基于小排量多潤滑點的客車底盤自動集中潤滑泵設計

趙大平 溫志建

基于小排量多潤滑點的客車底盤自動集中潤滑泵設計

趙大平 溫志建

隨著新能源客車在公交系統(tǒng)逐漸普及，其潤滑點多潤滑油量小,工作溫度差異大，運行時間長，為避免出現潤滑點無油、缺油的狀況，設計一種可靠、高效、多點小排量的汽車底盤自動集中潤滑系統(tǒng)對保障公交車安全正常運行具有重要意義。

實現定時定點定量的精確潤滑,是自動集中潤滑系統(tǒng)設計的關鍵問題。根據柱塞泵的結構特點,利用減速機構及凸輪傳動技術,設計了一種多點小排量間歇式自動集中潤滑系統(tǒng)。多點小排量間歇式自動集中潤滑系統(tǒng)（簡稱多點潤滑系統(tǒng)）取消了分配器，即多點潤滑系統(tǒng)由柱塞式潤滑泵、監(jiān)控器和連接管路等組成，采用潤滑泵與潤滑點直連的供脂方式，徹底消除了分配器阻塞引起潤滑故障的風險，降低了潤滑沿程壓力損失，提高了潤滑系統(tǒng)工作效率，實現了潤滑系統(tǒng)可靠和高效的目標。

1 潤滑泵

柱塞式潤滑泵具有壓力高、結構緊湊、效率高、流量可調節(jié)等優(yōu)點而被廣泛使用。多點潤滑系統(tǒng)利用柱塞式潤滑泵供給潤滑脂,采用齒輪變速方式實現運動的精確傳遞,可實現潤滑脂供給量的精確控制,潤滑泵的結構如圖1所示。

1.1 潤滑泵的工作原理

監(jiān)控器按設定程序，發(fā)布啟動命令，潤滑泵電機開始轉動，經過減速機構，帶動泵體內的偏心輪進行低速旋轉，3個偏心輪依次推動各柱塞實現往復運動，完成吸排潤滑脂的過程，將潤滑脂經連接管路泵送到潤滑點，達到潤滑脂量后，監(jiān)控器發(fā)出停機指令，潤滑泵進入休止狀態(tài)。每個潤滑點精確供脂量依據出脂口數目及排量要求,柱塞結構如圖2所示。

圖1 潤滑泵結構示意圖

圖2 為潤滑泵柱塞結構示意圖,當偏心輪旋轉一周,存在1個吸脂-供排脂循環(huán)。在偏心輪轉動過程中,當偏心輪與柱塞頂點接觸，圖示位置為最低點，吸油口處于開放狀態(tài),由于負壓作用，潤滑脂被壓入吸油腔。隨著偏心輪順時針轉動，柱塞被向左推動，復位彈簧被壓縮，吸油口被封閉,而吸油腔處于封閉狀態(tài)。柱塞在偏心輪的作用下繼續(xù)向左移動,潤滑脂處于高壓狀態(tài),潤滑脂經出單向閥泵出,潤滑泵供油。

圖2 潤滑泵栓塞結構示意圖

1.2 潤滑泵單個柱塞排量的確定

假設潤滑泵有n個柱塞, 柱塞排量分為0.015mL/r、0.02mL/r、0.04mL/r三種排量，允許偏差±10%，最大排油壓力不小于12MPa。

由于柱塞泵排量小，選柱塞副的直徑為φd；行程允

0.0 許15公m差L/r δ的 1柱=L塞1×有20效%行；程L1=，

行程允許公差δ3= L2×20%；

為了保證12MPa的壓力，參考相關柱塞副間隙的設計參數，柱塞副的配合間隙設計為0.004mm～0.012mm。

2 偏心輪計算

方案設計的油量控制是通過控制計量閥芯的尺寸來控制排量的，三種排量柱塞泵的殼體和柱塞桿是通用的。使用同一個偏心輪來保證三種不同的排量，只要保證最大排量的行程即可。

柱塞桿的總行程L=Ln (n＝1,2,3）（有效行程）+L4（柱塞桿與計量閥芯重疊長度）+L5（殼體閥孔開度）；

設計柱塞桿與計量閥芯重疊長度L4=1mm

設計吸油時柱塞泵殼體閥孔開度L5=2mm

則柱塞桿總行程L=L3+L4+L5

偏心輪的偏心距為e=L/2

3 計算實例

以某潤滑泵進行分析,其柱塞數為30,其柱塞直徑為6mm,柱塞排量為0.04毫升/r

柱塞有效行程

L3=0.040×1000×6÷3.14÷16=4.77mm；

行程允許公差δ3=4.77×20%=0.95mm；

柱塞總行程L＝L3＋L4＋L5＝7.77mm；

偏心輪的偏心距e=L/2＝3.89mm。

4 結束語

根據齒輪減速機構及凸輪傳動的特點,利用柱塞泵完成潤滑脂的精確供給,從而提出了一種新型多點小排量潤滑泵的設計方案:根據柱塞泵結構特點及偏心輪運動規(guī)律,設計柱塞吸排潤滑脂機構。當偏心輪轉至距離軸心最小處時,吸油腔與吸油口連通,且柱塞靠近偏心輪旋轉軸,油腔內為負壓力,潤滑脂在壓差作用下進入吸油腔,從而完成吸脂過程;當偏心輪轉至旋轉軸心距偏心輪最遠端時,單向閥打開,吸油腔內為壓力增加,潤滑泵對外供脂。根據柱塞的數量,從理論上對潤滑泵的柱塞行程與偏心輪的偏心距進行分析,得到了定排量柱塞泵技術參數計算方法,并對某30點潤滑泵的柱塞參數進行理論分析。由于條件的限制,未進行全面性能實驗驗證,這將在后續(xù)工作中進行驗證。

（作者單位：鄭州奧特科技有限公司）