汽车用燃油泵异响质量问题研究

徐龙飞等

摘 要：汽车用燃油泵的主要功能是从燃油箱内吸出燃油，经管路和滤清器，然后输入燃油导轨，为发动机系统提供足够压力的燃油。燃油泵在输送燃油过程中因产品本身设计问题导致燃油泵工作异响。文章将对一种产品设计失效造成的燃油泵异响问题进行研究，对燃油泵内部结构进行优化。

关键词：燃油泵；异响；节流阀

1 汽车用燃油泵简介

作用：将汽油从燃油箱内吸出，经管路和滤清器，然后输入燃油导轨，为发动机系统提供足够压力的燃油。

组成：燃油泵带支架总成主要由储油桶、初滤器、电动燃油泵、油泵支架、液位传感器、线扎、线束、支撑杆法兰组件（安装法兰、燃油管接头、线束插件）、输油管组成。

2 问题分析

异响/噪音产生原理在于物体振动，根据燃油泵结构图（见图1）可以看出燃油泵总成产生振动的零件有两个，分别是：一是燃油泵泵芯；二是压力阀。运用置换法分别将故障件泵芯和故障件压力阀置换到合格总成进行试验，最后确定压力阀是引起异响的振动源。

3 原因分析

3.1 压力阀工作原理

在燃油系统接通电源后，燃油泵开始供油，系统压力上升，弹簧受力F=P*S，F大于弹簧的预压力Fp时，弹簧发生压缩，使阀球与阀门分离（分离的缝隙大小称之为开度），经过开度产生的缝隙将多余的燃油送回到油箱，由于压力阀泄压和泵芯流量脉动的影响，油轨压力发生变化，弹簧回弹，至压力再次升高超过预压力，再次压缩，如此往复。

3.2 异响产生机理

通过对压力阀工作状态进行声音频率的对比分析，确定开度超差且倾斜是影响振动频率的关键因素（见图2）

小结：开度倾斜且超差会导致流场变化，震幅增加，弹簧受力F=P*S，F大于弹簧的预压力Fp时，弹簧发生压缩，膜片组立带动阀球与阀门分离，产生开度，开度超差影响振动频率，进而产生噪声。

4 确定整改措施

根据F=△P*S公式和压力阀工作原理可以确定压力阀开度主要是由于压力阀进油端与回油端存在压差造成，压差大开度大，压差小开度小。因此要从改善压差的角度出发减少大开度的出现。

根据P=F/S，可以确定改变压差可以采用改善管路截面积实现，因此考虑增加节流阀改善管路面积。

5 改进后试验验证

5.1 验证方法

（1）选取10个包含了平行度合格与不合格的弹簧制成压力阀；（2）选一个总成，将这10个压力阀分别安装到这个总成上，测量声级；（3）同一个总成，安装上节流阀，然后在将10个压力阀分别安装到这个总成上，测量声级；（4）计算总成安装节流阀前后升级的变化。

5.2 验证结果（如图4所示）

节流阀对不同平行度压力阀弹簧做成总成的声级变化影响，增加节流阀后只要平行度≤0.25，可保证满足标准声级48dB之内。声级就不会超过新标准48dB。

结论：增加节流阀的方案可满足声级标准的要求。

6 结束语

针对产品改进，需要从影响产品的结构本身考虑，通过设计优化降低产品质量风险，提升产品的一致性和可靠性。