車型A汽車燃油表控制策略和失效模式分析

賀趙霞

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

組合儀表是汽車中人機(jī)交互的界面，燃油表是其重要的組成部分，用于指示當(dāng)前油箱中燃油的剩余情況。該表應(yīng)能準(zhǔn)確反映當(dāng)前油箱燃油的情況，以便順利、安全駕駛。因此，對(duì)汽車油位信息系統(tǒng)的研究、分析和規(guī)劃具有十分重要的意義。

在實(shí)際的售后分析工作中，經(jīng)常會(huì)收到燃油表指示不準(zhǔn)的抱怨，表現(xiàn)為燃油表顯示的信息與顧客的感知不一致。顧客的感知包括其認(rèn)為剩余的燃油量及燃油表的移動(dòng)方向。顧客一般通過(guò)加油的情況、上次加油至今行駛的里程及最近一次熄火前燃油表的位置來(lái)判斷油箱內(nèi)的燃油量。當(dāng)二者不一致時(shí)就會(huì)抱怨燃油顯示不準(zhǔn)，出現(xiàn)售后索賠或維修，涉及零件包括油箱、液位傳感器、線束（油箱、車身線束等）、儀表、碳罐或相關(guān)標(biāo)定軟件，包含底盤、動(dòng)力總成和電子等多個(gè)系統(tǒng)，是一個(gè)跨功能、跨區(qū)域的復(fù)雜問(wèn)題。

本文以實(shí)際的售后案例來(lái)詳細(xì)解析一類燃油表顯示不準(zhǔn)問(wèn)題，分析其根本原因，提出并驗(yàn)證解決措施，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并規(guī)劃今后的工作重點(diǎn)和方向。

1 車型A燃油泵結(jié)構(gòu)及工作原理

燃油泵作為汽車燃油系統(tǒng)的核心部件，承擔(dān)著將燃油從燃油箱輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)的重要任務(wù)，同時(shí)將油箱內(nèi)油面的高度轉(zhuǎn)化為電阻反映給儀表盤。燃油泵根據(jù)其工作機(jī)制可分為電動(dòng)燃油泵和機(jī)械燃油泵，目前市場(chǎng)上的乘用車大多已使用電動(dòng)燃油泵。

電動(dòng)燃油泵有三個(gè)主要組成部分：泵體、永磁電動(dòng)機(jī)和外殼。工作時(shí)永磁電動(dòng)機(jī)作為燃油泵的驅(qū)動(dòng)組件通電后帶動(dòng)泵體旋轉(zhuǎn)，將燃油從進(jìn)油口吸入并加壓，再?gòu)某鲇涂谂懦觥Ｈ加团懦銮傲鹘?jīng)燃油泵內(nèi)部對(duì)永磁電動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，防止電動(dòng)機(jī)溫度急劇上升而造成燃油泵破損。根據(jù)泵體結(jié)構(gòu)的不同，分為滾柱式燃油泵、渦輪式燃油泵、齒輪式燃油泵和葉片式電動(dòng)燃油泵。

1.1 碳罐電磁閥噪音產(chǎn)生機(jī)理

車型A的燃油泵是渦輪式設(shè)計(jì)，燃油泵結(jié)構(gòu)如圖1所示，由燃油濾清器、壓力調(diào)節(jié)器、儲(chǔ)油罐、泵體、輔助泵、液位傳感器、壓力傳感器等零件組成。

1.2 燃油泵工作原理

車型A燃油泵的工作原理是燃油經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)由渦輪帶動(dòng)進(jìn)入泵體，燃油進(jìn)入濾清器進(jìn)行二次過(guò)濾后輸送到整車供油管路中通向發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)耗費(fèi)不了大量的燃油時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器開啟，一部分燃油通過(guò)回油管返回油箱；經(jīng)過(guò)輔助泵帶動(dòng)儲(chǔ)油罐周圍燃油進(jìn)入儲(chǔ)油罐內(nèi)，以保證油泵吸油的通暢性。燃油泵工作原理如圖2所示。

濾網(wǎng)：泵體入口處安裝了濾網(wǎng)，保證進(jìn)入泵體的燃油是液態(tài)無(wú)固體異物的，濾網(wǎng)的過(guò)濾范圍是60 μm，其作用是保障汽油通暢，并且渦輪不被損壞及卡死。燃油濾清器在保證泵內(nèi)燃油清潔的同時(shí)，也為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作燃油起到了過(guò)濾作用，燃油在通過(guò)泵體后進(jìn)入濾清器，經(jīng)過(guò)濾清器的過(guò)濾后通過(guò)輸油管提供給發(fā)動(dòng)機(jī)。

壓力調(diào)節(jié)器：在飛速發(fā)展的汽車?yán)顺敝校噧?nèi)空間大小成為顧客關(guān)注的焦點(diǎn)。壓力調(diào)節(jié)器則節(jié)省了整車中回油油路的空間。壓力調(diào)節(jié)器的作用是保持燃油的壓力控制在一定的范圍，在發(fā)動(dòng)機(jī)供油過(guò)大時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器開啟，起到回油作用。在壓力調(diào)節(jié)器回油過(guò)程中，通過(guò)的油管橫截面積突然變細(xì)，產(chǎn)生壓強(qiáng)，從而燃油向下呈噴射狀態(tài)，與渦輪同一原理，在其后方產(chǎn)生負(fù)壓，周圍的燃油隨之進(jìn)入儲(chǔ)油罐，保證了儲(chǔ)油罐內(nèi)的燃油儲(chǔ)備量，整車在加速時(shí)也能保證吸入足夠的燃油。在油箱內(nèi)燃油過(guò)少時(shí)造成的吸油困難，儲(chǔ)油罐底部安裝了單向閥，當(dāng)儲(chǔ)油罐內(nèi)油面低于油箱內(nèi)油面時(shí)，單向閥開啟，當(dāng)儲(chǔ)油罐內(nèi)油面高于油箱內(nèi)油面時(shí)，單向閥保持關(guān)閉狀態(tài)，此設(shè)計(jì)與輔助泵的組合裝配，可以在汽車工作同時(shí)，將油箱內(nèi)燃油吸入儲(chǔ)油罐內(nèi)。儲(chǔ)油罐內(nèi)的燃油不但大大提高了整車的啟動(dòng)性及加速性，同時(shí)也起到了冷卻泵體的作用。

液位傳感器：傳感器結(jié)構(gòu)為浮子式，即由隨液面位移而自動(dòng)位移的浮子帶動(dòng)一個(gè)內(nèi)裝滑動(dòng)電阻的機(jī)構(gòu)聯(lián)接而成，當(dāng)油箱內(nèi)的液位出現(xiàn)油面高低變化時(shí)，引起浮子位置的高低變化，在滑動(dòng)電阻器上將會(huì)取得不同的電阻值輸出，通過(guò)線束將電阻值輸入給燃油泵控制單元，燃油泵控制單元經(jīng)過(guò)內(nèi)部電路的信號(hào)處理、轉(zhuǎn)換，將計(jì)算出的油量信息輸入給儀表，儀表讀數(shù)通過(guò)燃油表刻度將相應(yīng)的油量顯示出來(lái)。

2 油位指示不準(zhǔn)的故障模式

燃油油位指示不準(zhǔn)的故障模式一般包括以下三個(gè)方面：（1）油箱已加滿油（加油跳槍），但油位顯示不到滿格；（2）油箱已經(jīng)沒有油，車輛行駛發(fā)抖或不能啟動(dòng)，但油位顯示仍然未到最低點(diǎn)；（3）油位顯示滿油格，但在行駛一段里程（如50 km）后，油位指示為空油位或1/2 油位。

以上三種情況是售后市場(chǎng)上常見的油位指示不準(zhǔn)現(xiàn)象。油位指示不準(zhǔn)確，將給駕駛員造成信息的誤導(dǎo)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致車輛拋錨，如油表顯示油量充足，但實(shí)際上，燃油箱已經(jīng)沒有燃油。

燃油油位指示不準(zhǔn)的問(wèn)題涉及底盤、動(dòng)力總成和電子電器等多個(gè)系統(tǒng)，是一個(gè)跨功能、跨區(qū)域的問(wèn)題。影響燃油泵準(zhǔn)確性的因素如圖3所示，根據(jù)這些主要因素，面對(duì)燃油表內(nèi)指示不準(zhǔn)確問(wèn)題，通常按照?qǐng)D4所示進(jìn)行故障排除或確認(rèn)。

3 結(jié)語(yǔ)

車輛剩余油量的計(jì)算，是各控制單元信號(hào)傳輸與計(jì)算的一個(gè)綜合結(jié)果。信號(hào)傳輸之間通過(guò)一定的策略與規(guī)則進(jìn)行對(duì)應(yīng)，保證信號(hào)傳輸?shù)挠行裕詈笸ㄟ^(guò)組合儀表正確顯示出來(lái)，供駕駛員及時(shí)了解當(dāng)前的油量信息。

本文對(duì)燃油顯示原理進(jìn)行了系統(tǒng)研究，對(duì)燃油表顯示不準(zhǔn)的主要因素和故障排除方法進(jìn)行了全面的探索。