汽车工程手册：德国版-燃料箱制造及材料选择

选择燃料箱材料有各种要点，其中有：

1）在碰撞和环境影响下的稳定性。

2）防碳氢化合物蒸气渗透（LEVⅡ、EVAP法规要求）。

3）抗老化性。

4）好的加工性能^[2]。

5）复杂几何形状的可制造性。

6）再生。

图7.6-6表示燃料箱的制造方法，它可分为两类：

1）金属燃料箱。

2）塑料燃料箱。

图7.6-7 复合挤压燃料箱壁面结构

1.金属燃料箱

使用金属燃料箱具有悠久的历史。早在第一辆汽车和摩托车上就采用。目前对非常复杂几何形状的燃料箱主要采用St14Zi/Ni和高合金钢（如X5CrNi1810）以及铝合金板材（主要用在摩托车上）。按成型工艺，通过自动焊接方法将钢材相互焊接在一起并保证气密。用得最多的焊接方法有：

1）2D/3D（二维/三维）滚缝焊接。

2）激光焊接。

3）感应焊接。

4）钎焊。(www.xing528.com)

2.塑料燃料箱

在20世纪70年代，汽车工业开始研发塑料燃料箱。由于燃料箱的几何形状越来越复杂，汽车工业与塑料加工工业、塑料材料生产者联合开发了专用材料的吹气挤压新工艺^[3]。这种专用材料为高密度聚乙烯（HDPE），它可耐世界范围商用燃料的各种影响。用得最广的材料有：

Lupolen 4261 A （Basell公司）

Hostalen GM 9350 C （Basell公司）

HDPE 201 B （Total Petrochemicals）

Eltex RSB 714 （Solvay）

由于日益尖锐的排放立法，还开发了附加的碳氢化合物蒸气扩散阻挡层。燃料箱中的碳氢化合物气泡首先由氟气（F₂）处理。氟气处理可在吹气挤压工艺完成（人们称为在线氟化），或在完备吹气挤压工艺和熔焊工艺后完成，即称为离线氟化。在氟化作用时，燃料箱在钝化后用F₂/N₂混合气冲击，从而形成极性表面。该极性表面可显著降低在聚合物基体上的碳氢化合物蒸气的溶解性和非极性介质的渗透。HDPE燃料箱可降低汽油渗透损失高达99%。在20世纪90年代，开发了制造塑料燃料箱的一种方法。该方法直到那时只在包装工业使用，即复合挤压塑料材料吹气法（见图7.6-7和图7.6-8）。在吹气工艺中可达到7层不同的塑料相互结合。极性的乙烯基乙醇复合聚合物（EVOH—Ethylenvinylalkohol—Copolymer）的特殊中间层阻挡碳氢化合物蒸气渗透。

图7.6-6 燃料箱制造方法

图7.6-8 复合挤压燃料箱结合缝结构

在完备吹气挤压燃料箱与部件（如管接头、支架等）工艺时采用不同的熔焊方法，如：

1）振动熔焊。

2）超声波熔焊。

3）加热件熔焊。

4）激光熔焊。