康明斯柴油发电机的机油泵原理和零件图解

柴油发电机行业往往将内燃机润滑装置比喻人体的血液循环系统， 那么机油泵就可与人体心脏相比拟。机油泵的功用是将曲轴箱里的机油经过增压后压送到机油过滤器和各润滑油道，以润滑柴油发电机的各主要运动机件，并使机油得到滤清。机油泵多为齿轮泵，由齿轮泵体等组成，当柴油发电机工作时，凸轮轴带动泵体的主动齿轮转动。柴油发电机工作时，机油泵不断工作，从而保证机油在润滑油路中不断循环。在柴油发电机各种工况下，机油泵都应保证供给足够的润滑油。因为机油泵的转速与柴油发电机转速成正比，低转速时机油泵供油能力较差。康明斯公司在

      根据各种润滑系统和不同的布置，从而可知，系统内部有许多地方需要润滑。所以机油泵就很显然成了保证机油分配的重要部件，各种装置将会对机油泵提出不同的要求。除特殊要求外，其初步要求式一致的，归纳如下：

（5）柴油发电机在各种倾侧位置工作时，皆能保证正常吸油，机油泵结构布置时，要有防止空气吸入的措施

（6）柴油发电机冷车起动时，系统油压无法过高（较高的油压将导致机油泵或机油过滤器、机油冷却器等部件遭到破坏，使各种密封处出现泄漏）；

（9）在所有的作业情形下，不管润滑油的粘度和柴油发电机的运转情况怎样，都应该保证润滑油不断地送给所有受摩擦的零件；

（10）机油泵要有足够的储备功率，不但要满足新柴油发电机的要求，而且要满足正常磨耗造成的过量油量的需要；

      综上所述，机油泵必须具备良好的吸油性能，较佳的密封性，足够的流量，供油量受油压、油温变化（即油的粘度变化）的敏感性小，油压平稳，噪音低，组成简单，毛重轻，不产生空穴现象，消耗功率较小，使用寿命较长，机油泵供油特性要满足柴油发电机所有工况（包括正常磨损后）的需要。

      机油泵供油量该当保证对柴油发电机的轴承、活塞、气缸、连杆、主轴等运动件摩擦副及辅助装置（如离心式透平增压管、真空泵）有足够的润滑和冷却等作用，并要保证在油泵和被润滑零件因磨耗而引起的间隙加大情况下也能迅速全部给予润滑。同时还要考虑到经过限压阀直接回到曲轴箱的油量（这部分油量约占机油泵供油量的40%）。考虑到柴油发电机进一步强化的可能性等要素。总之，机油泵的供油量应保证柴油发电机在较困难的因素下（如发热、低速大负荷）润滑可靠，它的供油量应大于循环油量，但不宜过大，由于旁通的润滑油太多必然要致使机油泵消耗容量增加，滤芯尺寸过大和机油氧化变质加剧。

      机油泵是柴油发电机润滑系统中较重要的部件，其功能是将机械能传给润滑油，使其具有一定的液压能，并按照一定的流量和压力流动到柴油发电机各润滑点。用于润滑装置的机油泵，其工作压力一般在0.10～1.2Mpa之间，大部分处于0.3～0.45Mpa，转速一般为700～4500转/分，供油量范围随柴油发电机的要求而异，小的不足1L/min，大的超过200L/min。

      柱塞泵主要由凸轮、斜面、柱塞、齿轮、蜗杆、弹簧、销子及壳体等零件构造，柱塞泵工作机理图如图2-1所示。柱塞泵中间部分为一齿轮与蜗杆啮合，而蜗杆由主轴减速驱动，当蜗杆转动时，柱塞端部斜面沿导销作往复运动，柱塞同时也转动，当柱塞切口朝向吸油孔时，柱塞向右移动进行吸油；当柱塞切口朝向出油口时，柱塞向左移动进行压油，。如此往复循环，起到了泵油作用。凸轮通过控制杆与节气门连动，当发电机怠速时凸轮位于图中虚线位置，此时柱塞行程较大，约2.5mm。

      康明斯B、C系列柴油发电机的机油泵为转子式，机油泵由主轴正时齿轮通过一个惰轮驱动。转子式机油泵由壳体、内转子、外转子和泵盖等组成。构成如图3所示，原理如图4所示。

      内转子用键或销子固定在转子轴上，由曲轴齿轮直接或间接驱动，内转子和外转子中心的偏心距为e，内转子带动外转子一起沿同一方向转动。

      内转子固定在主动轴上，外转子在壳内可以自由转动，两者之间有一定的偏心距。当内转子旋转时，带动外转子一起转动，故而在内、外转子及壳体端面间形成4个工作腔。某一作业腔从进油孔转过时，容积增大，产生真空，润滑油便经进油孔吸入；转子继续旋转，腔内容积减少，油压升高，当该作业腔与出油孔相通时，润滑油便经出油孔压出。

       转子式机油泵构成紧凑，吸油真空度高，泵油量较大且供油均匀，噪声小。因此在中小容量高速柴油发电机上应用越来越广泛。

       随着操作时间的延迟，齿轮油泵会产生泵油不足，甚至不泵油等故障，主要因由是有关部位磨耗过度；如果，内外齿轮式机油泵损坏了，维修人员可用塞尺检查泵体与外齿轮间隙、内齿轮与月牙块间隙、外齿轮与月牙块间隙；用塞尺检查泵盖与内、外齿轮端间隙即可。

      主动齿轮为内齿轮，被动齿轮为外齿轮，以同方向转动，将油储存在内外齿轮间的月牙块间，以发生吸送油用途，原理如图5所示。内外齿轮式机油泵主要由内齿轮、外齿轮、泵体、泵盖、限压阀和机油集滤芯等构成，构造如图6所示。

      N系列柴油发电机机油泵采用外置式单级齿轮泵，齿轮泵通过外接的油管与油底完中的集滤器相连吸油。

      K系列所有的机油泵都装于缸体后端的底部，并由曲轴后端的齿轮驱动。机油泵泵体内装有主动齿轮和从动齿轮，每个齿轮轴两端有衬套支承，机油泵共有4个衬套，其中2个在泵盖内，另外2个在泵体内。

      机油泵总成的出口处装有一个高压泄压阀，泄压阀的作用是当润滑油压力较高时使部分润滑油直接流回油底壳，防止过高的润滑油压力造成机油泵、机油冷却器、机油过滤器等一系列零配件的故障。特别在冷起动时，过高的机油压力会故障润滑装置的其他部件。

      机油泵的使用性能取决于齿轮与泵体的配合间隙。齿轮与泵体的径向间隙通常不超过0.2mm，齿轮端面间隙不超过0.05～0.2mm。间隙过量，润滑油压力减小，泵油量降低。在泵体与泵盖之间有调整垫片，既可以用来调整齿轮的端面间隙又可以防止渗油。机油泵不可检修，如果机油泵内部的零件有超出技术数据的过度损伤，则必须更替机油泵。

      叶片泵详细由壳体、转子、叶片（4块）及中心轴所构造，中心轴的用途是使叶片更好地在壳体的内表面上滑动。壳体与庄子相对中心位置有一个偏心距e，形成一个月牙形的空腔。在转子的四个互相对称的叶片槽上带有四块叶片，用以将月牙形空腔分成四个随转动变化的容积腔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。当转子带动叶片转动时，四个容积腔都随转子的转角而增大或降低。

      主用螺杆泵是由泵体、一个主动螺杆和两个从动螺杆相互啮合结构，即所谓三螺杆泵。从动螺杆一般位于主动螺杆对称的两侧。在垂直于轴线上的剖面上，主从动螺杆的齿形由几对共轭曲线结构。螺杆的啮合线把主从动螺杆的螺旋槽分割成若干个密封工作空间，当主动螺杆由柴油发动机带动回转时，就带动两个从动螺杆回转。由于他们的螺纹相互啮合着，故而随着空间啮合曲线的移动，密封工作空间就沿轴向由吸油口向压油口移动。主动螺杆每转一圈，各密封作业空间就移动一个导程T的距离。因此，左端吸油腔密封工作空间逐渐增大完成吸油步骤；而右端压油腔密封工作空间逐渐减轻完成压油过程。

      机油泵的质量是靠制造程序中的质量控制保证的。在机油泵制造的全过程中，应加强品质控制，质量控制包括原材料、装备、工艺、工装、检查、使用、包装、运输等各个环节。

      机油泵材料分为具体材料及辅助材料，详细材料指用来生产油泵零件所直接操作的材料。如铸铁、钢材等。辅助材料是指机油泵生产步骤中必须操作和消耗的材料，但不组成产品本身，如焦炭、防锈水等。主要材料的质量直接影响产品的质量，企业应严格控制，对所需材料应制订合适的技术标准、检测标准和检查、试验步骤、材料进厂时，按有关标准验收投产，并做好存放管理作业，防止误用，对产品制造有影响的辅助材料，也应按原材料控制步骤控制。

      装置是制造产品所操作的工具，其性能或精度的好坏直接影响产品的精度和质量，对操作的装备和工艺装置的有关精度或数据，要按期进行检定或验证，发现问题，及时更替或修复，保证满足产品制造质量。

      工艺质量既包括编制的工艺的合理性、科学性及工艺文件的完整性，也包括现场工艺管理。在制订工艺时，应根据企业的实际状况确定合适的工艺、工序，选购合理的装置和加工方法，同时要根据装备变更及环境变化情况及时修改工艺及有关工艺数据。对大批量生产的产品，要有完整的工艺文件。

      质量检修是保证不合格产品不流入到下一道工序的重要举措，应加强检验控制。对于批量生产的产品，要根据工艺文件编制完整的检验文件，布置专用的检具。确定合理的检查装置（工具）和检测方式，检验抽验抽样方式和频次。在实际检查中，要求检修人员和生产工人按检修规范的要求进行自检、互检、抽检、专检等项作业。对所使用的检查、试验装备和检测器具、仪器等应进行周期校验，保证器具的精度和可靠性。在检验步骤中，要进行品质统计，以便从中找出危害品质的条件，改善和提高质量，避免品质事故的出现。

表1   机油泵 Oil Pump    BP 4010     BP 4016     BP 4026 

     润滑装置的布置及部署，对柴油发电机的性能指标、作业可靠性和耐久性有很大的影响。润滑装置的设计必须在柴油发电机各种运行工况（指工作环境、速度、负荷、润滑油品）下，能及时地、适量地将润滑油输送至各润滑点及冷却点，润滑各摩擦表面，减小损伤，冷却内燃机的发热机件；不断从剧烈受热零件（如气缸套、活塞、轴承及其他部分）吸取热能，解决因摩擦而出现的热量；提升活塞环、汽缸套等部位的密封性，以防范被压缩的混合气体及燃烧生成物窜入曲轴箱。其中，机油泵是润滑装置的核心部件，负责将机油从机油箱中输送到内燃机的各个部位，确保柴油发电机润滑装置的正常作业。