宋健云

摘 要：由于國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和整車技術(shù)地不斷提高，這就要求發(fā)動機(jī)有著相應(yīng)的質(zhì)量提升。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，機(jī)油泵起著至關(guān)重要的作用。機(jī)油泵是發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的核心部分。如果要對發(fā)動機(jī)提出過硬的質(zhì)量要求就要從其核心組成部分著手。因為發(fā)動機(jī)需要有長期可靠地運(yùn)行，就對潤滑系統(tǒng)提出了更高的要求，機(jī)油泵若產(chǎn)生異常磨損就會影響發(fā)動機(jī)的正常使用，所以發(fā)動機(jī)工作過程中潤滑和冷卻是否良好取決于機(jī)油泵是否產(chǎn)生異常磨損。因此，本文通過對不同的發(fā)動機(jī)工況實驗進(jìn)行分析和探討，探尋發(fā)動機(jī)機(jī)油泵異常磨損的主要原因，尋求解決異常磨損問題的根本方法。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī);機(jī)油泵;異常磨損;分析與改進(jìn)

發(fā)動機(jī)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，為各種設(shè)備的運(yùn)行提供動力保障。在工業(yè)發(fā)展中扮演著極其重要的角色，所以對發(fā)動機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了嚴(yán)苛的要求。機(jī)油泵是發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的核心部件，而發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障的原因多數(shù)由于機(jī)油泵異常磨損造成的，機(jī)油泵提供的機(jī)油循環(huán)潤滑保證了發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行，機(jī)油泵若出現(xiàn)異常磨損或損壞，將直接導(dǎo)致發(fā)動機(jī)燒瓦甚至損壞，后果非常嚴(yán)重。所以說機(jī)油泵的正常工作才能有效地保證發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行，本文主要針對發(fā)動機(jī)機(jī)油泵的異常磨損現(xiàn)象進(jìn)行分析，根據(jù)出現(xiàn)的問題提出具體的改進(jìn)措施，以保證發(fā)動機(jī)持續(xù)地、穩(wěn)定地工作。

1 發(fā)動機(jī)機(jī)油泵工作原理

發(fā)動機(jī)機(jī)油泵主要作用是通過強(qiáng)制具有一定壓力的、溫度適宜的清潔機(jī)油在發(fā)動機(jī)內(nèi)部進(jìn)行往復(fù)循環(huán)，從而潤滑和冷卻發(fā)動機(jī)各運(yùn)動機(jī)件。當(dāng)發(fā)動機(jī)在工作時，通過曲軸帶動機(jī)油泵主動軸旋轉(zhuǎn)，主軸再帶動主動齒輪或內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，隨著機(jī)油泵主動軸旋轉(zhuǎn)，機(jī)油泵進(jìn)油口的容積腔開始逐漸變大并產(chǎn)生真空，機(jī)油在壓差作用下被吸入進(jìn)油口，在機(jī)油泵主動軸的繼續(xù)轉(zhuǎn)動的過程中，機(jī)油泵的齒輪或轉(zhuǎn)子容積腔內(nèi)充滿機(jī)油，容積腔開始變小且壓力增加，機(jī)油在受到壓力擠壓作用下被排出，機(jī)油便實現(xiàn)了往復(fù)循環(huán)流動。機(jī)油泵的工作主要是保證潤滑油在潤滑系統(tǒng)中能夠不斷地循環(huán)流動。在潤滑油循環(huán)流動的作用下，不僅能夠減少運(yùn)動機(jī)件的摩擦阻力，還能夠有效帶走各運(yùn)動機(jī)件在工作中產(chǎn)生的熱量。其次機(jī)油泵在完成機(jī)油循環(huán)潤滑的同時還能起到清洗的作用，機(jī)油的循環(huán)能帶走零件因高速旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生的各種粉末。最后還在零件表面形成一層油膜，對零件起到保護(hù)的作用，所以機(jī)油泵是發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)核心部件。機(jī)油泵按內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要分為齒輪式和轉(zhuǎn)子式，按安裝方式主要分為平裝式安裝、倒臥式安裝和插入式安裝。其主要零件主要包括外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子（齒輪式為主動和從動齒輪）、主動軸、傳動齒輪、泵體、泵蓋和限壓閥等，機(jī)油泵是發(fā)動機(jī)正常工作的重要保障。

2 發(fā)動機(jī)機(jī)油泵故障分析

對發(fā)動機(jī)機(jī)油泵的故障進(jìn)行深入分析，才能快速地且有針對性地找到解決機(jī)油泵故障問題的方法。在使用過程中有效的避免發(fā)動機(jī)機(jī)油泵異常磨損故障的出現(xiàn)，提高發(fā)動機(jī)的運(yùn)行可靠性。下文就機(jī)油泵故障發(fā)生的原因展開分析。

2.1 油封脫落

在客戶反饋的故障中，油封脫落在機(jī)油泵實際使用過程中時有發(fā)生。對發(fā)動機(jī)機(jī)油泵而言，油封的拔脫力主要受油封與油封孔配合過盈量的大小、油封孔圓柱度、油封裝配精度等因素影響，這些因素都集中反映在油封的拔脫力上。

2.1.1 油封配合過盈選取

油封與油封孔的過盈公差必須選擇合理，過大的配合過盈量會導(dǎo)致骨架油封在裝配時壓潰或產(chǎn)生切料現(xiàn)象，使油封起不到應(yīng)有的密封作用。過小的配合過盈量會使油封在受到機(jī)油泵內(nèi)部工作壓力時產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。合適的過盈量可以借鑒成熟的設(shè)計經(jīng)驗加上必要的試驗驗證。該公差的選定并非一成不變，與機(jī)油泵泵體材料、使用工況都是息息相關(guān)的。

2.1.2 油封孔的圓柱度

油封孔的圓柱度對油封的過盈配合影響很大，如果有油封孔出現(xiàn)橢圓時，油封與油封孔配合時，會產(chǎn)生局部配合面沒有完全貼合的現(xiàn)象，不均勻的配合抱緊力可能使油封在后期使用過程中產(chǎn)生松動現(xiàn)象。

2.1.3 油封的裝配

由于裝配問題引起的油封脫落失效問題也有發(fā)生。壓裝失效主要時由于油封孔導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計和壓裝方法問題。由于油封配合與其它零件配合相比，過盈量會比常規(guī)偏大，這就要求機(jī)油泵泵體油封孔要有角度小、長度長的導(dǎo)向角，另外上下壓裝夾具必須中心對正，通過這兩點才能保證油封的正確壓裝。

2.2 曲軸箱壓力過大

曲軸箱內(nèi)部壓力過大也是機(jī)油泵出現(xiàn)故障的原因之一。發(fā)動機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中必然會產(chǎn)生一定的熱量，在發(fā)動機(jī)運(yùn)行時氣體會通過活塞進(jìn)入曲軸箱中，這樣不僅會對機(jī)油造成污染，還會與曲軸箱中的蒸汽混合造成曲軸箱內(nèi)氣體的增加。這種情況如不及時處理就會影響到機(jī)油泵的正常運(yùn)行，比如油封脫落，更嚴(yán)重的是會導(dǎo)致曲軸箱爆炸。同時在對故障發(fā)動機(jī)修復(fù)后進(jìn)行臺架及整車重新復(fù)試實驗時，再重新監(jiān)測發(fā)動機(jī)曲軸箱壓力的變化，并通過進(jìn)行反復(fù)實驗，最終得出結(jié)論：若曲軸箱一直處于負(fù)壓狀態(tài)下，就不會發(fā)生油封脫落的故障。

2.3 機(jī)油壓力異常升高

油封主要是在機(jī)油泵工作時起密封作用，它的密封性是至關(guān)重要的。如果機(jī)油泵轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的機(jī)油壓力異常升高就可能使油封密封失效產(chǎn)生油封沖出的現(xiàn)象。造成發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)漏油。嚴(yán)重的甚至產(chǎn)生安全隱患，為了保障機(jī)油壓力不會異常升高，機(jī)油泵通常會在機(jī)油泵的出油腔上設(shè)置限壓閥（也稱安全閥），限壓閥主要由閥芯、彈簧、閥蓋組成。當(dāng)機(jī)油泵工作時，若內(nèi)部壓力突然異常升高超過正常值時，在機(jī)油壓力的作用下，閥芯會推動彈簧動作，迅速釋放多余壓力，壓力達(dá)到正常范圍后，在彈簧力作用下限壓閥迅速關(guān)閉。被釋放的機(jī)油回到機(jī)油泵進(jìn)油腔或發(fā)動機(jī)油底殼，保證機(jī)油泵及發(fā)動機(jī)始終工作在安全壓力范圍內(nèi)。試驗表明，異常升高的機(jī)油壓力不但會造成油封脫失效，還會在機(jī)油泵工作過程中加劇內(nèi)、外轉(zhuǎn)子（或主從齒輪的）的磨損同時工作噪音變大，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子（或主從齒輪）的磨損會直接引起機(jī)油泵流量的下降，影響發(fā)動機(jī)的潤滑。

3 改進(jìn)措施

3.1 機(jī)油壓力異常升高的改進(jìn)措施

機(jī)油泵在工作過程中若出現(xiàn)壓力異常升高的現(xiàn)象，主要有機(jī)油粘度過大、機(jī)油泵限壓閥卡滯、發(fā)動機(jī)潤滑油路堵塞等原因。

3.1.1 造成機(jī)油粘度過大的原因，主要由于用戶未按照要求選用規(guī)定牌號的潤滑油（有些用戶可能認(rèn)為機(jī)油的粘度是越大越好），或是在車輛剛剛點火發(fā)動機(jī)處于熱車階段導(dǎo)致。因為潤滑油的粘度越大，流動性也就越差，也就無法快速的在潤滑油路中進(jìn)行循環(huán)流動，發(fā)動機(jī)各個運(yùn)動機(jī)件部位也無法得到充分的潤滑和冷卻。要避免機(jī)油粘度過大的問題，這就要求用戶必須嚴(yán)格按使用環(huán)境選用粘度合適的規(guī)定牌號的潤滑油，同時在車輛剛剛啟動時，要提醒用戶給發(fā)動機(jī)足夠的熱車和升溫時間，當(dāng)發(fā)動機(jī)升溫到適宜的溫度時（一般85℃-95℃），潤滑油溫度也會隨之升到最合適的溫度，在該溫度下，潤滑油既有良好的流動性，能順暢地在循環(huán)油路中自由流動，同時又具有一定的粘度，足夠的機(jī)油附著力在潤滑同時還能在運(yùn)動機(jī)件表明形成一層油膜用于保護(hù)運(yùn)動機(jī)件的摩擦表面，確保發(fā)動機(jī)得到可靠潤滑。

3.1.2 造成機(jī)油泵限壓閥卡滯的原因，主要是機(jī)油泵閥芯卡滯、限壓閥孔表面粗糙度差、彈簧失穩(wěn)等。要避免機(jī)油泵閥芯卡滯，必須在機(jī)油泵閥芯和閥芯孔設(shè)計時選擇合理的配合公差和表面粗糙度，并在閥芯孔加工時，選擇合適的加工方法，保證閥芯孔的加工精度。最終保障閥芯在機(jī)油泵閥芯孔內(nèi)活動自如。限壓閥彈簧失穩(wěn)、擾度過大也是機(jī)油泵限壓閥卡滯的又一主因，彈簧失穩(wěn)則彈簧在工作過程中產(chǎn)生異常彎曲而觸碰到閥芯孔壁，這就要求彈簧在設(shè)計時要根據(jù)限壓閥的初始開啟壓力和截至壓力綜合考慮計算，選擇合適的線徑、彈簧剛度、壓縮長度和熱處理等。在生產(chǎn)過程中，限壓閥彈簧進(jìn)行彈力全檢，通過這些措施保證限壓閥工作的穩(wěn)定可靠。

3.2 曲軸箱壓力過大的改進(jìn)措施

前文相關(guān)實驗表明，若曲軸箱力處于負(fù)壓狀態(tài)下則不會造成油封脫落的。所以要保證發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中曲軸箱的壓力不會過高，這樣也會延長設(shè)備的使用期限，減少零部件的磨損。如果運(yùn)行時壓力超過安全范圍可以實行曲軸箱通風(fēng)的方法。首先就是檢查曲軸箱的通風(fēng)狀況，減少阻礙保證自然通風(fēng)，這樣降低壓力的同時還能夠減少能源消耗，但是如果出現(xiàn)異常高壓就必須進(jìn)行強(qiáng)制性通風(fēng)來降低曲軸箱壓力。其次在發(fā)動機(jī)設(shè)備運(yùn)行的過程中，也需要提供充足的機(jī)油來確保發(fā)動機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，有效地延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。

以上改進(jìn)措施是根據(jù)發(fā)動機(jī)機(jī)油泵異常磨損的具體原因而提出的，具有一定的針對性和實用性。能有效地改善發(fā)動機(jī)機(jī)油泵異常磨損情況。

4 結(jié)束語

一個國家的發(fā)動機(jī)制造水平高低，是衡量工業(yè)生產(chǎn)力先進(jìn)程度的重要指標(biāo)。穩(wěn)定可靠的發(fā)動機(jī)為各行各業(yè)的持續(xù)高效發(fā)展保駕護(hù)航。發(fā)動機(jī)上的每個零部件對發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定工作都功不可沒，特別是潤滑系統(tǒng)的機(jī)油泵肩負(fù)發(fā)動機(jī)冷卻潤滑，關(guān)乎發(fā)動機(jī)甚至整車是否正常運(yùn)行，其質(zhì)量顯得尤為關(guān)鍵。不斷提升發(fā)動機(jī)機(jī)油泵的可靠性是提升發(fā)動機(jī)可靠性的重要步驟。發(fā)動機(jī)機(jī)油泵異常磨損問題一直困擾著用戶和制造廠家，本文有針對性的從用戶使用的角度出發(fā)，提出了一些分析原因和改進(jìn)措施，但是也存在一定的局限性。對于發(fā)動機(jī)機(jī)油泵異常磨損的分析與改進(jìn)還需要在實踐中進(jìn)行不斷探索，只有真正立足本質(zhì)問題，在對待客戶故障反饋和進(jìn)行故障維修時，具備敏銳的職業(yè)洞察力，才能不斷發(fā)現(xiàn)新問題、思考新問題和解決新問題，才能不斷提升機(jī)油泵產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

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