某越野车转向油泵壳体爆裂原因分析及验证

1、某越野车转向油泵壳体爆裂原因分析及验证Abstract：Inthisthesis，wemaketheanalysisandvalidationofthepumpsplitontheoff-roadSteering，putforwardthemethodoftheresolventandverifyit.Thethesisprovideatheoreticalbasisforthedevelopmentofallkindsofvariantsandnewmodelsreference.Keywords：steeringsystems；gearpump；splitCLCNO.：U463.4Docu

2、mentCode：BArticleID：16717988（2018）17-80-02z、.前言某型虢越野车在出厂摸底试验中，五辆样车中有三辆样车在举升备轮时发生油泵壳体爆裂的故障。本文通过对转向-备轮举升液压系统进行分析，找到转向油泵壳体爆裂的原因，并通过对系统改进结合试验验证解决了该问题，提高了转向系统的可靠性。故障现象样车在行驶大约1000公里后，车辆进行常规检查，举升备轮时发生油泵壳体爆裂的故障。如图1所示。对损坏的齿轮泵进行拆解，发现内部的主动齿轮有高温灼烧的颜色，浮动轴承座表面有严重的磨损痕迹，安全阀弹簧变形，长度比正常的弹簧长度缩短5mm左右。如图2所示。故障原因分析由于油泵壳体是

3、在举升备轮时发生爆裂，所以先对液压系统中的转向系统和备轮操纵系统进行分析。转向-备轮举升液压系统原理介绍该越野车转向系统与备轮举升系统共用一个液压泵。液压油箱1中的液压油通过吸油多通接头3分别进入发动机驱动的转向油泵5和安装在分动器上的应急泵10。转向油泵5驱动液压油进入备轮升降控制阀12后分为两路：一路进入应急阀9的P1口，另一路直接进入双回路转向器7的第一回路；应急泵10驱动液压油进入应急阀9的P2口，应急阀A口与转向器7的第二回路连接，驱动前二桥转向助力缸8进行工作。由于转向油泵5内置安全阀，所以当压力升高时，通过内置安全阀进行卸荷保护，转向器7和应急阀9的回油通过回油多通接头4流回液压

4、油箱1。转向-备轮举升液压系统原理示意图如图3所示。备轮操纵控制阀由一个三位四通电磁换向阀和一个双向调速阀集成，可以分别调节备轮油缸的上升和下降速度，保证油缸运动平稳性和安全性的要求，同时在油缸未工作时，保证油液最大限度通过控制阀，进入转向系统。根据备轮举升特性和车辆液压系统参数，备轮操纵控制阀中位的最小通过流量可以达到50L/min，以满足转向系统的流量需求。按照油缸运动平稳和安全性的要求，按30s时间，液压缸的行程为470mm，举升油缸具体参数见表1。通过表3的备轮举升油缸性能参数可以计算出活塞运动的平均速度，从而计算可得备轮举升时需要的流量为：。发动机怠速时转速为600r/min50r/

5、min，发动机曲轴速比为1.47，所以发动机怠速时油泵的转速为600X1.47=882r/min。油泵性能参数如表2所示，性能特性曲线如图4所示。根据图4转向油泵特性曲线可以看出，在油泵转速882r/min时，油泵的输出流量大约为21L左右。由于备轮举升系统与转向系统共用转向油泵，所以油泵输出的油液经过备轮举升电磁阀，有21-2.86=18.14L/min的油液需要进行溢流。故障样车的转向油泵内置安全阀，安全阀卸荷孔直径仅有1mm，多余的油液直接进入油泵进油口。当操作备轮举升系统时，由于转向油泵溢流油液多，溢流时间长，使油泵内部建立高压，产生高温，铸铝材料的油泵壳体变形，导致主动齿轮旋转中二次扫膛，扫膛下来的铝屑将安全阀卸荷孔堵塞，致使安全阀失效，系统压力超过油泵壳体使用极限，致使油泵壳体开裂。解决措施根据前面的原因分析，要彻底解决油泵壳体开裂的情况，需要解决转向油泵（齿轮泵）安全阀内部溢流，将安全阀内置油泵改为外置管路中，并将溢流油液回到油箱。改进后的转向-备轮举升液压系统原理示意图如图5所示。验证效果五辆样车整改后，各经过3万公里可靠性试验验证，转向油泵未再出现壳体开裂及其它异常