五螺杆泵作舰船主机滑油泵的应用特点

五螺杆泵主要用作舰船主机滑油泵，基本上不作陆用。有些舰船动力装置的设计者不明白舰船主机滑油泵为何选用五螺杆泵，而不选用结构较为简单、噪声相对较小且造价也较低的三螺杆泵？五螺杆泵作主机滑油泵的优点在哪里？
　　先，五螺杆泵和三螺杆泵一样都适宜于输送清洁的润滑性介质，作滑油泵是它们的主要功用。舰船用主机滑油泵曾广泛采用三螺杆泵，这与当时五螺杆泵尚未问世或问世不久人们对其尚不甚熟悉有关，但后来舰船用主机滑油泵的选型则逐渐以五螺杆泵替代三螺杆泵，尤其在较大的流量工况下。这种趋势发生的重要原因是五螺杆泵的运行性优于三螺杆泵！因为三螺杆泵对介质清洁程度要求，对介质中的杂质非常敏感，如果介质中含有杂质，尤其是金属屑粒，就极易造成螺杆“抱轴”现象，使泵极易受损。而五螺杆泵虽对介质的清洁程度也有较高的要求，但对介质中的杂质敏感性比三螺杆泵要低得多，究其原因是由于二者的螺杆螺旋齿型构成不同所致。
　　有些使用者认为三螺杆泵的运行是由主动螺杆推动从动螺杆，这种认识是不正确的。实际上三螺杆泵螺杆螺旋的端而齿形是摆线，螺杆衬套和其包容的主动螺杆和从动螺杆构成的螺旋槽在理论上是封闭的密封腔，因此螺杆泵运行时主动螺杆推动螺杆副之间形成的密封腔中的介质，再由密封腔中的介质推动从动螺杆旋转，这就要求螺杆螺旋型而之间的间隙较小，使密封腔具有较好的密封性。由从动螺杆的旋转原因可知，从动螺杆在螺杆衬套的孔内是处于浮动状态，从动螺杆与螺杆衬套孔之间的间隙在运行时无法的间隙值一旦有杂质落入上述二种间隙内，螺杆就会发生“抱轴”的故障，严重时会使螺杆和螺杆衬套毁坏。而五螺杆泵其螺杆螺旋端而齿型是由摆线和渐开线组合而成，主动螺杆螺旋型而上的渐开线段在运行时推动从动螺杆上相啮合的渐开线段，从而使从动螺杆旋转。这种齿型使五螺杆泵由螺杆衬套和其包容的螺旋槽所组成的密封腔并不是密封的，一旦有杂质落入螺旋型而之间时，能将杂质“轧”过去或将杂质推入以渐开线部分作为传力齿型的不密封的螺旋槽内，从而有可能避免螺杆发生“抱轴”；而且五螺杆泵的五根螺杆均有上、下滑动轴承，因此螺杆衬套孔与螺旋外径之间不固定不变的间隙值，而且间隙值也大于上、下滑动轴承处的间隙。因此，五螺杆泵与三螺杆泵的相应部位相比较，前者可以通过相对较大的杂质，不易发生“抱轴”现象，可见五螺杆泵对杂质的敏感性相对于三螺杆泵要好得多，其性比三螺杆泵的要高。
　　这里需特别指出，舰船主机滑油泵在系泊试验时常被用作窜油泵，用来清洗管路。尽管我们作为泵的设计者，并不认同这种把螺杆泵兼作窜油泵的做法，因为即便是五螺杆泵也对杂质还是比较敏感的。窜油过程应当采用对颗粒性杂质适应性较好的泵来窜油，避免螺杆泵在窜油时损坏。但实际上，船厂在系泊试验时用另一种泵先窜油，然后再换成螺杆泵作主机滑油泵试验存在的困难，所以许多船厂仍将主机滑油泵兼作窜油泵用。另外据我们了解，三螺杆泵作窜油泵时发生“抱轴”的故障远远高于五螺杆泵。在这种情况下，显然五螺杆泵比三螺杆泵为。尽管船厂在泵的处也装有滤器，但仍常有杂质进入泵内，况且滤器的滤网如果很密，则也会造成吸入阻力太大，易发生运行不正常的现象。
　　主机滑油泵以五螺杆泵取代三螺杆泵的另一个原因在于：五螺杆泵适合于低压大流量的工况，三螺杆泵不适合大流量的工况。相同情况下，五螺杆泵的外形尺寸小于三螺杆泵的，这对于机舱空间有限的舰船，尤其是舰艇来说，也是一个不可忽视的因素。
　　考虑到三螺杆泵螺杆螺旋之间是摆线啮合，在螺旋角较小的情况下，不能传递很大的圆周力；而五螺杆泵螺杆螺旋的传力齿型是渐开线，可以传递较大的圆周力，因此可以采用较小的螺旋角。而螺旋角的大小决定了螺杆泵输送介质的轴向流速，决定了螺杆泵的吸上性能，即汽蚀发生与否，这对泵而言，是一个非常重要的性能。对于船用主机滑油泵，基本上都不是处于倒灌状态下运行，对吸上性能有相当高的要求。由上可知，在相同流量和相同转速的情况下，五螺杆泵可以有较小的轴向速度、即具有较三螺杆泵好的吸上性能；若二者流量相同且采用相同的轴向速度，则五螺杆泵就可以取比三螺杆泵高的转速。
　　以上所述便是舰船用主机滑油泵用五螺杆泵而淘汰三螺杆泵的原因。而不应该像有些人所以为的，应以三螺杆泵代替五螺杆泵。
　　目前虽然五螺杆泵的噪音略高于三螺杆泵，以及五螺杆泵的结构较三螺杆泵复杂，但在今后进一步的研究以及改进中仍可以解决。