电子油泵

2024-10-14

电子油泵（共7篇）

电子油泵篇1

一、前言

能源和环境正在成为影响世界汽车产业发展的两大决定性因素。能源和环境问题正在向汽车技术提出严峻的挑战。为节约能源, 降低排放, 一些先进的汽车技术相继问世, 如可变气门正时技术、缸内直喷技术和涡轮增压技术等。同时, 随着汽车电子控制技术的发展, 电动水泵、电动真空泵和电子转向等技术也应运而生, 这些新技术降低汽车能源消耗。本文介绍的新型机油泵正是基于汽车电子控制技术而设计的, 旨在进一步降低汽车能源消耗。

二、机油泵技术背景

目前, 汽车发动机上使用的机油泵大多为机械驱动, 其驱动方式主要有曲轴直接驱动和链轮链条驱动两种。而这两种驱动方式有一个共同特点:即机油泵均由曲轴直接或间接驱动, 所以, 这两个驱动方式的机油泵均具有以下缺点:

1在起动发动机时, 发动机各摩擦副之间缺乏有效润滑。发动机静置一定时间后, 各摩擦副之间的机油将会流回油底壳, 当起动发动机时, 各摩擦副之间将发生干摩擦, 加剧各摩擦副之间的磨损, 将缩短发动机的维修周期和使用寿命。

2需要额外消耗发动机能量。机油泵由曲轴驱动, 机油泵的运转将消耗曲轴一定的动能, 降低发动机有效输出功率, 在一定程度上, 增加了汽车燃油消耗。

三、新型机油泵

为解决机械机油泵的上述缺点, 本新型机油泵采用直流电动机作为驱动动力源, 利用电子控制技术控制机油泵, 使之在发动机不同工况下, 以不同的转速运转。

1新型机油泵的结构

新型机油泵的结构如图1所示, 采用摆线内外转子式机油泵, 内转子直接由直流电机的电机轴驱动, 因此, 可以将直流电动机和机油泵做成一个总成, 以保证机油泵能够适用于不同结构的发动机。

机油泵若要满足发动机的使用要求, 除了结构满足要求外, 对机油泵的性能, 如供油量和供油压力等参数, 亦须满足发动机不同工况的要求。对于机油泵的供油量主要由摆线内外转子机油泵的几何机构参数决定, 而对于供油压力, 则需要通过选择合适功率的直流电动机来满足。

2新型机油泵的控制策略

该新型机油泵将原来由发动机曲轴驱动的机油泵改为由直流电动机驱动, 改变了机油泵的驱动源, 节约了发动机的能源, 提高了发动机的有效输出功率。

发动机在不同工况下运转, 对润滑系统有着不同的要求。当发动机处于低速、低负荷工况运转时, 需要的机油循环量和机油压力较小, 而当发动机处于高速、大负荷工况运转时, 则需要较大的机油循环量和机油压力。

由于机油泵的转速高低完全由直流电动机控制, 当发动机转速与直流电动机的转速尤其是高、低转速不一致时, 将造成下列两种情况:

(1) 发动机转速低, 机油泵转速高, 致使机油泵对发动机的机油供应过量, 直流电动机高速转动消耗过多电能并且电机本体容易过热。

(2) 发动机转速高, 机油泵转速低, 致使机油泵对发动机的机油供应不足, 不能满足发动机对润滑及冷却的需要。

所以, 对于机油泵的控制必须兼顾发动机的不同运转工况, 机油泵的控制原理为:

发动机ECU通电并监控、采集发动机的转速, 当发动机转速高时, 发动机ECU信号输出端输出高电位信号, 机油泵ECU接收到该信号, 根据将该信号进行发出指令, 机油泵ECU电源输出端输出12V (相当于蓄电池电压) 电源给电动机油泵, 使得电动机油泵高速运转。同理可知, 发动机转速低时, 发动机ECU信号输出端输出低电位信号, 机油泵ECU接收到该信号, 根据将该信号进行发出指令, 机油泵ECU电源输出端输出9V (低于蓄电池电压) 电源给电动机油泵, 使得电动机油泵低速运转。

为克服曲轴驱动机油泵的缺点, 实现发动机起动前对各个摩擦副之间的润滑, 同时满足发动机各个工况的使用要求, 新型机油泵的控制策略下:

(1) 当点火开关置于ON档, 此时, ECU向直流电动机供给12V电源, 使直流电动机高速运转, 以便快速地向各摩擦副供给润滑机油, 满足启动润滑需要, 3~5秒后, ECU将根据发动机转速信号, 确定发动机是否运转, 若未检测到发动机转速信号, ECU将不再提供电源, 使电动机油泵停止运转。

(2) 当发动机启动后, ECU根据发动机的运行工况 (根据ECU采集的发动机转速、节气门开度、进气流量、冷却水温等参数确定) , 向电动机油泵提供9V或12V电源, 满足发动机不同工况对润滑及冷却的需要。

(3) 当点火开关置于OFF档时, 电动机油泵的电源处于断开状态, 电动机油泵停止工作。

结语

本新型机油泵将传统机械机油泵和电子控制技术有效的结合起来, 在节约汽车燃油消耗的同时, 也克服了传统机油泵在发动机起动时干摩擦的缺点, 解决了发动机在各个工况下对润滑系统的需求。

摘要：随着汽车产业的发展, 能源和环境问题正在向汽车技术提出严峻的挑战。本文介绍的新型机油泵正是为了降低汽车能源消耗, 同时基于汽车电子控制技术, 满足汽车发动机在不同工况下对机油泵的要求, 延长发动机的使用寿命。

关键词：电子控制,汽车发动机,节能,新型,机油泵

参考文献

[1]毛华永.摆线转子式油泵齿廓的形成与参数方程的建立[J].山东大学学报 (工学版) , 2002, 32 (02) .

[2]龚金科.转子式机油泵内流场CFD分析及实验研究[J].湖南大学学报 (自然科学版) , 2007, 34 (05) .

电子油泵篇2

喷油泵试验台的维护与保养可分为日常维护保养和定期维护保养两种方式, 现对电子调速喷油泵试验台的日常和定期保养进行分析。

一、日常维护保养

日常维护保养是喷油泵试验的主要工作, 是为了保持试验台清洁, 降低故障, 减少磨损, 保持原试验台的设计精度, 阻止因机械杂质污染和油污而造成喷油泵试验台加速损耗, 提高使用寿命。

1.目前, 我国现代柴油机精度不断升级, 所以使用和维护等各项技术指标的要求也相应提高, 对于柴油机喷油泵调试设备的“喷油泵试验台”必须尽量避免油液、空气粉尘的污染。在调试喷油泵之前和工作结束后, 必须对喷油泵试验台进行认真细致的擦拭, 防止校正喷油泵时留下的油污流入 (或溅入) 集油箱中, 造成校泵用油污染。

2.每个工作日结束后, 用绸布认真清洁擦光, 电子喷油泵试验台上安装的电器元件和各种表头、电控箱内的电器元件, 防止污物进入开关、触点等元件上, 产生接触不良等现象或造成短路损坏元器件。

3.目前, 现代电子调速喷油泵试验台 (电子变频调速试验台) 比皮带传动的试验台功率大, 电子元器件与电路保养非常重要, 因为校泵过程中柴油飞溅较大, 为了安全运转防止火灾, 必须在启动试验台时或运转过程中, 认真观察有电通过的部位, 特别是接线柱的部位是否有打火现象出现, 如有此类现象出现, 立即停机给予解决, 防止损坏电器元件或发生火灾。

4.平时调试喷油前后, 一定及时把使用的工具和零部件清理干净, 防止试验运转过程中产生振动掉入某运转部位, 造成喷油泵试验台损坏或影响调试精度。

5.认真阅读喷油泵试验台使用说明书, 按试验台调试喷油时所有技术参数调试, 如试验台转数、喷油次数、输油泵压力及油控器的油温等, 实验台运转过程中随时观察各项技术参数的变化, 如有异常现象要及时停机认真检查, 以防造成更大的损失。

二、定期保养维护

喷油泵试验台能够正常运转, 定期保养维护是必不可少的, 检查的基本项目有:电机控制箱, 油箱存油量, 标准喷油器是否达到标准, 校正转速, 皮带传动松紧度, 电路、导线及接头等机械连接部位是否松动, 电机轴承, 集油箱等项目。

1.集油箱是校泵时供油的来源, 此箱开口比较大, 直接与空气接触, 最容易使污物积存于此, 造成集油箱和试管发黄, 难以清理, 致使看不清楚油量, 出现油量不准的现象, 因此应定期清理过滤网或按说明书要求按时更换试验用油。油箱的油量应按标准要求不易过多或过少, 因为油量的多与少直接影响油量测试, 应定期检查油量。

2.标准喷油器经过一段时间的使用后, 因反复受高压、柴油及柴油中杂质的冲击, 喷油咀会产生磨损, 喷油准确性会达不到标准要求, 喷油泵的供油量变化无常, 产生忽高忽低的现象。按标准应1～2个月检测一次试验台上使用的标准喷油器, 使供油量达到说明书要求的标准, 如达不到, 就必须更换标准喷油咀或喷油器总成。

3.准确的喷油泵试验台转速, 是衡量柴油机是否达到标准转速的主要因素之一。调试喷油泵时, 必须首先检查其转速表是否在标准转速范围内, 如有误差, 使用标准专用转速表进行对比校正, 一般情况下每半年校正一次。如发现校泵时转数升高较慢, 首先检查是否皮带破损或张紧轮磨损。喷油泵试验台电器元件和导线使用时间通常易产生老化现象, 要经常检查。电机的维护按电机出厂说明书要求进行维护。

三、常见故障及排除方法

油泵齿轮测绘浅析篇3

1 油泵齿轮传动的特点

1.1 齿数较少

为了使油泵齿轮传动紧凑, 设计时都尽可能地采用较少的齿数, 在润滑和冷却系统中, 一般采用的齿数为5~10个齿, 在液压传动系统中, 一般采用的齿数为10~20个齿。

1.2 没有齿顶削减量

为了获得较大的液体的流量, 通常使齿顶削减系数

△y=0, 但有时也按照一般齿轮传动中的角度变位啮合计算齿顶削减量。当△y=0时, 齿轮副的中心距按a′=a+ (x1+x2) m安装, 当△y≠0时, 齿轮副的中心距按a′=a+ (x1+x2-△y) m安装。

1.3 有较大的侧隙

在一般齿轮传动中, 不允许有较大的侧隙, 以免在传动中产生噪音和冲击现象, 因而按照a′=a+ (x1+x2-△y) m来确定齿轮副的中心距;在油泵齿轮传动中, 需要有较大的侧隙, 以免产生液体关死现象, 而且由于两相啮合齿之间有液体存在, 因而是冲击现象得到缓和, 这样就可以按照a′=a+2xm来确定齿轮副的中心距离, 油泵齿轮传动的侧隙可按下列情况选择:

模数为1~4时齿侧间隙选0.20mm, 模数为4~7时齿侧间隙选0.30mm, 模数为7~10时齿侧间隙选0.40mm.

1.4 采用正角度变位啮合

由于油泵齿轮的齿数较少, 而且两轮齿数又相等, 为了避免根切现象, 一般都采用正角度变位啮合, 并且两轮变位系数一样, 即:

1.5 重叠系数不同

一般齿轮传动中的重叠系数约为1.3左右;油泵齿轮传动中的重叠系数趋近于1, 一般在1.03~1.06之间, 以免液体被关死在两相啮齿之间。

1.6 变位齿轮的计算方法不同

例如采用简化计算法, 大压力角的标准齿轮传动以及按角度变位啮合计算等。

2 油泵齿轮的计算方法

油泵齿轮的计算方法通常有以下三种:

(1) 采用大压力角标准传动

增大压力角可以减少不产生根切的最小齿数, 例如, 在齿顶高系数ha*=1的条件下, 压力角为20°时, 不产生根切的最小齿数为17个齿;压力角为22.5°, 不产生根切的最小齿数为14个齿;压力角为25°时, 不产生根切的最小齿数为11个齿等。这种齿轮副的计算方法与一般齿轮传动相同, 不再重述。

(2) 采用简化计算法

这种计算方法较简单, 从理论上看有些不合理, 但从实用的角度上看, 能够满足要求, 因而在测绘中可能遇到用这种计算方法制造出的齿轮, 其变位系数x一般采用0.5, 但也可以按表一中规定的数值选取变位系数, 其计算公式见表二。

(3) 采用角度变位啮合计算法

这种变位齿轮的计算方法与一般变位啮合齿轮的计算方法完全一样, 参数按下列步骤求出:

1) 求啮合模数m′:m′=m*cosαcosα′

式中m′—啮合圆上的模数m—分度圆上的模数

α—分度圆上的压力角α′—节圆上的压力角 (啮合角)

2) 求啮合圆直径d′和啮合中心距a′:

式中invα—压力角的渐开线函数

invα′—啮合角的渐开线函数

4) 求变位系数x:x=x∑/2

5) 求分度圆直径d:d=mz

6) 求安装变位模数y。及中心距变动系数y:

7) 求齿顶削减系数△y:△y=x∑-y

8) 求齿顶削减量△h:△h=△y m

3 油泵齿轮测绘及计算过程

3.1 测量齿轮原始数据

齿顶圆直径da′, 齿根圆直径df′, 齿数z, 壳体实际中心距a′, 跨k个齿公法线长度Wk, 跨k-1个齿公法线长度Wk-1, 并根据零件情况目测压力角α大概值;

3.2 按大压力角标准传动制造的油泵齿轮计算

(1) 计算测量基节pb:pb=Wk-Wk-1

(2) 计算模数m:

按基节值查表求模数m和压力角α, 并与目测压力角比较, 若压力角较大不在表内时按下式计算:

m=da′/ (z+2+2x) (压力角较大时变位系数先按0计算)

(3) 计算压力角α:α=cos-1 (pb/πm)

(4) 确定模数m和压力角α:

按照相关国家标准将计算的模数m和压力角α进行园整;

(5) 计算理论中心距a:a=m (z1+z2) /2

(6) 确定变位性质:一般情况大压力角油泵齿轮传动的理论中心距与实际中心距应接近, 故:x=0

(7) 计算齿顶高系数ha*:

ha*= (da′-d) /2m并按相关国家标准进行园整;

(8) 计算顶隙系数c*:

c*= (d-df′-2ha*m) /2m并按相关国家标准进行园整;

(9) 计算齿顶圆da、计算齿根圆df、公法线长度w。

3.3 按简化计算法制造的油泵齿轮计算

(1) 计算测量基节pb:pb=Wk-Wk-1

(2) 计算模数m和压力角α:按基节值查表求模数m和压力角α

(3) 计算变位系数x:

a) 按齿顶圆直径计算x=[ (da′/m–z-2 ha*) ]/2

b) 按公法线长度计算x= (Wk+△W-W) /2msinα

式中△W—公法线长度补偿量, 视齿轮磨损情况而定

W—不变位理论公法线长度

(4) 分析测绘结果:依据齿顶圆直径和公法线长度计算的变位系数, 判定实际变位系数并进行园整:

(5) 计算齿顶圆da、计算齿根圆df、公法线长度w、中心距a。

3.4 按角度变位啮合制造的油泵齿轮计算

(1) 计算测量基节pb:pb=Wk-Wk-1

(2) 计算模数m和压力角α:按基节值查表求模数m和压力角α

(3) 计算实际基节pb:pb=πm cosα

(4) 计算理论中心距a:a=m (z1+z2) /2

(5) 计算安装变位模数y。及中心距变动系数y:

(6) 计算切削变位模数x。及变位系数和x∑:

式中α′按cosα′=[m (z1+z2) cosα]/ (2 a′)

(7) 计算变位系数x:x=x∑/2并进行园整;

(8) 计算变位差模数△y。和齿顶降低系数△y:

(9) 计算齿顶圆da、计算齿根圆df、公法线长度w、安装中心距a。

以上是我多年的实践中经验总结, 再实际油泵齿轮传动测绘活动中得到有效验证, 齿轮测绘过程中, 应对其结构、生产国家、该国齿轮相关标准、生产厂家有一定的了解才能得心应手。

摘要：油泵齿轮传动的要求与一般齿轮传动的要求有时不完全相同, 在计算方法、测绘方程等方面也随着所采用的方法不同而有所变化。因此, 在测绘过程中, 应注意灵活应用。

机油泵的检修篇4

机油泵的润滑条件良好, 磨损较轻, 同时由于它的各部分配合较精密, 装配要求高, 因此, 在发动机修理时不要轻易拆卸;经机油泵试验台检查泵油量不足时, 应查找试验中的影响因素:如试验中的油路及其联接处是否漏油、漏气, 试验用的机油泵进、出油管截面大小是否与在拖拉机上安装时的实际管路截面相等, 以及试验转速、压力、计时等是否准确。如上述各因素查找排除后, 泵油量仍不足时, 才可对机油泵做拆卸检查, 否则不得拆卸。

机油泵经过检验, 其主要技术指标已达不到要求时, 则说明零件已磨损。此时应将机油泵拆卸分解, 进一步检查零件磨损程度和配合关系破坏的情况, 以便采取相应的修理措施加以修复。

1.齿轮式机油泵零件检查

(1) 机油泵主动轴与衬套, 被动齿轮中心孔与轴销配合表面的磨损。

对于横卧式机油泵, 由于主动齿轮本身的重量以及与被动齿轮啮合工作时产生的径向推力, 很容易使轴和衬套孔产生偏磨, 配合间隙增大。因此在机油泵工作中, 机油会因间隙增大而产生泄漏, 致使机油泵供油量减少。

机油泵在试验台上检验时, 如果主动轴与衬套配合处能明显看到有机油流出, 则表明主动轴与衬套配合间隙已增大。其间隙大小可用内径百分表和外径百分尺分别测量衬套与轴相配合部位的直径尺寸, 而后计算出间隙值。

(2) 泵壳内腔与轮齿的磨损。

机油泵的泵壳内腔与齿轮的磨损, 对机油泵的泵油量影响很大。当轴与衬套或轴孔磨损严重时, 机油泵工作中齿顶与泵壳内腔表面就会产生不应有的接触。而又由于出油腔比进油腔压力高, 在其压力差作用下齿轮的齿顶与泵壳的进油腔附近接触较多, 因此泵壳内腔在此处磨损往往较多, 使泵壳内腔与齿顶间隙增大。其次, 由于轮齿在齿厚方向的磨损, 使主动齿轮与被动齿轮的啮合间隙增大。

泵壳内腔及齿轮的轮齿严重磨损后, 会使齿顶间隙和啮合间隙加大。因而造成机油泵进油腔与出油腔之间的压力差减小, 使轮齿刮油和压油的作用降低, 造成机油泵供油压力下降, 泵油量减少。用厚薄规在互成120°的三点测量, 啮合间隙值必须在规定范围内, 否则应予以修复或更换。

(3) 齿轮端面与泵盖的磨损。

机油泵齿轮端面与泵盖内平面之间留有一定间隙, 称为端面间隙。由于工作中齿轮端面与泵盖内平面的接触而产生的磨损会使此端面间隙增大, 当超过极限值时, 对机油泵泵油量将有明显的影响。端面间隙的测量方法, 一般是用钢板尺和厚薄规检查齿轮端面到泵体分解面的距离及泵盖内平面上的磨损量, 两者之和即为机油泵的端面间隙。当泵盖工作平面磨损深度超过0.1 mm时, 应加以修复。泵盖工作平面磨损较小时, 可用手工研磨法消除磨损痕迹, 即将泵盖放在平台或厚玻璃板上, 在泵盖工作平面与平台表面之间加入气门砂进行研磨。当磨损量较大, 存在严重不平时, 应采用先车削后磨光的办法修复。

2.转子式机油泵的维修

小型柴油机的机油泵一般为转子式机油泵, 它是利用增大工作容积吸油, 减少容积提高油压并泵油。在使用过程中由于磨损而使内外转子啮合间隙及转子与机油泵盖的轴向间隙增大, 造成机油压力降低, 机油流量减少, 如不及时检修, 则润滑系不能正常工作。

(1) 机油泵盖与泵体端面相接触的一面应当光滑平整, 若有轻微刮伤、划痕, 应用细砂纸打磨;若刮痕较深, 则必须更换, 否则将引起漏油, 使机油压力降低。

(2) 机油泵修理时, 要检查轴向间隙, 即内、外转子与机油泵盖的端间隙;径向间隙, 即内、外转子的啮合间隙。当轴向间隙超过磨损极限时 (0.20 mm) , 可通过增加机油泵体与机油泵盖之间的垫片来调整, 使之符合规定 (0.03～0.09 mm) 。当内、外转子径向间隙超过磨损极限时 (0.22 mm) , 应更换内、外转子, 否则会造成机油压力降低, 机油供给量减少。

(3) 若内、外转子端面有轻微刮伤, 可用油石打磨光;若刮伤较深, 则应更换。

(4) 机油泵重新装配后, 用手转动机油泵轴, 应转动灵活, 无卡滞现象。

齿轮油泵拆装应注意的事项篇5

(1) 拆卸齿轮油泵时, 应注意以下问题

(1) 齿轮油泵属精密部件, 在未判断故障确实发生在齿轮油泵时, 一般不要轻易拆开。

(2) 拆卸齿轮油泵总成后, 应先清洗油泵总成外部的油污和灰尘。拆卸分解前, 应用钢片 (最好用记号笔) 在泵盖与泵体上划一条记号便于按记号装配。

(3) 拆卸分解齿轮油泵应在清洁的地方进行, 将拆下的零件用汽油或柴油清洗干净后, 仔细检查各零件的磨损状态, 确定其是否能继续使用, 然后将能继续使用的零件, 小心地按顺序放好。

(4) 磨损严重, 不能继续使用的零件, 应成套或成对更换新件。如齿轮应更换一对, 否则两齿轮的啮合状态差, 会影响输油压力。

(2) 齿轮油泵装配时的技术要求

(1) 用汽油或柴油清洗全部的零件, 仔细检查各零件的技术状态。装配时, 要求主动齿轮与从动齿轮的宽度一致, 以保证油泵工作中齿轮端面与轴套端面贴合严密;轴套齿轮组装入壳体时, 应保证0.10~0.12mm的轴向间隙;小密封环应高出环槽, 应有0.40~0.55mm的预压缩量, 大密封圈的预压缩量为0.6~0.7mm。

(2) 装配时, 各零件结合面和磨擦表面应涂上机油, 自紧油封装到油泵盖内, 必须压到底, 且不应损坏密封表面。

(3) 轴套的卸压槽有利于消除齿轮啮合时产生的闭死容积, 所以装配时, 切实注意卸压槽的位置。卸压片与密封圈应在吸油腔边, 即油泵壳体有“进口”字样的大孔一边。

(4) 拧泵盖到壳体上的螺钉时, 应分几次交替旋紧, 扭矩为49~59N·m。

油泵效率测量仪的设计篇6

测量油泵效率一般来说有两种方法, 一种是水力学法, 这种方法应用功率平衡的原理, 用泵流量和总扬程的乘积 (即有效水功率) 与输入泵的轴功率之比测算机泵效率。但绝大多数系统都不具备机泵单机安放流量计所要求的直管段, 油泵轴功率测定的繁杂程度也超出现场的承受能力, 因此现场基本不具备采用水力学法的测试条件。另一种方法是热力学方法, 热力学法不需要测量流量和轴功率, 只要测量油泵进出口之间的温度差和压力差就能够确定泵效率, 而且在现场又具备简单方便的特点, 这在较高扬程泵的效率测定上将会发挥不可低估的作用。

1 测量原理

油泵运行原理如图1所示。

泵效率的定义[1,2]可用下式表示:效率 (η) =

ΔEm为考虑到平衡盘泄露和轴封泄漏等损失而采取的修正项;Ex为泵轴已提供但为被流体带走的外部损失, 包括轴承、轴封摩擦、泵壳散热等损失。

其中, c1、c2为泵的进、出口处的平均速度;z1和z2为泵的进、出口处的高度;P1、P2为泵入口和出口的压力;m为泵内流体的质量;h1, h2为流体入口和出口的焓。

在实际测量中, 测量位置通常取为c1=c2, z1=z2, 所以式子 (1) 可写为如下:

式 (2) 中:为流体的平均比容, 为定压比热;a为油的等熵压缩性系数, 由于变化范围小用表示;可取值0.015～0.04。

2 仪器的硬件设计

仪器的硬件设计如图2所示。

2.1 温度测量及其信号处理

金属铂的电阻值随着温度变化而变化, 并且具有很好的重现性和稳定性, 铂电阻温度传感器就是利用这种特性来测量温度的。这里采用PT1000, 温度传感器0℃度阻值为1 000Ω, 200℃的电阻值1 758.560Ω, 电阻变化率为3.851Ω/℃。该传感器特性为电阻值随温度变化而变化, 可以采用恒流源将温度信号提取出来。随着阻值的不断变化, 而电流恒定, 则电压就相应的变化, 电压的线性变化反应温度的变化, 取出这个电压信号并精确放大, 以方便准确的处理。

先产生2.5 V的基准电压, 通过5.1 kΩ的电阻, 可得0.49 m A的稳定电流。PT1000接在P1端子处。PT1000在0℃的电阻值:1 000Ω, 200℃的电阻值1 758.560Ω。故在PT1000两端产生的电压降为490 mV～862 mV。AD通道的最大输入电压为5 V, 故应将信号放大5 000/ (862-490) =13.44倍, 才能将精度提高到 (200-0) / (4096-0) =0.048℃/AD, 这样既可满足设计0.1℃的要求。取温度信号电路如图3所示。

前置放大2倍, 后级放大6倍既可满足要求。由于该信号为一个高共模信号, 故采用三运放的仪表放大器AD620作为前端放大器 (高共模抑制比) 。先放大2倍, 此时由AD620输出的信号范围为:980 mV～1 724 m V。

增益计算公式:

已知增益时外部电阻大小计算公式:

外接一个49.3 kΩ的外部电阻使信号放大一倍, 其中电阻有0.1%的误差。信号就放大至原来的2倍了。需要一个差分电路对该信号进行调零再放大6倍。该差分放大电路, 输出电压为:

此时需调节Ref至980mV, 这样可以得到一个信号输出范围为:0 m V～4 464 mV。将此信号接入A/D转换芯片即可。

2.2压力测量及其信号处理

由于流体在泵内运动的过程中压力变化很显著, 所以在压力的测量上对精度的要求不是很高, 达到B级精度即可, 采样CW800J压力变送器。该压力变送器采用24伏直流供电, 可以输出标准电流值, 为4 mA～20 mA。电路如图4所示。P3为接线端子, 将两个压力变送器分别接在这里:1、2脚接一个;3、4脚接一个。这样会在每条支路上产生4 mA～20 mA的电流, 通过240欧姆的采样电阻, 可以将压力信号提取出来, 信号电压范围为:960 mV～4 800 mV。将这个信号接入A/D转换芯片即可。用两个104的电容来进行信号滤波。

2.3 单片机及其外设

本项目采用STC12C5A60S2单片机, STC12C5A60S2是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器, 具有运算速度快, 性能稳定的特点。这里采用液晶显示模块1602显示计算结果, 此款屏可显示汉字及图形, 可与CPU直接接口。

3 仪器的软件设计

软件设计的思路[3]见图5。

3.1 程序结构

单片机程序设计主要包括头文件、A/D转换程序处理、温度和压力数据处理、效率计算的程序, 字符显示及复位。

3.2 A/D转换程序

将自传感器传来的0～5 V的电压信号转化成数字信号, 此部分编程包含两个部分:对A/D芯片的驱动函数和在此基础上的转换函数。其中驱动函数包括初始化程序和启动一次相应通道的A/D转换程序, 返回A/D值。

3.3 AD转换程序及后续计算

数据处理部分包括两个部分:将A/D转换得到的数字信号相应的转化为温度值和压力值, 再利用转化得到的值通过设定的公式进行计算得到目标效率值。主要是依据数据间的对应关系编写, 如0℃-4 m A-0 V;200℃-20 mA-5 V等。再严格按照之前推算出的公式进行程序编写。主要应用浮点数的乘除运算。

3.4 字符输出

此部分主要依靠对1602编程控制实现, 包括依据其技术资料进行位定义, 判断LCD是否处于忙状态, 初始化LCD, 写字符函数。

4 结论

用单片机来出控制计算油泵的运行效率具有系统结构简单, 使用方便, 实现模块化的优点, 此外还有可靠性高, 工程强速度快的特点, 做此类控制比较合适。但是限于目前测温元件精度水平, 为达到国家标准, 仅在压力较高时测量效果比较好。

参考文献

[1]李春曦, 安连锁.热力学方法测量泵效率的研究进展[J].华北电力大学学报, 2000, 27 (4) :88-92.

[2]胡国庆, 李世伦, 葛耀峥, 等.海水柱塞泵的低泄漏高效率研究.机电工程, 2011 (5) :542-544.

[3]关丛容.基于DSP的水泵效率测试仪的设计[J].黑龙江科技学院学报, 2004, 14 (3) :189-191.

机油泵结构及常见故障篇7

一、机油泵的结构和作用

现代发动机的机油泵具有高效、可靠和结构简单的特点。机油泵的入口处接有机油滤清器, 用来除去杂质微粒。机油泵通常是用曲轴驱动的。

大多数发动机使用的机油泵是齿轮式或叶轮式的。齿轮式机油泵由油泵体及在其中啮合在一起的两个齿轮所构成。当两个齿轮中的一个被驱动旋转时, 另一个齿轮便作反方向的转动。油进入到每个齿轮的外侧周围, 并被挤入轮齿与泵体之间的空间内, 从而在出口处产生压力。

在叶轮式 (次摆线结构) 机油泵中, 主动叶轮和从动叶轮在泵体内啮合在一起。主动叶轮轴对于泵体是偏心的, 因此, 当主动叶轮转动时, 从动叶轮也转动, 但两个叶轮之间的空间是变化的。机油从叶轮之间空间较大的进口一侧进入, 被送到空间较小的另一侧。由于空间从大变小, 故形成压力而将机油从出口处压出。

叶轮式泵的作用与齿轮式泵相同, 但具有尺寸较小的优点。

二、机油压力的调节

机油泵是按泵的稳定排油量来分类的, 这意味着最高压力必须由减压阀加以限制。如果不用减压阀的话, 系统压力将升高到危险的程度, 从而可能使发动机损坏。

机油减压阀由阀门或球和螺旋弹簧组成。机油经滤网吸入后送到机油滤清器。当供油压力随发动机转速升高时, 减压阀即打开。此时, 机油从出口一侧经由旁路进入进口一侧, 以保持规定的压力。由于减压阀上使用的弹簧其刚度值非常准确, 故可保证油泵的最大压力。如弹簧的刚度增大, 油压将随之增高。但是泵的排油量不会增加。

此外, 影响发动机机油压力的还有以下各项因素:

1. 油泵的转速, 油压随转速的加快而增高;

2. 油的粘度, 油的粘度越大, 油压越高;

3. 油隙, 轴承的间隙会妨碍油泵升压。当轴承磨损时, 就难以形成适当的压力。

三、机油泵的常见故障

机油泵的寿命通常比发动机长, 但有时也会出现问题, 而且常常是由其它机件失效后引起的。机油泵比较常见的故障有以下几种:

1. 充气。

指的是油泵使空气泡和机油一起在发动机中通过。机油充气以后, 其润滑性能下降, 从而会引起故障。机油充气后发生的一个现象是所有的液压气门挺杆均有噪声。

2. 铸件破裂。

泵的铸件破裂, 通常是由于泵安装不平而造成的。安装人员应阅读所购油泵附带的注意事项单, 以掌握正确安装油泵必需的知识。

3. 中间轴损坏。

异物的颗粒 (气门杆密封上掉下的异物, 轴承的碎块, 气门挺杆的锁环以及塑料凸轮、链轮上掉下的部分) 会通过吸入筛进入泵腔内。如果有大颗粒留在齿轮或者叶轮之间, 泵就会被卡住。这时, 中间轴就可能会扭曲而断。