馬國(guó)冰 穆國(guó)寶 郭杰亮 王創(chuàng)海 董松梅

摘 要：汽車怠速工況下，乘員艙內(nèi)一般可以感知燃油泵工作產(chǎn)生的“嗡嗡音”。文章針對(duì)這項(xiàng)問(wèn)題，從噪音源和傳遞路徑分析燃油泵工作噪音的產(chǎn)生、傳遞、感知的整體過(guò)程，同時(shí)在源和路徑上尋找降低噪音的措施。在滿足整車供油需求的前提下，降低怠速時(shí)乘員艙燃油泵工作噪音，提升汽車舒適性。

關(guān)鍵詞：汽車;燃油泵;噪音;改善

中圖分類號(hào)：U270.1+6 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）04-56-03

Study on Noise Optimization Scheme of Automobile Fuel Pump

Ma Guobing， Mu Guobao， Guo Jieliang， Wang Chuanghai， Dong Songmei

（Technology Center of Guangzhou Automobile Group Motor CO. LTD， Guangdong Guangzhou 511434）

Abstract：During automobile idling?condition， passengers can generally sense “wengweng” in passenger compartment，?which?generated by the work of the fuel pump. Aiming at this problem， this paper analyzes the whole process of generating， transmitting and perceiving the operating noise of fuel pump from the noise source and transmission path， at the same time looks for measures to reduce the noise on the source and the path. On the premise of meeting the fuel supply demand of the vehicle， reduce the noise of fuel pump in crew cabin during idle， and improve the comfort of the vehicle.

Keywords： Automobile; Fuel pump; Noise; Improve

CLC NO.：?U270.1+6 ?Document Code： AArticle ID： 1671-7988（2020）04-56-03

前言

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)于汽車的舒適性要求越來(lái)越高。汽車怠速工況下乘員艙的噪音大小成為衡量汽車NVH水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。汽車怠速工況下，油泵工作噪音是乘員艙噪音的重要因素。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車內(nèi)油泵工作噪音的現(xiàn)象是普遍存在的，市場(chǎng)上主流品牌車輛在怠速工況下都能聽(tīng)到明顯的油泵工作噪音，其中包括外資、合資、自主品牌車輛。油泵工作噪音聲壓級(jí)相比發(fā)動(dòng)機(jī)噪音偏小，但頻率相比發(fā)動(dòng)機(jī)噪音高，聲音辨識(shí)度高，車內(nèi)主要呈現(xiàn)為“嗡嗡音”。 在相對(duì)安靜的乘員艙內(nèi)，“嗡嗡音”可能成為用戶抱怨的對(duì)象，嚴(yán)重者甚至可能引起用戶聽(tīng)覺(jué)不適。因此，各汽車生產(chǎn)廠家針對(duì)這項(xiàng)噪音問(wèn)題，制定各種油泵噪音主觀和客觀評(píng)價(jià)要求，其中包括油泵單品噪音要求、油箱總成噪音要求、整車噪音要求等。

本文針對(duì)這項(xiàng)噪音問(wèn)題，從噪音源和傳遞路徑分析燃油泵工作噪音的產(chǎn)生、傳遞、感知的整體過(guò)程，同時(shí)在源和路徑上尋找降低噪音的措施，驗(yàn)證優(yōu)化措施的效果。

1 燃油泵工作噪音的介紹

1.1 汽車供油系統(tǒng)構(gòu)成

供油系統(tǒng)作為傳統(tǒng)燃油汽車的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，在車輛啟動(dòng)后，需要不斷的向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油保證發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖1所示。燃油泵是整個(gè)供油系統(tǒng)的動(dòng)力源，在12-14V電壓條件下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，抽取油箱內(nèi)燃油，并對(duì)燃油進(jìn)行加壓，通過(guò)油管供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)，傳統(tǒng)燃油車油泵一般采用渦輪泵。

1.2 油泵噪音源及傳遞路徑

渦輪泵利用電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子線圈通電后在磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)葉輪壓縮液體進(jìn)入泵室，液體加壓后離開(kāi)泵室。一般油泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍為4000r/min-6000r/min。油泵轉(zhuǎn)子高轉(zhuǎn)速下，油泵噪音源主要包括構(gòu)成件動(dòng)不平衡的撞擊音和液體流動(dòng)時(shí)的沖擊音。

油泵裝在油箱內(nèi)，油箱通過(guò)綁帶固定在車底。所以，油泵噪音的傳遞路徑為：油泵→油箱→油箱綁帶→車身鈑金→車內(nèi)感知。

2 燃油泵工作噪音改善

2.1 噪音源改善

2.1.1 控制油泵運(yùn)動(dòng)構(gòu)件零件精度

油泵工作時(shí)，泵芯內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般可達(dá)到4000-6000r/ min的轉(zhuǎn)速。高轉(zhuǎn)速下，對(duì)運(yùn)動(dòng)件的配合精度要求高。控制油泵運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的配合精度是降低油泵工作噪音的關(guān)鍵措施。目前行業(yè)內(nèi)，不同油泵廠商對(duì)關(guān)鍵零件控制尺寸精度有不同的管控標(biāo)準(zhǔn)，但泵芯運(yùn)動(dòng)件配合精度一般按下表1控制。

2.1.2 合理設(shè)計(jì)泵芯功率

油泵通過(guò)泵芯轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，壓縮油液，使油液具備一定的壓力和流速，滿足汽車供油需求。泵芯轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的機(jī)械噪音越大。在相同的壓力需求條件下，泵芯轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高，油泵供油流量越大。在相同的電壓環(huán)境下，泵芯的功率與油泵泵芯轉(zhuǎn)速成正比。換句話說(shuō)，泵芯的功率決定油泵的流量大小。因此，考慮油泵的工作噪音，在滿足汽車最大耗油流量的提前下，應(yīng)盡量降低油泵泵芯功率。

2.1.3 降低油泵引射噪音

泵芯泵出的燃油壓力可達(dá)350-550KPa（1個(gè)大氣壓約100 KPa），調(diào)壓閥為保證輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油壓力穩(wěn)定，超過(guò)調(diào)壓閥設(shè)定值的高壓油通過(guò)引射裝置回射到燃油泵儲(chǔ)油桶內(nèi)。高壓油液回射時(shí)與油液和儲(chǔ)油桶存在沖擊噪音（簡(jiǎn)稱引射噪音），引射裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣影響燃油泵的噪音，如圖2、圖3所示。

目前降低油泵引射噪音的方法主要是節(jié)流降速。在引射口增加濾網(wǎng)或者增加出油口等方法，降低流體速度，如圖4所示。

2.2 傳遞路徑改善

2.2.1 油泵噪音傳遞路徑概述

油泵裝配在油箱內(nèi)，油箱通過(guò)綁帶固定在車身底部。油泵噪音的傳遞路徑為：油泵→油箱→油箱綁帶→車身鈑金→車內(nèi)感知，如圖5所示。

2.2.2 油泵與油箱接觸點(diǎn)減振

油泵通過(guò)自身彈簧的作用力，使儲(chǔ)油桶底部壓緊油箱殼體。油泵泵芯位于儲(chǔ)油桶內(nèi)，試驗(yàn)結(jié)果表明泵芯噪音振動(dòng)通過(guò)儲(chǔ)油桶殼體傳遞給油箱。因此，在油泵儲(chǔ)油桶下部與油箱接觸位置增加減振墊，能有效的降低噪音振動(dòng)傳遞，如圖6所示。

2.2.3 油箱上表面與車身接觸點(diǎn)減振

油箱裝配在車身時(shí)，油箱上表面與車身下底板鈑金接觸，是油泵噪音振動(dòng)傳遞的一個(gè)路徑。油箱上面與車身鈑金接觸位置一般會(huì)采用橡膠墊進(jìn)行隔振，橡膠材質(zhì)一般為EPDM或EVA。在相同硬度條件下，橡膠墊的結(jié)構(gòu)形狀對(duì)于隔振效果有較大影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋸齒形橡膠墊優(yōu)于平面形橡膠墊，如下圖7所示。

2.2.4 油箱綁帶軟連接

油箱通過(guò)油箱綁帶固定在車身下底部，油箱綁帶與車身的緊固點(diǎn)是油泵噪音振動(dòng)的主要傳遞點(diǎn)。油箱綁帶一般為碳鋼材質(zhì)，通過(guò)螺栓緊固在車身鈑金上，連接方式為硬連接。隨著市場(chǎng)對(duì)汽車NVH要求的不斷提升，越來(lái)越多的車型開(kāi)始

采用油箱綁帶與車身鈑金軟連接的形式。軟連接結(jié)構(gòu)形式為油箱綁帶與車身鈑金接觸點(diǎn)中間增加橡膠減振，如圖8所示。

3 結(jié)論

綜上所述，汽車燃油泵噪音可以通過(guò)噪音源改善和傳遞路徑減振兩個(gè)方向進(jìn)行優(yōu)化。噪音源改善主要從控制油泵運(yùn)動(dòng)構(gòu)件零件精度、合理設(shè)計(jì)泵芯功率、降低油泵引射噪音等方向進(jìn)行研究改善。傳遞路徑減振主要從油泵隔振、油箱隔振等方向進(jìn)行研究改善。本文所述各項(xiàng)優(yōu)化改善措施均經(jīng)過(guò)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證，改善效果明顯，希望對(duì)行業(yè)內(nèi)油泵噪音控制有些許幫助。

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