汽車發(fā)動機機油泵性能優(yōu)化研究.pdf

1、內(nèi)嚙合擺線齒輪泵具有體積小、重量輕、自吸性好、噪聲低、壓力脈動小等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于中小功率發(fā)動機,但由于齒廓形狀復(fù)雜,建模及加工存在一定困難。壓力波動和容積效率是評價機油泵的兩個重要指標(biāo),高品質(zhì)的機油泵應(yīng)具有高容積效率和低壓力波動的特點,兩個指標(biāo)的優(yōu)劣與機油泵設(shè)計參數(shù)和機油泵內(nèi)部流體的流動特性密切相關(guān)。傳統(tǒng)常用的機油泵轉(zhuǎn)子為圓弧擺線式,外轉(zhuǎn)子的齒根與齒頂連接處采用倒角過渡,存在一定的間隙,形成困油現(xiàn)象,這對容積效率和壓力波動都有影響。在

2、研究文獻的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子的齒廓由圓的外擺線與內(nèi)擺線組成,相對于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上對于困油現(xiàn)象有顯著改進。同時本文提出采用圓的短幅內(nèi)擺線,以這種擺線為基礎(chǔ),進行向外偏移得到一種新的轉(zhuǎn)子。
　　本文采用理論分析與試驗仿真相結(jié)合的方法對兩種轉(zhuǎn)子進行了較為深入的研究,為機油泵的改進設(shè)計提供了新方法。
　　首先分析了普通擺線泵轉(zhuǎn)子齒廓曲線的形成原理,確定了普通轉(zhuǎn)子基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)雙擺線轉(zhuǎn)子齒廓的形成原理,建立一個轉(zhuǎn)子的

3、齒廓曲線方程,根據(jù)嚙合原理,結(jié)合坐標(biāo)變換法求得與之共軛的齒廓的方程式。基于這種齒廓方程,研究了齒廓方程中參數(shù)的可選取范圍。參照普通圓弧擺線和雙擺線轉(zhuǎn)子的齒廓生成原理,提出以圓的短幅內(nèi)擺線的外等距曲線為齒廓的轉(zhuǎn)子,并求得與之共軛的齒廓。
　　基于常用的CAD軟件UG開發(fā)了轉(zhuǎn)子參數(shù)化建模模塊,詳細介紹了采用UG二次開發(fā)語言VB.NET和Grip進行開發(fā)的過程。
　　以機油泵單位體積排量最大為目標(biāo),在采用雙擺線轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上,對機油

4、泵進行優(yōu)化設(shè)計,結(jié)合具體的工程應(yīng)用實際與現(xiàn)有理論制定約束條件,最終獲得理想的計算結(jié)果。
　　采用UG建立機油泵泵體的三維模型,使用開發(fā)的UG二次開發(fā)模塊建立轉(zhuǎn)子模型,并將兩者裝配,得到完整的機油泵三維模型,進而得到油泵內(nèi)部流體三維模型。采用泵用軟件Pumplinx對采用不同轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子泵進行了流體特性分析,根據(jù)結(jié)果分析比對了轉(zhuǎn)子泵的流量、壓力波動變化及影響因素。分析了高轉(zhuǎn)速下機油泵空化現(xiàn)象產(chǎn)生的條件,很好的解釋了容積效率隨轉(zhuǎn)速變化的