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新聞主題 |
機油泵的性能參數、類(lèi)型、作用及工作原理 |
摘要：機油泵是發(fā)動(dòng)機中非常重要的一個(gè)部件，它的主要作用是將機油從油底殼中抽取出來(lái)，通過(guò)油管輸送到發(fā)動(dòng)機各個(gè)部位，以保證發(fā)動(dòng)機的正常運轉。沒(méi)有機油泵，機油很難從油底殼到達各摩擦部件，其潤滑作用就無(wú)法有效發(fā)揮，此外，機油泵還可以?xún)Υ嬉欢ǖ臋C油。由于機油泵的轉速與柴油機轉速成正比，低轉速時(shí)，從而保證能力最差。柴油機中使用的機油泵，通常采用齒輪式和轉子式兩種。這兩種機油泵的工作原理是相同的，都是利用容積變化使低壓油變成高壓油，因此也稱(chēng)為容積式機油泵。特點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單，工作可靠，制造和修理方便。
一、機油泵的原理和類(lèi)型
1、工作原理
機油泵的工作原理可以分為兩個(gè)部分，即吸油和壓油。
（1）吸油部分
機油泵的吸油部分通常由泵體、泵蓋、泵軸、泵齒輪、泵殼等部件組成。當發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)，機油泵的泵軸開(kāi)始旋轉，泵軸上的齒輪也開(kāi)始旋轉，齒輪的旋轉帶動(dòng)泵體內的機油，使機油從油底殼中被吸入泵體內。泵體內的機油經(jīng)過(guò)泵齒輪的擠壓，形成一定的壓力，然后通過(guò)油管輸送到發(fā)動(dòng)機各個(gè)部位。
（2）壓油部分
機油泵的壓油部分通常由泵體、泵蓋、泵軸、泵齒輪、壓力調節閥等部件組成。當機油被泵入泵體后，泵齒輪的旋轉會(huì )使機油被擠壓，形成一定的壓力。這時(shí)，機油泵的壓力調節閥開(kāi)始起作用，它會(huì )根據發(fā)動(dòng)機的負荷情況，調節機油的壓力，以保證發(fā)動(dòng)機各個(gè)部位的機油供應量。如果發(fā)動(dòng)機負荷較大，需要更多的機油供應，壓力調節閥會(huì )自動(dòng)調節機油的壓力，使機油的供應量增加。反之，如果發(fā)動(dòng)機負荷較小，需要較少的機油供應，壓力調節閥會(huì )自動(dòng)調節機油的壓力，使機油的供應量減少。
除了吸油和壓油部分，機油泵還有一個(gè)非常重要的部分，即機油泵的濾清器。機油泵的濾清器通常位于泵體內部，它的作用是過(guò)濾機油中的雜質(zhì)和污物，以保證機油的清潔度。如果機油中的雜質(zhì)和污物過(guò)多，會(huì )導致機油泵的濾清器堵塞，從而影響機油的供應量，甚至會(huì )導致發(fā)動(dòng)機損壞。
2、機油泵類(lèi)型
機油泵的作用供給潤滑系統循環(huán)油路中具有一定壓力和流量的機油，使柴油發(fā)電機得到可靠的潤滑。目前柴油發(fā)電機上廣泛采用齒輪式和轉子式機油泵。
（1）齒輪式機油泵
如圖1所示為柴油發(fā)電機齒輪式機油泵，機油泵通常由高強度鑄鐵制成，泵體內裝有一對外嚙合齒輪，齒輪兩側靠前后蓋板密封。泵體、泵蓋和齒輪的各個(gè)齒輪組成了密封的工作腔。為保證機油泵和潤滑系統各零部件能安全可靠地工作，在機油泵上設置了限壓閥，在柴油發(fā)電機出廠(chǎng)時(shí)，閥的壓力已調定（一般為0.88～0.98MPa），當機油壓力超過(guò)了調定值時(shí)，打開(kāi)旁通孔，部分機油流回到油底殼內。這種機油泵的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單，工作可靠，制造容易。
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圖1 柴油發(fā)電機齒輪式機油泵結構與工作原理 |
圖2 柴油發(fā)電機齒輪式機油泵供油過(guò)程 |
（2）轉子式機油泵
轉子式機油泵的結構如圖3所示，原理如圖4所示。它主要由兩個(gè)偏心內嚙合的轉子及外殼等組成。內轉子用半月鍵固裝在主動(dòng)軸上；外轉子松套在殼體中，由內轉子帶動(dòng)旋轉。內、外轉子均由粉末冶金壓制而成，泵體與蓋之間用兩個(gè)定位銷(xiāo)定位。蓋板與殼體間有耐油紙制的調整墊片，以保證內外轉子與殼體之間的端面間隙。主動(dòng)軸前端用半月鍵固裝著(zhù)驅動(dòng)齒輪，由從動(dòng)軸經(jīng)中間齒輪驅動(dòng)。當轉子轉動(dòng)時(shí)，致使內外轉子下方空間容積逐漸增大而吸油，上方空間容積逐漸減小而壓油。
轉子式機油泵的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，結構簡(jiǎn)單緊湊，可高速運轉，且運轉平穩，噪聲小，壽命長(cháng)。轉子式機油泵在中小型柴油發(fā)電機上的應用越來(lái)越廣，其缺點(diǎn)是齒數少時(shí)壓力脈動(dòng)較大。
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圖3 轉子式機油泵結構示意圖 |
圖4 轉子式機油泵原理示意圖 |
二、機油泵性能參數及其關(guān)系
1、壓力
（1）吸油壓力
機油泵工作時(shí)在進(jìn)口處的吸力（Mpa），又稱(chēng)吸油真空度。
（2）吸油高度
油箱液面至主動(dòng)齒輪（或內轉子）中心的距離（mm）。
（3）泵出壓力
油泵出口的壓力（Mpa）。
（4）標定油壓
油泵吸油壓力或泵出壓力的值。
（5）全壓力
機油泵出壓力和吸油壓力之差值。
（6）最低吸油壓力
機油泵能正常運轉而不發(fā)生空穴現象時(shí)，在泵進(jìn)油口所允許的最低壓力。
（7）限壓閥開(kāi)啟壓力
當限壓閥溢油口開(kāi)始噴油時(shí)之壓力值。
（8）限壓閥截止壓力
當機油泵出口處流量為零時(shí)之壓力值。
2、轉速
（1）標定轉速
規定的機油泵工作轉速。
（2）實(shí)際轉速
機油泵工作或試壓時(shí)實(shí)測的轉速，簡(jiǎn)稱(chēng)轉速。
（3）額定轉速
機油泵在給定泵出壓力下，不產(chǎn)生“空穴現象”而能連續工作速度。
3、流量
（1）排量
按設計數據計算得出的泵在每一轉所派出的液體體積（L/min）。
（2）理論流量
根據排量計算得出的泵在給定轉速工況下的流量。公式：QL=nq。
（3）標定供油量
設計圖樣上標出的泵在給定泵出壓力、工作速度及試驗油液粘度工況下的供油量。
（4）實(shí)際供油量
油泵工作時(shí)，在單位時(shí)間內從泵的出口處輸出的流量。
（5）泄漏量
油泵限壓閥溢流孔所泄出的流量。
4、功率、效率
（1）機械功率
驅動(dòng)泵軸所需的功率稱(chēng)液壓功率，又稱(chēng)軸功率（kw）。
（2）液壓功率
流動(dòng)液體所具有的功率稱(chēng)為液壓功率，可用實(shí)際供油量和泵出壓力的乘積來(lái)表示。
（3）機械損失與機械效率
① 機械損失是指機油泵在轉矩上的機械摩擦損失，機油泵的實(shí)際輸入轉矩總是大于理論上所需的轉矩。
② 機械效率是指機油泵的理論輸出功率與實(shí)際輸入功率之比。
影響機械損失的因素：
——油液在泵內流動(dòng)時(shí)，油液的粘性引起摩擦損失，該損失與油液的粘度、油泵的轉速有關(guān)，油液的粘度愈高，油泵的轉速越快，該部分的轉矩損失就愈大。
——油泵齒輪（或轉子）作相對運動(dòng)時(shí)的機械摩擦轉矩損失，該損失與泵出壓力有關(guān)，泵出壓力愈高，該部分的轉矩損失就愈大。
（4）容積損失與容積效率
① 容積損失是指機油泵的流量損失，其實(shí)際流量總是小于理論流量，即容積損失是指理流量與實(shí)際流量之間的差值。
② 機油泵經(jīng)過(guò)容積損失后的實(shí)際流量與理論流量的比值稱(chēng)之為容積效率。
影響容積損失的因素：
——機油泵工作時(shí)，總有少量油液通過(guò)間隙泄露到低壓區去，此部分泄漏量與機油泵的工作壓力、泵腔間隙大小、機油的粘度及機油的泵的轉速有關(guān)。當工作壓力較高，間隙較大、粘度較低時(shí)泄露量較大。
——機油泵吸油過(guò)程中，由于吸油阻力過(guò)大，粘度過(guò)高或機油泵轉速太快等原因，油液來(lái)不及充滿(mǎn)全部工作腔，致使容積損失較大。
（5）總效率
對機油泵的能量損失應有一具體衡量指標，這就是工作效率，亦即機油泵的總效率。泵的總效率等于容積效率與機械效率的乘積。
（6）流動(dòng)損失與流動(dòng)效率
粘性油液沿油道流動(dòng)時(shí)，由于克服粘性摩擦等引起的能量損失稱(chēng)之為流動(dòng)損失。當機油泵的轉速小于3000r/min，機油在泵腔中的流速低于5m/s時(shí)，流動(dòng)損失極小，可以近似地取1；對于低溫下工作的高速油泵，由于此時(shí)機油泵的供油量和粘度都增加，使內部的流動(dòng)阻力增大，此時(shí)就必須考慮其流動(dòng)損失。
5、噪聲
現代高速柴油機，尤其是柴油機對機油泵提出了降低噪聲的要求，并把它作為性能指標之一。噪聲的強弱常以聲壓級的大小來(lái)表示。
6、空穴和氣蝕
（1）空穴現象：在機油泵內，由于某種原因會(huì )產(chǎn)生低壓區，當壓力低于空氣分離壓力時(shí)，溶于油液中的空氣就游離出來(lái)，以氣泡的形式存在于油液中，使原來(lái)充滿(mǎn)油液的管道出現氣體的空穴，此種現象稱(chēng)之為空穴現象。
（2）氣蝕現象：管道中發(fā)生空穴現象時(shí)，氣泡隨著(zhù)油液流動(dòng)進(jìn)入高壓區，即被壓縮或急劇縮小，原來(lái)氣泡所占有的空間形成了真空，四周油液質(zhì)點(diǎn)將以極大的速度沖向壓縮氣泡的中心，此過(guò)程非常激烈，產(chǎn)生局部液壓的沖擊現象。該局部油液的沖擊若發(fā)生在金屬壁面上，將會(huì )加劇金屬氧化腐蝕，往往使金屬零件表面逐漸形成麻點(diǎn)，嚴重時(shí)會(huì )使表面脫落出現小坑。這種因空穴作用而加劇金屬表面腐蝕的現象，稱(chēng)之為氣蝕現象。
由上可知，空穴是發(fā)生在油液的低壓區，而氣蝕使發(fā)生在高壓區內。
總結：
機油泵是發(fā)動(dòng)機中非常重要的一個(gè)部件，它的工作原理是通過(guò)泵軸和泵齒輪的旋轉，將機油從油底殼中吸入泵體內，然后通過(guò)壓力調節閥調節機油的壓力，將機油輸送到發(fā)動(dòng)機各個(gè)部位。在機油泵的工作過(guò)程中，濾清器的作用也非常重要，它可以過(guò)濾機油中的雜質(zhì)和污物，保證機油的清潔度。因此，在使用機油泵時(shí)，一定要注意保養和維護，以保證機油泵的正常工作。
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