奇瑞汽车股份有限公司发二院设计指南
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一、总成说明
1.1机油泵总成的功用
机油泵是润滑系中最重要的部件,其功能是为润滑系提供足够压力和流量的机油,油压必须保证在一定的范围,以保证每一个摩擦件得到充分的润滑而且不损坏相关的承压件。机油泵在整个发动机润滑系统的开发中具有决定性的作用,我们可以把整个润滑系统比喻成人体的血液循环系统,机油泵就是润滑系统的心脏,各个油道支路就是血管,机油泵在发动机的运转过程中源源不断地为各个零部件提供血液的循环,保证发动机在各个工况下正常运行。
1.2 各种类别的机油泵轮廓图
以下是实际产品外形
NEF1立的三维模型,机油泵是安装在曲轴前端,靠曲轴来带动机油泵泵油。
NEFV 发动机机油泵是安装在油底壳内,靠链条来驱动。
二、机油泵总成设计
1设计原则。
满足发动机的正常运行,提供一定的机油压力。
2设计参数确定
设计参数:机油散热量j Φ和机油流量v q  理论上,发动机中机油循环流量v q (机油体积流量)可以根据两种办法来确定:一种方法是根据发动机的机油散热量来确定;另一种方法是用统计方法,即比较同类型的机器,再相同的工作条件下的机油流量,选择一个适当的流量作为该机器的设计机油流量。这里介绍用机油散热量决定机油流量的方法。
机油散热量j Φ由下式确定:
i j Φ=Φ0α(kJ/h )                                            (1)
式中j Φ―――机油带走的热量(kJ/h );
i Φ―――发动机中每一小时燃料燃烧生成的热量;
0α―――机油散热量占发热量的百分比,对于现代汽车拖拉机用发动机
可取0α=0.015~0.025,对于活塞用机油冷却的柴油机需由机油带走的热量要大的多,可达到0α=0.06。
由于  e i P
η3600=Φ                                                (2)
所以  j Φ=0αe
P η3600                                            (3)  式中 P ――内燃机有效功率(kW );
e η――有效效率,对汽油机可取e η=0.25;对柴油机可取e η=0.35。
确定了机油所带走的热量后,就可以求出在发动机中所需要的机油循环量:
奇瑞柴油发动机v q =t c j j
∆••Φγ(L/h )                                              (4)
式中:γ-机油的比重,一般可取  γ=0.85 kg/L,也可以根据机油平均温度查表得到;    j c -机油的比重,一般可取 c =1.7~2.1 kJ/(kg.K),也可根据机油平均温度查表求得。 t ∆ -机油在完成一次循环过程中的温升,一般可取t ∆=10~15℃。
实际上,机油泵实际流量(va q )要根据发动机所需机油循环流量(v q )决定,但是它要比机油的循环量为大,这是因为
第一, 考虑到机油泵本身和内燃机的各摩擦副零件在工作中都有磨损,因此他们
的配合间隙和机油的泄漏都会逐渐增加,为了保证在这种情况下在系统中
还能保证足够的油压,机油泵排量需要有足够的富裕量。
第二, 机油泵本身通常装有调节机油压力的调压阀,以保证机油压力在允许的范
围内,因此从机油泵排出的机油只是一部分输入到主油道,其余的经过调
压阀流掉了。
第三, 考虑到所设计的内燃机,今后可能要进一步强化,需要更大的机油流量,
所以 va q =K v q (L/h )                        (5)
式中    K ――储备系数,一般选取K =1.5~2.0,有时为了系列化尺寸的油泵,K 可以取到3.5。
3 机油的工作压力和温度
现代内燃机主油路的机油原来(表压)一般是在下述范围内:
汽油机和高速柴油机    0.2~0.5    Mpa;
强化发动机            0.6~0.9    Mpa;
低速柴油机            0.08~0.18  Mpa;
在最低转速下,机油压力不应低于  0.05~0.18  Mpa;
为了可靠地将机油送至各润滑表面,在润滑系的主油道必须建立起一定的机油压力,一般汽油机主油道的机油压力为200~400kpa,高速柴油机为300~600kpa 。采用离心式机油滤清器,应采用较大的机油压力。汽油机怠速时不低于70Kpa,柴油机以不低于100Kpa 为宜,应该注意的,发动机的油压必须保证在一定的范围内,否则会造成发动机的抱瓦,损害发动机。当然,发动机的机油压力的确定与很多因素有关,给出的是大概的范围,不同的发动机,对机油压力要求也不同。
机油的工作温度视机油的品质而有所不通,通常在75~90℃,个别的可以达到110℃。 这里所指的是油箱中的机油温度。机油温度如果过高,由于粘度下降,将不能保证轴承间隙内形成可靠的承载油膜。若油箱中的机油温度超过95~100℃,应当安装机油冷却器。
为了保证轴承等摩擦副正常工作,必须控制机油的温升温度,轴承的温度可用油膜的平均温度来评定,一般润滑油流过轴承的温升在20~50℃的范围内,而油底壳内的温度是随着车速线性变化的,同时也受环境温度的影响,环境温度每上升1℃,油底壳内的温度上升0.8~0.9℃,在环境温度为30℃,汽车高速行驶时,油底壳内的温度可达到125~140℃,这么高的机油温度将影响机油的抗氧化能力,近年来,国外大力研究机油高温添加剂,用以提高机油的工作温度,目前已远远超过170℃以上。
4 机油泵设计概述
在内燃机中,采用外啮合齿轮式机油泵(简称齿轮泵)和内啮合转子式机油泵(简称转子泵)。