CN104175871B - 一种汽车燃油箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成本较低、上下箱体连接牢固稳定，且燃油泵和翻车阀安装后占用车内空间较少的汽车燃油箱。该燃油箱包括上箱体和设置在上箱体下侧的下箱体；所述上箱体和下箱体均由金属材料制成；所述上箱体上沿其下侧边沿设有上合箱环边，所述下箱体上沿其上侧边沿设有下合箱环边；所述上合箱环边与下合箱环边相匹配并滚焊在一起；所述上箱体为前后两端为凸起面而中部为凹陷面的凹壳，所述上箱体的凹陷面上设有油泵安装法兰和翻车阀安装法兰；所述上箱体上还设有加油管和通气管。该燃油箱成本远小于塑料油箱；上箱体和下箱体之间连接非常牢固稳定，受振动影响很小；凹陷面避免了安装的燃油泵尾部和翻车阀尾部突出或者突出过多。

Description

一种汽车燃油箱

技术领域

本发明属于汽车燃油系统领域，具体涉及一种汽车燃油箱。

背景技术

汽车燃油箱是汽车储存燃油的装置，是汽车燃油系统中的重要部件。传统的塑料燃油箱因其重量轻、防腐能力强、造型容易、安全性高、使用寿命长等优点，在世界汽车工业中得到很快的普及。但是，塑料燃油箱制造成本较高，很难满足美国加州颁布的关于燃油系统零渗透的要求，而且塑料燃油箱在原材料制造过程和废旧处理过程中对环境的危害较大。

随着钣金成型技术和金属表面防腐处理技术的提高，金属燃油箱的制造技术也在不断提高，越来越多的新旧车型正在采用金属燃油箱取代塑料燃油箱。然而，为了使燃油泵处的空间得到空气补充，使燃油排出顺畅，现有的金属燃油箱都是整体饱满的结构；但是，当燃油泵和翻车阀安装在燃油箱上时会使燃油泵和翻车阀在燃油箱表面突出来，不仅占用车内空间而且使得燃油泵和翻车阀容易产生振动固定不稳。此外，金属燃油箱一般主要由上箱体和下箱体连接组成，当电动机传动装置、燃油泵、翻车阀和其它的液压元件安装在燃油箱上后，燃油箱的上下两部分会因为振动而导致连接处应力分散、局部应力偏高，使得上箱体和下箱体连接处出现疲劳开裂，裂纹向四周扩散使箱体上下部分连接不稳，最终导致燃油箱密封性减弱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种成本较低、上下箱体连接牢固稳定，且燃油泵和翻车阀安装后占用车内空间较少的汽车燃油箱。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车燃油箱，包括上箱体和设置在上箱体下侧的下箱体；所述上箱体和下箱体均由金属材料制成；所述上箱体上沿其下侧边沿设有上合箱环边，所述下箱体上沿其上侧边沿设有下合箱环边；所述上合箱环边与下合箱环边相匹配并滚焊在一起；所述上箱体为前后两端为凸起面而中部为凹陷面的凹壳，所述上箱体的凹陷面上设有油泵安装法兰和翻车阀安装法兰；所述上箱体上设有半球形凸台，所述油泵安装法兰和翻车阀安装法兰上分别设有与半球形凸台相配合的半圆槽，半球形凸台和半圆槽配合用于油泵安装法兰和翻车阀安装法兰的焊接定位；所述上箱体上还设有加油管和通气管；

采用以下工艺流程对该汽车燃油箱进行处理：磷化或硅烷处理→清洗→烘干→淌内漆→烘干→下箱体表面喷涂PVC→烘干→上箱体表面喷涂黑漆或粉末喷涂→烘干。

进一步的是，所述加油管设置在的上箱体的侧壁上，所述通气管设置在上箱体的凹陷面上。

进一步的是，上述加油管的管口和通气管的管口上均设有环形筋。

进一步的是，所述上合箱环边与下合箱环边上对应设有至少四个安装通孔。

进一步的是，所述金属材料为冷轧钢板。

进一步的是，所述上箱体的厚度为0.75mm～1mm，所述下箱体的厚度为0.8mm～1.2mm。

进一步的是，所述凹陷面上设有油泵孔和翻车阀孔，所述油泵孔的周围还设有至少两个绕其环形阵列的泵孔凸台瓣，所述翻车阀孔的周围还设有至少两个绕其环形阵列的阀孔凸台瓣；所述油泵安装法兰和翻车阀安装法兰分别固定在泵孔凸台瓣和阀孔凸台瓣上。

进一步的是，所述油泵安装法兰和翻车阀安装法兰上还分别设有点焊凹槽，所述油泵安装法兰和翻车阀安装法兰通过点焊凹槽分别点焊在泵孔凸台瓣和阀孔凸台瓣上。

进一步的是，所述上合箱环边和下合箱环边宽度最窄部分均不少于16mm。

进一步的是，所述上箱体上还设有加油管管卡、加油管线卡、通气管管卡和通气管线卡。

本发明的有益效果是；该燃油箱采用金属材料制作，满足了汽车燃油系统对燃油箱的零渗透性要求，制造成本远小于塑料油箱；通过上合箱环边和下合箱环边滚焊连接在一起，不仅满足了燃油箱对气密性的要求，而且使上箱体和下箱体之间的连接面积很大，连接非常牢固稳定，振动对燃油箱上箱体和下箱体之间的连接影响很小；该燃油箱外形结构紧凑，所占空间较少，上箱体为凹壳形结构，减少了燃油泵和翻车阀安装后所占用的车内空间，通过油泵安装法兰和翻车阀安装法兰不仅方便了燃油泵和翻车阀的安装固定，而且安装固定后十分牢靠。加油管设置在的上箱体的侧壁上，消弱了加油时燃油对箱体的冲击，减少了燃油气泡的产生；通气管设置在上箱体的凹陷面上，确保了燃油泵处的空间能够得到足够的空气的补充，利于燃油的排出。环形筋便于加油管或通气管与其他管路之间连接。安装通孔不仅便于燃油箱在汽车上进行安装，而且使上、下箱体得到了进一步的连接固定。冷轧钢板易于加工成型，并具高韧性、高耐腐蚀性特别适合制成燃油箱。泵孔凸台瓣和阀孔凸台瓣可以避免燃油泵和翻车阀通过螺钉装配固定时，螺钉对箱体造成损伤。点焊凹槽可以减少点焊时法兰与上箱体的接触面积。加油管管卡和加油管线卡便于外接加油软管的固定，通气管管卡和通气管线卡便于外接通气软管的固定。

附图说明

图1为本发明的实施结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明的左视结构示意图；

图5为上箱体的俯视结构示意图；

图6为滚焊工作状态示意图；

图中标记为：上箱体1、上合箱环边11、凸起面(12、13)、凹陷面14、油泵孔141、泵孔凸台瓣1411、翻车阀孔142、阀孔凸台瓣1421、加油管15、加油管管卡151、加油管线卡152、通气管16、通气管管卡161、通气管线卡162、下箱体2、下合箱环边21、油泵安装法兰3、点焊凹槽(31，41)、翻车阀安装法兰4、安装通孔5、上滚焊轮6和下滚焊轮7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种汽车燃油箱，包括上箱体1和设置在上箱体1下侧的下箱体2；所述上箱体1和下箱体2均由金属材料制成；所述上箱体1上沿其下侧边沿设有上合箱环边11，所述下箱体2上沿其上侧边沿设有下合箱环边21；所述上合箱环边11与下合箱环边21相匹配并滚焊在一起；所述上箱体1为前后两端为凸起面(12，13)而中部为凹陷面14的凹壳，所述上箱体1的凹陷面14上设有油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4；所述上箱体1上还设有加油管15和通气管16；采用以下工艺流程对该汽车燃油箱进行处理：磷化或硅烷处理→清洗→烘干→淌内漆→烘干→下箱体表面喷涂PVC→烘干→上箱体表面喷涂黑漆或粉末喷涂→烘干。

其中，上箱体1和下箱体2均由金属材料制成，基本不会渗透，燃油箱的成本为相同尺寸塑料油箱的1/3左右；所述金属材料一般为耐腐蚀的金属材料，当然燃油箱也可以采用内表面经过防腐处理的其他金属材料制作；上箱体1和下箱体2在成型过程中不能有拉裂、起皱等缺陷，材料变薄率一般要大于等于20％；上箱体1或下箱体2侧面与侧面之间的过渡圆角半径一般需要大于等于80mm，上箱体1顶面或下箱体2底面与侧面之间的过渡圆角半径一般为25mm～30mm；上箱体1与上合箱环边11为一体的结构，上箱体1与上合箱环边11之间的过渡圆角一般为4mm～6mm；下箱体2与下合箱环边21一般也为一体的结构，下箱体2与下合箱环边21之间的过渡圆角通常为4mm～6mm；如图6所示，通过滚焊机的上滚焊轮6和下滚焊轮7，将上箱体1的上合箱环边12和下箱体2的下合箱环边21滚焊连接在一起，这样既能满足了燃油箱对气密性的要求，而且上合箱环边12和下合箱环边21使得上箱体1和下箱体2之间的连接面积很大，滚焊连接过后非常牢固、稳定，振动对燃油箱上下部分连接处的影响很小；燃油泵和翻车阀分别安装固定在油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4上，凹陷面14可以避免安装固定后燃油泵尾部和翻车阀尾部突出或者突出过多；一般的，上箱体1上设有半球形凸台，油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4上分别设有与半球形凸台相配合的半圆槽，半球形凸台和半圆槽配合用于油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4的焊接定位；为了增加下箱体2的强度，通常会在下箱体2的底面上设置一些凹槽结构；通气管16的作用是确保燃油箱内得到空气的补充使燃油排出，通气管16端口部距离下箱体2底面的距离要达到燃油箱额定容积要求。

为了消弱加油时燃油对箱体的冲击力，减少气泡的产生，所述加油管15设置在的上箱体1的侧壁上；为了确保燃油泵处的空间得到足够的空气的补充，使燃油能够顺畅的排出，所述通气管16设置在上箱体1的凹陷面14上，如图1、2、3、4所示；加油管15和通气管16一般通过铜焊和二氧化碳保护焊与上箱体1固定在一起。

具体的，所述加油管15的管口和通气管16的管口上均设有环形筋，环形筋便于加油管15和通气管16与其他管路之间的连接；另外，加油管15管口部的环形筋还用于保证与单向阀装配的牢固性。

从图3和图5中还可以看出，所述上合箱环边11与下合箱环边21上对应设有至少四个安装通孔5；燃油箱一般通过螺栓穿过安装通孔5安装固定于汽车上，通过螺栓装配的燃油箱还使上箱体1和下箱体2得到了进一步的连接固定；一般的，为了满足燃油箱整体强度的要求，在每个安装通孔5处还会焊接一块加强板。

因为冷轧钢板易于加工成型并具高韧性、高耐腐蚀性，所以制作上箱体1和下箱体2使用的金属材料优选为冷轧钢板；又因为燃油的重量和运动过程中燃油对箱体冲击力主要作用下箱体2的内表面上，所以下箱体2一般要比上箱体1厚；上箱体1或下箱体2的厚度需要在满足成型要求和焊接密封性、牢固性要求下尽量降低燃油箱的重量，具体的，所述上箱体1的厚度为0.75mm～1mm，所述下箱体2的厚度为0.8mm～1.2mm。

具体的，所述凹陷面14上设有油泵孔141和翻车阀孔142，所述油泵孔141的周围还设有至少两个绕其环形阵列的泵孔凸台瓣1411，所述翻车阀孔142的周围还设有至少两个绕其环形阵列的阀孔凸台瓣1421；所述油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4分别固定在泵孔凸台瓣1411和阀孔凸台瓣1421上，如图5所示；一般的，燃油泵和翻车阀通过螺钉分别与油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4装配固定，环形阵列的泵孔凸台瓣1411和阀孔凸台瓣1421可以保证螺钉装配时位于两个相邻凸台瓣之间的凹处，避免安装的螺钉损伤上箱体1的表面。

为了方便油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4的焊接，减少点焊时法兰与上箱体1的接触面积，所述油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4上还分别设有点焊凹槽(31，41)，所述油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4通过点焊凹槽(31，41)分别点焊在泵孔凸台瓣1411和阀孔凸台瓣1421上，如图3所示；在满足点焊所需的电流值前提下，为了保证油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4分别与上箱体1的焊接强度，点焊凹槽(31，41)的大小一般为直径φ3mm、深度1mm。

如图6所示，为了满足滚焊时上滚焊轮6和下滚焊轮7的需要，所述上合箱环边11和下合箱环边21宽度最窄部分均不少于16mm。

具体的，所述上箱体1上还设有加油管管卡151、加油管线卡152、通气管管卡161和通气管线卡162，如图1、2、3、4所示；加油管管卡151和加油管线卡152一般靠近加油管15设置，便于外接加油软管的固定；通气管管卡161和通气管线卡162一般靠近通气管16设置，便于外接通气软管的固定。

实施例

上箱体1采用厚度为0.8mm的冷轧钢板DC04制作，下箱体2采用厚度为1.0mm的冷轧钢板DC04制作；上箱体1的高度为150mm，下箱体2的高度为110mm；上箱体1的侧面与侧面之间的过渡圆角半径为85mm，上箱体1顶面与侧面之间的过渡圆角半径为25mm；下箱体2的侧面与侧面之间的过渡圆角半径为85mm，下箱体2底面与侧面之间的过渡圆角半径为30mm；上箱体1与上合箱环边11之间的过渡圆角为5mm；下箱体2与下合箱环边21之间的过渡圆角为5mm；保证上箱体1和下箱体2在成型过程中不能有拉裂、起皱等缺陷，材料变薄率大于等于20％；然后，进行切边(注意：上合箱环边11和下合箱环边21宽度最窄部分均不少于16mm)、冲四个内径为11mm的安装通孔5(安装通孔5通常是圆形通孔或U形通孔)、冲油泵孔141和翻车阀孔142；油泵安装法兰3和翻车阀安装法兰4采用低碳钢板Q235-A制作，厚度为均为4mm；油泵安装法兰(3)和翻车阀安装法兰(4)上分别设置直径为φ3mm、深度为1mm的点焊凹槽(31，41)；加油管15采用DC01焊管，规格φ35*1.2mm；通气管16采用20#无缝管，规格φ16*1.2mm；在安装通孔5处焊接厚度2.5mm，用低碳钢板Q235-A材料制成的加强板；在加油管15的管口和通气管16的管口上均焊接厚度为0.5mm的环形筋；把加油管15、通气管16、油泵安装法兰3、翻车阀安装法兰4、点焊在上箱体1上，并把上箱体1和下箱体2点焊在一起；用滚焊机的上滚焊轮6和下滚焊轮7将上箱体1的上合箱环边12和下箱体2的下合箱环边21滚焊连接在一起；把加油管15、通气管16焊牢；对燃油箱进行磷化或硅烷处理→清洗→烘干→淌内漆→烘干→下箱体表面喷涂PVC→烘干→上箱体表面喷涂黑漆或粉末喷涂→烘干→装配或包装。

该实施例得到的燃油箱，总体积为41.1L，额定容积满足35L，燃油箱总重量为7.1kg。

盐雾试验：

条件：在盐雾试验箱内进行，样板采用透明胶带或精制蜡封边，中心部位用锋利的刀片按照60°夹角划两条交叉透底的切割线，并以与垂直线30°角放置在盐雾箱中，要求样板之间不能互相遮挡和接触；控制箱内温度在36±0.1～0.7℃连续喷雾，盐水浓度为(5±1)％的NaCl溶液,PH为6.5～7.2盐雾箱内，盐雾沉降量为80cm²每小时沉降1ml～2ml，连续试验48小时检查一次，每次检查后样板应变换位置。

结果：满足Q/SQR.04.028-2007FS-7级要求，中性盐雾试验480小时后观察沿切割线漆膜下面锈蚀蔓延的情况，单侧锈蚀蔓延不超过2mm。

耐压性试验：将燃油箱盖与加油口连接处用焊接或机械夹紧方法使之连接牢固，堵住安全阀连接口和燃油箱通气口，通入80Kpa的气压，保持压力30s，燃油箱未出现泄漏、开裂现象。

密封性试验：将燃油箱放置在水池中并使燃油箱盖处于正常安装状态，通入22～30Kpa压力的空气，并将其所有部位先后浸入水中深度不小于100mm，保持压力30s，燃油箱所有焊接部位、装配部位以及所有附件没有气泡产生。

振动耐久性试验：将燃油箱按模拟装车形式固定在振动试验台上，给燃油箱内装入50％额定容积的水，盖好燃油箱盖，密封好所有进、出口,振动加速度：30m/s2，振动频率：30Hz，油箱无泄漏现象。

加油特性试验：

(1)、以40L/min的流量向试样(燃油箱)中加入17.5L的汽油，然后启动燃油泵抽油，抽出油量为17.32L，相差0.18L。

(2)、以40L/min的流量向试样中加入标准的93#汽油，首次跳枪后，加油量为35.55L；在补加一次，第二次跳枪后测量油箱的容积为35.74L。

(3)、以40L/min的流速通过加油管(15)向燃油箱加注车用乙醇汽油和符合GB17930要求的汽油，直至总共跳枪3次；第一次跳枪加油量为35.55L，第二次跳枪加油量为35.74L；第三次跳枪加油量为35.75L；额定容积(35L)偏差量在(-2％)～(+5％)的合格范围内。

将燃油箱装入一半额定容积的燃油，在40±2℃温度下存放四周时间，满足美国加州颁布的关于燃油系统零渗透的要求；向燃油箱内施加3.63KPa压力，60s内压力降到0.98KPa，满足GB18352.3-2005对燃油箱总成通气性要求。

将该燃油箱用于奇瑞QQ车上进行装配验证，该燃油箱满足车型燃油系统对燃油箱的要求。

Claims (10)

1.一种汽车燃油箱，包括上箱体(1)和设置在上箱体(1)下侧的下箱体(2)；其特征在于：所述上箱体(1)和下箱体(2)均由金属材料制成；所述上箱体(1)上沿其下侧边沿设有上合箱环边(11)，所述下箱体(2)上沿其上侧边沿设有下合箱环边(21)；所述上合箱环边(11)与下合箱环边(21)相匹配并滚焊在一起；所述上箱体(1)为前后两端为凸起面(12，13)而中部为凹陷面(14)的凹壳，所述上箱体(1)的凹陷面(14)上设有油泵安装法兰(3)和翻车阀安装法兰(4)；所述上箱体(1)上设有半球形凸台，所述油泵安装法兰(3)和翻车阀安装法兰(4)上分别设有与半球形凸台相配合的半圆槽，半球形凸台和半圆槽配合用于油泵安装法兰(3)和翻车阀安装法兰(4)的焊接定位；所述上箱体(1)上还设有加油管(15)和通气管(16)；

采用以下工艺流程对该汽车燃油箱进行处理：磷化或硅烷处理→清洗→烘干→淌内漆→烘干→下箱体表面喷涂PVC→烘干→上箱体表面喷涂黑漆或粉末喷涂→烘干。

2.如权利要求1所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述加油管(15)设置在的上箱体(1)的侧壁上，所述通气管(16)设置在上箱体(1)的凹陷面(14)上。

3.如权利要求2所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述加油管(15)的管口和通气管(16)的管口上均设有环形筋。

4.如权利要求1所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述上合箱环边(11)与下合箱环边(21)上对应设有至少四个安装通孔(5)。

5.如权利要求1所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述金属材料为冷轧钢板。

6.如权利要求5所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述上箱体(1)的厚度为0.75mm～1mm，所述下箱体(2)的厚度为0.8mm～1.2mm。

7.如权利要求1所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述凹陷面(14)上设有油泵孔(141)和翻车阀孔(142)，所述油泵孔(141)的周围还设有至少两个绕其环形阵列的泵孔凸台瓣(1411)，所述翻车阀孔(142)的周围还设有至少两个绕其环形阵列的阀孔凸台瓣(1421)；所述油泵安装法兰(3)和翻车阀安装法兰(4)分别固定在泵孔凸台瓣(1411)和阀孔凸台瓣(1421)上。

8.如权利要求7所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述油泵安装法兰(3)和翻车阀安装法兰(4)上还分别设有点焊凹槽(31，41)，所述油泵安装法兰(3)和翻车阀安装法兰(4)通过点焊凹槽(31，41)分别点焊在泵孔凸台瓣(1411)和阀孔凸台瓣(1421)上。

9.如权利要求1所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述上合箱环边(11)和下合箱环边(21)宽度最窄部分均不少于16mm。

10.如权利要求1至9中任一项所述的一种汽车燃油箱，其特征在于：所述上箱体(1)上还设有加油管管卡(151)、加油管线卡(152)、通气管管卡(161)和通气管线卡(162)。