- 相關(guān)推薦
汽車電動(dòng)燃油泵失效模式分析
汽車電動(dòng)燃油泵失效模式分析
0引言
汽車電動(dòng)燃油泵是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的執(zhí)行部件，承擔(dān)著向汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸送壓力穩(wěn)定、流量恒定燃油的作用。汽車電動(dòng)燃油泵發(fā)生故障，將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使汽車不能正常行駛。
1概述
汽車電動(dòng)燃油泵的安裝方式分為油箱內(nèi)置式和油箱外置式。油箱外置式是用支架將燃油泵固定在車體，適用于噪音要求不高的車輛。油箱內(nèi)置式是用支架將燃油泵固定在油箱內(nèi)，降低噪音，避免燃油泄漏和發(fā)生氣阻。目前大部分汽車采用油箱內(nèi)置式。
本文主要介紹渦輪式電動(dòng)燃油泵（下稱電動(dòng)燃油泵）。由于其具有泵油量大、流量恒定、壓力波動(dòng)小、質(zhì)量輕、噪音小、使用壽命較長(zhǎng)、工作可靠的特點(diǎn)，內(nèi)置于油箱中時(shí)其噪音較小，因此國(guó)內(nèi)乘用車大量使用。
電動(dòng)燃油泵主要出現(xiàn)無(wú)燃油供應(yīng)，泵油壓力不足，供油壓力偏低、供油量不足，輸油管路無(wú)殘余壓力，供油不足時(shí)燃油泵發(fā)出尖叫聲等失效模式，造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)行，車輛不能正常行駛。
2電動(dòng)燃油泵結(jié)構(gòu)及工作原理
汽車電動(dòng)燃油泵由泵體（進(jìn)油板、葉輪、出油板）、永磁電動(dòng)機(jī)（磁鋼、磁鋼彈簧、電樞、碳刷支架組件、支撐罩組件）、泵殼等三個(gè)部分組成。永磁電動(dòng)機(jī)通電后帶動(dòng)泵體旋轉(zhuǎn)，將燃油從進(jìn)油口吸入，流經(jīng)電動(dòng)燃油泵的內(nèi)部，再?gòu)某鲇涂诹鞒�，給燃油系統(tǒng)輸送壓力油。燃油流經(jīng)電動(dòng)燃油泵內(nèi)部，對(duì)永磁電動(dòng)機(jī)的電樞起到冷卻作用。如圖1所示。
圖1電動(dòng)燃油泵結(jié)構(gòu)圖
汽車電動(dòng)燃油泵的電動(dòng)機(jī)部分包括固定在外殼上的永久磁鐵和產(chǎn)生電磁力矩的電樞以及安裝在外殼上的碳刷裝置。碳刷與電樞上的換向器接觸，其引線接到碳刷支架的插片上，將控制電動(dòng)燃油泵的電壓引到電樞繞組上。電動(dòng)燃油泵的泵殼兩端卷邊鉚緊，使各部件組裝成一個(gè)不可拆卸總成。燃油泵的附加功能由安全閥和單向閥完成，安全閥（主要由鋼珠、彈簧和墊片組成，如圖2所示）可以避免燃油管路阻塞時(shí)壓力過(guò)分升高，造成油管破裂、漏油或燃油泵損壞。單向閥（主要由閥芯、彈簧和閥架組成，如圖3所示）的設(shè)置是為了燃油泵停止工作時(shí)密封油路，使燃油系統(tǒng)保持一定的
殘余壓力，以便發(fā)動(dòng)機(jī)下次啟動(dòng)容易。
圖2安全閥的主要零件
圖3單向閥的主要零件
汽車電動(dòng)燃油泵安裝在油箱內(nèi)，油箱的底殼上有局部下陷構(gòu)成的油池。油泵工作時(shí)從油池中吸油，出油口經(jīng)過(guò)輸油管穿過(guò)油箱蓋與外部供油管路連接。
3汽車電動(dòng)燃油泵失效模式分析
3.1無(wú)燃油供應(yīng)
汽車正常行駛后停車后，再次發(fā)動(dòng)汽車無(wú)法啟動(dòng)，沒(méi)有聽(tīng)到電動(dòng)燃油泵發(fā)出的“嗡嗡”聲，無(wú)燃油供應(yīng)。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，表明電動(dòng)燃油泵沒(méi)有工作。
電動(dòng)燃油泵的失效模式有：
一是燃油泵的電源插頭松動(dòng)或連接導(dǎo)線斷開(kāi)，造成燃油泵不能工作；二是碳刷上的引線被大電流熔斷，永磁電動(dòng)機(jī)無(wú)電不工作；
三是碳刷磨損不能接觸到電樞的換向器表面，永磁電動(dòng)機(jī)無(wú)電不工作；四是換向器表面磨損使碳刷不能接觸其表面，永磁電動(dòng)機(jī)無(wú)電不工作；五是碳刷與換向器接觸面之間有瀝青狀物質(zhì)附著，永磁電動(dòng)機(jī)無(wú)電不工作；
六是銅換向器表面形成了氧化銅導(dǎo)致絕緣，永磁電動(dòng)機(jī)無(wú)電不工作；七是燃油泵長(zhǎng)時(shí)間高溫高負(fù)荷工作，燃油泵燒壞；
八是單向閥的閥芯被粘住，電動(dòng)燃油泵雖工作但不泵油；
九是單向閥卡滯在關(guān)閉位置，出油口被堵塞，電動(dòng)燃油泵雖工作但不泵油；
十是安全閥彈簧斷裂并卡住在開(kāi)放位置，泵出的燃油經(jīng)安全閥流回油箱；
十一是燃油泵的進(jìn)油濾網(wǎng)完全堵塞，電動(dòng)燃油泵雖工作，但不泵油。
3.2泵油壓力不足
啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)比較困難，行駛過(guò)程中感覺(jué)動(dòng)力不足，加速性能不良。出現(xiàn)這樣的情況，表明電動(dòng)燃油泵磨損。
電動(dòng)燃油泵的失效模式有：
一是碳刷和換向器表面都有不同程度的磨損，二者接觸面積較少；二是碳刷上的壓緊彈簧出現(xiàn)塑性變形，導(dǎo)致碳刷與換向器表面的接觸時(shí)好時(shí)壞；
三是處于進(jìn)油板和出油板之間的葉輪出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致泵油量減少。
3.3供油壓力偏低、供油量不足
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)或者發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良或發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力。出現(xiàn)這樣的情況，表明電動(dòng)燃油泵附加的安全閥或單向閥出現(xiàn)問(wèn)題。
電動(dòng)燃油泵的失效模式有：
一是安全閥在低壓狀態(tài)下不處于常閉狀態(tài)，燃油從安全閥孔中流回油箱，表現(xiàn)為供油壓力偏低、供油量不足；
二是安全閥的彈簧出現(xiàn)塑性變形后失效，在燃油泵內(nèi)部建立壓力的過(guò)程中，燃油從安全閥孔中溢回油箱，表現(xiàn)為供油壓力偏低、供油量不足；
三是安全閥閥體錐面形狀不規(guī)則，在彈簧的作用下，鋼球無(wú)法緊壓在錐面而形成密封，在燃油泵內(nèi)部建立壓力的過(guò)程中，燃油從安全閥孔中溢出回油箱，表現(xiàn)為供油壓力偏低、供油量不足；
四是單向閥閥芯的半圓球橡膠體在甲醇汽油中出現(xiàn)溶脹現(xiàn)象，造成其膨脹，橡膠體堵塞單向閥，造成燃油泵無(wú)法正常泵油，表現(xiàn)為供油不足。
3.4輸油管路無(wú)殘余壓力
汽車正常行駛熄火停放一段時(shí)間后，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)。出現(xiàn)這樣的情況，表面燃油泵單向閥失效不能正常關(guān)閉，造成輸油管路無(wú)殘余壓力，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)。
電動(dòng)燃油泵的失效模式有：
一是單向閥的閥體錐面形狀不規(guī)則，在回油壓力和彈簧的作用下，閥芯的半圓球無(wú)法緊壓在錐面而形成密封，單向閥反向泄漏，燃油泄漏回油泵內(nèi)部再返回油箱，使輸油管路無(wú)法保持殘余壓力
二是單向閥閥芯的半圓球與閥體錐面的密封部位有異物（如圖4示），單向閥關(guān)閉不嚴(yán)，造成燃油泵停止工作后單向http://http://www.szmdbiao.com/News/55D11137368374E9.html閥反向泄漏，使輸油管路無(wú)
法保持殘余壓力。
圖4閥芯的半圓球粘有異物
三是單向閥閥芯的半圓球橡膠體在甲醇汽油中出現(xiàn)溶脹現(xiàn)象，造成其不規(guī)則膨脹，單向閥不能完全密封，出現(xiàn)單向閥反向泄漏，使輸油管路無(wú)法保持殘余壓力。
3.5供油不足時(shí)燃油泵發(fā)出尖叫聲
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，當(dāng)加大油門時(shí)，出現(xiàn)高速踹轉(zhuǎn)、無(wú)高速、加速不良的現(xiàn)象，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速忽高忽低。表明供油不足，在靜音狀況下可以聽(tīng)到燃油泵發(fā)出尖叫聲。
電動(dòng)燃油泵的失效模式有：
一是燃油泵的進(jìn)油濾網(wǎng)堵塞，造成進(jìn)入燃油泵內(nèi)部的燃油量不足，使泵體（進(jìn)油板、葉輪和出油板）在工作時(shí)出現(xiàn)不能全負(fù)荷工作的狀況，造成燃油泵供油不足并出現(xiàn)尖叫聲；
二是當(dāng)泵體零件之間的間隙不滿足規(guī)定要求時(shí)，也就是葉輪的兩個(gè)平面、進(jìn)油板的內(nèi)平面、出油板的內(nèi)平面出現(xiàn)凸起、傾斜或夾雜有異物時(shí)，葉輪在進(jìn)油板和進(jìn)油板旋轉(zhuǎn)的速度慢，使燃油泵出油量少，造成供油不足并出現(xiàn)尖叫聲。
4結(jié)束語(yǔ)
汽車電動(dòng)燃油泵是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的供油系統(tǒng)的重要元件，其能否正常工作直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響著汽車的行駛性能。作者較為詳細(xì)的介紹了電動(dòng)燃油泵出現(xiàn)的失效模式，分析了造成失效的原因，為汽車電動(dòng)燃油泵的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和維修提供了參考。希望汽車駕駛員不要在出現(xiàn)油位報(bào)警時(shí)才給油箱加油，避免油泵長(zhǎng)時(shí)間得不到降溫而損壞；注意油品質(zhì)量，降低電動(dòng)燃油泵出現(xiàn)失效的機(jī)會(huì)。參考文獻(xiàn)：
【1】曾建謀.新型汽車電控汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修.廣州：廣東科技出版
社，1997
【2】龔瑞庚.汽車汽油機(jī)電子控制裝置故障診斷與維修.北京：人民交通出
版社，1995
【3】汪貴平.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控汽油噴射系統(tǒng)故障診斷與排除.北京：人民交
通出版社，2005
【4】姚國(guó)輝.汽車燃油泵故障診斷與排除.《科技信息》：2013（4）
【5】李明誠(chéng).電動(dòng)燃油泵的維護(hù)與檢測(cè).《內(nèi)燃機(jī)》：2005（3）
作者簡(jiǎn)介：
王繼鎖（1963—），男，大學(xué)本科，工學(xué)學(xué)士，工程師，長(zhǎng)期從事電動(dòng)燃油泵及其總成的設(shè)計(jì)和過(guò)程開(kāi)發(fā)、質(zhì)量控制以及持續(xù)改進(jìn)。
工作單位：西安昆侖汽車電子有限公司
單位地址：陜西省西安市新城區(qū)幸福北路67號(hào)
郵政編碼：710043
辦公電話：029-86698685—8111
手機(jī)號(hào)碼：13186119591
郵箱：jisuo.wang@kae.cn
【汽車電動(dòng)燃油泵失效模式分析】相關(guān)文章：
設(shè)計(jì)失效模式及后果分析 DFMEA -案例04-30
電動(dòng)燃油泵換向器磨損原因分析和解決方案04-26
故障模式影響分析法在彈藥安全性失效分析中的應(yīng)用04-28
汽車故障的規(guī)律和模式分析05-01
特種車輛主箱體失效分析05-01
企業(yè)激勵(lì)計(jì)劃失效的成因分析04-30
某型飛機(jī)端蓋的失效分析05-03
典型電子元器件失效分析方法04-30