汽車塑料燃油箱設(shè)計(jì)

楊聰慧、張德鵬

1 簡(jiǎn)介

燃油箱是固定于汽車上用于存貯燃油的獨(dú)立箱體總成。包含油箱上的進(jìn)油管嘴、通氣管嘴、翻車閥、隔熱板、擋油板等部件。燃油箱主要是儲(chǔ)存油液，此外有散發(fā)油液中的熱量，逸出混在油液中的氣體，沉淀油液中的污物等作用。

2 優(yōu)點(diǎn)

塑料燃油箱的優(yōu)點(diǎn)是形狀設(shè)計(jì)自由度大、空間利用率高，材料可回收使用、輕量化、耐腐蝕、耐沖擊、強(qiáng)度好、燃油滲漏量小、耐久性能優(yōu)異、生產(chǎn)效率高、材料熱傳導(dǎo)性很低，既富有彈性，又具有剛性 。

3 材料

3.1 單層

部分柴油箱采用單層結(jié)構(gòu)，材料為HDPE。單層氟化技術(shù)：HDPE單層吹塑成型后，在30%氟氣和70%的氮?dú)獾娜萜髦蟹?0 min，可以適應(yīng)一定的排放法規(guī)要求。

3.2 多層

目前塑料燃油箱多采用6層材料設(shè)計(jì)，由內(nèi)至外分別為基層、黏合層、阻隔層、黏合層、回收層及外層。因供應(yīng)商不同會(huì)存在差異，以下為常見的6層材料比例分布及牌號(hào)：基層多采用牌號(hào)為MS201BN/HB111R HDPE的HDPE材料，約占總厚度比例30±10%；黏合層多采用牌號(hào)為OREVAC18334/FT61AR3/FT71A的LLDPE材料，約占總厚度比例的1～3%；阻隔層多采用牌號(hào)為F101A的EVOH材料，約占總厚度比例的1～3%；黏合層多采用牌號(hào)為OREVAC18334/FT61AR3/FT71A的LLDPE材料，約占總厚度比例的1～3%；回收層厚度約占總厚度比例≤50%；外層多采用牌號(hào)為MS201BN/HB111R的HDPE材料，約占總厚度比例的20±10%。

3.3 壁厚

厚度為6層材料加在一起的厚度，最薄不低于2.8 mm，焊接面最小壁厚不得小于3.5 mm。

4 設(shè)計(jì)要求

4.1 開發(fā)流程

開發(fā)流程為設(shè)計(jì)輸入——產(chǎn)品設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)驗(yàn)證——設(shè)計(jì)凍結(jié)——模具和工裝——樣件制作——小批量驗(yàn)證——生產(chǎn)零件審批控制程序——量產(chǎn)。

4.2 設(shè)計(jì)輸入

根據(jù)整車總體性能要求，首先確定油箱的容積，包括額定容積和總?cè)莘e，額定容積必須滿足400～600 Km的續(xù)航里程，兩者關(guān)系為：總?cè)莘e=額定容積*K（K=0.8～0.9，K為有效系數(shù)）。然后根據(jù)整車要求確定在車身上的安裝位置、油箱數(shù)量、燃油箱材料、燃油類型、固定、加油口位置及油管的布置等。由于燃油箱的安全及關(guān)鍵性，所以必須滿足相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。而且各功能件的功能實(shí)現(xiàn)均有一定的外界條件限制，如在最低、最高工作油液面時(shí)，油泵都要正常工作；油泵檢修的要求；油傳感器的有效行程是否滿足要求；在各種工況下，特別是上、下坡時(shí)通氣口可以正常通氣等。油箱上還要增加一些隔振墊和油管卡扣的凸臺(tái)，這些凸臺(tái)有利于增加油箱的強(qiáng)度[1]。

4.3 設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)

加油通氣口盡量布置在較高位置，且要保證具有限制燃油箱油液最高液面的功能；加油通氣口內(nèi)徑要保證在最大加油速率下排氣順暢，不能出現(xiàn)跳槍、噴油等現(xiàn)象；燃油加注口應(yīng)能滿足燃油加注速率的要求；油箱達(dá)到有效容積時(shí)，翻車閥應(yīng)處于開啟狀態(tài)。

4.4 間隙校核

與排氣管的間隙不小于50 mm；與地板的間隙，不算隔振墊處不得小于5 mm；與后橋間隙不小于25 mm；油箱距地面的高度不應(yīng)是整車最小離地間隙。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)塑料燃油箱進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，并提出一些設(shè)計(jì)思路，希望對(duì)同行的設(shè)計(jì)開發(fā)提供幫助。

[1]李興虎.汽車環(huán)境保護(hù)技術(shù).北京航空航天出版社出版社,2004.