某型燃油箱安裝點滲漏分析

徐靖　卓義盛　唐基榮

摘 要：本文對某型燃油箱安裝點滲漏問題分析，通過對燃油箱設(shè)計、裝配、零件質(zhì)量等逐一分析，確認了該問題的原因。

關(guān)鍵詞：燃油箱 滲漏

Leakage Analysis of a Certain Type of Fuel Tank Installation Point

Xu Jing Zhuo Yisheng Tang Jirong

Abstract：This paper analyzes the leakage problem of a certain type of fuel tank installation point， and confirms the cause of the problem by analyzing the design， assembly， and component quality of the fuel tank one by one.

Key words： fuel tank， leakage

1 前言

汽車燃油供給系統(tǒng)是汽車動力的來源，作為整車上存儲燃料的主要容器，燃油箱在整車上的固定要求牢固可靠[1]。金屬燃油箱一般通過綁帶過盈配合或者通過翻邊吊點直接固定至整車。大容積燃油箱（如卡車）一般采用綁帶過盈配合固定在車架上，小容積燃油箱一般采用翻邊安裝點通過螺栓直接固定至整車，該固定方式在家用車、面包車上使用較多。通過翻邊安裝點直接固定至整車上，燃油箱的重量直接作用在各安裝點處，所以各安裝點附近是路試過程中常見的泄漏點。

2 問題描述

某型乘用車軟工裝階段在北京通州汽車試驗場進行整車結(jié)構(gòu)耐久性試驗（整個試驗里程24120km）過程中，當(dāng)試驗里程進行到73%時，日常檢查發(fā)現(xiàn)燃油箱右后側(cè)安裝孔處有油污，清理后重新試驗又出現(xiàn)，判斷為燃油泄漏，如圖1。

3 問題分析

問題分析——故障件調(diào)查

將故障件清洗并進行氣密性檢查，發(fā)現(xiàn)燃油箱右后安裝點上殼體焊縫邊緣出現(xiàn)有裂紋。如圖2所示。

問題分析——燃油箱設(shè)計

燃油箱總成各安裝點的應(yīng)力進行虛擬分析，加載工況見表1。

分析結(jié)果顯示燃油箱安裝點最大應(yīng)力值均在材料屈服極限范圍內(nèi)，應(yīng)力云圖見圖3，具體結(jié)果見表2。

將燃油箱總成按照模擬裝車的方式固定在振動臺上，按照GB18296-2019振動耐久試驗要求進行試驗，試驗結(jié)果合格無泄漏。試驗條件件見表3。

問題分析——燃油箱裝配

檢查燃油箱緊固扭矩值在規(guī)定范圍內(nèi)，無明顯衰減。查看燃油箱上殼體安裝面及對應(yīng)車身固定支架安裝面無明顯磨痕，燃油箱固定孔無擴孔、磨損等異常，判斷燃油箱緊固可靠。燃油箱安裝面及車身支架檢查情況見圖4、圖5。

問題分析——燃油箱零件質(zhì)量

燃油箱上殼體和下殼體通過整圈縫焊焊接在一起實現(xiàn)密閉功能?？p焊強度要求大于母材強度即縫焊進行破壞性試驗時，要求不能從焊縫處撕裂，撕裂邊緣要求光順、連續(xù)，無明顯鋸齒狀等。檢查故障件縫焊無明顯過深，縫焊位置居中且未壓迫到殼體圓角。將故障件進行焊縫破壞性拉伸試驗，檢查發(fā)現(xiàn)撕裂斷口出現(xiàn)鋸齒狀且延伸至焊縫中間，具體見圖6。

為進一步查明焊縫拉伸破壞性試驗異常問題，將故障處及正常位置的焊縫進行金相分析，顯示故障處焊縫存在多處未熔合問題。焊縫金相見7及圖8。

焊縫未熔合原因一般為焊接參數(shù)不合理如焊接電流過大、焊件表面有油污或雜質(zhì)等。根據(jù)燃油箱條形碼追溯該燃油箱生產(chǎn)日期，查看該批次及前后批次縫焊機器人焊接參數(shù)無異常，燃油箱全破壞拉伸試驗均合格。同批次燃油箱在其它路試車上已完成所有路試無泄漏。為了解焊件表面雜質(zhì)對焊縫強度的影響，采用試片模擬的方式進行故障重現(xiàn)。具體見表4。

通過以上對比試驗可知，當(dāng)焊件表面存在雜質(zhì)時，焊縫破壞拉力值起伏較大，在雜質(zhì)處的拉力值出現(xiàn)明顯低谷。

根據(jù)以上分析判斷，因為焊接前焊件表面存在油污、焊渣等雜質(zhì)導(dǎo)致焊縫未熔合。在路試過程中受持續(xù)的應(yīng)力作用下，焊縫處出現(xiàn)疲勞開裂導(dǎo)致泄漏。

4 總結(jié)

通過翻邊安裝點直接固定至整車的金屬燃油箱因安裝點承受整個燃油箱及燃油的重量，在路試或者臺架振動耐久試驗過程中，首先出現(xiàn)泄漏的位置基本都在安裝點附近的焊縫或圓角處。本文通過對某型燃油箱在路試中出現(xiàn)泄漏問題，從燃油箱設(shè)計、安裝及制造等進行逐一分析，通過CAE應(yīng)力計算及金相分析等檢測方法確認燃油箱設(shè)計及制造的潛在問題，查明該燃油箱故障的原因所在。

參考文獻：

[1]GB18296-2019《汽車燃油箱安全性能要求和試驗方法》.