电动燃油泵研究与测试机械类毕业论文.doc

浙 江 科 技 学 院本 科 毕 业 论 文( 2012届)题 目 QB302A电动涡轮燃油泵研究与测试 学 院 机械与汽车工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 电动燃油泵研究与测试 摘 要 目前电动涡轮燃油泵用于大多数汽车，比起齿轮泵等燃油泵拥有体积小噪音低等特点，由于此燃油泵的广泛应用对于此燃油泵的优化，使其性能增加是非常必要的。 本课题的研究主要是针对宁波洛卡特汽车零部件有限公司燃油泵性能的优化，对燃油泵尚存在的不足之处加以改进，旨在改进旧结构的不足之处，方便工作安装，提升燃油泵性能。 重点对燃油泵部分结构进行研究优化：1.燃油泵止回阀管保压性能进行研究优化。2.对转子、泵室泵盖油槽进行优化。3.对燃油泵噪音进行正确的测量，对部分工装进行调整。以上研究旨在为公司能够生产出性能更加好的燃油泵增加竞争力。 关键词：涡轮燃油泵 噪音 结构优化Research and testing of electric fuel pump AbstractNow a lot of cars with electric fuel pump. Small size, low noise characteristics compared to other fuel pump. The optimization of the fuel pump is very necessary because of the wide range of applications of the fuel pump.This topic research is aimed at Ningbo Luo Ka Ta Forging Optimize the fuel pump performance. Focus on the study of fuel pump structure. There is still some inadequacies exist, improve the fuel pump, which can make the fuel pump assembly to facilitate and improve performance.This article focuses on the part of the structure of the fuel pump and optimization(1) Check valve tube holding pressure to optimize the performance;(2) Optimization of the rotor pump rooms and pump cover;(3) The correct measurement of the fuel pump noise and adjustment on the part of the tooling.This study aims to help LKT produce superior performance of the fuel pump and improve its competitiveness.Key words: Turbine fuel pumpnoise structure optimization performance parameter optimization目 录中文摘要I英文摘要II目录III第一章 绪论11.1 引言11.2 选题的背景与意义21.3 中国燃油泵的发展与研究41.4 此课题提出的意思51.5 本论文中研究的主要内容5第二章 燃油泵结构介绍与性能曲线测试62.1 燃油泵结构62.2 燃油泵性能要求 72.3 燃油泵基本性能曲线 8第三章 止回阀测试与优化11 3.1 止回阀的作用11 3.2 止回阀检测流程11 3.2.1 止回阀气检实验12 3.2.2 止回阀油检实验133.3 止回阀现有的问题与优化16第四章 燃油泵测试与优化214.1 影响燃油泵性能的因数21 4.2 燃油泵性能优化224.3 燃油泵工装调整与漏油现象24 4.3.1 工装的调整25 4.3.2 止回阀漏油264.4 结论28 第五章 泵的噪声测量与评价315.1 测量环境的要求31 5.2 环境测量的方法325.3 环境影响与修正335.4 燃油泵噪音测试数据33第六章 总结37参考文献38致 谢39第一章 绪论1.1 引言汽车用电动燃油泵是先进的现代电脑控制的汽车燃油控制系统中的重要部件，其功用是将贮存在燃油箱内的燃油输送至喷油器的燃油管路内，供给燃油系统足够的具有规定压力的汽油。早期的发动机燃油系统中的燃油泵多为机械式，现在电动燃油泵已经将其取代。另外，原来的一些被安装在燃油箱外的电动燃油泵，考虑到散热、隔音及气阻等问题，也均被内置到了燃油箱。电动燃油泵的工作原理与电动水泵的工作原理相同，利用电机驱动相应的油泵装置，从而向燃油系统不断输送燃油。要知道，燃油系统必须保持一定的压力，只有这样才能保证喷油器喷出的燃油雾化效果更好，更易燃烧。但当发动机熄火后，燃油系统的压力会丧失，一旦没有残余压力，在高温时管路内很容易产生气阻。这样在发动机重新起动时，由于燃油系统中混入空气，难以保证足够的燃油，发动机就会难以起动。为此，在燃油泵中设置了单向阀。这样当燃油泵停止运转时，单向阀关闭，以维持燃油管路内的残余压力，便于发动机的重新起动，为了防止电动燃油泵的出油口侧压力过高，还设计了安全阀，这样一旦燃油泵输送的燃油压力过高，安全阀就会打开，使压力过高的燃油回流到燃油箱。电动燃油泵主要由泵体、永磁电动机和外壳三部分组成，永磁电动机通电后带动泵体旋转，将燃油从进油口吸入，流经电动燃油泵的内部，再从出油口压出，给燃油系统供油。由于燃油流经电动燃油泵内部，对永磁电动机的电枢起到冷却作用，故这种燃油泵又称湿式燃油泵。电动燃油泵的外壳两端卷边铆紧，使各个部件组成一个不可拆卸的总成，因此电动燃油泵一般不修理。燃油泵的附加功能由安全阀和单向阀完成，安全阀的作用是避免燃油管路阻塞时，压力过分升高造成油管破裂或损伤燃油泵的现象发 生。单向阀的设置是为了防止在燃油泵停止工作时密封油路，使燃油系统保持一定的残压，以便发动机下次起动时容易。1.2 选题的背景与意义随着世界经济的发展、人们生活水平的日益提高，汽车正广泛进入千家万户，对汽车的需求量也在每年递增。从2001年9月起，禁止生产化油器轿车后，电动燃油泵便取代化油器成为轿车发动机供油的关键部件，因此，我国电动燃油泵行业的发展离不开我国汽车工业的发展。20世纪后，中国汽车产量迅速上升， 2010年，汽车保有量已达到7619万辆。目前，我国汽油汽车的产量已经占到当年我国全部汽车产量的77%。我国汽油汽车产量的高速发展也推动了我国电动燃油泵行业规模的迅速扩大。电动燃油泵是汽车用电脑控制的燃油控制系统的重要部件，而且是易损件，所以其需求量是很大的。汽车电动燃油泵作为汽车电子控制燃油系统的执行器，是为电喷发动机工作持续提供恒定压力燃油的关键部件，其工作的可靠性直接关系发动机的运行情况，进而影响汽车的整体性能。电动燃油泵作为一种高效、节能、环保型的高新技术产品，在今后的市场中占有越来越重要的位置在汽车燃油控制系统中，相对于其他结构形式的油泵（离心泵、齿轮泵、柱塞泵等），主燃油泵和加力燃油泵采用柱塞式泵的比较多。但是柱塞泵体积大 噪音大等缺点所以研制出新型高效，低噪音，体积小的电动燃油泵迫在眉睫。 （1）国内维修市场对电动燃油泵的需求逐渐扩大。目前，国内维修市场对电动燃油泵的需求量还不很大，年需求量大约还只有300400万只的规模。但奥尔威咨询认为，未来几年，我国电动燃油泵维修市场的需求量将会有快速增长的趋势。主要的原因一是未来我国汽车保有量将增长比较快，二是随着使用车龄的增长，那些带电动燃油泵的进入维修市场的汽车数量将会越来越多。我们预测从现在到2012年，我国电动燃油泵维修市场的需求规模将有15.6%的年增长幅度。（2）外贸出口市场发展潜力巨大。目前，全球汽车保有量在9亿多辆，我们通过不同计算，其每年有将近1.6亿辆的汽车需要更换电动燃油泵，这是一个庞大的消费市场。据我们估计，2008年，我国电动燃油泵的出口数量大约在800万只左右，仅为全球维修市场需求容量的二十分之一，因此对国内企业来讲，国外维修市场还有非常巨大的发展空间。 （3）国内缺乏成熟的技术配套环境，限制我国电动燃油泵企业的发展和壮大。众所周知，电动燃油泵的作用是为发动机连续不断地输送具有一定压力的燃 油，它是轿车电喷系统的一个组成部分。目前，国内具有民族自主知识产权的电喷系统产业还没有形成一定的规模，还处于一个低层次、小规模的发展阶段。汽车电动燃油泵(又称电喷泵)在国外先进发达国家已普遍应用，并已有十几年的制造历史，设计和工艺均较为成熟，美国、日本、德国均有相应的各类标准，其品种规格已达几百种，但其价格昂贵，我国每年要花费大量的外汇成套进口，直到近23 年国内企业才引起重视，开始相关技术的研究，目前我国对此产品的自主生产尚处于起步阶段，我国所有汽车整车厂认可的燃油泵国内配套厂，仅限于屈指可数的几家外资控股企业，但它们的技术完全受控于国外公司，产品价格也较高，且没有自主知识产权。除此之外，也有不少中小企业纷纷投入这一产品的国产化试制，但由于受资金、技术、人才等因素的制约，大部分企业均处于小规模、单品种的仿制之中，有的甚至粗制滥造或者冒牌生产，无企业标准(此产品至今尚无国标或行标)，无专用测试设备，无寿命试验手段，产品质量难以保证，市场无法规范电喷系统部件的困境。有业内人士指出，要发展我国的电喷系统，需要国家出面，把电喷系统的相关部件如ECU、氧传感器、喷油嘴、电子节气门、空气流量计、电动燃油泵等的厂家组织起来，形成一个技术或者产业联盟，这样才能实现国产电喷系统的突破。（4）外资品牌垄断和打压。在轿车配套市场，外资品牌仍然处于垄断地位外资品牌对国内的企业打压基本上采用三种手段：第一，外资品牌高举捆绑式的销售策略，对采用他们电喷系统的车型，尽量要求必须采用它们的电动燃油泵。如果整车厂不采用它们的电动燃油泵，那么在售后服务问题上便有百般拖延和刁难。第二，推出低成本价格的产品与国内企业竞争低端市场，防止国内企业向中高端市场渗透。据说联合汽车电子就有意打算推出一款针对国内微车市场的低成本产品与国内企业竞争。第三，电动燃油泵向集成化、多功能方向发展，研制和生产整体合成的、不可拆分的电动燃油泵。从技术方面拉开与国内企业的差距，让国内企业在技术竞争中处于不利的地位，同时也保护了外资品牌在维修市场的垄断利益。1.3 国内外燃油泵的发展与研究缺乏自主知识产权的核心技术和企业创新能力。国内绝大多数企业都还处于简单产品技术仿制和作坊式生产的阶段。很多从事汽车电器生产的企业，由此形成了一个比较完整的汽车电器产业链。生产电动燃油泵所需的各个零部件几乎都能在当地采购到。由于采购零部件非常方便，据了解，在温州开发一个新的电动燃油泵产品，几个人2个月就能开发出来。这种作坊式、组装式的生产模式灵活，风险成本可控，但由于重生产、轻基础研究，重眼前效益，轻长远发展规划，所以导致很多企业生产的产品相互仿制、同质化现象非常严重，产品质量上也很难与国外品牌竞争。 但是国内对燃油泵的发展也在不断的进步，除了不断引进，消化，吸收进国外先进技术，还大胆积极创新研发具有自主知识产权的电动燃油泵，以下为国产化的途径和方法:（1）材质代用。对一般的通用材料可参考国内出版的中外材料对照资料来选取，考虑到我国的实际情况，建议上靠一档，对一些特殊材质等，必须做一些必要的理化试验，以确定材料的成分;（2）标准件、专业件、机封的代用。标准件、专业件基本可参照国内的标准选取，对于机封大多可由国内专业密封件厂家的产品代用;（3）有关尺寸的处理。对于安装尺寸和进出口连接尺寸，应与进口泵一致，以保证互换性，减少管路调整改造，至于内部有些尺寸在考虑配件互换也应精确测量，对于一些外形尺寸只要不影响使用安装，一般不需精确测量。有关性能的考虑，进口泵的性能所给余量较大，主要是保证可靠性，因此首先要满足国产化后不超载。国产化主要目的是为替代进口，节约外汇，在减少投资和提高经济效益的同时，促进相关行业的技术进步和发展，增强我国泵装备的成套能力，形成产品的返销，实践证明，进口泵的国产化不失为开发新产品的一种行之有效的办法。1.4此课题提出的意义目前随着国内汽车销量的增加，和对汽车的维修，使燃油泵的需求也越来越大，对燃油泵性能噪音等的要求也越来越高，此课题的提出与研究可以有效的优化燃油泵的性能，适当的提高燃油泵的效率使其更加的高效，且随着环境污染的逐渐增加，对于汽车环保的问题也越来越重视，提高燃油泵的性能可以使燃油的燃烧更加的充分，消除一些有害气体，且此燃油泵还有体积小噪音低，容易散热的特点，电动泵可以消除高温下的气阻现象，更不会出现供油不足的情况，而且提高了起动性能、加速性能和燃烧效率，可以节约燃油10左右，所以如何实现这些性能的优化而提出此课题是非常必要的。1.5本论文中研究的主要内容 本文将对此燃油泵的一些方面进行优化： （1）止回阀管保压问题的优化：使其保压性能更好，安装更加方便快捷，止回阀管装配结构的优化：使工人安装更加的方便快捷。 （2）转子参数的优化：改变转子的参数，主要改变转子的线径与绕线匝数，从而加强燃油泵的性能主要是流量与电流。（3）泵室泵盖得优化：主要改变泵室泵盖得油槽深度，即增加通油面积从而增加燃油泵的流量以达到优化的目的。（4）打点工装的调整：调整打点工装使燃油泵打点时不至于大的太深使泵盖变形影响其性能，也不至于打得太浅起不到打点的作用。（5）.对噪音的测量与评价：在适当的环境下对噪音进行测量，并根据所测的数据对燃油泵噪音进行评价。第二章 燃油泵结构与性能介绍2.1燃油泵结构 根据燃油泵性能的不同燃油泵也有很多结构比如涡轮泵，齿轮泵，柱塞泵等等。但无论是何种结构燃油泵必须要有电机与吸油结构，电机带动吸油结构转动从而达到吸油的目的，有的燃油泵电机与吸油结构分离，有的燃油泵电机也吸油结构结合的这种称之为自吸式燃油泵，下面为大家介绍的就是一款涡轮自吸式燃油泵。这款燃油泵主要是由三部分组成的从上倒下分别为支架组立、电机、泵室组立，其中定转子即电机主要负责提供动力，泵室负责吸油,支架组立用于控制出油及支撑作用。.电机与涡轮用电枢轴连接，当接通电源，电机开始带动涡轮旋转，由附件1可以看出涡轮旋转由于涡轮的旋转，强制带动泵室与泵盖油槽中的空气旋转从而产生吸力，燃油通过进油孔进入然泵当中，随着旋转通过燃油通道即油槽，由泵盖油槽的末端进入涡轮，然后再从泵室油槽的末端顺着燃油通道由泵室出油口进入燃油泵电机室，随着电机室向上达到止回阀，达到止回阀的开启压力后止回阀打开，燃油通过止回阀进入油管。下面分别为大家介绍下它们的功用。（1）支架组立：支架组立其中包括很多零件，有支架、止回阀组立、电刷组立、泄压阀组立以及正负极接线。其中支架负责固定连接其他部件，止回阀组立可以有效的使燃油泵保压使其正常工作，电刷与电机换向器接触用以电机的换向，泄压阀可以有效的保护燃油泵在非正常工作状态下不至于压力太高而损坏，正负极接线可以用于连接外部电源为燃油泵提供动力。（2）电机：电机主要由定转子组成，定子有撑片、磁钢、撑簧组成，转子有转轴、矽钢片、绕线、换向器然后再外面注塑使其成为一个整体，换向器与电刷接触当有外部电源时转子转动带动泵室吸油，电机主要提供燃油泵工作的动力，（3）泵室组立：泵组立在燃油泵中起到了决定性的作用燃油泵能否吸油全靠泵室来完成，泵组立包括泵室、涡轮、泵盖。涡轮放于泵室里面再有泵盖与泵室形成一个封闭的腔体，在泵室与泵盖上均有油槽，涡轮由转子带动在泵室里转动，从而产生吸力油从泵盖油槽通过进过泵室、电机、支架、最后由止回阀口流出。 泵室泵盖得油槽和进出油口必须对齐，如果没有对齐流量就会降低，且泵盖与涡轮的配合间隙必须控制在0.01mm不能太大也不能太小。所以泵室几乎是整个燃油泵中最精密的部件。2.2燃油泵性能要求作为一个车辆的供油系统，燃油泵有很多的要求用以确保车辆在正常的行驶过程中油足够的供给发动机，另外还需要供给发动机的油的雾化效果较好，却必须有一系列的保护措施以确保燃油泵轻微故障或者在不正常工作状态下依旧可以正常工作，还必须有自我保护系统，防止自身的损坏，所以一般在燃油泵生产过程中需要有许多的性能要求，下面就介绍下燃油泵的部分性能要求：（1）在规定电压压力下的流量需满足要求，对于此款燃油泵即电压为13.5V，压力为400KPa要求下满足流量要大于85L/H。（2）在规定电压压力下电流需要满足要求，即对于此款燃油泵即电压为13.5V，压力为400KPa要求下满足电流要小于4.5A。（3）在达到上述流量电流的要求下此款燃油泵还需要达到流量/电流大于22.5。（4）由于燃油泵在汽车工作中可能遇到油路堵塞，需要设计一个泄压阀，即在油路赌塞的情况下不使燃油泵内部压力太高，电流太大从而烧坏电机或者燃油泵破裂造成燃油泵损坏。考虑的燃油泵材料性能等等因数此款燃油泵的泄压阀要求在燃油泵内压力达到55020KPa时燃油泵泄压阀打开，自动泄压，燃油通过泄压阀口流回油箱。（5）由于汽车想要正常的点火启动在点火的时候油管内的燃油必须要有压力，这样燃油才能通过喷头进入发动机，所以燃油泵必须要设计一个止回阀，使燃油泵关闭的瞬间止回阀关闭，将还有压力的燃油锁在油管内不让其回流到油箱，所以止回阀的保压性能一定要好，要求最低保压在300KPa的压力，且在气检时泄漏量不能大于5ml/min。（6）在此款燃油泵正常工作的情况下燃油泵的噪音不能太高，即在13.5V电压，400KPa压力下燃油泵噪音不能高于45分贝。在泵的进油口添加滤网可以大幅度的降低燃油泵的噪音。.（7）燃油泵还必须通过72小时的中性盐雾试验，即在中性盐雾试验后燃油泵各个零部件不能被腐蚀且性能要求还能达到。（8）燃油泵的最低使用寿命必须大于3000小时即燃油泵的耐久，燃油泵在正常工作3000小时候燃油泵的磨损必须在还能保证之前的性能的基础之内。（9）耐高温工作性能：当温度从室温上升到最大工作温度值时，产品在热燃油(2565)中加额定电压和压力运行60 分钟，流量在额定值75% 以上。2.3燃油泵基本性能曲线燃油泵基本性能测试能比较直观的反应此燃油泵的稳定性，测试方法为：（1）取五个成品燃油泵进行测试。（2）取其中一个燃油泵进行测试，连接好油管回路及电源调节电压为8V 调节压力开关使压力为0KPa记录此时燃油泵的流量与电流，然后增加压力，每增加50KPa时记录一次电流和流量直到压力加到450KPa为止。（3）然后将电压分别换成12V和13.5V重复以上操作。（4）换一个燃油泵在进行上述操作，记录电流和流量，直至五个燃油泵全部测试完毕。（5）处理记录的数据，将五个燃油泵在相同压力电压下的电流和流量取平均值，得出下表。（6）根据下表得性能平均值画出此燃油泵的流量压力图和压力电流图如果画出的曲线接近与直线的话说明此燃油泵稳定性较好。下表为测试所得出的数据与曲线图。表2-1 燃油泵性能曲线表电压（V）81213.5压力（MPa）流量L/H电流A流量L/H电流A流量L/H电流A0891.88139.42.75156.63.15075.92.04126.62.84149.23.2410065.82.2120.22.99138.63.36150572.35110.63.161313.56200492.5103.23.31123.83.69250422.6796.23.48117.43.8230033.82.8489.83.64111.43.9535026.82.9983.23.8104.84.0940020.43.1576.63.9498.44.1845013.23.3369.44.190.64.34图2-1 流量-压力图 上图为电压为别的8V 12V 13.5V时候的流量-工作压力图，在电压一定的情况下增加工作压力会使流量降低，这是因为调节工作压力即将出油口的面积减少，减少流体出油口的面积到一定的程度，流体的流量将会降低，但是此时吸油量不变，所以泵体内由多余的油排不出去，压力将会升高，随着燃油泵内部的压力升高燃油泵的吸油也增加了一定的难度即吸油量减少，等吸油量与出油量相等的时候，燃油泵内部的压力将不再增加，所以工作压力和流量是成反比，且有图可知此图成线性关系，理想状态下次泵每增加10L/H的流量就会降低50KPa的压力，由横向对比可得随着电压的增加此燃油泵的流量和压力也会总体增加，且流量和压力的线性关系也可以说明此燃油泵的电流与工作压力稳定性较高。图2-2 工作压力-电流图上图为电压为别人8V 12V 13.5V时的工作压力-电流图，在电压一定的情况下，增加工作压力会使此燃油泵的电流增加，增加压力就会使燃油泵的负载增加，电机将会加大电流来抵抗这部分增加的负载，所以在电压一定的情况下工作压力与电流成正比，且由图可知，工作压力与电流也成线性关系，即随着工作压力的增加电流也会随着增加，且燃油泵两端加载的电压越大，在相同条件下燃油泵的工作压力与电流也越大。第三章 止回阀测试与优化3.1止回阀的作用发动机想点火，与发动机连接管中的油必须要有一定的压力，如果止回阀不保压，在一次点火结束后由于管中的油压力高，油箱压力低且联通，故管中的油将会流向油箱，直到管中的油和油箱的压力相等为止，此时油管中的压力为0,发动机无法点火,若止回阀保压，在燃油泵停止工作后，油管中的油被封闭将不会回流到油箱，故由管中的压力不会降低，发动机可点火。回路简图3-1图3-1 燃油泵在汽车中的回路图3.2止回阀的检测流程 在整个燃油泵正常工作中止回阀起到了很大的作用，所以在生产装配过程中对止回阀的检测是必不可少的，在装配前需对止回阀进行气检，即确保止回阀的泄漏量小于某一个数值，在装配完以后对止回阀进行油检，确保止回阀的保压性能良好，下面对止回阀做气检和油检实验，以验证止回阀保压性能的好坏。 3.2.1止回阀气检实验实验目的：初步验证止回阀是否保压连接好如图所示的实验回路。实验仪器：止回阀组立（包括止回阀管 止回阀簧 阀体 支架） 止回阀气检仪 空气压缩机 止回阀缩口工装实验步骤：（1）打开气压机，调节气压计的压力，使空气压力到达10kpa。 （2）将止回阀各部件组装好放入气检仪里面。 （3）设定系统参数，设定保压时间15秒，延迟3秒开始计时。（4）打开开关开始计时，设定保压时间为15秒，记录保压结束后的泄漏量， 泄漏量小于5ml/min的为合格，连续测试三次。（5）检测合格的进行缩口工序，并在此进行气检，依旧合格的通过气检，可进行装配。 下图为气检实验回路简图3-2，止回阀安装在工装上下模之间上下模将止回阀夹紧并开始检测，检测完毕后工装上下模打开取出止回阀，工装下模固定在检测台上，上模有气缸推动从而实现工装的夹紧与松开。图3-2 止回阀气检图3.2.2止回阀油检实验 实验目的：最终检测止回阀是否保压性能良好。实验仪器：燃油泵终检台 装配好的燃油泵 。实验步骤：（1）连接好如下图所示的实验回路。（2）将燃油泵浸没在煤油中，打开电源使燃油泵工作产生流量，完全打开压力开关使压力到零，调节电压至13.5V，排清燃油泵和油管中的气泡。（3）将出油口锁死，即调节压力开关，将压力开关打死，调节电源电压，使压力到达350KPa，然后关闭电源。（4）观察压力表压力是否回落，如果压力不回落，重复上述测试三次依旧不回落表示止回阀管保压良好，产品合图3-3 止回阀油检回路图实验原理：(1)接通电源后燃油泵开始工作，泵体内压力开始升高，上升到一定压力止回阀打开，设泵内部的压力为P1，出油口的压力为P2.(2)由于管路的压降作用，P1P2, 回路接通，开始产生流量，等管路中的气泡排出，关闭出油口的阀，断开回路.(3)这时燃油泵还在工作，由于出口被堵住泵内部压力开始上升，由于回路没有接通没有流量不产生压降作用，此时P1P2，阀体关闭，燃油泵内部压力持续上升直到达到泄压压力，泄压阀开始泄压。(4)减小输入电压使压力到达350KPa左右，P1P2350KPa，此时关闭电源由于燃油泵停止工作，燃油泵进油口与油箱相连，且泵内部压力高于油箱压力，所以燃油泵内部部分油流回油箱使泵内部压力降低到0KPa。(5)此时阀体到出油口里的这段油在一个封闭的环境中，且此时P2350KPa，P1=0KPa。P=F/S，P2对止回阀体产生压力且与弹簧方向相同，使止回阀密封性增加。防止油回流到泵内部。 表3-1是对此止回阀优化前的气检与油检的测试数据，基于止回阀对燃油泵的重要作用，此止回阀的不良率太高且装配不宜所以对此止回阀的改进是非常必要的。 表3-1 止回阀优化前测试数据序列号气检泄漏值油检是否保压10.610.250.7824.110.060.6230.810.780.5140.710.850.0554.648.630.4661.350.490.4370.3200.3580.640.550.44915.980.510.28100.770.590.61110.840.550.551200.660.69130.180.520.221400.60.85154.250.890.51160.560.820.43170.770.880.85180.550.230.59190.6900.63200.615.920.13211.250.610.52220.160.510.6230.880.050240.370.550.85250.630.440.51260.820.770.3270.780.061.55282.640.780.64291.350.850.73300.320.744.95310.780.850320.768.690.5330.730.70340.5700.33522.263.50.4360.490.610.3371.550.450.88380.640.436.88390.7300.6404.950.350.89412.310.370.82420.70.630.88431.050.134.11440.62.563.96451.550.850.71460.580.740.6470.150.491.35480.6600.93490.870.550.62500.60.4915.62上表为改进前得止回阀检测数据，上表可以直观的看到此止回阀的不良率较多，若大批量的生产将会有大量的报废品造成重大的损失，且装配过程中由于装配困难，将会消耗较多的人力物力，故此止回阀的改进使非常必要的，上表前面的三排数据为气检泄漏量共有五个即10%的产品没有达到标准，后面的勾号为油检保压，错号为油检不保压或者保压性差，有四个油检不合格的即8%。油检为最终确定此止回阀是否可用，即此款止回阀的不合格率为8%。分析原因：1：由于弹簧没有定位会使阀体受力不均匀，止回阀的导向性不够好。2.密封结构不够完善，密封压力不够无法很好的密封3装配过程不宜需要改进3.3止回阀现有的问题与优化 由于现在止回阀不保压率升高且有装配不易等缺点，基于止回阀在整个燃油泵中的重要作用，对其结构性能进行优化已经破在眉睫，现对止回阀结构进行优化。（1）止回阀的装配顺序为：止回阀簧安装在支架上-阀体安装在支架上-支架组立安装在止回阀管中-缩口，由于在装配过程中止回阀由于止回阀簧的弹力作用容易弹出，现对阀体末端加一圈弧形凸起，使安装阀体后不使阀体弹出，使测试装配的时候更加方便（图3-4）。（2）由于安装完支架组立后发现弹簧下端左右移动幅度较大使阀体导向性与均匀受力变差，现增加一个台阶用以限制止回阀簧簧左右位移。 图3-4 止回阀体图3-5 止回阀三维图（3）由于止回阀的单向密封作用主要是靠外部油管中的油压来提供压力将阀体与止回阀管密封起来的，由公式F=PS得在压力不变的情况下加大面积S可以增加受力所以加大止回阀管密封斜面的角度可以增加密封面得面积从而加大保压时油对阀体的压力可以使密封性能更加好。现对止回阀管进行优化，原本止回阀管密封斜面的角度为120为了加强保压性能，更具公司以往的经验，可以增加10如果增加的角度超过10会使止回阀体上边离密封面过近产生流量的时候可能会产生干涉，且密封面打开后缝隙过小会产生噪音，现增加止回阀管密封面的角度使其角度变为130且加工后面封面不得有毛刺等缺陷且表面清洁光亮，如下图所示。 图3-6 止回阀体二维图 按上述优化后的结构加工50组进行试装，并对着50组止回阀进行气检和油检，记录实验数据并对比，表3-2为优化后各50组测试记录的数据。优化前不合格率较多，优化后无不合格产品，现可以投入生产并跟踪几批看是否有不保压产品。表3-2 止回阀优化后测试数据序列号气检泄漏值（ml/min）油检是否保压10.450.440.4620.550.560.6300.20.0240.60.650.5950.710.50.6960.590.610.5670.660.710.6880.320.380.41900.230100.410.560.31110.550.620.78120.280.350.29130.640.770.72140.330.350.26150.550.660.46160.360.330.43170.280.280.35180.340.230.44190.290.560.28201.00.890.61210.620.620.55220.60.460.69230.320.050.22240.420.550.85250.520.440.51260.620.770.59270.820.780.55280.640.70.66290.320.330.52300.610.590.6310.940.850.89320.620.820.82330.566.50.88340.3700.59350.910.550.64360.620.610.69370.350.450.62380.520.430.5139000.05400.3300.13410.620.240.52420.220.250.35430.130.060.25440.660.780.61450.820.850.82460.640.740.62470.510.490.56480.9200.93490.350.550.62500.410.340.09上表为优化后的50组止回阀检测数据，和表3-1对比可以明显的看到合格率的提升，且由于优化了装配结构，使装配也变得轻松，大幅度降低了人力物力，此表50组止回阀气检中。有两个止回阀在三次检测中有一次泄漏量不达标，但是在油检中没有不保压的所以，在这50组止回阀中没有无法使用的止回阀，所以此方案初步验证可行，将会进行小批量的试生产并跟踪，看之后的生产中止回阀的不合格率为多少。（4）结论：止回阀即单向阀，其是否可以有效的保压对燃油泵整体对汽车启动有着重要的作用，经前后实验对比发现增加弧形凸起后阀体没有因为止回阀簧的簧压而弹出，使装配更加容易，使工人工作更加方便快捷。下部增加凸台可以有效的限制弹簧的左右位移，使阀体受力均匀，导向性变好。增大密封面的角度可以增加密封性使保压性能有效的提高。故此方案可行，可投入生产跟踪。第四章 燃油泵性能测试与优化此款燃油泵出现了电流流量不符合要求的情况，由于燃油泵总成要求在电压为13.5V时流量大于80L/H，电流小于4.5A。由于燃油泵装到总成上有流量损失，即要求单泵测试大于85L/H.。由于燃油泵对于流量电流的影响因素有多种包括：泵室槽深 泵盖油槽深 转子参数 打点工序使泵盖轻微变形等，现对这几项提出方案进行测试，原采用转子参数为3822（注：线径为0.38mm 匝数为22匝），泵室油槽深1.10mm，泵盖槽深1.05mm。4.1影响燃油泵性能的因素 对于燃油泵性能的影响是多方影响的综合，其中包括：转子参数 油槽深度 安装过程控制 电刷簧压 换向器材料 电磁铁磁场强度等等。现对其中几项进行优化并分析。（1）转子：转子影响流量的参数有转子线圈的线径与匝数。减小线径会使电阻增大在额定电压下电流减小，转矩减小（转矩公式），转速下降，反之则相反；增加线圈匝数会使电阻增加在额定电压下电流减小，单圈转矩减小，转速下降。需要选择合适的线径与匝数增加流量但不能使电流过大，流量/电流22.5，且要求满足流量85L/H，电流4.5A。（2）泵盖油槽深度：加大油槽深度即加大进油的横截面积，可以使进油量增加，可以提高流量，但增加进油量的话由于泵室的出油口不变，会使泵室内压力升高从而增大涡轮的转动阻力，即增加电机的负载，为了抵抗这部分增加的负载电机会增加转动力矩即提高电流。（3）泵室油槽深度：加大泵室油槽深度即加大出油口的横截面积，可以使出油量增加，可以提高流量，同时由于出油量增加了可以降低泵室内的压力，即降低涡轮的转动阻力，减少电机的负载降低转动力矩可以增加转速降低电流。(4)其他因数：当然影响流量的因数还有很多，如：电刷的簧压，磁场的强度，转子的同轴度，还有涡轮叶片的个数角度等等。下面对以上设计思路中的影响因数进行优化参数与结构，用以达到更加理想的性能以提高此款燃油泵的竞争力。4.2燃油泵性能优化一款燃油泵的好坏主要是评价它的性能的优劣，虽然燃油泵的性能参数有很多，但是其中最主要的是燃油泵的流量与电流，一款燃油泵首先要达到的是电流与流量参数，之后是耐久，泄压等等的参数。所以对燃油泵电流流量进行优化使非常必要的，它直接关系到一款燃油泵的好坏。下面对燃油泵一些零部件的参数尺寸进行优化使其达到更好的性能。（1）原泵室槽深为1.10mm泵盖槽深为1.05mm，取五个燃油泵部件进行试装，装配流程为：压泄压阀-装电刷-支架缩口-支架打点-压止回阀-装磁钢-充磁-装转子-压泵室-压泵盖-泵盖缩口-打点，对装配完的燃油泵进行性能测试，对测试台进行系统参数设定：电压为13.5V 工作压力为40010KPa泄压压力为55020KPa，流量大于85L/H，电流小于4.5A，流量/电流22.5.测试结果如下表表4-1 燃油泵性能测试3822转子泵室槽深（1.10mm） 泵盖槽深（1.05mm）序号电流流量14.48324.58534.48844.38554.686虽然通过增加燃油泵泵室与泵盖得油槽虽然适当的增加了一些流量提高了燃油泵的性能，但是由上表数据可以看出此燃油泵在电压为13.5V，工作压力为400KPa的情况下流量在85L/H左右，电流在4.5左右，规定要求电流要小于4.5A但是上表中由超出4.5A的电流，所以此泵无法达到规定的性能要求需要修改其结构或者参数，进一步的提升性能。（2）在原本结构的基础上增加泵室油槽深度至1.25mm，进一步的增加泵室油槽的深度，即增加泵室出油口的面积，将会适当的增加一些流量，取五个燃油泵零部件进行试装，装配完以后到自动测试台进行检测，测试结果如下表4-2 燃油泵性能测试3822转子泵室槽深（1.25mm）泵盖槽深（1.10mm）序号电流流量流量/电流14.159121.924.239522.4534.189021.544.39522.154.29322.1 此方案虽然使电流和流量得到了较大的优化使燃油泵性能提升较大，但由上表中的数据得之电流和流量分别达到了规定的中要求，可是流量/电流必须大于等于22.5，此参数还无法达到，所以还需改进其结构或者参数，进一步的提升性能。由于增加转子的线径可以使转子的转矩增大可以使流量增加，但也会使电流显著上升，增加转子绕线的匝数可以降低电流，虽然单匝的线圈转矩会下降但是整体的转矩会上升，原采用的转子为3822转子（即线径为0.38mm，匝数为 22匝），现为了提高泵的性能，即增加流量但是电流不至于增加太多，可以采用增加线径，并且增加线圈匝数。（3）在原有的基础上尝试改变转子参数，即改变转子绕线的线径与匝数用以改变电机的转矩与转速，将转子参数换成4024（即0.41mm的线径，24匝），取五个燃油泵进行试装下表为试验数据：表4-3燃油泵性能测试4024转子泵室槽深（1.25mm）泵盖槽深