某型燃油箱安裝點(diǎn)滲漏分析

徐靖　卓義盛　唐基榮

摘 要：本文對(duì)某型燃油箱安裝點(diǎn)滲漏問(wèn)題分析，通過(guò)對(duì)燃油箱設(shè)計(jì)、裝配、零件質(zhì)量等逐一分析，確認(rèn)了該問(wèn)題的原因。

關(guān)鍵詞：燃油箱 滲漏

Leakage Analysis of a Certain Type of Fuel Tank Installation Point

Xu Jing Zhuo Yisheng Tang Jirong

Abstract：This paper analyzes the leakage problem of a certain type of fuel tank installation point， and confirms the cause of the problem by analyzing the design， assembly， and component quality of the fuel tank one by one.

Key words： fuel tank， leakage

1 前言

汽車燃油供給系統(tǒng)是汽車動(dòng)力的來(lái)源，作為整車上存儲(chǔ)燃料的主要容器，燃油箱在整車上的固定要求牢固可靠[1]。金屬燃油箱一般通過(guò)綁帶過(guò)盈配合或者通過(guò)翻邊吊點(diǎn)直接固定至整車。大容積燃油箱（如卡車）一般采用綁帶過(guò)盈配合固定在車架上，小容積燃油箱一般采用翻邊安裝點(diǎn)通過(guò)螺栓直接固定至整車，該固定方式在家用車、面包車上使用較多。通過(guò)翻邊安裝點(diǎn)直接固定至整車上，燃油箱的重量直接作用在各安裝點(diǎn)處，所以各安裝點(diǎn)附近是路試過(guò)程中常見的泄漏點(diǎn)。

2 問(wèn)題描述

某型乘用車軟工裝階段在北京通州汽車試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行整車結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)（整個(gè)試驗(yàn)里程24120km）過(guò)程中，當(dāng)試驗(yàn)里程進(jìn)行到73%時(shí)，日常檢查發(fā)現(xiàn)燃油箱右后側(cè)安裝孔處有油污，清理后重新試驗(yàn)又出現(xiàn)，判斷為燃油泄漏，如圖1。

3 問(wèn)題分析

問(wèn)題分析——故障件調(diào)查

將故障件清洗并進(jìn)行氣密性檢查，發(fā)現(xiàn)燃油箱右后安裝點(diǎn)上殼體焊縫邊緣出現(xiàn)有裂紋。如圖2所示。

問(wèn)題分析——燃油箱設(shè)計(jì)

燃油箱總成各安裝點(diǎn)的應(yīng)力進(jìn)行虛擬分析，加載工況見表1。

分析結(jié)果顯示燃油箱安裝點(diǎn)最大應(yīng)力值均在材料屈服極限范圍內(nèi)，應(yīng)力云圖見圖3，具體結(jié)果見表2。

將燃油箱總成按照模擬裝車的方式固定在振動(dòng)臺(tái)上，按照GB18296-2019振動(dòng)耐久試驗(yàn)要求進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格無(wú)泄漏。試驗(yàn)條件件見表3。

問(wèn)題分析——燃油箱裝配

檢查燃油箱緊固扭矩值在規(guī)定范圍內(nèi)，無(wú)明顯衰減。查看燃油箱上殼體安裝面及對(duì)應(yīng)車身固定支架安裝面無(wú)明顯磨痕，燃油箱固定孔無(wú)擴(kuò)孔、磨損等異常，判斷燃油箱緊固可靠。燃油箱安裝面及車身支架檢查情況見圖4、圖5。

問(wèn)題分析——燃油箱零件質(zhì)量

燃油箱上殼體和下殼體通過(guò)整圈縫焊焊接在一起實(shí)現(xiàn)密閉功能?？p焊強(qiáng)度要求大于母材強(qiáng)度即縫焊進(jìn)行破壞性試驗(yàn)時(shí)，要求不能從焊縫處撕裂，撕裂邊緣要求光順、連續(xù)，無(wú)明顯鋸齒狀等。檢查故障件縫焊無(wú)明顯過(guò)深，縫焊位置居中且未壓迫到殼體圓角。將故障件進(jìn)行焊縫破壞性拉伸試驗(yàn)，檢查發(fā)現(xiàn)撕裂斷口出現(xiàn)鋸齒狀且延伸至焊縫中間，具體見圖6。

為進(jìn)一步查明焊縫拉伸破壞性試驗(yàn)異常問(wèn)題，將故障處及正常位置的焊縫進(jìn)行金相分析，顯示故障處焊縫存在多處未熔合問(wèn)題。焊縫金相見7及圖8。

焊縫未熔合原因一般為焊接參數(shù)不合理如焊接電流過(guò)大、焊件表面有油污或雜質(zhì)等。根據(jù)燃油箱條形碼追溯該燃油箱生產(chǎn)日期，查看該批次及前后批次縫焊機(jī)器人焊接參數(shù)無(wú)異常，燃油箱全破壞拉伸試驗(yàn)均合格。同批次燃油箱在其它路試車上已完成所有路試無(wú)泄漏。為了解焊件表面雜質(zhì)對(duì)焊縫強(qiáng)度的影響，采用試片模擬的方式進(jìn)行故障重現(xiàn)。具體見表4。

通過(guò)以上對(duì)比試驗(yàn)可知，當(dāng)焊件表面存在雜質(zhì)時(shí)，焊縫破壞拉力值起伏較大，在雜質(zhì)處的拉力值出現(xiàn)明顯低谷。

根據(jù)以上分析判斷，因?yàn)楹附忧昂讣砻娲嬖谟臀?、焊渣等雜質(zhì)導(dǎo)致焊縫未熔合。在路試過(guò)程中受持續(xù)的應(yīng)力作用下，焊縫處出現(xiàn)疲勞開裂導(dǎo)致泄漏。

4 總結(jié)

通過(guò)翻邊安裝點(diǎn)直接固定至整車的金屬燃油箱因安裝點(diǎn)承受整個(gè)燃油箱及燃油的重量，在路試或者臺(tái)架振動(dòng)耐久試驗(yàn)過(guò)程中，首先出現(xiàn)泄漏的位置基本都在安裝點(diǎn)附近的焊縫或圓角處。本文通過(guò)對(duì)某型燃油箱在路試中出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，從燃油箱設(shè)計(jì)、安裝及制造等進(jìn)行逐一分析，通過(guò)CAE應(yīng)力計(jì)算及金相分析等檢測(cè)方法確認(rèn)燃油箱設(shè)計(jì)及制造的潛在問(wèn)題，查明該燃油箱故障的原因所在。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB18296-2019《汽車燃油箱安全性能要求和試驗(yàn)方法》.