燃油泵手册2--试验标准解读

燃油泵手册
燃油泵试验标准解读暨燃油泵试验设计建议稿
第一版
序
时光荏苒，从入职试验室至今已然度过了3个年头，我经历了完整的试验室筹建过程，目睹了燃油泵实验能力的完整建立过程，参与所有试验设备的设计、试验规范的订立以及各种实验问题的发现、分析、解决，感触颇深。

我们这个行业正处于一个伟大的变革当中，当能源革命再次风起云涌的时候，化石能源动力机构可能面临的挑战越来越近，我们所从事的燃油系统也可能面临着被时代淘汰的局面，这些一度使我失去撰写这份参考材料的意愿。

但是随着工作的不断深入，我还是发现了在我们技术团队的整体能力建设方面，或许一致存在很致命的弱点：我们一直缺乏将问题综合考量的思路。

很多时候，作为燃油系统动力来源的燃油泵出现问题，需要的不仅仅是燃油泵自身的知识，可能更需要团队层面有全局观的推动力量。

于是，在离开试验室工作岗位一年后，我重启了该手册的编写工作，其目的不仅仅在于各种知识的归纳整理，更重要的意义在于推动团队内部对于知识体系建立以及团队能力建设的另一个方向的可能。

当然，因为各方面能力依旧有限，本文档中所涉及的各个方面，可能依旧存在一些不严谨或不准确的地方，还请各位读者能够帮忙指出，及时与作者联系、修正。

同时，本手册的发行，也要非常感谢曾经或依旧在燃油泵研发一线的各位同事的参与和支持！
2017.07.19于上海
目
一燃油泵构成
二燃油泵性能
三影响参数
四试验内容分析
4.1 油品
4.1.1 夏季、冬季汽油
4.1.2 醇类汽油
4.1.3 含尘汽油
4.1.4 FAM-B
4.1.5 含硫汽油
4.1.6 小结（各种试验的燃油选择建议）：
4.2 温度
4.2.1恒定温度
4.2.2小结（各种试验的恒定温度选择建议）：
4.2.3温度变化
4.2.4小结（温度变化在各种试验中的应用）
4.3 电压
4.3.1常规电压
4.3.2 过电压
4.3.3 低电压
4.3.4 反向电压
4.3.5 小结（各种试验中电压的选用）
4.4 压力
4.4.1 管路压力
4.4.1.1 恒定压力
4.4.1.1.1 常规压力
4.4.1.1.2 过压力（泄压压力）
4.4.1.1.3 欠压力（保压性能）录
4.4.1.2 压力交变
4.4.2 小结（各类试验中的压力选择建议）4.4.3 油箱压力
4.5 振动
4.5.1 持续振动
4.5.1.1 正弦振动
4.5.1.2 随机振动
4.5.1.3 小结（组合式振动）
4.5.2 瞬时振动
4.5.2.1 冲击
4.5.2.2 碰撞
4.5.2.3 跌落
4.6 噪音（振动）
4.6.1 噪音评价（主观）
4.6.2 噪音客观数据分析
4.6.3 小结（异常链接）
4.7 流量
4.7.1 流量设计指标
4.7.2 流量低问题
4.8 安全
4.8.1 泄漏安全
4.8.2 EMC（含ESD）
五、试验时间分析
5.1 性能类试验时间控制
5.2 耐久类试验时间控制
5.3 试验时间压缩
参考文献
附录
一、燃油泵构成
Q:燃油泵是什么？燃油泵的作用？
A:燃油泵是汽车配件行业的专业术语。

是电喷汽车燃油喷射系统的基本组成之一。

作用是把燃油从燃油箱中吸出、加压后输送到供油管中，和燃油压力调节器配合建立一定的燃油压力。

过低则喷油器喷油太弱或不喷油，油压太高则使油路损毁或喷油器损坏。

燃油泵总成
燃油泵出油部件
电枢部件泵体燃油路径精滤（暂无）
波纹管
调压阀衍射泵
液位传感器电阻片
摇臂
线束
其他
法兰
导杆部件
储油桶
燃油泵功能示意图
二、燃油泵性能
对于燃油泵性能分类的描述，主要还是从各个不同的关注点来描述。

首先，就是其在燃油系统内所需要承担的供油职责（供油能力）；其次，是在供油工作过程中，除了对燃油做功以外的能量释放，包含噪音释放、自身振动释放以及放在安全性能中的电磁释放（EMI）；最后，安全性能的是由于其工作的环境、性质因素导致的在耐腐蚀、泄漏安全、ESD、EMC方面的要求。

另外，针对燃油泵的附加功能，例如：油位信息读取（油位传感器）、油箱压力读取（油箱压力传感器）等构成了不在上图中的附加功能部分，在附录中会有所提及，本手册不进行详细展开。

需要各位读者进行注意的是：在上述的各项性能研究过程中，往往会互相影响。

其感官表现及安全性能往往作为输油性能的另一方面的输出，或影响输油性能的输入。

所以我们无论是研究燃油泵的哪个方面，或进行任何细微的变更，都需要对燃油泵各个性能进行系统的梳理，做到无遗漏，无欠缺。

三、影响参数
本节作为整个文档承上启下的部分，通过对某整车厂燃油泵试验规范的分解，详细罗列了在各项试验中需要进行规划的试验因素（因子），主要有：
外部环境因素（绿色背景框）：
A、振动：包含发动机通过车身传递过来的振动（正弦振动、随机振动）
不规则路面引起的通过车身（悬架）传递的振动（随机振动）
车辆过坑或零件运输过程中产生的脉冲式振动（冲击）
车辆碰撞时产生的较大强度的挤压和冲击（碰撞）
零件运输周转过程中出现的异常摔落（跌落）
B、油品：由于燃油泵的工作内容及安装环境就是燃油，各个国家或地区的燃油品质的不同；
燃油泵子零件材料之间的功能及耐油差异；各种油品之间的性能差异等因素，都需要我们
对燃油进行详细的梳理，需明确：
①燃油最终的目的是进入燃烧室燃烧，释放化学能，提供动能，燃油自身的热值以及发动
机的需求时在各项试验中需要首先进行明确的。

②燃油输送过程中会存在吸热现象，那么就应该对燃油自身的稳定性（馏程、蒸气压）进
行充分考量，一般会有热供油、高温耐久等试验。

③另外对于特殊燃油，如携有粉尘、单质硫等异常成分的燃油或专门用于预老化的FAM-B，
燃油泵的耐受性应该能够得到满足，以预防相应的不良工况下的工作异常。

C、温度：最为最常规的环境变量，温度的不同及变化对燃油泵的综合结构、不同材质零件之
间的配合性能以及工作中的电化学反应、磁钢的磁力性能、弹簧等软结构的特性及耐疲劳
能力均有较大的影响。

所以在各项试验的规划中应当首先考虑温度的选择和监控。

同时燃油泵在工作中也会不断改变其工作温度，温度作为一个不可回避的物理量，对测试
过程中使用到的各种传感器的精度、准确度均可能产生不同的影响，也需要进行预评估。

过程可预期因素（蓝色背景框）：
D、电压：作为人为可控制输入量，其来源主要为：车载电瓶、发电机。

可能发生的变化也可
以预期：
①12V、24V（48V）系统的混用----（短时间）过电压；
②车载电源亏电----低电压；
③车载发电机故障----（长时间）过电压；
④装配失误----反向电压；
⑤另外FSI智能燃油泵的供电模式发生变化，其电压输入的模式为PWM波。

E、压力：作为发动机需求的一部分，喷油嘴进行喷雾的必要特性，管路压力是燃油泵工作正
常的一个指标，同时也是其工作的一个环境：
①首先是满足其系统工作压力要求；
②当燃油管路中的任何一个环节发生堵塞（常常表现为精滤器堵塞）时，燃油泵需要在极
限压力下有自保能力；
③由于管路压力作为一个要求出现，其可以做为燃油泵各个零件自身及之间配合完好的评
价指标，以满足系统对泄漏安全的需求；
④提到泄漏安全，就必须关注油箱压力，同样作为一个环境因素，由于系统压力是一个相
对值，油箱压力影响了燃油泵的工作负载，也会对燃油状态产生影响。

时间因素：
燃油泵作为能源提供链条上的一环，会伴随发动机持续工作。

对于其持续工作能力、整车寿命内工作稳定性等方面的评估，均需要进行时间上的界定。

另外，时间作为外界环境因素、过程可预期因素相关试验的综合评价要素，构成了完整的试验可接受标准。

四、实验内容分析
燃油泵 输 油 电 压 压 力 流 量 油 品 噪 音 温度 振 动 夏季汽油 冬季汽油 E30 M15 FAM -B 含尘 恒定温度 温度交变 温度冲击
常规电压 低电压 过电压 反向电压 压力交变 系统压力 过压力 油箱气压正弦振动 随机振动冲击 碰撞 跌落
4.1 油品
4.1.1
Q：为什么会形成气阻？
A: 在夏天或汽油温度较高时，汽油的蒸发量增强，汽化能力高。

汽油泵工作时，泵室中产生部分真空，汽油进入泵室后，在低压下大量蒸发形成汽泡，并随汽油一道进入输油管。

输油管中电动燃油泵汽泡使汽油流动阻力增大，且大汽泡（许多小汽泡聚合而成）的可压缩性甚至使供油中断，形成气阻。

Q：气阻的危害？
A：气阻会阻碍油泵的正常工作，泵油不足，噪音增加。

Q：什么是雷德蒸汽压力？雷德蒸汽压力的高低对燃油性质有什么样的直接影响？
A：是将汽油放在一密封容器内，上面有四倍于液体容积的大气容积，在温度为37.8℃时测出的油蒸气压力。

雷德蒸气压力越高燃油越容易气化，反之则不容易气化。

Q:某整车厂燃油泵试验中对这两种燃油的选用试验项目有哪些？分别考虑什么因素？
4.1.2
Q:某整车厂燃油泵试验中对E30/M15这两种燃油的选用试验项目有哪些？
A：这两种油品出现在试验中，主要是因为在整车市场，有存在使用乙醇汽油/甲醇汽油的情况，综合上述与普通汽油的物性对比，在燃油泵试验中主要运用在耐久试验，以考核燃油泵对其的耐受特性。

4.1.3
根据上述两种粉尘的特性，分别使用在摇摆加尘试验和极限损耗试验中。

在这里，主要区分两种粉尘规格试验的目的：
①亚利桑那粉尘，是模拟在燃油自身含尘时，由于时间上的积累，会对燃油泵的相关部件之间的磨损起到一个加速效果，其A1~A4的规格差异，为粉尘尺寸的差异。

该类别粉尘同样可以用作精滤器（或粗滤器）部件的各项性能研究试验。

②碳化硅粉尘：是模拟出现异常情况（如加油时大量风沙吹入）时，燃油泵自身是否会卡死，导致无法供油。

作为一个极限评估项目。

含尘燃油类试验，要明确含尘浓度的控制手法：是加后不管，还是始终保持一定浓度。

4.1.4
根据上述特性，在燃料增长后试验（蠕变试验中的溶胀试验）中使用FAM-B。

FAM-B作为一种通用的，有针对性的，验证试件耐腐蚀特性的试剂，主要运用在橡胶零件及相关的零件材料级别试验，影响其试验结果的参数主要是温度。

一般用来衡量试验结果的参数有：被测试零件的质量变化、体积变化、抗张强度、伸长率和硬度的变化（浸泡后）、断裂强度、破裂强度、撕裂强度和涂布织物附着力的变化等，如条件允许，应同步展开试剂析出物的研究。

在该类别试验中，一定注意被测样件各项性能参数的采集时限。

另外：FAM-B也会用于一些耐久类试验的预处理，用来提前剥离一些隐藏的缺点，提高试验进
行的有效性。

4.1.5
含硫汽油一般会对燃油泵的金属部件（含极壳、矽钢片、转子轴、换向器、碳刷簧等）产生腐蚀：
①原油中的总含硫量与腐蚀性能之间并无精确的关系，而与活性硫有关。

活
性
硫
化
物
单质硫
硫化氢
硫醇
②原油中硫化物类型比原油总含硫量更为重要。

元素硫和硫化氢可互相转化，硫化氢被空气氧化可以生成单质硫，单质硫与原油中的烃类物反应又可以生成硫化氢。

硫化物的腐蚀作用与温度有直接的关系。

低温部位的腐蚀以硫化氢为主，高温部位腐蚀则以单质硫为主。

③t≤120℃，硫化物未分解，有水存在时，形成H2S—H20型腐蚀。

4.1.6小结（各种试验的燃油选择建议）：
油品
夏季汽油甲醇汽油
冬季汽油乙醇汽油含尘汽油
FAM-B
常规燃油，一般用于输油性能检测，再常温条件下进行的气密性、异蒸汽压较高的
燃油，易挥发。

一般用作高温
下（及温度升
高过程中）燃
油泵系列性能
热值较低，蒸
汽压较高的燃
油，易挥发。

一般用于耐久
蒸汽压较高的
燃油，易挥发，
对铜、铁等金
属有一定的腐
对橡胶有特定
的溶胀效果，
对其他材料用
油一定的腐蚀
含有不同种类
/浓度的固体
颗粒杂质。

通常用于加速
含硫（水）汽油
含有可能对金
属部件腐蚀加
速效果的硫、
有机酸等成
分。

4.2 温度
4.2.1恒定温度
所有试验都会存在温度特性，温度综合影响：燃油特性、结构间隙、电磁性能等方方面面。

Q：某整车厂燃油泵各试验中对恒定温度选择及考虑因素分别有哪些？
4.2.2小结（各种试验的恒定温度选择建议）：
4.2.3温度变化
4.2.4小结（温度变化在各种试验中的应用）
4.3 电压
4.3.1常规电压
4.3.2 过电压4.3.3 低电压4.3.4 反向电压
4.3.5 小结（各种试验中电压的选用）
4.4 压力
4.4.1 管路压力
4.4.1.1 恒定压力4.4.1.1.1 常规压力
4.4.1.1.2 过压力（泄压压力）4.4.1.1.3 欠压力（保压性能）
4.4.1.2 压力交变
4.4.2 小结（各类试验中的压力选择建议）
4.4.3 油箱压力
4.5 振动
4.5.1 持续振动
4.5.1.1 正弦振动
4.5.1.2 随机振动
4.5.1.3 小结（组合式振动）
4.5.2 瞬时振动4.5.2.1 冲击4.5.2.2 碰撞
4.5.2.3 跌落
4.6 噪音（振动）
4.6.1 噪音评价（主观）
4.6.2 噪音客观数据分析
4.6.3 小结（异常链接）
4.7 流量。