关于汽车燃油箱设计相关问题研究探究

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1、关于汽车燃油箱设计相关问题研究探究　　摘要：本文首先分析了汽车燃油箱的分类、特点及性能要求，然后深入的探讨了其设计的基本原则。本文是个人的一些观点，可与同行共同探讨。关键词：燃油箱；设计；中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：前言燃油箱设计是燃油系统设计的重点之一，虽然各种燃油箱千变万化，各不相同，但是从设计上讲，其有着一般性的设计原则，在开发新燃油箱的基础上，再根据整车空间的实际情况和整车开发的总体要求进行调整和补充，同时要充分利用计算机辅助技术进行三维建模及数据分析，保证在设计阶段的产品结构最优，为后期

2、的样件试制及整车试装提供有力的保障。要充分应用设计模块化资源，并不断完善建立产品数据库，这样可以大大缩短设计周期，保证设计的结构合理性，减少后期设计验证的修改量。一、汽车燃油箱的分类61、根据制造燃油箱的材料种类不同，燃油箱可分成金属燃油箱及塑料燃油箱两种。塑料燃油箱的优点为：1）形状设计自由度大，空间利用率高，材料可回收使用。塑料燃油箱一般采用中空吹塑成型的方法，可以做成形状复杂的异形结构，因此可以在汽车总体布置已经确定的情况下，充分利用有效空间，使燃油箱的容积最大化，从而增加燃油的存储量；2）轻量化。因为塑料

3、的相对密度仅为金属的1/8~1/7，所以与相同容积的金属燃油箱比较，重量可以降低30%~50%，从而减轻了汽车装备质量，降低了油耗；3）耐腐蚀。塑料材料具有耐腐蚀、抵御水、污物及其他介质的侵蚀等特点；4）耐冲击、强度好。当遇到碰撞时，塑料燃油箱在-40℃~60℃的情况下仍具有优良的抗冲击性能及其他力学性能。常温下无论是单层或多层结构的塑料燃油箱，即使从8m甚至10m高处坠落到硬的地面，也不易损坏；5）因为塑料燃油箱的材料热传导性很低，既富有弹性，又具有刚性。在-40℃～60℃的环境下，仍具有优良的抗冲击性能和机械

4、性能，因此当出现撞击或摩擦时不易产生火花。即使汽车不慎着火了，也不会因塑料燃油箱受热膨胀而发生爆炸；6）燃油渗漏量小。燃料重量损失≤150mg/24h，满足ECE法规中ΔM≤20g/24h的要求；7）使用寿命长；8）塑料燃油箱的研制周期比金属燃油箱短，费用低，可规模化批量生产。2、根据装载的燃油种类不同，燃油箱可分成柴油油箱、汽油燃油箱及其他燃料燃油箱等多种类型燃油箱。特别是近几年，由于能源的紧张，新型能源汽车的研究，替代燃料车和双燃料汽车也应运而生，为了利用有限空间，联体双腔的塑料燃油箱也随之产生。6二、汽车燃

5、油箱设计要求及基本原则1、整车开发中燃油箱的设计要求分析在进行整车开发时，根据整车要求，对燃油箱的设计开发的基本设计输入主要包括：在车身上的安装位置、油箱的数量、燃油箱的材料、燃油类型、固定等方面，以及加油口的位置及油管的布置等，这些是燃油箱设计开发的基本要求。2、燃油箱的容积分析燃油箱的开发设计为燃油系统设计的一部分。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400Km～600Km的续航里程，两者关系为：总容积=额定容积×K，其中K=0.8～0.9，K为有效系数。3、相邻件

6、间隙设计分析根据整车开发总体布置的要求、油箱的安装位置，确定可以利用的最大空间，明确边界条件。以现代轿车为例，燃油箱多装配在车身中后部，此处除了保证与地板、左纵梁、右纵梁、地板前横梁的间隙外，还有与排气管和后桥的位置布置，因为后桥为运动件，所以还要进行运动分析，保证运动间隙满足要求。另外，油箱距离地面的高度不应是整车最小离地间隙，应该高于该值，以避免油箱损坏，造成燃油泄漏。64、塑料燃油箱的加工及材料塑料燃油箱的加工方法有：回转成型、阳离子聚合（单体浇铸）、注塑、真空吸塑成型、中空吹塑等。现在广泛应用的六层塑料燃

7、油箱为中空吹塑加工，该加工方法的特点是产品成型加工性好，易规模化生产。塑料燃油箱的材料一般为六层材料结构。燃油箱的功能及性能要求。因为燃油箱的功能主要是储存油液，此外还起着散发油液中的热量，逸出混在油液中的气体，沉淀油液中的污物等作用，因此油箱上还装有油泵及油位传感器，以及油管、重力阀、通气管等功能件，油箱的设计要满足各个功能件在各种工况下功能的实现。同时由于燃油箱是汽车重要的功能件和安全件，在汽车方面的国家标准和法律法规中都对燃油箱做了详细的要求和规定。例如，在GB18296—2001《汽车燃油箱安全性能要求和

8、试验方法》中规定了燃油箱的安全性能要求和试验方法，标准中3.1条规定，额定容积的最大值及大体积油箱必须配备安全阀装置；3.2中规定了排气口的位置；3.4中规定了安全阀的开启压力为35kPa~50kPa……；3.5中规定了燃油箱的振动耐久性；3.6及3.7中规定了金属及塑料燃油箱的耐压性能；3.8中规定了塑料燃油箱的低温耐冲击性能；3.9及3.10中规定了塑料燃油箱的耐热性