车用电动汽油泵的理论研究与实践

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1、车用电动汽油泵的理论研究与实践（陈德庆于日本）摘要：主要介绍车用电动汽油泵的原理与结构特点，并对3种典型的车用电动汽油泵进行了结构分析与性能实验对比；阐述了电动汽油泵的流道断面面积和形状、叶轮的直径、叶片数、形状、叶轮和壳体之间的间隙等；对其性能的影响。3种泵在电喷发动机常用的供油压力300kPa左右性能相近，UAES泵油率为2．37L／w.h、DENSO和VDO泵油率均为2.08L／W.h。关键词：电动汽油泵；涡轮泵；泵油率；性能试验1前言当今汽车的3大任务是节能、环保和安全。为了提高其动力性、经济性、安全性以及减少排放污染、增强舒适性，采用电子

2、控制技术已经成为一种不可阻挡的潮流，而且技术日益成熟、日趋普及。电动汽油泵是电喷发动机中燃油供给系统的一个重要组成部件，我们将针对车用电动汽油泵进行探讨。2、电动汽油泵的结构与工作机理常见的电动汽油泵有涡轮式和滚柱式两种：2、1涡轮式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵主要由永磁电动机(电枢、定子、后端盖、)、涡轮泵、单向阀（止回阀）以及安全阀(溢流阀)等组成，如图所示，当通过电刷给电动机电枢供电时，电动机就带动涡轮转子（叶轮）转动。叶轮上的叶片在离心力的作用下贴紧泵体、泵盖，形成一个个小的密封腔室。密封腔室的转动就将汽油从进油口带到出油口，并以一定的压力输

3、出。在汽油泵的出油口处设有止回阀，其作用是让汽油只能向一个方向流动，这样可以防止在发动机熄火时因油压的突然下降而导致汽油倒流，从而保持供油油路中的油压，以便于下一次的顺利启动，同时由于保持一定的油压可防止汽油的蒸发而产生汽阻现象（压力高气化温度点也相对升高），引起启动困难。另外，汽油泵上还设有(安全阀)溢流阀，其作用是防止油泵压力过高（因堵塞等原因）而损坏油泵及管路等器件，所以又称为限压阀。当泵油压力过高（最高600Kpa），溢流阀打开，汽油又流回进油箱内。涡轮式电动汽油泵的运转噪声小泵油量大，其输油压力可达250—400Kpa，输油压力稳定它的泵

4、油压力波动很小，只有2Kpa左右，因此可以取消油压减振器。箱式电动汽油泵浸在燃油中工作时，汽油不断穿过油泵和电动机，使之得到润滑叶片泵与冷却。2.2滚柱式电动汽油泵(省略)3泵的性能参数和分类泵一般可按其工作原理分为三大类，即叶片式泵、容积式泵和其他类型泵。其中叶片式泵是依靠工作叶轮的旋转运动而输送液体的，如离心泵、轴流泵、混流泵和涡轮泵；容积式泵则是依靠工作室容积间隙改变而输送液体的，又可以分为往复泵和回转泵。泵的性能经常用流量、扬程、转速、功率、效率、允许吸上真空高度和比转速等参数来评价。目前电喷发动机中所采用的电动汽油泵主要有辊子泵、内齿轮泵

5、、叶片泵以及由侧槽泵作初级泵叶片泵作主级泵的双级泵，其中辊子泵和内齿轮泵属于容积式泵。叶片泵和双级泵应用较多。我们所研究的电动汽油泵属于叶片泵中的涡轮泵，下面首先讨论一下涡轮泵的理论。4涡轮泵的特点及理论分析4．1涡轮泵的工作原理与特点由星形叶轮和带有不连贯油槽的泵体、泵盖之间旋转来输送液体的泵称为涡轮泵，如图1所示。图1旋涡泵结构示意图其主要工作机构包括叶轮(叶片式或外缘上切成许多沟槽而形成叶片的圆盘)、泵体和泵盖，以及由它们所组成的环形流道。其工作原理如下：星形叶轮在旋转时，产生了离心力，液体在此离心力的作用下，由泵盖吸油孔流入叶片根部并被抛向

6、外圆，进入泵体和泵盖的油槽中。这部分液体原来随着叶片做圆周运动，具有一定的速度能，在油槽中速度能变为压力能，之后又被叶片所掠取。在液体质点由入口到出口的过程中，这样的作用多次重复，能量逐次增加，就像液体在离心水泵中受多级叶轮的作用那样。液体在油槽中随星形叶轮运动，到了截止点，由于油槽突然被堵塞，液体就从出口孔流出。涡轮泵的主要特点如下；(1)结构简单，体积小，重量轻，扬程高；(2)大部分旋涡泵具有自吸能力；(3)具有陡降的扬程特性曲线，如图2所示：(4)很多旋涡泵能实现气液混输，这对于抽送含有气体的易挥发的液体具有重要的意义；(5)某些零件，如叶轮

7、可使用非金属材料模压。涡轮泵的以上特点，使得其特别适合于车用发动机使用。3．2涡轮泵的典型结构涡轮泵叶轮型式可分为开式与闭式，如图3。闭式叶轮叶片短。叶轮的内半径等于流道的内半径，液体直接从吸人管输送至流道中去。开式叶轮，叶片内半径小于流道内半径，叶片较长。图3涡轮泵叶轮型式涡轮泵流道与排出口相对位置的4种形式，如图4所示。a．两端开式流道b.端开式流道c．向心开式流道d．闭式流道图4流道和排出口相对位置涡轮泵流道与叶轮的相对位置具有如图5所示的三种型式。a.外围流道式b．开式外围侧边流道式c．闭式侧边流道式图5流道与叶轮的相对位置涡轮泵叶轮叶片的

8、形状如图6，叶片的截面形状如图7。图6旋涡泵叶轮的叶片形状a径向b朝旋转方向前倾c后弯直叶片d后转角e前转角附图7旋涡泵叶