机油压力报警开关漏油分析及解决方案
2025-02-03卢军波李红梅
【摘" 要】机油压力报警开关广泛应用于多个领域,作为机油压力报警系统重要原件检测机油压力并发出报警信号。某发动机用机油压力报警开关在台架耐久试验中漏油频发,成立公关小组调查。从设计、制造、安装、运行过程排查,用故障树FTA分析原因,确认要因为压紧垫片弯折面无倒角和膜片冲型面有裂纹。针对要因制定对策,重新设计压紧垫片结构,更换膜片结构及材质,优化膜片制作工艺。效果检查表明改进后耐压合格,台架耐久试验及市场量装跟踪无泄漏,漏油问题解决,为其他部件优化提供思路。
【关键词】机油压力报警开关;漏油;膜片;触点
中图分类号:U463.66"""" 文献标识码:A""" 文章编号:1003-8639(2025)01-0092-03
Oil Pressure Alarm Switch Oil Leakage Analysis and Solution
LU Junbo,LI Hongmei
(Lifan Technology(Group)Co.,Ltd.,Chongqing 401120,China)
【Abstract】Oil pressure alarm switch is widely used in many fields,as an important component of oil pressure alarm system to detect oil pressure and send alarm signals. The oil pressure alarm switch for an engine was leaking frequently in the bench durability test,and a public relations group was established to investigate. Check the process of design,manufacturing,installation and operation,analyze the cause with fault tree FTA,and confirm that there is no chamfer on the bending surface of the compression gasket and crack on the punching surface of the diaphragm. According to the main reasons,the structure of the compression gasket is redesigned,the structure and material of the diaphragm are replaced,and the production process of the diaphragm is optimized. The effect check shows that the improved pressure resistance is qualified,the bench durability test and market load tracking have no leakage,the oil leakage problem is solved,and the ideas for the optimization of other components are provided.
【Key words】oil pressure alarm switch;oil spills;diaphragm;contact point
1" 机油压力报警开关简介
机油压力报警开关俗称油压报警器,是一种常用的机械开关,可实时检测机油润滑系统的压力,在压力异常时触发报警功能。机油润滑系统是发动机顺畅运行的关键,其循环路径为:油底壳→吸油滤器(粗滤)→油泵→油冷器→精滤器→曲轴箱轴瓦/轴承→(连杆瓦/轴承、主/副芯轴、气缸头、进/排气凸轮、喷淋活塞)→油底壳,如此循环,确保发动机在安全的压力下工作和长久使用。
机油压力报警开关的主要作用是报警。当油压报警灯亮时,表明安装于发动机油道上的“油压过低报警器”发出警示信号,即油道油压低于设定值(不同发动机设定值不同),此时红灯亮起,应立即停车查找原因,以避免故障扩大。
2" 机油压力报警开关的结构和原理
2.1" 机油压力报警开关的结构
机油压力报警开关由壳体、膜片、推杆、静触点、动触点、弹簧、上盖总成等组成。根据触点的位置不同,可分为上触点式(图1)和下触点式(图2)。上触点式指机油压力报警开关的动触点和静触点不接触油道油品,即触点在膜片组合上方;下触点式指机油压力报警开关的动触点和静触点接触油道油品,即触点在膜片组合下方。
2.2" 机油压力报警开关的工作原理
机油压力报警系统主要由机油润滑系统、油压报警灯和机油压力报警开关组成,油压报警灯安装在组合仪表里,机油压力报警开关安装在发动机润滑油道上,机油压力报警系统运行示意如图3所示。
机油压力报警开关按工作原理分为常开式和常闭式。常闭式应用更为广泛,本文主要以常闭式机油压力报警开关的工况进行研究分析。
机油压力报警开关的工作原理可简单归纳为断开和闭合两个状态。发动机运行时,机油泵通过机油循环路径向发动机各部件供应机油液,油道中的机油压力开始上升。当机油压力报警开关腔体内的油液压力高于设定值时,膜片组合向液压力方向动作,使动触点与静触点分离,内部电路断开,报警系统的回路也随之断开(图4)。断开后不再向机油压力报警系统传递电信号,故可判断机油压力正常,继续发动机的操作和控制。反之,当机油压力报警开关腔体内无压力或压力低于设定值时,膜片组合不会动作,动触点与静触点保持常闭状态,内部电路常通,报警系统的回路闭合(图5),从而触发机油压力报警系统的报警功能,避免发动机因机油供应不足而损坏。
3" 机油压力报警开关漏油问题背景
某发动机用机油压力报警开关在发动机台架耐久试验过程中漏油频发,严重影响发动机的安全性能,急需解决。为此成立了公关小组展开调查,统计发现平均漏油比例高达37.5%,详见表1。
4" 故障表现
对反馈现象进行故障再现确认,机油压力报警开关外观无损坏,内部电路导通。当腔体内注入设定的压力值机油时,内部电路仍无法断开,且上盖呼吸孔处漏油(图6),故障再现。
5" 原因分析
针对上述现象,从设计、制造、安装、运行过程4个方面进行排查,采用故障树FTA(图7)进行原因分析。
6" 要因确认
6.1" 激活压力值确认
确认试验样件来料时的激活压力值测试结果,与设计要求(20kPa±10kPa)是否相符。结论:实测激活值为19.3kPa(图8),符合设计要求,合格,判定为非要因。
6.2" 压紧垫片破裂确认
1)经小组解剖故障件发现压紧垫片结构缺陷,压紧垫片凸台根部无倒角(图9),使应力集中,导致破裂。
2)增加倒角后的压紧垫片重新组装(图10),进行耐压试验,确认是否有改善效果。结论:压紧垫片增加倒角后,无漏油发生,改善效果明显。
3)将无倒角的压紧垫片重新组装(图11),进行耐压试验,确认是否漏油。结论:无倒角的压紧垫片组装好后,经2.5MPa油压持续90s后漏油,不合格,判定为要因。
6.3" 膜片破裂确认
1)膜片材料确认。经小组现场核查,故障件膜片为聚酰亚胺薄膜(图12),规格为0.05×200×300,与材质报告相符。结论:膜片材质合格。
2)膜片工艺确认。经小组现场核查,膜片在冲型加工过程(图13)中有拉伤,导致膜片有裂纹。
3)有裂纹的膜片重新组装确认。开展耐压试验(图14),确认是否漏油。结论:有裂纹膜片会导致呼吸孔漏油,不合格,判定为要因。
6.4" 安装螺纹确认
机油压力报警开关的安装螺纹与右曲轴箱组合上螺纹孔进行检测,检测项目及其测试数据,见表2。结论:安装螺纹匹配,且符合设计要求,确认合格,判定为非要因。
6.5" 机油温度和机油压力确认
对发动机起动后至最高转速运行时,机油压力报警开关安装点位置的机油温度和机油压力进行检测,见表3。结论:机油温度和机油压力测试数据符合设计要求,确认合格,判定为非要因。
7" 对策制定及实施
经过小组分析、讨论,确定要因为两个方面:①压紧垫片弯折面无倒角;②膜片冲型面有裂纹。要因确认完毕后,小组召开头脑风暴会,针对要因制定了对策实施表(表4)。
8" 效果检查
1)对更改后的机油压力报警开关供给油腔2.5MPa机油进行耐压试验,持续90s。试验结论:试验完成后,无泄漏(图15),耐压合格。
2)对更改后的机油压力报警开关进行发动机台架耐久试验确认,耐久试验共计300h完成后,无泄漏,耐压合格。对更改后的机油压力报警开关进行量装跟踪,统计整改后进入市场使用约2年的发动机,无误报警和泄漏故障,漏油问题得到解决,证明改进效果明显,优化方案可行有效。
9" 总结
本次利用FTA故障树对机油压力报警开关进行漏油分析,确认了漏油的主要原因。对膜片和压紧垫片的结构进行了改良,更改膜片材质为氟橡胶,优化了膜片制作工艺,重新设计了压紧垫片结构。解决了机油压力报警开关漏油问题的同时,为后期其他部件优化提供了一些思路和见解。
参考文献
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(编辑" 凌" 波)