康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

康明斯机油泵检查及增大间隙的修理方法

 

摘要：康明斯机油泵在柴油发电机中较其它零件的润滑条件要好，因此零件的磨损较小，所以机油泵的工作性能稳定，使用时间较长。当润滑系统出现故障或拖拉机大修时，应对机油泵主要技术指标（如泵油压力、泵油量等）进行检验，不要轻易拆解，如果经过检验，其主要技术指标已达不到要求时，则说明零件已磨损。此时应将机油泵拆卸分解，进一步检查零件磨损程度和配合关系破坏的情况，以便采取相应的修理措施加以修复。康明斯公司在本文介绍了影响机油泵工作性能的主要技术参数的检查方法和技术要求，并对恢复柴油发电机组机油泵参数的技术方法进行了探讨。

 

      结构简单，体积小，重量轻，输油量大。摆线转子泵系采用内外转子啮合的结构，齿数少，结构尺寸紧凑，不借助其他隔离元件便能形成密封腔，其零件数量少。结构如图1所示，原理如图2所示。

      运转平稳，噪音小。摆线转子泵内外转子齿数只差一齿，它们做相对运动时，齿面滑动速度小，啮合点在不断地沿着内外转子的齿廓移动，因此，两转子齿面的相互磨损小。由于吸油腔和排油腔的包络角度大，接近145°，吸油和排油时间都比较充分，因此，油流比较平稳，运动也比较平稳，且噪音明显低于齿轮泵。

4、高速特性

      对于一般的渐开线齿轮泵，如果转速过高，则因离心力的作用将会导致齿谷充油不足形成“空穴”，使泵的效率下降，因此，其转速很少超过3000rpm，圆周速度在5～6m/s以内。对于摆线转子泵，吸排油角度范围大，在高速旋转时，离心力的作用有利于油液在齿谷内的充填，不会产生有害的“空穴”现象，因此，摆线转子泵的转速范围可在几百至近万转。

 

图1  柴油机机油泵结构图

图2  柴油机机油泵工作原理图

 

二、 机油泵检查方法及技术要求

 

1、齿顶间隙

      机油泵的泵体内壁与齿轮顶端的间隙称为齿顶间隙，此间隙的增大一般是由于主动轴与衬套或从动齿轮中心孔与从动轴间的间隙增大，导致泵体内壁与齿轮顶端互相摩擦所造成的。此间隙一般为0.05～0.15mm，极限间隙为0.45mm。检验时，可用塞尺进行测量。若测量出的结果超过极限间隙值时，一般应成对更换齿轮或泵体。齿轮式机油泵齿顶间隙检测方法如图3所示，转子式机油泵齿顶间隙测量方法如图4所示。

 

图3  齿轮式机油泵齿顶间隙检测方法

图4  转子式机油泵齿顶间隙测量方法.

 

2、啮合间隙

      主、被动齿轮啮合间隙增大，是由于机油泵齿轮牙齿相互摩擦造成的。其检查方法是：取下泵盖，用厚薄规在主、被动齿轮啮合互成120°处分三点进行测量，检查两齿之间的间隙。机油泵主动齿轮与被动齿轮的啮合间隙正常值一般为0.15～0.35 mm。各机型均有明确规定， 4BTA3.9-G2柴油发电机为0.03～0.082 mm，最大不超过0.15 mm；如果齿轮啮合间隙超过最大允许限度，应成对更换新齿轮。齿轮式机油泵啮合间隙检测方法如图5所示，转子式机油泵啮合间隙测量方法如图6所示。

 

图5  齿轮式机油泵啮合间隙位置

图6  转子式机油泵啮合间隙测量方法

 

3、端面间隙

      机油泵齿轮端面与泵盖内平面之间留有的间隙（如图3所示）。由于工作中齿轮端面与泵盖内平面的接触而产生的磨损会使此端面间隙增大，当超过极限值时，对机油泵泵油量将有明显的影响。端面间隙的测量一般是用钢板尺和厚薄规检查齿轮端面到泵体分解面的距离及泵盖内平面上的磨损量，两者之和即为机油泵的端面间隙。当泵盖工作平面磨损深度超过0.1 mm时，应加以修复。齿轮式机油泵端面间隙检测方法如图7所示，转子式机油泵端面间隙测量方法如图8所示。

4、油泵轴与轴承的配合间隙

      油泵轴与轴承的配合间隙包括主、被动齿轮轴与其配合的轴孔之间的间隙。可用千分尺及内径千分表分别测量轴和轴孔的尺寸，二者之差即为其配合间隙。在缺乏测量仪器时，可凭轴与孔的晃动量确定。间隙一般为0.02～0.05 mm，最大不得超过0.15 mm。

5、主动轴的轴向间隙

      此间隙即机油泵驱动齿轮端面与泵壳尾端之间的间隙。可用厚薄规测量，也可用千分表测量，让表的测杆抵在主轴的一端，然后推动主动轴往复移动，即可测得其间隙。这一间隙不应大于齿端间隙，若大于齿端间隙，将加剧齿轮端面和泵盖接触面的磨损。一般柴油发电机不得超过0.3 mm。

 

图7  齿轮式机油泵端面间隙的测量方法

图8  转子式机油泵端面间隙测量

 

三、机油泵修理方法

 

1、齿顶间隙增大的修理

      间隙的增大，往往是由于轴和轴套孔间的间隙增大导致的，故应在修理轴和轴套的配合后进行间隙恢复。若泵腔的磨损不严重，可以将轴承合金堆焊在齿顶上，然后根据配合的需要进行车削。倘若泵腔也磨损较严重，则采取镶套法修理。其方法是：镗削泵腔壁，用钢或铜料按泵腔尺寸车削厚度为3～4 mm的半圆形衬套。将套下入泵腔后，用夹子夹紧，然后在衬套两端沿其整个宽度施焊，焊后在砂箱内缓慢冷却。最后将泵腔进行镗削加工至标准尺寸，其锥度、椭圆度不大于0.02 mm。也可以将衬套用环氧树脂胶粘接。

2、齿轮啮合间隙增大的修理

      齿侧间隙对机油泵性能影响较小，所以允许值较大，有时可达1 mm左右，因此修理较少。如果磨损后轮齿表面不光洁或有毛刺，用油石磨光。由于泵齿是单面磨损的，所以当齿厚磨损未超过允许值时，可将齿轮翻面使用;超过允许值时，则应更换或修理。

3、端面间隙增大的修理

      端面间隙对机油泵的工作指标（油压、油量）影响较大。端面间隙超过标准，必须加以修理，其修理步骤如下：

（1）如泵腔底部磨损，应用光磨消除磨损面凹痕。

（2）如齿轮端面及泵盖磨损，磨损不大时，可将其表面涂上研磨砂在平台上（或玻璃上）研磨，以消除磨痕和不平度;若磨损严重端面间隙较大时，可用磨削或先车削后研磨的方法修理。

      研磨时，应不断用深度尺或千分表检查齿轮端面低于壳体端面的高度（即齿端间隙），研磨后的泵体，结合面要与轴孔中心线垂直，其不垂直度（或称偏斜度）一般为每100 mm内不大于0.1 mm，结合面的不平度一般不大于0.02 mm。

4、油泵轴与轴承的配合间隙增大的修理

      随着轴和轴承配合间隙的增大，将破坏齿轮副的正常啮合，并导致齿顶与泵腔相摩擦，破坏各部的配合关系，使供油量减少。主动轴与轴承的配合间隙过大时，可以采用修理尺寸法进行修复，将轴孔铰大（可加大0.25 mm、0.50 mm），而相应地加粗主动轴（镀铁或镀铬），也可以用镶套法修复（衬套厚约15 mm），在铰削时应保证上下衬套的同心度。为此，对于泵盖上有轴承套的机油泵，最好将泵盖装到泵体上一次加工完成。轴承孔的锥度、椭圆度应不大于0.02 mm。经修理后，轴的不直度在全长上应不大于0.05 mm。被动齿轮轴与轴孔的配合间隙过大时，也可用以上方法修理。在磨损不大的情况下，由于被动齿轮轴是不动的，所以其磨损为单边磨损，故可将轴压出后调转180°再压入使用（此時，如静配合过盈量减小，可用电镀法修复）。轴压入泵体后，轴头应沉入壳体结合面0.05～0.50 mm。被动齿轮上的轴孔磨损后，用镶套法修理，修好后应按原要求钻润滑油孔。

5、主动轴轴向间隙增大的修理

      此间隙超过允许值时，在泵壳尾端堆焊或加垫圈进行调整，修理时应保证此间隙不大于齿端间隙。

 

总结：

      目前，柴油发电机所用机油泵有外啮合式齿轮泵和内啮合式转子泵两种，齿轮泵尤其是单级齿轮泵应用广。机油泵作为柴油机的“心脏”，对其进行定期的检测是确保柴油机正常工作的关键步骤。通过本文介绍的几种机油泵的检测方法，可以提高机油泵故障的诊断和解决能力，保证柴油机的稳定运行。但最重要的是，我们应该加强对机油泵的维护保养工作，以延长机油泵的寿命，提高其工作效率。

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