車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)與壓力試驗

李學智，盛奎川，朱仁學

(杭州萬向職業(yè)技術(shù)學院，浙江 杭州 310023)

車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)解決了手動潤滑所帶來的一系列問題，它適合于農(nóng)業(yè)機械（聯(lián)合收獲機）、公交客車、卡車及工程機械，實現(xiàn)了底盤強制自動、集中、精確潤滑，有效地延長了底盤的壽命，減少了底盤的維護成本。

1 車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的組成

車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)主要由電動泵、配油器（分配器）、控制器、傳感器、管路元件和線路等組成，如圖1所示。

圖1 車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)組成

2 車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的工作原理與系統(tǒng)布置方式

2.1 車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的工作原理

車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)利用適當?shù)谋脡憾〞r輸送潤滑脂到配油器，再由配油器定量輸送到各潤滑點，以保證設(shè)備各摩擦表面之間維持可靠和足量的油膜而經(jīng)久正常的運行。其主要工作原理是：以車輛電源系統(tǒng)為動力源，通過點火開關(guān)以及車速與里程信號累積車輛工作運行時間。當車輛累積運行時間達到控制器設(shè)定供油間隔時間，電機收到控制器發(fā)出的起動指令后帶動油泵旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生真空吸入油脂；油脂被油泵壓送至出口，配油器進入儲油工況，主油管中的高壓油脂壓縮配油器內(nèi)的彈簧，使其儲油并儲能；當主油管內(nèi)的壓力上升至壓力開關(guān)閉合壓力時，控制器向油泵電機發(fā)出停止指令，油泵停止運轉(zhuǎn)；卸荷閥卸荷，系統(tǒng)主油管的油壓迅速下降，配油器進入供油工況，彈簧將配油器儲存的油脂壓送至各潤滑點。根據(jù)潤滑點摩擦副負荷和相對速度的大小，由配油器內(nèi)的柱塞位移大小決定油脂的定量供給量。

車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的液壓原理圖見圖2，配油器簡圖見圖3。

圖2 潤滑系統(tǒng)的液壓原理圖

圖3 配油器結(jié)構(gòu)簡圖

2.2 系統(tǒng)的布置方式

車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的布置，見圖4，配油器的數(shù)量可根據(jù)潤滑點數(shù)目確定。

圖4 潤滑系統(tǒng)的布置

3 車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的壓力試驗

通過采集車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)工作時主油路的動態(tài)壓力波形來獲取系統(tǒng)的實際工作曲線，獲得主油路壓力最大值、殘壓、工作時間、管路損失、傳輸延時等特性參數(shù)，從而可以探討這些參數(shù)與潤滑系統(tǒng)的潤滑脂溫度、潤滑點數(shù)、主油管長度等因素的關(guān)系。

3.1 管路壓力傳感器的工作原理

管路壓力測量方法主要分為接觸式和非接觸式兩類。接觸式方法一般在管路特定部位預先接入壓力儀表或壓力傳感器，這種檢測方法優(yōu)點是測量理論和技術(shù)成熟，設(shè)備成本較低，可靠性高，測量精度較高；但必須在管路系統(tǒng)設(shè)計時預先確定，而且一般會破壞管路系統(tǒng)的整體性。非接接觸式方法是一種無需在液壓管道上加工測壓孔，就能在管外檢測出管內(nèi)液體介質(zhì)壓力的測量方法。對于車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的壓力檢測，采用的是非接觸式方法，它是傳統(tǒng)測壓方法的延伸，根據(jù)液體壓力作用下金屬管路徑向產(chǎn)生彈性變形的基本原理，通過檢測管道外徑微小變形量即可解算出管道內(nèi)部工作壓力。

3.2 壓力控制

滿足潤滑系統(tǒng)正常工作的壓力控制的必要條件為：溢流閥泄油壓力大于油泵最大輸出壓力，油泵最大輸出壓力大于壓力開關(guān)閉合壓力，壓力開關(guān)閉合壓力大于配油器最大儲油壓力，配油器最大儲油壓力大于潤滑點送脂壓力。安裝于前橋的配油器和后橋的配油器與油泵有不同的分布距離，同時配油器儲油腔存在額定儲油量的差異，因此壓力開關(guān)的閉合壓力應(yīng)大于配油器的最大儲油壓力，以保證各儲油腔儲滿額定油量。由于電動泵出口至壓力開關(guān)的主油管和管接頭等有壓力損失，壓力開關(guān)安裝在距離電動泵最遠的配油器主油路的末端，通過檢測主油路末端壓力，對油泵的實際工作時間進行自動調(diào)節(jié)，油泵最大輸出壓力應(yīng)大于壓力開關(guān)閉合壓力。同理配油器出口至潤滑點的接受管和管接頭也存在壓力損失，故配油器最大儲油壓力應(yīng)大于潤滑點送脂壓力。配油器將潤滑系統(tǒng)的油脂精確定量送至各個潤滑節(jié)點，實現(xiàn)定量加脂目的。配油器儲油腔內(nèi)柱塞的往復行程決定油脂的儲脂量或輸脂量，分別設(shè)定為0.1ml、0.2ml、0.4ml等3種不同規(guī)格。根據(jù)潤滑點摩擦副負荷和相對速度大小選配額定輸脂量，當油泵向配油器供油時，在油壓作用下止回閥將配油器的出油孔關(guān)閉，進油口和儲油腔連通。隨著油脂輸入腔內(nèi)，儲油柱塞被推移，在儲油的同時推動彈簧壓縮儲能。當油泵停止工作，主油路卸荷，在儲油腔與主油路內(nèi)的壓差作用下，止回閥關(guān)閉進油口，打開出油口，使儲油腔與出油口連通，腔內(nèi)油脂在彈簧壓力下從出油口經(jīng)接受管注入各潤滑節(jié)點，實現(xiàn)自動加脂目的。

3.3 壓力試驗

主要試驗設(shè)備：計算機、數(shù)據(jù)采集卡、壓力傳感器、溫度傳感器、信號調(diào)理電路、溫度計、溫度調(diào)控裝置等，試驗系統(tǒng)示意圖見圖5。

圖5 試驗系統(tǒng)示意圖

經(jīng)過試驗得到潤滑系統(tǒng)主油路首端壓力和末端壓力隨時間的變化規(guī)律見圖6，根據(jù)波形的變化可與潤滑系統(tǒng)工作過程對應(yīng)起來。A1B1和A2B2為增壓階段，接到系統(tǒng)指令，油泵啟動，在油壓的作用下配油器止回閥關(guān)閉，進油口打開；B1C1和B2C2為配油器儲油階段；C1D1和C2D2為繼續(xù)增壓階段，配油器儲油已儲滿油脂，油泵繼續(xù)工作，當主油路末端壓力上升到壓力開關(guān)設(shè)定壓力時，壓力開關(guān)閉合，油泵隨即停止工作；D1E1和D2G2為降壓階段，油泵停止工作，卸荷閥卸油口被迅速打開卸油，主油路壓力迅速下降，由于末端離卸油口較遠故降壓速率較慢；G2H2為配油器供油階段，當主油路壓力下降至配油器進油器關(guān)閉，出油口打開時，配油器向各潤滑點供油；H2E2為繼續(xù)降壓階段，主油路末端壓力繼續(xù)卸壓下降至殘壓；最后為系統(tǒng)間歇階段。

圖6 主油路首末端壓力特性曲線

4 結(jié)語

車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)工作時的特征信息主要體現(xiàn)在主油路壓力特性上，因此可以通過采集潤滑系統(tǒng)主油路的動態(tài)壓力波形來獲取系統(tǒng)的實際工作曲線，實現(xiàn)潤滑系統(tǒng)各種特性參數(shù)的動態(tài)檢測，并通過檢測油路中油壓的變化來判斷潤滑系統(tǒng)的潤滑情況是否正常。通過對系統(tǒng)主油路首末端壓力的非接觸式試驗，獲得了不同工況條件下主油路壓力特性曲線，為系統(tǒng)性能分析提供的依據(jù)。從主油路首末端壓力特性曲線上，可以將潤滑系統(tǒng)的工作過程分為以下7個階段：增壓階段、配油器儲油階段、繼續(xù)增壓階段、降壓階段、配油器供油階段、繼續(xù)降壓階段、間歇階段，完成一個完整的工作循環(huán)。

[1]盛奎川.車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)的控制方法及技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2005,（8）：30-33.

[2]盛奎川.車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)裝置的研制[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2005，21（8）：62-65.

[3]余有芳.基于虛擬儀器的車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)工作特性的研究[D].浙江大學：盛奎川，2006.

[4]朱曉梅，陳德淑，陳進，張翼.液壓管路壓力管外測量系統(tǒng)[J].工程機械，1997,（7）：22-24.

[5]房本慧.從管外測試液壓管路壓力[J].測試技術(shù)學報，1998,12（3）：212-217.