淺談汽車塑料燃油箱的結構與特性

殷小美 高海建

摘 要：隨著新三包法對燃油系統安全性能提出了更加"苛刻"的要求，汽車燃油箱也緊跟市場的要求，不斷地推陳出新，升級換代；塑料燃油箱憑借著質量輕、造型隨意、性能可靠的優勢逐漸取代了金屬燃油箱。文章主要對塑料燃油箱的結構、特性進行探索、研究。

關鍵詞：塑料；燃油箱；安全閥；阻燃性能

前言

早先的汽車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、工藝復雜、作業環境差、長期使用焊縫滲油，以及在環保、安全性能等方面存在著很多缺陷，由此而導致了塑料燃油箱的誕生。

隨著對汽車環保要求、油箱安全性能要求的逐步提高，以及新材料的不斷出現和生產工藝的不斷改進，汽車塑料燃油箱由單層結構向著單層氟化、多層共擠的方向發展，從而使塑料燃油箱的種類更多，性能更加優良。

1 塑料燃油箱的基本結構

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行燃油加注時將燃油箱內部氣體排出，使燃油能夠順利注入。在設計中加油通氣口的直徑要保證在最大加油速率下排氣順暢，不能出現跳槍、噴油等現象。

1.3 燃油加注口

燃油加注口是燃油進入燃油箱的入口，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。燃油加注口應能滿足燃油加注速率要求，最大設計加油速率為60L/min。在生產中，燃油加注口部位需要用卡箍對加油管進行緊固密封。

1.4 燃油箱安全閥

安全閥又稱“翻車閥”、“重力閥”。一般來講，安全閥應起到三個作用：（1）車輛大角度傾斜、側翻或翻轉時能阻止燃油泄漏；（2）防止液態燃油進入燃油蒸發控制管；（3）燃油蒸汽泄壓的出口。

有些燃油箱的安全閥同時具備壓力閥功能，即能控制燃油箱內部的泄壓壓力。現在的油箱開發，關于閥的設計一般設計成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于一個通氣口，能通過此閥實行油箱的補氣和排氣功能，以保證油箱內壓力穩定。燃油蒸汽閥相當于一個雙向止回閥，在正常情況下，是封閉的，防止油蒸汽揮發，造成環境污染。當油箱由于油蒸汽產生壓力，達到閥開啟壓力后閥開啟，向碳罐內排氣，一般壓力設計在4kPa左右。當油箱內由于發動機吸油造成負壓時，通過碳罐的通大氣嘴向油箱內補氣，對此閥要求一般是在-0.98kPa時補氣量不小于1L/min，-1.96kPa時補氣量不小于5L/min。通過閥的正常工作，保證油箱內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。當發動機功率一定時，汽車重量越輕，有效承載量就越大。因此，設計者從節省燃油的前提出發，千方百計降價汽車重量，提高汽車的經濟性。據資料統計，車重每減輕1kg，由1L燃油可使汽車多行駛0.1km。

2.2 防腐能力強

目前市場的油品型號繁多，油品質量參差不齊，對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、醇類化學因素的腐蝕造成油箱內部銹的案例蝕市場上時有發生，而塑料油箱材料（HDPE、EVOH）具有很強的耐化學腐蝕能力，杜絕了油箱生銹引發的一系列問題，延長了塑料油箱的使用壽命。

2.3 造型隨意

隨著汽車配置的越來越多，為了充分利用空間，現代汽車的外型設計變得越來越緊湊。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，可以成型出形狀復雜的異形產品，因此有利于在汽車總體布置已經確定的情況下，根據現有的底盤剩余空間來成型出適合的燃油箱形狀，并盡可能地增大燃油箱的容積，這是金屬燃油箱無法比擬的。

2.4 安全性高

塑料燃油箱不會因熱膨脹而爆炸。目前，大多數的塑料燃油箱都是采用高分子量的聚乙烯材料制造而成。這種材料的熱傳導性很低，僅為金屬的1%。同時，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械性能，經撞擊后能自行回彈而不會產生永久變形，同時在磨擦或撞擊過程中不會產生電火花而引起爆炸事故，即使汽車不慎著火，也不會因塑料燃油箱受熱膨脹而發生爆炸，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比

4 塑料燃油箱發展趨勢

為了節約能源、降低成本，汽車輕量化已成為汽車工業的重要發展趨勢，這一趨勢使得塑料在汽車上的應用大量增加。正是由于塑料燃油箱具有不同于金屬燃油箱的諸多優點，使得塑料燃油箱替代金屬燃油箱成為目前汽車工業發展的主流方向。我們只有通過深入的了解塑料燃油箱的結構和特性才能更好的為我所用，振興民族汽車行業。