浅谈汽车塑料燃油箱的结构与特性

摘 要：随着新三包法对燃油系统安全性能提出了更加"苛刻"的要求，汽车燃油箱也紧跟市场的要求，不断地推陈出新，升级换代；塑料燃油箱凭借着质量轻、造型随意、性能可靠的优势逐渐取代了金属燃油箱。文章主要对塑料燃油箱的结构、特性进行探索、研究。

关键词：塑料；燃油箱；安全阀；阻燃性能

前言

早先的汽车燃油箱大都是金属燃油箱，由于金属燃油箱重量重、易腐蚀、不耐冲击、使用寿命短、工艺复杂、作业环境差、长期使用焊缝渗油，以及在环保、安全性能等方面存在着很多缺陷，由此而导致了塑料燃油箱的诞生。

随着对汽车环保要求、油箱安全性能要求的逐步提高，以及新材料的不断出现和生产工艺的不断改进，汽车塑料燃油箱由单层结构向着单层氟化、多层共挤的方向发展，从而使塑料燃油箱的种类更多，性能更加优良。

1 塑料燃油箱的基本结构

塑料燃油箱总成由箱体、安全阀、加油通气口、燃油加注口、燃油泵密封圈、燃油泵支承座、燃油泵安装法兰等几部分组成。

1.1 燃油泵密封圈

一般采用耐油性佳的ECO橡胶制成，利用其特殊的截面形状保证燃油泵与燃油箱法兰的紧密配合，防止泄漏。

1.2 加油通气口

加油通气口的作用是在进行燃油加注时将燃油箱内部气体排出，使燃油能够顺利注入。在设计中加油通气口的直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。

1.3 燃油加注口

燃油加注口是燃油进入燃油箱的入口，但一般的燃油箱加注口需要连接加油管，燃油不直接从加注口加注。燃油加注口应能满足燃油加注速率要求，最大设计加油速率为60L/min。在生产中，燃油加注口部位需要用卡箍对加油管进行紧固密封。

1.4 燃油箱安全阀

安全阀又称“翻车阀”、“重力阀”。一般来讲，安全阀应起到三个作用：（1）车辆大角度倾斜、侧翻或翻转时能阻止燃油泄漏；（2）防止液态燃油进入燃油蒸发控制管；（3）燃油蒸汽泄压的出口。

有些燃油箱的安全阀同时具备压力阀功能，即能控制燃油箱内部的泄压压力。现在的油箱开发，关于阀的设计一般设计成GVV阀，它由重力阀（安全阀）和燃油蒸汽阀组成，重力阀在正常情况下相当于一个通气口，能通过此阀实行油箱的补气和排气功能，以保证油箱内压力稳定。燃油蒸汽阀相当于一个双向止回阀，在正常情况下，是封闭的，防止油蒸汽挥发，造成环境污染。当油箱由于油蒸汽产生压力，达到阀开启压力后阀开启，向碳罐内排气，一般压力设计在4kPa左右。当油箱内由于发动机吸油造成负压时，通过碳罐的通大气嘴向油箱内补气，对此阀要求一般是在-0.98kPa时补气量不小于1L/min，-1.96kPa时补气量不小于5L/min。通过阀的正常工作，保证油箱内的压力与大气压一致。

2 塑料燃油箱的主要特性

2.1 重量轻

塑料相对密度仅为金属的1/8～1/7，因此一只同等容积的铁油箱比塑料油箱重2倍左右。当发动机功率一定时，汽车重量越轻，有效承载量就越大。因此，设计者从节省燃油的前提出发，千方百计降价汽车重量，提高汽车的经济性。据资料统计，车重每减轻1kg，由1L燃油可使汽车多行驶0.1km。

2.2 防腐能力强

目前市场的油品型号繁多，油品质量参差不齐，对燃油箱的抗腐蚀能力提出了更高的要求。金属燃油箱的钢板材料容易受到油品的硫、酸类、醇类化学因素的腐蚀造成油箱内部锈的案例蚀市场上时有发生，而塑料油箱材料（HDPE、EVOH）具有很强的耐化学腐蚀能力，杜绝了油箱生锈引发的一系列问题，延长了塑料油箱的使用寿命。

2.3 造型随意

随着汽车配置的越来越多，为了充分利用空间，现代汽车的外型设计变得越来越紧凑。与金属燃油箱不同的是，塑料燃油箱通常是采用一次吹塑成型的方式，可以成型出形状复杂的异形产品，因此有利于在汽车总体布置已经确定的情况下，根据现有的底盘剩余空间来成型出适合的燃油箱形状，并尽可能地增大燃油箱的容积，这是金属燃油箱无法比拟的。

2.4 安全性高

塑料燃油箱不会因热膨胀而爆炸。目前，大多数的塑料燃油箱都是采用高分子量的聚乙烯材料制造而成。这种材料的热传导性很低，仅为金属的1%。同时，高分子量聚乙烯具有良好的弹性和刚性，在-40℃和90℃的情况下仍可保持良好的机械性能，经撞击后能自行回弹而不会产生永久变形，同时在磨擦或撞击过程中不会产生电火花而引起爆炸事故，即使汽车不慎着火，也不会因塑料燃油箱受热膨胀而发生爆炸，因此塑料燃油箱具有很高的安全性。

3 塑料燃油箱和金属燃油箱性能对比

4 塑料燃油箱发展趋势

为了节约能源、降低成本，汽车轻量化已成为汽车工业的重要发展趋势，这一趋势使得塑料在汽车上的应用大量增加。正是由于塑料燃油箱具有不同于金属燃油箱的诸多优点，使得塑料燃油箱替代金属燃油箱成为目前汽车工业发展的主流方向。我们只有通过深入的了解塑料燃油箱的结构和特性才能更好的为我所用，振兴民族汽车行业。