摘要:油箱是HC的主要排放源,理论上通过减少油箱排出的HC,可以减低整车的蒸发排放量。本文对塑料燃油箱做简单介绍,及如何合理设计燃油箱使之满足法规要求,可供所有汽油车型塑料燃油箱的设计作为参考。
1 简介
燃油箱是固定于汽车上用于存贮燃油的独立箱体总成。包含油箱上的进油管嘴、通气管嘴、翻车阀、隔热板、挡油板等部件。燃油箱主要是储存油液,此外有散发油液中的热量,逸出混在油液中的气体,沉淀油液中的污物等作用。
2 优点
塑料燃油箱的优点是形状设计自由度大、空间利用率高,祠料可回收使用、轻量化、耐腐蚀、耐中击、强度好、燃油渗漏量小、耐久性能优异、生产效率高、材料热传导性很低,既富有弹性,又具有刚性。
3 材料
3.1单层
部分柴油箱采用单层结构,材料为HDPE。单层氟化技术:HDPE单层吹塑成型后,在30%氟气和70%的氮气的容器中氟化30 min,可以适应一定的排放法规要求。
3.2多层
目前塑料燃油箱多采用6层材料设计,由内至外分别为基层、M合层、阻隔层、钻合层、回收层及外层。因供应商不同会存在差异,以下为常见的6层材料比例分布及牌号:基层多采用牌号为MS201 BN/HB111 R HDPE的HDPE材料,约占总厚度比例30±10%;季占合层多采用牌号为OREVAC 18334/FT61 AR3/FT71 A的LLDPE材料,约占总厚度比例的1-3%;阻隔层多采用牌号为F101A的EVOH材料,约占总厚度比例的1-3%;钻合层多采用牌号为OREVAC 18334/FT61 AR3/FT71 A的比DPE材料,约占总厚度比例的1-3%;回收层厚度约占总厚度比例≤50%;外层多采用牌号为MS201 BN/HB111 R的HDPE材料,约占总厚度比例的20±10%。
3.3壁厚
厚度为6层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 设计要求
4.1开发流程
开发流程为设计输入—产品设计—设计验证—设计冻结—模具和工装—样件制作—小批量验证—生产零件审批控制程序—量产。
4.2设计输入
根据整车总体性能要求,首先确定油箱的容积,包括额定容积和总容积,额定容积必须满足400~600 Km的续航里程,两者关系为:总容积=额定容积*K(K=0.8~0.9,K为有效系数)。然后根据整车要求确定在车身上的安装位置、油箱数量、燃油箱材料、燃油类型、固定、加油口位置及油管的布置等。由于燃油箱的安全及关键性,所以必须满足相关的国家标准、企业标准的规定和要求。而且各功能件的功能实现均有一定的外界条件限制,如在最低、最高工作油液面时,油泵都要正常工作;油泵检修的要求;油传感器的有效行程是否满足要求;在各种工况下,特别是上、下坡时通气口可以正常通气等。油箱上还要增加一些隔振垫和油管卡扣的凸台,这些凸台有利于增加油箱的强度。
4.3设计关键参数
加油通气口尽量布置在较高位置,且要保证具有限制燃油箱油液最高液面的功能;加油通气口内径要保证在最大加油速率下排气顺畅,不能出现跳枪、喷油等现象;燃油加注口应能满足燃油加注速率的要求;油箱达到有效容积时,翻车阀应处于开启状态。
4.4间隙校核
与排气管的间隙不小于50 mm;与地板的间隙,不算隔振垫处不得小于5 mm;与后桥间隙不小于25 mm;油箱距地面的高度不应是整车最小离地间隙。
5 结束语
通过对塑料燃油箱进行简单的分析,并提出一些设计思路,希望对同行的设计开发提供帮助。