柴油发动机多功能电动燃油泵优化设计

发布时间：2020-06-22 05:31

【摘要】：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,截至2014年底,全国机动车保有量达2.64亿辆,其中汽车1.54亿辆。2014年,小型载客汽车达1.17亿辆。2015年我国汽车产销分别完成2450.33万量和2459.76万辆,创历史新高,相比去年分别增长3.3%和4.7%,总体呈现平稳增长态势,产销增速比去年分别下降4.0%和2.2%。其中商用车一直是被视为国民经济发展在汽车领域的晴雨表,2015年商用车产销分别完成342.39万辆和345.13万辆,相比去年分别下降10%和9%。在汽车结构中有很多种不同类型的电动泵,按其用途可分为:电动润滑泵,电动燃油泵,电动充气泵,电动抽液泵。其中电动燃油泵是汽车用电脑控制的燃油控制系统中重要部件,而且是易损件,因此需求量很大。电动燃油泵主要由泵体、直流电动机和外壳三个部分组成。其工作原理为:直流电动机通电后带动泵体旋转将燃油从进油口吸入,流经电动燃油泵的内部,再从出油口压出,给燃油系统供油。由于国内柴油油品相对较差、硫和水分含量较高,致使电动燃油泵结构中的直流电动机成为在整个电动燃油泵结构中最易出现故障的部件。因此本文将直流电动机作为研究对象,深入研究无刷直流电机、优化设计电动燃油泵,使其更加适应现阶段国内柴油油品状态和柴油机燃油系统需求。本论文作者通过阅读大量的文献资料,对永磁电动机及其相关技术的发展、现状和趋势有了一个比较全面的理解,同时在实际工作中通过采用无刷直流电机结构替代有刷直流电机结构,实施产品开发和质量改进过程中也积累了很多经验。在此工作基础之上,作者详细分析了无刷直流电机的数学模型,建立了仿真和试验平台,基于FT3106集成控制芯片,搭建周边电路,优化无刷直流电机控制系统参数,并进行了软件、硬件控制系统设计,获得了有价值的研究成果。通过学习理论基础知识,掌握了无刷直流电机的选型和应用设计,最终带领团队实现技术产品化。充分利用公司实验室和整车试验资源,对无刷直流电机结构的电动泵总成进行了性能、机械可靠性以及电磁兼容可靠性地深入研究和验证,并积累了一定的经验和教训。另外通过产品的故障分析,解决了实际应用过程中面临的问题。最终在项目组的努力奋斗下,成功地开发出一款国内柴油发动机低压燃油系统多功能电动燃油泵产品并且应用到广泛的市场配套中。同时通过项目地开展推进积累了汽车电子电器产品的设计开发经验,尤其是机电一体化产品,还总结归纳了一套合理的开发流程和规范用于指导他人进行类似产品的设计和开发。本文的主要研究内容包括:(1)有刷直流电机和无刷直流电机的基本结构区别(2)无刷直流电机的基本原理、特定参数下的数学模型及其基本特征(3)电动燃油泵控制系统的软件和硬件设计(4)无刷直流电机的位置和电流检测技术及其控制系统研究分析(5)电动燃油泵总成可靠性以及对柴油机启动性能的影响(6)电动燃油泵产品性能和可靠性的试验室验证本论文开展了继永磁式有刷直流电机在柴油发动机行业应用环境下,又对无刷直流电机在柴油发动机行业的应用进行了研究工作。通过理论分析、计算机仿真、软硬件平台设计以及产品试验和推广得出了一些有意义的经验和结论,为课题的进一步深入开展奠定了基础。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.172

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