吳云剛 楊長青 張典

1.安徽華菱汽車有限公司 安徽 馬鞍山 243061

2.重型專用車發(fā)動機安徽省重點實驗室 安徽 馬鞍山 243000

1 柴油機設(shè)備中轉(zhuǎn)向液壓泵的功能發(fā)揮流程

在某些型號的柴油機中，齒輪系統(tǒng)液壓泵系統(tǒng)是作為主要的設(shè)備動力系統(tǒng)存在的。只有依靠液壓泵的動力支持以及系統(tǒng)后端齒輪的帶動作用，才能保證液壓泵系統(tǒng)的正常工作[1]。具體動力傳輸路徑環(huán)節(jié)為：首先，當(dāng)發(fā)動機的柴油燃料燃燒后，產(chǎn)生動力輸出，其次，此動力經(jīng)過曲軸正時齒輪完成動力傳輸過程，再次，動力運行流程進(jìn)一步進(jìn)入惰齒輪環(huán)節(jié)和液壓泵裝置所帶的齒輪上，最后由液壓泵的齒輪裝置完成動力的輸出，可見，雖然在整個動力輸出的環(huán)節(jié)中，液壓泵的齒輪不是最初的動力傳輸系統(tǒng)，但其卻承擔(dān)著最后關(guān)鍵環(huán)節(jié)的動力輸出工作。因此，只有齒輪運行狀態(tài)維持正常，整個柴油機才能保持正常運作。

2 轉(zhuǎn)向液壓泵齒輪抱死故障的具體表現(xiàn)

當(dāng)柴油機的轉(zhuǎn)向液壓泵齒輪出現(xiàn)故障后，柴油發(fā)動機就會簡單的表現(xiàn)為無法啟動的狀態(tài)。從這種故障性質(zhì)上來看，可見，轉(zhuǎn)向液壓泵雖然只是柴油機中的一個環(huán)節(jié)的區(qū)域性系統(tǒng)，但其內(nèi)部發(fā)生故障后，會直接導(dǎo)致整車都無法轉(zhuǎn)向。從這個角度分析，可知這類故障具有影響范圍較大，對柴油機工作影響比較嚴(yán)重的特點，這也是這類故障出現(xiàn)后，需要及時采取措施處理的主要原因。

3 抱死故障發(fā)生的原因分析

從專業(yè)的角度分析，要想有效地解決齒輪抱死的故障，就應(yīng)當(dāng)首先對抱死故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行深入的分析。從結(jié)構(gòu)上來講，柴油機的轉(zhuǎn)向液壓泵是一個內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且存在多種齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)備區(qū)域，且在具體工作的狀態(tài)下，其內(nèi)部系統(tǒng)的運行是具有聯(lián)動性的，因此，在進(jìn)行故障分析時，也需要從此系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝工藝、潤滑保養(yǎng)幾個角度來開展。

3.1 齒輪強度的設(shè)計

通常情況下，液壓泵的輸出功率是有數(shù)值的限制的，一般以40kW為宜。另外，在齒輪的轉(zhuǎn)速上，也需要結(jié)合輸出功率的數(shù)值進(jìn)行頻率得到設(shè)定，以2300轉(zhuǎn)每分為宜。在這種運行狀態(tài)下，再利用齒輪的齒根部位的彎曲疲勞強度和齒輪表面的接觸疲勞強度兩項指標(biāo)，實施液壓泵的運行狀態(tài)的核準(zhǔn)和校對[2]。其中，彎曲疲勞和接觸疲勞作為兩種不同的系數(shù)，其計算指標(biāo)和各指標(biāo)的計算方法也有所區(qū)別。其中所涉及的數(shù)據(jù)指標(biāo)和數(shù)值類型包括了嚙合系數(shù)、材料彈性系數(shù)、齒數(shù)比、齒面載荷分布系數(shù)等，在具體計算時，需要根據(jù)固定的公式將相關(guān)檢測和觀察數(shù)值納入其中進(jìn)行計算。如按照規(guī)定計算出的強度計算結(jié)果符合設(shè)備的齒輪強度標(biāo)準(zhǔn)要求，則可認(rèn)定為強度問題不是造成故障的因素。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計

由于齒輪與液壓泵之間的關(guān)系屬于動態(tài)協(xié)同共工作的關(guān)系。所以，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的過程中，必須要保證一定的貼合度和精度，才能減少和防止磨損的發(fā)生[3]。另外，單純地從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度分析，在液壓泵的齒輪軸結(jié)構(gòu)中，也已經(jīng)設(shè)計了專用的潤滑油通道，保證潤滑油可以在設(shè)備運行中保持充分的潤滑效果。另外，為了給后期的安裝操作提供便利，通常情況下，會選用可以整體滑動的軸承和襯套設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用。另外，整體性的襯套和軸承設(shè)備之間可以形成一個固定的動壓油膜。有利于建設(shè)齒輪系統(tǒng)和設(shè)備運行中產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象。

3.3 液壓泵齒輪的裝配工藝分析

在具體的裝配工藝上，主要分為以下四個部分的流程：

第一，涂抹適量的既有在車輪上，安裝液壓泵時，將齒輪穿過傳動花鍵安裝在液壓泵的齒輪軸部位，隨后用擋圈鎖死齒輪，防止滑脫。

第二，應(yīng)用法蘭面的螺栓將液壓泵齒輪壓板與齒輪室進(jìn)行聯(lián)合裝置，螺栓深度應(yīng)保持?jǐn)Q入3牙左右，隨后應(yīng)扳手工具將其擰緊，再有針對性地在接合點進(jìn)行標(biāo)記。

第三，潤滑油管焊接件的安裝，在這個安裝環(huán)節(jié)中，需要將螺栓與墊圈結(jié)構(gòu)將潤滑油管結(jié)構(gòu)接到液壓泵齒輪壓板的下方，隨后完成上緊操作。

通過對本文研究的柴油機進(jìn)行觀察可見，以上裝配工藝的執(zhí)行流程都是嚴(yán)格按照既定的流程和操作方法實施設(shè)備的安裝和接入的，因此，這部分流程中并未出現(xiàn)故障或問題，不會引起抱死現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 潤滑油的油路設(shè)計

潤滑油的油路，實際上也是影響齒輪抱死的重要因素。上文已經(jīng)提到，柴油機系統(tǒng)運行的復(fù)雜性和齒輪結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得潤滑油的保養(yǎng)維護(hù)工作也需要按照系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的具體走向進(jìn)行調(diào)整和完善。關(guān)于潤滑油路的調(diào)整和設(shè)計，通常需要將整個柴油機作為布置對象和標(biāo)準(zhǔn)，做綜合性的全面考慮[4]。合理的潤滑油流動路線應(yīng)當(dāng)是，從外接油管出發(fā)，到達(dá)齒輪室后，再進(jìn)入液壓泵的齒輪軸區(qū)域，隨后進(jìn)入襯套結(jié)構(gòu)中。各個齒輪之間的油道接口尺寸應(yīng)當(dāng)保持精確度，以免造成對孔不準(zhǔn)，減少接續(xù)輸油的過程中來油量指標(biāo)的質(zhì)量。從根本原因的角度分析，潤滑油本身的涂抹量不足或者說油路設(shè)計不科學(xué)，是影響整個設(shè)備的潤滑效果的關(guān)鍵性因素，因此，一方面在油路設(shè)計上要保證精確度 ，另一方面，在細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)接口處的設(shè)計和組織中，應(yīng)當(dāng)確保其誤差率控制在科學(xué)的范圍內(nèi)，只有這樣，才能保證潤滑油及時到位的輸送到柴油機的既定位置，防止抱死現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)束語

從上文我們的分析中可知，無論是設(shè)計問題，還是潤滑油應(yīng)用的問題，都有可能導(dǎo)致整個柴油機系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)發(fā)生問題，在解決辦法方面，需要設(shè)計人員從設(shè)計的精確性和計算的精確性上入手，提高兩方面數(shù)據(jù)計算和推理的準(zhǔn)確性，從而杜絕故障的發(fā)生。另外，從整體分析中也可看出，故障發(fā)生的原因也有明顯的復(fù)雜性特征，這就要求故障分析人員應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的專業(yè)素質(zhì)水平，采取針對性的方法應(yīng)對故障的發(fā)生。