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文档简介

《汽车发动机机油泵》

(征求意见稿)

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

本项目是工业和信息化部2022年第三批标准制修订和外文版项目中的计划项目任务,,

计划编号:2022-1929T-QC,项目名称《汽车发动机机油泵》。

机油泵是发动机润滑系统的重要组成部分,其作用是保证机油在润滑系统内循环流动,

并在发动机任何转速下都以足够高的压力向润滑部位输送足够数量的机油。随着日益严格的

油耗、排放法规的要求,发动机润滑系统除了常规功能实现外,更多的节能减排新技术应用

在新开发发动机上,以求最大限度降低发动机燃油消耗。根据最近5年的市场调研,各大主

机厂(如大众、丰田、通用等)在最新设计的发动机上几乎都采用了变排量机油泵,变排量

机油泵在发动机不同转速、负荷下运转时能根据工况调节机油泵排量,减小机油压力,降低

发动机功率损耗取得降低油耗的效果。同时,各主机厂也开始关注并验证极寒温度(-30℃)

机油压力过大对润滑系统密封设计的风险,保养里程的提高对机油泵抗污染能力的影响,用

户对NVH性能的要求等等。

为此,行业需要对汽车机油泵的技术标准进行修订,以更好指导机油泵的设计,推进新

技术、新工艺的应用,减少行业内的恶性竞争,确保用户的权益。

1.2项目组成员单位

依据全国汽车标准化技术委员会发动机分技术委员会(以下简称发动机分标委)的标准

制修订工作计划,以及各单位申请情况,确定由重庆长安汽车股份有限公司为牵头单位,组

织汽车发动机机油泵相关企业、检测机构共同研究修订QC/T289—2001《汽车发动机机油

泵》行业标准。项目组成员单位如下:

序号单位

1重庆长安汽车股份有限公司

2湖南机油泵股份有限公司

3东风汽车集团有限公司

4宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司

1.3主要工作过程

1.3.1标准预研阶段

1)2020年7月~9月,调研发动机机油泵技术条件修订需求。调研内容包含机油泵产品

规划、技术要求(供油量、变量压力、清洁度、低温启动压力、抗污染能力、压力波动、NVH

指标等)及试验方法等内容,确认了本次修订标准的必要性及修订内容。

3)2020年12月24日,在发动机分标委年会上进行了标准修订立项汇报评审,第五届

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委员审查并通过了该标准项目的修订立项。

4)2021年3月,征集并组建了标准修订项目组。

1.3.2标准起草阶段

1)项目启动会:2021年4月27启动会在线上召开,会议主要研讨确定了标准修订项

目组的工作形式、工作内容及任务安排。

2)项目组第一次会议:2021年5月19日项目组第一次会议在线上召开,主要讨论标

准框架、标准修订的主要方向和内容,对标准的总体框架和十一项内容(适用范围、术语及

定义、清洁度等)达成一致意见。

3)项目组第二次会议:2021年8月27日项目组第二次会议在线上召开,本次主要对

6项内容(如清洁度、容积效率、可靠性要求等)的行业对标结果及试验验证的数据进行讨

论,并达成一致意见。同时明确标准中需增加相关参数公差及增加容积效率、总效率计算公

式等内容。

4)项目组第三次会议:2021年11月5日项目组第三次会议在线上召开,主要讨论了

章节5及章节6的技术要求和试验方法,如噪音、单体可靠性、低温启动和压力脉冲等,在

项目组内部达成一致意见。

5)项目组第四次会议:2022年3月3日项目组第四次会议在线上召开,会议对标准草

案进行了充分讨论,明确了启动出油时间、启动转矩公差、单位写法等修改内容。明确需增

加试验记录表、更改第7章检验规则的内容。

5)项目组第五次会议:2023年6月8日项目组第五次在重庆召开,会议对低温启动温

度及转速的界定、变排量机油泵相关术语定义、变量响应时间的要求、可靠性试验的工况等

问题进行了详细讨论,会议要求对颗粒度、变量泵试验过程中变量机构循环次数、低温启动

转速要求、叶片泵容积效率、设备精度等6项内容搜集行业的要求并对标准内容进行确认。

二、汽车行业标准编制原则和确定汽车行业标准主要内容的依据

2.1编制原则

标准编写时,遵守以下基本规则:

1)编写格式贯彻GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起

草规则》要求。

2)注重标准的可操作性和指导作用。本文件修订的主要内容参考了国内外同类产品

的技术要求和试验方法,并根据行业内主机厂及机油泵厂家的相关技术文件,在反复试验

验证的基础上提出的。本文件的修订,考虑当前产品的技术水平和发展趋势,旨在解决现

有标准中指标低、试验项目不足、试验方法不合理的地方,有利于提高机油泵产品技术能

力和行业水平,增加国内车企和机油泵厂家的竞争力。

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2.2主要技术内容说明

本文件规定了汽车发动机机油泵总成的术语和定义、符号、技术要求、试验方法、检验

规则、标志、包装、运输、贮存。

本文件适用于汽车发动机用机油泵(简称“机油泵”)。

与QC/T289—2001相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:

——增加了符号定义(见第4章);

——增加了机油泵总成图应规定的内容(见5.1.2);

——更改了机油泵转动性要求(见5.2,2001年版的4.3);

——更改了清洁度要求(见5.4,2001年版的4.5);

——更改了容积效率要求,并增加叶片泵容积效率要求(见5.5,2001年版的4.6);

——增加了密封性、启动出油、低温启动、压力脉动、噪声、抗污染试验等要求(见5.8~

5.14);

——增加了试验条件(见6.1);

——更改了检验项目(见第7章,2001年版的第7章);

——增加了资料性附录A。

a)总则

机油泵一般要求在发动机最高温度、一定转速及泵出压力时,需要达到足够的流量,

因此,各机油泵厂家应该按照主机厂的图纸和技术文件进行制造和装配,在图纸上应明确

主动轴旋转方向,进、出油孔径,反馈油孔径,主要装配间隙及性能指标(如供油量、泵出

压力、转速、变量压力、限压阀开启压力等)。

b)清洁度

机油泵内腔清洁对其可靠性影响巨大,安装在发动机内部的发动机需要规定总成清洁

度,安装在发动机外部的需要规定内腔及油道的清洁度。从行业实际情况看,汽油机机油

泵的清洁度要求要略高于柴油机。

c)可靠性

机油泵长期使用后性能会有所降低,为了保证在全生命周期都满足发动机的润滑需

求,在设计时需要考虑一定的余量,其衰减后性能应不低于新件的90%。

d)密封性

外置机油泵如发生泄露,将造成机油量减少,且容易引起用户抱怨,在设计时需要考

虑泵自身的密封能力,保证使用过程各结合面应无机油渗出。

d)低温启动

低油温时,机油粘度大,会使得机油泵在运行时产生较大的机油压力,压力过大会增

加发动机润滑系统泄露甚至损坏的风险,因此需要限定在低温时最高机油压力,不同厂家

对极寒温度的定义可能有所不同,但应不高于-30℃。

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f)抗污染特性

发动机在运行过程中会产生金属磨粒及机油氧化物等,这些杂质会随着机油进入机油泵

内部,因此机油泵需要油较强的耐脏油能力。耐脏油试验可以采用主机厂可靠性试验后放出

的机油,也可以采用颗粒物杂质与机油按一定组分混合而成。

三、主要试验(或验证)情况分析

本文件为修订标准,所确定的技术要求和试验方法已经各机油泵生产企业和试验机构进

行了充分的验证,也是在QC/T289标准的实施中总结和归纳出来的,并经行业相关企业和

发动机实际应用验证,具备实用性和可操作性:

——转动性:行业内一般采用低转速进行测试,为方便操作,本标准推荐采用40rpm。

——清洁度:统计了21个清洁度要求,乘用车发动机用机油泵90%厂家要求≤15mg,

商用车发动机用机油泵因个体差异较大,清洁度要求15~50mg都有(如图1),因此按照表

面积进行分类。

图1清洁度统计数据

——容积效率和总效率:机油泵的设计点一般为中低转速,此时容积效率将影响性能目

标的达成,因此项目组确定齿轮泵与转速泵测试转速为1000rpm,叶片泵的测试转速为

900rpm。

——可靠性:定量泵试验过程中需要考虑限压阀开闭,变排量机油泵试验过程中需要考

虑变量机构的运动次数。在项目组内部开展试验方法对标,结果显示在15个试验变量结构

平均循环次数约6.6万次,且二阶变排量机油泵变量机构循环次数要少于全可变机油泵(如

图2),因此经项目组讨论,要求变量机构循环次数二阶变排量机油泵循环次数不低于1万

次,全可变机油泵循环次数低于10万次。

图2变量机构循环次数

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——密封性:为了保证外置泵在所有转速下使用过程中不会出现泄漏,测试压力应该按

照泵工作时的最大压力,即靠近限压阀开启压力。考虑到识别缺陷的同时不影响批量生产的

效率,建议测试时间不小于1min。

——低温启动:润滑油压过高会增加发动机系统泄漏风险,尤其是在低温时,因机油粘

度大,启动瞬间油压会冲高,因此在机油泵开发时要考虑低温启动的最高油压。统计了11

个产品低温启动时的油压数据(如图3),转速大部分≤1500r/min,压力峰值要求≤1100kPa,

考虑混动发动机启动转速更高,经项目组内部讨论,将低温启动转速定位2000r/min,压力

≤1500kPa。

图3低温启动油压数据

——压力脉动:对于定排量机油泵,两个压力脉动峰值结果,分别为限压阀开启压力的

117%和125%,对于变排量机油泵,两个压力脉动峰值的结果,分别高于目标压力的28%、43%,

经项目组讨论,定量泵的泵出压力脉动峰值不大于限压阀开启压力的150%,变量泵的泵出压

力脉动峰值不大于目标压力的50%。

——抗污染试验:统计行业抗污染试验情况,定排量机油泵在试验后均未出现异常磨损

及限压阀卡滞,变量量机油泵试验后未超过需求压力17kPa、45kPa,因此建议变排量机油

泵试验后相对于实验前压力基准线正负偏差不超过100kPa。

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

五、预期达到的社会效益等情况

本标准的修订参考了国外先进企业标准和技术资料、国内机油泵产品技术发展现状、用

户的使用要求,同时结合我国国情,考虑发动机机油泵产品的市场需求和经济性,能够指导

发动机机油泵产品的开发、生产和质量检查工作。修订本标准,可促进国内企业的技术进步,

降低产品成本,缩短研发周期,提高发动机的质量水平

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