положении до тех пор, пока давление в линиях высокого давления не достигнет определенного значения. В дизельных двигателях DI и IDI более ранних поколений использовались обычные форсунки, как показано на диаграмме ниже.

Диаграмма поперечного сечения обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

Игольчатый клапан точно управляется чувствительной к давлению пружиной.Он поднимается со своего седла, впрыскивая дизельное топливо в цилиндр в сильно распыленной форме или в виде тумана. В момент падения давления игольчатый клапан возвращается на свое место, что приводит к прекращению впрыска. Форсунка впрыска имеет чрезвычайно критические допуски. Зазор между его движущимися частями составляет всего 0,002 мм или 2 микрона.

Современный инжекторный блок нагнетает дизельное топливо через небольшое отверстие в форсунке размером всего 0,25 мм². Количество впрыскиваемого топлива может варьироваться от 1 мм³ до 350 мм³.Обычные форсунки открываются и закрываются гидромеханически. Они имеют среднее давление открытия сопла от 140 до 210 кг / см2. Современный агрегат Bosch распыляет дизельное топливо на скорости до 2000 км / ч. Bosch и Lucas — ведущие мировые производители дизельных форсунок.

Принцип работы бензинового инжектора:

Бензиновые форсунки нового поколения существенно отличаются по конструкции и размерам от обычных дизельных форсунок. Двигатель с непосредственным впрыском бензина (GDI) создает топливно-воздушную смесь внутри камеры сгорания.Открытие впускного клапана позволяет поступать только свежему воздуху. В то время как форсунки высокого давления впрыскивают бензин в камеру сгорания, это улучшает охлаждение камеры сгорания. Это обеспечивает более высокий КПД двигателя за счет более высокой степени сжатия, что, в свою очередь, увеличивает топливную экономичность и крутящий момент.

Бензиновый тип GDI (Фото любезно предоставлено Bosch)

Насос высокого давления подает топливо в топливную рампу высокого давления (также известную как Common Rail). Кроме того, электромагнитный инжектор высокого давления Bosch HDEV5 имеет номинальное давление в системе до 20 МПа и размер капли / SMD (средний диаметр по Заутеру) всего 15 мкм.Форсунки установлены на топливной рампе / общей топливной рампе. Кроме того, форсунки дозируют и распыляют топливо под высоким давлением и очень быстро. Кроме того, форсунки обеспечивают оптимальную смесь и впрыскивают бензин в камеру сгорания.

Для получения дополнительной информации прочтите о GDI.

Что такое насос-форсунка?

Кроме того, в системах впрыска топлива на дизельных двигателях CRDi используется «насос-форсунка» или «насос / форсунка». Она объединяет функции форсунки-форсунки и топливного насоса в единый блок.Эта конструкция состоит из отдельного насоса, назначенного для каждого цилиндра, а не из общего насоса, используемого для всех цилиндров в моделях предыдущего поколения.

Блочный инжектор (Изображение предоставлено Bosch)

В этой системе насос и форсунка объединены в единый компактный узел, который устанавливается непосредственно на головку блока цилиндров. Такая конструкция устраняет необходимость в топливопроводах высокого давления. Встроенные каналы, встроенные непосредственно в головку блока цилиндров, подают дизельное топливо. Таким образом, это помогает исключить потенциальные отказы утечек топливопровода.

Функционирование насос-форсунки:

При работе верхний распределительный вал приводит в действие топливный насос низкого давления. Затем он подает дизельное топливо в топливные каналы в головке блока цилиндров и во впускное отверстие всех форсунок. Для привода плунжерного насоса внутри форсунки используется общий распределительный вал. Эта конструкция может обеспечить более высокое давление впрыска до 2200 бар и точное время впрыска. Кроме того, он точно контролирует количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, электромагнитный клапан работает как двухпозиционный переключатель для подачи топлива в форсунку.

Помпа двойного типа (Фото: VW)

Пьезоэлектрический инжектор:

Самым совершенным типом инжектора, несомненно, является «пьезоэлектрический инжектор». Он не только обеспечивает повышенную точность для двигателей последнего поколения CRDi, но также создает давление топлива до 3000 бар или 44 000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «пьезеин», что означает сдавливание или надавливание.

Пьезо-тип (Фото любезно предоставлено Denso)

Пьезо-привод состоит из сотен керамических пластин, уложенных одна над другой в инжекторе.Будучи электрически заряженными, пьезокристаллы могут изменить свою структуру всего за несколько тысячных долей секунды, слегка расширившись. Это расширение штабеля приводит к его линейному перемещению. Затем он передается непосредственно на иглу инжектора без какой-либо механической связи между ними. В результате форсунки открываются / закрываются за несколько миллисекунд (тысячную долю секунды). Следовательно, он может впрыскивать крошечное количество топлива, весящее менее одной тысячной грамма, а также тонко его распределять.

Пьезоэлектрические форсунки:

1. Очень высокая скорость работы
2. Чрезвычайно быстрое время отклика
3. Повторяемость движения клапана
4. Точное дозирование впрыскиваемого топлива
5. Большая частота — до семи впрысков на цикл сгорания

Пьезо-форсунки:

1. Оптимизировать сгорание топливовоздушной смеси.
2. Меньший расход топлива.
3. Уменьшить загрязнение, снизить выбросы.

Видео о работе топливной форсунки смотрите здесь:

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог.Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Распылительное оборудование и калибровка — Публикации

Давление распыления колеблется от 0 до более 300 фунтов на квадратный дюйм (PSI), а нормы внесения могут варьироваться от менее 1 до более 100 галлонов на акр (GPA). Все опрыскиватели имеют несколько основных компонентов: насос, бак, систему перемешивания, узел контроля потока, манометр и распределительную систему (Рисунок 1) .

Рисунок 1. Типичная сельскохозяйственная система опрыскивания.

Следует ожидать, что правильно примененные пестициды принесут прибыль. Неправильное или неточное нанесение обычно очень дорогое и приводит к потерям химикатов, незначительной борьбе с вредителями, чрезмерному уносу или повреждению урожая.

Сегодня сельское хозяйство находится под сильным экономическим и экологическим давлением. Высокая стоимость пестицидов и необходимость защиты окружающей среды являются стимулами для тех, кто занимается нанесением пестицидов.

Исследования показали, что многие ошибки при нанесении связаны с неправильной калибровкой опрыскивателя. Исследование, проведенное в Северной Дакоте, показало, что 60 процентов аппликаторов применяли пестициды больше или меньше, более чем на 10 процентов от запланированной нормы. Некоторые ошибались на 30 и более процентов. Исследование, проведенное в другом штате, показало, что четыре из пяти опрыскивателей имели ошибки калибровки, а один из трех — ошибки смешивания.

Специалисты по нанесению пестицидов должны знать правильные методы нанесения, химическое воздействие на оборудование, калибровку оборудования и правильные методы очистки.Необходимо периодически откалибровать оборудование для компенсации износа насосов, форсунок и систем измерения. Сухие текучие материалы могут изнашивать наконечники форсунок и вызывать увеличение нормы внесения после распыления всего на 50 акров.

Неправильно используемые сельскохозяйственные пестициды опасны. Чрезвычайно важно соблюдать меры предосторожности, носить защитную одежду при работе с пестицидами и следовать инструкциям для каждого конкретного химического вещества. Обратитесь к руководству оператора для получения подробной информации о конкретном опрыскивателе.

Насос и регуляторы потока

Опрыскиватель часто используется для нанесения различных материалов, таких как довсходовые и послевсходовые гербициды, инсектициды и фунгициды. Может потребоваться замена форсунок, что может повлиять на объем распыления и давление в системе. Тип и размер необходимого насоса определяется используемым пестицидом, рекомендуемым давлением и скоростью подачи форсунки. Насос должен иметь достаточную мощность для работы гидравлической системы перемешивания, а также для подачи необходимого объема к форсункам.Насос должен иметь производительность, по крайней мере, на 25 процентов больше, чем максимальный объем, необходимый для форсунок. Это приведет к перемешиванию и потере производительности из-за износа насоса.

Насосы должны быть устойчивы к коррозии от пестицидов. Материалы, используемые в корпусах и уплотнениях насосов, должны быть устойчивы к используемым химическим веществам, включая органические растворители. Также следует учитывать начальную стоимость насоса, требования к давлению и объему, простоту заливки и наличие источника питания.

Насосы, используемые на сельскохозяйственных опрыскивателях, обычно бывают четырех основных типов:

• Центробежные насосы
• Роликовые или роторные насосы с вращающимися лопатками
• Поршневые насосы
• Мембранные насосы

Центробежные насосы и устройства управления

Центробежные насосы являются наиболее популярным типом для опрыскивателей большого объема низкого давления.Они прочны, просты в конструкции и могут легко обрабатывать смачиваемые порошки и абразивные материалы. Из-за высокой производительности центробежных насосов (130 галлонов в минуту [GPM] или более) гидравлические мешалки можно и нужно использовать для перемешивания растворов для опрыскивания даже в больших резервуарах.

Давление до 80 фунтов на квадратный дюйм создается центробежными насосами, но объем нагнетания быстро падает выше 30-40 фунтов на квадратный дюйм. Такая «крутая кривая производительности» является преимуществом, поскольку позволяет контролировать производительность насоса без предохранительного клапана.Производительность центробежного насоса очень чувствительна к скорости (Рис. 2) , и колебания давления на входе могут приводить к неравномерной производительности насоса в некоторых рабочих условиях.

Рис. 2. Производительность центробежного и роликового насоса.

Центробежные насосы должны работать со скоростью от 3000 до 4500 оборотов в минуту (об / мин). При движении с ВОМ трактора необходим механизм ускорения. Простой и недорогой метод увеличения скорости — с помощью ремня и шкива.Другой способ — использовать планетарную зубчатую передачу. Шестерни полностью закрыты и установлены непосредственно на валу отбора мощности. Центробежные насосы могут приводиться в действие напрямую подключенным гидравлическим двигателем и регулированием расхода, работающим от гидравлической системы трактора. Это позволяет использовать ВОМ для других целей, а гидравлический двигатель может поддерживать более равномерную скорость и производительность насоса с небольшими изменениями скорости двигателя. Насосы также могут приводиться в действие бензиновым двигателем с прямым соединением, который будет поддерживать постоянное давление и мощность насоса независимо от скорости двигателя транспортного средства.

Центробежные насосы должны располагаться под расходным баком для облегчения заливки и поддержания заливки. Кроме того, для центробежных насосов не требуется предохранительный клапан. Правильный способ соединения компонентов опрыскивателя с помощью центробежного насоса показан на рис. 3 . Сетчатый фильтр, расположенный в напорной линии, защищает форсунки от засорения и не ограничивает подачу насоса. В нагнетательной линии насоса используются два регулирующих клапана: один в линии перемешивания, а другой — в штанге опрыскивателя.Это позволяет контролировать поток перемешивания независимо от потока в сопле. Подача центробежных насосов может быть полностью перекрыта без повреждения насоса. Давление распыления можно регулировать с помощью дроссельного клапана, исключая предохранительный клапан с отдельной байпасной линией. Отдельный дроссельный клапан обычно используется для управления потоком перемешивания и давлением распыления. Дросселирующие клапаны с электрическим управлением широко используются для дистанционного управления давлением и устанавливаются в дополнительной байпасной линии, как показано на Рис. 3 .

Рисунок 3. Система опрыскивания с центробежным насосом.

Запорный клапан штанги позволяет выключить штангу опрыскивателя, пока насос и система перемешивания продолжают работать. Электрические электромагнитные клапаны исключают необходимость прокладки шлангов с химическими веществами через кабину транспортного средства. Блок переключателей, управляющий электрическим клапаном, установлен в кабине транспортного средства. Это обеспечивает безопасную зону оператора в случае разрыва шланга.

Для настройки на опрыскивание с помощью центробежного насоса (Рис. 3) откройте запорный клапан штанги, запустите опрыскиватель и откройте дроссельный клапан до тех пор, пока давление не поднимется на 10 фунтов на кв. Дюйм выше желаемого давления опрыскивания.Затем отрегулируйте клапан управления перемешиванием до тех пор, пока в резервуаре не будет наблюдаться хорошее перемешивание. Если давление в штанге немного упало в результате перемешивания, отрегулируйте главный регулирующий клапан, чтобы довести давление до 10 фунтов на квадратный дюйм выше давления распыления. Затем откройте перепускной клапан, чтобы снизить давление в штанге до желаемого давления распыления. Этот клапан можно открывать или закрывать по мере необходимости, чтобы компенсировать изменения давления в системе, чтобы можно было поддерживать постоянное давление в штанге. Обязательно проверьте равномерность потока из всех форсунок.

Роликовые насосы и органы управления

Роликовые насосы состоят из ротора с упругими роликами, которые вращаются внутри эксцентрикового корпуса. Роликовые насосы популярны из-за их низкой начальной стоимости, компактных размеров и эффективной работы на оборотах ВОМ трактора. Это поршневые насосы прямого вытеснения и самовсасывающие. Более крупные насосы способны перемещать 50 галлонов в минуту и могут развивать давление до 300 фунтов на квадратный дюйм. Роликовые насосы имеют тенденцию к чрезмерному износу при перекачивании абразивных материалов, что является ограничением для этого насоса.

Варианты материалов для роликовых насосов включают чугун или коррозионностойкие корпуса из никелевого сплава; ролики из нейлона, полипропилена, тефлона или резины Buna-N и уплотнения из Viton, Buna-N или кожи. Нейлоновые валики используются для всестороннего распыления; они подходят для удобрений и химикатов для борьбы с сорняками и насекомыми, включая суспензии. Валики Буна-Н используются для перекачивания абразивных суспензий и воды.

Полипропиленовые ролики отлично зарекомендовали себя при работе с водой и обладают одобренными характеристиками износа.Тефлоновые ролики также продемонстрировали универсальную способность к работе с химическими веществами. Роликовые насосы должны иметь уплотненные шарикоподшипники с заводской смазкой, валы из нержавеющей стали и сменные уплотнения вала.

Рекомендуемое подключение для роликовых насосов показано на Рисунок 4 . Регулирующий клапан помещается в линию перемешивания, так что байпасный поток регулируется для регулирования давления распыления. Системы с роликовыми насосами содержат предохранительный клапан (Рисунок 5) . Эти клапаны имеют подпружиненный шар, диск или диафрагму, которые открываются при увеличении давления, поэтому избыточный поток отводится обратно в бак, предотвращая повреждение компонентов опрыскивателя при отключении штанги.

Рисунок 4. Система опрыскивания с роликовым насосом.

Рисунок 5. Клапан сброса давления.

Клапан управления перемешиванием должен быть закрыт, а запорный клапан штанги должен быть открыт для регулировки системы (Рисунок 4) . Запустите распылитель, убедившись, что поток из всех распылительных форсунок является равномерным, и отрегулируйте предохранительный клапан до тех пор, пока манометр не будет показывать примерно на 10–15 фунтов на квадратный дюйм выше желаемого давления распыления.Медленно открывайте дроссельный регулирующий клапан, пока давление распыления не снизится до желаемой точки. Замените насадку мешалки на сопло с большим отверстием, если давление не упадет до желаемой точки.

Используйте насадку для перемешивания меньшего размера, если перемешивание оказывается недостаточным при правильном давлении распыления и закрытом предохранительном клапане. Это увеличит перемешивание и позволит более широко открыть регулирующий клапан для того же давления.

Поршневые насосы и органы управления

Поршневые насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения, мощность которых пропорциональна скорости и не зависит от давления.Поршневые насосы хорошо подходят для смачиваемых порошков и других абразивных жидкостей. Они доступны с резиновыми или кожаными манжетами поршня, что позволяет использовать насос для жидкостей на водной или нефтяной основе и широкого спектра химикатов. Смазка насоса обычно не представляет проблемы из-за использования герметичных подшипников.

Использование поршневых насосов для опрыскивания сельскохозяйственных культур частично ограничивается их относительно высокой стоимостью. Поршневые насосы имеют долгий срок службы, что делает их экономичными при непрерывном использовании.Поршневые насосы большего размера имеют производительность от 25 до 35 галлонов в минуту и используются при давлении до 600 фунтов на квадратный дюйм. Это высокое давление полезно для очистки под высоким давлением, опрыскивания домашнего скота или опрыскивания насекомыми и фунгицидами сельскохозяйственных культур. Поршневой насос требует расширительного бачка на выходе из насоса, чтобы уменьшить характерную пульсацию линии.

Схема подключения поршневого насоса показана на Рисунок 6 . Он похож на роликовый насос, за исключением того, что на выходе насоса установлен расширительный бачок. В штоке манометра используется демпфер для уменьшения эффекта пульсации.Клапан сброса давления следует заменить разгрузочным клапаном (Рисунок 7) , когда используется давление выше 200 фунтов на квадратный дюйм. Это снижает давление насоса, когда стрела отключена, поэтому требуется меньше энергии. Если в системе используется мешалка, на поток перемешивания может влиять разгрузка клапана.

Откройте дроссельный регулирующий клапан и закройте клапан штанги, чтобы отрегулировать опрыскивание. (Рисунок 6) . Затем отрегулируйте предохранительный клапан так, чтобы он открывался при давлении на 10–15 фунтов на квадратный дюйм выше давления распыления.Откройте регулирующий клапан штанги и убедитесь, что поток из всех форсунок является равномерным. Затем отрегулируйте дроссельный регулирующий клапан до тех пор, пока манометр не покажет желаемое давление распыления.

Рисунок 6. Система опрыскивания с поршневым или диафрагменным насосом.

Рисунок 7. Разгрузочный клапан.

Мембранные насосы и регуляторы

Мембранные насосы

популярны на сельскохозяйственном рынке, поскольку они могут перекачивать абразивные и коррозионные химикаты при высоком давлении.Они эффективно работают при частоте вращения ВОМ трактора 540 об / мин и допускают широкий выбор скоростей потока. Они способны создавать как высокое давление (до 850 фунтов на квадратный дюйм), так и большой объем (60 галлонов в минуту), но цена диафрагменных насосов относительно высока. При применении некоторых пестицидов, таких как фунгициды, требуется высокое давление и объемы. Мембранные насосы отлично подходят для этой работы. Подключение системы распыления для диафрагменных насосов такое же, как для поршневых насосов (Рисунок 6) . Убедитесь, что органы управления и все шланги достаточно большие, чтобы выдерживать высокий поток, а все шланги, сопла и фитинги должны выдерживать высокое давление.

Давление в распылительной системе

Тип пестицида и используемая насадка обычно определяют давление, необходимое для распыления. Это давление обычно указывается на упаковке химреагентов. Низкое давление от 15 до 40 фунтов на квадратный дюйм может быть достаточным для распыления большинства гербицидов или удобрений, но высокое давление до 400 фунтов на квадратный дюйм или более может потребоваться для распыления инсектицидов или фунгицидов.

Форсунки

предназначены для работы в определенном диапазоне давления. Давление выше рекомендованного увеличивает скорость подачи, уменьшает размер капель и может исказить рисунок распыления.Это может привести к чрезмерному сносу распыления и неравномерному покрытию. Низкое давление снижает скорость подачи распыляемого материала, и распыляемый материал может не формировать картину распыления по всей ширине, если сопла не предназначены для работы при более низком давлении.

Всегда следуйте рекомендациям производителей форсунок по давлению, как описано в каталогах продукции.

Избегайте использования слишком маленьких сопел для работы. Чтобы удвоить скорость распыления из форсунок, давление необходимо увеличить в четыре раза.Это может вызвать чрезмерную нагрузку на компоненты распылителя, увеличить износ форсунок и вызвать образование капель, подверженных сносу.

Манометр должен иметь общий диапазон, вдвое превышающий максимальное ожидаемое показание. Манометр должен точно показывать давление распыления. Во время калибровки рекомендуется измерять скорость нагнетания при определенном давлении на манометре. Установите протектор манометра или демпфер, чтобы предотвратить повреждение.

Баки для опрыскивателей

Бак должен быть изготовлен из коррозионно-стойкого материала.Подходящие материалы, используемые в баках опрыскивателя, включают нержавеющую сталь, полиэтиленовый пластик и стекловолокно. Пестициды могут вызывать коррозию определенных материалов. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать использования несовместимых материалов. Не следует использовать алюминиевые, оцинкованные или стальные резервуары. Некоторые химические вещества вступают в реакцию с этими материалами, что может привести к снижению эффективности пестицида или к ржавчине или коррозии внутри резервуара.

Содержите резервуары в чистоте и не допускайте появления ржавчины, окалины, грязи и других загрязнений, которые могут повредить насос и форсунки.Кроме того, загрязнение может скапливаться в сопле и ограничивать поток химикатов, что приводит к неправильной форме распыления и неправильной скорости нанесения. Мусор может забить фильтры и ограничить поток спрея через систему.

Промойте резервуар чистой водой после завершения распыления. Резервуар со сливным отверстием на дне около одного конца помогает обеспечить полный слив. Еще одна отличная альтернатива — резервуар с небольшим поддоном на дне. Достаточно большое отверстие в верхней части для внутреннего осмотра, чистки и обслуживания — необходимость.

Емкость резервуара должна быть известна для добавления правильного количества пестицида. На большинстве новых резервуаров есть метки вместимости сбоку. Если ваш резервуар непрозрачный, в нем должен быть смотровой щуп для индикации уровня жидкости. Внизу смотрового указателя должен быть запорный вентиль, позволяющий закрыть его в случае повреждения. На резервуарах из пластика и стекловолокна метки могут быть нанесены сбоку резервуара. Ваш опрыскиватель должен находиться на ровной поверхности при считывании количества галлонов, оставшихся в баке. Неправильные показания объема приводят к добавлению неправильного количества пестицидов, что может привести к плохой борьбе с вредителями, повреждению урожая или увеличению стоимости пестицидов.

Мешалки для резервуаров

Мешалка в баке необходима для равномерного перемешивания распыляемого материала и удержания химикатов во взвешенном состоянии. (Рисунки 8 и 9) .

Рисунок 8. Струйные мешалки.

Необходимость перемешивания зависит от типа применяемого пестицида. Жидкие концентрации, растворимые порошки и эмульгируемые жидкости требуют небольшого перемешивания. Для удержания смачиваемых порошков в суспензии требуется интенсивное перемешивание, поэтому требуется отдельная мешалка гидравлического или механического типа.Гидравлический струйный тип приводится в действие напорной линией, подсоединенной к распылительной системе непосредственно за насосом. Гидравлическую мешалку следует располагать в резервуаре, чтобы обеспечить перемешивание по всему резервуару. Расход от 5 до 6 галлонов в минуту на каждые 100 галлонов емкости бака обычно достаточен для струйной мешалки с отверстиями. Доступны несколько типов мешалок с всасыванием Вентури, которые помогают перемешивать жидкость с меньшим потоком. С их помощью поток перемешивания от насоса может быть уменьшен до 2 или 3 галлонов в минуту на емкость бака 100 галлонов.

Не устанавливайте струйную мешалку на байпасной линии регулятора давления, так как низкое давление и прерывистый поток жидкости обычно приводят к плохим результатам. Они будут перемешивать опрыскивающий раствор только при отключенной штанге опрыскивателя.

Механическая мешалка с валом и лопастями отлично справляется с поддержанием однородности смеси, но обычно стоит дороже, чем струйная мешалка. Механические мешалки должны приводиться в действие отдельным приводом, гидравлическим двигателем или электродвигателем на 12 В.Они должны работать от 100 до 200 об / мин. Более высокие скорости могут вызвать вспенивание распыляемого раствора. Регулируемые мешалки желательны для сведения к минимуму пенообразования, которое может происходить при интенсивном перемешивании определенных пестицидов при уменьшении объема в резервуаре. Перемешивание следует начинать с частично заполненным резервуаром и до того, как в резервуар будут добавлены пестициды. С смачиваемыми порошками и текучими материалами продолжайте взбалтывать при наполнении бака и во время поездки в поле. Не позволяйте пестицидам оседать, так как смесь для опрыскивания должна быть однородной, чтобы избежать ошибки концентрации.Это особенно важно для смачиваемых порошков, потому что они не растворяются, они обычно намного тяжелее воды, и их чрезвычайно трудно получить во взвешенном состоянии после того, как они осядут в резервуаре и шлангах.

Фильтры

Забитая форсунка — одна из самых неприятных проблем, с которыми сталкиваются аппликаторы с распылителями. Правильно выбранные и расположенные сетчатые фильтры и сетки в значительной степени предотвратят засорение сопла и уменьшат износ сопла.

На сельскохозяйственных опрыскивателях обычно используются три типа сетчатых фильтров: сетчатые фильтры для наполнения резервуаров, линейные сетчатые фильтры и сетки для форсунок.Номера фильтров (например, 20, 50 или 100) указывают количество отверстий на дюйм. Сетчатые фильтры с большим количеством отверстий имеют меньшие отверстия, чем сетчатые фильтры с низким количеством.

Сетчатые фильтры грубой очистки, установленные в заливном отверстии резервуара, предотвращают попадание мусора в резервуар во время его заполнения. Фильтр наполнителя резервуара с ячейками 16 или 20 также удерживает комки смачиваемого порошка до тех пор, пока они не распадутся, помогая обеспечить равномерное перемешивание в резервуаре.

Линейный сетчатый фильтр является наиболее важным сетчатым фильтром опрыскивателя (Рисунок 10) .Обычно он имеет размер сита от 16 до 80 меш, и его можно разместить между резервуаром и насосом, между насосом и регулятором давления или рядом со стрелой, в зависимости от типа используемого насоса. Роликовые и другие поршневые насосы должны иметь линейный сетчатый фильтр (с размером ячеек 40 или 50 ячеек), расположенный перед насосом для удаления материала, который может повредить насос. Напротив, вход центробежного насоса не должен быть ограничен. Линейный сетчатый фильтр (обычно с размером ячеек 50) должен быть расположен на стороне нагнетания насоса для защиты распылительных и перемешивающих форсунок.Обязательно регулярно чистите этот экран.

Рисунок 10. Сетевой фильтр.

Для опрыскивателей доступны самоочищающиеся сетчатые фильтры. Однако этим установкам требуется дополнительная пропускная способность насоса, чтобы непрерывно промывать часть жидкости через сетку и переносить захваченный материал обратно в бак для опрыскивания. На рис. 11 показан срез самоочищающегося фильтра.

Рисунок 11. Самоочищающийся сетчатый фильтр линии.

Сопла — третье место расположены экраны.Форсунки малой емкости должны иметь сетки для предотвращения засорения. Обычно используются сита от 50 до 100 меш (Рисунок 12) . Использование экрана меньшего размера, чем само отверстие сопла, дает мало преимуществ. Как правило, фильтры с размером ячеек от 80 до 100 рекомендуются для большинства форсунок с расходом ниже 0,2 галлона в минуту, а фильтры с размером ячеек 50 ячеек — для форсунок с расходом от 0,2 до 1 галлона в минуту. Размер фильтра может зависеть от используемого пестицида или производителя сопла; например Для смачиваемых порошков используется сито 50 меш или больше.При скорости потока выше 1 галлона в минуту сетчатый фильтр для форсунки обычно не требуется, если используется хороший линейный сетчатый фильтр. Фильтры форсунок иногда используются с жидкостями, содержащими взвешенные твердые частицы.

Рис. 12. Сетчатый фильтр и сетка сопла.

Распределительная система опрыскивателя

Опрыскиватель не будет работать должным образом без соответствующих шлангов и элементов управления для подключения бака, насоса и форсунок, поскольку они являются ключевыми компонентами системы опрыскивания.

Выберите шланги и фитинги для работы с химическими веществами при выбранном рабочем давлении и количестве.Часто встречаются пиковое давление, превышающее среднее рабочее давление. Эти пиковые давления обычно возникают, когда штанга опрыскивателя отключена. Выбирайте компоненты по составу, конструкции и размеру.

Шланг должен быть гибким, прочным и устойчивым к солнечному свету, маслу, химикатам и обычным злоупотреблениям, таким как скручивание и вибрация. Два широко используемых химически стойких материала — это этиленвинилацетат (EVA) и этиленпропилендионовый мономер (EPDM).

Всасывающие шланги должны быть герметичными, неразборными, как можно короче и такими же большими, как всасывающее отверстие насоса.Сдавленный всасывающий шланг может ограничить поток и «истощить» насос, что приведет к снижению потока и повреждению насоса. Если вы не можете поддерживать давление распыления, проверьте линию всасывания, чтобы убедиться, что она не ограничивает поток.

Другие трубопроводы, особенно между манометром и форсунками, должны быть как можно более прямыми, с минимумом ограничений и фитингов. Их правильный размер зависит от размера и мощности опрыскивателя. Во всей системе должна поддерживаться высокая, но не чрезмерная скорость жидкости.Слишком большие линии снижают скорость жидкости настолько, что некоторые пестициды, такие как сухие текучие или смачиваемые порошки, могут оседать, забивать систему и уменьшать количество применяемого пестицида. Если линии слишком малы, произойдет чрезмерное падение давления. Рекомендуется скорость потока от 5 до 6 футов в секунду. Предлагаемые размеры шлангов для различных скоростей потока насоса перечислены в Таблица 1 . Некоторые химические вещества вступают в реакцию с пластиковыми материалами. Проверьте совместимость в документации производителей распылителей и химикатов.

Устойчивость штанги важна для достижения равномерного распыления. Стрела должна быть относительно жесткой во всех направлениях. Раскачивание вперед-назад или вверх-вниз нежелательно. Копирующие колеса, установленные рядом с концом стрелы, будут поддерживать одинаковую высоту стрелы. Высота стрелы должна регулироваться от 1 до 4 футов над целью.

Форсунки

Функции

Форсунка — важная часть любого опрыскивателя. Форсунки выполняют три функции:

1.Регулировка потока
2. Распылить смесь на капли
3. Распылить спрей желаемым образом.

Форсунки

обычно лучше всего подходят для определенных целей и менее желательны для других. Как правило, гербициды наиболее эффективны при нанесении в виде
капель размером приблизительно 250 микрон, фунгициды наиболее эффективны при размере от 100 до 150 микрон, а инсектициды — при размере примерно 100 микрон.

В таблице Таблица 2 сравниваются различные форсунки, размер их капель и их эффективность при распределенном распылении. В таблице 3 сравниваются характеристики форсунок для ленточного или направленного распыления.

Форсунки

определяют скорость распределения пестицидов при определенном давлении, скорости движения и расстоянии между форсунками. Снос можно свести к минимуму, выбрав форсунки, которые производят капли наибольшего размера, обеспечивая при этом достаточный охват при предполагаемой скорости нанесения и давлении. Форсунки изготавливаются из нескольких видов материалов. Наиболее распространены латунь, пластик, нейлон, нержавеющая сталь, закаленная нержавеющая сталь и керамика.Латунные сопла наименее дорогие, но они мягкие и быстро изнашиваются. Нейлоновые сопла устойчивы к коррозии, но некоторые химические вещества вызывают разбухание термопласта. Сопла из более твердых металлов обычно стоят дороже, но обычно изнашиваются дольше. Прочность сопел из различных материалов по сравнению с латунью показана на рис. .
13 . Сопла изнашиваются в зависимости от использования и расхода. Важно регулярно проверять и заменять изношенные форсунки, потому что изношенные форсунки могут увеличить стоимость внесения пестицидов и привести к травмам урожая, незаконным дозам или остаткам.Например, увеличение скорости потока на 10 процентов может быть незаметным; однако опрыскивание 150 акров пестицидом, который стоит 10 долларов за акр по повышенной ставке, будет стоить дополнительно 1 доллар за акр или на 150 долларов больше для поля.

Рис. 13. Скорость износа форсунок из различных материалов.

На каждую форсунку опрыскивателя следует наносить максимальное количество пестицида. Если одно сопло применяет большее или меньшее количество сопел, чем соседние сопла, могут возникнуть полосы. Расходы через форсунки необходимо контролировать, регулярно собирая поток из каждой форсунки в рабочих условиях и сравнивая выходную мощность.Если расход из сопла отличается более чем на 10 ПРОЦЕНТОВ выше или ниже среднего значения для всех сопел, замените его.

Не смешивайте форсунки из разных материалов, типов, углов нагнетания или емкости в галлонах на одном распылителе. Любое смешивание форсунок приведет к неравномерному распылению.

При очистке забитых форсунок необходимо соблюдать осторожность. Форсунку следует снять с корпуса форсунки и очистить щеткой для чистки форсунок с мягкой щетиной. Выдувание грязи сжатым воздухом также является отличным методом.Не используйте тонкую проволоку или наконечник складного ножа для очистки отверстия сопла, так как оно легко повреждается.

Расход

Расход через сопло зависит от размера отверстия и давления. В каталогах производителей указаны значения расхода через форсунки при различных давлениях и расходах на акр при различных скоростях движения. Как правило, при повышении давления расход увеличивается, но не в соотношении один к одному. Чтобы удвоить скорость потока, вы должны увеличить давление в четыре раза. Многие системы управления распылением используют этот принцип для управления производительностью.Они увеличивают давление для поддержания правильной нормы внесения с увеличением скорости. Будьте осторожны при изменении скорости, поскольку может потребоваться, чтобы давление в системе распыления превышало рекомендуемые рабочие диапазоны форсунок, что приводит к чрезмерному сносу мелких частиц.

Размер капли

Когда распыляемый материал покидает отверстие сопла, можно измерить только размер и количество капель, а также их скорость. Размер капель измеряется в микронах. Микрон составляет одну миллионную метра, или 1 дюйм содержит 25 400 микрон.Чтобы представить себе это в некоторой степени перспективно, рассмотрим, что человеческий волос составляет приблизительно 56 микрон в диаметре.

Все гидравлические форсунки производят капли различного размера — от нескольких крупных до множества мелких. Размер выражается как объемный средний диаметр (VMD). Другими словами, 50 процентов объема состоит из капель меньшего размера, чем VMD, а 50 процентов объема — из более крупных капель. VMD не следует путать с NMD (числовой средний диаметр), который обычно представляет собой меньшее число.NMD — это средний размер, который делит спектр капель на равное количество меньших и больших капель. Конструкция сопла влияет на размер капель и является полезной функцией для определенных приложений. Крупные капли менее склонны к сносу, но мелкие капли могут быть более желательными для лучшего покрытия. Давление влияет на размер капель — при более высоком давлении образуются капли меньшего размера.

Размер распыляемой капли может иметь прямое влияние на эффективность применяемого химического вещества, поэтому выбор правильного типа форсунки для контроля размера распыляемой капли является важным управленческим решением.Когда средний диаметр капель уменьшается до половины от первоначального размера, из одного потока может быть получено в восемь раз больше капель. Сопло, производящее мелкие капли, теоретически может покрыть большую площадь заданным потоком. Это работает до определенного размера капли. Чрезвычайно маленькие капли могут не попасть на цель, так как испарение уменьшает их размер во время движения к цели, а воздушные потоки на пути падения могут прервать движение капли и унести ее от цели. Условия окружающей среды: относительная влажность и воздушные потоки (ветер) могут иметь большое влияние на осаждение капель на цели, когда маленькие капли используются для внесения пестицидов.

Водочувствительную бумагу можно использовать для оценки размера и плотности капель. Опыт показал, что для распыления небольшого объема с каплями среднего размера инсектициды должны иметь плотность не менее 20-30 капель / см ², гербициды 20-40 капель / см ² и фунгициды 50-70 капель / см. см ². Количество и размер капель можно оценить с помощью ручной линзы.

Обратные клапаны сопел

Некоторые сетчатые фильтры для форсунок оснащены обратными клапанами, которые обеспечивают быстрое перекрытие и предотвращают попадание капель на форсунку во время поворотов или транспортировки.Мембранные обратные клапаны (Рисунок 14) лучше всего подходят для остановки подтекания форсунки. Шаровые обратные клапаны более подвержены коррозии, чем мембранные обратные клапаны, и не так безотказны. Обратные клапаны вызывают падение давления от 5 до 10 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от давления пружины в клапане. Обратные клапаны позволяют заменять форсунки без утечки материала из стрелы.

Рисунок 14. Мембранный обратный клапан.

Форсунки распыления

Каждый рисунок распыления имеет две основные характеристики: угол распыления и форму рисунка.Большинство сельскохозяйственных насадок имеют угол от 65 до 120 градусов. Узкие углы создают более проникающую струю; Широкоугольные сопла могут быть установлены ближе к цели, на большем расстоянии друг от друга на штанге или обеспечивать перекрытие зоны охвата (Рисунок 15) .

Рис. 15. Основные углы распыления и форма распыления форсунок.

Несмотря на то, что существует множество форсунок, существует только три основных типа распыления: плоский веер, полый конус и полный конус.Каждый из них имеет определенные характеристики и области применения.

Плоскоструйные форсунки

Плоскоструйные форсунки широко используются для разбрызгивания гербицидов и некоторых инсектицидов. Они производят распыление с плоской веерной струей с конической кромкой. По краям рисунка распыления наносится меньше материала, поэтому рисунки соседних форсунок должны перекрываться, чтобы обеспечить равномерное покрытие по всей длине штанги. Для максимальной однородности перекрытие должно составлять от 30 до 50 процентов расстояния между соплами (Рисунок 16) на заданном уровне.Нормальное рабочее давление меняется в зависимости от используемого сопла.

Рис. 16. Правильное перекрытие с соплом плоского типа при расстоянии между соплами 20 дюймов.

При более низком давлении образуются более крупные капли, что снижает потенциал сноса, в то время как при более высоком давлении образуются мелкие капли для максимального покрытия растений, но мелкие капли более восприимчивы к сносу. Доступны более новые форсунки с расширенным диапазоном, которые будут работать в диапазоне от 15 до 60 фунтов на квадратный дюйм, не оказывая значительного влияния на ширину рисунка распыления.Эти форсунки производят такую же скорость потока и форму распыления, что и обычная форсунка с плоским веером, при том же давлении. При более низком рабочем давлении образуются более крупные капли и снижается потенциал сноса, в то время как более высокое давление дает мелкие капли с более высоким потенциалом сноса. Форсунки с расширенным диапазоном работают в более широком диапазоне давления и хорошо работают с автоматическим управлением распылением.

Плоские форсунки доступны с несколькими углами распыления. Наиболее часто используемые форсунки перечислены в Таблица 4 .Правильная высота штанги опрыскивателя зависит от угла выброса форсунки и измеряется от цели до форсунки. Для послевсходовых пестицидов целью является растущая культура, а не поверхность почвы (Рисунок 17) .

Рисунок 17.

Другая плоская форсунка, разработанная как форсунка, уменьшающая снос, была недавно представлена несколькими производителями. Это сопло имеет камеру перед последним отверстием, которая эффективно снижает количество диспергированных мелких капель, которые подвержены сносу.Он содержит внутреннюю камеру, которая снижает рабочее давление на внешнем отверстии, уменьшая образование мелких частиц.

Недавно представленная форсунка называется форсунка Turbo Teejet с плоским вентилятором от Spraying Systems Co. Она содержит конструкцию с предварительным отверстием, которая создает большой устойчивый к сносу перепад в широком рабочем диапазоне давления 15-90 фунтов на квадратный дюйм, что снижает снос пожары. Это сопло предназначено для использования с колпачками, на которые устанавливаются стандартные плоские веерные сопла.

Плоские форсунки «Равномерные»

«Ровные» форсунки с плоским веером обеспечивают равномерное покрытие по всей ширине факела распыления. (Рисунок 18) .Их следует использовать для нанесения пестицидов по ряду, и они должны работать при давлении от 30 до 40 фунтов на квадратный дюйм. Эту насадку нельзя использовать для вещания. Ширина полосы зависит от высоты сопла над заданным значением и давления распыления, как показано в Таблице 5 .

Рис. 18. Схема слива «Равномерной» форсунки.

Форсунка с вентилятором

Распылительные форсунки создают широкоугольный, плоский рисунок распыления и используются для внесения гербицидов и смесей гербицидов и жидких удобрений.Расстояние между соплами для внесения гербицидов должно быть не более 60 дюймов. Эти форсунки наиболее эффективны для уменьшения сноса, когда они работают в диапазоне давления от 10 до 25 фунтов на квадратный дюйм. Ширина факела распыла струйных форсунок изменяется больше при изменении давления, чем это происходит с плоскими форсунками. Кроме того, распределение не такое равномерное, как у обычного плоского сопла. Наилучшее распределение достигается, когда сопло устанавливается на такой высоте и под углом, чтобы обеспечить перекрытие не менее 100% (двойное покрытие).Когда установлено 100-процентное перекрытие, изменение давления форсунки
искажает картину распыления.

Новая форсунка под названием «турбо-струйная» от Spraying Systems Company обеспечивает более крупные капли и более однородный рисунок распыления, чем стандартный распылительный наконечник. Он разработан для уменьшения сноса и обеспечивает равномерное нанесение с перекрытием от 30 до 50 процентов вместо 100 процентов, требуемых стандартными форсунками. Насадка с турбонаддувом разработана для использования с гербицидами, внесенными в почву, и жидкими удобрениями и должна работать при давлении в диапазоне 10-20 фунтов на квадратный дюйм.

Форсунки

могут быть установлены таким образом, чтобы они распыляли прямо вниз, прямо назад или под любым углом между (Рисунок 19) и . Исследования показывают, что наиболее однородный рисунок получается, когда струя направлена прямо назад, но это дает наибольшую вероятность сноса мелких капель. Направление струи прямо вниз минимизирует возможность сноса, но дает наиболее неравномерный рисунок струи. Лучшее положение для компромисса — установить сопло под углом 45 градусов к обрабатываемой поверхности.Следует проявлять осторожность, чтобы оборудование для заделки не перекрывало и не мешало схеме выпуска спрея
.

Рисунок 19. Различные положения для установки форсунок.

Форсунки с полым конусом

Форсунки с полым конусом обычно используются для внесения инсектицидов или фунгицидов на полевые культуры, где важен полный охват поверхности листьев. Рисунок с полым конусом используется в тех случаях, когда требуется тонкий рисунок распыления для тщательного покрытия.Эти сопла обычно работают в диапазоне давления от 40 до 100 фунтов на квадратный дюйм или более в зависимости от используемого сопла и применяемого пестицида. Снос распыления у сопел с полым конусом выше, чем у других сопел, так как образуются мелкие капли.

Форсунка с полым конусом создает форму распыления, при которой больше жидкости концентрируется на внешнем крае формы (Рис. 15) и меньше в центре. Любое сопло, создающее конусообразный узор, включая тип вихревой камеры, не обеспечит равномерного распределения для распыления, если оно направлено прямо вниз на распыляемую поверхность.Они должны располагаться под углом от 30 до 45 градусов от вертикали.

Форсунки с полым конусом, используемые в опрыскивателях высокого давления для нанесения фунгицидов, могут быть направлены прямо вниз, если они расположены на расстоянии 10–12 дюймов друг от друга. Это дает очень мелкие капли, которые достаточно подвижны, чтобы компенсировать неравномерность рисунка.

Форсунки

«Raindrop» от Delavan были разработаны для получения больших капель в форме полого конуса при давлении от 20 до 60 фунтов на квадратный дюйм. Они разработаны для уменьшения сноса распылителей и рекомендуются для применения в радиовещании при наклоне на 45 градусов и более от вертикали.

Форсунки с полным конусом

Форсунка с полным конусом создает завихрение и встречное завихрение внутри сопла, что приводит к образованию формы полного конуса. Форсунки с полным конусом производят большие, равномерно распределенные капли и высокую скорость потока. Широкий конический наконечник сохраняет форму распыления в диапазоне давления и расхода. Это сопло с низким сносом, которое часто используется для внесения гербицидов, внесенных в почву.

Проблемы с регулировкой форсунки

Для разбрызгивания необходимо правильно расположить и отрегулировать плоские форсунки на распылителе.Для хорошего покрытия распылителем необходимо учитывать угол выброса форсунки, расстояние форсунки от обрабатываемой поверхности и расстояние между форсунками на штанге. См. Таблица 4 для правильной регулировки форсунки. На рис. 20 показаны некоторые схемы распыления, которые могут возникать в результате обычных проблем с регулировкой штанги.

Рис. 20. Некоторые распространенные ошибки при регулировке форсунок и стрелы.

Другое оборудование для внесения пестицидов

Аппликаторы стеклоочистителей

В продаже имеется несколько типов аппликаторов стеклоочистителей.Один состоит из длинной горизонтальной трубки или трубы (от 3 до 4 дюймов в диаметре), заполненной системным гербицидом (Рисунок 21) . Ряд коротких перекрывающихся веревок или смоченная прокладка на пробирке контактируют с гербицидом и насыщаются за счет впитывания. Другой блок — это роликовый аппликатор, который состоит из трубки диаметром от 8 до 12 дюймов, вращаемой гидравлическим двигателем. Трубка покрыта ковром, который постоянно смачивается. Эти агрегаты устанавливаются на передней или задней части трактора на трехточечной навеске с гидравлической регулировкой, поэтому ее можно установить на такой высоте, чтобы подушка наносила гербицид на сорняки, которые выше, чем культура, но не контактировала с культурой.Наилучшие результаты достигаются при двойном покрытии аппликаторами салфетки. Второй проход должен быть в направлении, противоположном первому, чтобы закрыть две стороны растения.

Рис. 21. Типичный аппликатор для тросового фитиля с изображением собранных компонентов.

Инжекторные распылители

Инжекторные опрыскиватели непрерывно дозируют концентрированный пестицид в систему опрыскивания по мере необходимости. Они содержат два или более резервуара с одним или двумя резервуарами для концентрированных пестицидов и резервуаром большего размера для носителя.Некоторые агрегаты сконструированы таким образом, что дозируемый объем пестицидов определяется путевой скоростью. Другие регулируются на основе постоянной скорости движения. Любое изменение скорости может привести к чрезмерному или недостаточному нанесению.

Преимущество инжекторных опрыскивателей заключается в том, что после завершения нанесения не остается никаких смешанных химикатов. Эти устройства также могут использоваться для борьбы с сорняками путем точечного опрыскивания вредных насекомых, которые могут встретиться. Это делается путем добавления к раствору для опрыскивания другого пестицида, который эффективно контролирует отдельные или участки вредителей, вместо того, чтобы обрабатывать всю территорию обоими пестицидами.

Одна из проблем с инжекторными опрыскивателями — это своевременное впрыскивание химиката в систему, чтобы он выпускался в нужное время. Время выполнения впрыска может варьироваться в зависимости от размера шлангов на распылителе, скорости движения, количества наносимой жидкости и точки впрыска химического вещества в систему. Для инъекционного оборудования требуется точное измерительное оборудование, которое поддерживается в хорошем состоянии. Помните, что измерять небольшое количество химического вещества на постоянной основе труднее, чем измерять одно большее количество и смешивать его в баке для опрыскивания.

Мониторы распыления

Мониторы распыления могут быть двух типов — мониторы форсунок и системные мониторы. Использование монитора форсунок немедленно предупредит оператора о проблеме с форсункой, так что можно будет внести исправления и избежать пропусков в поле.

Системные мониторы определяют рабочие условия всего опрыскивателя. Они чувствительны к изменениям скорости движения, давления и расхода. Эти значения, а также вводимые оператором данные, такие как ширина полосы и галлоны опрыскивателя в баке, передаются в компьютер, который вычисляет и отображает скорость движения, давление и норму внесения (Рисунок 22) .Монитор также может рассчитывать и отображать другую информацию — производительность поля в акрах в час, покрытые акры, остаток смеси в резервуаре и пройденное расстояние. Для правильной работы монитор должен иметь подходящие датчики, которые точно и регулярно калибруются.

Рисунок 22. Типичные мониторы управления опрыскивателем.

Некоторые мониторы также могут автоматически контролировать расход и давление, чтобы компенсировать изменения скорости или расхода.Автоматический регулятор расхода будет реагировать, если наблюдается изменение контролируемого расхода от желаемого расхода. Компенсация расхода обычно осуществляется путем изменения настройки давления в определенном диапазоне. Если по какой-либо причине, например, из-за чрезмерного изменения скорости или проблем с системой опрыскивания, контроллер не может вернуть норму внесения к запрограммированной скорости потока, устройство сообщит оператору о существовании проблемы. Мониторы полезны при точном нанесении химикатов и должны привести к лучшей борьбе с вредителями, более эффективному распределению и снижению стоимости химикатов.

Маркеры валков

Системы маркеров пены и красителя способствуют равномерному нанесению распылением, маркируя край валика для распыления (Рисунок 23) . Эта отметка показывает оператору, куда следует двигаться на следующем проходе, чтобы уменьшить пропуски и перекрытия, и является огромным подспорьем при обработке непосевных культур, таких как опрыскивание обработанных полей для внесения предвсходовых пестицидов. Знак может быть непрерывным или прерывистым. Обычно на каждые 25 футов сбрасывается 1-2 стакана пены. Пена или краситель требуют отдельного резервуара и смеси, насоса или компрессора, нагнетательной трубки на каждом конце стрелы и элемента управления для выбора правильного конца стрелы.Другой маркер — это тип бумаги. Этот аппарат периодически роняет лист бумаги по всей длине поля. Бумага может разлететься по полю, если ее нельзя закрепить, нанеся на бумагу немного влаги из распылителя.

Рисунок 23. Пенный маркер.

Глобальная система позиционирования

Технология теперь доступна для автоматического определения местоположения с помощью глобальной системы позиционирования (GPS) (Рисунок 24) . Эта система, разработанная У.Министерство обороны США использует сеть из 24 спутников, вращающихся вокруг Земли. У пользователя должен быть приемник для интерпретации сигналов, посылаемых со спутников, и для вычисления своего местоположения. Он работает независимо от того, является ли приемник стационарным или мобильным, в любой точке мира, 24 часа в сутки.

Рисунок 24. Глобальная система позиционирования.

Сигналы от трех спутников необходимы для определения двумерного положения на Земле. Для определения высоты необходим сигнал четвертого спутника.Система глобального позиционирования используется в настоящее время при работе с воздуха и на земле и имеет хороший потенциал для улучшения внесения пестицидов путем точечного опрыскивания пятен сорняков с помощью системы впрыска химикатов или обеспечения лучшего расстояния между валками.

Системы наведения оборудования

Система автоматического рулевого управления со световой балкой помогает поддерживать точную ширину от валка до валка. Системы навигации идентифицируют воображаемую стартовую линию, кривую или окружность A-B для параллельного укладки валков, используя координаты GPS и модуль управления.Модуль учитывает ширину валка агрегата, а затем использует GPS для направления машин по параллельным, изогнутым или круглым, равномерно разнесенным валкам. Системы наведения включают дисплейный модуль, который использует звуковые сигналы или свет в качестве указателей поворота для оператора. Система наведения позволяет оператору следить за световой полосой, чтобы поддерживать желаемое расстояние от предыдущего ряда.

Для систем навигации

требуются два основных компонента: световая полоса или экран, который по сути является электронным дисплеем, показывающим отклонение машины от предполагаемого положения (Рисунок 25), и GPS-приемник для определения местоположения.Этот приемник должен быть разработан для этой цели и должен работать на более высокой частоте (расчет местоположения обычно выполняется от 5 до 10 раз в секунду), чем приемник GPS, предназначенный для записи местоположения для монитора урожайности. Приемники GPS, предназначенные для навигации, можно использовать вместе с монитором урожайности или другим оборудованием для определения местоположения.

Рисунок 25. Система наведения.

Автоматизированные системы рулевого управления интегрируют возможности GPS-навигации в систему рулевого управления автомобиля.Автоматическое рулевое управление освобождает оператора от управления оборудованием, за исключением углов и краев поля.

Экранированная штанга опрыскивателя

Экранированные штанги опрыскивателя или полностью закрытые штанги демонстрируют возможность использования на разбрасывающих опрыскивателях для увеличения осаждения опрыскивателя в целевом валке. Исследования показывают, что экранированные штанги и отдельные конусы защиты форсунок могут уменьшить снос распыления на 50 процентов и более. Исследования показывают, что снос распылителя с экранированным опрыскивателем, работающим при скорости ветра 20 миль в час, равен или меньше, чем у неэкранированной штанги, работающей при скорости ветра 10 миль в час.Щиты НЕ устраняют весь дрейф; они только уменьшают количество. Помните о восприимчивых культурах с подветренной стороны и соблюдайте осторожность при опрыскивании. Обязательно проконсультируйтесь с государственным департаментом сельского хозяйства или агентством, ответственным за соблюдение государственных законов о пестицидах, чтобы убедиться, что они позволяют опрыскивание при сильном ветре, когда используются экраны.

Основным недостатком экранированных штанг является увеличенный вес, который приходится переносить на штанги, и дополнительная очистка щита, когда с помощью опрыскивателя будут применяться различные пестициды.Стрела с колесной опорой почти необходима для того, чтобы выдерживать дополнительный вес и поддерживать стабильную высоту стрелы. Очистку опрыскивателя следует производить в поле или на площадке для смешивания / загрузки опрыскивателя, которая собирает промывочную воду, чтобы промывочный раствор можно было удерживать и использовать в качестве подпиточной воды для будущих работ по опрыскиванию.

Распылители с пневмоприводом

Опрыскиватели с пневмоприводом впрыскивают пестициды в высокоскоростной воздушный поток, который помогает переносить химикаты в культуру, улучшая проникновение в культуру растений или сорняков.Исследования показывают, что опрыскиватели с подачей воздуха способны переносить капли опрыскивателя глубже в растительный покров и способствовать отложению большего количества пестицидов на нижней стороне сельскохозяйственных культур или листьев сорняков, чем другие опрыскиватели, и могут улучшить борьбу с вредителями.

Исследования

NDSU показывают, что при полном покрове картофельного растения пневматические опрыскиватели улучшают покрытие листьев примерно на 5% по сравнению с обычными опрыскивателями при той же норме внесения.

Опрыскиватели с пневмоприводом

могут иметь высокую опасность сноса в начале вегетационного периода, когда растительный покров небольшой.Рекомендуется уменьшить скорость воздуха в пологах небольших или молодых растений из-за образования мелких капель. Это происходит из-за рассеивания воздушного потока при ударе о землю и возникающего в результате отскока воздуха вверх, который может уносить маленькие капли брызг вверх и уноситься прочь. Опасность сноса опрыскивания значительно ниже при использовании пестицидов для внесения пестицидов на полные растения позже в вегетационный период.

Распылитель

Унос пестицидов от цели — важная и дорогостоящая проблема, с которой сталкиваются специалисты по нанесению.В дополнение к потенциальному ущербу нецелевым областям дрейф имеет тенденцию снижать эффективность химикатов и стоит денег. Дрейф может происходить двумя разными способами.

ДРЕЙФ ПАРА происходит, когда химическое вещество испаряется после нанесения на целевую область. Затем пары переносятся в другое место, где может произойти повреждение. Количество происходящего испарения во многом зависит от температуры воздуха и состава используемого пестицида. Некоторые продукты могут быстро испаряться при температуре до 40 градусов по Фаренгейту.«Низколетучие» сложные эфиры 2, 4-D или MCPA могут испаряться при 75-90 F. Составы аминов 2, 4-D или MCPA по существу «нелетучие». Опасность уноса паров может быть существенно снижена путем выбора правильной рецептуры гербицида.

ФИЗИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ КАПЕЛЬ — это фактическое перемещение частиц распыляемой жидкости от целевой области. На физический дрейф влияет множество факторов, но одним из наиболее важных является размер капли. Маленькие капельки медленно падают в воздух, поэтому они уносятся за счет движения воздуха.

Жидкость, распыляемая через сопло, разделяется на капли сферической или почти сферической формы. Общепризнанным показателем размера этих капель являются микроны.

Капли размером менее 100 микрон обычно считаются очень «сносящимися». Капли такого размера настолько малы, что их трудно увидеть, если только они не находятся в очень высоких концентрациях, например, в «туманное» утро.

Все имеющиеся в настоящее время форсунки для распыления капель производят капли различного размера.Некоторые производят более широкий ассортимент, чем другие. Таблица 6 показывает типичное распределение размеров капель для плоской форсунки при разбрызгивании воды при двух различных давлениях. Большинство капель, образующихся из гидравлического распылителя, имеют небольшой размер. Таблица 6 показывает, что более половины всех капель имели диаметр менее 63 микрон при давлении 20 или 40 фунтов на квадратный дюйм. Однако небольшая часть общего объема содержится в каплях диаметром менее 63 микрон. Большая часть объема содержится в более крупных каплях, особенно размером от 63 до 210 микрон.Эти принципы верны для обоих давлений, хотя увеличение давления привело к тому, что большая часть спрея будет содержаться в мелких каплях. Даже несмотря на то, что объем мелких капель невелик, подветренные культуры могут серьезно пострадать, если посевы подвержены травмам от пестицидов.

Количество капель, выпадающих на квадратный дюйм поверхности из обычного распылителя, обычно намного больше минимума, необходимого для борьбы с конкретным вредителем. В некоторых ситуациях, особенно при использовании фунгицидов или инсектицидов, может потребоваться высокая плотность капель распыления. Таблица 7 показывает, что покрытие или плотность капель на поверхности теоретически может быть достигнута с помощью однородных капель различных размеров при нанесении из расчета 1 галлон на акр. Уменьшение размера капли с 200 до 20 микрон увеличит покрытие в 10 раз. Результаты многих исследований показывают, что плотность опрыскивания, необходимая для эффективного контроля над сорняками, значительно варьируется в зависимости от вида растений, размера и состояния растений, а также от типа гербицида, используемых добавок и носителя. Таблица 7 показывает, что плотность капель уменьшается для капель диаметром более 200 микрон при малых дозах нанесения.Хотя отличное покрытие может быть достигнуто с помощью очень маленьких капель, уменьшенное осаждение и увеличенный потенциал сноса ограничивают минимальный размер капли, которая обеспечит эффективную борьбу с вредителями.

Потенциал дрейфа капель разного размера также показан в Таблице 7 . Можно видеть, что неиспаряющаяся капля размером 100 микрон будет перемещаться на 48 футов по горизонтали при скорости ветра 3 мили в час при падении на 10 футов. Капли размером менее 50 микрон почти не видны в воздухе и могут оставаться взвешенными в течение длительного времени.Целью применения пестицидов является достижение равномерного распределения распыления при сохранении всех капель распыления в пределах предполагаемой области распыления.

Распыляемая жидкость может иметь скорость 60 футов в секунду или более при выходе из сопла. Скорость снижается из-за сопротивления воздуха и разбивания распыляемого материала на мелкие капли. Таблица 8 показывает расстояние, на котором капли будут замедляться до состояния свободного падения, и продолжительность их жизни до того, как они исчезнут из-за испарения.Например, капли воды диаметром менее 20 микрон будут испаряться менее чем за одну секунду при падении менее одного дюйма. Капли размером более 100 микрон сопротивляются испарению намного сильнее, чем капли меньшего размера, из-за большего отношения объема к площади поверхности.

При использовании водовозов капли распыляемой жидкости будут уменьшаться в размере из-за испарения во время их падения. На рис. 26 показаны траектории испаряющихся капель брызг, падающих через стабильный воздух при температуре 77 F и относительной влажности 55 процентов при боковом ветре со скоростью 1 миля в час.Капли размером менее 100 микрон приобретают горизонтальную траекторию за очень короткое время, и вода в капле исчезает. Активный ингредиент в этих каплях превращается в очень маленькие аэрозоли, большая часть которых не достигнет земли, пока их не унесет падающий дождь. Из , рис. 26, , можно сделать вывод о быстром снижении потенциала дрейфа капель по мере их увеличения примерно до 150 или 200 микрон. Падение размера при уменьшении потенциала дрейфа зависит от скорости ветра, но обычно находится в диапазоне от 150 до 200 микрон для скорости ветра от 1 до 7 миль в час.При типичном наземном применении гербицидов с водоносителями капли размером 50 микрон или меньше полностью испаряются до остаточной сердцевины пестицида, прежде чем достигнут цели. Капли размером более 150 микрон не будут значительно уменьшаться в размере перед осаждением на мишени. На испарение капель размером от 50 до 150 микрон существенно влияют температура, влажность и другие климатические факторы.

Рисунок 26. Скорость испарения капель воды.

Дрифт не всегда вреден. Это зависит от используемого пестицида, целевого вредителя и нецелевых организмов или объектов, которые находятся с подветренной стороны или примыкают к вашей целевой области. Имейте в виду, что при значительном дрейфе по ветру вы теряете пестициды. Снос большинства гербицидов должен быть сведен к минимуму, и должны использоваться все методы уменьшения сноса, если химические вещества позволяют. При использовании инсектицида для борьбы с комарами может быть желательным «дрейф».В этой ситуации для эффективной работы требуется небольшая капля, которая может перемещаться по небольшим участкам.

Несколько факторов влияют на размер капель и потенциальный дрейф. В их числе:

1. Направление ветра
2. Скорость ветра
3. Стабильность воздуха
4. Тип форсунки
5. Расход
6. Давление распыления
7. Угол распыления
8. Высота штанги
9. Относительная влажность и температура
10 . Распылительные загустители
11. Экранированные штанги

Направление ветра: Пестициды не следует применять, когда ветер дует в сторону прилегающей восприимчивой культуры или культуры на уязвимой стадии роста.Подождите, пока ветер не подует с подветренной стороны уязвимых культур, растений или чувствительных участков.

Скорость ветра: Количество гербицида, потерянного из целевой области, и расстояние, на которое он перемещается, увеличиваются с увеличением скорости ветра. Однако серьезные травмы в результате дрейфа могут возникнуть при малых скоростях ветра, особенно в условиях температурной инверсии.

Стабильность воздуха: Движение воздуха в значительной степени определяет распределение капель спрея. Ветер обычно считается важным фактором, но вертикальное движение воздуха часто не учитывается.Температурная инверсия — это состояние, при котором прохладный воздух у поверхности почвы задерживается слоем теплого воздуха. Высокий потенциал инверсии возникает, когда приземный воздух на 2–5 F холоднее, чем воздух над ним. В условиях инверсии даже при ветре происходит небольшое вертикальное перемешивание воздуха. Снос распыления может быть значительным в условиях инверсии, поскольку мелкие капли распыления могут медленно падать или могут оставаться в подвешенном состоянии из-за плотного прохладного воздуха и перемещаться с легким ветерком в прилегающую территорию.

Смещение распыления может происходить даже в относительно спокойных условиях при стабильном воздухе или в условиях инверсии, особенно с небольшими каплями распыления.Некоторые из наиболее серьезных проблем сноса возникают из-за низких скоростей ветра, условий инверсии и мелких капель брызг. Избегайте распыления в условиях переворачивания. Потенциал сноса распыления можно уменьшить, увеличив размер капель, используя форсунки с большими отверстиями и / или более низкое давление распыления с форсунками с расширенным диапазоном.

Другая причина сноса распылителей — это уменьшение «пропуска» более 3,2 F на каждые 1000 футов высоты. В нормальных условиях «перерыва» холодный воздух мягко опускается, вытесняя нижний теплый воздух и вызывая вертикальное перемешивание воздуха.Это может привести к поднятию и рассеянию мелких капель. Когда «провал» сильнее, больше брызг будет подниматься вверх, что приведет к увеличению вероятности сноса брызг. Исследования показали, что температурная инверсия вызывает больший снос брызг, чем условия «пропуска» при заданной скорости ветра.

Избегайте применения гербицидов рядом с восприимчивыми культурами в условиях температурной инверсии. Инверсии часто можно определить по дыму от костра. Дым, движущийся горизонтально близко к земле, указывает на температурную инверсию.

Тип форсунки: Размеры капель, получаемых с помощью различных типов форсунок при разном давлении распыления, показаны в Таблице 11 . Плоскоструйные и заливные форсунки производят капли одинакового размера. Сопло с полным конусом производит капли большего размера, чем плоский вентилятор, а сопло с полым конусом производит капли меньшего размера, чем плоский вентилятор.

Скорость потока: Скорость потока через сопло сильно влияет на размер капель. Это показано Таблица 12 . Форсунки с маленькими отверстиями производят маленькие капли, а большие форсунки — более крупные.Увеличение размера сопла до следующего размера — отличный способ уменьшить количество сносимой мелочи.

Давление распыления: Давление распыления влияет на образование капель распыляемого раствора. Раствор для распыления выходит из сопла тонким слоем, а на краю листа образуются капли. Более высокое давление приводит к тому, что лист становится тоньше, и этот лист распадается на более мелкие капли. Форсунки большого размера с более высокой скоростью подачи производят капли большего размера, чем форсунки меньшего размера.Мелкие капли уносятся дальше по ветру, чем более крупные капли, образующиеся при более низком давлении. Таблица 9 показывает процент химического вещества, выпавшего с подветренной стороны на различных расстояниях. Он также показывает расстояние по ветру, на котором скорость химического осаждения снижается до 1 процента от нормы внесения.

Угол распыления форсунки: Угол распыления — это внутренний угол, образованный между внешними краями рисунка распыления из одного форсунки. Таблица 10 показывает, что форсунки с более широким углом распыления будут производить более тонкий слой распыляемого раствора и меньшие капли распыляемого раствора, чем форсунки с той же скоростью подачи, но с более узким углом распыления.Однако широкоугольные сопла размещаются ближе к цели, чем узкие, и преимущества более низкого расположения сопла перевешивают недостаток капель немного меньшего размера.

Объемный средний диаметр (VMD) — это термин, используемый для описания размера капли, производимой из сопла. VMD определяется как диаметр, при котором половина объема распыляемой жидкости приходится на капли большего диаметра, а другая половина — на более мелкие.

Высота штанги: Использование штанги опрыскивателя как можно ближе к обрабатываемой поверхности — хороший способ уменьшить снос.Чем ближе штанга к земле, тем шире должен быть угол распыления для равномерного покрытия. Убедитесь, что насадки подходят для области применения. Отскакивающие штанги приведут к неравномерному покрытию и сносу. Штанги с колесной опорой — хороший способ стабилизировать высоту штанги, что снизит опасность заноса и улучшит качество опрыскивания.

Эффект уменьшения сноса, когда форсунки установлены как можно ближе к земле, показан в Таблица 9 . Химикаты, выбрасываемые из сопла с плоским веером, показывают значительное уменьшение отложений с подветренной стороны как на расстоянии 4, так и 8 футов для сопел, расположенных ниже.Распылительные форсунки производят широкое распыление и могут работать при низком давлении. Широкое расположение позволяет устанавливать их близко к земле, сводя к минимуму снос.

Относительная влажность и температура: Низкая относительная влажность и / или высокая температура вызывают более быстрое испарение капель распылителя между распылителем и целью. Испарение уменьшает размер капель, что, в свою очередь, увеличивает потенциальный снос капель спрея. Распыление при более низких температурах и более высокой влажности поможет уменьшить снос.

Загустители для опрыскивания: Некоторые адъюванты для опрыскивания действуют как загустители при добавлении в бак для опрыскивания. Эти материалы увеличивают количество более крупных капель и уменьшают количество мелких капель. Они, как правило, придают спреям на водной основе несколько «вязкое» качество. Загустители уменьшают снос, но не делают распылитель устойчивым к сносу. Уменьшение отложений с подветренной стороны при добавлении загустителя в бак для опрыскивания показано в Таблице 9 .

Капли, образующиеся из спрея на масляной основе, имеют тенденцию уноситься дальше, чем капли от водовода, потому что капли масла обычно меньше, легче и остаются в воздухе в течение более длительного периода.Масла образуют капли меньшего размера, чем вода, когда распыление производится с помощью того же гидравлического сопла и того же давления распыления. Спреи на масляной основе не испаряются, как только спреи на водной основе, поэтому капли остаются активными в течение более длительного времени.

Экранированные штанги: Распылительные щитки стали чрезвычайно популярными для опрыскивания мелкого зерна, поскольку исследования показывают, что снос уменьшается на 50 процентов и более. Ветер во время сезона опрыскивания часто является ограничивающим фактором для своевременного опрыскивания в Северной Дакоте.Щиты помогают продлить время опрыскивания при умеренном ветре. Опрыскивание необходимо прекратить при слишком сильном ветре или при подветренном ветре уязвимых культур. Щиты не останавливают весь дрейф, а только уменьшают его. При использовании экранов могут возникнуть серьезные проблемы сноса, если аппликаторы будут небрежны, не обращая внимания на подветренные культуры.

Контроль дрейфа

Поскольку все форсунки производят капли разного размера, мелкие, склонные к сносу частицы не могут быть полностью устранены, но снос можно уменьшить и удерживать в разумных пределах.

1. Используйте достаточное количество носителя. Это означает более крупные сопла, которые, в свою очередь, обычно производят более крупные капли. Хотя это увеличит количество повторных заправок, добавленный носитель улучшает покрытие и обычно увеличивает эффективность химикатов. Более мелкие капли будут образовываться при меньшем объеме распыления, что приведет к большей опасности сноса.

2. Избегайте использования высокого давления. При более высоком давлении образуются мелкие капли; 40 PSI следует считать максимальным значением для обычного распыления.

3. По возможности используйте сопло, уменьшающее снос. Они производят более крупные капли и работают при более низком давлении, чем эквивалентное плоское сопло.

4. Многие присадки для распыления, снижающие снос, которые можно использовать с обычным распылительным оборудованием, доступны сегодня.

5. Используйте широкоугольные форсунки и держите штангу устойчиво и как можно ближе к урожаю.

6. Выполняйте опрыскивание при скорости ветра менее 10 миль в час и при ветре вдали от чувствительных культур.

7.Не распыляйте при полностью спокойном воздухе или при перевороте.

8. Используйте экранированную штангу опрыскивателя, когда ветровые условия превышают основные условия внесения пестицидов.

Калибровка аппликаторов химикатов

Количество применяемого химического раствора на акр зависит от скорости движения, давления в системе, размера сопла и расстояния между соплами на стреле. Изменение любого из них приведет к изменению нормы внесения.

Испытания более 100 сельскохозяйственных опрыскивателей в Северной Дакоте выявили ряд проблем, которые могут существенно повлиять на точность внесения.К ним относятся:

Чтобы настроить опрыскиватель на любую заданную норму на акр, необходимо правильно отрегулировать скорость движения и давление. Размер сопла должен быть изменен для значительного изменения нормы внесения, и все сопла должны выпускать равное количество распыляемой жидкости. Если какая-либо из этих настроек неверна, будут получены плохие результаты.

Первое, что нужно сделать при калибровке опрыскивателя, — это выбрать тип и размер сопла для вашей работы по опрыскиванию. Вы можете принять решение о типе форсунки на основе условий распыления и руководящих указаний, как рекомендовано в таблицах 2 и 3 .

После того, как вы выбрали тип сопла, следующим шагом будет расчет размера сопла.

Выбор форсунки не должен основываться на «галлонах на акр», как заявляют некоторые производители. Сопло, обозначенное как 10-галлонное сопло, будет подавать это количество на акр только при одном условии, например, когда расстояние между соплами составляет 20 дюймов на штанге, опрыскиватель движется со скоростью 4 мили в час и давление в штанге составляет 30 фунтов на квадратный дюйм. Если расстояние, скорость или давление отличаются от этих установленных значений, форсунка не будет подавать указанные галлоны на акр.

Выбор размера сопла должен основываться на расчете галлонов в минуту, а не на расчете галлонов на акр. Расчет на основе галлонов в минуту позволяет оператору принимать решения об опрыскивании в зависимости от культуры и условий поля.

Метод калибровки № 1

В качестве примера предположим, что вы собираетесь использовать плоские форсунки с углом наклона 80 градусов. Вы хотите использовать 20 галлонов на акр, форсунки расположены на расстоянии 20 дюймов друг от друга, а скорость, которую вы предпочитаете, составляет 6 миль в час.Сопло какого размера в галлонах в минуту требуется для этого распыления?

Спецификации из каталогов производителей для 80-градусных плоских форсунок (Таблица 13) показывают, что XR8004 и LFR 4 будут обеспечивать 0,4 галлона в минуту при давлении 40 фунтов на квадратный дюйм. Другой выбор — XR 8005 или LFR 5 при 25 фунтах на квадратный дюйм или XR 8006 или LFR 6 при 18 фунтах на квадратный дюйм. При более низком давлении образуются более крупные капли с меньшим потенциалом сноса, чем при распылении под давлением 40 фунтов на квадратный дюйм. Однако большее падение приведет к уменьшению покрытия по сравнению с меньшим падением, произведенным при 40 фунтах на квадратный дюйм.Обязательно сверьтесь с этикеткой пестицида, чтобы узнать о рабочем давлении.

После того, как вы определили наконечник подходящего размера, наденьте эти форсунки на распылитель и заполните его водой. Проверьте герметичность, другие проблемы с распылителем, равномерность формы распыления и калибровку.

Уравнение 2

Если набор форсунок доступен для использования, предыдущая формула после изменения значений может использоваться для определения нормы внесения опрыскивателем в галлонах на акр.

Калибровка опрыскивателя чрезвычайно важна.Он определяет, сколько пестицидов вы равномерно наносите на площадь. Распылители необходимо калибровать, даже если они новые или заменены форсунки. Их также следует откалибровать через несколько часов использования, поскольку износ новых форсунок и скорость потока будут быстро увеличиваться. Калибровку следует выполнять путем измерения количества пестицида, нанесенного на часть акра, и расчета того, какое количество пестицида будет внесено на весь акр. Обязательно проверьте скорость потока всех форсунок на распылителе, чтобы все они применяли одинаковое количество.Каждая форсунка распыляет отдельную полосу через поле. Если одно сопло наносит больше или меньше, могут появиться полосы по полю.

Управляйте опрыскивателем, используя ту же настройку дроссельной заслонки, которую вы используете при опрыскивании и при проверке скорости. Это обеспечит подачу насоса того же объема, что и при фактическом распылении.

Собрать распыляемый материал из каждой форсунки в мерную емкость на одну минуту. Тщательно измерьте расход из каждого сопла.Обычно легче производить измерения в унциях в минуту, чем в галлонах в минуту. Скорость потока в галлонах в минуту, указанная в каталогах форсунок, можно преобразовать в унции в минуту, умножив количество галлонов на 128. Во многих каталогах форсунок также указывается скорость потока в унциях в минуту, а также в галлонах в минуту.

Уравнение 3

Сравните это рассчитанное количество унций с измеренными значениями. Любые форсунки, выходящие за пределы + 5% от средней производительности, должны быть очищены, если они забиты, или заменены в случае износа.Если какая-либо форсунка выходит более чем на 10 процентов сверх спецификации производителя при данном давлении, она изнашивается и подлежит замене.

Если средняя производительность не соответствует требованиям, отрегулируйте производительность, увеличивая или уменьшая давление. Простой и быстрый метод проверки расхода через форсунку — использование калибратора расхода в форсунке, как показано на , рис. 27, . Это быстрее, чем сбор потока в мерной емкости, и очень точно.

Рисунок 27.Калибратор расхода сопла.

Проверка скорости

Для хорошей работы опрыскивателя необходима точная скорость. Спидометры трактора или пикапа могут давать неточные показания, поэтому их необходимо проверить. Используйте рулетку, чтобы разбить измеренное расстояние. Затем запишите время, необходимое для прохождения загруженного опрыскивателя на это расстояние (Рисунок 28) при настройке дроссельной заслонки и передаче, которую вы будете использовать для опрыскивания. Сделайте это, когда опрыскиватель хотя бы наполовину заполнен водой и находится на той же поверхности, на которую будет производиться опрыскивание — калибровка на рыхлой почве или твердой дороге не даст точных скоростей при работе на полях.

Рисунок 28. Проверка скорости опрыскивателя.

Уравнение 4

Проверить скорость на расстоянии 300 футов легко и точно. Таблица 14 представляет собой диаграмму, в которой время в секундах, необходимое для преодоления расстояния 300 футов, преобразуется в мили в час.

Метод калибровки № 2

Следующий метод калибровки избавляет от догадок и позволяет быстро и точно определить, как нужно настроить опрыскиватель, чтобы обеспечить требуемый средний балл.Этот метод позволяет настроить и откалибровать опрыскиватель, управляя опрыскивателем на небольшом расстоянии в поле. Это гарантирует, что форсунки будут обеспечивать необходимый равномерный выход.

Этот метод включает опрыскивание на определенное расстояние, начиная с полного резервуара воды. Путешествие на большее расстояние даст более точные результаты.

Эту формулу можно использовать для калибровки на любом расстоянии. Этот метод хорошо работает, когда у вас есть поле известной длины, например ½ мили (2640 футов) или 1 миля (5280 футов).Также можно использовать другие расстояния измеренной длины.

1. Начните с полным баком воды.
2. Распылите на известное расстояние в поле, на котором вы будете распылять.
3. ИЗМЕРИТЕ количество галлонов воды, необходимое для наполнения бака.
4. Используйте следующую формулу для вычисления количества галлонов на акр (ГПа).

Хороший способ дважды проверить калибровку — определить, сколько пестицидов было внесено на определенную площадь.

Например, если было опрыскано 100 акров и использовано 600 галлонов химической смеси, это была норма внесения 6 галлонов на акр.Эта система очень проста, и ее преимущество заключается в измерении количества распыляемой жидкости, фактически нанесенной на область. Имейте в виду, что это не единственный метод калибровки.

Метод калибровки № 3

УНЦ = МЕТОД В ГАЛЛОНАХ

Этот метод калибровки очень прост, и его можно использовать для быстрой проверки и точной настройки опрыскивателя, но для этого требуется проехать определенное расстояние в поле. Перед калибровкой опрыскивателя каким-либо методом необходимо проверить равномерность подачи форсунки.Исправьте все форсунки, расход которых различается более чем на + 5%. Также проверьте надежность манометра и правильность настройки давления. Затем действуйте следующим образом:

1. Для широковещательной передачи определите расстояние в дюймах между соплами. Для приложений с полосами определите ширину полосы в дюймах. Для направленного применения соберите слив из всех форсунок в каждом ряду.

2. Из Таблицы 15 определите расстояние, необходимое для равного 1/128 акра.Отметьте это расстояние на поле, которое вы будете опрыскивать.

3. Измерьте время (в секундах), необходимое для преодоления необходимого расстояния на нормальной рабочей скорости со всем присоединенным оборудованием и заполненным на ½ баком опрыскивателя.

4. Соберите выбросы из всех форсунок, направляющих распылитель в один ряд, в течение времени, измеренного на шаге 3. Все химические вещества, добавленные вместе в унциях, являются галлонами на акр. Если выполняется рассредоточенное опрыскивание, количество унций, собранных из одной форсунки, составляет галлонов на акр.

Ленточное и направленное распыление

Лента наносит химикат на параллельные полосы, оставляя область между полосами свободной от химикатов.

Направленное распыление — это нанесение химического вещества на определенную область, такую как полог растения, ряд или у основания растений.

Часто используются несколько конфигураций насадок, когда возникает проблема с проникновением листвы или высотой пропашной культуры. На рис. 29 показано несколько часто используемых конфигураций сопел.

Рисунок 29. Размещение форсунок для ленточного и направленного распыления.

Конфигурации с двумя и тремя форсунками обеспечивают лучший охват нижней части листа, чем одна форсунка.Это может быть важно для многих пестицидов. Капельные форсунки полезны для внесения гербицидов на более высокие пропашные культуры, чтобы снизить риск повреждения урожая. Для пропашных культур меньшего размера достаточно использовать «ленточную» конфигурацию форсунки с форсункой с равномерным рисунком, например, с равномерным потоком.

Калибровка приложения ленты

Для калибровки ленточных аппликаторов можно использовать те же методы калибровки, что и для широковещательного распыления. Единственная разница — это размер покрываемой площади.Основная идея, о которой следует помнить, — это то, что подразумевается под акром. Общая площадь — это вся площадь поля. Это будет включать полоску с распылителем и область между полосами. Обработанный акр относится только к обработанной площади в полосе. Спрей, который будет выпускаться при скорости вещания, сконцентрирован в узкой полосе на основе отношения расстояния между рядами к ширине полосы (см. Следующий пример). При ленточном опрыскивании расстояние между рядами и расстояние между форсунками одинаковы.

Если не указано иное, нормы внесения химикатов даются на основе широковещательной рассылки.Для полосовых применений скорость на обработанную площадь такая же, как и на широковещательную скорость, но общее количество пестицидов, используемых на поле, меньше, потому что обрабатывается только часть поля.

Таблицы распыления, предоставляемые производителями для ленточных форсунок, обычно указываются как применяющие химикаты на основе рассылки. Наносимое количество будет увеличиваться, если направить его в узкую полосу.

Калибровка ленты

Пример: В таблицах производителей форсунок галлоны на акр означают объем, нанесенный на обработанную площадь (обработанный акр).В зависимости от расстояния между рядами и ширины полосы эта область составляет некоторую долю от общего поля. Следующее показывает больший объем, сбрасываемый с обработанного акра, когда определяется скорость передачи:

Таблица 16 может использоваться для определения эффекта концентрации при направлении распыления от скорости передачи к диапазону внесения. Умножьте средний балл, полученный на основе широковещательной рассылки, на коэффициент в Таблица 16 .

При внесении 15 ГПа в ряду (обработанный акр) СМЕШАТЬ ХИМИЧЕСКИЙ ВЕЩЕСТВО В БАК ДЛЯ ОПРЫСКИВАНИЯ НА ОСНОВЕ ДАННОЙ НОРМЫ .Не смешивайте его с нормой 5 ГПа (общая площадь), иначе вы будете вносить химикат в ряд с трехкратной дозой. Если вы не хотите поливать ряд водой с плотностью 15 ГПа, потребуется насадка меньшего размера. См. Таблицы в каталоге производителей форсунок.

Калибровка ручного распылителя

Ручные распылители обычно используются для нанесения химикатов на небольшие площади. Ручные опрыскиватели можно откалибровать следующим образом: определить квадратные футы на площади, измерить мощность ручного пистолета в течение одной минуты и рассчитать, как быстро должна быть покрыта измеренная площадь.Затем смешайте достаточное количество химиката, чтобы покрыть область, и нанесите все химическое вещество как можно более равномерно.

Пример: Вы измеряете площадь 21 на 21 фут. Это примерно 1/100 акра. Ваш пистолет выпускает ½ галлона за одну минуту, и химикат следует наносить из расчета 25 галлонов на акр. В данном случае: 1/100 акра = 0,01 акра.

Сколько химикатов в бак

Чтобы определить количество пестицида, которое нужно добавить в бак для опрыскивания, вам необходимо знать рекомендуемую норму пестицида, емкость бака для опрыскивания и откалиброванную производительность опрыскивателя.

Рекомендуемая норма внесения обычно указывается в фунтах на акр для смачиваемых порошков и в пинтах, квартах или галлонах на акр для жидкостей. Рекомендация также может быть выражена в фунтах активного ингредиента (фунты AI) на акр, а не в общем количестве продукта на акр. Активный ингредиент должен быть преобразован в фактический продукт.

Убедитесь, что на вашем баке для опрыскивания есть точная маркировка сбоку, чтобы вы могли определить количество распыляемой смеси, оставшейся в баке. Это необходимо, чтобы вы не добавляли больше или меньше химикатов, чем необходимо.Убедитесь, что опрыскиватель стоит на ровной поверхности, чтобы можно было получить точные показания.

Большинство пестицидов продаются в виде составов, в которых активный ингредиент (AI) объединен с носителем из воды, масла или инертного материала. После того, как вы выбрали химикат и рецептуру, вы должны определить количество распыляемой смеси, необходимое для нанесения. Это будет зависеть от размера резервуара, объема распыления на акр, площади покрытия и требуемой нормы внесения, указанной на этикетке продукта.

Пример: Рекомендуемая жидкость требует 0,5 фунта активного ингредиента (AI) на акр.
Пестицид содержит 4 фунта (AI) на галлон состава. Используемый опрыскиватель имеет бак на 500 галлонов и откалиброван на 8 галлонов на акр. Сколько продукта нужно добавить в бак для опрыскивателя?

Пример: Рекомендация по сухому продукту требует 2 фунта активного ингредиента (AI) на акр. Продукт на 80% сухой текучий.Опрыскиватель откалиброван на 9 ГПа, а бак вмещает 540 галлонов. Сколько продукта нужно добавить в бак для опрыскивателя?

Адъюванты (распределители — наклейка, поверхностно-активное вещество и т. Д.)

Производитель может рекомендовать добавление небольшого количества адъюванта в дополнение к обычному химическому веществу. Эта рекомендация часто выражается в виде «процентной концентрации».

Если рекомендуется адъювант с концентрацией 0,25% по объему, сколько следует добавить в резервуар на 500 галлонов?

Химическое смешивание и утилизация излишков пестицидов

Со всеми сельскохозяйственными химикатами следует обращаться осторожно, чтобы избежать случайного разлива и загрязнения.Поскольку при работе с пестицидами почти неизбежны незначительные проливы и стекание промывочной воды для опрыскивателя, целесообразно загружать и очищать опрыскиватель на подушке для смешивания. Подушечка будет содержать пролитую жидкость и ополаскиватель, что позволит перекачивать ее в сборный резервуар для последующего использования в качестве подпиточной воды для опрыскивания или для надлежащей утилизации.

Подушка может быть изготовлена из герметичного бетона или из соответствующей ткани, если требуется портативность. В справочнике «Проектирование сооружений для локализации пестицидов и удобрений» MWPS-37 от Службы планирования Среднего Запада содержится много идей и предложений по строительству этих сооружений.Эту книгу можно получить в местном представительстве округа или в отделе сельскохозяйственной инженерии при Государственном университете Северной Дакоты.

Лучше всего использовать химические вещества в соответствии с указаниями на этикетке. Чтобы свести к минимуму проблемы с утилизацией, покупайте и смешивайте только необходимое количество химикатов. Когда необходимо утилизировать небольшое количество пестицидов, примените их к той же культуре в другом месте или к другой культуре и вредителю, для которых помечен пестицид. Внимательно проверьте этикетку, чтобы убедиться, что химическое вещество зарегистрировано для этого альтернативного применения.

Уборочное оборудование

Практика, которая получает все большее распространение, заключается в том, чтобы носить на опрыскивателе дополнительный бак с чистой водой, который можно использовать для мытья и ополаскивания опрыскивателя в поле. Это оставляет разбавленный распыляемый материал в поле и позволяет распылителю вернуться к подушке «чистым», тем самым устраняя накопление химической промывочной воды, которую необходимо будет утилизировать позже. Предлагаемое водопроводное устройство, показывающее расположение резервуаров для воды и клапанов, показано на Рис. 30 .Бак для воды и промывочные форсунки могут быть добавлены к большинству опрыскивателей.

Рисунок 30. Система промывки поля опрыскивателя.

Трижды промойте внутреннюю часть распылителя, используя от 5 до 10 галлонов чистой воды для каждого полоскания. Пропустите ополаскиватель через опрыскиватель и распылите его по полю на одобренной культуре. Повторите процедуру полоскания еще два раза. Кроме того, никогда не сливайте излишки пестицидов и не ополаскивайте там, где они могут стекать в ручьи, озера или другие поверхностные воды, или где они могут загрязнить колодцы и грунтовые воды.

Для удаления остатков гербицидов на масляной основе, таких как сложные эфиры 2, 4-D и подобных материалов, промойте опрыскиватель средством для очистки резервуаров, которое можно приобрести у большинства продавцов пестицидов.

После ополаскивания оборудования маслом или моющим средством для воды, заполните резервуар на четверть или половину водно-аммиачным раствором (1 литр бытового аммиака на 25 галлонов воды) или водно-тринатрийфосфатом (TSP ) раствора (1 стакан TSP на 25 галлонов воды). Пропустите раствор через систему в течение нескольких минут и дайте небольшому количеству пройти через сопла.Дайте оставшемуся раствору постоять не менее шести часов, затем прокачайте его через форсунки. Снимите форсунки и фильтры и дважды промойте систему чистой водой. Оборудование, в котором использовались смачиваемые порошки, формы аминов или водорастворимые жидкости, следует тщательно промыть водно-моющим раствором (2 фунта моющего средства на 30-40 галлонов воды). Водорастворимые материалы следует рассматривать как водорастворимые жидкости. Дайте водному раствору моющего средства циркулировать по системе в течение нескольких минут.Снимите форсунки и фильтры и дважды промойте систему чистой водой.

Когда пришло время поставить опрыскиватель на хранение, добавьте от 1 до 5 галлонов, в зависимости от размера вашего бака, антифриза (этиленгликоль) и воды или антифриза для транспортных средств для отдыха перед окончательной промывкой. Когда вода откачивается из опрыскивателя, антифриз оставляет защитное покрытие
внутри резервуара, насоса и водопровода.

Контейнер для утилизации

Рекомендуются возвратные, многоразовые контейнеры, если они доступны, поскольку они устраняют проблемы с утилизацией.Переработка — решение проблемы невозвратной тары; в 1995 году было переработано около 48 000 единиц. Когда это невозможно, очень важно правильно избавиться от пустых контейнеров из-под пестицидов. Не оставляйте пустые контейнеры, так как они представляют опасность для окружающей среды, животных и людей.

Пустые емкости с жидкостью перед утилизацией необходимо промыть трижды или под давлением. После того, как содержимое полностью слито в распылитель, промойте его, наполнив как минимум на 1/10 воды, закрыв крышкой, затем встряхивая, пока все внутренние поверхности не будут ополоснуты.Слейте промывочную воду в бак для опрыскивания. Полностью слейте воду из емкости (не менее 30 секунд) и повторите процесс ополаскивания еще два раза, добавляя промывочную воду в бак для опрыскивателя.

Тройное ополаскивание — медленное и утомительное занятие. Более простой и быстрый способ — использовать устройство для ополаскивания под давлением, которое прикрепляется к шлангу и протыкает дно или боковую часть
контейнера (Рисунок 31) . Распыляемая вода ополаскивает емкость во время слива. 60-секундное ополаскивание спреем обычно лучше, чем тройное.Также доступны специальные вращающиеся форсунки для промывки емкостей и опрыскивателей. Промытые контейнеры следует раздавить и утилизировать в системе обращения с отходами или переработать, если они подлежат возврату.

Рисунок 31. Устройство для ополаскивания.

Если сжигание упаковок разрешено местными постановлениями, сжигайте не более одного дневного накопления за раз. Дым и пары пестицидов могут быть токсичными. Сжигайте контейнеры в местах, где дым и пары не движутся в сторону людей или населенных пунктов.Альтернативой сжиганию является поместить пустые бумажные и картонные контейнеры в пластиковый мешок для мусора и утилизировать их на утвержденном предприятии по переработке отходов.

Утвержденные процедуры утилизации излишков химикатов и пустых контейнеров часто меняются. Методы утилизации, которые являются законными сегодня, могут оказаться неприемлемыми завтра. Узнайте у местных властей, какие методы использовать.

Химическая инъекция

Дозирование химикатов для опрыскивания — еще один подход к решению многих проблем, связанных с обращением и удалением излишков смеси и ополаскивателя в баке для опрыскивания.

Инжекционные опрыскиватели

сконструированы таким образом, что перемешивание в баке не требуется. Поскольку в баке содержится только чистая вода, промывка бака между распылениями и утилизация неиспользованной химической смеси исключаются.

Вместо смешивания в баке дозируются химикаты из контейнера для концентрата и впрыскиваются в воду, прокачиваемую через распылитель, обеспечивая правильное соотношение химиката и воды для необходимого распыления. Впрыск может происходить в различных точках опрыскивателя, в зависимости от конструкции.После завершения распыления контейнеры с концентратом можно убрать на хранение, и после минимальной очистки распылитель готов к следующему использованию.