汽车燃油泵总成设计解读22页

1、汽车燃油泵总成设计摘 要内燃机是汽车的心脏,电喷式内燃机因其动力性、经济性及环保性远远大于传统内燃机而广泛采用。电喷式内燃机中，燃油供给系统机械结构的设计对内燃机的性能起着一定的作用。本文针对汽车内燃机燃油供给系统中燃油泵的机械结构进行设计。燃油泵是内燃机燃油供给系统中的重要零件，燃油泵的作用是把汽油从油箱中吸出，并经管路和汽油滤清器压送到化油器的浮子室内。正是由于有了燃油泵，汽油箱才能安放到远离发动机的汽车尾部，并低于发动机。燃油泵工作中承受一定的压力，并长期浸泡在汽油中，所以要求它应有足够的结构强度和耐腐蚀性；又因汽车油箱容积有限，所以燃油泵设计时应考虑小尺寸、轻量化设计。在本次的汽油泵的

2、机械结构设计中，以汽油泵泵芯为主要设计对象，选用Solid work实体模型建立软件平台，完成对汽油泵泵芯的分析。关键词：燃油泵；油压；强度Automotive fuel pump assembly designAbstractInternal combustion engine is the heart of the car, efi engine because of its performance, fuel economy and environmental protection is more than traditional internal combustion engine a

3、nd widely used. Efi engine, the fuel oil supply system of the mechanical structure design of internal combustion engine performance plays a certain role. Automobile fuel pump in the internal combustion engine fuel supply system, the author of this paper the mechanical structure design.Fuel pump is a

4、n important part in internal combustion engine fuel supply system, the function of fuel pump is sucked out the gasoline from the tank, and concession road and petrol filter pressure to the carburetor float indoor. It is because of the fuel pump, the petrol tank can put far beyond engine car tail, an

5、d below the engine. Under pressure in the fuel pump work, and long-term immersion in gasoline, so it should have enough strength and corrosion resistance; For automobile fuel tank capacity is limited, so fuel pump design, small size, lightweight design should be considered.In the mechanical structur

6、al design of the gasoline pump, gasoline pump pump core as the main design object, the selection of Solid work entity modeling software platform, the complete analysis of gasoline pump pump core.Key words: Fuel pump； Oil pressure ；Intensity引 言电动燃油泵是汽车用电脑控制的燃油控制系统的一个重要部件，市场需求大。电动燃油泵的主要任务是供给燃油系统足够的、具有

7、规定压力的汽油。电动燃油泵主要由泵芯、电机和外壳三部分组成。永磁电动机通电即带动油泵旋转，将燃油从进油口吸入，流经电动燃油泵内部,再从出油口压出,给燃油系统供油。汽油喷射技术是指在汽车发动机上除化油器外的另一种燃油供应及控制技术.汽油喷射技术最早可以追溯到20世纪初期，德国Wright兄弟首先在他们研制的早期飞机发动机上采用了向进气管内连续喷射汽油的混合气制备方法。1943年，德军研制成功第一架装有汽油喷射发动机的军用发动机。第二次世界大战后期，美国开始采用机械式喷射泵向气缸直接喷射技术。二战结束后，汽油喷射技术逐渐由军工转向民用,应用到汽车发动机上。国内外有关电动燃油泵的研究主要集中在以下几

8、个方面，1电动燃油泵的参数的优化设计；2噪声的控制技术；3降低流量脉动方法的研究；4提高电动燃油泵的效率方法的研究；5提高电动嫩油泵的寿命的研究。虽然国内有很多企业在生产电动燃油泵，但大部分都是仿制或引进的国外的技术，同时由于技术保密等缘故，国内均无该产品的详细的资料可供借鉴，即使是有相应的机构在研究，但国内外关于电动燃油泵相应的公开的论文及设计手册等还没有，因此在电动燃油泵的分析和设计上均有一定的难度。第1章 绪论1.1 课题研究背景与意义当今汽车的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，采用电子控制技术已经成为一种不可阻挡的潮流，而且技术日

9、益成熟、日趋普及。内燃机是汽车的心脏，电喷式内燃机因其动力性、经济性及环保性远远大于传统内燃机而广泛采用。电喷式内燃机中，燃油供给系统机械结构的设计对内燃机的性能起着一定的作用1。电动燃油泵是电喷发动机中燃油供给系统的一个重要组成部件，所以我将针对汽车内燃机燃油供给系统中燃油泵的机械结构进行设计。在早期的汽车中，汽油箱被放置在化油器的上方，汽油由重力作用进入到化油器，但是在发生事故时，从安全角度考虑，那个位置不是最好的，并且邮箱离发动机太近，而工作中的发动机的高温也会增加不安全因素。因此油箱开始被放置在车座后，如在后备箱或者后备箱底部。为了让汽油到达引擎，油泵就产生了，第一代是真空泵，而当时的

10、设计，要想把油从后备箱送到引擎这么远，一种特殊的真空油箱也必须同时具备。到1928年，studebaker首创真空泵换成机械泵，通过凸轮轴来带动油泵摇杆来泵油为发动机源源不断的供油，但是由于被安装在发动机体上，在夏季往往因温度过高而产生“气阻”故障，造成燃油流通不畅，严重影响发动机的正常运转。在20世纪60年代，伴随着航空飞行器发动机的喷射技术的扩大运动，汽车的喷射技术也油然而生，由于电喷技术大大提高了汽油的雾化、蒸发性能，加速性能更好，发动机的功率和扭矩显著提高等优势，因而更强更稳定的油量供给使得电动燃油泵也随之而来。机械泵也随之渐渐被取代2。燃油泵工作的稳定性决定着整个汽车供油系统的工作稳

11、定性，故已给予必要的重视。燃油泵工作中承受一定的压力，并长期浸泡在汽油中，所以要求它应有足够的结构强度和耐腐蚀性；又因汽车油箱容积有限，所以燃油泵设计时应考虑小尺寸、轻量化设计。1.2 课题的主要研究内容本课题为“燃油泵总成设计”，本课题的任务是在学习掌握车辆供油系统工作原理、性能需求、控制策略的基础上，在指导老师的帮助下，对于用汽油机轿车，设计一台燃油泵。研究过程中将所设计燃油泵在Solid works中建立三维实体模型。1.3 燃油泵国内外研究现状燃油泵的作用是把汽油从油箱中吸出，并经管路和汽油滤清器压送到化油器的浮子室内。正是由于有了燃油泵，汽油箱才能安放到远离发动机的汽车尾部，并低于发

12、动机。燃油泵按驱动方式的不同，可分为机械驱动式和电驱动式两种。1.3.1 机械驱动式燃油泵机械驱动式燃油泵一般靠凸轮轴上的偏心轮驱动，它的工作情况是：吸油 凸轮轴转动中，当偏心轮顶动摇臂，拉下泵膜拉杆时，泵膜下降，产生吸力，汽油便从油箱内吸出，并通过油管、汽油滤清器、进人燃油泵的油室。 泵油 当偏心轮转过一定角度不再顶动摇臂时，泵膜弹簧伸张，顶动泵膜上升，把汽油从出油阀压送到化油器的浮子室5。 但需要指出的是：汽车上使用的机械式膜片燃油泵,由于被安装在发动机的机体上,在夏季往往因温度过高而产生气阻故障,造成燃油流通不畅,严重影响发动机的正常运转。现在机械驱动式燃油泵已经基本不再使用。1.3.2

13、 电驱动式燃油泵电驱动式燃油泵又分为以下几种：（1）滚柱式电动燃油泵 由壳体、圆柱形滚柱和转子等组成。五个滚柱在转子的槽内可径向滑动，转子与壳体存在一定的偏心。 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。 当输油管路发生堵塞或汽油滤清器堵塞时，汽油压力超过规定值，限压阀打开，汽油流回进油侧。（2）齿轮式燃油泵：齿轮泵是容积泵的一种，由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空

14、间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的7。（3）叶片式燃油泵：叶片泵是转子槽内的叶片与泵壳(定子环)相接触，将吸入的液体由进油侧压向排油侧的泵。该种结构的电动燃油泵，又称为离心式电动燃油泵8。它是依靠旋转的叶轮来实现燃油的输送。如美国的“卡特”(Carter)P4594。该电泵泵油量大，可达250公升/小时以上，并可安装在汽油箱内，加强冷却。但结构较复杂，加工精度高，而且价格昂贵，故只被高级轿车，大排量的发动机所采用9。电动燃油泵体积很小，但是泵油量与出油压力都比较

15、大，因此其电机的负荷很大。所以，大部分电动燃油泵都采用了使吸入的油流经电机电枢后再从出油阀流出的设计，目的是冷却电枢，保证电机正常油工作。采用这种设计的电动燃油泵，凡是燃油流经的机件表面，都被制造得光洁平滑，以便减少流动阻力。也有少部分电动燃油泵，燃油不流经电枢而直接泵出，这种设计对其电机要求很高。当电动燃油泵停止工作时，出油单向阀关闭，防止油管中具有一定压力的燃油流回到油箱去，有利于再启动。当出油口堵塞造成泵内压力过高时，泄压阀打开，将燃油从泵体内排到油箱里，以免电机负荷过高被烧坏。电动燃油泵的电机都具有在泄压阀短时间内(l min之内)失灵的情况下而不被烧坏的能力。第2章 燃油泵电动机的选

16、择查阅相关资料，知常用汽车燃油泵供油流量应达79 L/min；燃油泵出口油压应在2.54个大气压之间，即出口油压在250k400 kpa之间。本设计燃油泵选择出油口油压为300 kpa。电动机是燃油泵的动力来源，使得油压由一个大气压提升至所需压力值。电动机型号的选择关系到整个燃油泵的设计，因为电动机外形尺寸是燃油泵设计尺寸的重要参考 。所以电动机的选择就显得十分重要。2.1 根据车型供油流量参数推算电机功率燃油泵功率与进出口油压差p、流量Q之间有如下关系：P泵 = Qp故，p取200 k（汽油压力由一个大气压提升至三个大气压），Q取8 L/min时，泵的输出功率：P泵 = Qp =(8L2)/

17、60 =27w 考虑到燃油泵功率与电动机功率间存在效率转化，取效率为70%，则电机功率约为39w。在考察市场上各厂家生产的直流电动机相关参数的基础上，决定选择北京奕山科技有限公司36SYK2340.B型直流电动机，该型号电动机功率为40.5w，质量340g，外形尺寸图见所附图纸1。2.2 根据汽油机最大耗油量、汽油流阻损失校核电动机2.2.1 根据汽油机最大耗油量校核电动机查相关资料：汽油化学计量空燃比为14.515.3（kg空气/kg汽油）取L0=15（kg空气/kg汽油）；汽油密度油=0.75103kg/m3，空气密度空=1.2 kg/m3。故进入气缸的油气体积比A=1.07 10-4由最

18、大功率下转速为6000r/min，得每分钟汽油机运行3000周期，对1.6L排量汽油机，所需汽油流量为：Q=1.6L3000A=0.5136L/min=8.56ml/s所选电机符合最大供油要求。2.2.2根据汽油流阻损失校核电动机取供油管直径为0.01m，则油管截面面积A=7.8510-5m2。由Q=VA得，进入汽油机汽油所需出口断面平均流速V=Q/A=0.11m/s。汽油粘度系数u=0.3110-3Pas，在速度V=0.11m/s，输油管直径d=0.01m的情况下雷诺数：=2661 = 2300故汽油流动状态为涡流状态。因2300 Re 3000，处于过渡区，故沿程损失系数与相对粗糙度/d无

19、关，而与Re有关： = 0.044 ；对于圆管，沿程损失hf=。所以单位管长沿程损失 = 0.0027 m/m = 0.0027 。局部损失=，其中为局部损失系数，计算后得：V2/2g= 6.1710-4m ；因供油系统共12处有局部损失，其中10处取0.99，1处取1.98，1处取0.3；取基本扬程为0.5m，估算等效扬程H：H =0.5+4+ =0.5+0.00274+6.17( 0.9910+1.981+0.31) =0.53m由以上数据可得汽油通过油管将会损失的功率 = = gh = 6.429.80.53 = 0.033 w可见电动机输出功率足以克服汽油流动过程中的沿程损失和局部损失

20、。故所选电机符合要求。第3章 汽油泵泵芯设计 汽油泵泵芯是汽油泵的主要部件，它的外形尺寸和重量决定了汽油泵的外形尺寸及重量，所以为了汽油泵轻量化设计，泵芯部分的材料除直流电动机和弹簧外，都选择PC高粘度工程塑料。PC是聚碳酸酯的简称，聚碳酸酯的英文是Polycarbonate，简称PC工程塑料，是工程塑料中的一种。作为被世界范围内广泛使用的材料，PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性，耐中性油及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性，耐高温125度，耐低温-40度；还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在生活的各个角落都能见到PC塑料的影子，大规模工

21、业生产及容易加工的特性也使其价格极其低廉。它的强度可以满足从手机到防弹玻璃的各种需要。应毕业设计任务书中要求，本设计采用了三维设计技术，应用Solid Works软件作为三维造型软件。Solid Works为达索系统下的子公司，专门负责研发与销售机械设计的视窗产品。是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统，著名的CATIAV5就出自该公司之手，目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。在Solid Works软件的主要模块中，零件建模具有很好的操作性。Sol

22、id Works提供了基于特征的实体建模功能。通过拉伸、旋转、薄壁 特征、镜像、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。 在Solid Works软件中的装配模块中，可以插入零件，也可在设计库中导入标准件，方便快捷。3.1 汽油泵泵芯壳体设计汽油泵泵芯壳体是支撑电动机同时连接泵芯各零件的重要零件，同时它的尺寸基本决定了汽油泵的外形尺寸，故应尽量实现小型化设计。3.1.1 汽油泵泵芯壳体外形尺寸设计根据电动机外形尺寸（直径36mm，电机主体长77mm），将壳体装载电动机的部分外直径定为60mm，公差为js7；内直径定为46mm，公差为H8；壳体装载电动机的部分的深度在考虑了与壳体端盖配合后，定为

23、82mm。壳体装载叶轮部分为实现汽油泵作用的关键之处，我在设计时参考了文献16中关于汽油流道给出的相关资料，将流道设计为闭式侧边流道式。电动机输出轴根部直径，即公差为17h7。因为电动机主要靠螺钉固定在壳体上，所以与壳体配合处配合可以为间隙配合，故此处配合选基轴制优先配合，定为17H8/h7，即孔尺寸为。电动机输出轴直径为，公差为6g5，与壳体配合处为避免不必要的摩擦，此处配合应选择为间隙配合，故此处配合定为6H7/g5，即孔尺寸为。3.1.2 汽油泵泵芯壳体与泵体端盖、壳体端盖配合处相关设计汽油泵泵芯壳体与壳体端盖、泵体端盖间的连接考虑到壳体厚度及小型化，连接处螺钉选为40材料的十字盘头螺钉

24、M2.58 。因为汽油泵泵芯为压力容器，必须保证其气密性，根据压力容器的技术规范对法兰螺钉的间距的规定：一般允许螺钉的最大间距 ，其中D为压力容器内直径，Z为螺钉数量）为：当p1.6M时，7d；当p=1.610M时，=4.5d；当p1030M时，43d。根据以上规定，本设计选定的汽油压力为三个大气压，即0.3 M，所以螺钉最大间距应小于7d=72.5=17.5。壳体与泵体端盖、壳体端盖间连接螺钉分布在直径55mm的圆上，故螺钉数Z = =8.25，考虑到螺钉对称性承受拉力的问题，将螺钉数量定为10个。现进行螺钉强度校核：由于连接处螺钉处于紧固连接状态，故螺钉不但会受到拉力，还会有一定的扭转，螺

25、钉将处于正应力和扭剪应力共同作用的符合应力状态。根据材料力学，螺钉正应力,其中为螺钉所收拉力，d为螺钉直径。=49.8N；所以正应力=10.1 M。根据材料力学，对于处于正应力和扭剪应力共同作用的符合应力状态的普通受拉螺钉，只需要将其正压力加大30%用以考虑扭剪应力的影响，就可以按照单纯受拉螺钉来计算了，所以螺钉所受等效正应力为10.1 M(1+30%)=13.2 M，远小于40材料的抗拉强度：7501000 M。所以所选择的螺钉符合强度要求。电动机输出轴直径为，公差为6g5，壳体与电动机输出轴间应尽量无摩擦，故该配合应选则间隙配合，根据基轴制常用配合表，配合选定为6G6/g5，孔尺寸为。为了

26、泵芯密封良好，在壳体与壳体端盖配合处，设计了凹入壳体的一段平台，此处选择过渡配合H8/js7，即此处孔径尺寸为。同样在壳体与泵体端盖配合处选择过渡配合H8/js7，即此处孔径尺寸为。这样会使得汽油从汽油泵泵芯壳体与泵体端盖连接处渗出时，所需经过的油路变得更加曲折，从而增加渗漏阻力，起到增加密封性的功效。另外在壳体与泵体端盖连接处装配时，使用石棉橡胶纸质密封圈，从而保证汽油在300K的压力下不会从连接处渗出。图3-1 汽油泵泵芯壳体三维模型图汽油泵泵芯壳体相关具体尺寸见所附 工程图纸2 壳体3.2 汽油泵叶轮设计旋涡泵工作原理：星形轮在旋转时，产生了离心力，液体在此离心力的作用下，由泵壳侧面孔流

27、入叶片根部并被抛向外圆，进入两侧盖板的槽道中。这部分液体原来随着叶片做圆周运动，具有一定的速度能，在盖板槽道中速度能变为压力能，之后又被叶片所攫取。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。液体在槽道中随星形叶轮运动，到了截止点，由于槽道突然被堵塞，液体就从出口孔流出。汽油泵选定为旋涡泵，主要考虑到旋涡泵有如下优点：(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4.2；(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

28、件，如叶轮可使用非金属材料模压。旋涡泵叶轮叶片分为：径向、朝旋转力一向前倾、后弯直叶片、后转角、前转角式五种，根据流量叶片选择为径向式，叶片数选择为40片。电动机输出轴直径为，公差为6g5，因叶轮转动靠电动机输出轴与叶轮配合处带动，故该配合应选则过盈配合，配合选定为6J7/g5，孔尺寸为。图3-2 汽油泵叶轮三维模型图3.3 汽油泵泵体端盖设计汽油泵泵体端盖部分外直径定为60mm，公差为js7。汽油泵泵体端盖与泵芯壳体配合处设计一平台，直径，公差取js7，即。与壳体凹回的平台配合后，使其达到与迷宫密封槽类似的密封效果。汽油泵泵体端盖内侧还需设计一孔洞，与电动机输出轴构成间隙配合，用来支撑电动机

29、输出轴，限制电动机输出轴转动时的振动。电动机输出轴直径为，公差为6g5，电动机输出轴与汽油泵泵体端盖内侧配合处配合定为6H7/g5，即孔尺寸为。汽油泵泵体端盖上还应设计汽油进油口，因旋涡泵工作原理应用了离心力，故进油口应在圆心附近，使汽油从更加靠近叶轮中心处被吸入泵中，所以进油口设计为矩形。考虑到机械加工工艺性，泵体端盖外侧面螺帽孔处，设计为图4.3所示。图3-3 汽油泵泵体端盖三维模型图汽油泵泵体端盖相关具体尺寸见所附工程图纸3 泵体端盖3.4 汽油泵壳体端盖设计汽油泵壳体端盖部分主要分布了单向阀出油口、安全阀出口和电极接头。汽油泵壳体端盖处不应该仅有一个简单的汽油出口。因为这会导致汽油泵不

30、再工作后，汽车供油系统油路内油压将降至一个大气压，非常不利于汽车启动。为保持油路油压，在汽油泵汽油出口处应设置一个单向阀。当电动汽油泵停止工作时，出油单向阀关闭，防止油管中具有一定压力的燃油流回到油箱去。当出油口堵塞造成泵内压力过高时，泄压阀打开，将燃油从泵体内排到油箱里，以免电机负荷过高被烧坏，或泵内油压过高，破坏汽油泵结构，使汽油泵报废。电极接头位置分配在靠近圆周处，主要是考虑到为单向阀、安全阀留出足够的空间，同时方便装配时接线，达到小型化设计。单向阀、安全阀处螺纹若从密封考虑，应选择圆锥管螺纹，但因此处尺寸较小，出口处受冲击、振动较频繁且不常拆卸，故用耐受冲击、振动的细牙普通螺纹代替圆锥

31、管螺纹，装配时加装密封橡胶垫，即可保证此处螺纹密封性。所以单向阀、安全阀处螺纹大径D=12，中径=10.863，小径=10.106，螺距p=1.5，牙型角=60。汽油泵壳体端盖部分与泵芯壳体配合处设计一平台，直径，公差取js7，即，与壳体凹回的平台配合后，使其达到与迷宫密封槽类似的密封效果。考虑到机械加工工艺性，泵体端盖外侧面螺帽孔处，设计为图4.5所示。 图3-4 汽油泵壳体端盖三维模型图汽油泵壳体端盖相关具体尺寸见所附工程图纸4壳体端盖3.5 汽油泵泵芯单向阀、安全阀柱塞设计汽油泵泵芯单向阀、安全阀柱塞底端选择半球形，这是基于单向阀或安全阀在开启、闭合时需保证良好的与壳体端盖出油口的同轴性

32、。半球形底端开启时受力均匀，闭合时不会卡在出油口之外无法闭合。柱塞杆部直径与单向阀、安全阀弹簧内径相同，以保证弹簧承受竖直方向上的压力，这保证了弹簧能够提供正确的单向阀或安全阀的开启压强控制，同时延长弹簧寿命。图3-5 汽油泵泵芯单向阀、安全阀柱塞三维模型图3.6 汽油泵泵芯单向阀、安全阀弹簧设计汽油泵泵芯单向阀、安全阀弹簧受力循环次数一般在十万次数量级，故属于类弹簧，选择弹簧形式为底端磨平无死圈型。选用弹簧材料为65Mn，弹簧中径=5mm，弹簧形变量=4mm。由以上参数得其许用切应力=560M；切变模量G=8140078500 M取G=80000 M；。3.6.1 汽油泵泵芯单向阀弹簧设计由

33、本设计说明书第二章所定汽油泵选择出油口油压为300 k，汽油泵泵芯单向阀弹簧所受力：F=ps=3.77N，式中s为出油口面积。弹簧旋绕比（弹簧指数）C=。根据汽油泵泵芯单向阀弹簧强度要求，确定弹簧丝直径d：弹簧丝直径d由以下三个公式相互作用决定，故需经过多次验算。d=1.6； k= C=经过多次验算，最后确定d=0.45，C=11。C在国家旋绕比推荐值范围内（d在0.10.5之间，C应在714之间）。弹簧刚度推导汽油泵泵芯单向阀弹簧圈数：n=3.48；根据弹簧设计相关规定，弹簧圈数少于15圈的，n应该是0.5圈的倍数，故弹簧实际圈数为3.5圈。3.6.2 汽油泵泵芯安全阀弹簧设计根据本设计中汽

34、油泵泵芯出油口油压为300 k，选定汽油泵安全阀泄压压力为400 k。汽油泵泵芯安全阀弹簧所受力：F=ps=5.03N，根据本设计4.6.3小节方法，经多次试验计算后，确定汽油泵安全阀弹簧丝直径d=0.5，C=10。C在国家旋绕比推荐值范围内（d在0.10.5之间，C应在714之间）。弹簧刚度推导汽油泵泵芯单向阀弹簧圈数：n=3.97；根据弹簧设计相关规定，弹簧圈数少于15圈的，n应该是0.5圈的倍数，故弹簧实际圈数为4圈。图3-6 汽油泵泵芯单向阀、安全阀弹簧三维模型示意图3.7 汽油泵泵芯单向阀出油口设计汽油泵泵芯单向阀出油口一端与油管相连，另一端与壳体端盖单向阀出油口相连。与油管相连处为

35、密封考虑，设计了两个槽，装配时将该段插入油管，在连接处油管外加装可调直径的油管卡环加强固定，即可保证油路的密封性。与壳体端盖单向阀出油口连接处，螺纹参数：大径D=12，中径=10.863，小径=10.106，螺距p=1.5，牙型角=60。此处螺纹强度将在有限元分析时予以校核。图3-7 汽油泵泵芯单向阀出油口三维模型图汽油泵泵芯单向阀出油口相关具体尺寸见所附工程图纸 单项阀出油口3.8 汽油泵泵芯安全阀出油口设计汽油泵泵芯单向阀出油口与壳体端盖安全阀出油口连接处，螺纹参数：大径D=12，中径=10.863，小径=10.106，螺距p=1.5，牙型角=60。此处螺纹强度将在有限元分析时予以校核。图

36、3-8 汽油泵泵芯安全阀出油口三维模型图第4章汽油泵外壳设计汽油泵外壳用来支撑汽油泵泵芯，使其保持垂直状态，并用来将汽油泵固定在油箱上，实现安装、拆卸方便的需求。同时汽油泵外壳还用来固定油箱油液面传感器。4.1 汽油泵外壳壳体设计汽油泵外壳壳体外直径90mm，内直径70mm，公差H8，高165mm。外壳壳体与汽油泵泵芯配合应有一定的固定汽油泵泵芯的作用，但又不宜使用过盈配合，故选择略松的过渡配合，该处配合选择基孔制优先配合60H7/k6，即孔为，汽油泵泵芯为。与汽油泵滤网架配合选择基孔制优先配合40H8/h7，即孔为。经过与本组负责汽油泵电子部分设计的同学协商，用来固定油箱油液面传感器的部分为

37、边长46的矩形，并在四个角留了M2.5的螺纹孔，用以固定油液面传感器。汽油泵外壳壳体与汽油泵外壳端盖连接处选用M2.5螺钉连接。图4-1汽油泵外壳壳体三维模型图4.2 汽油泵外壳端盖设计汽油泵外壳端盖用来连接汽油泵外壳与汽车油箱，将汽油泵固定在油箱上。同时与汽油泵外壳的配合还起到了固定汽油泵泵芯的作用。汽油泵外壳端盖与汽油泵外壳连接处选用M2.5螺钉连接。汽油泵外壳端盖与油箱连接处，开有六个对称小槽作为汽油泵安全阀开启时的汽油泄流口。泄流口开在上方而非下方外壳壳体上，是考虑到防止汽油不经过滤网而经过该泄流口进入汽油泵，汽油杂质对泵芯出入口造成阻塞。汽油泵外壳端盖与汽油泵外壳配合处选择间隙配合，

38、查阅相关标准，配合定为70H8/h7,即此处外形尺寸为。图4-2油泵外壳端盖三维模型图4.3 汽油泵滤网架设计汽油泵滤网架与汽油泵外壳配合40H8/h7，即滤网架外直径为，其内直径定为34mm。六个支撑杆宽2mm，厚3mm。图4-3 汽油泵滤网架三维模型图第5章 油位传感器的设计 国家标准GBT7665-2005传感器通用术语对传感器的定义为：传感器是能够感受规定的被测量并按一定的规律和精度转换成可以输出信号的器件或装置。传感器的共性是能够利用物理定律或物质的物理,化学，生物等特性，将非电量转换成电量。油位传感器就是能够感受邮箱里油量的多少，通过转换元件讲感测到的油量转换成电信号，再通过一系列

39、的转换将电信号换算成对应的油量显示油表上。一般由于邮箱的不规则性，转换比例不一定是线性关系。另外，由于不同型号的邮箱的结构差异性，同一型号的油位传感器搭配不同的邮箱使用时算法必须对应。电阻式油位传感器的工作原理是：通过邮箱内浮子的上下浮动来带动油位传感器电子元件滑动变阻器的移动。随着油量的变化，滑动变阻器的阻值会发生相应的变化，油油位传感器将产生的电信号传递给油表，再按照一定的比例转换成为汽油的油量，最终将油量显示在油表上。电容式的油位传感器的工作原理是：电容式油位传感器的传感部分是一个同轴的容器，当油进入容器后引起传感器壳体和感应电极之间电容量的变化，这个变化量通过电路的转换并进行精确的线性

40、和温度补偿，输出420mA标准信号供给显示仪表。超声波油位传感器的工作原理：声波在两种介质的密度相差悬殊的环境中传播时,声波几乎全部被反射。利用声波的传输特性，测量油位的高度，再通过一系列转换将油量显示在油表上。由于目前电阻式油位传感器应用得最普遍，所以本次设计选用电阻式油位传感器。图为电阻式传感器建模图： 图5-1油位传感器三围模型图其工作范围为40+125，基片材料为96AL2O3陶瓷基片，导体材料为Ag/Pd（20%pd or 30%pd），电阻体材料采用高性能导电材料，耐磨性能好，耐磨指针用不锈钢触点，其接触压力为0.250.1N。结论与展望本文常用的电动汽油泵为工作对象，利用Soli

41、d works三维建模，对家庭轿车所用电动汽油泵的机械结构设计研究，本人的主要收获和成果有：一、在前期的准备工作中，通过查阅大量的期刊和文献，对家庭轿车内燃机、供油系统的结构、工作原理和特性特别是供油系统中电动汽油泵部分研究现状有了初步了解。二、初步掌握了Solid works软件三维建模模块和装配模块，结合任务书要求，并经过大量的参数搜集工作，参考各方参数，最终确定汽油泵电动机功率，进而确定了直流电动机的外形尺寸参数。根据直流电动机的外形尺寸参数一步步设计了汽油泵泵芯部分各零件，并对泵芯各零件进行装配。根据泵芯装配体尺寸，进行了汽油泵外壳部分设计。在这一过程中，我体会到了三维设计对设计者的帮

42、助之大，应用三维设计后，设计者可以很直观、很形象的从各角度观察所设计的产品，有利于设计者对产品设计细微之处的把握，进一步实现优化设计。汽车燃油泵是汽车燃油供给系统中的重要组成部分，国内外对燃油泵也再不断的设计研究，燃油泵的技术不仅是反映汽车综合性能技术情况的重要指标，而且对汽车的合理使用等都有着重要的意义。随着世界经济的发展、人们生活水平的日益提高，汽车正广泛进入千家万户，对汽车的需求量也在每年递增。20世纪后，中国汽车产量迅速上升，2004年我国汽车保有量已达到2830万辆，预计到2010年，汽车保有量将达到4500到5000万辆。电动燃油泵是汽车用电脑控制的燃油控制系统的重要部件，而且是易

43、损件，所以其需求量是很大的。因此，对汽车燃油泵总成的设计研究有着重大的意义。致 谢经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，时光匆匆飞逝，四年的努力与付出，随着设计的完成，终于让我在大学的生活，得以画下了完美的句号。首先，感谢学校领导为我们提供了良好的论文编写环境。只有这一切环境和制度的保障，才使我的论文得以顺利的完成。同时还要感谢答辩组的领导和老师，对我们的论文进行仔细审阅并提供宝贵的意见，帮助我们进一步完善了论文的编写，提高了论文的质量。论文得以顺利完成，还要特别感谢何老师，因为论文实在何老师的悉心指导下完成的。何老师严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，平易近人的人格魅力

44、对我影响深远。同时，论文的的顺利完成，离不开其他各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个论文的写作中，各位老师，同学积极帮助我查阅资料和提供论文的写作建议和意见。在他们的帮助下，论文得以不断的完善。另外，还要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们悉心的教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文完成的基础。通过此次毕业设计，我学到了很多知识，通过查阅有关资料和搜集相关文献，培养了自学和动手能力。并且由原先的被动接受知识转换为主动寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大突破。通过毕业设计，我们学会了如何将学到的知识转为自己的东西，学会了更好的将知识和实践相结合。再次感谢所有的老师、同学给我的帮助和鼓励，谢谢你们