某柴油发动机机油泵齿轮断裂改进过程分析

闻武　崔军　范皖元

某柴油发动机机油泵齿轮断裂改进过程分析

闻 武，崔 军，范皖元

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，合肥 230022）

摘 要：本文针对某柴油发动机机油泵齿轮断裂问题进行了相关因素分析，通过一系列的改进措施，经过台架耐久性试验验证，优化后机油泵齿轮能够满足设计要求。

关键词：机油泵；齿轮式；断裂；耐久试验

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.008

1 机油泵齿轮断裂因素分析

1.1 齿轮材料分析

1.1.1 性能檢测

将故障件齿轮和新件的齿轮进行材料性能检测，检测结果显示，新件、故障件的密度、硬度在图纸要求附近，有些能够达到要求，有些不能满足要求。具体如下表：

1.1.2 强度检测

对新件的机油泵齿轮进行单齿压溃试验（测量方式如图1），试验表明压溃断裂的部位均为齿轮轴孔处，说明齿轮的单齿折断强度大于齿轮轴孔处折断强度。

1.1.3 齿轮材料CAE分析

齿轮材料为粉末冶金材料烧结铜钢（F0203J），抗拉极限为500MPa，齿轮与轴的设计半径过盈量为0.011～0.0255mm，以最大半径过盈量带入计算，齿轮轴孔处最大应力为617MPa，超过了原材料抗拉强度极限（500MPa），会造成齿轮断裂，见图2所示。综上根据目前的设计，齿轮与轴的过盈量需要有一定的要求，不能盲目减小过盈量，导致齿轮轴孔处的应力远大于材料的极限抗拉强度，所以齿轮的材料（F0203J）性能不能满足要求，需要改进齿轮材料。

1.2 齿轮受力分析

1.2.1 驱动力

从结构上看，机油泵主动轮上的驱动力来自曲轴前端的齿轮，见图3所示。从故障机的前面的试验数据上看，发动机的动力性正常，整个过程数据平稳，没有异常波动，说明齿轮断裂并非驱动力波动异常导致。……