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柴油發電機行業往往將內燃機潤滑裝置比喻人體的血液循環系統, 那么機油泵就可與人體心臟相比擬。機油泵的功用是將曲軸箱里的機油經過增壓后壓送到機油過濾器和各潤滑油道,以潤滑柴油發電機的各主要運動機件,并使機油得到濾清。機油泵多為齒輪泵,由齒輪泵體等組成,當柴油發電機工作時,凸輪軸帶動泵體的主動齒輪轉動。柴油發電機工作時,機油泵不斷工作,從而保證機油在潤滑油路中不斷循環。在柴油發電機各種工況下,機油泵都應保證供給足夠的潤滑油。因為機油泵的轉速與柴油發電機轉速成正比,低轉速時機油泵供油能力較差??得魉构驹?/p>
根據各種潤滑系統和不同的布置,從而可知,系統內部有許多地方需要潤滑。所以機油泵就很顯然成了保證機油分配的重要部件,各種裝置將會對機油泵提出不同的要求。除特殊要求外,其初步要求式一致的,歸納如下:
(5)柴油發電機在各種傾側位置工作時,皆能保證正常吸油,機油泵結構布置時,要有防止空氣吸入的措施
(6)柴油發電機冷車起動時,系統油壓無法過高(較高的油壓將導致機油泵或機油過濾器、機油冷卻器等部件遭到破壞,使各種密封處出現泄漏);
(9)在所有的作業情形下,不管潤滑油的粘度和柴油發電機的運轉情況怎樣,都應該保證潤滑油不斷地送給所有受摩擦的零件;
(10)機油泵要有足夠的儲備功率,不但要滿足新柴油發電機的要求,而且要滿足正常磨耗造成的過量油量的需要;
綜上所述,機油泵必須具備良好的吸油性能,較佳的密封性,足夠的流量,供油量受油壓、油溫變化(即油的粘度變化)的敏感性小,油壓平穩,噪音低,組成簡單,毛重輕,不產生空穴現象,消耗功率較小,使用壽命較長,機油泵供油特性要滿足柴油發電機所有工況(包括正常磨損后)的需要。
機油泵供油量該當保證對柴油發電機的軸承、活塞、氣缸、連桿、主軸等運動件摩擦副及輔助裝置(如離心式透平增壓管、真空泵)有足夠的潤滑和冷卻等作用,并要保證在油泵和被潤滑零件因磨耗而引起的間隙加大情況下也能迅速全部給予潤滑。同時還要考慮到經過限壓閥直接回到曲軸箱的油量(這部分油量約占機油泵供油量的40%)。考慮到柴油發電機進一步強化的可能性等要素。總之,機油泵的供油量應保證柴油發電機在較困難的因素下(如發熱、低速大負荷)潤滑可靠,它的供油量應大于循環油量,但不宜過大,由于旁通的潤滑油太多必然要致使機油泵消耗容量增加,濾芯尺寸過大和機油氧化變質加劇。
機油泵是柴油發電機潤滑系統中較重要的部件,其功能是將機械能傳給潤滑油,使其具有一定的液壓能,并按照一定的流量和壓力流動到柴油發電機各潤滑點。用于潤滑裝置的機油泵,其工作壓力一般在0.10~1.2Mpa之間,大部分處于0.3~0.45Mpa,轉速一般為700~4500轉/分,供油量范圍隨柴油發電機的要求而異,小的不足1L/min,大的超過200L/min。
柱塞泵主要由凸輪、斜面、柱塞、齒輪、蝸桿、彈簧、銷子及殼體等零件構造,柱塞泵工作機理圖如圖2-1所示。柱塞泵中間部分為一齒輪與蝸桿嚙合,而蝸桿由主軸減速驅動,當蝸桿轉動時,柱塞端部斜面沿導銷作往復運動,柱塞同時也轉動,當柱塞切口朝向吸油孔時,柱塞向右移動進行吸油;當柱塞切口朝向出油口時,柱塞向左移動進行壓油,。如此往復循環,起到了泵油作用。凸輪通過控制桿與節氣門連動,當發電機怠速時凸輪位于圖中虛線位置,此時柱塞行程較大,約2.5mm。
康明斯B、C系列柴油發電機的機油泵為轉子式,機油泵由主軸正時齒輪通過一個惰輪驅動。轉子式機油泵由殼體、內轉子、外轉子和泵蓋等組成。構成如圖3所示,原理如圖4所示。
內轉子用鍵或銷子固定在轉子軸上,由曲軸齒輪直接或間接驅動,內轉子和外轉子中心的偏心距為e,內轉子帶動外轉子一起沿同一方向轉動。
內轉子固定在主動軸上,外轉子在殼內可以自由轉動,兩者之間有一定的偏心距。當內轉子旋轉時,帶動外轉子一起轉動,故而在內、外轉子及殼體端面間形成4個工作腔。某一作業腔從進油孔轉過時,容積增大,產生真空,潤滑油便經進油孔吸入;轉子繼續旋轉,腔內容積減少,油壓升高,當該作業腔與出油孔相通時,潤滑油便經出油孔壓出。
轉子式機油泵構成緊湊,吸油真空度高,泵油量較大且供油均勻,噪聲小。因此在中小容量高速柴油發電機上應用越來越廣泛。
隨著操作時間的延遲,齒輪油泵會產生泵油不足,甚至不泵油等故障,主要因由是有關部位磨耗過度;如果,內外齒輪式機油泵損壞了,維修人員可用塞尺檢查泵體與外齒輪間隙、內齒輪與月牙塊間隙、外齒輪與月牙塊間隙;用塞尺檢查泵蓋與內、外齒輪端間隙即可。
主動齒輪為內齒輪,被動齒輪為外齒輪,以同方向轉動,將油儲存在內外齒輪間的月牙塊間,以發生吸送油用途,原理如圖5所示。內外齒輪式機油泵主要由內齒輪、外齒輪、泵體、泵蓋、限壓閥和機油集濾芯等構成,構造如圖6所示。
N系列柴油發電機機油泵采用外置式單級齒輪泵,齒輪泵通過外接的油管與油底完中的集濾器相連吸油。
K系列所有的機油泵都裝于缸體后端的底部,并由曲軸后端的齒輪驅動。機油泵泵體內裝有主動齒輪和從動齒輪,每個齒輪軸兩端有襯套支承,機油泵共有4個襯套,其中2個在泵蓋內,另外2個在泵體內。
機油泵總成的出口處裝有一個高壓泄壓閥,泄壓閥的作用是當潤滑油壓力較高時使部分潤滑油直接流回油底殼,防止過高的潤滑油壓力造成機油泵、機油冷卻器、機油過濾器等一系列零配件的故障。特別在冷起動時,過高的機油壓力會故障潤滑裝置的其他部件。
機油泵的使用性能取決于齒輪與泵體的配合間隙。齒輪與泵體的徑向間隙通常不超過0.2mm,齒輪端面間隙不超過0.05~0.2mm。間隙過量,潤滑油壓力減小,泵油量降低。在泵體與泵蓋之間有調整墊片,既可以用來調整齒輪的端面間隙又可以防止滲油。機油泵不可檢修,如果機油泵內部的零件有超出技術數據的過度損傷,則必須更替機油泵。
葉片泵詳細由殼體、轉子、葉片(4塊)及中心軸所構造,中心軸的用途是使葉片更好地在殼體的內表面上滑動。殼體與莊子相對中心位置有一個偏心距e,形成一個月牙形的空腔。在轉子的四個互相對稱的葉片槽上帶有四塊葉片,用以將月牙形空腔分成四個隨轉動變化的容積腔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。當轉子帶動葉片轉動時,四個容積腔都隨轉子的轉角而增大或降低。
主用螺桿泵是由泵體、一個主動螺桿和兩個從動螺桿相互嚙合結構,即所謂三螺桿泵。從動螺桿一般位于主動螺桿對稱的兩側。在垂直于軸線上的剖面上,主從動螺桿的齒形由幾對共軛曲線結構。螺桿的嚙合線把主從動螺桿的螺旋槽分割成若干個密封工作空間,當主動螺桿由柴油發動機帶動回轉時,就帶動兩個從動螺桿回轉。由于他們的螺紋相互嚙合著,故而隨著空間嚙合曲線的移動,密封工作空間就沿軸向由吸油口向壓油口移動。主動螺桿每轉一圈,各密封作業空間就移動一個導程T的距離。因此,左端吸油腔密封工作空間逐漸增大完成吸油步驟;而右端壓油腔密封工作空間逐漸減輕完成壓油過程。
機油泵的質量是靠制造程序中的質量控制保證的。在機油泵制造的全過程中,應加強品質控制,質量控制包括原材料、裝備、工藝、工裝、檢查、使用、包裝、運輸等各個環節。
機油泵材料分為具體材料及輔助材料,詳細材料指用來生產油泵零件所直接操作的材料。如鑄鐵、鋼材等。輔助材料是指機油泵生產步驟中必須操作和消耗的材料,但不組成產品本身,如焦炭、防銹水等。主要材料的質量直接影響產品的質量,企業應嚴格控制,對所需材料應制訂合適的技術標準、檢測標準和檢查、試驗步驟、材料進廠時,按有關標準驗收投產,并做好存放管理作業,防止誤用,對產品制造有影響的輔助材料,也應按原材料控制步驟控制。
裝置是制造產品所操作的工具,其性能或精度的好壞直接影響產品的精度和質量,對操作的裝備和工藝裝置的有關精度或數據,要按期進行檢定或驗證,發現問題,及時更替或修復,保證滿足產品制造質量。
工藝質量既包括編制的工藝的合理性、科學性及工藝文件的完整性,也包括現場工藝管理。在制訂工藝時,應根據企業的實際狀況確定合適的工藝、工序,選購合理的裝置和加工方法,同時要根據裝備變更及環境變化情況及時修改工藝及有關工藝數據。對大批量生產的產品,要有完整的工藝文件。
質量檢修是保證不合格產品不流入到下一道工序的重要舉措,應加強檢驗控制。對于批量生產的產品,要根據工藝文件編制完整的檢驗文件,布置專用的檢具。確定合理的檢查裝置(工具)和檢測方式,檢驗抽驗抽樣方式和頻次。在實際檢查中,要求檢修人員和生產工人按檢修規范的要求進行自檢、互檢、抽檢、專檢等項作業。對所使用的檢查、試驗裝備和檢測器具、儀器等應進行周期校驗,保證器具的精度和可靠性。在檢驗步驟中,要進行品質統計,以便從中找出危害品質的條件,改善和提高質量,避免品質事故的出現。
表1 機油泵 Oil Pump BP 4010 BP 4016 BP 4026
潤滑裝置的布置及部署,對柴油發電機的性能指標、作業可靠性和耐久性有很大的影響。潤滑裝置的設計必須在柴油發電機各種運行工況(指工作環境、速度、負荷、潤滑油品)下,能及時地、適量地將潤滑油輸送至各潤滑點及冷卻點,潤滑各摩擦表面,減小損傷,冷卻內燃機的發熱機件;不斷從劇烈受熱零件(如氣缸套、活塞、軸承及其他部分)吸取熱能,解決因摩擦而出現的熱量;提升活塞環、汽缸套等部位的密封性,以防范被壓縮的混合氣體及燃燒生成物竄入曲軸箱。其中,機油泵是潤滑裝置的核心部件,負責將機油從機油箱中輸送到內燃機的各個部位,確保柴油發電機潤滑裝置的正常作業。
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