柴油机转向液压泵齿轮轴抱死故障浅析

吴云刚 杨长青 张典

1.安徽华菱汽车有限公司 安徽 马鞍山 243061

2.重型专用车发动机安徽省重点实验室 安徽 马鞍山 243000

1 柴油机设备中转向液压泵的功能发挥流程

在某些型号的柴油机中，齿轮系统液压泵系统是作为主要的设备动力系统存在的。只有依靠液压泵的动力支持以及系统后端齿轮的带动作用，才能保证液压泵系统的正常工作[1]。具体动力传输路径环节为：首先，当发动机的柴油燃料燃烧后，产生动力输出，其次，此动力经过曲轴正时齿轮完成动力传输过程，再次，动力运行流程进一步进入惰齿轮环节和液压泵装置所带的齿轮上，最后由液压泵的齿轮装置完成动力的输出，可见，虽然在整个动力输出的环节中，液压泵的齿轮不是最初的动力传输系统，但其却承担着最后关键环节的动力输出工作。因此，只有齿轮运行状态维持正常，整个柴油机才能保持正常运作。

2 转向液压泵齿轮抱死故障的具体表现

当柴油机的转向液压泵齿轮出现故障后，柴油发动机就会简单的表现为无法启动的状态。从这种故障性质上来看，可见，转向液压泵虽然只是柴油机中的一个环节的区域性系统，但其内部发生故障后，会直接导致整车都无法转向。从这个角度分析，可知这类故障具有影响范围较大，对柴油机工作影响比较严重的特点，这也是这类故障出现后，需要及时采取措施处理的主要原因。

3 抱死故障发生的原因分析

从专业的角度分析，要想有效地解决齿轮抱死的故障，就应当首先对抱死故障的产生原因进行深入的分析。从结构上来讲，柴油机的转向液压泵是一个内部结构比较复杂，且存在多种齿轮结构的设备区域，且在具体工作的状态下，其内部系统的运行是具有联动性的，因此，在进行故障分析时，也需要从此系统的应用设计、结构设计、安装工艺、润滑保养几个角度来开展。

3.1 齿轮强度的设计

通常情况下，液压泵的输出功率是有数值的限制的，一般以40kW为宜。另外，在齿轮的转速上，也需要结合输出功率的数值进行频率得到设定，以2300转每分为宜。在这种运行状态下，再利用齿轮的齿根部位的弯曲疲劳强度和齿轮表面的接触疲劳强度两项指标，实施液压泵的运行状态的核准和校对[2]。其中，弯曲疲劳和接触疲劳作为两种不同的系数，其计算指标和各指标的计算方法也有所区别。其中所涉及的数据指标和数值类型包括了啮合系数、材料弹性系数、齿数比、齿面载荷分布系数等，在具体计算时，需要根据固定的公式将相关检测和观察数值纳入其中进行计算。如按照规定计算出的强度计算结果符合设备的齿轮强度标准要求，则可认定为强度问题不是造成故障的因素。

3.2 系统结构的设计

由于齿轮与液压泵之间的关系属于动态协同共工作的关系。所以，旋转转动的过程中，必须要保证一定的贴合度和精度，才能减少和防止磨损的发生[3]。另外，单纯地从结构设计的角度分析，在液压泵的齿轮轴结构中，也已经设计了专用的润滑油通道，保证润滑油可以在设备运行中保持充分的润滑效果。另外，为了给后期的安装操作提供便利，通常情况下，会选用可以整体滑动的轴承和衬套设备进行应用。另外，整体性的衬套和轴承设备之间可以形成一个固定的动压油膜。有利于建设齿轮系统和设备运行中产生的磨损现象。

3.3 液压泵齿轮的装配工艺分析

在具体的装配工艺上，主要分为以下四个部分的流程：

第一，涂抹适量的既有在车轮上，安装液压泵时，将齿轮穿过传动花键安装在液压泵的齿轮轴部位，随后用挡圈锁死齿轮，防止滑脱。

第二，应用法兰面的螺栓将液压泵齿轮压板与齿轮室进行联合装置，螺栓深度应保持拧入3牙左右，随后应扳手工具将其拧紧，再有针对性地在接合点进行标记。

第三，润滑油管焊接件的安装，在这个安装环节中，需要将螺栓与垫圈结构将润滑油管结构接到液压泵齿轮压板的下方，随后完成上紧操作。

通过对本文研究的柴油机进行观察可见，以上装配工艺的执行流程都是严格按照既定的流程和操作方法实施设备的安装和接入的，因此，这部分流程中并未出现故障或问题，不会引起抱死现象的发生。

3.4 润滑油的油路设计

润滑油的油路，实际上也是影响齿轮抱死的重要因素。上文已经提到，柴油机系统运行的复杂性和齿轮结构系统的复杂性，使得润滑油的保养维护工作也需要按照系统内部结构的具体走向进行调整和完善。关于润滑油路的调整和设计，通常需要将整个柴油机作为布置对象和标准，做综合性的全面考虑[4]。合理的润滑油流动路线应当是，从外接油管出发，到达齿轮室后，再进入液压泵的齿轮轴区域，随后进入衬套结构中。各个齿轮之间的油道接口尺寸应当保持精确度，以免造成对孔不准，减少接续输油的过程中来油量指标的质量。从根本原因的角度分析，润滑油本身的涂抹量不足或者说油路设计不科学，是影响整个设备的润滑效果的关键性因素，因此，一方面在油路设计上要保证精确度 ，另一方面，在细节环节接口处的设计和组织中，应当确保其误差率控制在科学的范围内，只有这样，才能保证润滑油及时到位的输送到柴油机的既定位置，防止抱死现象的发生。

4 结束语

从上文我们的分析中可知，无论是设计问题，还是润滑油应用的问题，都有可能导致整个柴油机系统的正常运转发生问题，在解决办法方面，需要设计人员从设计的精确性和计算的精确性上入手，提高两方面数据计算和推理的准确性，从而杜绝故障的发生。另外，从整体分析中也可看出，故障发生的原因也有明显的复杂性特征，这就要求故障分析人员应当具备相应的专业素质水平，采取针对性的方法应对故障的发生。