故障檢修與技術維護

康明斯機油泵檢查及增大間隙的修理方法

 

摘要：康明斯機油泵在柴油發電機中較其它零件的潤滑條件要好，因此零件的磨損較小，所以機油泵的工作性能穩定，使用時間較長。當潤滑系統出現故障或拖拉機大修時，應對機油泵主要技術指標（如泵油壓力、泵油量等）進行檢驗，不要輕易拆解，如果經過檢驗，其主要技術指標已達不到要求時，則說明零件已磨損。此時應將機油泵拆卸分解，進一步檢查零件磨損程度和配合關系破壞的情況，以便采取相應的修理措施加以修復。康明斯公司在本文介紹了影響機油泵工作性能的主要技術參數的檢查方法和技術要求，并對恢復柴油發電機組機油泵參數的技術方法進行了探討。

 

      結構簡單，體積小，重量輕，輸油量大。擺線轉子泵系采用內外轉子嚙合的結構，齒數少，結構尺寸緊湊，不借助其他隔離元件便能形成密封腔，其零件數量少。結構如圖1所示，原理如圖2所示。

      運轉平穩，噪音小。擺線轉子泵內外轉子齒數只差一齒，它們做相對運動時，齒面滑動速度小，嚙合點在不斷地沿著內外轉子的齒廓移動，因此，兩轉子齒面的相互磨損小。由于吸油腔和排油腔的包絡角度大，接近145°，吸油和排油時間都比較充分，因此，油流比較平穩，運動也比較平穩，且噪音明顯低于齒輪泵。

4、高速特性

      對于一般的漸開線齒輪泵，如果轉速過高，則因離心力的作用將會導致齒谷充油不足形成“空穴”，使泵的效率下降，因此，其轉速很少超過3000rpm，圓周速度在5～6m/s以內。對于擺線轉子泵，吸排油角度范圍大，在高速旋轉時，離心力的作用有利于油液在齒谷內的充填，不會產生有害的“空穴”現象，因此，擺線轉子泵的轉速范圍可在幾百至近萬轉。

 

圖1  柴油機機油泵結構圖

圖2  柴油機機油泵工作原理圖

 

二、 機油泵檢查方法及技術要求

 

1、齒頂間隙

      機油泵的泵體內壁與齒輪頂端的間隙稱為齒頂間隙，此間隙的增大一般是由于主動軸與襯套或從動齒輪中心孔與從動軸間的間隙增大，導致泵體內壁與齒輪頂端互相摩擦所造成的。此間隙一般為0.05～0.15mm，極限間隙為0.45mm。檢驗時，可用塞尺進行測量。若測量出的結果超過極限間隙值時，一般應成對更換齒輪或泵體。齒輪式機油泵齒頂間隙檢測方法如圖3所示，轉子式機油泵齒頂間隙測量方法如圖4所示。

 

圖3  齒輪式機油泵齒頂間隙檢測方法

圖4  轉子式機油泵齒頂間隙測量方法.

 

2、嚙合間隙

      主、被動齒輪嚙合間隙增大，是由于機油泵齒輪牙齒相互摩擦造成的。其檢查方法是：取下泵蓋，用厚薄規在主、被動齒輪嚙合互成120°處分三點進行測量，檢查兩齒之間的間隙。機油泵主動齒輪與被動齒輪的嚙合間隙正常值一般為0.15～0.35 mm。各機型均有明確規定， 4BTA3.9-G2柴油發電機為0.03～0.082 mm，最大不超過0.15 mm；如果齒輪嚙合間隙超過最大允許限度，應成對更換新齒輪。齒輪式機油泵嚙合間隙檢測方法如圖5所示，轉子式機油泵嚙合間隙測量方法如圖6所示。

 

圖5  齒輪式機油泵嚙合間隙位置

圖6  轉子式機油泵嚙合間隙測量方法

 

3、端面間隙

      機油泵齒輪端面與泵蓋內平面之間留有的間隙（如圖3所示）。由于工作中齒輪端面與泵蓋內平面的接觸而產生的磨損會使此端面間隙增大，當超過極限值時，對機油泵泵油量將有明顯的影響。端面間隙的測量一般是用鋼板尺和厚薄規檢查齒輪端面到泵體分解面的距離及泵蓋內平面上的磨損量，兩者之和即為機油泵的端面間隙。當泵蓋工作平面磨損深度超過0.1 mm時，應加以修復。齒輪式機油泵端面間隙檢測方法如圖7所示，轉子式機油泵端面間隙測量方法如圖8所示。

4、油泵軸與軸承的配合間隙

      油泵軸與軸承的配合間隙包括主、被動齒輪軸與其配合的軸孔之間的間隙。可用千分尺及內徑千分表分別測量軸和軸孔的尺寸，二者之差即為其配合間隙。在缺乏測量儀器時，可憑軸與孔的晃動量確定。間隙一般為0.02～0.05 mm，最大不得超過0.15 mm。

5、主動軸的軸向間隙

      此間隙即機油泵驅動齒輪端面與泵殼尾端之間的間隙。可用厚薄規測量，也可用千分表測量，讓表的測桿抵在主軸的一端，然后推動主動軸往復移動，即可測得其間隙。這一間隙不應大于齒端間隙，若大于齒端間隙，將加劇齒輪端面和泵蓋接觸面的磨損。一般柴油發電機不得超過0.3 mm。

 

圖7  齒輪式機油泵端面間隙的測量方法

圖8  轉子式機油泵端面間隙測量

 

三、機油泵修理方法

 

1、齒頂間隙增大的修理

      間隙的增大，往往是由于軸和軸套孔間的間隙增大導致的，故應在修理軸和軸套的配合后進行間隙恢復。若泵腔的磨損不嚴重，可以將軸承合金堆焊在齒頂上，然后根據配合的需要進行車削。倘若泵腔也磨損較嚴重，則采取鑲套法修理。其方法是：鏜削泵腔壁，用鋼或銅料按泵腔尺寸車削厚度為3～4 mm的半圓形襯套。將套下入泵腔后，用夾子夾緊，然后在襯套兩端沿其整個寬度施焊，焊后在砂箱內緩慢冷卻。最后將泵腔進行鏜削加工至標準尺寸，其錐度、橢圓度不大于0.02 mm。也可以將襯套用環氧樹脂膠粘接。

2、齒輪嚙合間隙增大的修理

      齒側間隙對機油泵性能影響較小，所以允許值較大，有時可達1 mm左右，因此修理較少。如果磨損后輪齒表面不光潔或有毛刺，用油石磨光。由于泵齒是單面磨損的，所以當齒厚磨損未超過允許值時，可將齒輪翻面使用;超過允許值時，則應更換或修理。

3、端面間隙增大的修理

      端面間隙對機油泵的工作指標（油壓、油量）影響較大。端面間隙超過標準，必須加以修理，其修理步驟如下：

（1）如泵腔底部磨損，應用光磨消除磨損面凹痕。

（2）如齒輪端面及泵蓋磨損，磨損不大時，可將其表面涂上研磨砂在平臺上（或玻璃上）研磨，以消除磨痕和不平度;若磨損嚴重端面間隙較大時，可用磨削或先車削后研磨的方法修理。

      研磨時，應不斷用深度尺或千分表檢查齒輪端面低于殼體端面的高度（即齒端間隙），研磨后的泵體，結合面要與軸孔中心線垂直，其不垂直度（或稱偏斜度）一般為每100 mm內不大于0.1 mm，結合面的不平度一般不大于0.02 mm。

4、油泵軸與軸承的配合間隙增大的修理

      隨著軸和軸承配合間隙的增大，將破壞齒輪副的正常嚙合，并導致齒頂與泵腔相摩擦，破壞各部的配合關系，使供油量減少。主動軸與軸承的配合間隙過大時，可以采用修理尺寸法進行修復，將軸孔鉸大（可加大0.25 mm、0.50 mm），而相應地加粗主動軸（鍍鐵或鍍鉻），也可以用鑲套法修復（襯套厚約15 mm），在鉸削時應保證上下襯套的同心度。為此，對于泵蓋上有軸承套的機油泵，最好將泵蓋裝到泵體上一次加工完成。軸承孔的錐度、橢圓度應不大于0.02 mm。經修理后，軸的不直度在全長上應不大于0.05 mm。被動齒輪軸與軸孔的配合間隙過大時，也可用以上方法修理。在磨損不大的情況下，由于被動齒輪軸是不動的，所以其磨損為單邊磨損，故可將軸壓出后調轉180°再壓入使用（此時，如靜配合過盈量減小，可用電鍍法修復）。軸壓入泵體后，軸頭應沉入殼體結合面0.05～0.50 mm。被動齒輪上的軸孔磨損后，用鑲套法修理，修好后應按原要求鉆潤滑油孔。

5、主動軸軸向間隙增大的修理

      此間隙超過允許值時，在泵殼尾端堆焊或加墊圈進行調整，修理時應保證此間隙不大于齒端間隙。

 

總結：

      目前，柴油發電機所用機油泵有外嚙合式齒輪泵和內嚙合式轉子泵兩種，齒輪泵尤其是單級齒輪泵應用廣。機油泵作為柴油機的“心臟”，對其進行定期的檢測是確保柴油機正常工作的關鍵步驟。通過本文介紹的幾種機油泵的檢測方法，可以提高機油泵故障的診斷和解決能力，保證柴油機的穩定運行。但最重要的是，我們應該加強對機油泵的維護保養工作，以延長機油泵的壽命，提高其工作效率。

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