某款機(jī)油泵有無(wú)泄壓閥性能對(duì)比試驗(yàn)研究

李正好

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

某款機(jī)油泵有無(wú)泄壓閥性能對(duì)比試驗(yàn)研究

李正好

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

機(jī)油泵作為影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能和質(zhì)量的重要零部件之一，對(duì)其的分析、驗(yàn)證以及研發(fā)也越來(lái)越重要。因此我們需要對(duì)機(jī)油泵進(jìn)行性能試驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)油泵的性能是否滿足技術(shù)要求，設(shè)計(jì)工藝是否完善。

機(jī)油泵；泄壓閥；性能試驗(yàn)

1 機(jī)油泵的簡(jiǎn)介及分類(lèi)

1.1 機(jī)油泵的簡(jiǎn)介

在發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中，機(jī)油泵的功用是保證潤(rùn)滑油在潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，并在發(fā)動(dòng)機(jī)任何轉(zhuǎn)速下都以足夠高的壓力向潤(rùn)滑部位輸送足夠數(shù)量的潤(rùn)滑油。

1.2 機(jī)油泵的分類(lèi)

機(jī)油泵主要分為齒輪泵、轉(zhuǎn)子泵和葉片泵。齒輪泵的特點(diǎn)是效率高、功率損失小、工作可靠，需要中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)子泵的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、供油量大、噪音小，功率消耗大、成本高；葉片泵的特點(diǎn)是葉片易磨損、體積小、節(jié)能。

目前公司的三種類(lèi)型機(jī)油泵均有，后期開(kāi)發(fā)方向?yàn)槿~片泵。

1.3 機(jī)油泵相關(guān)參數(shù)

排量：按設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得出的機(jī)油泵在每一轉(zhuǎn)所排出的液體體積，L/r。

理論供油量：根據(jù)排量計(jì)算得出的機(jī)油泵在給定轉(zhuǎn)速工況下的供油量，L/min。

標(biāo)定供油量：設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)出的機(jī)油泵在給定泵出壓力、工作轉(zhuǎn)速及試驗(yàn)油粘度工況下的供油量，L/min。

實(shí)際供油量：機(jī)油泵工作時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)從機(jī)油泵的出口處輸出的流量，簡(jiǎn)稱供油量或流量，L/min。

泄漏量：機(jī)油泵限壓閥溢流孔所泄出的流量，L/min。

吸油壓力：機(jī)油泵工作時(shí)在進(jìn)口處的吸力，又稱吸油真空度，Mpa。

泵出壓力：機(jī)油泵出口處的壓力，Mpa。

標(biāo)定油壓：設(shè)計(jì)圖樣上所規(guī)定的機(jī)油泵吸油壓力或泵出壓力的值，Mpa。

全壓力：泵出壓力和吸油壓力的差值，Mpa。

限壓閥開(kāi)啟壓力：當(dāng)限壓閥溢油口開(kāi)始噴油時(shí)的壓力值，Mpa。

限壓閥截止壓力：當(dāng)機(jī)油泵出口處流量為零時(shí)的壓力值，Mpa

機(jī)械功率：驅(qū)動(dòng)機(jī)油泵主動(dòng)軸所需的功率稱機(jī)械功率，又稱軸功率，kw。

液壓功率：流動(dòng)液體所具有的功率稱液壓功率，可用實(shí)際供油量和泵出壓力的乘積表示，kw。

容積效率：實(shí)際供油量與理論供油量的比值。總效率：泵的液壓功率與機(jī)械功率的比值。

1.4 主要試驗(yàn)內(nèi)容

1.4.1 轉(zhuǎn)速特性試驗(yàn)

在確定的試驗(yàn)用油粘度和泵出油壓時(shí)，對(duì)標(biāo)定轉(zhuǎn)速和110% 額定轉(zhuǎn)速在內(nèi)的六個(gè)以上不同轉(zhuǎn)速，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測(cè)量各工況時(shí)的流量、油溫、轉(zhuǎn)速、泵出油壓及軸功率等有關(guān)參數(shù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析確認(rèn)機(jī)油泵的泵出流量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。

1.4.2 壓力特性試驗(yàn)

在確定的試驗(yàn)油粘度和轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)包括標(biāo)定泵出油壓在內(nèi)的六個(gè)以上不同油壓，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測(cè)量各工況時(shí)的流量、油溫、轉(zhuǎn)速、泵出油壓及軸功率等有關(guān)參數(shù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析確認(rèn)機(jī)油泵的泵出流量與泵后油壓的關(guān)系。

1.4.3 泄壓閥開(kāi)啟特性試驗(yàn)

在確定的試驗(yàn)油粘度和轉(zhuǎn)速，從泄壓閥開(kāi)啟壓力前100kpa起，取六個(gè)以上不同的油壓，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測(cè)量各工況時(shí)的流量、油溫、泵出油壓等參數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確認(rèn)機(jī)油泵的泄壓閥開(kāi)啟壓力和截止壓力。

1.4.4 粘度特性試驗(yàn)

在標(biāo)定轉(zhuǎn)速（或規(guī)定某一轉(zhuǎn)速）和一定的泵出壓力時(shí)，取六個(gè)以上不同的試驗(yàn)油溫（或粘度），運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測(cè)量各工況時(shí)的流量、油溫、泵出油壓、轉(zhuǎn)速等有關(guān)參數(shù)。

1.5 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)機(jī)油泵的性能試驗(yàn)，測(cè)量機(jī)油泵的泵出流量分別與轉(zhuǎn)速、壓力、溫度的關(guān)系，判斷在技術(shù)要求的轉(zhuǎn)速、壓力下的泵出流量是否滿足要求；在轉(zhuǎn)速和溫度一定的情況下，不斷提高機(jī)油的油壓，確認(rèn)泄壓閥的開(kāi)始和截止泄壓的壓力。

2 機(jī)油泵綜合性能試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)背景

試驗(yàn)機(jī)油泵為齒輪泵，前期在機(jī)油泵單體試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其在發(fā)動(dòng)機(jī)4400rpm時(shí)，泵后壓力400kpa時(shí)流量較技術(shù)要求偏低，未能滿足設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)結(jié)果如表 1。試驗(yàn)過(guò)程中機(jī)油壓力 400kpa時(shí)未達(dá)到泄壓壓力，機(jī)油泵存在泄油情況。

表1 機(jī)油泵性能試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組研討分析后，建議進(jìn)行機(jī)油泵的有無(wú)泄壓閥性能對(duì)比試驗(yàn)，確認(rèn)泄壓閥性能是否存在異常，有無(wú)提前泄壓的情況存在。

2.2 試驗(yàn)規(guī)范及方法

具體試驗(yàn)規(guī)范見(jiàn)表2。油溫設(shè)定80℃，使用臺(tái)架設(shè)備反拖機(jī)油泵，調(diào)整機(jī)油泵轉(zhuǎn)速，包括技術(shù)要求指定轉(zhuǎn)速，每個(gè)轉(zhuǎn)速下的油壓從100kpa至600kpa，間隔50kpa，具體的試驗(yàn)工況見(jiàn)下表，記錄下每個(gè)試驗(yàn)工況下試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括機(jī)油泵的轉(zhuǎn)速、壓力、流量、油溫等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。具體試驗(yàn)規(guī)范見(jiàn)表2，試驗(yàn)工況見(jiàn)表3。

表2 機(jī)油泵試驗(yàn)條件

表3 機(jī)油泵試驗(yàn)工況

2.3 有泄壓閥性能試驗(yàn)

表4 有泄壓閥機(jī)油泵性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

按試驗(yàn)要求條件準(zhǔn)備，使用全新機(jī)油泵，按2.2試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行有泄壓閥單體性能試驗(yàn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 4，試驗(yàn)結(jié)果顯示機(jī)油泵在 4400rpm，泵后壓力400kpa時(shí)流量較技術(shù)要求偏低，未滿足設(shè)計(jì)要求。

2.4 無(wú)泄壓閥性能試驗(yàn)

按試驗(yàn)要求條件準(zhǔn)備，使用同一個(gè)新機(jī)油泵，按2.2試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行無(wú)泄壓閥單體性能試驗(yàn)。將泄壓閥內(nèi)的彈簧取出，用適當(dāng)長(zhǎng)度的螺栓代替，并進(jìn)行安裝固定，保證試驗(yàn)過(guò)程中泄壓閥不工作。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5，試驗(yàn)結(jié)果顯示機(jī)油泵在4400rpm，泵后壓力400kpa時(shí)流量滿足設(shè)計(jì)要求。

圖2 泄壓彈簧和替代螺栓

表5 無(wú)泄壓閥機(jī)油泵性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.5 有無(wú)泄壓閥性能對(duì)比分析

通過(guò)機(jī)油泵的泄壓彈簧的替換，實(shí)現(xiàn)機(jī)油泵有無(wú)泄壓閥性能對(duì)比試驗(yàn)。有泄壓閥與無(wú)泄壓閥對(duì)比后，發(fā)現(xiàn)在低壓力（100-300kpa）時(shí)性能基本一致，隨著壓力增大，有泄壓閥與無(wú)泄壓閥的流量差值也逐漸增大，所以可以判定泄壓閥可能存在提前泄壓情況，導(dǎo)致流量不足。

圖3 機(jī)油泵有無(wú)泄壓閥性能對(duì)比曲線

3 結(jié)束語(yǔ)

使用適當(dāng)長(zhǎng)度的螺栓代替泄壓彈簧，并安裝固定，確保試驗(yàn)過(guò)程中泄壓閥不泄油工作，順利的完成了有無(wú)泄壓閥的對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)在低壓力（100-300kpa）時(shí)兩次試驗(yàn)性能基本一致，隨著機(jī)油壓力增加，有泄壓閥與無(wú)泄壓閥的流量差值也逐漸增大。在無(wú)泄壓閥的情況下，轉(zhuǎn)速 4400 rpm，壓力400kpa時(shí)，泵后流量為62.8L/min＞60L/min，滿足設(shè)計(jì)要求。所以可以判定前期試驗(yàn)時(shí)流量不足是泄壓閥的問(wèn)題，泄壓閥可能存在提前泄壓情況，導(dǎo)致流量不足。

通過(guò)有無(wú)泄壓閥機(jī)油泵性能對(duì)比試驗(yàn)，在以后的相關(guān)機(jī)油泵單體性能試驗(yàn)過(guò)程中，需要及時(shí)關(guān)注泄壓閥的工作狀態(tài)，保證泵后的流量滿足設(shè)計(jì)使用要求。

[1] 陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造(第3版).北京:人民交通出版社,2000.

[2] 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局.內(nèi)燃機(jī)機(jī)油泵試驗(yàn)方法[S].JB/T8886-1999.

An oil pump comprehensive performance test rig and the test method research

Li Zhenghao
( Technical Center, Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230022 )

Oil pump as one of the important parts, affecting the quality of engine performance and to the analysis, validation,and research and development is becoming more and more important. So we need the oil pump performance test and verify the performance of oil pump whether meet the technical requirements, design technology is perfect.

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1671-7988 (2017)21-153-03

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李正好，就職于安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。