淺談乘用車油箱的應(yīng)用與發(fā)展

杜 波（上海通用（沈陽）北盛汽車有限公司，遼寧 沈陽 110000）

淺談乘用車油箱的應(yīng)用與發(fā)展

杜 波
（上海通用（沈陽）北盛汽車有限公司，遼寧 沈陽 110000）

摘 要：油箱的性能決定車輛的性能和安全性。簡單地介紹了汽車目前廣泛應(yīng)用的多層塑料油箱、塑料油箱特點(diǎn)以及發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。

關(guān)鍵詞：多層塑料油箱；塑料油箱特點(diǎn)；發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1 引言

隨著社會生活水平的提高，生活方式的轉(zhuǎn)變，人們對汽車依賴日益加重，同時(shí)也對車輛的性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱性、舒適性和安全性等要求更加嚴(yán)格。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，為達(dá)到汽車輕量化、降低制造成本和提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的，塑料應(yīng)用于汽車工業(yè)得到了更多的重視，其技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。

2 多層塑料油箱

70年代初日本富士重工（IHI）首次開發(fā)了共擠吹塑多層容器，1978年研制成功共擠吹塑三層塑料油箱。隨著時(shí)代的發(fā)展，塑料燃油箱產(chǎn)品性能要求足步增高，為滿足性能等要求從而塑料燃油箱的層級也足步增多。燃油箱阻透性越為重要，阻透性能高低由層狀結(jié)構(gòu)所決定。

多層塑料燃油箱的結(jié)構(gòu)，共分為基礎(chǔ)層、功能層、粘合層和回收料層，如下：

（1）基礎(chǔ)層：主要提供產(chǎn)品的硬度、剛度和尺寸穩(wěn)定性，基層使用的聚合物主要的材質(zhì)是HDPE。

（2）功能層：也稱為阻透層，主要作用為阻隔汽油、甲醇、乙醇、氣體等，同時(shí)增強(qiáng)燃油箱耐熱性能。塑料燃油箱目前使用較多的材質(zhì)是PA、EVOH。PA阻透性較好，用于阻透的PA有PA6、PA6/PA66共聚物、PA11和非結(jié)晶PA。PA除了不僅有較好的阻透性能，還具有較好的耐腐蝕性、光澤度和熱穩(wěn)定性等，但PA的缺點(diǎn)是吸濕性較差。EVOH具有對氣體極好的阻隔性和極好加工性，另外透明性、光澤性、機(jī)械強(qiáng)度、伸縮性、耐磨性、耐寒性和表面強(qiáng)度都非常優(yōu)異。但由于在EVOH樹脂的分子結(jié)構(gòu)中存在著羥基，EVOH樹脂具有親水性和吸濕性。當(dāng)吸附濕氣后，氣體的阻隔性能會受到影響。

（3）粘合層：將基層和功能層進(jìn)行粘結(jié)是較為困難的，需要使用沾合劑將兩層粘結(jié)起來。多層燃油箱壁內(nèi)各層之間的粘合是工藝上的重點(diǎn)。如出現(xiàn)粘合不良會使燃油箱使用一段時(shí)間后發(fā)生層與層之間產(chǎn)生剝離。進(jìn)而降低油箱的阻透和強(qiáng)度性能。粘合物主要材質(zhì)為PE（聚乙烯），其特點(diǎn)：聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐蝕性較為突出。

（4）回收料層：在油箱吹塑加工過程中，會產(chǎn)生一定量的廢料，可將其回收再利用，因?yàn)榇蟛糠殖煞诌€是HDPE，故可以將本。多次回收再利用不會影響HDPE的性能?；厥諏颖M量靠外。

多層塑料燃油箱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用較多的是六層油箱。

六層結(jié)構(gòu)：從內(nèi)到外分為①內(nèi)層（HDPE）②粘合層③阻透層④粘合層⑤回收料層⑥外層（HDPE）。內(nèi)層和外層大多數(shù)用純HDPE，也有在內(nèi)外層摻入少量的回收料，但回收料多用在外層。粘合層的總類由被粘合物性質(zhì)所決定。對于阻透層含EVOH、內(nèi)外層含PE的六層結(jié)構(gòu)。粘合劑大多用改性PE，也有用類似混合物的，如馬來酸酐改性HDPE，對于阻透層是腈樹脂，粘合劑大多用EVOH、PA6。阻透層常用EVOH、PA和其他聚合物等。

六層結(jié)構(gòu)分配層圖解，如圖1所示。

3 塑料油箱特點(diǎn)

3.1 成型加工性。塑料的成型加工性好，容易進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)，簡化生產(chǎn)制造的工藝，改進(jìn)了安全工作狀態(tài)。

3.2 耐腐蝕性。塑料燃油箱有著較好的耐化學(xué)腐蝕性，也不會因與燃油等物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕等化學(xué)反映產(chǎn)生雜質(zhì)，進(jìn)而不會有化學(xué)反映的雜質(zhì)通過燃油系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。塑料燃油箱外壁抵御水、污垢和其他介質(zhì)的侵蝕作用并免去維修的麻煩。

3.3 重量輕。塑料油箱的重量比金屬油箱輕，塑料油箱平均厚度為4mm，金屬油箱平均厚度至少為1.2mm，由于鐵的密度7.8，加上鐵油箱做防銹處理，密度可達(dá)到8。而HDPE塑料材料密度為0.95左右，故與相同體積的金屬油箱相比，金屬油箱是塑料油箱重量的2.5倍。塑料油箱重量可以降低越多，有效承載量越大，從而有利于減輕整車重量，提高車速，節(jié)省燃油。

3.4 可塑性。塑料燃油箱的設(shè)計(jì)空間利用率高，可以加工成各種復(fù)雜形狀，可以根據(jù)車身的空間位置，充分利用底盤剩余的空間，通過設(shè)計(jì)不同的造型，從而增加油箱的載油量，提高車輛的續(xù)航能力。

3.5 絕緣性。塑料燃油箱導(dǎo)熱性較低，是金屬導(dǎo)熱性的1%。同時(shí)具有較好的伸展性和強(qiáng)度剛性，在-40℃～90℃的環(huán)境溫度下仍可保持較好的性能，在受到外力的作用下不會像金屬油箱產(chǎn)生電火花而引起油箱爆炸事故，即使汽車在事故中燃燒，也不會因塑料燃油箱承受高溫導(dǎo)致膨脹爆炸產(chǎn)生。

3.6 耐久性。塑料燃油油箱的耐久性能優(yōu)異，例如：高分子聚乙烯材料具有耐沖擊、耐壓性、抗凍性等優(yōu)異的特點(diǎn)，使之在長期使用過程中穩(wěn)定性較好，從而使燃油箱使用壽命達(dá)到10年之久。

3.7 滲漏性。存儲油箱的環(huán)境溫度40℃±2℃，每24小時(shí)的平均損失小于20g。

4 發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢

隨著汽車的發(fā)展，塑料油箱隨之獲得了較快的發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)以來，歐美發(fā)達(dá)國家的汽車塑料燃油箱的使用率超過90%。我國目前塑料燃油箱的使用率超過70%。雖然我國汽車塑料燃油箱行業(yè)發(fā)展歷程較短，但技術(shù)進(jìn)步較快，部分行業(yè)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，受國家產(chǎn)業(yè)政策和科技水平的提高，塑料燃油箱的研發(fā)和設(shè)備投入也呈快速增長狀態(tài)，行業(yè)技術(shù)有望達(dá)到國際先進(jìn)水平。

汽車行業(yè)應(yīng)用塑料燃油箱的前景，多層復(fù)合塑料燃油箱將成為金屬燃油箱和單層塑料燃油箱的替代產(chǎn)品，將成為未來的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

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[3]李尹照.汽車用非金屬材料[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1999.

中圖分類號：U464

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：杜波（1985-），遼寧沈陽人，2009年畢業(yè)于沈陽理工大學(xué)，現(xiàn)工作于上海通用（沈陽）北盛汽車有限公司，主要從事汽車底盤的研發(fā)設(shè)計(jì)工作。