电机电动泵

            电机电动泵
一、电机电动泵
  一)电机电动泵的概念
  1.定义:由微特电机直接内连一个微型油泵,并经外壳及辅助零件封装组成的机电一体化部件装置。
    微特电机:全称微型特种电机,是指直径小于160mm或额定功率小于750W或具有特殊性能、特殊用途的电机
    微型油泵:是指具备进油出油能力,并且在进油口处能够持续形成真空或负压,出油口处形成较大输出压力的一种体积小巧的仪器。
  2.功能:用于汽油或柴油发动机供油系统中将燃油箱中的燃油输往发动机。
二)  电动泵的发展历史
1、产生背景:由于机械泵的低速吸油性差,初起动时由起动机带动下工作需要用电动泵来补偿低速供油不足和排空气。
2、第一代电磁式泵:国外应用于大马力重载机械式发动机;不足:泵油压力小,能耗大、电磁辐射大、故障率高。
3、第二代电动泵:弥补电磁泵的不足之外,国外应用于大马力或高端品牌电控发动机;不足:不能智能化控制、无法保证持续工作替代机械输油泵。
4、第三代无刷电动泵:无刷基本型:可持续工作,替换机械输油泵;
    无刷智能型:可根据设定的参数,由ECM控制实现智能化供油,节能减排。
三)电机电动泵的分类
  1  按安装位置
  内置式——与总成集成一体,垂直安装于油箱中或过滤器基座壳体中。
    特点:噪声小、不易产生气阻、安全、管路安装简单。
  外置式——串接在油箱外部的输油管路中。
      特点:安装自由度大,更换便捷,但气密性要求高。
  2、按油泵结构
  叶片式泵(透平式泵) 涡轮泵
  特点:泵油压力的脉动小,运行平稳,噪音小,供油系统中不需要脉动阻尼减振器,易于小型化,但输送效率较低。
    容积泵   滚柱式  转子式  滑片式(侧槽式
特点  泵油压力高,但因其工作非连续,油压脉动性较大,因此在汽油泵出油端还需装有脉动阻尼减振器。
六水氯化镁四)电机电动泵结构及工作原理
      1.涡轮式
    涡轮式电机电动泵泵属于内置泵,要由驱动电动机、涡轮泵组件、止回阀和泄压阀等组成。涡轮泵部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成。
 
 
 
   
  工作原理 当叶轮旋转时,事先充入泵内的液体,就被迫随叶轮一起旋转,并因而产生一定的离心力,向叶轮的外周抛出,进入泵壳的环形流道。液体进入环形流道后,因受流
道的限制,又被迫回流,并自叶片根部重新进入的另一叶道中,因此液体在叶片与环形流道之间的运动迹线,对固定的泵壳来说,是一种前进的螺旋线,而对于转动的叶轮来说,则是一种后退的螺旋线,正是由于流体在泵内作上述涡流运动,因此就能使液体连续多次的进入叶片之间,多次的从叶轮获得能量,直到最后达到排出口为止,因此涡轮泵能产生较大的压力,但由于涡流损失严重,效率较低。
    涡流损失
        涡轮式电动燃油泵
1—单向阀;2—泄压阀;3—电刷;4—电机;5—磁钢;6—日本为什么要发起南京大屠杀叶轮;7—滤网;8—泵盖;9—壳体;10—轮齿
2、滚柱式
 
 
                                   
    滚柱式电动燃油泵一般属于外置泵,主要由驱动电动机、滚珠泵组件、止回阀、泄压阀和阻尼减震器等组成。
特点:容积式泵,滚柱泵泵油压力高,但油压脉动性较大,因此在汽油泵出油端还装有脉动阻尼减振器。
工作原理:电动泵泵转子在直流电动机的驱动下旋转,在离心力的作用下,滚柱紧压在泵体的内圆表面上,形成五个相对独立的密封腔。旋转时,每个密封腔的容积不断发生变化,在进油口时,容积增大,形成一定的真空,将经过过滤的汽油吸入泵内。在出油口处,容积变小,压力升高,汽油穿过直流电动机推开单向阀输出。燃油流经电喷燃油泵内部,对永磁式电动机的电枢起到冷却降温的作用。
   
         
                  滚柱式电动燃油泵
1—泄压阀;2—滚柱泵;3—电机;4—单向阀;A—进油口;B—出油口
3齿轮式、滑片式  齿轮式、滑片式结构与原理同滚柱泵。
4、双级泵
 
 
                        双级式电动燃油泵
            1—初级泵;2—主输油泵;3—电机;4—壳体
    双级泵由初级泵和主输油泵组成。初级泵(一般为叶片泵)分离蒸汽并以较低的压力输送到主输油泵。
      主输油泵一般为齿轮式或涡轮式汽油泵,用以提高压力。双级泵具有良好的热输油性能。
电动泵技术要点
右图为电动泵各部件
示意图,其中关键部
件作用简介如下:
1、止回阀
    1)用于阻止介质倒流
    2)可以有复位弹簧
    3)也可以不用,依靠反压密封
    4)密封件一般用氟橡胶头
    5)密封座锥角为90°
    6)在230KPa下允许有3mL/h的泄漏量
    7)阀口应保证良好的通流性能,过小容易产生噪音
2.泄压阀
 
  1) 一种安全保护用阀                                     
  2)必须有复位弹簧
  3)密封件一般用氟橡胶头或钢球
  4)密封座锥角为90°
  5)开启压力为Pn+0.1
  6)回座要平稳,关闭值要大于Pn
3.电机磁极结构
4、电机电枢结构
5、永磁直流电机的工作特性
                               
      转速特性                              转矩特性 
                             
二、电动泵在汽车零部件行业的优势
    通过电动泵和电磁泵性能的对比分析,电动泵具有明显的优势,因此在现代汽车行业得到广泛的应用。
1、出油压力大:电动泵可以通过压力阀调节出油压力,提供符合发动机低压油路需求的压力。
施丹丽
    电磁泵由于利用电磁感应往复运动,真空吸油,出油压力低,平均出油压力1.6bar,排气、供油效果差,起动效果无明显改善。
博世对辅助起动电动泵的压力要求是2.0bar以上,以保证油能冲入高压柱塞泵。
2、效率高能耗低:电动泵电机高速平稳工作,稳定工作电流仅2-3A间,高效、平稳、低能耗。
    电磁泵采用的脉冲式工作电流,1/次,最大12A,铜线在大电流下易烧坏、发热,存在安全隐患, 效率低、能耗高、噪音大。
马王堆传奇3、电磁干扰小:电动泵是电机带动偏心转子泵工作原理,在电磁干扰方面做到不干扰其它部件,也不被其它电子件干扰,确保电控化发动机稳定正常工作;产品通过美国康明斯认可    
    电磁泵的工作大电流和脉冲式,对外是很大的干扰,尢其对电控化、智能化的发动机,军品方面绝对杜绝。
4、脉冲式电流和压力影响:电动泵电机高转速工作,稳定工作电流2-3A间,平稳、无冲击。
    电磁泵脉冲式工作方式,1/次,最大12A;电流的反复交变对蓄电池、发动机其它电器件可能存在负面影响;出油压力的交变对低压油路中其它部件有冲击疲劳,缩短寿命。
5、泵失效对油路系统的影响:电动泵运用泵内部压力阀调节进行内循环,另单独设一条单向阀旁通油路,从而保证即使泵失效情况下发动机低压油路正常工作。附:DFMEA失效模
式分析.xls
    而电磁泵的油路设计是经过泵内部,当泵失效、部件损坏时可能会导致油路堵塞,发动机不能正常工作;
6、控制方式:电动泵可以开关直接控制、点火开关控制,并支持ECM控制,适合电控发动机,无刷泵可智能化控制。
        电磁泵目前仅有开关进行控制方式。
3、电动泵项目配置
  2009年《汽车产业振兴规划》要求,我国每年汽车的增长率保证在10%左右,2009年和2
010年汽车产量超过1000万辆,而电动燃油泵的增长率在15.6%左右。随着国内汽车市场的火爆,以及出于降低成本方面的考虑,外国汽车品牌的零部件国产化,多家汽车企业已考虑在华生产汽车零部件供应国内市场,其中大众2009年后已在华实现零部件100%国产化。这对我国的汽车零部件企业的技术提升和管理能力提高带来一定的机遇和益处,并带动整个行业的快速发展。有关专家表示,只要中国零部件企业注重产品质量和技术,注重塑造品牌的意识,在目前这个大环境下一定会获得更好的发展。
1)电机电动泵生产设备
  电机电动泵主要由油泵电机、燃油泵、出油阀、卸压阀、外壳等组成,按结构分为涡轮式、滚柱式、齿轮式和侧槽式等,涉及机械精密加工技术、塑料成型技术、橡胶密封技术、电机技术及电气控制技术等。因此电机电动泵的生产制造需要许多设备来保障,如叶片加工需要四轴以上联动加工中心,滚珠泵的滚珠加工需要精密高速车床和磨床,出油阀泄压阀加工需要数控车床,弹簧机,电机壳体需要塑料成型设备如研碎机、注塑机,金属电机壳体需要液压拉伸机、锻压设备、墩压机,壳体密封需要各种密封圈离不了橡胶成型设备等。
    目前,我公司具有的设备有数控车床、拉伸机、锻压设备、冲床等,还需要
配置加工中心、塑料成型设备,密封元件可以外购。
  1、数控车床7台:全部为沈阳机床生产,其中包括3CK4085i2CK36752CAK500,图片如下:
2、加工中心和自动生产线
   
   
     
3、检测仪器和实验设备
    主要的检测仪器和试验设备:分析天平、三座标测量仪、影像测量仪、光谱测仪、维氏硬度机、洛式硬度机、粗糙度测量仪、弹簧拉压试验机、万能拉伸试验机、三综
合试验箱、恒温干燥箱、绝缘电阻测试仪、耐磨耗试验台、耐压试验仪、直流稳压电源、盐雾试验箱、振动试验台、冲击/碰撞试验台、沙尘试验箱、高低温交变试验箱、可编程电源、清洁度测试室以及各种产品的耐久试验台等。
       
    综合性能测试台                          振动试验台
浙江人口与计划生育条例     
        耐久测试台                          冷启动测试台           
 
   
      碳刷磨损测试台                        清洁度试验台            落雪专杀
   
        三综合试验台            示波器模拟软件  电机转速以及EMC的分析     

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