机油泵的仿真优化分析与试验研究.pdf

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1、第44卷第5期小型内燃机与车辆技术2015年10月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．44No．50ct．2015机油泵的仿真优化分析与试验研究刘占强1·2侯晓东1·2王斌坦王建中1,2张建川1，2吴超1．2(1一长城汽车股份有限公司技术中心河北保定0710002一河北省汽车工程技术研究中心)摘要：应用Cero及GAMBIT软件对机油泵进行建模和网格划分，应用CFX软件对多种工况下机油泵出口部分三维流动进行模拟计算，得到详尽的分析结果并预测了机油泵的特殊流动现象。将数值模拟结果

2、与试验特性曲线进行对比，从而验证模拟分析结果的正确性。同时，也对机油泵容积效率的影响因素进行了分析，为提高机油泵工作性能提出了改进措施。关键词：机油泵数值模拟容积效率中图分类号：TK422。41文献标识码：A文章编号：2095—8234(2015)05—0048—05ThePerformanceAnalysisandExperimentalResearchoftheOilPumpLiuZhanqiang蝙,HouXiaodongt’2,WangBinl

3、2,WangJianzhon91’2，ZhangJianchuan毕．WuCha01’2l—

4、TechnicalCenter，GreatWallMotorCompanyLimited(Baoding，Hebei，071000，China)2一HebeiAutomobileEngineeringTechnology&ResearchCenterAbstract：ThegeometrymodelingofthepumpwasmadebyCeroandthemeshesweredividedwithGAMBIT，thentheflowfiledwasinvestigatedusingCFX，acommercialavailableCFDcod

5、e．Asaresult，thedetailofinternalflowfiledofoutletofthegearpumpwasobtained，includingtheparticularphenomenaofflow．Theperformancedataofthepumpintestisbasicallycoincidentwithsimulationresult．Inaddition，thefactorswhichinfluencethevolumeefficiencywereinvestigatedinordertoimprovethe

6、performanceofthepump·Keywords：Oilpump，Numericalsimulation，Volumeefficiency引言1转子式机油泵概述机油泵是内燃机润滑系统中的关键部件，它为内燃机的正常工作提供了保障。同时，内燃机的性能和使用寿命也与机油泵的性能有密切联系。机油泵的作用是保证润滑系统的循环供油量及工作压力，通过向各摩擦表面及待冷却部件连续不断地强制供油，使内燃机得到可靠的润滑与冷却，从而减少零件的磨损和热应力㈣。机油泵的结构通常分为外接齿轮泵和内接齿轮泵，其中内接齿轮泵通常又被称作转子式机油泵。本文所研究的机

7、油泵为南京创新机油泵制造有限公司自行设计的一款转子式机油泵，其机油泵壳体为压铸铝合金，驱动由曲轴上的驱动齿轮与内转子同轴齿轮啮合来实现。外转子是从动齿轮，装在机油泵泵体内，泵体密封固定在发动机的后端，系统总成如图1所示。应用Cero对机油泵总成进行三维建模，如图2所示。机油泵泵体、泵盖和内外转子的各个齿槽共同作者简介：刘占强(1985一)，男，工程师，主要研究方向为新技术应用及整机开发。第5期刘占强等：机油泵的仿真优化分析与试验研究49图2转子机油泵运动件三维模型构成工作腔。当内转子沿顺时针方向转动时，进油腔的容积由于齿轮逐渐脱离啮合而增大，腔

8、内产生一定的真空，润滑油从油底壳经进油口被吸人随后又被齿轮带到出油腔。出油腔的容积由于齿轮逐渐进入啮合而减小，使润滑油压力升高，润滑油经出油口被压人内燃机机体上的润滑油道。在内燃机工作时，机油泵转子不停地旋转，润滑油便连续不断地流入润滑油道，经过滤清后被送到各润滑部位。同外接齿轮泵相比，转子泵的特点是结构更加紧凑、体积更小，允许转速更高，润滑油为轴向吸入，同时流体进、出窗口的面积及角度范围较大。转子泵的优点是润滑油吸、排充分；在离心力的作用下有利于吸人的润滑油充满齿间，不易产生“气穴”现象；转速越高，吸人特性越好，容积效率越高，可在95％以上。

9、此外，由于内外转子只相差一齿且同向转动，所以转子泵的噪声与流量脉动率均小于外接齿轮泵，而且使用寿命更长13I。2机油泵CFD分析2．1机油泵网格划分将