一种电动燃油泵的制作方法

本发明涉及燃油泵领域，特别涉及一种电动燃油泵。

背景技术：

航空油泵是一种特殊的航空机载产品，虽然是机电类产品，但属于机载系统中核心部件。航空燃油泵以输送各类航空油料为主，向发动机、燃油系统提供一定流量及压力的燃油。根据自身的特性主要分布在燃油供油系统（在发动机启动过程中向apu和发动机供油，在发动机正常工作时向发动机主燃油泵供油）、燃油输油系统（将其它储油箱的燃油转输至供油油箱）、燃油散热系统（利用燃油对其它机载设备进行散热）、主燃油系统（齿轮泵系统、柱塞泵系统）等。从结构形式可分为离心式、旋涡式、容积式与射流式；从动力方式可分为：电动泵（28vdc、270vdc、115vac）、发动机齿轮箱传动主泵、涡轮带动的涡轮泵；从维护性可分为整体式与分装式；从功能可分为供油泵、输油泵、启动泵、散热泵和应急放油泵等。

离心式航空燃油泵的叶轮形式为离心式结构，结构简单、供油平稳、寿命长、可靠性高，在燃油系统中属于核心设备。所以，离心式航空燃油泵性能好坏直接影响飞机的性能与安全，甚至引起较严重的飞行事故。

叶轮是离心式航空燃油泵的核心部件，是主要做功部件。通过叶片离心力给燃油做功，使燃油获得一定的压力和速度。尤其高空状态运行时，离心叶轮的空化是影响燃油输送的主要原因。但是目前常规燃油泵中叶轮在长时间运转后会造成摩擦损耗和产生摩擦热，摩擦损耗会损坏叶轮的叶片，而摩擦热会导致然后泵的叶轮温度升高，带来各种安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供了一种电动燃油泵，将叶轮与直流电机轴直连，可简化系统结构减轻重量，然后在叶轮的周围设置了一个蜗壳，使得油在经过燃油泵时会经过蜗壳，油会起到一个冷却剂的作用，在经过燃油泵的蜗壳时降低叶轮的温度，降低摩擦热，解决了摩擦热的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种电动燃油泵，电动燃油泵1包括泵壳2和泵芯3，电动燃油泵1通过输出管11与外部输油管道连接，泵壳2设置为自密封结构；

所述泵芯3内设置有叶轮4、轴承9、直流电机10和蜗壳15，所述直流电机10安装在泵芯3内，直流电机10的输出轴通过轴承9固定在泵芯3上，叶轮4固定套接在直流电机10输出轴的一端，叶轮4远离直流电机10的一端的泵芯3上设置有前口环12，叶轮4靠近直流电机10的一端的泵芯3上设置有后口环13，叶轮4上设置有平衡孔14，所述平衡孔14通过后口环13的内腔和蜗壳15连通，蜗壳15是设置在叶轮14外的环形空腔，所述蜗壳15的出口与输出管11连通；

所述叶轮4远离直流电机10的一端通过泵芯3的一端连接到油箱，泵壳2和油箱通过紧固件固定连接。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述叶轮4包括螺旋离心式主叶片5、离心式副叶片6、前盖板7和后盖板8，叶轮4的旋转轴周围设置有螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6，叶轮4的螺旋离心式主叶片5、离心式副叶片6的外侧设置有包裹叶片的前盖板7，叶轮4靠近直流电机10的一端设置有后盖板8，防止旋转轴和叶片接触直流电机10。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述平衡孔14开设在后盖板8上。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6分别设置有2或3片，螺旋离心式主叶片5的叶片包角大于120°，离心式副叶片6小于120°。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6的叶片前缘16后掠，叶片前缘16的角度为锐角，螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6的叶片出口角为25°~35°。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述轴承9的内圈上设置有若干径向动压槽17和轴向动压槽18，所述径向动压槽17和轴向动压槽18一一对应连通。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述轴承9为液体动压滑动轴承，轴承9内圈与直流电机10输出轴接触的内表面的粗糙度ra不大于0.4。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述直流电机10为湿式永磁无刷直流电机。

在本方案中的电动燃油泵1采用分装式结构，包括泵壳2和泵芯3，泵壳2和泵芯3形成电动燃油泵1的两个lru，所述lru为外场可更换单元，方便后续进行维护，泵壳2设置为自密封结构，在拆下泵芯3后能封闭进油口防止燃油泄露，且泵壳2一般选择航空铝合金材料，并且在表面进行瓷质阳极化处理，泵芯3内设置有叶轮4、轴承9、直流电机10和蜗壳15，叶轮直接套接在直流电机10的输出轴上，而叶轮4外设置有一个环形的空腔状的蜗壳15，而叶轮4通过后口环13的内腔连通蜗壳15，蜗壳15再和输出管11连通，这样使得油在电动燃油泵11中经过叶轮4后会依次经过后口环13和蜗壳15，最终再经由输出管11输出到外部输油管路，油在经过平衡孔14、后口环13和蜗壳15时，会循环对直流电机10的输出轴和叶轮4进行润滑和降温散热，不需要附加额外的动力源的装置，直接从电动燃油泵1的结构进行改造，避免了附加额外的降温散热装置会带来的体积增加和重量增加。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种电动燃油泵，将叶轮与直流电机轴直连，可简化系统结构减轻重量，然后在叶轮的周围设置了一个蜗壳，使得油在经过燃油泵时会经过蜗壳，油会起到一个冷却剂的作用，在经过燃油泵的蜗壳时降低直流电机的输出轴和叶轮的温度，降低摩擦热，解决了摩擦热的问题。

2.本发明所述的一种电动燃油泵，将叶轮与直流电机轴直连，可简化系统结构减轻重量，然后在叶轮的周围设置了一个蜗壳，使得油在经过燃油泵时会经过蜗壳，油会起到一个冷却剂的作用，在经过燃油泵的蜗壳时降低直流电机的输出轴和叶轮的温度，本方案不需要附加额外的动力源的装置，直接改造电动燃油泵的结构，避免了附加额外的降温散热装置会带来的体积增加和重量增加；

3.本发明所述的一种电动燃油泵，将叶轮与直流电机轴直连，可简化系统结构减轻重量，然后在叶轮的周围设置了一个蜗壳，使得油在经过燃油泵时会经过蜗壳，油会起到一个冷却剂的作用，在经过燃油泵的蜗壳时降低直流电机的输出轴和叶轮的温度，并且进一步采用液体动压滑动轴承，可以有效降低摩擦损耗和摩擦热，可以提高轴承寿命和机械效率。

附图说明

为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本发明的电动燃油泵剖面结构示意图；

图2是本发明的泵芯的剖面结构示意图；

图3是本发明的叶轮内部结构示意图；

图4是本发明的叶轮结构示意图；

图5是本发明的轴承结构示意图；

图中，1-电动燃油泵，2-泵壳，3-泵芯，4-叶轮，5-螺旋离心式主叶片，6-离心式副叶片，7-前盖板，8-后盖板，9-轴承，10-直流电机，11-输出管，12-前口环，13-后口环，14-平衡孔，15-蜗壳，16-叶片前缘，17-径向动压槽，18-轴向动压槽。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图5对本发明作详细说明。

实施例1：

一种电动燃油泵，如图1，电动燃油泵1包括泵壳2和泵芯3，电动燃油泵1通过输出管11与外部输油管道连接，泵壳2设置为自密封结构；

如图2，所述泵芯3内设置有叶轮4、轴承9、直流电机10和蜗壳15，所述直流电机10安装在泵芯3内，直流电机10的输出轴通过轴承9固定在泵芯3上，叶轮4固定套接在直流电机10输出轴的一端，叶轮4远离直流电机10的一端的泵芯3上设置有前口环12，叶轮4靠近直流电机10的一端的泵芯3上设置有后口环13，叶轮4上设置有平衡孔14，所述平衡孔14通过后口环13的内腔和蜗壳15连通，蜗壳15是设置在叶轮14外的环形空腔，所述蜗壳15的出口与输出管11连通；

所述叶轮4远离直流电机10的一端通过泵芯3的一端连接到油箱，泵壳2和油箱通过紧固件固定连接。

工作原理：在本方案中的电动燃油泵1采用分装式结构，包括泵壳2和泵芯3，泵壳2和泵芯3形成电动燃油泵1的两个lru，所述lru为外场可更换单元，方便后续进行维护，泵壳2设置为自密封结构，在拆下泵芯3后能封闭进油口防止燃油泄露，且泵壳2一般选择航空铝合金材料，并且在表面进行瓷质阳极化处理，泵芯3内设置有叶轮4、轴承9、直流电机10和蜗壳15，叶轮直接套接在直流电机10的输出轴上，而叶轮4外设置有一个环形的空腔状的蜗壳15，而叶轮4通过后口环13的内腔连通蜗壳15，蜗壳15再和输出管11连通，这样使得油在电动燃油泵11中经过叶轮4后会依次经过平衡孔14、后口环13和蜗壳15，最终再经由输出管11输出到外部输油管路，油在经过后口环13和蜗壳15时，会循环对直流电机10的输出轴和叶轮4进行润滑和降温散热，不需要附加额外的动力源的装置，直接从电动燃油泵1的结构进行改造，通过设计循环油路，利用泵芯3的高低压使油不断循环带走内部热量，避免了附加额外的降温散热装置会带来的体积增加和重量增加。

实施例2：

本方案在实施例1的基础上，如图3，所述叶轮4包括螺旋离心式主叶片5、离心式副叶片6、前盖板7和后盖板8，叶轮4的旋转轴周围设置有螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6，如图4，叶轮4的螺旋离心式主叶片5、离心式副叶片6的外侧设置有包裹叶片的前盖板7，叶轮4靠近直流电机10的一端设置有后盖板8，防止旋转轴和叶片接触直流电机10。所述平衡孔14开设在后盖板8上。

所述螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6分别设置有2或3片，螺旋离心式主叶片5的叶片包角大于120°，离心式副叶片6小于120°。所述螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6的叶片前缘16后掠，叶片前缘16的角度为锐角，螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6的叶片出口角为25°~35°。

如图5，所述轴承9的内圈上设置有若干径向动压槽17和轴向动压槽18，所述径向动压槽17和轴向动压槽18一一对应连通。所述轴承9为液体动压滑动轴承，轴承9内圈与直流电机10输出轴接触的内表面的粗糙度ra不大于0.4。所述直流电机10为湿式永磁无刷直流电机。

工作原理：本方案中，如图3、图4所示，将叶轮4设置为闭式叶轮结构形式，这里一般叶轮4的比转速为120~180。螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6叶片数相等，数量为2或3，且通常我们将螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6叶片包角分别设置为200°和90°。前盖板7和后盖板8厚度一般为2mm~4mm，能覆螺旋离心式主叶片5、离心式副叶片6。后盖板8上开有平衡孔14以平衡一部分轴向力。叶轮4的螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6的叶片前缘15后掠，角度为锐角变化。所述的螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6的叶片出口角在25°~35°。螺旋离心式主叶片5由螺旋段和离心段组成，螺旋离心式主叶片5的叶片前缘15位于叶轮进口位置。螺旋离心式主叶片5为扭曲叶片，头部倒圆，厚度逐渐加大，头部为厚度1mm，尾部厚度为2mm。螺旋离心式主叶片5和离心式副叶片6可以采用3d打印或五轴数控加工。

如图3所示，螺旋离心式主叶片5采用螺旋段和离心段一体化设计，在叶轮4工作时液体以近似轴流的方式进入螺旋离心式主叶片5流道，螺旋离心式主叶片5的螺旋段开始对液体做功起到诱导轮的作用，提高了汽蚀比转速。当液体流过螺旋离心式主叶片5的螺旋段后，螺旋离心式主叶片5离心段和离心式副叶片6一同开始做功，进一步提高液体的速度能和压力能。采用了螺旋离心式复合叶轮4后，螺旋离心式主叶片5螺旋段与离心段光滑过渡减少了叶轮进口的冲击损失，一体式的螺旋离心叶片在偏离设计工况时的损失较小，提高了不同工况下的水力效率。在离心段流道，离心式副叶片6与螺旋离心式主叶片5一起对液体做功提高了对液体的约束，减小叶片间流道的扩散程度，进一步提高了效率。这里的叶轮4一般也采用航空铝合金材料，并在表面进行瓷质阳极化处理，满足“三防”试验要求。

如图5所示轴承9的结构，本发明采用液体动压滑动轴承9与轴肩配合实现转子径向和轴向限位，通过在摩擦副表面开设径向动压槽17和轴向动压槽18，径向动压槽17和轴向动压槽18连通，在直流电机的输出轴旋转时，液体动压滑动轴承9同时承受输出轴的轴向力和径向力使得摩擦副表面发热造成局部热变形，产生流体动力楔效应从而在摩擦副表面不断形成稳定的油膜，提高了轴承的承载能力减少了摩擦损耗，提高了轴承寿命和机械效率。这里液体动压滑动轴承9与轴配合表面的粗糙度最好不大于ra0.4。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。