汽車油箱的材質有哪幾種,有什么技術特點?
2020-11-13 08:32 艾森ECU升級(北京運營中心)
不管是電視還是電影,經??吹狡嚺鲎仓笾?、爆炸的場景,不少車主行車時都心驚膽戰,就怕這個不定時“炸彈”爆發一下。也有人說,油箱會不會爆炸和材質有關,這是真的嗎?今天咱們就來聊聊這個話題。
現在的汽車油箱大致分為兩大類材質,一種是金屬油箱,一種是工程塑料油箱。金屬油箱一般是鐵質,有的是焊接,也有的一體成型。而工程塑料油箱,工藝相對簡單,重量相對比較輕,耐腐蝕性比較強,而且成本比較低,因此它的出現,很快就被大量使用。
金屬材質油箱
金屬質料工程塑料僅從質料方面直觀的舉行感覺,也能夠或許大片面人會覺得金屬油箱更“鋼”,工程塑料油箱往往會差許多。但是金屬油箱根基曾經被乘用車鐫汰,現階段惟有大型客貨車還在應用鐵質或鋁制油箱,這是為何呢?離地間隙與油箱地位一般小微型載客汽車的車型涵蓋:轎車,SUV,MPV等,這些車輛的油箱均結構在底盤下方,而車輛的離地間隙往往惟有15~20厘米,并且這是空車的尺度。另外客貨車的油箱容積動輒上千升。超大容量即是柴油超大的分量,應用工程塑料油箱很難保證在加注滿后油箱不會過分形變。
鐵質油箱在卡車上的使用時間非常長,從卡車剛一誕生就被使用。它最大的優點是價格便宜,便于制造。因為鐵質金屬材料的加工對人類來說最為簡單,無論是生產原材料還是加工焊接都是如此。其次鐵質油箱強度足夠高,可以經受非常強烈的沖擊而不易破損,這對于長期奔波在路上,隨時都會面對事故威脅的卡車來說非常重要。憑借著質優價廉的特點,鐵質油箱被廣泛地使用在各種卡車上長達數十甚至上百年之久,直至現在還有不少車型在繼續使用鐵質油箱。但除了上述的優點,鐵質油箱還有著更為致命的缺點,那就是抗腐蝕性能很差,容易生銹污染燃油。正是因為這個缺點,鐵質油箱目前已經基本被淘汰。因為發動機進入電控高壓共軌時代以后,燃油系統越來越精密,燃油內稍微有些雜質就會導致昂貴的噴油器損壞甚至報廢。
金屬油箱也分為兩品種型,下品質的是鐵質油箱,這種質料的油箱由于防銹才氣過差,在潮濕情況中應用時間太久容易穿透漏油;同時鐵質油箱的耐蝕性較差,柴油適應性也很差。因此80%以上的大型客貨車都接納鋁制油箱,鋁材的防銹氣與防侵蝕都要強得多。
說完金屬材質油箱再說塑料材質
關于油箱的發展歷程,我們大致可以得出三個階段,從金屬油箱到塑料油箱,從單層塑料燃油箱到多層塑料油箱。你可能會問,為什么會出現多層油箱,這還要從塑料油箱的短板聊起。
塑料油箱并完美無缺的,比如它在耐燃油滲透性方面要比金屬油箱要差一些。大家平時可能不太關注耐燃油滲透性,它說的是,由于在行駛過程中油箱內部壓力的不斷變化,燃油分子有向塑料油箱外部擴散滲透的趨勢。
國六排放法的整車排放限值要求為700毫克/天。但由于HDPE材料本身分子結構的原因,單層的塑料油箱無法有效阻擋燃油分子滲透,無法滿足法規要求。為了解決滲透性問題,現在的塑料油箱均采用了中間帶有阻隔層的多層殼體結構。
塑料油箱中間的阻隔層為EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物)對汽油分子有非常的阻隔性,能極大提升塑料油箱的抗滲透性。
塑料油箱的安全性和產品性能
了解了塑料油箱的發展歷程,關于它的使用優勢,以及消費者存在的一些擔憂,我給大家做了以下梳理。
1) 碰撞安全性和防火性能
相比塑料,金屬材料的扎實感會給人帶來安全感。當發生追尾或者碰撞事故時,油箱受到沖擊可能會擠壓變形甚至破裂,一旦漏油被引燃后果不堪設想。
由于金屬和塑料的材料性質差異,在受到沖擊時兩者所展現的情況肯定是不一樣的。
但與我們想象中不同,金屬油箱一般是焊接而成的,焊接處是最薄弱的地方,在受到撞擊時焊接處反而更容易發生斷開破裂,更重要的是金屬碰撞容易會產生火花的,這一點非常的危險。因此通常金屬油箱會位于前后軸之間,減少追尾或者正碰時油箱受到擠壓進而燃燒爆炸的風險。
塑料油箱因為使用高性能工程塑料作為原材料,有不弱于金屬材料的抗沖擊能力。更重要的,塑料油箱是一體吹塑成型制作出來,也就是像雞蛋殼一樣,嚴絲合縫的,在-40℃和+90℃的極限溫度下仍然可以保持不錯的彈性和剛性,這是金屬油箱不具備的優點。
當然理論還得實際測試論證才行,為了驗證油箱的抗擊能力,在產品開發時就會進行一些沖擊試驗,比如抗沖擊性試驗、角錘沖擊試驗等,就是用來評價經受外部能量沖擊后,油箱是否還能保持完整無缺。
抗沖擊性試驗,是為了驗證受到猛然的正面撞擊后油箱是否會破裂。需要將塑料油箱固定置于滑軌上,然后通過液壓線性作動器對油箱正面和反面進行沖擊測試,最大沖擊加速度可以達到100G。
角錘沖擊,是為了考核塑料油箱的耐低溫沖擊性能。塑料油箱會置于-40℃低溫環境箱保持24h,接著用角錘沖擊試驗儀以30J能量沖擊油箱易損傷部位。
考慮到會遭受外界起火的極端情況,塑料油箱還進行了耐火性試驗。即使萬一塑料油箱真的不慎著火燃燒了,油箱也只會逐漸開始融化,根本沒有足夠的時間受熱膨脹而發生爆炸,所以大家完全不需要對塑料油箱的安全性所擔心。
燃油箱經過預熱后,會直接暴露在自由燃燒的火焰上60s, 接著加上阻燃隔離罩進行間接燃燒,完成所有的步驟后,再觀察燃油箱的泄露情況。
2) 產品性能
安全性雖然是我們首先考慮的因素,但也不能以犧牲產品質量為代價。油箱由金屬材質過渡到塑料材質,哪些性能會受到影響呢?
汽車燃油箱按材料的不同一般可分為單層塑料油箱,多層塑料油箱以及金屬油箱,通過對不同材質油箱的特點,可以發現塑料油箱的抗腐蝕性非常的優秀。
金屬油箱生銹不是新鮮事兒,雖然表面經過了鍍鎳鋅處理,但因為位于車底,剮蹭在所難免,生銹因此很常見;另外汽油中常?;煊须s質,經過長時間的浸泡后金屬鋼材可能會被逐漸腐蝕而產生雜質,進而可能堵塞油路。
相比之下,塑料油箱因為對酸、堿、鹽等抗腐蝕能力遠大于鋼板,十分適宜在污染較大的區域使用。
雖然金屬和塑料的材料特性的差異,導致油箱產品在性能上會有所不同,塑料油箱代替金屬油箱并不會降低油箱的性能。進入市場前都需要進行嚴格的性能檢測,比如燃油箱蓋的密封性、振動耐久性試驗、耐壓性試驗等多項試驗,為的就是保證它足夠可靠。
振動耐久性試驗:往油箱中加入額定容量的水,密封好所有的進、出口,然后在水平和垂直方向分別進行振動耐久試驗,需要觀察油箱是否有破裂和泄露。
因為是與地板連接,油箱受到的振動沖擊還是很強烈的,這類測試很有強的實際使用參考意義。
耐壓性試驗:往油箱中加入額定容量的水,保持50℃的環境溫度,密封好所有的進、出口,向油箱施加30kPa的壓力,保持壓力5小時,需要檢查油箱是否泄漏。
就好比人的肺部,大家也會擔心油箱會不會經受不住壓力,哪天給泄氣了。耐壓測試就是用來評估油箱的密封性是不是足夠好,夠不夠抗壓。
汽車的塑料化當下已經成為了一大發展趨勢,車用的材料也逐漸從金屬向塑料過渡,要知道塑料可比金屬要輕很多,可以很大程度減輕車體的重量,同時還可以降低制造成本。
20世紀70年代時塑料使用量占汽車總質量的比例只有2%~3%,到現在已經達到翻了幾倍達到了8%~10%??梢哉f,一輛車的塑料使用量越多,是汽車制造技術更先進的體現之一。
從油箱的升級過程,我們就可以看到汽車技術發展的縮影。雖然塑料材質看起來會給人的廉價的感覺,但用于造車的工程塑料全都是經過嚴格性能考驗的,大可不必“談塑色變”。
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