Классификация насосов.

Насосы, применяемы в системах ДВС, весьма разнообразны по устройству, назначению, виду привода и ряду других признаков. Существующее разнообразие целесообразно рассматривать системно, основываясь на приведенной ниже классификации этих машин.

В соответствии с предлагаемой классификацией (далеко не полной, но достаточной для основного представления) все насосы делят на подгруппы в зависимости от следующих определяющих признаков:

– по способу сообщения энергии жидкости;

– по назначению;

– по особенностям конструкции рабочих органов или по особенности совершения рабочего процесса;

– по числу ступеней;

– по виду привода.

По способу сообщения энергии жидкости все насосы делятся на две группы: насосы динамические и насосы объёмные. В динамических насосах передача энергии потоку жидкости обеспечивается путём взаимодействия с ним движущихся лопаток насоса, погружённых в жидкость. Динамические насосы сообщают энергию жидкости в кинетической (динамической) форме (поток жидкости приобретает увеличенную скорость), далее энергия потока частично преобразуется в статическую форму (скорость уменьшается, давление возрастает). Объёмные насосы сообщают энергию жидкости в процессе её вытеснения из замыкаемого объёма. Энергия обычно передаётся жидкости преимущественно в статической форме (давление жидкости возрастает при сравнительно малом увеличении скорости потока). Соотношение видов энергии в потоке здесь сильно зависит от сопротивления выходу жидкости из замыкаемого объёма. При минимальном сопротивлении на выходе жидкость будет просто перемещаться насосом без существенного роста давления. Как видно, в объёмных насосах принципиально возможно сообщение энергии жидкости преимущественно и в кинетической форме, но такие режимы работы для объёмных насосов с механическим приводом не характерны.

По назначениюнасосы ДВС и энергетических установок (ЭУ) с ДВС делятся на:

– насосы охлаждающие внутреннего и внешнего контуров ДВС (насос пресной и забортной воды);

– насосы масляные циркуляционные ДВС (возможны насос маслооткачивающий и нагнетатательный); эти насосы обеспечивают работу системы смазки двигателя;

– насос маслопрокачивающий ДВС (маслозакачивающий насос или МЗН); насос обеспечивает предпусковую прокачку маслом системы смазки;

– насос точечной смазки ДВС (насос дозированной смазки или лубрикатор); обеспечивает подачу смазки дозированными порциями в заданные моменты времени в специальные точки смазки двигателя;

– насосы масляные турбокомпрессоров; обеспечивают смазку подшипников турбокомпрессоров ДВС большой мощности;

– насос топливный высокого давления (ТНВД); обеспечивает дозированную подачу дизельного топлива с очень высоким давлением через форсунки в цилиндры дизельных ДВС в заданные моменты времени;

– топливный насос; обеспечивает подачу лёгкого топлива со средним давлением к форсункам (инжекторам) двигателей принудительного зажигания;

– топливоподкачивающие насосы; обеспечивают подачу топлива из топливного бака на всасывание к ТНВД; возможно применение и с топливными насосами для лёгкого топлива; для карбюраторных двигателей, где нет топливного насоса, подают топливо в карбюратор;

– насосы охлаждения и смазки компрессорных машин ЭУ с ДВС; эти насосы аналогичны перечисленным выше насосам ДВС;

– топливные насосы котлоагрегатов ЭУ с ДВС; обеспечивают подачу топлива к форсункам вспомогательных котлов, используемых в ЭУ с ДВС;

– водяные насосы котлоагрегатов; для крупных котлов делятся на питательные, конденсатные и бустерные; питательные подают воду в барабан котла; конденсатные откачивают конденсат из конденсатора в тёплый ящик; бустерные подают воду из тёплого ящика на всасывание питательного насоса;

– насосы исполнительных механизмов; применяются в сравнительно сложных энергетических установках с двигателями средней и большой мощности для обеспечения работы гидравлических систем в цепях управления или технологических системах;

– насосы гидроприводов; применяются в составе гидромуфт или гидротрансформаторов;

Для специфических энергоустановок (судовых, стационарных, транспортных и других возможных) приведенный перечень будет расширен в связи с необходимостью обеспечения специфических функций. Так, например, для судовых энергетических установок в машинном отделении устанавливаются топливоперекачивающие и маслоперекачивающие насосы, обеспечивающие работу судовых систем хранения топлива и масла. На судах обязательна установка пожарного насоса для тушения возможных пожаров. Для удаления больших масс воды при аварии судна устанавливается водоотливной насос. Функции пожарного и водоотливного насосов могут быть объединены. Для регулярной откачки загрязнённых вод, скапливающихся под сланями в машинном отделении, в сборную цистерну устанавливается осушительный насос. Вне машинного отделения могут устанавливаться балластные насосы для приёмки и удаления жидкого балласта. Грузовые насосы используют для приёмки и удаления жидких грузов. Кроме них на судах устанавливают санитарные насосы для обеспечения бытовых нужд экипажа и фекальные насосы для удаления фекальных масс в специальную цистерну. Этот, весьма неполный перечень, свидетельствует о большом количестве и разнообразии дополнительно применяемых насосов в сложных энергетических установках.

По конструкции рабочих органов и по особенности совершения рабочего процесса

Динамические (лопаточные) насосы ДВС делят на центробежные, диагональные, вихревые и осевые. К динамическим насосам можно отнести и так называемые струйные аппараты (называемые также эжекторами и инжекторами), у которых отсутствуют рабочие органы, но которые имеют одинаковое с динамическими насосами назначение и близкий способ сообщения энергии жидкости.

Объёмные насосы ДВС делят на поршневые, плунжерные, шестерённые, винтовые, роторно-пластинчатые.

По числу ступеней насосы могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми. В составе ДВС, как правило, применяются одноступенчатые насосы.

По виду привода различают насосы автономные и навесные. Если жидкость от насоса не используется для обеспечения работы двигателя, приводящего насос в действие, то такой насос считается автономным. В ином случае насос считается навесным. Кроме того, в в соответствии с данным признаком учитывают тип двигателя, который выступает в качестве привода насоса. Соответственно различают электронасосы, дизельнасосы (привод от дизельного двигателя), бензонасосы (привод от бензинового двигателя), турбонасосы (привод от турбины), паронасосы (привод паровая машина), ручные насосы.

В настоящее время в двигателестроении нет регламентированного принципа классификации насосов и, соответственно, нет принципа стандартного обозначения насосов в соответствии с их отличительными (классификационными) особенностями. В практике заводских маркировок насосов ЭУ с ДВС нередко используют указания на особенности конструкции насосного агрегата, на род привода, на величину создаваемого напора, на ориентацию ротора насоса относительно горизонта и т.п. Вместе с тем по заводскому наименованию насоса трудно судить о его особенностях. Для этого чаще всего необходимо располагать его техническим описанием.

Рассмотрим устройство и принцип действия основных типов рассмотренных насосов одновременно с общей характеристикой их применения. Вначале рассмотрим группу лопаточных насосов.