近年来，为了节省空间和提高产量，要求电动机体积小、速度快，换相会变得更加困难，从而需要改善电刷材料以获得良好的性能。在汽车燃油泵系统中，汽油箱内广泛采用小型直流电机驱动燃油泵装，电流在汽油中换向，电弧电压和持续时间与在空气中不同。小型直流电机因其体积小、性价比高而广泛应用于汽车燃油泵的驱动，换向是决定电机性能的重要因素之一。
换向器通常是铜和圆柱形的，铜换向器的换向电弧、电刷磨损以及电刷材料在汽油中换向阶段发生电弧放电，造成换向器表面严重的电刷磨损和损坏，因此，换向器和电刷材料需要耐受电弧放电。
为了实现这一点，在燃油泵电机上采用了扁平式碳换向器，电刷宽度是换向器段的一半，换向器和电刷都是由碳石墨制成的，碳刷及碳扁换向器取代圆柱形铜换向器。
在较小换向电流下，石墨扁平换向器的电弧持续时间短，滑动条件好，但在大换向电流下，电弧持续时间长，换向器会因电弧损坏的黑色部分迅速从分段边缘侵入。当黑色部分宽度达到刷子宽度时，会出现不稳定滑动或异常磨损然后，导致有效换相间隔变短，电弧持续时间和剩余电流迅速增加。
剩余电流和电弧持续时间
剩余电流和电弧对直流电机燃油泵是有害的，需要在设计阶段去消除。剩余电流即漏电电流，流过剩余电流动作保护装置主回路的瞬间电流为电流有效值，下图显示了换向时间的换向电流波形，这个换流电路有一个电感，所以换流电流的相位延迟（实线在换流结束时，一部分换流电流留在线圈中）。
当剩余电流大于最小电弧电流时，换向器段与电刷之间发生电弧，图5显示了电弧波形，起弧电压一般在15V以上。
铜和碳换向器的比较
由于电弧持续时间较短，换向器和电刷磨损较小，碳换向器在汽油中的性能优于铜换向器。如果电弧持续时间变长，换向器和电刷磨损，残余电流随着时间推移而变大。也就是说，由于磨损，有效换相间隔变短，剩余电流增大。
下图为显示了铜和碳换向器的换向电流和电弧持续时间之间的关系，由此可知，碳换向器的电弧持续时间比铜换向器短。
发生电弧时，电弧点停留在换向器段和电刷表面，电弧腐蚀部分不接触，大的剩余电流形成长弧，导致有效接触面积减小，换相条件的变化更糟。
铜换向器与碳换向器相比，由于铜换向器的电弧持续时间较长，下图可以看出碳换向器的寿命要优于铜换向器结果表明，汽油中碳的交换特性优于铜。
换向电流与电机寿命
由于在高换向电流下剩余电流增大，电弧持续时间变长，因此换向器和电刷寿命随换向电流的变化而变化。下图显示了在8A换向电流下碳换向器长时间运行的结果，当电弧持续时间开始迅速增加并超过约50us时，电弧持续时间和剩余电流从一开始就减少了，但27小时后换相条件迅速恶化。在7A和8A换相电流下，电弧持续时间和剩余电流从一开始就迅速增加，结果发现，在高电感条件下，长时间运行是困难的。
换向器表面磨损状况
长时间运转后，用原子显微镜观察换向器表面，用原子显微镜使我们不仅能从视觉上还能定量地分析滑动面。
下图显示了碳换向器寿命试验后的表面，被电弧损坏部分的宽度延伸到换向器段宽度的一半，这个宽度等于电刷宽度，换向器和电刷之间的滑动面在换相时有效地减小到零。在这样的滑动面下，电刷可能掉入磨损轨道，滑动条件变得极其恶劣，深度差是由单位时间内的电弧能量引起的。
结论
扁平碳换向器在汽油中的特性，得出以下结论：（1）在大电流下，电弧持续时间和剩余电流增大，换相条件变差，（2）当电弧部分的宽度延伸到电刷宽度时，电弧持续时间迅速增加。（3）快速增加电弧持续时间的总电弧能量与换流电流几乎相同。在这些试验条件下，扁平型碳换向器的滑动性能优于铜换向器，但电弧持续时间较长，需要采用抑制电弧放电的技术，在大功率电机换相电感较大的情况下，其性能有待进一步研究。