机械毕业的设计汽油泵机械部分的设计.docx

毕业设计说明书家用汽油机轿车电控供油系统—汽油泵机械部分设计6636学生姓名： 学号：学 院：专 业：指导教师：20**年 **月家用汽油机轿车电控供油系统—汽油泵机械部分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汽油泵的机械结构进行设计。汽油泵是内燃机燃油供给系统中的重要零件，汽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。正是由于有了汽油泵，汽油箱才能安放到远离发动机的汽车尾部，并低于发动机。汽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，所以汽油泵设计时应考虑小尺寸、轻量化设计。在本次的汽油泵的机械结构设计中，以汽油泵泵芯为主要设计对象，采用有限元法作为主要研究手段，选用Solid work与I-DEAS作为实体模型建立及有限元分析的软件平台，完成对汽油泵泵芯油压载荷下的应力分布的分析。对泵芯的的计算边界条件采用接触单元的方式进行了强度分析，并对求解结果进行了分析总结。关键词：汽油泵，有限元，油压，强度1 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]。电动汽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汽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]。汽油泵工作的稳定性决定着整个汽车供油系统的工作稳定性，故已给予必要的重视。汽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，所以汽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“家用汽油机轿车电控供油系统—汽油泵机械部分设计”，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，在本组总体设计同学的协调下，针对1.6L排量的家用汽油机轿车，为其匹配设计一台电子汽油泵，完成汽油泵的机械部分的设计工作。研究过程中将所设计汽油泵在Solid works中建立三维实体模型，并以美国SDRC公司研发的机械通用软件I-DEAS软件为工作平台，利用I-DEAS软件中仿真分析模块，采用有限元技术，选取合适的单元类型以及确定好边界条件，进行载荷施加分析，完成汽油泵泵芯的强度校核工作。1.3 汽油泵国内外研究现状汽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。正是由于有了汽油泵，汽油箱才能安放到远离发动机的汽车尾部，并低于发动机[3] [4]。汽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 机械驱动式汽油泵图1.1机械驱动式汽油泵机械驱动式汽油泵一般靠凸轮轴上的偏心轮驱动，它的工作情况是：①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、进人汽油泵的油室。②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。现在机械驱动式汽油