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汽车油箱材料怎么样 汽油箱用什么材料好?

来源: 更新时间:2024-06-28 17:34:29
The Beginning

汽车油箱材料怎么样

为了轻量化的需要,越来越多的汽车零件由金属零件改为塑料零件,甚至一些底盘零件也开始出现塑料。

上一期《用工程塑料做汽车悬架》,靠谱吗?我给你做了技术演示和分析。

因为这个话题争议比较大,所以今天我们继续这个,说说其他部分的塑化。

今天的话题也是“大件”。就乘用车而言,50L左右的容积,也难逃被轻量化的命运。没错,是关于塑料油箱的。

油箱也赶上了塑料化的趋势。

一开始油箱是用冷轧钢板焊接而成,结构比较简单。但是随着乘用车越来越低,对底盘平整度的要求也越来越高,这对油箱的布局提出了很大的挑战。

因此,欧洲油箱制造商Cautes在20世纪60年代就开始探索塑料油箱之路。他们开发的高密度聚乙烯(HDPE)材料由于稳定性好、重量轻,仍然是塑料油箱的主要材料。

1964年,德国考特斯公司研制出世界上第一个汽车用塑料油箱。1973年,HDPE油箱应用于大众帕萨特,成功实现量产。

就大家的燃油经济性来说,HDPE材料的密度只有0.95g/cm3,而金属钢的密度是7.85 g/cm3,两者的密度比是8倍。即使塑料油箱为了保证强度而比金属油箱厚,同样体积的塑料油箱也比金属油箱轻50%~60%。

但是,事情总有一个接受的过程。早前有这样一个理论:塑料材料便宜是有道理的,金属油箱肯定比塑料油箱贵。可以得出结论,厂商为了节约成本“减少了配置”。

其实实际情况正好相反,因为塑料油箱形状复杂不规则,前期研发成本高,还有昂贵的成型设备和检测设备。成本狂热的雷克萨斯、丰田等品牌长期以来都在逆势使用铁皮油箱,今天解决了这个事情。

关于油箱的发展,大致可以画出三个阶段,从金属油箱到塑料油箱,从单层塑料油箱到多层塑料油箱。你可能会问,为什么会有多层油箱?要从塑料油箱的短板说起。

塑料油箱并不完美,比如在抗燃油渗透方面就比金属油箱差。通常情况下,人们对燃油渗透的抵抗力可能不是很强。上面说的是,由于行驶过程中油箱内部压力的不断变化,燃油分子倾向于向塑料油箱外部扩散渗透。

国家排放法规要求车辆排放限值为700毫克/天。但由于HDPE的分子结构,单层塑料油箱不能有效地阻隔燃油分子的渗透,因此无法满足法规要求。为了解决渗透性问题,现有的塑料油罐都采用多层壳体结构,中间有阻隔层。

塑料油箱中间的阻隔层是EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物),对汽油分子的阻隔性很强,可以大大提高塑料油箱的抗渗透能力。

塑料燃油箱的安全性和产品性能

了解了塑料油箱的发展历史,使用上的优势,以及消费者的一些顾虑,我给大家做了如下梳理。

1)碰撞安全性和防火性能

与塑料相比,金属材料的坚固性会给人带来安全感。当发生追尾或碰撞事故时,油箱在受到冲击时可能会被挤压、变形甚至开裂,一旦溢油被点燃,后果不堪设想。

由于金属和塑料的材料特性不同,两种材料受到冲击时的情况肯定是不一样的。

但是,和我们想象的不一样,金属油箱一般都是焊接的,焊接的部分是最薄弱的部分。被撞时,焊接部分更容易断裂,更重要的是金属碰撞很可能产生火花,非常危险。因此,金属油箱通常位于前后桥之间,降低了追尾或正面碰撞时油箱被挤压进而燃烧爆炸的风险。

由于塑料油箱采用高性能工程塑料为原料,抗冲击能力不亚于金属材料。更重要的是,塑料油箱采用一体吹塑成型,即像鸡蛋壳一样,缝合紧密,在-40℃和90℃的极端温度下仍能保持良好的弹性和刚性,这是金属油箱所不具备的优势。

当然,理论还得在实践中检验和论证。为了验证油箱的抗力,产品开发时会进行一些冲击试验,如抗冲击试验、角锤冲击试验等,用来评估油箱在受到外部能量冲击后能否保持完好。

抗冲击试验是验证油箱在突然正面撞击后是否会破裂。需要将塑料油箱固定在滑轨上,然后用液压直线执行机构对油箱前后进行冲击测试。最大冲击加速度可达100G。

角冲击是考核塑料油箱的低温抗冲击性能。将塑料油箱放置在-40℃的低温环境中24小时,然后用角锤冲击试验机对油箱的易损部位进行30J能量的冲击。

考虑到外部起火的极端情况,还对塑料油箱进行了耐火性测试。即使塑料油箱真的意外着火,油箱也只是逐渐开始融化,根本没有足够的时间让它受热膨胀爆炸,所以大家完全没有必要担心塑料油箱的安全性。

油箱预热后,直接暴露在自由燃烧火焰中60s,再用阻燃隔离罩间接燃烧。完成所有步骤后,观察燃油箱的泄漏情况。

2)产品性能

虽然安全是我们首先考虑的,但也不能以牺牲产品质量为代价。当油箱由金属改为塑料,会影响哪些性能?

汽车油箱根据材质不同,一般可分为单层塑料油箱、多层塑料油箱和金属油箱。通过不同材质油箱的特性可以发现,塑料油箱的耐腐蚀性能非常优异。

金属油箱生锈并不是什么新鲜事。虽然表面经过了镀镍镀锌处理,但是由于位于车底,所以不可避免的会生锈,所以生锈是很常见的。此外,汽油中还经常混入杂质。金属钢材经过长时间浸泡,可能会逐渐腐蚀产生杂质,堵塞油路。

相比之下,塑料油箱非常适合在污染严重的地区使用,因为它们对酸、碱、盐等具有耐腐蚀性。远远大于钢板。

虽然金属和塑料的材料特性差异导致油箱产品性能不同,但是用塑料油箱代替金属油箱并不会降低油箱的性能。在进入市场之前,需要进行严格的性能测试,如油箱盖的密封性、振动耐久性测试、耐压测试等多项测试,以确保其足够可靠。

振动耐久性试验:向油箱中加入额定容量的水,密封所有进出口,然后分别在水平和垂直方向进行振动耐久性试验。必须观察油箱是否有裂纹或渗漏。

由于与地板相连,油箱的振动冲击还是很强的,这种测试有很强的实际参考意义。

压力试验:向油箱中加入额定容量的水,保持环境温度为50℃,密封所有进出口,向油箱施加30kPa的压力,保压5小时,检查油箱是否泄漏。

就像人的肺一样,大家也会担心油箱会不会承受不住压力,有一天会泄气。压力测试用于评估油箱的密封性是否足以承受压力。

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如今汽车的塑化已经成为一大发展趋势,汽车的材质也在逐渐从金属向塑料转变。要知道塑料比金属轻很多,可以大大减轻车身重量,降低制造成本。

上世纪70年代,塑料在汽车总质量中的使用比例仅为2% ~ 3%,现在已经翻倍至8%~10%。可以说,汽车用的塑料越多,汽车制造技术就越先进。

从油箱升级的过程中,我们可以看到汽车技术发展的缩影。虽然塑料材质看起来很便宜,但所有用于造车的工程塑料都经过了严格的性能测试,所以没必要“谈塑色变”。

汽车油箱报零怎么办

在用车的过程中,我们总是会遇到加油难、加油不及时的问题。很多车主甚至不知道油表的指示器显示在哪里。好像车可以随便开,不用加油,一旦发现油表灯亮了他们就开始慌。

有些车主应该遇到过这样的情况。车忘了加油,走在路上油表显示为零。这种情况我们该怎么办?很快就要关了吗?附近没有加油站怎么办?这种情况不要慌,因为油表显示为零,不代表车跑不了。

1.如何判断自己能跑多少公里?

一般来说,至少能跑20公里,没问题。当然跟你的驾驶技术和路况有关系。如果车技好,路况好,可以开更远的距离。仅仅几步就能知道你能开多远。

1.找到汽车的说明书,记下汽车油箱的容积;

2.当你后备箱的油表显示为零时,你要记下加满时加了多少油的容量;

3.第二步的结果减去第一步的结果等于你的油表为0时的剩余油量;

4.判断这些油能用多久,平时油耗能开多远;

5.如果估计你没准备好,用零油表油耗除以一百公里,乘以一百。结果是燃油表为零时的公里数。

不够并不是完全不变的数据,因为驾驶技术、天气、路况、油耗都会影响一辆车行驶的距离。最好是记得加油。

当油箱表上的红灯亮起时,你的油还剩四分之一,此时应该准备加油了。未雨绸缪是合理的,这样才不会对车造成很大的损害。

油量表灯亮后,一定要靠右行驶,保持匀速。找到加油站,马上加油。

邢博士总结:不要总是等到油表指示灯亮了或者指针已经到了下止点才想起加油。平时多注意观察自己车内的油量。第一是保护油泵,第二是找加油站,避免突发事件。

THE END

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