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郑州奥特车辆科技有限公司 (编号 8466) http://www.autol.net
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车辆集中润滑技术在高寒地区的应用突破
作者:郑州奥特车辆科技公司 赵冬章 司爱国
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汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ...
摘要:目前应用的齿轮泵-容积式车辆集中润滑系统因其在低温环境下难以有效泵送粘稠油脂,而使其在高寒地区的推广应用大大受限,针对这一技术瓶颈,本文提出有效的解决方案,不仅突破了车辆集中润滑技术在高寒地区的应用瓶颈,而且创造性实现了高粘稠度NLGI-0# 极压锂基脂在全国绝大部分地区的常年应用。
关键词:车辆集中润滑;高寒地区;低温泵送性

Abstract:The present gear-pump vehicle centralized lubrication system is difficult to pump viscous lubricant effectively, and can’t be used in alpine region. According to the problem, some effective solutions are brought forward in this paper, which make the vehicle centralized lubrication system pump lubricant well in alpine region and can dispense grease with a viscosity up to NLGI No.0 in most areas of China,
Key words: vehicle centralized lubrication; depositional metamorphism; alpine region; low-temperature pumpability

集中润滑技术以其定时定量、安全高效的工作特点,已广泛应用于各机械行业。近年来车辆集中润滑技术随国内客车业的高速发展而日益得到普及应用,尤其是对运营效率要求较高的公交系统和客运集团。

根据建设部2008年最新发布的国家标准《城市客车分等级技术要求与配置(草案)》,车辆集中润滑系统被列为中等级以上(含超级、高级、中级)城市客车的标准配置。

1 车辆集中润滑技术现状

相对室内机床设备的稀油集中润滑,车辆运行环境恶劣,若使用的润滑油脂过稀,则开放式轴销类摩擦副内形成的润滑油膜强度低,润滑油膜维持时间短,特别是一些高温高速的摩擦副,随车辆的频繁振动,油脂流失现象更加明显,润滑效果不良,油脂流失引起的另一重要问题是污染车体、停车场和城市道路,严重恶化了维修工人的工作环境、污染了城市环境,该类型泵站在高寒地区严冬季节,润滑泵无法泵送因极低温而变得更加粘稠的润滑脂,系统难以正常工作。因此,应用高粘稠度油脂成为研发车辆集中润滑系统的重要课题,但随之而来的技术难题是,普通润滑泵站难以泵送高粘稠度油脂,而且高粘稠度油脂极易在泵站底部沉积和固化变质。

对于车辆集中润滑系统而言,目前国内外基本使用较稀的低粘稠度NLGI-000# 或NLGI-00# 极压锂基脂【注】,即便油脂如此稀,也普遍存在严重的油箱底部油脂沉积变质问题。更需要注意的是,气温是影响油脂粘稠度的重要因素,气温越低,油脂粘稠度越高,流动性越差,沉积和固化变质现象越严重。根据长期的市场跟踪结果显示,在我国华北地区,冬季即使应用粘稠度最稀的NLGI-000#极压锂基脂,油箱底部油脂仍会出现固化变质现象;而在我国东北和西北的高寒地区,因冬季气温过低,当前国内外市场普遍使用的齿轮泵-容积式车辆集中润滑系统连粘稠度最稀的NLGI-000#极压锂基脂都无法正常泵送,具体表现是,在持续2~3个月时间内,润滑泵油箱内常温下接近流体的油脂在过低温下接近软体,流动性极差,系统工作时齿轮泵抽空,泵送不出油脂,主油道欠压,所有摩擦副得不到润滑,这就是冬季北方高寒地区的公交巴士目前所配底盘集中润滑系统频繁出现欠压报警的根本原因,这已经严重制约了车辆集中润滑技术在高寒地区的推广应用。

2 高泵送性能集中润滑系统的研发

针对车辆集中润滑系统低温泵送性这一技术瓶颈,郑州奥特车辆科技有限公司联合国家级科研院所的资深专家经过长期潜心研究,对目前应用的齿轮泵-容积式车辆集中润滑系统进行了系统的技术研发,成功开发出高泵送性能AR60H型(亦称高寒型)车辆集中润滑系统,如图1所示。该项目已获得多项国家专利,并已向德国、日本、美国等国家申请了国际专利。其综合性能远远领先于国内外同类产品。

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图1 高泵送性车辆集中润滑系统

AR60H型车辆集中润滑系统不仅突破了车辆集中润滑技术在所有高寒地区的应用瓶颈,而且创造性实现了高粘稠度NLGI-0# 极压锂基脂在全国绝大部分地区(包括辽宁、内蒙等高寒地区)的常年应用。

2.1 高泵送性润滑泵站

鉴于目前国内外市场润滑泵站存在的问题,奥特科技经长期系统研究,成功开发出具有高粘稠度油脂泵送性能的AR60H型润滑泵站,该泵站主要通过以下两方面来提高其泵送性能:
一.通过改变齿轮泵转速,提高泵站吸脂性能,降低对齿轮泵的磨损。

二.创造性改变泵站内部结构,增设动力辅助结构,促进高粘稠度润滑脂流动,提高泵站吸脂性能;同时,促进油箱内油脂更新,有效地避免了润滑脂在泵站底部长期沉积变质。
新开发的AR60H型润滑泵站不仅突破了车辆集中润滑技术在高寒地区的应用瓶颈,而且得以实现在全国绝大部分地区常年泵送高粘稠度NLGI-0# 极压锂基脂,能够充分满足车辆油脂摩擦副包括高温高速摩擦副的润滑需求。

2.2 新型加压式分油器

在高寒地区严冬季节,车辆集中润滑系统油路内润滑脂的流动阻力,将随环境温度的急剧降低而大幅度升高,试验证明,润滑系统配置直角卸荷式分油器时无法对各润滑点进行有效供油。

目前国内外车辆集中润滑系统普遍采用的直角卸荷式分油器最早始于德国,其工作原理是:系统运行时,主油路加压供油,分油器弹簧储油腔计量储油;运行结束,主油路卸压后,分油器在储油弹簧力作用下经分油管向车辆各润滑点排油。

直角卸荷式分油器在长期使用过程中暴露出其先天的性能缺陷——有效排油压力远低于主油管压力。市场上直角卸荷式分油器储油腔内径一般为12mm,其圆形截面储油弹簧规格接近1.5mmx9mmx46mm,在完全压并圈时最大极限压力仅2.2MPa左右,即使规格接近的矩形截面弹簧,最大极限压力也增加有限,设计时考虑弹簧的永久变形和寿命,最大储油压力应不大于1.85 MPa为宜。排油时,随着弹簧伸长回复,分油器排油口压力将从最大值急剧减小到1.4Mpa左右。润滑泵站安全阀开启压力一般设置为3.8Mpa,主油管与分油器连接处,在集中润滑系统运行时压力可达3.3 MPa,因此,很大一部分油压白白浪费掉了。

因此,直角卸荷式分油器仅适用于润滑阻力较低的、普通开放式轴销类油脂摩擦副以稀油脂作润滑介质场合;对密封性要求较高的摩擦副(如自动调整臂等)及以粘稠油脂作润滑介质场所,低排油压力的直角卸荷式分油器不能确保此类进油阻力大的摩擦副得到有效润滑。

经过大量对比试验,最终定型于定量加压式分油器,其特点:计量精确,能够充分利用主油路压力,排油压力大。该分油器以往应用于其它行业的稀油润滑,我们对其进行了重要的结构改进以实现对高粘稠度油脂的高压定量分配,充分满足进油阻力大的摩擦副润滑需求,并且适用于高寒地区严冬季节。其工作原理:系统运行时,主油路加压供油,直接利用主油管压力将分油器内上一循环计量好的油脂经分油管压向车辆各润滑点;运行结束,主油管卸压后,分油器计量储油如图2所示。

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图2 加压式分油器工作过程示意图

相对直角卸荷式分油器,改进后的加压式分油器能够充分利用主油管压力。集中润滑系统运行时,主油管与分油器连接处的压力可达3.3 MPa,分油器排油口可持续维持2.8 MPa的排油压力,满足了车辆集中润滑系统以高粘稠度的NLGI-0# 极压锂基脂作润滑介质时的润滑需求。

在高寒地区冬季,随气温降低,AR60H型润滑泵站出口压力将由常温时的3.8 MPa自动升高,使主油管压力升高,对加压式分油器来说,可增大其排油压力,克服随油脂变稠而增大的流动阻力,确保润滑效果。而卸荷式分油器受其结构限制,则没有这种自动增加排油压力的功能。

2.3智能型液晶监控器

奥特科技ECU液晶监控器采用液晶显示屏,能够动态显示润滑系统各重要参数,一目了然,非常便于普通司乘维修人员了解整个系统的运行状态。在系统休止状态,显示屏显示当前工作周期累计数和休止倒计时;在系统运行状态,显示屏显示油压瞬时到压情况、运行瞬时计时;在系统出现故障时,显示屏准确显示故障代码并进行声光报警。

为了满足高寒地区冬季车辆集中润滑的需求,奥特科技开发出了具有温控设置的AK智能型液晶监控器,对于年最低气温低于-15℃的区域,系统设置温控传感器。当环境气温低于设定气温值时,显示器上显示“▉▉▉”,在监控器休止倒计时至00:00时,系统进入低温待机状态;当环境气温升高到设定气温值时,“▉▉▉”消失,温控传感器闭合,系统运行。这样,集中润滑系统可避开当天的极低温时段,自动选择较高气温时段运行,确保集中润滑系统在高寒地区严冬季节顺利运行,同时也拓宽了其适用区域。

结束语

车辆集中润滑技术在高寒地区的应用突破,为这项先进技术在全国各地区的普及应用奠定了技术基础。

目前,AR60H型车辆集中润滑产品已通过郑州宇通、苏州金龙、丹东黄海、重庆恒通、一汽大连等客车厂大批量应用于全国各地(特别是东北高寒地区)的城市公交和长途客运车辆。同样,具有高可靠性和高泵送行的AR60H型车辆集中润滑产品也完全能满足世界各地的城市公交和长途客运车辆润滑需求。

【注】:车辆集中润滑系统常用油脂稠度等级以锥入度表示。锥入度是指在规定负荷、时间和温度条件下,锥体自由刺入试料的深度,以0.1mm为单位。

稠度等级锥入度范围 油脂状态
NLGI-0# 355—385 接近软体
NLGI-00# 400--430 接近流体
NLGI-000#445--475 流体
锥入度越小,油脂越稠,润滑油膜越牢固,润滑效果越持久。
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/18/2008)
郑州奥特车辆科技有限公司联系方式:
网址: http://www.autol.net 电话:86-0371-65692360
地址: 中国·河南·郑州市郑花路20号
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