多电航空发动机已经成为航空领域热门研究方向之一,电动燃油泵是多电发动机控制系统的关键部件,其性能对发动机控制系统的性能影响极大。本文将对电动燃油泵进行设计并对其燃油计量控制技术进行研究。(1)齿轮泵结构参数设计及流场数值分析。首先根据燃油流量和压力需求,对齿轮泵齿数、模数、齿宽等结构参数进行计算。并设计了斜边卸荷槽来避免困油现象的产生,保证齿轮泵平稳运行。设计自适应端面间隙自动补偿装置来提高容积效率。在此基础上,利用FLUENT仿真软件对齿轮泵流场进行三维非定常仿真计算和分析。研究高转速和高压力下小型电动燃油泵的内部流体流动状态,获得齿轮泵出口压力对齿轮泵流量脉动及容积效率的影响规律。(2)电动燃油泵一体化工程设计。首先利用UG软件设计了齿轮泵和电机共轴一体化结构和空心轴加壳体油冷结构,将通过齿轮泵的燃油直接引入电机壳体与转子内部进行冷却散热。然后通过CFD软件对传统冷却结构与设计方案进行温度场对比分析,验证了设计方案的可行性。最后,对电动燃油泵进行工程设计,完成齿轮泵的样机加工。(3)电动燃油泵电机控制器设计。首先对齿轮泵性能需求及电动燃油泵一体化结构特点进行分析,确定无刷直流电机结构及其基本性能参数,并定制电机样机。通过分析无刷直流电机的工作原理,采用磁场定向技术对电机控制器的软硬件进行设计,通过燃油泵转速控制试验验证了电动燃油泵控制器的控制效果。(4)电动燃油泵试验验证及燃油计量控制方案研究。搭建电动燃油泵流量特性试验平台,先通过电机负载试验,获得了电机机械效率等工作特性,验证了该电机符合齿轮泵性能需求。然后对齿轮泵流量特性进行试验,验证了本文设计齿轮泵特性满足性能要求。同时获得了该齿轮泵的流量-转速-压力特性曲线并拟合出了流量-转速-压力函数关系式,根据该函数关系式设计了燃油流量计量开环控制方案。基于AMESim软件平台建立了燃油计量开环控制仿真模型,通过仿真验证了方案的可行性。