摆线转子泵在HW变速器润滑系统中的应用.pdf

产品设计
CHANPINSHEJI
摆线转子泵在HW変速影
》定
润滑系统中的应用
口文/石红云赵善析周德刚徐顺(中国重汽集团技术发展中心)
本文叙述了HW系列变速器的润合齿轮泵,因其结构简单、尺寸紧凑、3摆线转子泵流量计算及参数确
滑系统原理,提出将成本较低的摆线转噪声小、运转平稳、不易产生“气穴”、定
子泵应用到HW系列变速器的润滑系容积效率高等优点而得以广泛应用。
首先结合图3说明内、外转子个参
统中替代原有的齿轮泵;同时搭建试验
数间的关系如下:
台,进行油泵试验,并分析试验结果,
e=(p-p2)/2
得出结论。
R=a+P-c=a+p,+ e
1HW系列变速器润滑系统介绍
=a+l-2e=a+r
目前批量生产的HW系列变速器
L=p1+e=P2+3
润滑方式采用强制润滑和齿轮飞溅润滑
式中,e-一偏心距
两种,强制润滑系统采用内合齿轮系
内转子齿顶圆半径(亦称
型作为润滑动力输出,将泵出的齿轮油分
长半径)
流」成3股,分别润滑输入轴、情轮及副箱,
图2摆线转子泵工作原理图
D
内转子齿根圆半径(亦称
车
如图1
图2为摆线转子泵工作原理图。从短半径)
图中可以看出内、外转子的每一个齿都
ろ一内转子齿数
始终处于啮合状态,这就形成了若干个
Z2一外转子齿数,2=21+1
密封的空间。当泵按图2中转动时,位
a外转子齿形圆半径
于中心线下面的齿腔不断的变大,造成
R一一创成圆(外转子齿形均布
了一定的真空状态,油液便经由月牙状圆)半径
进油腔被吸入到这部分齿腔中,因此,
rー一外转子齿顶圆(内切)半径
这部分的齿腔被称为进油腔,也称为吸
L一外转子齿根圆半径
油腔;随着转子的旋转,油液不断被吸另有参数:
图1HW系列变速器强制润滑系统入,直到达到最大位置Amax,吸油过
D一外转子半径
油泵的进油腔通过油泵壳体管道连程结束。继续旋转,齿腔容积将逐渐减
d一内转子驱动轴孔径
通至变速器下部,这样齿轮油便能充分小,并与向对应的上侧月牙状排油腔接
由此可见,确定摆线转子泵结构的
的进入到油泵中。由于在HW变速器通,随着齿腔的逐渐缩小,受压缩的油基本参数为2、R、e、a及D、d。
中输入轴部分须强制润滑;左惰轮由于液便经由月牙状排油腔被不断压出,直
位置较高,飞溅润滑效果不理想,须强到达到最小位置Amin,因此这部分的
制润滑;副箱中的输出轴及行星轮机构齿腔被称为排油腔,直到达到齿腔的最
飞溅润滑不理想,且行星轮内滚子润滑小位置,随后齿腔又进入到吸油腔的部
须充分,因此也须强制润滑。这样,油分,重复吸油过程。这样,油液便不断
泵便将泵出的齿轮油分成3股,分别强从吸油腔进入,排油腔压出,完成泵油
图3内、外转子参数图
制润滑上述的3个位置,使得变速器能的过程。
同时根据有关的文献资料,摆线转
够正常的工作。
由上述可知,在内转子的一个齿转子泵的几何流量计算公式如下:
2摆线转子泵原理介绍
过一周时,该齿便吸、排油各一次,即Q。=Q/n=x(p3-p2)Bn1×10°
摆线转子泵是一种特殊齿形的内啮完成一个工作循环。
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式中,Q一一实际流量(L/min);nー容积效率
的高压橡胶软管。如图5所示。
B转子宽度(mm);n-内转子转速(r/min
容积效率约为0.80~0.90,n的高低受工作油压、油
温(粘度)、转速、制造精度等诸多因素的影响。可根据最
大工作油压、油温、转速等预估n值,其原则是高压、高温
低速、低精度取小值,反之取大值。
HW系列摆线转子泵是在原有的齿轮泵上进行的升级设
计,因此,在空间位置及安装方式上采取与原有结构最大程
度上的通用。这样摆线转子泵的下列参数便可以确定:
图5油泵试验台
D=90mm
44.9mm
4.2试验方法
同时根据变速器油泵的设计流量Q及式(1)、(2)
(1)常压下,在某一温度范围内,测定流量、油压随
3)、(4),推算出相关参数如下:
转速的变化。测试的温度范围包括常温20~30℃,中温
Z=9;R=42.4mm;e=3.585mm;a=9.mm
50~60℃和高温80℃以上。在要求测试的温度范围内,依
4试验平台搭建及试验方法
次监测并记录转速分别在650rpm、800rpm、1000rpm
油泵在HW变速器润滑系统中的工作性能的好坏仅靠1200rpm、1500rpm、1800rpm、2100rpm、2400rpm
理论计算是远远不够的,要做到对油泵以及整个润滑系统的下的8组数据。在测试流量及压力的过程中要实时地监测油
真实的评价还必须通过试验进行验证。
温,以防止油温不在要求的范围内而造成试验数据不能真实
4.1试验台的搭建
地反应润滑系统的性能。
整个系统包括液压、机械传动以及传感器信号采集3个
(2)常压下,在某一恒定转速,测定流量、油压随温
部分,其中主要部件组成如图4所示。
度的变化。测试的转逃根据实际应用包括120mn和10/言
m,在一恒定转速下,实时监测油温,从常温开始到高温
联轴器
调速器
达到80C以上,每隔5℃记录一次当前温度对应的流量和油
HW变速箱
压,从而可以获得在某一稳定转速情况下润滑管路性能随油
温变化的试验数据。
)5试验结果及数据处理(见图6)
图4油泵试验台示意图
其部件功能如下
调速器:采用交流可控变频调速器,以控制输入频率来
控制电机转速,模拟在整车实际运行工况,以获得在不同转
速情况下来对油泵的工作性能进行测定。
电机模仿整车发动机,为变速器提供运转的动力和转速。
图6
试验台架:为电机带动变速器运转提供支持的连接平台,
试验结论
从而使电机通过联轴器能够稳定地连接到变速器上。
1)转速越高,转子泵的润滑油量越大
HW变速器:作为油泵的载体以及润滑的对象,为油
2)在低温段,润滑油温度越高,相同转速下,油泵的
泵的工作传递动力。对以油泵为核心的润滑系统测定和评泵油量越大
价
3)当润滑油的温度到达一定值时,润滑油粘度值恒定,
温度计:用来实时的监测油温,以便测试变速器的润滑随着温度上升油泵的泵油量恒定
系统性能随油温的变化情况。
4)油泵的流量满足HW变速器强制润滑系统的要求
油泵变速器整个润滑系统的核心,是试验主要的评价对象。6结论与展望
压力传感器及附件:监测相应润滑管路的实时齿轮油压
HW系列变速器润滑系统所用的摆线转子油泵适合于高
力。主要测定油泵输出口的油压和通往副箱油路的油压。
速运转,具有运转平稳、体积小、噪音低、压力脉动小、自
流量传感器及附件:监测相应润滑管路的实时齿轮油流量。吸性能好、容积效率高等特点。转子泵内、外转子采用粉末
主要测定油泵输出口的齿轮油流量和通往副箱油路的流量。
冶金工艺,兼顾了实用与经济两方面的需要,对HW变速器
在进行油泵试验时,将装在前売内的油泵输出端以及通润滑系统的经济性和高效性能有了很大的提