柴洪磊，謝飛飛，王兆遠，葉輝（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

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測試試驗

一種機油泵綜合性能試驗臺及試驗方法研究

柴洪磊，謝飛飛，王兆遠，葉輝
（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

機油泵作為影響發(fā)動機性能和質(zhì)量的重要零部件之一，對其的分析、驗證以及研發(fā)也越來越重要。因此開發(fā)引進一臺機油泵綜合性能試驗臺，用于發(fā)動機機油泵單體綜合性能試驗，驗證機油泵的性能是否滿足技術(shù)要求，設計工藝是否完善，顯得十分必要。

機油泵；性能試驗

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.061

CLC NO.: U467.3Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)08-190-04

1、機油泵的簡介及分類

1.1機油泵的簡介

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

1.2機油泵的分類

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

2、機油泵綜合性能試驗臺研究

2.1試驗臺的技術(shù)條件

試驗臺需要對機油泵單體進行多種性能試驗，試驗過程中還需對溫度、壓力等邊界條件進行控制，同時也要對壓力、溫度、流量等參數(shù)進行測量，所以就對試驗臺的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、流量、溫度、壓力等控制范圍和精度提出更高的要求。要求試驗臺的具體技術(shù)條件如表1。

表1　

2.2試驗臺的整體結(jié)構(gòu)

試驗臺主要由四部分組成，包括試驗臺架總裝、工控機及桌椅、機油溫度控制機組和電控柜。

2.3試驗臺的工作原理

由動力裝置帶動試驗用機油泵轉(zhuǎn)動，將油箱中已加熱的試驗用油帶到系統(tǒng)管路中，經(jīng)系統(tǒng)管路流回油箱，形成封閉的系統(tǒng)。在此過程中，由計算機自動采集各種傳感器數(shù)據(jù)（包括流量、轉(zhuǎn)速、壓力、油溫、功率等參數(shù)），經(jīng)工控機計算得出各種試驗數(shù)據(jù)，并實時顯示各種試驗數(shù)據(jù)。

2.4試驗臺的特點分析

2.4.1吸油方式與整機實際情況相同

在試驗臺開發(fā)初期，為了保證試驗的結(jié)果與整機的實際狀態(tài)接近， 所以試驗臺需要盡量模擬整機的實際工作狀態(tài)。如圖3所示，我們采用整機的集濾器。

2.4.2可選擇是否安裝機濾

不同的機油泵單體結(jié)構(gòu)也存在不同，有的機油泵的機濾總成集成到單體上，有的分開設計安裝。當進行機濾沒有集成到單體上的機油泵試驗時，可根據(jù)試驗的需求，在出油管處選擇是否安裝機油濾清器，以得到自己想要的試驗數(shù)據(jù)。圖4所示位置為機濾安裝工裝和機濾工裝安裝的位置。

2.4.3油箱高度可調(diào)節(jié)

由于試驗臺試驗時采用的是整機的集濾器，就導致不同的機油泵的吸油高度位置不同，我們就需要根據(jù)機油泵的實際情況調(diào)整油箱的高度。如圖5所示，在油箱下部安裝升降電機，在油箱兩側(cè)安裝有導軌，保證油箱升降過程中的平穩(wěn)安全。

2.4.4具有報警和自動停機功能

可自行設定機油泵的最高轉(zhuǎn)速、出油壓力、扭矩最大讀數(shù)，報警數(shù)值由人工設定。當任一測量數(shù)值超過設定數(shù)值時，系統(tǒng)將會自動停機，保證試驗安全。為了防止設備的誤動作，保護設備，在設備工作時，急停功能是十分必要的。如果發(fā)生緊急情況，可以選擇拍下急停按鈕。

2.4.5設備通用性

公司擁有多個平臺的發(fā)動機，也就同時擁有多種型號的機油泵。所以就需要試驗臺具有通用性，可以進行多種類機泵的性能試驗。

試驗臺上安裝有固定平臺，通過夾具將機油泵固定到平臺上，在安裝其他組件和測量傳感器，就可進行試驗。所以我們只需針對不同的機油泵設計制造不同夾具就可以滿足要求，試驗時通過更換夾具和其他組件，就可以實現(xiàn)不同型號的機油泵的試驗測試工作。

3、試驗內(nèi)容及試驗方法研究

3.1試驗目的

3.1.1確認機油泵的性能是否滿足設計要求

通過機油泵的性能試驗，測量機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設計要求。

3.1.2確認機油泵的泄壓閥開啟特性

在轉(zhuǎn)速和溫度一定的情況下，不斷提高泵出的油壓，確認泄壓閥的開始和截止泄壓的壓力。

3.1.3確認設計工藝是否完善

通過機油泵性能試驗，可以判定機油泵的性能是否滿足設計要求，同時如果測試的結(jié)果遠大于設計指標，需要重新考慮優(yōu)化設計。

3.1.4分析機油泵的功率和效率

試驗過程中需要對機油泵的軸功率進行測量，同時也會對機油泵的效率進行計算，以此我們進行分析總結(jié)確認機油泵的選用是否合適。

3.2試驗條件

3.2.1試驗用油

推薦選用符合GB11122規(guī)定的L-Ecc30柴油機油，試驗油溫為85℃±2℃時，油的運動粘度為（16.5±0.8）mm2/s。出廠試驗時，允許在常溫下用兩種清潔的礦物油調(diào)配成運動粘度為（16.5±0.8）mm2/s的混合油為試驗油。

試驗前根，選擇合適的油液溫度，保證試驗用油的粘度與機油泵技術(shù)要求下的粘度相同。

3.2.2試驗的吸油高度要求

帶集濾器的機油泵，使集濾器浸入油箱油面即可。

3.3主要試驗內(nèi)容

3.3.1轉(zhuǎn)速特性試驗

在確定的試驗用油粘度和泵出油壓時，對標定轉(zhuǎn)速和110%額定轉(zhuǎn)速在內(nèi)的六個以上不同轉(zhuǎn)速，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測量各工況時的流量、油溫、轉(zhuǎn)速、泵出油壓及軸功率等有關(guān)參數(shù)。對數(shù)據(jù)進行整理分析確認機油泵的泵出流量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。

3.3.2壓力特性試驗

在確定的試驗油粘度和轉(zhuǎn)速時，對包括標定泵出油壓在內(nèi)的六個以上不同油壓，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測量各工況時的流量、油溫、轉(zhuǎn)速、泵出油壓及軸功率等有關(guān)參數(shù)。對數(shù)據(jù)進行整理分析確認機油泵的泵出流量與泵后油壓的關(guān)系。

3.3.3限壓閥開啟特性試驗

在確定的試驗油粘度和轉(zhuǎn)速，從限壓閥開啟壓力前100KPa起，取六個以上不同的油壓，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測量各工況時的流量、油溫、泵出油壓等參數(shù)，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確認機油泵的泄壓閥開啟壓力和截止壓力。

3.3.4粘度特性試驗

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

3.3.5吸油性能試驗

機油泵在不充油的情況下，試驗油的運動粘度應為（16.5±0.8）mm2/s，用轉(zhuǎn)速250r/min起動機油泵，同時觀察泄油小孔（離機油泵出油口大于或等于2倍出油管管徑處）開始出油。記錄從起動至開始出油這段時間，該時間即為起動出油時間。

3.3.6密封性試驗

在規(guī)定的試驗油運動粘度（16.5±0.8）mm2/s時運轉(zhuǎn)，試驗時泵出壓力調(diào)整至標準泵出油壓的150%，歷時5min，檢查各靜結(jié)合面處有無滲漏現(xiàn)象。

3.4試驗數(shù)據(jù)整理分析

試驗過程中需要測量不同的機油泵轉(zhuǎn)速和不同油壓下的流量，以公司一款汽油機機油泵為例，測量轉(zhuǎn)速為1000rpm、1500rpm、2000rpm……5500rpm、6000rpm、6500rpm（包括額定轉(zhuǎn)速），測量油壓為100KPa、150KPa、200KPa...450KPa、500KPa，對試驗數(shù)據(jù)進行整理如表2所示：

表2　機油泵性能試驗數(shù)據(jù)記錄表

3.5試驗評價內(nèi)容

對試驗數(shù)據(jù)進行分析整理后，進行試驗總結(jié)。主要內(nèi)容要包含技術(shù)要求轉(zhuǎn)速、油壓下的流量是否滿足設計要求，限壓閥開啟壓力和截止壓力是否滿足設計要求，如果滿足要求分析性能裕度是否合適，機油泵消耗的功率、機油泵的效率如何等。

4、結(jié)束語

通過設計引進機油泵綜合性能試驗臺，我公司建立了對機油泵單體進行性能試驗能力。試驗臺可以進行多平臺、不同機油壓力、不同機油粘度條件下的性能試驗。與臺架整機潤滑系統(tǒng)試驗相結(jié)合，分析總結(jié)發(fā)動機機油泵和整個潤滑系統(tǒng)的性能是否滿足設計要求，為后期整改優(yōu)化提供技術(shù)試驗支持。

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

[2]國家機械工業(yè)局.內(nèi)燃機機油泵試驗方法[S].JB/T8886-1999.

[3]周學鋒.機油泵性能試驗臺的研制及機理研究[D].南京:南京理工大學,2004.

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

Chai Honglei,Xie Feifei,Wang Zhaoyuan,Ye Hui
(Technical Center,Anhui Jianghuai Automobile Co.,Ltd.,Anhui Hefei 230022)

Oil pump as one of the important parts of engine performance and quality.The validation and r&d is becoming more and more important.So the development of an oil pump comprehensive performance test rig,the used engine oil pump monomer comprehensive performance test,verify the performance of oil pump whether meet the technical requirements,design technology is perfect,appear necessary.

Oil pump; Components; Performance test

U467.3

A

1671-7988（2016）08-190-04

柴洪磊（1988.12-），男，發(fā)動機性能試驗工程師，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心。主要從事發(fā)動機整機試驗開發(fā)和發(fā)動機系統(tǒng)部件試驗開發(fā)工作，重點是機油泵和水泵的單體性能試驗開發(fā)。