淺談乘用車油箱的應用與發展

杜 波（上海通用（沈陽）北盛汽車有限公司，遼寧 沈陽 110000）

淺談乘用車油箱的應用與發展

杜 波
（上海通用（沈陽）北盛汽車有限公司，遼寧 沈陽 110000）

摘 要：油箱的性能決定車輛的性能和安全性。簡單地介紹了汽車目前廣泛應用的多層塑料油箱、塑料油箱特點以及發展現狀和趨勢。

關鍵詞：多層塑料油箱；塑料油箱特點；發展現狀及趨勢

1 引言

隨著社會生活水平的提高，生活方式的轉變，人們對汽車依賴日益加重，同時也對車輛的性能、燃油經濟性、操縱性、舒適性和安全性等要求更加嚴格。隨著汽車行業的發展，為達到汽車輕量化、降低制造成本和提高燃油經濟性的目的，塑料應用于汽車工業得到了更多的重視，其技術也得到了迅速的發展。

2 多層塑料油箱

70年代初日本富士重工（IHI）首次開發了共擠吹塑多層容器，1978年研制成功共擠吹塑三層塑料油箱。隨著時代的發展，塑料燃油箱產品性能要求足步增高，為滿足性能等要求從而塑料燃油箱的層級也足步增多。燃油箱阻透性越為重要，阻透性能高低由層狀結構所決定。

多層塑料燃油箱的結構，共分為基礎層、功能層、粘合層和回收料層，如下：

（1）基礎層：主要提供產品的硬度、剛度和尺寸穩定性，基層使用的聚合物主要的材質是HDPE。

（2）功能層：也稱為阻透層，主要作用為阻隔汽油、甲醇、乙醇、氣體等，同時增強燃油箱耐熱性能。塑料燃油箱目前使用較多的材質是PA、EVOH。PA阻透性較好，用于阻透的PA有PA6、PA6/PA66共聚物、PA11和非結晶PA。PA除了不僅有較好的阻透性能，還具有較好的耐腐蝕性、光澤度和熱穩定性等，但PA的缺點是吸濕性較差。EVOH具有對氣體極好的阻隔性和極好加工性，另外透明性、光澤性、機械強度、伸縮性、耐磨性、耐寒性和表面強度都非常優異。但由于在EVOH樹脂的分子結構中存在著羥基，EVOH樹脂具有親水性和吸濕性。當吸附濕氣后，氣體的阻隔性能會受到影響。

（3）粘合層：將基層和功能層進行粘結是較為困難的，需要使用沾合劑將兩層粘結起來。多層燃油箱壁內各層之間的粘合是工藝上的重點。如出現粘合不良會使燃油箱使用一段時間后發生層與層之間產生剝離。進而降低油箱的阻透和強度性能。粘合物主要材質為PE（聚乙烯），其特點：聚乙烯有優異的化學穩定性，耐腐蝕性較為突出。

（4）回收料層：在油箱吹塑加工過程中，會產生一定量的廢料，可將其回收再利用，因為大部分成分還是HDPE，故可以將本。多次回收再利用不會影響HDPE的性能。回收層盡量靠外。

多層塑料燃油箱的結構，應用較多的是六層油箱。

六層結構：從內到外分為①內層（HDPE）②粘合層③阻透層④粘合層⑤回收料層⑥外層（HDPE）。內層和外層大多數用純HDPE，也有在內外層摻入少量的回收料，但回收料多用在外層。粘合層的總類由被粘合物性質所決定。對于阻透層含EVOH、內外層含PE的六層結構。粘合劑大多用改性PE，也有用類似混合物的，如馬來酸酐改性HDPE，對于阻透層是腈樹脂，粘合劑大多用EVOH、PA6。阻透層常用EVOH、PA和其他聚合物等。

六層結構分配層圖解，如圖1所示。

3 塑料油箱特點

3.1 成型加工性。塑料的成型加工性好，容易進行規模生產，簡化生產制造的工藝，改進了安全工作狀態。

3.2 耐腐蝕性。塑料燃油箱有著較好的耐化學腐蝕性，也不會因與燃油等物質產生腐蝕等化學反映產生雜質，進而不會有化學反映的雜質通過燃油系統進入發動機，造成發動機的磨損。塑料燃油箱外壁抵御水、污垢和其他介質的侵蝕作用并免去維修的麻煩。

3.3 重量輕。塑料油箱的重量比金屬油箱輕，塑料油箱平均厚度為4mm，金屬油箱平均厚度至少為1.2mm，由于鐵的密度7.8，加上鐵油箱做防銹處理，密度可達到8。而HDPE塑料材料密度為0.95左右，故與相同體積的金屬油箱相比，金屬油箱是塑料油箱重量的2.5倍。塑料油箱重量可以降低越多，有效承載量越大，從而有利于減輕整車重量，提高車速，節省燃油。

3.4 可塑性。塑料燃油箱的設計空間利用率高，可以加工成各種復雜形狀，可以根據車身的空間位置，充分利用底盤剩余的空間，通過設計不同的造型，從而增加油箱的載油量，提高車輛的續航能力。

3.5 絕緣性。塑料燃油箱導熱性較低，是金屬導熱性的1%。同時具有較好的伸展性和強度剛性，在-40℃～90℃的環境溫度下仍可保持較好的性能，在受到外力的作用下不會像金屬油箱產生電火花而引起油箱爆炸事故，即使汽車在事故中燃燒，也不會因塑料燃油箱承受高溫導致膨脹爆炸產生。

3.6 耐久性。塑料燃油油箱的耐久性能優異，例如：高分子聚乙烯材料具有耐沖擊、耐壓性、抗凍性等優異的特點，使之在長期使用過程中穩定性較好，從而使燃油箱使用壽命達到10年之久。

3.7 滲漏性。存儲油箱的環境溫度40℃±2℃，每24小時的平均損失小于20g。

4 發展的現狀及趨勢

隨著汽車的發展，塑料油箱隨之獲得了較快的發展。進入21世紀以來，歐美發達國家的汽車塑料燃油箱的使用率超過90%。我國目前塑料燃油箱的使用率超過70%。雖然我國汽車塑料燃油箱行業發展歷程較短，但技術進步較快，部分行業內先進企業技術已經達到了國際先進水平，受國家產業政策和科技水平的提高，塑料燃油箱的研發和設備投入也呈快速增長狀態，行業技術有望達到國際先進水平。

汽車行業應用塑料燃油箱的前景，多層復合塑料燃油箱將成為金屬燃油箱和單層塑料燃油箱的替代產品，將成為未來的發展趨勢。

參考文獻

[1]GB 18296-2001，汽車燃油箱 安全性能要求和試驗方法[S].

[2]周達飛，等.汽車用塑料-塑料在汽車中的應用[M].北京：化學工業出版社，2003

[3]李尹照.汽車用非金屬材料[M].北京：北京理工大學出版社，1999.

中圖分類號：U464

文獻標識碼：A

作者簡介：杜波（1985-），遼寧沈陽人，2009年畢業于沈陽理工大學，現工作于上海通用（沈陽）北盛汽車有限公司，主要從事汽車底盤的研發設計工作。