27第2卷　第29期
马成波
（吉林省辽源市富奥泵业分公司，吉林　辽源　136200）
摘要：社会经济的发展以及科学技术水平的提高，使得汽车技术不断发展，出现了新型汽车发动机等技术。基于此，文章通过对新型汽车发动机电动机油泵进行调查，重点分析此类电动机油泵的设计，以供相关人员参考。
关键词：新型汽车发动机；电动机油泵；节能减排
中图分类号：U464　文献标识码：A　文章编号：2096-6164（2020）29-0027-02
生活质量的提高使得人们对汽车的需求逐渐上升，为有效提高汽车的环保性，降低电动机能耗，出现了一种电控技术。该技术能够有效对泵油量进行调节，实现节能减排的目标，因此，对此类油泵的设计进行分析是十分必要的。
1　新型汽车发动机电动机油泵结构及原理从目前现状来看，新型汽车发动机电动机油泵是目前较为新型的一种技术设备，其结构较为复杂，主要由七部分组成，分别是机油道、控制板和散热板、轴、电动机、盖板、油泵以及机油泵壳体。相较于以往传统的汽车发动机电动机油泵的间接曲轴驱动，新型汽车发动机电动机油泵的驱动方式是直流电动机驱动，整体的消耗功率较小，提升了有效功率的输出。除此之外，在新型汽车发动机中，电动机油泵能够发挥极强的辅助作用，例如供油，增强摩擦副的润滑性能，或是为其他汽车部件提供液压油，降低新型汽车发动机主油泵的机油消耗量，在节能、减排的基础上，还能保证新型汽车的稳定运行。
2　新型汽车发电机电动机油泵设计的必要性以往传统的汽车发电机电动机油泵整体消耗功率较大，无法对发动机输出功率的有效性提供保障，而且，在实际应用、运作过程中，发动机各摩擦副之间的摩擦问题较为严重，不仅造成部件的损伤，同时无法满足不同工况下发动机对压力的需求以及对润滑机油的需要，极其不利于其燃油消耗。但通过设计新型汽车发电机电动机油泵，转变了油泵的驱动方式，保证发动机有效功率的输出，满足汽车的运行需要。与此同时，针对不同工况下的发电机，此类电动机油泵能够通过对电动机的转速进行控制，从而对油泵机油
的输出压力以及润滑油的输出油量进行合理、有效的调节，解决各摩擦副之间的摩擦问题，延长各部件的使用寿命，满足发电机的运行需求。最后，相较于传统油泵，此类油泵整体的占地空间较小，且整个油泵是一个整体总成，便于后期的维修和更换，具有极强的方便性。
3　分析新型汽车发动机电动机油泵的设计
3.1　油泵结构及参数设计
在新型汽车发动机中，电动机油泵发挥的主要作用就是保证机油的流动，使其能够在润滑系统中以内循环的方式稳定的流动，并在发动机运行过程中向润滑部分进行机油的输送。从目前电动机油泵的发展现状来看，新型汽车发动机的电动机油泵的结构形式可分为两类，一类是转子类，另一类是齿轮类，转子式机油泵的内外转子具有偏心距，这主要因为内转子装设于传动轴，外转子在机油泵内部即可，整体占地面积较小，且具有较多的供油量，不仅运行声音小，其吸油真空度也高。而齿轮式机油泵需要的空间较大，制作成本较高，这主要是因为此类机油泵内部存在传动机构，为此，新型汽车发动机电动机油泵的设计中应采用转子式机油泵。
在对转子式机油泵的参数进行设计时，是以发动机的需求为基准的。具体而言，不同工况下的发动机其对润滑机油的需求量不同，为此，需要对供油量进行计算，从而对机油泵参数进行合理设计。计算公式为：Q=F
z
Z
1
Bnη×10-6（L·min-1），其中Q是
供油量，F
z
是内外转子最大面积与最小面积的差，B 是内转子宽度，η是机油泵容积效率，其单位均为
产业科技创新　2020，2（29）：27~28Industrial Technology Innovation 作者简介：马成波（1971- ），男，吉林辽源人，硕士，副高级工程师，主要从事产品设计方面研究。
产业科技创新　Industrial Technology Innovation
28Vol.2　No.29
毫米。由此可知，机油泵的供油量与多种因素有关，在保证供油量固定不变时，通过提高内转子转速，能够减少电动机油泵体积。另外，新型汽车发动机阀流量的压力应不小于1.6×105 pa，每分钟的平均流量不可小于八升，所以，一般情况下，电动机油泵的平均流量参数为8.5 L·min-1，升压参数在320kPa以上，功率在200 W以上，从而使油泵的工作效率平均在27%以上。
3.2　电动机的参数设计
从新型汽车发动机电动机油泵的结构及参数可知，当油泵运作的功率为二百瓦时，且将汽车发动机的额定转速固定在4 500 r·min-1的参数上，驱动电动机选择输出效率在80%左右的电动机。在该情况下，通过计算输出轴转矩，可以得到0.339 7 N·m 的参数，输出轴转矩的公式是额定功率乘以电动机率再乘以60/2 πn，n指的是转的圈数。在该参数基础上，可以对新型汽车发动机电动机内部的定子与转子参数进行调整，定子的外径大小和内径大小分别设计为68 mm与32 mm，46 mm设计为其长度，再使用环氧树脂对定子两端进行封装。新型汽车发动机电动机转子的外径和内径大小分别为27 mm和10 mm，32 mm与8 mm分别为矩形槽的长与宽。在新型汽车发动机电动机的结构中，在设计转子位置时，应将其控制在定子的核心，并将二者之间的距离把控在五毫米左右。
3.3　油泵转子参数设计
为实现有效的节能、减排，保证新型汽车的稳定运作，在对新型汽车发动机电动机油泵转子参数进行设计时，相关设计人员应把握好电动机转速与平均流量的联系，例如，当电动机的转速为4 500 r·min-1时，其流量为9 L·min-1；新型汽车发动机电动机油泵内转子内径为10 mm时，设计人员需要把控电动机和油泵壳体与外转子之间的距离，不可超过其外界的5.5 mm。因此，在对新型汽车发动机电动机油泵转子参数进行设计时，可以将这些技术参数作为基础，从而设计内外转子的模型，而在此过程中需要涉及
到较多参数，相关设计人员需要注意把控，从而设计准确的油泵转子参数，包括内外转子的厚度及偏心距、外转子的外径、内转子的半径。
3.4　确定直流电动机的参数
从目前现状来看，现代新型汽车所使用的电源规格为12 V低压直流电，为此，在新型汽车发动机电动机油泵的设计中，油泵的动力驱动装置应采用此种电流规格的电动机。为使油泵具有良好的性能，发挥出最大作用，满足新型汽车发动机的各种工况，相关设
计人员需要把握直流电动机的输出功率，将其的输出功率与油泵的消耗功率相一致。直流电动机输出功率的计算公式为：，其中N
汽车机油的作用E
是电动机的输出功率，
N
是油泵的消耗功率，P是油泵的机油输出压力，η是电动机的传动效率。之后，再通过伯努利方程得出新型汽车直流电机的输出功率，进而确定直流电动机的参数。伯努利方程为：，其中，V指的是油泵输出口的机油流速，通过两个公式的互相整合，能够得出直流电机的输出功率计算公式为：
，其中，A指的是油泵输出口截面积，单位为平方米，ρ为油泵机油密度，Q为油泵流量。
3.5　设计油泵性能参数
如上所述，新型汽车发电机电动机油泵具有每分钟四千五百转的理论排量等数据，通过该理论排量能够对新型汽车发电机电动机油泵的性能参数进行设计，具体参数为：新型汽车发电机电动机油泵的平均排量设计为0.002 23 L·r-1，其流量为10 L·min-1左右，容积效率为88%，实际流量为9.8。
3.6　仿真试验
在仿真试验中，由于新型汽车发电机电动机油泵中定子和转子的材质为金属，这会导致在实际运作过程中对磁场造成影响，从而导致新型汽车发电机电动机的功率的降低，使得电动机的使用效率较低，甚至无法得到保障。为此，为避免金属材料对磁场的切割影响，在新型汽车发电机电动机油泵的设计中将转子和定子的材质更换为塑料材质或是空心壳体，在经过再次仿真试验后，电动机的功率以及使用效率没有受到影响，通过计算，其最终效率符合前期的公式预算。在解决该问题后，将其安装到新型汽车发电机上，从汽车的运行效果来看，整体运作十分稳定，且能够对变速器的标准压力进行有效维持，极大的提升了新型汽车的运作性能。
综上所述，新型汽车发电机电动机油泵的设计对保护环境、促进汽车行业的健康发展具有极强的现实意
义。因此，相关技术人员应深入研究此类油泵，对油泵性能参数、电动机参数以及转子参数等进行合理设计，从而促进新型汽车行业可持续发展。
参考文献：
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