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关于汽车燃油箱设计的相关问题分析研究 柴宝贵 长城汽车股份有限公司 河北省 保定市 071000 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， 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 1、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。 二、汽车燃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 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。 4、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。 5、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