淺談汽車(chē)塑料燃油箱的結(jié)構(gòu)與特性

殷小美 高海建

摘 要：隨著新三包法對(duì)燃油系統(tǒng)安全性能提出了更加"苛刻"的要求，汽車(chē)燃油箱也緊跟市場(chǎng)的要求，不斷地推陳出新，升級(jí)換代；塑料燃油箱憑借著質(zhì)量輕、造型隨意、性能可靠的優(yōu)勢(shì)逐漸取代了金屬燃油箱。文章主要對(duì)塑料燃油箱的結(jié)構(gòu)、特性進(jìn)行探索、研究。

關(guān)鍵詞：塑料；燃油箱；安全閥；阻燃性能

前言

早先的汽車(chē)燃油箱大都是金屬燃油箱，由于金屬燃油箱重量重、易腐蝕、不耐沖擊、使用壽命短、工藝復(fù)雜、作業(yè)環(huán)境差、長(zhǎng)期使用焊縫滲油，以及在環(huán)保、安全性能等方面存在著很多缺陷，由此而導(dǎo)致了塑料燃油箱的誕生。

隨著對(duì)汽車(chē)環(huán)保要求、油箱安全性能要求的逐步提高，以及新材料的不斷出現(xiàn)和生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，汽車(chē)塑料燃油箱由單層結(jié)構(gòu)向著單層氟化、多層共擠的方向發(fā)展，從而使塑料燃油箱的種類(lèi)更多，性能更加優(yōu)良。

1 塑料燃油箱的基本結(jié)構(gòu)

塑料燃油箱總成由箱體、安全閥、加油通氣口、燃油加注口、燃油泵密封圈、燃油泵支承座、燃油泵安裝法蘭等幾部分組成。

1.1 燃油泵密封圈

一般采用耐油性佳的ECO橡膠制成，利用其特殊的截面形狀保證燃油泵與燃油箱法蘭的緊密配合，防止泄漏。

1.2 加油通氣口

加油通氣口的作用是在進(jìn)行燃油加注時(shí)將燃油箱內(nèi)部氣體排出，使燃油能夠順利注入。在設(shè)計(jì)中加油通氣口的直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。

1.3 燃油加注口

燃油加注口是燃油進(jìn)入燃油箱的入口，但一般的燃油箱加注口需要連接加油管，燃油不直接從加注口加注。燃油加注口應(yīng)能滿(mǎn)足燃油加注速率要求，最大設(shè)計(jì)加油速率為60L/min。在生產(chǎn)中，燃油加注口部位需要用卡箍對(duì)加油管進(jìn)行緊固密封。

1.4 燃油箱安全閥

安全閥又稱(chēng)“翻車(chē)閥”、“重力閥”。一般來(lái)講，安全閥應(yīng)起到三個(gè)作用：（1）車(chē)輛大角度傾斜、側(cè)翻或翻轉(zhuǎn)時(shí)能阻止燃油泄漏；（2）防止液態(tài)燃油進(jìn)入燃油蒸發(fā)控制管；（3）燃油蒸汽泄壓的出口。

有些燃油箱的安全閥同時(shí)具備壓力閥功能，即能控制燃油箱內(nèi)部的泄壓壓力。現(xiàn)在的油箱開(kāi)發(fā)，關(guān)于閥的設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)成GVV閥，它由重力閥（安全閥）和燃油蒸汽閥組成，重力閥在正常情況下相當(dāng)于一個(gè)通氣口，能通過(guò)此閥實(shí)行油箱的補(bǔ)氣和排氣功能，以保證油箱內(nèi)壓力穩(wěn)定。燃油蒸汽閥相當(dāng)于一個(gè)雙向止回閥，在正常情況下，是封閉的，防止油蒸汽揮發(fā)，造成環(huán)境污染。當(dāng)油箱由于油蒸汽產(chǎn)生壓力，達(dá)到閥開(kāi)啟壓力后閥開(kāi)啟，向碳罐內(nèi)排氣，一般壓力設(shè)計(jì)在4kPa左右。當(dāng)油箱內(nèi)由于發(fā)動(dòng)機(jī)吸油造成負(fù)壓時(shí)，通過(guò)碳罐的通大氣嘴向油箱內(nèi)補(bǔ)氣，對(duì)此閥要求一般是在-0.98kPa時(shí)補(bǔ)氣量不小于1L/min，-1.96kPa時(shí)補(bǔ)氣量不小于5L/min。通過(guò)閥的正常工作，保證油箱內(nèi)的壓力與大氣壓一致。

2 塑料燃油箱的主要特性

2.1 重量輕

塑料相對(duì)密度僅為金屬的1/8～1/7，因此一只同等容積的鐵油箱比塑料油箱重2倍左右。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，汽車(chē)重量越輕，有效承載量就越大。因此，設(shè)計(jì)者從節(jié)省燃油的前提出發(fā)，千方百計(jì)降價(jià)汽車(chē)重量，提高汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，車(chē)重每減輕1kg，由1L燃油可使汽車(chē)多行駛0.1km。

2.2 防腐能力強(qiáng)

目前市場(chǎng)的油品型號(hào)繁多，油品質(zhì)量參差不齊，對(duì)燃油箱的抗腐蝕能力提出了更高的要求。金屬燃油箱的鋼板材料容易受到油品的硫、酸類(lèi)、醇類(lèi)化學(xué)因素的腐蝕造成油箱內(nèi)部銹的案例蝕市場(chǎng)上時(shí)有發(fā)生，而塑料油箱材料（HDPE、EVOH）具有很強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕能力，杜絕了油箱生銹引發(fā)的一系列問(wèn)題，延長(zhǎng)了塑料油箱的使用壽命。

2.3 造型隨意

隨著汽車(chē)配置的越來(lái)越多，為了充分利用空間，現(xiàn)代汽車(chē)的外型設(shè)計(jì)變得越來(lái)越緊湊。與金屬燃油箱不同的是，塑料燃油箱通常是采用一次吹塑成型的方式，可以成型出形狀復(fù)雜的異形產(chǎn)品，因此有利于在汽車(chē)總體布置已經(jīng)確定的情況下，根據(jù)現(xiàn)有的底盤(pán)剩余空間來(lái)成型出適合的燃油箱形狀，并盡可能地增大燃油箱的容積，這是金屬燃油箱無(wú)法比擬的。

2.4 安全性高

塑料燃油箱不會(huì)因熱膨脹而爆炸。目前，大多數(shù)的塑料燃油箱都是采用高分子量的聚乙烯材料制造而成。這種材料的熱傳導(dǎo)性很低，僅為金屬的1%。同時(shí)，高分子量聚乙烯具有良好的彈性和剛性，在-40℃和90℃的情況下仍可保持良好的機(jī)械性能，經(jīng)撞擊后能自行回彈而不會(huì)產(chǎn)生永久變形，同時(shí)在磨擦或撞擊過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生電火花而引起爆炸事故，即使汽車(chē)不慎著火，也不會(huì)因塑料燃油箱受熱膨脹而發(fā)生爆炸，因此塑料燃油箱具有很高的安全性。

3 塑料燃油箱和金屬燃油箱性能對(duì)比

4 塑料燃油箱發(fā)展趨勢(shì)

為了節(jié)約能源、降低成本，汽車(chē)輕量化已成為汽車(chē)工業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)，這一趨勢(shì)使得塑料在汽車(chē)上的應(yīng)用大量增加。正是由于塑料燃油箱具有不同于金屬燃油箱的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得塑料燃油箱替代金屬燃油箱成為目前汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主流方向。我們只有通過(guò)深入的了解塑料燃油箱的結(jié)構(gòu)和特性才能更好的為我所用，振興民族汽車(chē)行業(yè)。