發(fā)動機機油泵異常磨損分析與改進

宋健云

摘 要：由于國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和整車技術地不斷提高，這就要求發(fā)動機有著相應的質量提升。在發(fā)動機運轉過程中，機油泵起著至關重要的作用。機油泵是發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的核心部分。如果要對發(fā)動機提出過硬的質量要求就要從其核心組成部分著手。因為發(fā)動機需要有長期可靠地運行，就對潤滑系統(tǒng)提出了更高的要求，機油泵若產生異常磨損就會影響發(fā)動機的正常使用，所以發(fā)動機工作過程中潤滑和冷卻是否良好取決于機油泵是否產生異常磨損。因此，本文通過對不同的發(fā)動機工況實驗進行分析和探討，探尋發(fā)動機機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。

關鍵詞：發(fā)動機;機油泵;異常磨損;分析與改進

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

1 發(fā)動機機油泵工作原理

發(fā)動機機油泵主要作用是通過強制具有一定壓力的、溫度適宜的清潔機油在發(fā)動機內部進行往復循環(huán)，從而潤滑和冷卻發(fā)動機各運動機件。當發(fā)動機在工作時，通過曲軸帶動機油泵主動軸旋轉，主軸再帶動主動齒輪或內轉子轉動，隨著機油泵主動軸旋轉，機油泵進油口的容積腔開始逐漸變大并產生真空，機油在壓差作用下被吸入進油口，在機油泵主動軸的繼續(xù)轉動的過程中，機油泵的齒輪或轉子容積腔內充滿機油，容積腔開始變小且壓力增加，機油在受到壓力擠壓作用下被排出，機油便實現(xiàn)了往復循環(huán)流動。機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，不僅能夠減少運動機件的摩擦阻力，還能夠有效帶走各運動機件在工作中產生的熱量。其次機油泵在完成機油循環(huán)潤滑的同時還能起到清洗的作用，機油的循環(huán)能帶走零件因高速旋轉摩擦產生的各種粉末。最后還在零件表面形成一層油膜，對零件起到保護的作用，所以機油泵是發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)核心部件。機油泵按內部結構主要分為齒輪式和轉子式，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子、內轉子（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，機油泵是發(fā)動機正常工作的重要保障。

2 發(fā)動機機油泵故障分析

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

2.1 油封脫落

在客戶反饋的故障中，油封脫落在機油泵實際使用過程中時有發(fā)生。對發(fā)動機機油泵而言，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致骨架油封在裝配時壓潰或產生切料現(xiàn)象，使油封起不到應有的密封作用。過小的配合過盈量會使油封在受到機油泵內部工作壓力時產生松脫現(xiàn)象。合適的過盈量可以借鑒成熟的設計經(jīng)驗加上必要的試驗驗證。該公差的選定并非一成不變，與機油泵泵體材料、使用工況都是息息相關的。

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向結構的設計和壓裝方法問題。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，這就要求機油泵泵體油封孔要有角度小、長度長的導向角，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

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

2.3 機油壓力異常升高

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

3 改進措施

3.1 機油壓力異常升高的改進措施

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

3.1.1 造成機油粘度過大的原因，主要由于用戶未按照要求選用規(guī)定牌號的潤滑油（有些用戶可能認為機油的粘度是越大越好），或是在車輛剛剛點火發(fā)動機處于熱車階段導致。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行循環(huán)流動，發(fā)動機各個運動機件部位也無法得到充分的潤滑和冷卻。要避免機油粘度過大的問題，這就要求用戶必須嚴格按使用環(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)動機足夠的熱車和升溫時間，當發(fā)動機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，足夠的機油附著力在潤滑同時還能在運動機件表明形成一層油膜用于保護運動機件的摩擦表面，確保發(fā)動機得到可靠潤滑。

3.1.2 造成機油泵限壓閥卡滯的原因，主要是機油泵閥芯卡滯、限壓閥孔表面粗糙度差、彈簧失穩(wěn)等。要避免機油泵閥芯卡滯，必須在機油泵閥芯和閥芯孔設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。最終保障閥芯在機油泵閥芯孔內活動自如。限壓閥彈簧失穩(wěn)、擾度過大也是機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生異常彎曲而觸碰到閥芯孔壁，這就要求彈簧在設計時要根據(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。在生產過程中，限壓閥彈簧進行彈力全檢，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措施

前文相關實驗表明，若曲軸箱力處于負壓狀態(tài)下則不會造成油封脫落的。所以要保證發(fā)動機運行過程中曲軸箱的壓力不會過高，這樣也會延長設備的使用期限，減少零部件的磨損。如果運行時壓力超過安全范圍可以實行曲軸箱通風的方法。首先就是檢查曲軸箱的通風狀況，減少阻礙保證自然通風，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)異常高壓就必須進行強制性通風來降低曲軸箱壓力。其次在發(fā)動機設備運行的過程中，也需要提供充足的機油來確保發(fā)動機的平穩(wěn)運行，有效地延長發(fā)動機的使用壽命。

以上改進措施是根據(jù)發(fā)動機機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)動機機油泵異常磨損情況。

4 結束語

一個國家的發(fā)動機制造水平高低，是衡量工業(yè)生產力先進程度的重要指標。穩(wěn)定可靠的發(fā)動機為各行各業(yè)的持續(xù)高效發(fā)展保駕護航。發(fā)動機上的每個零部件對發(fā)動機的穩(wěn)定工作都功不可沒，特別是潤滑系統(tǒng)的機油泵肩負發(fā)動機冷卻潤滑，關乎發(fā)動機甚至整車是否正常運行，其質量顯得尤為關鍵。不斷提升發(fā)動機機油泵的可靠性是提升發(fā)動機可靠性的重要步驟。發(fā)動機機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措施，但是也存在一定的局限性。對于發(fā)動機機油泵異常磨損的分析與改進還需要在實踐中進行不斷探索，只有真正立足本質問題，在對待客戶故障反饋和進行故障維修時，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，才能不斷提升機油泵產品質量和可靠性。

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