汽車定量機(jī)油泵限壓閥的氣測研究

摘要：針對目前汽車零部件市場的定量機(jī)油泵限壓閥測試，大部分生產(chǎn)廠家應(yīng)主機(jī)廠的要求均采用油為介質(zhì)測試，因為油泵實際使用工況為油，使用油測確實符合實際使用工況，測量的數(shù)值與實際使用數(shù)值一致。但汽車零部件是大批量生產(chǎn)，采用油測會造成產(chǎn)品在測試后不易處理干凈，如果使用清洗劑則會對油泵產(chǎn)品造成二次污染，并使油泵生產(chǎn)的成本直線上升。現(xiàn)對測試介質(zhì)由油改為氣體進(jìn)行分析，證實該方法可以加快產(chǎn)品的測試節(jié)拍，且不會對產(chǎn)品造成二次污染，并降低了生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：限壓閥;氣測;二次污染;生產(chǎn)成本

0? ? 引言

機(jī)油泵的作用是將發(fā)動機(jī)內(nèi)油底殼里的機(jī)油輸送到濾清器中，經(jīng)濾清器過濾后可靠地輸送到各個潤滑油道和各運動件摩擦副的表面。如果機(jī)油泵損壞，就有可能出現(xiàn)機(jī)油泵異響、噪聲加大、輸出油量減少等現(xiàn)象，如不及時處理，會造成發(fā)動機(jī)缸體損壞、無法啟動，甚至使發(fā)動機(jī)徹底被破壞。

限壓閥作用是在機(jī)油泵壓力過高時泄壓，以維持油道內(nèi)的油壓不超過最高油壓。機(jī)油泵限壓閥相當(dāng)于是一個鋼球閥或柱塞閥的單向閥，主油壓超過規(guī)定時，鋼球或柱塞克服彈簧壓力而被頂開，溢流的機(jī)油流回到油底殼，系統(tǒng)壓力被卸荷。限壓閥一般裝在機(jī)油泵泵體上，以便在機(jī)油泵工作時調(diào)整機(jī)油泵的出油流量和出油的系統(tǒng)壓力，但也有很少一部分發(fā)動機(jī)將限壓閥安裝在缸體潤滑油道或過濾濾器的總成鋁合金座上。限壓閥彈簧的彈性系數(shù)用于保證限壓閥的壓力，正常狀況下，機(jī)油泵的輸出油量要大于實際使用量幾倍，機(jī)油泵工作時限壓閥一直處于打開和關(guān)閉的脈動式溢油狀態(tài)，大部分潤滑油在機(jī)油泵內(nèi)流回油底殼內(nèi)。發(fā)動機(jī)使用時間越長，磨損越大，間隙越大，漏油量越多，則機(jī)油泵溢流的油量越少，當(dāng)溢流油量小于一定量時，說明發(fā)動磨損足夠大了，發(fā)動機(jī)就需要大修了。

汽車是安全件，直接影響駕乘人員的生命安全。在汽車零部件生產(chǎn)行業(yè)，隨著國內(nèi)零部件企業(yè)與合資品牌汽車配套越來越多，主機(jī)廠對國內(nèi)零部件生產(chǎn)要求越來越高，對生產(chǎn)過程中的防錯防漏要求也越來越高，特別是裝配完成后的最后一道防線——性能測試最為重要。

1? ? 技術(shù)研究

定量機(jī)油泵限壓閥的氣測工藝流程如表1所示。

氣測工藝系統(tǒng)主要由測試工作臺、壓緊機(jī)構(gòu)、測試氣路、軟件系統(tǒng)四部分構(gòu)成。

（1）測試工作臺由機(jī)械框架組成，是測試的基礎(chǔ)支承部分。為保證測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般下框架采用80 mm×80 mm的尺寸。

（2）壓緊機(jī)構(gòu)是由氣缸或氣液增壓缸壓緊產(chǎn)品，在測試時由高壓氣體產(chǎn)生反作用力，壓緊機(jī)構(gòu)用于保證測試過程中產(chǎn)品不泄漏。

（3）如圖1所示，測試氣路由如下部分組成：氣源處理組合、增壓泵、儲氣罐、壓力比例閥、流量計、壓力傳感器、氣控截止閥、油泵產(chǎn)品（被測產(chǎn)品）。

氣源處理組合提供干凈的壓縮空氣，過濾部分空氣的水分，打開氣源時讓設(shè)備緩啟動以防設(shè)備開啟時部件產(chǎn)生撞擊、氣壓低報警等。增壓泵提供適合測試的氣源壓力，儲氣罐為測試提供足夠的氣體流量，壓力比例閥提供測試時壓力變化上升和下降的趨勢。流量計在測試過程中監(jiān)控限壓閥開啟和關(guān)閉時的流量變化，采用質(zhì)量流量計，流量計參數(shù)如表2所示。壓力傳感器在測試過程中監(jiān)控限壓閥開啟和關(guān)閉時的壓力變化，壓力傳感器壓力范圍：0～1 MPa（0～10 bar）;精度：0.25%FSO;輸出信號：DC 0～5 V;響應(yīng)時間2 ms。

（4）軟件系統(tǒng)由工控機(jī)、電源、NI板卡（采集卡）、PLC及LabView軟件開發(fā)的測試系統(tǒng)軟件組成。

2? ? 測試原理

2.1? ? 測試流程

使用氣控截止閥控制產(chǎn)品測試的開關(guān)閥打開。通過控制程序使NI板卡壓力比例閥端輸出電壓0～10 V，壓力比例閥緩慢輸出0～1 MPa（0～10 bar）氣壓;通過控制程序使NI板卡壓力比例閥端輸出電壓10～0 V，壓力比例閥緩慢輸出1～0 MPa（10～0 bar）氣壓。在氣壓上升過程中，流量計流量逐漸加大，隨著壓力繼續(xù)加大，限壓閥開始打開，流量升速加大;在氣壓下降過程中，流量計流量逐漸減小，隨著壓力繼續(xù)減小，限壓閥開始關(guān)閉，流量降速加大。

2.2? ? 開啟壓力和關(guān)閉壓力

因為限壓閥的閥芯與閥孔之間存在摩擦力，開啟壓力都大于關(guān)閉壓力。最終性能測試曲線如圖2所示。

3? ? 結(jié)語

本文設(shè)計了機(jī)油泵氣測模型，以取代機(jī)油泵在生產(chǎn)線上的油測，加快了產(chǎn)品的測試節(jié)拍，且不會對產(chǎn)品造成二次污染，并降低了生產(chǎn)成本。油測的節(jié)拍是60 s，氣體的流速比油速快，實施此項改進(jìn)后，氣測的節(jié)拍是30 s，生產(chǎn)效率大大提高。

收稿日期：2019-11-26

作者簡介：嚴(yán)家祥（1974—），男，上海人，工程師，從事汽車零部件裝配與測試自動化線的研究工作。