一、轉子泵的特點及作用
轉子泵具有結構簡單、體積小、重量輕、運轉平穩、噪聲低、吸油真空度高、容積效率高、油量充足、供油均勻、維修方便等諸多無與倫比的顯著特點。現代摩托車用潤滑油泵、電動燃油泵等廣泛使用轉子泵。
1．潤滑油轉子泵的作用
據了解，目前國內摩托車保有量中，無論是國產車還是進口車，為數眾多的四沖程摩托車發動機潤滑系都是采用轉子泵提供潤滑油。上圖是本田CBX250E摩托車發動機中安裝的潤滑油轉子泵。發動機啟動后，曲軸帶動配氣機構傳動軸運轉，配氣機構傳動軸帶動潤滑油轉子泵工作。來自發動機油底殼的潤滑油源源不斷地被吸入轉子泵（紫色箭頭線），經轉子泵加壓后，將足量的潤滑油以一定壓力分兩路（紅色箭頭線）注入發動機內承受較重負荷的部位：一路自發動機右蓋至離合器到曲軸軸承，連桿軸承，曲軸等處，然后飛濺至活塞下部的汽缸壁使活塞也得到潤滑；另一路至配氣機構凸輪軸再到正時鏈，使這些關鍵運動部件也得到可靠潤滑。潤滑油在完成潤滑作用后，多余的油經棘爪通路和回油通道回流到曲軸箱油底殼。顯而易見，轉子泵是四沖程發動機潤滑系的“心臟”，肩負著為發動機源源不斷地輸送足夠新鮮“血液”的重要使命。一旦出現故障，而又未及時維護修理時，發動機內“血液”的流動即將減慢或停止，而失去必不可少的潤滑、冷卻、洗滌、密封、防銹、吸震、形成油膜等多項重要功能，發動機將會出現磨損加劇、過熱、拉缸、卡缸，甚至于停機的危險，需要我們倍加呵護。
2．電動燃油轉子泵的作用
現代電噴摩托車用電動燃油泵中也有使用轉子泵提供燃油的情況。電動燃油轉子泵在川崎Z1000電噴車供油系統中的安裝位置示意圖。當摩托車點火電路接通后，EFI電噴系統電腦ECU自動接通，電動燃油泵開始工作，來自燃油箱內的燃油經燃油開關、濾清器過濾后被吸入電動燃油泵加壓至250～300kPa的較高壓力，壓送至各噴油器。電磁噴油器根據電腦ECU的噴油指令，接通電磁閥，開啟噴油嘴，將適量的燃油噴射于發動機進氣門前與空氣混合，待進氣行程時進氣門開啟，將燃油混合氣吸入汽缸中。多余的燃油經壓力調節器流回油箱重復使用。由此可見，電動燃油轉子泵是現代摩托車電噴發動機供油系統的“心臟”，對保證油路暢通和精確計量起著十分重要的作用，肩負著為電噴發動機源源不斷地輸送足量“食糧”的重要使命。一旦出現故障，發動機將無法正常工作，甚至于停機。本田125踏板車直接將電動燃油轉子泵安裝在汽油箱中為電噴發動機供油的情形，簡直是方便得不能再方便了。
顯而易見，無論是潤滑油轉子泵，還是電動燃油轉子泵，它們的基本結構與工作原理幾乎相同。所不同的是驅動方式不同：滑潤油轉子泵是由發動機曲軸驅動；而電動燃油轉子泵顧名思義是以電動機為動力。實質上，電動燃油轉子泵是在潤滑油轉子泵的基礎上增加了電動機驅動部件和一些控制部件而已。
毋庸置疑，轉子泵在現代摩托車上的應用越來越廣，作用越來越大，且發展勢頭強勁。了解和掌握轉子泵的結構、工作原理、常見故障及排除方法將對我們大有裨益。本文將以潤滑油轉子泵為主進行介紹，供大家參考。
二、轉子泵的結構及功能
1．潤滑油轉子泵的結構與功能
潤滑油轉子泵主要是由2個偏心內嚙合的轉子置于泵體中通過前后蓋密封而成。由此可見，油泵體、前后油泵蓋、內外轉子等是其主要構成部件。
（1）、油泵體
油泵體顧名思義是潤滑油泵的機體，主要是用來安裝和固定內、外轉子及油泵蓋等部件的；此外，還加工有進、出油道，進油道的前部設有過濾網，確保吸入的潤滑油清潔。
油泵體一般采用質量輕、強度高，耐磨性能好的硅鋁合金模壓而成。用來安裝內外轉子的圓柱型缸體的加工精度要求較高，圓柱度、尺寸公差、位置度公差、表面粗糙度和兩端面的垂直度等都要達到3級精度以上，尤其是內徑尺寸公差必須保證與外轉子之間的徑向間隙為0.06～0.15mm，極限間隙為0.3mm。
（2）、前后油泵蓋
前后油泵蓋上均帶有耐油橡膠密封墊，主要是用來密封油泵。一般也采用壓鑄鋁合金制造。
（3）內、外轉子
內、外轉子，是轉子泵極為重要的關鍵件，一般均采用中碳鋼（例如45號鋼）制造。加工前，通常都要進行調質熱處理，硬度達到HRC28～35左右，使其具有較高的強度、韌性和優良的加工性能。加工后還需進行滲碳淬火或表面淬火等熱處理工序，提高表面硬度，達到耐磨作用。內轉子與外轉子的加工精度要求較高，尤其是幾何形狀尺寸要求高，當內、外轉子嚙合時，其徑向間隙應保持在0.05～0.10mm之間，極限間隙為0.20mm。
內轉子，也稱主動轉子。內轉子中心鍵槽孔（或花鍵孔）通過鍵（或花鍵）與傳動軸連接，而傳動軸則通過傳動齒輪與配氣機構傳動軸相連，配氣機構傳動軸又與發動機曲軸相連，因此發動機一旦啟動便帶動內轉子主動旋轉。內轉子上有4～9個齒，本文中為最小的4個齒。內轉子除了所標的3個關鍵尺寸（外齒D、內齒d和內徑d0）之外，外部輪廓為擺線而不是漸開線，相鄰擺線之間用圓弧過渡。
外轉子，也稱從動轉子。外轉子松配于泵體，二者之間的徑向間隙為0.06～0.15mm，極限間隙為0.25mm。外轉子上有5～10個內齒，本文中為最小的5個齒，可將其視為相差1個齒的內嚙合齒輪傳動，其傳動比為4：5，由內轉子帶動做同向減速旋轉。外轉子除圖中所標的6個關鍵尺寸（外圓D、內齒d、內徑2r、偏心距e、擺線節圓半徑R以及擺線半徑r）之外，外轉子內齒輪廓線與內轉子外齒輪廓線都是幾何尺寸幾乎相同的擺線，相鄰擺線之間同樣用圓弧過渡。
外轉子與內轉子偏心安裝，偏心距及擺線的曲線方程則由設計決定，設計時必須達到下列要求：不管內轉子轉至任何角度，內、外轉子各齒形之間總有4個接觸點(如果是5個齒的內轉子和6個齒的外轉子相配，則為5個接觸點,其余依次類推)，并分隔成大小不等的密封空腔，容積呈周期性變化。
電動燃油轉子泵主要由永磁式直流電動機、泵轉子、限壓閥、單向閥和泵殼等組成。
（1）永磁式直流電動機
永磁式直流電動機主要由固定在外殼上的永久磁鐵和產生電磁力矩的電樞以及安裝在外殼上的電刷裝置等組成。電刷與電樞上的換向器相接觸，其引線連接在外殼的接線柱上，燃油泵外殼兩端卷邊鉚接固化，使其成為一個不可拆卸的總成。永磁式直流電動機按EFI電控單元ECU的指令通電后立即帶動轉子泵工作，將過濾后的清潔油從進油口吸入，經加壓至規定的壓力后，從出油口壓出，為電磁噴油器供給壓力油。燃油流經燃油泵內部時，對永磁電機的電樞起冷卻作用，由于電動機浸泡在燃油中，沒有空氣，燃油泵工作時，不會發生著火事故。
（2）泵轉子
泵轉子實際上就是轉子泵，也由內轉子、外轉子和泵體等組成。內轉子固定在電動機軸上，隨電動機轉動而轉動。泵轉子的結構及功能與潤滑油轉子泵相同，不再贅述。
（3）限壓閥
限壓閥也稱安全閥是為避免燃油管路阻塞時，油壓過分升高，而造成油管破裂或燃油泵損壞而設置的。當電動燃油泵中的燃油壓力超過規定值（一般為320kPa）時，油壓克服泵體上限壓閥彈簧的壓力將限壓閥頂開，部分燃油返回到進油口一側，使油壓不致過高而導致無法正常工作，甚至于停機等故障。
（4）單向閥
單向閥的作用是始終保持系統的油壓在一定范圍內（一般為250～300kPa），防止燃油回流。當油泵內壓力超過單向閥處彈簧壓力時，燃油便從出油口經輸油管泵入供油總管，再分配給各個噴油器。
當油泵停止工作時，在油泵出口單向閥處彈簧壓力作用下，單向閥將阻止汽油回流，使供油系統中保存的燃油具有一定壓力，以便下次發動機再次啟動。
三、轉子泵主要結構參數的確定
1.潤滑油轉子泵主要結構參數的確定
潤滑油轉子泵的結構參數主要決定于潤滑油泵的供油量，而供油量又取決于潤滑系的循環油量。循環油量是指單位時間內流經主油道的潤滑油量。主要包括供給各軸承的潤滑油量和曲軸、活塞的冷卻油量等。循環油量可以通過被潤滑油帶走的熱量來計算。現代摩托車發動機中，潤滑油帶走的熱量約為發動機總放熱量的1.5～2.0%，即：
Qc＝（0.015～0.02）Qf（kJ/h）…………………………（1）
（1）式中：Qf 為發動機每小時的發熱量。
亦即Qf＝EQ \F(3600Pe,η) （kJ/h）…………………………（2）
（2）式中：Pe為發動機有效功率（kw）；
η為發動機有效效率，η ≈ 0.25；
由此可得：
Qc＝EQ \F(0.015～0.02,0.25) ×3600Pe≈（216～288）Pe（kJ/h）…………（3）
潤滑油循環量可用下式求得：
Vc＝Qc/ r c△t………（4）
（4）式中：r 為潤滑油密度 一般r ＝ 0.85 kg/L；
c 為潤滑油比熱，c ＝ 1.7～2.1 kJ / kg·k；
△t 為潤滑油在完成一次循環過程中的溫升， 一般取△t ＝ 10～15℃。
將上述各值代入上式可得：
Vc ＝ (8～20)Pe (L/h)
≈ （0.133～0.334）Pe (L/min) …………………（5）
如果用潤滑油冷卻活塞，則通過潤滑油散出的熱量可達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）
為了使轉子泵的供油量在任何困難的條件下（如高溫、低速大負荷）都能大于潤滑系需要的循環油量，供油量需足夠大。再加上發動機各摩擦副及油泵本身的磨損后間隙的增加，一般實際供油量比潤滑系的循環油量大2～3倍。即：
Vp ＝（2～3）Ve＝（0.39～0.67）Pe (L/min) …………（7）
對于油冷式活塞：Vp ＝（1.1～2.0）Pe (L/min)
因此，轉子泵的供油量可按下式計算：
Vp ＝ FzZ1b1npηp × 10－6 (L/min) ………………………（8）
（8）式中：Fz——內、外轉子之間形成的最大面積（mm2）；
Fz ＝π/Z1 × (r12－r22) ；
Z1為內轉子齒數；
b1為內轉子厚度（mm）；
np為內轉子轉速（r/min）；
r1、r2分別為內轉子的長半徑和短半徑（mm）；
ηp為轉子泵容積效率。根據試驗結果，一般ηp＝ 0.8～0.9。
由此可見，潤滑油泵的主要結構參數是內、外轉子的齒數、厚度及內轉子的轉速。齒數越多，泵油脈沖幅度越小，運轉越平穩；厚度越大，流量越大，供油量越充足；同樣轉速越高，流量越大，供油量越充足。內、外轉子的關鍵幾何尺寸。
2.電動燃油轉子泵主要結構參數的確定
電動燃油轉子泵的結構參數主要決定于燃油泵的供油量，供油量取決于供油系的循環油量，而循環油量又因電噴系統的種類、結構、性能不同而不同，噴油壓力、系統種類、控制方式等都是影響因素。
以低壓噴射（也稱進氣歧管噴射）系統為例，燃油泵的功用是向噴油器提供油壓高于進氣歧管壓力(250～300kPa)的燃油，因為燃油是從油箱內泵出，經壓縮或動量轉換將油壓提高后，再經輸油管送到噴油器，所以燃油泵的最高輸出壓力需要450～600kPa，其供油量比發動機最大耗油量大得多，多余的燃油將從回油管返回燃油箱。
電動燃油泵設計供油量大于發動機耗油量的目的有2個：一是防止發動機供油不足；二是燃油流動量增大可以散發供油系統的熱量，從而防止油路產生氣阻。
從理論上講，系統油壓越高，泵油量越大；油泵電源壓力越高，油泵轉速就越高，泵油量也越大。因此，為確保電噴摩托車在各種行駛工況下都具有固定的輸油壓力，供油量應該比發動機要求的實際最大噴油量大2～3倍。目前各生產廠家以及各電噴系統的設計計算方式不盡相同，有些還是根據實踐經驗確定，尚無完全統一的公式。
四、轉子泵的工作原理
1.潤滑油轉子泵的工作原理
潤滑油轉子泵的工作原理所示。由于內、外轉子僅相差1個齒，嚙合部分的擺線極其相似，基本上可以重合，但并不完全重合（內、外齒輪擺線之間有微小間隙），再加上安裝時二者不同心，有一定的偏心距。因此，不管內轉子轉動至任何角度，內、外轉子各齒形之間總有4個接觸點，并分隔成大小不等的密封空腔，容積依次呈周期性變化。如此一來，只要內轉子隨曲軸轉動，轉子泵便開始泵油。
當內、外轉子脫開嚙合時，則容積逐漸增大，形成真空，產生吸油作用，于是潤滑油從進油口吸入空腔。
當內、外轉子進入嚙合時，則容積逐漸縮小，潤滑油在壓油腔內聚集，壓力升高，從齒間擠出，然后從轉子泵出油口輸出具有一定壓力的潤滑油。
周而復始，均勻的油流，便源源不斷地為發動機提供必須的足夠量潤滑油。
轉子泵的工作過程圖，從圖中可以更清楚地看出轉子泵的工作原理。當轉子泵順時針方向旋轉時，則從圖（a）到圖（b），油泵右側的空間不斷擴大，而油泵體右側開有一進油口，所以潤滑油就會被不斷地吸入這些空間；從圖（b）到圖（c）,油泵左側空間不斷縮小，而在左側恰好開有一出油口，因此潤滑油就被不斷地壓出。
2.電動燃油轉子泵的工作原理
當點火開關接通時，永磁電動機電路接通，電樞受電磁力的作用而開始轉動，泵轉子便隨電動機一同轉動，將燃油從油箱，經輸油管和進油口泵入燃油泵。當油泵內壓力超過單向閥處彈簧壓力時，燃油便從出油口經輸油管泵入供油總管，再分配給各個噴油器。
當油泵停止工作時，在油泵出口處單向閥在彈簧壓力作用下，將阻止汽油回流，使供油系統中保存的燃油具有一定壓力，以保證發動機再次啟動時的供油。
當電動燃油泵中的燃油壓力超過規定值（一般為320kPa）時，油壓克服泵體上限壓閥彈簧的壓力將限壓閥頂開，部分汽油返回到進油口一側，使油壓不致過高而損壞燃油泵。
點火開關一旦接通，電動燃油轉子泵就會工作1～2s。此時，如果發動機轉速高于30r/min，電動燃油轉子泵才連續運轉，如果發動機轉速低于30r/min，那么即使點火開關接通，電動燃油轉子泵也會停止運轉。
由于可見，電動燃油轉子泵的工作原理與潤滑油泵基本上相同。所不同的是潤滑油轉子泵的轉速與發動機曲軸轉速成正比，發動機轉速越高，潤滑油轉子泵的轉速也越高，泵出的潤滑油自然增多，反之，轉速越低，泵油量越少。而電動燃油轉子泵的轉速則處決于蓄電池電壓及電腦ECU的控制。因此有必要敘述電動燃油轉子泵轉速的控制原理以及無電啟動控制原理。
（1）電動燃油轉子泵轉速控制原理
對于電動燃油轉子泵而言，當發動機在中低速負荷下工作時，需要供油量相對較少。此時，要求電動燃油轉子泵低速運轉，以減少磨損、降低噪聲、減少不必要的電能消耗；當發動機在高速、高負荷下工作時，需要供油量較大，此時，要求燃油泵高速運轉，以增加泵油量。一般電腦ECU通過控制加在燃油泵電動機上的不同電壓來控制電動燃油泵的轉速。
當發動機在啟動階段或高轉速、大負荷下工作時，電腦ECU向油泵的“FPC”端輸入一個高電位信號，此時，油泵ECU的“FP”端向油泵電機供應較高的電壓(相當于蓄電池電壓)，使油泵高速運轉。發動機啟動后，在怠速或小負荷下工作時，電腦ECU向油泵ECU的“FPC”端輸入一個低電位信號，此時,油泵“ECU”的“FP”端向油泵電機供應低于蓄電池的電壓(約9 V)，使油泵低速運轉。當發動機的轉速低于最低轉速時，油泵ECU斷開油泵電路，使油泵停止工作。此時,盡管點火開關處于接通的“ON”狀態，油泵也不工作。
由電腦直接控制電動燃油泵工作的控制電路。發動機工作時，電腦ECU原則上根據燃油消耗量、需要的回油量和供油裝置的溫度等，通過內部的控制回路IC，控制功率三極管T進行高頻 (約20 kHz)導通和截止，控制A點的平均壓降值，使燃油泵保持在所需的工作電壓范圍內,燃油泵的工作電壓與發動機負荷成正比變化。圖中的二極管D為反饋二極管，在功率三極管T截止的瞬間，反饋電流經過二極管構成回路，此時不僅可以平緩工作電流，而且也可節省電功率，采用這種方式，電功率可節省40%，油泵運轉噪聲也降低很多。電腦在實際控制時，電動燃油泵的工作電壓主要隨發動機轉速和噴油脈寬變化（圖）。
（2）電動燃油轉子泵無電啟動控制原理
當摩托車長期不用，蓄電池虧電嚴重或意外損壞時，亦即無電啟動電動燃油泵工作時，發動機便無法啟動。本田公司最新設計的集成電路式ACG啟動控制裝置可以有效地解決這一問題。其工作原理是這樣的，當蓄電池無電啟動電動燃油泵時，無負荷自動截斷電路自動關閉車上所有的用電設備，只向點火電路和噴油裝置供電。此時，騎士可改用腳踩啟動桿，帶動ACG啟動機運轉產生交流電，經整流電路整流放大后，使微弱的交流電變成較強的直流電，為電動燃油泵、噴油器和繼電器（點火電路）提供電能。電動燃油泵首先開始工作，為油路系統提供壓力油，緊接著電子控制器ECU控制噴油器和點火器同時工作，從而為發動機迅速注入燃油，提供點火能量，在0.2s內完成吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程構成的一個工作循環，帶動曲軸旋轉2.5圈，迅速順利啟動發動機。
五、轉子泵的常見故障及排除方法
1.潤滑油轉子泵的常見故障及排除方法
潤滑油轉子泵的常見故障是長期使用后，運動機件磨損，導致間隙增大，油壓過低，供油量減少，而無法正常工作。排除方法是，首先查找該車型潤滑油泵的技術參數（部分車型潤滑油泵技術參數見表1所示），然后拆卸安裝螺釘，取下潤滑油泵總成，將其分解，用厚薄規測量技術參數中如下3個間隙。
（1）外轉子與泵體的徑向間隙
用厚薄規測量外轉子與泵體之間的徑向間隙，如果間隙值超過了使用極限值（0.25mm）,就要進一步測量外轉子的外徑和泵體的內徑。如果外轉子的外徑超過使用極限尺寸，就應更換外轉子。如果泵體內徑超過了使用極限尺寸，就要更換泵體或整個潤滑油轉子泵。
（2）內轉子與外轉子的徑向間隙
用厚薄規測量內轉子與外轉子的徑向間隙，如果間隙值超過了使用極限（0.20mm），就應更換內、外轉子。更換時需先拆下傳動軸，然后再拆卸內轉子和外轉子。
（3）轉子與泵體的端面間隙
將一直尺平放在潤滑油泵體上，用厚薄規測量直尺與轉子側面之間的間隙。如果該間隙超過了使用極限0.12mm，就應更換轉子。
以上3個配合間隙超差的潤滑油泵，其潤滑油泵出量將減少，油壓過低，循環油量大大低于要求量，潤滑油溫度快速上升，導致發動機過熱。出現這種情況應該迅速排除。
潤滑油泵重新安裝前，應用手輕輕轉動潤滑油泵齒輪，看轉動是否輕快平滑，有無異常，如一切正常則按與拆卸相反的順序將潤滑油泵裝回。
除此之外，潤滑油轉子泵對潤滑油的質量也很敏感。長期使用后，潤滑油中往往含有較多的灰塵、砂粒、鐵屑、雜質等贓物，一旦進油道過濾器密封不嚴或損壞，易于進入油泵內，加劇部件的磨損，也易導致潤滑油轉子泵無法正常工作。使用過程中，除嚴格按《隨車使用維護說明書》的要求定期（一般為3000km）更換滑潤油外，在拆卸檢修過程中應首先檢查過濾器是否損壞,如果損壞應及時更換。2.電動燃油轉子泵的維護
打開點火開關，電動燃油泵應立即工作1～2s，此時，用聽診器應能聽到燃油泵運轉聲，用手觸摸軟管，應感到有壓力，并能聽到回油的聲音，1～2s以后如未啟動發動機，燃油泵應立即停止工作，如出現故障，可撥開電動燃油泵的導線連接器，將燃油泵直接與蓄電池相連（正負極勿接錯），并使油泵盡量遠離蓄電池，每次接通不超過10s（時間長會燒壞電動燃油泵的電機線圈）。如油泵不轉動，則須更換電動燃油泵。也可按《隨車使用維護說明書》的要求，檢查電動燃油泵上2個接線端子間的電阻，即電機線圈電阻，一般為0.2～3.0Ω（20℃時）。如電阻值不符，則須更換電動燃油泵；如符合要求，故障仍未排除時，則需送特約維修站用專用測試工具進行檢測維護，包括檢測系統的油壓與泄漏情況等。此外，要注意燃油泵上的限壓閥、單向閥，他們也會引起油泵的故障，如限壓閥、單向閥粘住或泄漏，這樣燃油泵雖然工作，但不會泵油。限壓閥、單向閥通常是與燃油泵總成做成一體的，所以，如果限壓閥、單向閥有故障，整個燃油泵必須更換。
除此之外，大家還必須了解。電動燃油轉子泵是精密電控部件，必須在清潔的環境中工作。因此，日常維護中除經常保持油路系統的清潔外，還須經常檢查各連接油管是否破裂、滲漏，燃油濾清器是否堵塞、損壞，必要時要及時更換新件。在清洗車輛時要注意防潮，以免電控元件腐蝕、短路。
