汽車用燃油泵異響質量問題研究

徐龍飛等

摘 要：汽車用燃油泵的主要功能是從燃油箱內吸出燃油，經管路和濾清器，然后輸入燃油導軌，為發動機系統提供足夠壓力的燃油。燃油泵在輸送燃油過程中因產品本身設計問題導致燃油泵工作異響。文章將對一種產品設計失效造成的燃油泵異響問題進行研究，對燃油泵內部結構進行優化。

關鍵詞：燃油泵；異響；節流閥

1 汽車用燃油泵簡介

作用：將汽油從燃油箱內吸出，經管路和濾清器，然后輸入燃油導軌，為發動機系統提供足夠壓力的燃油。

組成：燃油泵帶支架總成主要由儲油桶、初濾器、電動燃油泵、油泵支架、液位傳感器、線扎、線束、支撐桿法蘭組件（安裝法蘭、燃油管接頭、線束插件）、輸油管組成。

2 問題分析

異響/噪音產生原理在于物體振動，根據燃油泵結構圖（見圖1）可以看出燃油泵總成產生振動的零件有兩個，分別是：一是燃油泵泵芯；二是壓力閥。運用置換法分別將故障件泵芯和故障件壓力閥置換到合格總成進行試驗，最后確定壓力閥是引起異響的振動源。

3 原因分析

3.1 壓力閥工作原理

在燃油系統接通電源后，燃油泵開始供油，系統壓力上升，彈簧受力F=P*S，F大于彈簧的預壓力Fp時，彈簧發生壓縮，使閥球與閥門分離（分離的縫隙大小稱之為開度），經過開度產生的縫隙將多余的燃油送回到油箱，由于壓力閥泄壓和泵芯流量脈動的影響，油軌壓力發生變化，彈簧回彈，至壓力再次升高超過預壓力，再次壓縮，如此往復。

3.2 異響產生機理

通過對壓力閥工作狀態進行聲音頻率的對比分析，確定開度超差且傾斜是影響振動頻率的關鍵因素（見圖2）

小結：開度傾斜且超差會導致流場變化，震幅增加，彈簧受力F=P*S，F大于彈簧的預壓力Fp時，彈簧發生壓縮，膜片組立帶動閥球與閥門分離，產生開度，開度超差影響振動頻率，進而產生噪聲。

4 確定整改措施

根據F=△P*S公式和壓力閥工作原理可以確定壓力閥開度主要是由于壓力閥進油端與回油端存在壓差造成，壓差大開度大，壓差小開度小。因此要從改善壓差的角度出發減少大開度的出現。

根據P=F/S，可以確定改變壓差可以采用改善管路截面積實現，因此考慮增加節流閥改善管路面積。

5 改進后試驗驗證

5.1 驗證方法

（1）選取10個包含了平行度合格與不合格的彈簧制成壓力閥；（2）選一個總成，將這10個壓力閥分別安裝到這個總成上，測量聲級；（3）同一個總成，安裝上節流閥，然后在將10個壓力閥分別安裝到這個總成上，測量聲級；（4）計算總成安裝節流閥前后升級的變化。

5.2 驗證結果（如圖4所示）

節流閥對不同平行度壓力閥彈簧做成總成的聲級變化影響，增加節流閥后只要平行度≤0.25，可保證滿足標準聲級48dB之內。聲級就不會超過新標準48dB。

結論：增加節流閥的方案可滿足聲級標準的要求。

6 結束語

針對產品改進，需要從影響產品的結構本身考慮，通過設計優化降低產品質量風險，提升產品的一致性和可靠性。