在燃油动力系统中,油泵是不可或缺的功能性元件。随着燃油泵技术的发展,其应用领域越来越广泛,市场需求量也越来越大,同时对燃油泵也提出了更高的性能要求。但是传统的燃油泵难以集高效、高压、高功率密度和高可靠性于一体,在苛刻工况的应用比较困难。本文基于二维活塞泵原理提出了一种新型结构的船用重载型二维燃油泵,主要研究工作和成果如下:(1)分析了重载型二维(2D)燃油泵的结构原理。针对原有的二维(2D)双联式燃油泵使用寿命较短且载荷较低的情况,提出了滚轮固定而凸轮做为运动件的传动方案,极大提高了燃油泵的使用寿命和承载强度。确定了其整体结构形式,建立了三维模型,对主要的工作元件进行了受力分析和强度校核,利用有限元方法对主要零部件进行了仿真分析,确定了零部件的可靠性,最后对其不合理的结构进行了分析和优化改进,确定了总体结构方案。(2)分析了重载型二维(2D)燃油泵滚轮的支撑方式。进行在分析二维(2D)燃油泵的结构特征时发现其外形尺寸的大小主要受滚轮的限制,滚轮中轴承的尺寸直接限制燃油泵轻小化的发展。因此本文就滚轮的支撑方式进行了分析,考虑取消滚动轴承的结构而采用滑动轴承来突破轴承对燃油泵轻小化的限制,利用Fluent软件对锥形四油腔的滑动静压轴承的结构布置和性能进行仿真分析,为以后的实验研究提供一定的参考。(3)设计了重载型二维(2D)燃油泵的凸轮导轨。凸轮的形状直接决定了燃油泵的运动特性,直接影响整个泵的特性甚至使用寿命,所以对凸轮的运动规律进行了分析,对凸轮导轨进行了精确的设计。本文还分析了燃油泵的气蚀特性以及燃油泵的效率分析,通过分析研究得出结论,所设计的重载型二维(2D)燃油泵具有高速气蚀小,高能脉动小,高效体积质量小的特点。(4)对重载型二维(2D)燃油泵进行了建模仿真。利用AMESim软件进行建模仿真,分析单体泵在不同转速下的流量脉动和泄漏,在此基础上对其空载流量特性进行了分析,验证了消除流量脉动方式的可能性,并分析了其负载特性。仿真结果显示了该泵性能的优越性以及设计理论的正确性和合理性。(5)对二维(2D)燃油泵进行实验研究。对其进行跑合试验、特性试验,实验结果验证了该泵性能的优越性以及设计理论的正确性和合理性。重载型二维(2D)燃油泵相比于传统的泵类元件有着极大的创新性,为液压泵的设计开辟了一条新的道路,特别是在轻量化方面有巨大的优势,在船舶、航空航天、重型机械等方面有着广阔的应用前景。