[科普中國]-滑油泵

相關(guān)簡介

發(fā)動機潤滑系統(tǒng)是發(fā)動機必不可少的部分，其基本功能是給發(fā)動機供給潤滑油，以減少部件之間的摩擦與磨損。此外，動力裝置中的潤滑油還用作各種自動裝置的工作液。滑油泵是潤滑油系統(tǒng)的重要組成部件，它主要用于發(fā)動機軸承和傳動齒輪部分潤滑油的輸送與回收。由于發(fā)動機擁有嚴(yán)格的空間限制和更高的系統(tǒng)溫度，這就需要對滑油泵進(jìn)行必要的改進(jìn)與創(chuàng)新設(shè)計。
齒輪傳動作為機械傳動的重要組成部分，由于其傳動功率大、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比精確、傳動平穩(wěn)等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用在化工、汽車、船舶、航空、能源等國民經(jīng)濟的重要領(lǐng)域中。齒輪泵作為齒輪在工業(yè)中應(yīng)用的一種重要裝置，在液壓傳動與控制技術(shù)中占有很大比重，滑油泵多選用齒輪泵。齒輪泵分為外嚙合、內(nèi)嚙合兩種。內(nèi)嚙合又包括漸開線齒形和擺線齒形，其中擺線齒形轉(zhuǎn)子泵比較常見。

常見的滑油泵多安裝在發(fā)動機外部，由傳動機匣傳動，也有安裝在發(fā)動機主軸承腔內(nèi)，由發(fā)動機主軸直接傳動的?；捅玫墓ぷ鲏毫νǔＰ∮?.0~2.0MPa，屬于低壓泵類。選擇和確定滑油泵要根據(jù)工作壓力范圍，轉(zhuǎn)速、流量、容積效率、自吸能力、壓力脈動及造價等綜合考慮，要滿足發(fā)動機重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠的要求。
外齒輪泵主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、自吸性好、耐污染、使用可靠、壽命較長、制造容易、維修方便、價格便宜。但外齒輪泵也有不少缺點，主要是流量和困油引起的壓力脈動較大，噪聲較大，排量不可變，高溫效率低，齒輪承受不平衡的徑向液壓力，軸承磨損嚴(yán)重，工作壓力的提高受到限制。轉(zhuǎn)子泵因其內(nèi)、外轉(zhuǎn)子中心接近重合，故結(jié)構(gòu)比較緊湊、尺寸小、重量輕;又因內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)嚙合齒數(shù)少，且轉(zhuǎn)子齒間的每個油腔在工作循環(huán)過程中相互重疊，相對滑動速度小、磨損輕微、使用壽命長、流量脈動遠(yuǎn)比外嚙合齒輪泵小，另因軸向進(jìn)油，不易產(chǎn)生“氣穴”、容積效率較高等諸多優(yōu)點。但是內(nèi)嚙合齒輪泵同樣存在著徑向液壓力不平衡的問題，限制丁其工作壓力的進(jìn)一步提高。1

滑油泵的結(jié)構(gòu)以滑油附件為例進(jìn)行研究?；透郊Y(jié)構(gòu)上主要由前、中、后殼體(各1件)，帶葉輪的齒輪、球軸承、旁通活門、傳動軸等機件組成。俄方還有改進(jìn)型的滑油附件，主要是對中殼體和帶葉輪的齒輪進(jìn)行了一些改進(jìn)，使其增壓級供油量有了一定的提高。兩種滑油附件的結(jié)構(gòu)基本上一致，所以在流量低故障調(diào)整上的機理、方法相同。 按照功用來區(qū)分，滑油附件主要包括以下三個部分:增壓泵、回油泵和旁通活門。為了防止工作時從增壓泵腔向回油泵腔泄露滑油以及防止發(fā)動機停放時從滑油箱向發(fā)動機泄露滑油，在軸上安裝了封嚴(yán)皮碗。增壓泵為帶葉輪的齒輪式油泵，用來提高滑油壓力，將滑油輸送到發(fā)動機各轉(zhuǎn)動機件的軸承處進(jìn)行潤滑和散熱。發(fā)動機工作時，高壓轉(zhuǎn)子通過上部減速器內(nèi)的齒輪帶動滑油附件增壓泵的齒輪旋轉(zhuǎn)，在油泵進(jìn)口處，由于齒輪的齒退出嚙合，齒間容積變大，因而滑油被吸入;在油泵出口處，由于齒輪的齒進(jìn)入嚙合，齒間容積減小，將滑油擠出去，給滑油一個推動力;另一方面，管道和油路上的油濾、噴嘴等附件，要阻止滑油流動，對滑油作用一個擋油力，在這兩個力的作用下，滑油壓力得到提高。工作時，通過滑油附件的旁通活門來調(diào)節(jié)增壓泵出口的滑油壓力?；透郊赜捅玫墓τ檬菑陌l(fā)動機上部減速器中抽回潤滑過的滑油。

滑油泵的工作原理由于齒輪嚙合形式及齒形不同，由它們構(gòu)成的滑油泵的工作原理也各異。具有相同參數(shù)的漸開線外嚙合滑油泵的工作原理。滑油泵主要由兩個相互嚙合的齒輪I和II，以及容納它們的泵體III和前后泵蓋N所組成。在泵體上，由于齒輪開始和脫離嚙合之處，分別開有排油口和吸油口。由齒輪的齒槽、泵體的內(nèi)表面和前后泵蓋組成互不勾通的吸、壓油腔。當(dāng)主動齒輪I和從動齒輪II按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，由于靠吸油腔側(cè)嚙合的齒逐漸退出嚙合，空間增大，形成局部真空，油在外界大氣壓作用下進(jìn)入吸油腔;而排油腔側(cè)的齒逐漸進(jìn)入嚙合，把齒間的油液擠壓出來，從壓油口強迫流出。當(dāng)齒輪不斷地轉(zhuǎn)動時，滑油泵就不斷地吸油和壓油。這就是滑油泵的工作原理。2

滑油泵的發(fā)展趨勢液壓傳動系統(tǒng)正向著快響應(yīng)、小體積、低噪聲的方向發(fā)展。為了適應(yīng)這種要求，滑油泵除積極采取措施保持其在中低壓定量系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等的霸主地位外，尚需向以下幾個方向發(fā)展:

高壓化高壓化是系統(tǒng)所要求的，也是滑油泵與柱塞泵、葉片泵競爭所必須解決的問題?；捅玫母邏夯ぷ骷喝〉幂^大進(jìn)展，但因受其本身結(jié)構(gòu)的限制，要想進(jìn)一步提高工作壓力是很困難的，必須研制出新結(jié)構(gòu)的滑油泵。

低流量脈動流量脈動將引起壓力脈動，從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲，這是與現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求不符的。

低噪聲國外早就有“安靜”的液壓泵之說。隨著人們環(huán)保意識的增強，對滑油泵的噪聲要求也越來越嚴(yán)格。在這方面，內(nèi)嚙合滑油泵因具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無困油現(xiàn)象、噪聲低等特點，因此今后將會有較大發(fā)展。

大排量對于一些要求快速運動的系統(tǒng)來說，大排量是必需的。但普通滑油泵排量的提高受到很多因素的限制。這方面，平衡式復(fù)合滑油泵具有顯著優(yōu)勢，如1臺三惰輪復(fù)合滑油泵的排量相當(dāng)于6臺單泵的排量。

變排量滑油泵的排量不可調(diào)節(jié)，限制了其使用范圍。為了改變滑油泵的排量，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了很多研究成果。有關(guān)滑油泵變排量方面的專利己有很多，但真正能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的很少。3