塑料燃油箱在汽车上的应用及发展
汽车用塑料的应用和发展建议(1)

当今,汽车的开展方向是:节约能源、防止环境恶化、改善安全性能。
作为汽车的重要材料之一,汽车用塑料的开展也以这三方面为目标。
随着研究的深入,汽车塑料的品种和应用范围不断扩大。
由于塑料的优越特性,在汽车设计中大量采用塑料,不仅可以实现汽车结构轻量化设计,而且可以综合地反映对汽车设计性能的要求,即轻量化、平安、防腐、造型和舒适性等。
此外,还有利于降低本钱,节约材料资源。
塑料在汽车上的应用主要分为三类:内饰件、外装件、功能结构件。
外装件:以塑代钢,可减轻汽车分量,到达节能的目的;内饰件:以安全、环保、舒适为应用特徵,用可吸收冲击能量和震动能量的弹性体和发泡塑料创造仪表板、座椅、头枕等制品,以减轻碰撞时对人体的伤害,提高汽车的安全系数;功能结构件:多采用高强度工程塑料,减轻分量,降低本钱,简化工艺,如用塑料燃油箱、发动机和底盘上的一些零件。
汽车塑料材料与制品的开展趋势随着塑料新材料的不断开辟,塑料在汽车应用的领域不断扩大,主要表现在纳米复合材料、可喷涂和免喷涂塑料、塑件镜片和塑料玻璃、纤维增强热塑性塑料等的应用。
纳米复合材料的应用TPO 基纳米复合材料,应用于汽车内、外装饰件,优点是质轻、尺寸稳定性提高、强度更高、低温抗冲击性能更好。
TPO 系纳米复合材料做汽车踏脚板,已用于GM 公司轿车,其具有较高的硬度、质量轻、低温下不发脆,而且容易回收。
丰田公司将纳米PP 复合材料用于汽车先后保险杠,使原保险杠厚度由4mm 减至3mm,分量减轻约1/3。
丰田公司又相继推出了用于汽车内饰件的PP 纳米复合材料。
纳米粒子的介入,不仅改善了聚合物的强度、刚性、韧性,而且还有利于提高聚合物的透光性、阻隔性、耐热性及防紫外性等。
由于加工简便,效果明显,业内对聚合物纳米复合材料的巿场前景持乐观态度。
可喷涂和免喷涂塑料美国通用电器公司开辟的可导电PPO/PA 材料使车身塑料件能与金属冲压件一起进行阴极电泳〔即可实现全在线喷涂〕,从而消除汽车车身非金属件与金属件的色差问题。
塑料在汽车工业中的应用

塑料重量/Kg
0.91 0.41 12.26 12.71 11.35 18.16 40.86 4.31 2.04 3.18 94.43 93.98 27.69 19.98 13.17 22.25 377.69
减轻重量/Kg
轻量化率/%
2.27 0.41
4.1 8.17 11.35 4.54 13.62
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内饰件 一辆汽车最容易出彩的是内饰件,因为汽车 的外观是给别人看的,而人们真正享受的是汽车的内 饰,内饰强调触觉、手感、舒适性和可视性等。内饰 产品主要包括以下几个方面:
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● 仪表板 欧洲汽车的仪表板一般以ABS/PC及增强PP为主
要材料;美国汽车的仪表板多用苯乙烯/顺丁烯二酸酐 SMA,这类材料价格低,耐热、耐冲击,具有良好的 综合性能; 日本汽车 的仪表板 曾采用过 ABS和增 强PP材料,目前则以玻璃纤维增强的SAN为主,有时 也采用耐热性更好的改性PPE。随着电子技术的应用, 高度的控制技术、发动机前置前轮驱动汽车操纵系统 以及其它中央控制系统等将被集中在仪表板周围,因 此,由纺织物来取代目前在聚氨酯发泡体表面覆盖的 聚乙烯表皮将成为可能。
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目前,我国使用的仪表板可分为硬和软仪表板两 种。硬仪表板常被用在轻、小型货车、大货车和客车 上,一般采用PP、PC、ABS、ABS/PC等一次性注射 成型。这种仪表板表面有花纹,尺寸很大,无蒙皮, 对表面质量要求很高,对材料的要求是耐湿、耐热、 刚性好、不易变形。但由于这种仪表板通常采用多点 注射成型,易形成流痕和粘接痕,同时添加色母不均, 容易产生色差,因此表面需经涂装后才能使用,且最 好选用亚光漆涂装。另外,由于高档仪表板追求质感, 所以在仪表板表面做一部分桃木饰纹将是一种发展方 向。
文献综述汽车塑料油箱

毕业设计(论文)文献综述题目汽车塑料油箱的跌落与碰撞分析专业车辆工程班级车101学号3100221014学生李小波指导教师原园副教授二○一三年文献综述引言:改革开放以来,特别是近几年我国汽车工业发展势头强劲。
据中国汽车工业协会统计,去年1至7月,汽车全行业完成工业总产值3723.82亿元,同比增长29.44%:产品销售收入3598.88亿元,同比增长31.05%:利润总额221.90亿元,同比增长51.14%。
主要经济指标增长都比较大,实现了增产增收。
汽车产业作为国民经济支柱产业的地位越来越突出。
去年交通运输设备制造业对工业增长的贡献率首次跃升至40个工业行业之首。
以汽车制造业为主的交通运输设备制造业已取代电子信息通信业,成为名副其实的领头羊。
随着市场需求的不断扩大,我国汽车工业的发展潜力也非常之大。
据有关部门分析,近几年我国汽车消费市场的消费结构已发生了很大变化。
载货汽车的需求量仍将持续增长,特别是次发达地区,如西部地区对中重型货车、多种专用汽车、矿用车和大中型客车的需求将明显增加。
农村汽车市场对轻、微型客货车需求也会有较大增长。
随着国家有关鼓励私人购车政策的出台,预计个人购车比例将逐年快速增长。
特别是轿车、客车,尤其是微型客车的需求量会有较大增长,市场份额将进一步提高。
为此,国家将积极发展售价八万元左右的经济型轿车,以满足中国家庭的需要。
此外,国家还将大力推进发展汽车工业的相关环境:至2005年,中国公路里程将增加至160万公里,其中高速公路2.5万公里。
各地还将加大发展城市基础设施建设,增加停车场地等交通配套设施。
所有这些,都无疑会大大促进我国汽车工业的发展。
汽车油箱,是汽车最重要的一个部件。
本课题在国内外的研究状况及发展趋势:汽车燃油箱是汽车油箱的全称。
当前,随着汽车工业的发展和国内汽车工业的振兴,各大汽车生产企业对汽车燃油箱的需求呈明显增长趋势。
汽车燃油箱按种类划分,大致可以分为:1、金属汽车燃油箱(包括铁制油箱,铝制油箱,铝镁合金燃油箱等)、2、其他汽车燃油箱(包括塑料汽车燃油箱和其他合成金属燃油箱等)汽车燃油箱是使汽车连续运动而储存燃料用的容器。
工程材料在汽车中的应用2000字论文

工程材料在汽车中的应用2000字论文随着汽车工业的发展,我国的汽车产量稳步增长,汽车消费规模日趋庞大。
据中国汽车工业协会发布数据显示,2008年我国产量达到934.51万辆,汽车销量达到938.05万辆。
虽然目前全球经济危机对各国的汽车产业带来了严重影响,但国内汽车厂家积极应对,加上政府政策的支持,近两月来中国的汽车销量开始回升,从整体趋势上看,我国的汽车工业仍将保持一个持续高速增长态势。
浅谈工程塑料在汽车轻量化中的应用进展论文在汽车及相关行业的进步带来巨大机遇的同时,汽车工业也面临着巨大的挑战。
汽车及相关行业的发展对社会能源供给、环境保护等方面的影响日益明显,因此要承受的节能减排的压力也日趋增大。
汽车结构的轻量化和轻量化材料的使用等汽车轻量化技术,可以有目的地减轻汽车自身的重量,又能保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性,同时满足汽车本身的经济性要求。
汽车轻量化已经成为汽车材料发展的主要方向,节能和环保则是汽车行业的两大课题。
以工程塑料件代替各种昂贵的有色金属及合金材料部件,不仅能减轻车重,降低燃油消耗和碳氢化合物排放,还可提高动力,适应恶劣环境,增加安全性,而且塑料可回收,从而节约了制造过程中的资源消耗,最终使汽车在安全和成本两个方面获得更多的突破。
汽车造型更为美观和设计更为灵活,是降低零部件加工、装配和维修费用的有效途径。
汽车用塑料的使用已经成为衡量汽车工业发展水平的标志之一。
工程塑料作为工程材料,是电子信息、交通运输、航空航天、机械制造业的上游产业,在国民经济中占据着重要的地位,其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑的作用,同时也推进传统产业改造和产品结构的调整。
近年来,随着我国制造业的迅速发展,工程塑料的应用领域日趋广泛,用量从2000年的39.4万t上升到2007年的182万t,其中汽车行业2007年消费的工程塑料占国内工程塑料市场消耗比例的11.89%。
工程塑料,尤其是高性能工程塑料,因其具有良好的机械性能、综合力学性能,而且耐热性、耐酸、寿命长、可靠性好等特点而越来越广泛地用于汽车工业,其前景非常好,例如发动机上的一些零部件如调速阀、机动盘、气流盘、水泵、输油管、皮带轮罩、冷却风扇、油门踏板等已开始使用PA、PPS、PBT等注塑或吹塑成型。
塑料车用进气歧管和燃油箱的应用及发展

成汽车燃油箱形状更 加的复杂 。 塑料车用燃油箱生产过程中 ,
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融协论坛 ・2 0 1 3年第 8 期( 下 )——
食 品机械 技术发展趋势研 究
口 付 国壮
北 京 1 0 0 0 2 4 ) ( 北京航 空 制造 工程研 究 所
摘
要: 通过文献研 究法和 与实际生产经验相结合 的方法, 对我国现今食 品机械技术进行研究 , 得 出当前我 国的
目前来看 ,汽车工业发展 的主要方 向和研发 目标就 是轻 耐燃油 以及耐润滑 油效 果应 当非常的好, 同时抗振动性 、 音频 量化 , 实践 中为有效 实现节 能降耗 、 提高车速、 减少排放 以及 衰减性也要满足要求, 所 以尼龙成为最佳选择材料 。实践中 ,
节约成本之 目的, 上世纪 9 O 年代 , 汽车工业生产中就开始应 由于汽车发动机周边部件要求实际工作过程中,要承受 大约
展的基础和保证 。因此 , 在当前 的形势下 , 加强对塑料车用进
进气 歧管位于节气 门与引擎进气 门之 间。 之所 以称为“ 歧
就在此“ 分歧” 了, 对应引擎汽缸的数量 , 如四缸引擎就有 四道,
气歧管和燃油箱 的应用及发展 问题的研究,具有非常重大的 管” , 是因为空气进入节气 门后, 经过歧管缓冲统后 , 空气流道
要求非常的高, 一般在- 4 0 . 1 5 0 ℃范围内反复变化 , 因此耐热性、 树脂材料的同类进气歧管要重上两倍之 多。基于以上优点分
析可见,塑料车用进气歧管及 相关技术在当前汽车工业发展 中的应用非常 的广泛 , 而且其应用前景也非常的好。 2塑料 车用燃油箱特点及应用发展
燃 油箱是汽车上承装油的相关容器 , 主要是指 用汽 油、 柴 油机作 为驱动方式的机器, 储放燃油料的设备。 目前米看 , 塑
常用塑料在汽车上的应用

常用塑料在汽车上的应用如今汽车行业,塑料代替昂贵的金属材料已经成为发展的必然趋势,高强度的工程塑料不但降低零部件加工、装配及维修费用,还使汽车更轻量化、节能和环保。
根据数据显示,塑料及其复合材料是最重要的汽车轻质材料。
它不仅可减轻零部件约40%的质量,而且还可以使采购成本降低40%左右,因此近年来在汽车中的用量也迅速上升,成为汽车制造的“新宠儿”。
目前,汽车塑料中用量最大的通用塑料品种是聚丙烯(PP)、ABS树脂、聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)。
聚烯烃材料构成了汽车主要的塑料件,下面将列举几种主流的汽车工程塑料。
聚丙烯(PP)PP可以用作多种汽车零部件,现在典型的乘用车中,PP塑料部件占60多个。
PP汽车零部件主要品种有:保险杠、仪表板、门内饰板、空调器零部件、蓄电池外壳、冷却风扇、方向盘,其中前五种占全车PP用量的一半以上。
聚乙烯(PE)通过对高密度PE和低密度PE树脂的接枝改性和填充增韧改性,得到了具有良好的柔韧性、耐候性和涂装性能的系列改性PE合金材料。
PE主要采用吹塑方法生产燃油箱、通风管、导流板和各类储罐等。
近几年PE在汽车上的用量基本没增加,值得注意的是汽车轻量化的发展趋势促进了燃油箱的塑料化。
欧洲汽车上正式采用塑料燃油箱,其主要材料为高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)。
聚甲醛(POM)具有优良的耐摩擦磨耗特性、长期滑动特性、成型流动性和表面美观、光泽特性,也适用于嵌件模塑。
汽车底盘衬套,如转向节衬套、各种支架衬套、前后板簧衬套、制动器衬套等广泛采用聚甲醛型三层复合材料,它是以冷轧钢板为基体,以烧结多孔青铜粉为中间层,表面覆合改性聚甲醛作减摩层的三层复合材料。
并轧出一定规律的储油坑,其结构决定丁它的特殊性能:既具有钢的机械强度和刚性,同时又有优良的边界润滑条件下的减摩抗磨特性。
其它应用包括车门把手、安全带机械部件、组合开关和反射镜等。
ABS树脂ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三个单体的三元共聚物,可以用于制作汽车的外部或内部零件如仪表壳体、制冷和采暖系统、工具箱、扶手、散热器栅板等;它也可以用于制作仪表板表皮、行李箱、杂物箱盖等。
塑料制品在汽车行业的应用趋势

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塑料制品在汽车零部件中的应用可 以减轻重量,提高燃油经济性。
塑料制品在汽车零部件中的应用可 以改善舒适性和安全性。
汽车轻量化趋势:减轻汽车重量, 提高燃油经济性,降低排放
塑料制品在汽车轻量化中的作用: 替代传统金属材料,减轻汽车重 量
塑料制品的优点:耐腐蚀、耐磨 损、易成型、可回收
汽车轻量化对塑料制品的需求: 高强度、高韧性、耐高温、耐疲 劳
汽车轻量化:使用高性能工程塑料 代替金属材料,降低汽车重量,提 高燃油经济性
耐高温、耐腐蚀:高性能工程塑料 具有耐高温、耐腐蚀等性能,适用 于汽车发动机、排气系统等部件
耐磨、抗冲击:高性能工程塑料具 有耐磨、抗冲击等性能,适用于汽 车底盘、悬挂系统等部件
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3D打印技术在汽车塑料制品中的 应用:用于制造汽车零部件、内饰 件等
挑战:需要解决打印材料的强度和 耐久性问题,以及打印速度的限制
塑料制品的回收率:目前塑料制品的回收率较低,需要提高 回收技术:需要研发更加高效的回收技术,降低回收成本 再生塑料的应用:推广再生塑料在汽车行业的应用,减少对环境的污染 政策支持:政府需要出台相关政策,鼓励企业进行塑料制品的循环利用
塑料制品的回收利用技术 有待提高,需要研发更加 高效、环保的回收利用方
法
塑料制品的降解周期长, 对环境造成长期影响
政府和行业协会需要加强 对塑料制品回收利用的监 管和引导,推动塑料制品
回收利用产业的发展
轻量化趋势: 塑料制品在汽 车行业中的应 用有助于减轻 汽车重量,提 高燃油经济性。
环保趋势:塑 料制品在汽车 行业中的应用 有助于减少环 境污染,符合 绿色环保理念。
汽车塑料件研究报告

汽车塑料件研究报告随着汽车工业的不断发展,汽车塑料件也越来越多地被应用于汽车制造中。
本文将对汽车塑料件的研究进行探讨,分析其应用和发展趋势。
一、汽车塑料件的应用1.外观件汽车外观件是汽车塑料件的主要应用领域之一。
其主要作用是美化汽车外观,增强汽车品牌形象。
汽车外观件通常采用ABS塑料、PC/ABS塑料、PA6/6+GF30%等材料制成,具有良好的抗冲击性、耐磨性、耐候性等特点。
2.功能件汽车功能件是汽车塑料件的另一个应用领域。
其主要作用是实现汽车的各种功能,例如仪表板、中央控制台、门板、座椅等。
汽车功能件通常采用PP塑料、PC塑料、PA6/6+GF30%等材料制成,具有良好的耐热性、耐腐蚀性、耐磨性等特点。
3.发动机舱件汽车发动机舱件是汽车塑料件的另一个应用领域。
其主要作用是保护发动机、减少噪音、提高汽车的安全性能等。
汽车发动机舱件通常采用PPS塑料、PA6/6+GF30%等材料制成,具有良好的耐高温性、耐磨性、抗老化性等特点。
二、汽车塑料件的发展趋势1.轻量化随着汽车工业的发展,节能减排成为汽车制造的主要目标之一。
汽车塑料件的轻量化设计可以有效地降低汽车的整车重量,提高汽车的燃油经济性。
为此,汽车塑料件的材料研发方向将更加注重轻量化、高强度、高刚度等方面的特点。
2.环保性随着环境保护意识的提高,汽车塑料件的环保性也成为了汽车制造的重要考虑因素之一。
未来,汽车塑料件的材料将更加注重环保性、可降解性等方面的特点。
3.智能化随着汽车智能化的发展,汽车塑料件也将朝着智能化方向发展。
未来,汽车塑料件将更加注重智能化、多功能化等方面的特点,例如集成显示屏、传感器等功能。
三、汽车塑料件的未来展望未来,汽车塑料件将继续保持快速发展的趋势。
随着汽车工业的不断发展,汽车塑料件的应用领域将不断扩大,其材料和设计也将不断创新。
未来,汽车塑料件将更加注重轻量化、环保性、智能化等方面的特点,为汽车工业的发展做出更大的贡献。
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塑料燃油箱在汽车上的应用及发展随着汽车工业的快速发展和汽车环保要求的提高,燃油箱作为汽车部件中重要的安全件和法规件,对其进行结构优化和性能提高成为各大汽车随着汽车工业的快速发展和汽车环保要求的提高,燃油箱作为汽车部件中重要的安全件和法规件,对其进行结构优化和性能提高成为各大汽车制造商竞相探讨和解决的问题。
早先的汽车燃油箱大多以金属材料如ST12/ST14冷轧钢板制造,其特点是体积较大,价格便宜,成型容易,模具成本相对较低,一般卡车上多数仍然使用这种大容量、刚度和强度较好的金属油箱。
但随着欧IV、欧V排放指标的提高,加上共轨系统对燃油系统材料提出了新的要求(由于铜元素会加速柴油的老化,锌、铅、锡等元素会被燃油中的酸性物质所腐蚀,燃油系统应避免含有铜、锌、铅、锡等成分),由此诞生了铝合金油箱。
铝合金材料如3303、5052的铝镁合金以其质量轻、强度高、耐腐蚀、外观美观等优点,代替钢铁材料进入汽车零部件已成为一种趋势,但铝合金油箱成本较高,焊接难度较大,受撞击时容易变形,这些特点都使得铝合金油箱的普及和发展受到了一定的限制。
相比之下,塑料燃油箱以其更好的安全性、更强的耐腐蚀性和更长的使用寿命脱颖而出。
笔者现就塑料燃油箱的发展、主要生产方法、阻隔性改善工艺、设计特点、成本驱动因素及发展前景作一介绍。
1 塑料燃油箱的发展汽车塑料燃油箱的发展起步于欧洲,世界上第一只汽车塑料燃油箱是由德国V olkswagen 汽车公司、BASF公司和Kautex公司于20世纪6O年代联合研究开发而成的,并在Porsche 跑车上得到了成功应用Hj。
全球市场上的主要前三大供应商Iner—gY 、Kautex及TI Walbro 占有全球75%以上的塑料油箱市场份额,处于世界塑料燃油箱的领导者地位。
随着汽车市场竞争的加剧,成本压力增大,我国政府越来越重视国家自主创新能力的培育,经过二十几年的研究,塑料燃油箱在中国市场迅速发展并广泛应用。
第一阵营的亚普(Yapp)、Kautex、八千代填补了国内塑料燃油箱的空白,成功地替代了进口,三家公司的产量已经约占国内塑料燃油箱生产总量的70%。
第二阵营的江苏泰顺塑光、安徽芜湖顺荣以自主品牌抢占了一定的市场份额。
据奥尔威咨询统计,2007年我国塑料燃油箱国产化率已经达到64.43%,2008年有小幅上升,约为66%。
随着塑料油箱价格逐步接近于金属油箱,这一比例还将扩大。
表1列出塑料燃油箱市场中的主要中外制造商。
2塑料燃油箱的主要生产方法及阻隔性改善工艺2.1 主要生产方法目前,塑料燃油箱均采用聚乙烯(PE)作为原材料。
由于PE的热塑性显著,所以塑料燃油箱的加工成型工艺通常有挤出吹塑成型、滚塑成型、注射成型、真空吸塑成型等多种形式,其中挤出吹塑成型和滚塑成型为两大主流工艺。
(1)挤出吹塑成型是将软化状态的高密度聚乙烯(HDPE)用挤出机挤出型坯后放入成型模内,用两半片模具将型坯夹紧,然后通入压缩空气,利用空气的压力使坯料沿模腔变形,经冷却脱模得成品燃油箱。
其原材料分子量极高,力学强度优异,但设计和制造成本较高,多用于结构紧凑、批量大的乘用车领域。
(2)滚塑成型是将低密度聚乙烯(LDPE)加入模具中,然后模具沿两垂直轴不断旋转并被加热,模内的坯料在重力和热能的作用下逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上,待完全塑化达到要求厚度后,往模具夹套内注入冷水经冷却定型而成制品。
这种制品壁厚相对均匀,易于安装金属类紧固镶件,模具简单,但材料难以符合汽车燃油箱对性能的要求且成型周期较长,能耗大,多用于空间大、批量小的商用车领域。
滚塑油箱在汽车上的应用2.2 阻隔性改善工艺塑料燃油箱需具有较高的阻隔性。
以吹塑成型为例,原始塑料燃油箱为HDPE单层结构,但由于HDPE具有一定的透气性,对各种溶剂的耐渗透性不强,构成燃料的烃分子可以扩散到HDPE分子间的间隙,逐渐渗透到外界而气化损失掉,即燃油渗漏,这必然对环境和安全都造成影响。
因此,如何提高塑料燃油箱的阻隔性能成为整车排放达标的最有效、最重要的途径。
目前,为满足环保要求,降低燃油渗透,在生产中通常采用以下3种工艺方法改善阻隔性。
(1)在基体中添加阻隔性树脂,这是一种物理方法。
该方法是将PE与阻隔树脂[尼龙(PA)或(乙J烯/乙烯醇)共聚物(E/VOH)]共混改性使阻隔树脂在基体树脂中形成层状,这种阻隔功能聚合物合金材料由美国DuPont公司研制成功,因此该技术又称为DuPont的专利Selar@技术。
如在HDPE中加7%的阻隔PA,可以使材料对燃油的渗透性比纯HDPE燃油箱减少97%。
但这种方法在实际生产操作时,对挤出机螺杆混炼性能要求较高,制备工艺复杂,并且层状掺混塑料燃油箱的力学性能较低,阻渗性不太稳定。
(2)对燃油箱进行氟化或硫化处理,在箱体表面上形成化学反应的燃油阻隔层,这是一种化学方法。
例如在吹塑成型过程中,同时向油箱内部吹入含氟1%的氮气,使其油箱内层形成防燃油渗透的含氟层。
经氟化处理后,油箱的渗透汽油量降低效果比较显著,可由16 g /24 h降至0.5 g/24 h。
氟化处理对非极性溶剂阻透性较好,但容易造成二次污染,工艺复杂、难度大、成本较高。
硫化处理的长期阻透性差且不安全,不宜采用。
(3)采用多层共挤技术,将阻隔材料与PE分层同时挤出吹塑成型,这是一种物理方法。
目前常用的多层燃油箱一般为6层,其结构从内到外分为新料层、粘结层、阻隔层、粘结层、回料层、新料层。
其中,内新料层为HDPE,起成型、强度、骨架等作用,而外新料层为了确保耐火性添加黑色母。
阻隔层多采用PA或E/VOH,PA阻烃性好而E/VOH阻甲醇性好。
由于HDPE是非极性物质,E/VOH是极性物质(一OH基团),HDPE和E/VOH之间没有粘结强度,HDPE层与EVOH层之间必须通过一个粘结层来连接,所以粘结层用的粘结剂对阻隔材料和HDPE要有较强的粘结力、良好的粘结耐久性能和加工性能,通常用于多层共挤塑料油箱的粘结剂是由PE、马来酸酐、有机过氧化物在一定温度下通过双螺杆挤出机经过熔融反应而成的。
由于多层燃油箱有阻隔层,所以其抗燃油渗透能力更强,其燃油渗漏量可降至0.2 g/24 h(对汽油);O.7—1.2 g/24 h(对汽油一甲醇、乙醇燃料)。
因此,多层共挤技术在防止大气污染和循环再利用方面起到了有效的作用,势必成为塑料燃油箱的主流发展方向。
3 塑料燃油箱的设计特点及成本驱动因素3.1 设计特点以单层塑料燃油箱吹塑成型为例,燃油箱需要足够大的容积容纳供给系统中的所有工作介质,但受到车辆底盘之间空间的限制,塑料燃油箱外形多为异形曲面组合,以最大限度利用有限空间。
这就对箱体与车身贴合部位的尺寸有一定的要求,所以在设计与制造中应重点考虑尺寸收缩所造成的误差。
其次,当箱体形状有剧烈变化或贯穿直径在短距离内有较大改变时,应着重分析其在成型过程中是吹胀成型或单边拉伸,还是原料堆积挤压成型,因其形变大,这将是整个塑料件最薄部位或最厚部位,它的存在对燃油箱质量影响很大,所以在设计过程中应尽量避免上述情况。
无法回避情况下,尽可能增加其形变过渡量,以减缓形变。
同时在生产过程中注重对相应型坯壁厚的调整控制,为控制箱体在冷却过程和在车身上固定安装时箱体形状向内塌陷,设计中应对特定部位或曲面留有预张曲面。
此外,由于燃油箱为储存燃料的安全件,箱体应具有一定的刚性所以箱体壁厚不能太薄,同时箱体又要保持有较大的容积和较轻的质量,故箱体的壁厚一般控制在2.5—4.0 mm。
为保证燃油箱内的传感器总成装配后浮子能自由运动,燃油箱设计时应保证与油箱壁、油箱内部其它部件留有一定间隙,一般设计时考虑传感器浮子距油箱底部大于等于4mm,浮子距油箱顶部大于等于10 mm,传感器浮子与能导致其卡滞的油箱部件要保持一定距离(大于等于25 mm)。
在设计阶段就应充分考虑生产和装配中塑料燃油箱存在的变形和缺陷,通过结构上的设计优化以保证后期成品的质量。
3.2 成本驱动因素由于塑料燃油箱较高的技术标准和严格的质量控制,使得其前期投人费用较高,尤其是生产设备和成套检测设备相对昂贵,例如,要求有专用的吹塑成型机、打孔焊接机、水检机等,模具成本比较高。
另一方面由于塑料燃油箱的渗漏性使得开发阶段的设计验证和试验较金属油箱多,开发周期较长。
这些都导致塑料燃油箱价格高于金属油箱。
由于受到石化技术落后的限制,目前我国塑料燃油箱的原材料市场还没有打开,塑料燃油箱生产商使用的主要原材料HDPE以进口产品为主,其中已被广泛接受和认可用来生产汽车塑料燃油箱的原材料供应商在全球主要有3家:德国BASEL公司,牌号为Lupolen 4261;法国TOTAL石化公司,牌号为MS201B/BN;英国Ineos公司,牌号为Eltex RSB714。
塑料燃油箱需根据不同产品的设计特点增加重力阀、放油螺栓、焊接支架、垫圈等外购件,因此构成塑料燃油箱成本中的原材料及外购件成本占了总成本的75%,这部分成为影响塑料燃油箱价格的主要因素。
此外,增值成本包括直接人工、制造费用等增值工艺及费用,约占总成本的7%,塑料燃油箱的生产设备自动化程度相对较高,整个生产流水线上涉及人员较少。
其它成本包括财务、管理及利润等可变成本,约占总成本的18%。
图1为塑料燃油箱的成本构成。
4 车用塑料燃油箱的前景从金属燃油箱到塑料燃油箱,从单层塑料燃油箱到多层塑料燃油箱,可更好地满足燃油系统向轻量化和紧凑型方向发展的要求,其中对阻隔性的控制成为各大塑料燃油箱生产商和汽车厂商研究探索的主流课题。
目前TI Walbro开发的SIB技术、双片热成型法及Inergy的PZEV燃油系统都能够满足全球最严格的美国PZEV燃油标准。
Inergy的这种设计含有与标准型吹塑成型油箱相同的6层HDPE/EVOH结构,能更好地控制壁厚并减轻质量,并用于2009款宝马7系列sedan车型的油箱(非一致性PZEV要求)上。
随着国内塑料油箱生产技术的提高,加之企业规模化生产,塑料油箱无论从工艺还是质量上都得到了提高,所以塑料燃油箱国产化率将进一步提升,乘用车塑料油箱配套市场还有很大的发展空间,塑料燃油箱也将面临着更多的挑战和机遇。