Як працює навісний обприскувач

У навісного обприскувача є чотири функціональні ланки, кожна з яких перетворює рідину:

1. Бак формує запас і початковий напір.
2. Насос надає їй кінетичну енергію.
3. Регулятор стабілізує цю енергію у тиск.
4. Форсунка перетворює його на конкретну геометрію факела.

Ці ланки не паралельні, вони послідовні. І фізика кожної принципово відрізняється від попередньої.

Як насос навісного обприскувача перетворює оберти ВВП трактора на подачу рідини

У гідравліці насосного вузла, ховається причина половини проблем, з якими до нас звертаються. Якщо вам колись потрібні будуть запчастини до навісного обприскувача, правильно підібрати їх можна тільки тоді, коли розумієш, яку фізичну роботу виконує кожен вузол.

1. Мембранно-поршневий насос на навісній штанговій оприскувальній техніці працює за принципом змінного об’єму.
2. Поршень рухається вниз і розширює робочу камеру.
3. Тиск у камері падає нижче атмосферного, всмоктувальний клапан відкривається, рідина заходить усередину.
4. Поршень іде вгору і стискає об’єм, тиск у камері зростає вище вхідного, всмоктувальний клапан закривається, нагнітальний відкривається і рідина виштовхується в магістраль.

Це один такт. На реальних обертах ВВП таких тактів за хвилину сотні.

Мембрана не бере участі у всмоктуванні безпосередньо, але відокремлює поршень від агресивного робочого розчину. Поршень контактує тільки з оливою, а розчин з хімією торкається лише мембрани та клапанів. Коли мембрана має мікротріщину, олива та розчин змішуються, через що насос починає руйнуватися зсередини значно швидше.

Подача насоса прямо залежить від об’єму камери та кількості тактів за одиницю часу. Звідси виникає закономірність: більша ширина штанги вимагає більшої продуктивності насоса, бо кількість форсунок зростає, а тиск треба тримати стабільним у всіх секціях одночасно. Якщо помпа слабша за потребу штанги, крайні секції недоотримують тиск, а їхні форсунки формують інший факел, ніж центральні.

Як регулятор тиску оприскувача перетворює пульсуючу подачу на рівний потік

Насос подає рідину поштовхами, бо кожен такт поршня це один викид. Якщо подавати цей пульсуючий потік напряму у штангу, тиск у секціях коливатиметься разом із кожним тактом і форсунки відповідним чином змінюватимуть інтенсивність розпилу. Тому між насосом і штангою стоїть регулятор.

Регулятор вирівнює подачу через два механізми.

1. Перший – гідроакумулятор або компенсаційна камера з повітряною подушкою. Коли насос виштовхує черговий поштовх рідини, частина тиску поглинається стисненим повітрям у камері, а між поштовхами це повітря плавно видавлює рідину назад у магістраль.
2. Другий механізм – байпасний клапан. Він відкривається тоді, коли тиск у системі перевищує встановлене значення, і повертає надлишок рідини назад у бак. Через цей клапан оператор і регулює робочий тиск на виході.

Ці два механізми разом забезпечують те, що форсунка отримує рівний стабільний потік, а не серію поштовхів. Без компенсаційної камери навіть справний насос із точним регулятором дасть пульсуючий факел. Ми це перевіряли в польових умовах: якщо повітряна подушка в камері підтиснута рідиною через зношену внутрішню мембрану регулятора, пульсація факела помітна навіть візуально на малих швидкостях роботи.

Байпасний клапан при цьому постійно перебуває в роботі. Коли помпа оприскувача качає більше, ніж витрачають форсунки, залишок іде через байпас назад у бак. Цей зворотний потік виконує ще одну функцію: він перемішує рідину в баку і не дає препарату розшаровуватися або осідати на дні. Тобто регулятор тиску одночасно стабілізує факел і підтримує однорідність розчину.

Як форсунка навісного обприскувача перетворює тиск на факел

З регулятора рідина входить у колектор штанги вже зі стабільним напором. Далі вона розподіляється по секційних клапанах і доходить до кожної форсунки. Тут гідравлічна енергія потоку перетворюється на конкретну геометрію факела.

Форсунка робить це через звужений канал сопла. Рідина під тиском входить у широку частину сопла, прискорюється у вузькому місці та вилітає через калібровану щілину або отвір. Форма цього отвору визначає все: тип факела (плоский, конічний, порожнистий конус), кут охоплення та середній розмір краплі. Різні типи сопел при однаковому тиску дають принципово різний факел. Це не конструктивна деталь, це і є головний робочий орган усієї системи.

Тиск при цьому задає фізику утворення краплі.

• При низькому показнику рідина виходить із сопла повільно і рветься на великі нерівні краплі.
• При надмірно високому вона розбивається на дуже дрібні краплі, які вітер зносить із зони нанесення.

Для кожного типу сопла виробник задає робочий діапазон, в якому форсунка формує ту геометрію факела, під яку її розраховано.

Звідси і виникає системна логіка роботи навісного обприскувача:

1. Насос надає рідині енергію.
2. Регулятор утримує цю енергію в стабільному значенні тиску.
3. Форсунка витрачає це на формування факела потрібної форми і розміру.

Якщо будь-яка з трьох ланок відхиляється від розрахункового режиму, кінцевий факел змінюється, навіть коли манометр показує “норму”.

Зношений насос, що вже не добирає продуктивності, дає нижчий тиск при тих самих обертах валу відборі потужності трактора. Це момент, коли форсунки починають працювати нижче свого розрахункового діапазону і факел перестає відповідати паспортній геометрії. Манометр при цьому може показувати нормальні значення, бо регулятор компенсує просідання, відкриваючи байпас менше. Але продуктивність насоса вже не та, і різниця стає помітна не за тиском, а за нерівномірністю обробки в крайніх секціях штанги.