汽車加油口蓋系統的設計開發

陳士偉，鐘響，劉東凱，王小強，張學松，尹明月，房長江

?

汽車加油口蓋系統的設計開發

陳士偉1，鐘響1，劉東凱2，王小強1，張學松3，尹明月1，房長江1

（1.博坦德工業工程技術（上海）有限公司長春分公司，吉林 長春 130013； 2.中車長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062；3.上海埃維汽車技術股份有限公司，上海 201805）

汽車的加油口蓋是一種可以翻轉開閉的系統，一般位于車身側圍之上，汽車油箱加注口以外。其作用主要是遮蓋油箱加注口同時為加油槍提供安全的進出通道，除此以外加油口蓋的外表面要與車身側圍外板的造型相連續，因此具有裝飾的作用。

加油口蓋；機構布置；結構設計

前言

在汽車外部的加油口位置，需要設計與外表面曲面匹配的加油口蓋，用于加油口的保護，并提供加油的通道。根據材料的不同，加油口蓋分為金屬加油口蓋和塑料加油口蓋兩種形式。隨著塑料耐高溫性能的提高，塑料加油口蓋已經實現了與白車身共線涂裝，從而使加油口蓋與車身的色差得到有效控制，同時間隙斷差得到較好的保證。這些基本問題解決后，車身輕量化的要求，使塑料加油口蓋的使用日益普遍，而金屬加油口蓋仍然繼續使用在一些低端車型中。

1 加油口蓋的布置與設計

1.1 設計輸入

加油口蓋的設計輸入包括A面，加油口布置數據，側圍數據，加油口附近加強件數據等。

1.2 加油口蓋的布置

加油口蓋的區域在模型制作時，已經通過分塊線進行了定義，工程部門需要解決的問題是，根據相關法規判斷區域布置是否合理，主要考慮車輛偏轉后油箱內的燃料是否通過加油口漏出，以及加油過程的人機，另外還要考慮加油口蓋與周邊零件搭接的可控制性，以及內部結構的布置空間。

加油口蓋的區域確定后，應根據CAS面制作詳細的斷面圖，包括結構布置和間隙斷差等要求。

1.3 加油口蓋的結構設計

加油口蓋的包括外板、內板、鉸鏈、彈簧等。可以說，加油口蓋是車門的縮小簡化版，其設計過程與車門基本一致。

1.3.1鉸鏈軸心線定義

在進行結構設計時，應首先確定加油口蓋的鉸鏈軸心線，軸心線的設計應符合以下原則：

（1）加油口蓋運動包絡與周邊零件應有足夠間隙，一般不小于3mm。

（2）加油口蓋最大開啟角度應不小于90度，確保加油槍的可操作性和人手旋動加油蓋的活動空間。

（3）軸心線應盡量靠近車身表面，以減小鉸鏈尺寸。

1.3.2鉸鏈及彈簧設計

根據已經定義好的鉸鏈軸心線，可以對鉸鏈和彈簧進行詳細的設計，應符合以下原則：

（1）鉸鏈本身具有較好的強度，材料一般選擇DC41，厚度可選擇1.0，1.5，2.0（mm)。

（2）鉸鏈安裝點之間的距離應盡量遠，以增加鉸鏈的安裝強度，同時安裝點應檢查裝配工藝性。

（3）在最大開度時，鉸鏈應設計限位結構，防止碰傷。

（4）彈簧應具有一定的預緊力，使加油口蓋解鎖后，加油口蓋能自動彈開一定角度，一般為5-10度，原則是使加油口蓋后端彈起后與車體的間隙，能夠保證人手指伸入，將加油口蓋摳開。

（5）彈簧材料一般選用65Mn，既可以使用厚度在1.0-2,0（mm）之間的彈簧片，也可以選擇圈形彈簧。

1.3.3內外板設計

外板為外觀件，應按外觀表面質量要求執行。內板具有加強作用，同時在內板上要考慮鉸鏈的固定位置、彈簧作用或固定位置、加油蓋附掛位置和鎖止機構。

2 加油口蓋開啟機構的布置與設計

機械式開啟的加油口蓋，一般在前門檻內側設計一個開啟手柄，通過拉索將手柄的位移量傳遞到加油口蓋鎖上，從而使鎖上的鎖柱后退，脫離加油口蓋內板的鎖止孔，加油口蓋在彈簧的作用下自動彈開。

2.1 設計輸入

加油口蓋開啟機構的設計輸入包括前門檻數據、后門檻數據、前后地毯數據、前后地板數據、側圍及其后部加強件數據、后輪鼓包（加油口一側）數據、加油口附近加強件數據、行李箱蓋數據、置物板數據、底盤線束走向等。

2.2 手柄機構布置及校核

2.2.1安裝點布置

手柄機構一般位于駕駛員座椅左下側（右舵車為右下側）。根據前地板、門檻內板及前地毯的數據，合理確定手柄機構的安裝點，應能滿足：

（1）確保裝配方便性。一般采用M6或M8螺栓/螺母安裝，應使其裝配方向上滿足套筒相關尺寸要求。

（2）應使前地毯方便開孔或開槽以露出手柄部分。

2.2.2手柄機構的人機工程校核

對手柄機構的人機工程校核包含兩個部分，一是局部校核，二是整體校核。

2.2.2.1 局部校核

當加油口蓋手柄、行李箱蓋手柄布置在同一基座上時，應保證二者有足夠的間隙，以確保人手的操作。

當加油口蓋開啟臂與行李箱蓋開啟臂呈上下排列且Y方向有重疊時，兩臂的空間距離應能使人手指靈活伸入。

2.2.2.2 整體校核

對手柄機構的安裝位置，應根據駕駛員的操作范圍進行校核，手臂長度距離根據轎車適用人群，在GB10000-1988中選定，如有多個值時，應使用要求較高的值。

2.3 加油口蓋鎖布置

加油口蓋鎖的安裝位置應滿足：

（1）良好的裝配進出方便性；

（2）安裝點應使鎖能夠牢固固定，且安裝方便，對體積較小的鎖可采用單點安裝，從車外裝配螺母。

2.4 加油口蓋拉索布置

加油口蓋拉索布置要求是：

（1）拉索走向應盡量與底盤線束保持一致。

（2）當加油口蓋與手柄機構分列汽車左右兩邊時，拉索需在Y方向橫穿。

（3）拉索曲率半徑應滿足QC/T29101-1992的要求，最小曲率半徑不得小于150mm，接頭、彎轉部位可以放寬至100mm，但其范圍角度不得超過30°。

（4）拉索固定點的距離應根據曲率半徑的大小決定，曲率半徑越小，距離應越小，一般與線束固定點保持一致；

（5）拉索應避開車體上的鋒利刀口（如切邊、孔邊緣等）。

（6）拉索在各部位的裝配，包括穿越和固定，應具有可操作性和方便性，能夠適應流水線作業。

3 結論

汽車加油口蓋系統擁有著多元化的發展方向，本文只是從設計布置等開發方面進行了概述。放眼未來，人工智能、綠色節能、輕量化等創新手段也將大量應用在汽車加油口蓋系統的開發過程中。因此，我們應該順應國際潮流積極調整產品研發的新思路、新策略、新舉措從而適應新時代的新要求，做好產品轉型升級，積極進行產品創新，從而不斷增強中國汽車工業的研發實力。

[1] 姜立標.現在汽車新技術[M].北京:北京大學出版社,2016.

[2] 李朝暉.汽車新技術[M].重慶:重慶大學出版社,2012.

Design and development of automobile fuel filler door system

Chen Shiwei1, Zhong Xiang1, Liu Dongkai2, Wang Xiaoqiang1, Zhang Xuesong3, Yin Mingyue1, Fang Changjiang1

（1.Bertrandt Engineering Shanghai Co., Ltd. Changchun Branch, Jilin Changchun 130013; 2. CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd, Jilin Changchun 130062; 3.Shanghai IVY Auto Techmology Co., Ltd, Shanghai 201805）

The automative fuel filler door is a kinds of closure system. The main fuction is to cover up the gas tank and provide a safe passage for the refueling gun and the filler door outer surface is consistent with the side body outer panel so it also has a decorative effect.

Fuel filler door; structrue package; design structrue

A

1671-7988(2018)16-110-02

U462

A

1671-7988(2018)16-110-02

CLC NO.: U462

陳士偉，就職于博坦德工業工程技術（上海）有限公司長春分公司。房長江，民革黨員，中級工程師，就職于博坦德工業工程技術（上海）有限公司長春分公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.039