一、转子泵的特点及作用
转子泵具有结构简单、体积小、重量轻、运转平稳、噪声低、吸油真空度高、容积效率高、油量充足、供油均匀、维修方便等诸多无与伦比的显著特点。现代摩托车用润滑油泵、电动燃油泵等广泛使用转子泵。
1．润滑油转子泵的作用
据了解，目前国内摩托车保有量中，无论是国产车还是进口车，为数众多的四冲程摩托车发动机润滑系都是采用转子泵提供润滑油。上图是本田CBX250E摩托车发动机中安装的润滑油转子泵。发动机启动后，曲轴带动配气机构传动轴运转，配气机构传动轴带动润滑油转子泵工作。来自发动机油底壳的润滑油源源不断地被吸入转子泵（紫色箭头线），经转子泵加压后，将足量的润滑油以一定压力分两路（红色箭头线）注入发动机内承受较重负荷的部位：一路自发动机右盖至离合器到曲轴轴承，连杆轴承，曲轴等处，然后飞溅至活塞下部的汽缸壁使活塞也得到润滑；另一路至配气机构凸轮轴再到正时链，使这些关键运动部件也得到可靠润滑。润滑油在完成润滑作用后，多余的油经棘爪通路和回油通道回流到曲轴箱油底壳。显而易见，转子泵是四冲程发动机润滑系的“心脏”，肩负着为发动机源源不断地输送足够新鲜“血液”的重要使命。一旦出现故障，而又未及时维护修理时，发动机内“血液”的流动即将减慢或停止，而失去必不可少的润滑、冷却、洗涤、密封、防锈、吸震、形成油膜等多项重要功能，发动机将会出现磨损加剧、过热、拉缸、卡缸，甚至于停机的危险，需要我们倍加呵护。
2．电动燃油转子泵的作用
现代电喷摩托车用电动燃油泵中也有使用转子泵提供燃油的情况。电动燃油转子泵在川崎Z1000电喷车供油系统中的安装位置示意图。当摩托车点火电路接通后，EFI电喷系统电脑ECU自动接通，电动燃油泵开始工作，来自燃油箱内的燃油经燃油开关、滤清器过滤后被吸入电动燃油泵加压至250～300kPa的较高压力，压送至各喷油器。电磁喷油器根据电脑ECU的喷油指令，接通电磁阀，开启喷油嘴，将适量的燃油喷射于发动机进气门前与空气混合，待进气行程时进气门开启，将燃油混合气吸入汽缸中。多余的燃油经压力调节器流回油箱重复使用。由此可见，电动燃油转子泵是现代摩托车电喷发动机供油系统的“心脏”，对保证油路畅通和精确计量起着十分重要的作用，肩负着为电喷发动机源源不断地输送足量“食粮”的重要使命。一旦出现故障，发动机将无法正常工作，甚至于停机。本田125踏板车直接将电动燃油转子泵安装在汽油箱中为电喷发动机供油的情形，简直是方便得不能再方便了。
显而易见，无论是润滑油转子泵，还是电动燃油转子泵，它们的基本结构与工作原理几乎相同。所不同的是驱动方式不同：滑润油转子泵是由发动机曲轴驱动；而电动燃油转子泵顾名思义是以电动机为动力。实质上，电动燃油转子泵是在润滑油转子泵的基础上增加了电动机驱动部件和一些控制部件而已。
毋庸置疑，转子泵在现代摩托车上的应用越来越广，作用越来越大，且发展势头强劲。了解和掌握转子泵的结构、工作原理、常见故障及排除方法将对我们大有裨益。本文将以润滑油转子泵为主进行介绍，供大家参考。
二、转子泵的结构及功能
1．润滑油转子泵的结构与功能
润滑油转子泵主要是由2个偏心内啮合的转子置于泵体中通过前后盖密封而成。由此可见，油泵体、前后油泵盖、内外转子等是其主要构成部件。
（1）、油泵体
油泵体顾名思义是润滑油泵的机体，主要是用来安装和固定内、外转子及油泵盖等部件的；此外，还加工有进、出油道，进油道的前部设有过滤网，确保吸入的润滑油清洁。
油泵体一般采用质量轻、强度高，耐磨性能好的硅铝合金模压而成。用来安装内外转子的圆柱型缸体的加工精度要求较高，圆柱度、尺寸公差、位置度公差、表面粗糙度和两端面的垂直度等都要达到3级精度以上，尤其是内径尺寸公差必须保证与外转子之间的径向间隙为0.06～0.15mm，极限间隙为0.3mm。
（2）、前后油泵盖
前后油泵盖上均带有耐油橡胶密封垫，主要是用来密封油泵。一般也采用压铸铝合金制造。
（3）内、外转子
内、外转子，是转子泵极为重要的关键件，一般均采用中碳钢（例如45号钢）制造。加工前，通常都要进行调质热处理，硬度达到HRC28～35左右，使其具有较高的强度、韧性和优良的加工性能。加工后还需进行渗碳淬火或表面淬火等热处理工序，提高表面硬度，达到耐磨作用。内转子与外转子的加工精度要求较高，尤其是几何形状尺寸要求高，当内、外转子啮合时，其径向间隙应保持在0.05～0.10mm之间，极限间隙为0.20mm。
内转子，也称主动转子。内转子中心键槽孔（或花键孔）通过键（或花键）与传动轴连接，而传动轴则通过传动齿轮与配气机构传动轴相连，配气机构传动轴又与发动机曲轴相连，因此发动机一旦启动便带动内转子主动旋转。内转子上有4～9个齿，本文中为最小的4个齿。内转子除了所标的3个关键尺寸（外齿D、内齿d和内径d0）之外，外部轮廓为摆线而不是渐开线，相邻摆线之间用圆弧过渡。
外转子，也称从动转子。外转子松配于泵体，二者之间的径向间隙为0.06～0.15mm，极限间隙为0.25mm。外转子上有5～10个内齿，本文中为最小的5个齿，可将其视为相差1个齿的内啮合齿轮传动，其传动比为4：5，由内转子带动做同向减速旋转。外转子除图中所标的6个关键尺寸（外圆D、内齿d、内径2r、偏心距e、摆线节圆半径R以及摆线半径r）之外，外转子内齿轮廓线与内转子外齿轮廓线都是几何尺寸几乎相同的摆线，相邻摆线之间同样用圆弧过渡。
外转子与内转子偏心安装，偏心距及摆线的曲线方程则由设计决定，设计时必须达到下列要求：不管内转子转至任何角度，内、外转子各齿形之间总有4个接触点(如果是5个齿的内转子和6个齿的外转子相配，则为5个接触点,其余依次类推)，并分隔成大小不等的密封空腔，容积呈周期性变化。
电动燃油转子泵主要由永磁式直流电动机、泵转子、限压阀、单向阀和泵壳等组成。
（1）永磁式直流电动机
永磁式直流电动机主要由固定在外壳上的永久磁铁和产生电磁力矩的电枢以及安装在外壳上的电刷装置等组成。电刷与电枢上的换向器相接触，其引线连接在外壳的接线柱上，燃油泵外壳两端卷边铆接固化，使其成为一个不可拆卸的总成。永磁式直流电动机按EFI电控单元ECU的指令通电后立即带动转子泵工作，将过滤后的清洁油从进油口吸入，经加压至规定的压力后，从出油口压出，为电磁喷油器供给压力油。燃油流经燃油泵内部时，对永磁电机的电枢起冷却作用，由于电动机浸泡在燃油中，没有空气，燃油泵工作时，不会发生着火事故。
（2）泵转子
泵转子实际上就是转子泵，也由内转子、外转子和泵体等组成。内转子固定在电动机轴上，随电动机转动而转动。泵转子的结构及功能与润滑油转子泵相同，不再赘述。
（3）限压阀
限压阀也称安全阀是为避免燃油管路阻塞时，油压过分升高，而造成油管破裂或燃油泵损坏而设置的。当电动燃油泵中的燃油压力超过规定值（一般为320kPa）时，油压克服泵体上限压阀弹簧的压力将限压阀顶开，部分燃油返回到进油口一侧，使油压不致过高而导致无法正常工作，甚至于停机等故障。
（4）单向阀
单向阀的作用是始终保持系统的油压在一定范围内（一般为250～300kPa），防止燃油回流。当油泵内压力超过单向阀处弹簧压力时，燃油便从出油口经输油管泵入供油总管，再分配给各个喷油器。
当油泵停止工作时，在油泵出口单向阀处弹簧压力作用下，单向阀将阻止汽油回流，使供油系统中保存的燃油具有一定压力，以便下次发动机再次启动。
三、转子泵主要结构参数的确定
1.润滑油转子泵主要结构参数的确定
润滑油转子泵的结构参数主要决定于润滑油泵的供油量，而供油量又取决于润滑系的循环油量。循环油量是指单位时间内流经主油道的润滑油量。主要包括供给各轴承的润滑油量和曲轴、活塞的冷却油量等。循环油量可以通过被润滑油带走的热量来计算。现代摩托车发动机中，润滑油带走的热量约为发动机总放热量的1.5～2.0%，即：
Qc＝（0.015～0.02）Qf（kJ/h）…………………………（1）
（1）式中：Qf 为发动机每小时的发热量。
亦即Qf＝EQ \F(3600Pe,η) （kJ/h）…………………………（2）
（2）式中：Pe为发动机有效功率（kw）；
η为发动机有效效率，η ≈ 0.25；
由此可得：
Qc＝EQ \F(0.015～0.02,0.25) ×3600Pe≈（216～288）Pe（kJ/h）…………（3）
润滑油循环量可用下式求得：
Vc＝Qc/ r c△t………（4）
（4）式中：r 为润滑油密度 一般r ＝ 0.85 kg/L；
c 为润滑油比热，c ＝ 1.7～2.1 kJ / kg·k；
△t 为润滑油在完成一次循环过程中的温升， 一般取△t ＝ 10～15℃。
将上述各值代入上式可得：
Vc ＝ (8～20)Pe (L/h)
≈ （0.133～0.334）Pe (L/min) …………………（5）
如果用润滑油冷却活塞，则通过润滑油散出的热量可达6%
Qc＝EQ\F(0.06,0.25) ×3600Pe≈864Pe（kJ/h）
Ve ＝ EQ \F(864Pe,14.45～26.775) ＝ (32.3～58)Pe (L/h)
≈ （0.54～0.97）Pe(L/min) ……………………（6）
为了使转子泵的供油量在任何困难的条件下（如高温、低速大负荷）都能大于润滑系需要的循环油量，供油量需足够大。再加上发动机各摩擦副及油泵本身的磨损后间隙的增加，一般实际供油量比润滑系的循环油量大2～3倍。即：
Vp ＝（2～3）Ve＝（0.39～0.67）Pe (L/min) …………（7）
对于油冷式活塞：Vp ＝（1.1～2.0）Pe (L/min)
因此，转子泵的供油量可按下式计算：
Vp ＝ FzZ1b1npηp × 10－6 (L/min) ………………………（8）
（8）式中：Fz——内、外转子之间形成的最大面积（mm2）；
Fz ＝π/Z1 × (r12－r22) ；
Z1为内转子齿数；
b1为内转子厚度（mm）；
np为内转子转速（r/min）；
r1、r2分别为内转子的长半径和短半径（mm）；
ηp为转子泵容积效率。根据试验结果，一般ηp＝ 0.8～0.9。
由此可见，润滑油泵的主要结构参数是内、外转子的齿数、厚度及内转子的转速。齿数越多，泵油脉冲幅度越小，运转越平稳；厚度越大，流量越大，供油量越充足；同样转速越高，流量越大，供油量越充足。内、外转子的关键几何尺寸。
2.电动燃油转子泵主要结构参数的确定
电动燃油转子泵的结构参数主要决定于燃油泵的供油量，供油量取决于供油系的循环油量，而循环油量又因电喷系统的种类、结构、性能不同而不同，喷油压力、系统种类、控制方式等都是影响因素。
以低压喷射（也称进气歧管喷射）系统为例，燃油泵的功用是向喷油器提供油压高于进气歧管压力(250～300kPa)的燃油，因为燃油是从油箱内泵出，经压缩或动量转换将油压提高后，再经输油管送到喷油器，所以燃油泵的最高输出压力需要450～600kPa，其供油量比发动机最大耗油量大得多，多余的燃油将从回油管返回燃油箱。
电动燃油泵设计供油量大于发动机耗油量的目的有2个：一是防止发动机供油不足；二是燃油流动量增大可以散发供油系统的热量，从而防止油路产生气阻。
从理论上讲，系统油压越高，泵油量越大；油泵电源压力越高，油泵转速就越高，泵油量也越大。因此，为确保电喷摩托车在各种行驶工况下都具有固定的输油压力，供油量应该比发动机要求的实际最大喷油量大2～3倍。目前各生产厂家以及各电喷系统的设计计算方式不尽相同，有些还是根据实践经验确定，尚无完全统一的公式。
四、转子泵的工作原理
1.润滑油转子泵的工作原理
润滑油转子泵的工作原理所示。由于内、外转子仅相差1个齿，啮合部分的摆线极其相似，基本上可以重合，但并不完全重合（内、外齿轮摆线之间有微小间隙），再加上安装时二者不同心，有一定的偏心距。因此，不管内转子转动至任何角度，内、外转子各齿形之间总有4个接触点，并分隔成大小不等的密封空腔，容积依次呈周期性变化。如此一来，只要内转子随曲轴转动，转子泵便开始泵油。
当内、外转子脱开啮合时，则容积逐渐增大，形成真空，产生吸油作用，于是润滑油从进油口吸入空腔。
当内、外转子进入啮合时，则容积逐渐缩小，润滑油在压油腔内聚集，压力升高，从齿间挤出，然后从转子泵出油口输出具有一定压力的润滑油。
周而复始，均匀的油流，便源源不断地为发动机提供必须的足够量润滑油。
转子泵的工作过程图，从图中可以更清楚地看出转子泵的工作原理。当转子泵顺时针方向旋转时，则从图（a）到图（b），油泵右侧的空间不断扩大，而油泵体右侧开有一进油口，所以润滑油就会被不断地吸入这些空间；从图（b）到图（c）,油泵左侧空间不断缩小，而在左侧恰好开有一出油口，因此润滑油就被不断地压出。
2.电动燃油转子泵的工作原理
当点火开关接通时，永磁电动机电路接通，电枢受电磁力的作用而开始转动，泵转子便随电动机一同转动，将燃油从油箱，经输油管和进油口泵入燃油泵。当油泵内压力超过单向阀处弹簧压力时，燃油便从出油口经输油管泵入供油总管，再分配给各个喷油器。
当油泵停止工作时，在油泵出口处单向阀在弹簧压力作用下，将阻止汽油回流，使供油系统中保存的燃油具有一定压力，以保证发动机再次启动时的供油。
当电动燃油泵中的燃油压力超过规定值（一般为320kPa）时，油压克服泵体上限压阀弹簧的压力将限压阀顶开，部分汽油返回到进油口一侧，使油压不致过高而损坏燃油泵。
点火开关一旦接通，电动燃油转子泵就会工作1～2s。此时，如果发动机转速高于30r/min，电动燃油转子泵才连续运转，如果发动机转速低于30r/min，那么即使点火开关接通，电动燃油转子泵也会停止运转。
由于可见，电动燃油转子泵的工作原理与润滑油泵基本上相同。所不同的是润滑油转子泵的转速与发动机曲轴转速成正比，发动机转速越高，润滑油转子泵的转速也越高，泵出的润滑油自然增多，反之，转速越低，泵油量越少。而电动燃油转子泵的转速则处决于蓄电池电压及电脑ECU的控制。因此有必要叙述电动燃油转子泵转速的控制原理以及无电启动控制原理。
（1）电动燃油转子泵转速控制原理
对于电动燃油转子泵而言，当发动机在中低速负荷下工作时，需要供油量相对较少。此时，要求电动燃油转子泵低速运转，以减少磨损、降低噪声、减少不必要的电能消耗；当发动机在高速、高负荷下工作时，需要供油量较大，此时，要求燃油泵高速运转，以增加泵油量。一般电脑ECU通过控制加在燃油泵电动机上的不同电压来控制电动燃油泵的转速。
当发动机在启动阶段或高转速、大负荷下工作时，电脑ECU向油泵的“FPC”端输入一个高电位信号，此时，油泵ECU的“FP”端向油泵电机供应较高的电压(相当于蓄电池电压)，使油泵高速运转。发动机启动后，在怠速或小负荷下工作时，电脑ECU向油泵ECU的“FPC”端输入一个低电位信号，此时,油泵“ECU”的“FP”端向油泵电机供应低于蓄电池的电压(约9 V)，使油泵低速运转。当发动机的转速低于最低转速时，油泵ECU断开油泵电路，使油泵停止工作。此时,尽管点火开关处于接通的“ON”状态，油泵也不工作。
由电脑直接控制电动燃油泵工作的控制电路。发动机工作时，电脑ECU原则上根据燃油消耗量、需要的回油量和供油装置的温度等，通过内部的控制回路IC，控制功率三极管T进行高频 (约20 kHz)导通和截止，控制A点的平均压降值，使燃油泵保持在所需的工作电压范围内,燃油泵的工作电压与发动机负荷成正比变化。图中的二极管D为反馈二极管，在功率三极管T截止的瞬间，反馈电流经过二极管构成回路，此时不仅可以平缓工作电流，而且也可节省电功率，采用这种方式，电功率可节省40%，油泵运转噪声也降低很多。电脑在实际控制时，电动燃油泵的工作电压主要随发动机转速和喷油脉宽变化（图）。
（2）电动燃油转子泵无电启动控制原理
当摩托车长期不用，蓄电池亏电严重或意外损坏时，亦即无电启动电动燃油泵工作时，发动机便无法启动。本田公司最新设计的集成电路式ACG启动控制装置可以有效地解决这一问题。其工作原理是这样的，当蓄电池无电启动电动燃油泵时，无负荷自动截断电路自动关闭车上所有的用电设备，只向点火电路和喷油装置供电。此时，骑士可改用脚踩启动杆，带动ACG启动机运转产生交流电，经整流电路整流放大后，使微弱的交流电变成较强的直流电，为电动燃油泵、喷油器和继电器（点火电路）提供电能。电动燃油泵首先开始工作，为油路系统提供压力油，紧接着电子控制器ECU控制喷油器和点火器同时工作，从而为发动机迅速注入燃油，提供点火能量，在0.2s内完成吸气、压缩、做功和排气四个冲程构成的一个工作循环，带动曲轴旋转2.5圈，迅速顺利启动发动机。
五、转子泵的常见故障及排除方法
1.润滑油转子泵的常见故障及排除方法
润滑油转子泵的常见故障是长期使用后，运动机件磨损，导致间隙增大，油压过低，供油量减少，而无法正常工作。排除方法是，首先查找该车型润滑油泵的技术参数（部分车型润滑油泵技术参数见表1所示），然后拆卸安装螺钉，取下润滑油泵总成，将其分解，用厚薄规测量技术参数中如下3个间隙。
（1）外转子与泵体的径向间隙
用厚薄规测量外转子与泵体之间的径向间隙，如果间隙值超过了使用极限值（0.25mm）,就要进一步测量外转子的外径和泵体的内径。如果外转子的外径超过使用极限尺寸，就应更换外转子。如果泵体内径超过了使用极限尺寸，就要更换泵体或整个润滑油转子泵。
（2）内转子与外转子的径向间隙
用厚薄规测量内转子与外转子的径向间隙，如果间隙值超过了使用极限（0.20mm），就应更换内、外转子。更换时需先拆下传动轴，然后再拆卸内转子和外转子。
（3）转子与泵体的端面间隙
将一直尺平放在润滑油泵体上，用厚薄规测量直尺与转子侧面之间的间隙。如果该间隙超过了使用极限0.12mm，就应更换转子。
以上3个配合间隙超差的润滑油泵，其润滑油泵出量将减少，油压过低，循环油量大大低于要求量，润滑油温度快速上升，导致发动机过热。出现这种情况应该迅速排除。
润滑油泵重新安装前，应用手轻轻转动润滑油泵齿轮，看转动是否轻快平滑，有无异常，如一切正常则按与拆卸相反的顺序将润滑油泵装回。
除此之外，润滑油转子泵对润滑油的质量也很敏感。长期使用后，润滑油中往往含有较多的灰尘、砂粒、铁屑、杂质等赃物，一旦进油道过滤器密封不严或损坏，易于进入油泵内，加剧部件的磨损，也易导致润滑油转子泵无法正常工作。使用过程中，除严格按《随车使用维护说明书》的要求定期（一般为3000km）更换滑润油外，在拆卸检修过程中应首先检查过滤器是否损坏,如果损坏应及时更换。2.电动燃油转子泵的维护
打开点火开关，电动燃油泵应立即工作1～2s，此时，用听诊器应能听到燃油泵运转声，用手触摸软管，应感到有压力，并能听到回油的声音，1～2s以后如未启动发动机，燃油泵应立即停止工作，如出现故障，可拨开电动燃油泵的导线连接器，将燃油泵直接与蓄电池相连（正负极勿接错），并使油泵尽量远离蓄电池，每次接通不超过10s（时间长会烧坏电动燃油泵的电机线圈）。如油泵不转动，则须更换电动燃油泵。也可按《随车使用维护说明书》的要求，检查电动燃油泵上2个接线端子间的电阻，即电机线圈电阻，一般为0.2～3.0Ω（20℃时）。如电阻值不符，则须更换电动燃油泵；如符合要求，故障仍未排除时，则需送特约维修站用专用测试工具进行检测维护，包括检测系统的油压与泄漏情况等。此外，要注意燃油泵上的限压阀、单向阀，他们也会引起油泵的故障，如限压阀、单向阀粘住或泄漏，这样燃油泵虽然工作，但不会泵油。限压阀、单向阀通常是与燃油泵总成做成一体的，所以，如果限压阀、单向阀有故障，整个燃油泵必须更换。
除此之外，大家还必须了解。电动燃油转子泵是精密电控部件，必须在清洁的环境中工作。因此，日常维护中除经常保持油路系统的清洁外，还须经常检查各连接油管是否破裂、渗漏，燃油滤清器是否堵塞、损坏，必要时要及时更换新件。在清洗车辆时要注意防潮，以免电控元件腐蚀、短路。
