一起试验器造成的小流量状态出口压力高故障分析与排除

一、故障情况

2024 年9 月，离心增压泵进行性能试验时，发生小流量出口压力高的故障，具体情况为：在供油量为 1400L/h 、转速为 8500r/min 的试验条件下，油泵出口压力为 0.42MPa，工艺要求为 0.29MPa～0.37MPa ，分解检查未发现无异常，多次调节油泵出口压力，始终超出工艺要求。

二、离心增压泵结构与工作原理

离心增压泵油泵工作时，导流器 6 和叶轮 5 通过传动轴 1 由高压转子带着旋转。导流器将燃油吸入叶轮，旋转的叶轮通过其叶片使燃油旋转，燃油在离心力作用下抛向叶轮出口。燃油经增压后进入收集器蜗壳，随后进入定压活门的 M 腔，并继续流向出口。

定压活门的活门 13 固定在带缓冲活塞 10 的顶杆上，顶杆的另一端装有弹性薄膜9 和调整弹簧 7。增压燃油从活门后的 N 腔沿着油路 G 进入薄膜左腔 ΔH 。弹簧 7 作用于活门 13 的右端，活门 13 的位置取决于 H 腔燃油作用于薄膜上的力及大气压力和弹簧作用于薄膜上的力。当油泵出口（N 腔）燃油压力给到定值时，上述各力处于平衡。见图 1。

1.传动轴 2. 封严皮碗 3.油泵壳体 4.放油开关 5.叶轮 6.导流器 7.调整弹簧 8.盖子 9.弹簧薄膜 10.缓冲活塞11.开口环 12.单向活门 13.活门 14.活门杆

图 1 离心增压泵结构图

三、故障分析与排除

当出口压力高时，H 腔燃油作用于薄膜上的力应大于弹簧力，使活门 13 右移，减小出口流通面积，但出口压力却高于试验要求，调节出口压力调整螺钉也没有明显改善。

1.弹簧 7 弹力大

当弹簧弹力偏大时，与 H 腔燃油作用于薄膜上的力平衡后，活门 13 右移量不足，将导致出口流通面积减小量不足，进而导致出口压力高。分解检查产品的调整弹簧，检查结果如下：

当活门杆 14 与壳体配合间隙过小或活门杆与壳体配合表面有损伤时，将影响活门杆 14 和活门13 右移动作，进而影响出口流通面积减小的趋势，导致出口压力高。检查活门杆表面质量并重新测量活门杆 14 与壳体配合间隙。

（1）检查活门杆与壳体配合表面，未发现有异常损伤。

（2）经测量，活门壳体孔的尺寸为 Φ9.965mm ，活门杆的尺寸为 Φ10.015mm ，配合间隙为 0.050mm 。（工艺要求：活门壳体孔的尺寸为 Φ10₁₉₀^+0.0mm ，活门杆的尺寸为 Φ¹ 0_.0.045^.0.023mm ，配合间隙为 0.023mm～0.064mm ）

结论：活门杆 14 无异常。

3.试验器故障

在产品分解检查未发现任何问题后，将另一台待试品和一台到寿的产品依次装到试验器上进行性能试验，均出现相同故障，初步认定试验器出现故障，经检查，仪表均在有效期内且试验器无明显异常，需进一步寻找故障原因。

离心增压泵运转调试试验器有两套供油管路，分别对应小流量和大流量两种状态，在进行供油量为 1400L/h 、转速为 8500r/min 的试验时，使用的是小流量供油路。该条供油线路能够影响试验结果的元件有试验器进口油滤、供油管道、压力表、涡轮流量计 LW-25Y 和 ZLY 智能流量显示仪。

（1）试验器进口油滤和供油管道内部堵塞导致出口压力升高。

通过对试验器进口油滤和供油管道内部进行检查和冲洗，未发现进口油滤和供油管道内部存在异物造成堵塞的现象。

（2）出口压力表损坏导致数据错误

压力表与大流量供油路共用，在进行大流量试验时未发现异常，且另一台待试品和一台到寿的产品在进行大流量试验时压力表显示数值未超出工艺要求。该压力表于2024 年6 月由计量检测中心检定合格，为排除压力表损坏的因素，将主燃油泵性能试验器同样检定合格且量程相同的压力表安装在该试验器上，调节到流量为 1400L/h 和转速为 8500r/min 的试验条件下进行对比试验，发现两块压力表读数相同，压力表无异常。

（3）涡轮流量计 LW-25Y 损坏导致流量不准确

小流量供油路使用的涡轮流量计 LW-25Y 于 2024 年8 月外检校准合格，为排除涡轮流量计 LW-25Y 损坏的因素，将主燃油泵性能试验器同样检定合格且型号相同的涡轮流量计安装在该试验器上，调节到流量为 1400L/h 和转速为 8500r/min 的试验条件下进行对比试验，发现出口压力数值相同，涡轮流量计 LW-25Y 无异常。

（4）ZLY 智能流量显示仪损坏导致显示流量不准确

小流量供油路使用的 ZLY 智能流量显示仪于 2024 年 8 月由计量检测中心检定合格，为排除 ZLY 智能流量显示仪损坏的因素，将主燃油泵性能试验器同样检定合格且型号相同的 ZLY 智能流量显示仪安装在该试验器上，调节到流量为 1400L/h 和转速为8500r/min 的试验条件下进行对比试验，发现油泵出口压力出现明显差异，原台 ZLY智能流量显示仪在显示流量为 1400L/h 时，出口压力为 0.42MPa ，而主燃油泵性能试验器的 ZLY 智能流量显示仪在显示流量为 1400L/h 时，出口压力为 0.34MPa 。为了验证是否为原台 ZLY 智能流量显示仪显示的流量数据错误，将燃油柱塞泵综合性能试验台上同样检定合格且型号相同的 ZLY 智能流量显示仪安装在该试验器上，调节到流量为 1400L/h 和转速为 8500r/min 的试验条件下进行对比试验，发现主燃油泵性能试验器和燃油柱塞泵综合性能试验台上ZLY 智能流量显示仪在相同试验条件下的出口压力均为 0.34MPa ，因此，确认原台 ZLY 智能流量显示仪损坏。

综上所述，可以确定本次小流量状态出口压力高故障是 ZLY 智能流量显示仪损坏造成的，该显示仪显示的 1400L/h 高于实际流量，油泵的供油量不足导致出口压力高。

三、总结

通过对产品工作原理以及试验器构造进行故障分析与排除，可以明确离心增压泵小流量出口压力高故障的排除方向，为以后同类型故障排除提供参考。